Research on vitrification technology to immobilize radioactive sludge generated from Fukushima Daiichi Power Plant; Enhanced glass medium

福島第一原子力発電所から発生した放射性スラッジの安定化に向けたガラス固化技術の研究; より高性能なガラス媒体

天本 一平; 小林 秀和 ; 北村 直登*; 武部 博倫*; 三田村 直樹*; 都築 達也*; 深山 大元*; 長野 祐一*; Jantzen, T.*; Hack, K.*

Amamoto, Ippei; Kobayashi, Hidekazu; Kitamura, Naoto*; Takebe, Hiromichi*; Mitamura, Naoki*; Tsuzuki, Tatsuya*; Fukayama, Daigen*; Nagano, Yuichi*; Jantzen, T.*; Hack, K.*

福島第一原子力発電所の汚染水処理で発生した汚泥(スラッジ)の廃棄体化技術候補の一つとして、ガラス固化法に着目し、鉄リン酸塩ガラス(IPG)媒体を用いたスラッジ固化処理の適用性について検討を行っている。同検討を進めるにあたり、解析に必要とされる熱物性等のデータを充実させる必要があるが、高温雰囲気において、さまざまな成分と組成のIPG及び模擬廃棄体を作製し、それぞれに対して、多くの物性値を測定することは、時間と困難さを伴う作業となる。よって、理論解析により対象物質の挙動を推測することにより試験件数を減らし、データ取得を行った方が合理的である。本報では、既知の実験状態図から、CALPHAD法により熱力学的諸量を推算し、得られた結果を利用してIPG及び廃棄体の計算状態図を作成するとともに、同状態図から読み取ることのできる均質融体を形成するための情報と実験値との比較評価を行い、計算状態図の妥当性を確認することができた。

The iron phosphate glass (IPG) medium is known to be a high-efficiency glass medium, therefore we try to evaluate its applicability to immobilize sludge bearing radioactive nuclides arising from treatment of contaminated water at the stricken Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant. For this study, many physical and chemical properties of target materials are necessary to evaluate the behaviours of IPG medium and its waste forms. Inevitably, it will entail the need for many and varied types of experiments to be carried out under high temperature. It is therefore rational to apply appropriate theoretical analysis first so as to reduce the number of experimental run. For this reason, some necessary thermodynamic values for theoretical analysis were estimated by CALPHAD approach followed by making up the calculated phase diagrams. By comparison with experimental results, they were found to be reliable for evaluating the behaviours of IPG medium and its waste forms.