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Sedimentation behavior of noble metal particles in simulated high-level waste borosilicate glasses

模擬高レベル放射性廃棄物硼珪酸ガラス中での白金族粒子の沈降挙動

中島 正義 ; 大山 孝一 ; 守川 洋; 宮内 厚志; 山下 照雄 ; 駒嶺 哲*; 越智 英治*

Nakajima, Masayoshi; Oyama, Koichi; Morikawa, Yo; Miyauchi, Atsushi; Yamashita, Teruo; Komamine, Satoshi*; Ochi, Eiji*

高放射性液体廃棄物に含まれる白金族元素はガラス溶融炉内に分散して存在している。それらの一部は沈殿を生じ、溶融炉の安定的な運転に対し悪影響を及ぼす。沈殿の形成過程や性質に関する情報はそれらを除去したり排出したりする方法を検討するのに有用である。そこで、模擬ガラスを用いて沈降観察試験を行った。1.1wt%(酸化物換算値)の白金族粒子を含む試料を1100$$^{circ}$$Cで保持した場合には、界面沈降を示し、界面の沈降速度は2.4mm/hで一定だった。この沈降挙動は急速沈降である。急速沈降に続いて、沈降速度は徐々に遅くなった。これは圧縮沈降である。初期の白金族濃度が3.0wt%と6.1wt%では最初から圧縮沈降を示した。界面の沈降曲線より、白金族の沈殿の最大濃度はおよそ23-26wt%であると見積もられた。この値により、除去すべき沈殿の物性を特定することができる。また、2880時間まで1100$$^{circ}$$Cで保持した白金族粒子の成長が観察された。

Noble metal elements (NME) contained in high level liquid waste (HLLW) are distributed in a vitrification melter. Some part of them forms sediment which causes negative effects to steady operation of the melter. The formation process and characteristics of the sediment is useful information for considering methods of removing or discharging them. Thus the sedimentation observation was carried out by using simulated glass. Samples with 1.1wt% of initial NME concentration held at 1100$$^{circ}$$C indicated zone settling, and the settling rate of interface is constant; 2.4 mm/h. This sedimentation behavior is the type of rapid settling. Following the rapid settling, the settling rate goes slower gradually, this is the type of compressive settling. The samples whose initial NME concentrations are 3.0wt% and 6.1wt% showed compression settling form the beginning. From the settling curve of interface, the maximum concentration of NME in sediment was estimated as around 23-26wt%. This value can specify the properties of sediment to be removed, Also, growth of NME particles was observed by holding at 1100$$^{circ}$$C for up to 2880 hours.

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