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Characterization of carbonate slurry generated from multi-radionuclide removal system in Fukushima Daiichi Nuclear Power Station

福島第一原子力発電所の多核種除去設備により生成した炭酸塩スラリーの性状調査

比内 浩; 荒井 陽一; 福田 裕平; 黒澤 明; 駒 義和; 柴田 淳広; 野村 和則

Hinai, Hiroshi; Arai, Yoichi; Fukuda, Yuhei; Kurosawa, Akira; Koma, Yoshikazu; Shibata, Atsuhiro; Nomura, Kazunori

福島第一原子力発電所には、放射性汚染水中の放射性核種の除去を目的とした多核種除去設備(MRRS)が運転されている。MRRSは2つの前処理設備(鉄共沈処理設備と炭酸塩沈殿処理設備)と吸着塔から構成されており、トリチウムを除くほとんどの核種を取り除くことができる。しかし、この汚染水処理に伴い高線量の二次廃棄物(スラリー、廃吸着材)が発生し、高性能容器(HIC)に一時保管されている。これらの二次廃棄物の処理処分方法を検討するため、様々な性状を詳細に把握することが必要となる。このため炭酸塩沈殿スラリーの採取を行い、核燃料サイクル工学研究所に輸送し、各種分析を実施した。炭酸塩スラリーから高濃度のSr-90(1.3$$times$$10$$^{7}$$[Bq/cm$$^{3}$$])が検出され、汚染水のSr-90が炭酸沈殿工程で濃縮されていることが示唆された。また、微量の$$alpha$$線核種が検出された。ICP-AESでの元素分析の結果、スラリーのほとんどはCaCO$$_{3}$$とMg(OH)$$_{2}$$に占められていると推定され、炭酸沈殿工程が正常に機能していることが示された。また、炭酸塩スラリーの粒子サイズを画像解析法により測定し、メディアン径が数$$mu$$m程度であることが分かった。

Multi-Radionuclide Removal System (MRRS) has been operating to decontaminate the contaminated water in Fukushima Daiichi Nuclear Power Station. MRRS consist of pretreatment facilities (Iron coprecipitation treatment facility and Carbonate precipitation treatment facility) and adsorption towers. This system is able to remove most of the radioactive materials except Tritium. However, Associated with a this process, the secondary radioactive wastes (slurry, spent adsorbent) were generated and stored temporary in the High Integrity Container (HIC). It is necessary to various properties investigation for the inventory evaluation and future disposal. Therefore, the carbonate slurry samples were transported from Fukushima Daiichi Nuclear Power Station to our laboratories in Tokai-mura and analyzed. High concentration of Sr-90 (1.3$$times$$10$$^{7}$$ [Bq/cm$$^{3}$$]) was determined in the sample by the radioactive measurement, it is inferred that the contaminated water has been concentrate. And small amount of $$alpha$$-ray emitting nuclides were determined. As the result of ICP-AES, it is estimated that most of slurry occupy CaCO$$_{3}$$ and Mg(OH)$$_{2}$$. These obtained data showed that decontamination system is operating normally. Also, the particle size of the slurry was analyzed by image analyzing method. The particles of slurry was found to have a median particle diameter of several $$mu$$m.

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