Characterization and storage of radioactive zeolite waste

放射性ゼオライト廃棄物の特性及び保管

山岸 功 ; 永石 隆二 ; 加藤 千明   ; 森田 圭介 ; 寺田 敦彦  ; 上地 優; 日野 竜太郎; 佐藤 博之; 西原 健司  ; 津幡 靖宏   ; 田代 信介 ; 斉藤 隆一; 佐藤 智徳  ; 中野 純一; Ji, W.*; 福島 久志*; 佐藤 正知*; Denton, M.*

Yamagishi, Isao; Nagaishi, Ryuji; Kato, Chiaki; Morita, Keisuke; Terada, Atsuhiko; Kamiji, Yu; Hino, Ryutaro; Sato, Hiroyuki; Nishihara, Kenji; Tsubata, Yasuhiro; Tashiro, Shinsuke; Saito, Ryuichi; Sato, Tomonori; Nakano, Junichi; Ji, W.*; Fukushima, Hisashi*; Sato, Seichi*; Denton, M.*

福島第一原子力発電所の放射性塩水の処理で発生した使用済ゼオライト吸着塔の安全保管を目的として、ゼオライト系吸着材Herscheliteの基礎特性を研究し、水素発生及び容器の塩分腐食を評価した。Herschelite試料の水素発生量は、試料の水位と溶存種に依存する。これは、発生した水素が、水面へ拡散移動する過程で、ラジカルにより酸化されるためである。このような水の液深効果を考慮して、海水あるいは純水に浸かったHerscheliteからの水素発生率を評価した。これら基礎特性データを用いて、基準となる崩壊熱504Wの吸着塔内の水素濃度を熱流動解析した。その結果、塔内に残留する洗浄水の有無に係わらず、水素濃度は爆発下限界(4%)に至らないと評価された。吸着塔容器材料であるステンレス鋼SUS316Lの定常腐食電位は、吸収線量率とともに増加したが、Herscheliteを共存させることで増加が抑制された。崩壊熱504Wの吸着塔底部の環境は750Gy/h-60C以下と評価され、20,000ppmCl濃度以下では、Herscheliteと接触した316L鋼の局部腐食は直ちに発生しないと考えられる。

For safe storage of zeolite wastes generated by treatment of radioactive saline water at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station, properties of the Herschelite adsorbent were studied and its adsorption vessel was evaluated for hydrogen production and corrosion. Hydrogen production depends on its water level and dissolved species because hydrogen is oxidized by radicals in water. It is possible to evaluate hydrogen production rate in Herschelite submerged in seawater or pure water by taking into account of the depth effect of the water. The reference vessel of decay heat 504 W with or without residual pure water was evaluated for the hydrogen concentration by thermal hydraulic analysis using obtained fundamental properties. Maximum hydrogen concentration was below the lower explosive limit (4 %). The steady-state corrosion potential of a stainless steel 316L increased with absorbed dose rate but its increase was repressed by the presence of Herschelite. At 750 Gy/h and 60C which were values evaluated at the bottom of the vessel of 504 W, the localized corrosion of SUS316L contacted with Herschelite would not immediately occur under 20,000 ppm of Cl concentration.