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Study on H$$_{2}$$ gas production by radiolysis of carbonate slurry generated from Multi-Radionuclide Removal System

多核種除去設備から発生した炭酸塩スラリーの放射線分解により生じる水素ガスに関する研究

荒井 陽一; 比内 浩; 駒 義和; 柴田 淳広; 野村 和則

Arai, Yoichi; Hinai, Hiroshi; Koma, Yoshikazu; Shibata, Atsuhiro; Nomura, Kazunori

福島第一原子力発電所における汚染水処理設備として、多核種除去設備(MRRS)が用いられている。MRRSは前処理設備(鉄共沈工程、炭酸塩沈殿工程)と吸着塔で構成されている。各設備の運転により、水酸化鉄、炭酸塩、使用済み吸着材の二次廃棄物が発生し、これらは高性能容器(HIC)と呼ばれる容器に保管される。炭酸塩スラリーを保管しているHICから、たまり水が発生していることが発見された。ガスがスラリー層に堆積し、スラリー中の水分を追い出すことで体積が増加したと推察されたが、炭酸塩スラリーから発生するガスの挙動は不明確であった。そこで、HICに保管中の炭酸塩スラリーを用いて水素ガスの発生量を測定し、その挙動を確認した。10mlの炭酸塩スラリーを容器に入れ、3, 7, 14, 21日後に、ガスクロマトグラフを用いて、水素濃度を分析した。水素の総量は時間と共に比例して増加する傾向にあることを確認した。また、各測定時のG値を求めた結果、水の放射線分解の理論G値とほぼ同等であることを確認した。その結果から、炭酸塩スラリーの放射線分解で発生する水素は、水の放射線分解によるものと確認した。

Multi-Radionuclide Removal System (MRRS) has been utilized for decontaminate of the radioactive contaminated water in Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (1F). The secondary wastes including iron hydroxide, carbonate and used adsorbents are packed in the High Integrity Container (HIC). It was reported that the radioactive liquid was overflowed in several HICs. This phenomenon was only observed in HICs containing the carbonate slurry waste. It was inferred that volume increase of wastes due to gas generation caused by the water radiolysis. However, the gas generation behavior was not well known. Therefore, it is important to investigate gas generation behavior of radioactive carbonate slurry waste. Ten ml of the carbonate slurry waste was put into the sealing vial. After standing sample for certain duration, concentration of hydrogen was measured by gas-chromatography. Total amounts of hydrogen gas produced from the slurry was proportionally increased with time. Measured G-value was equivalent to the theoretical G value. This result showed that hydrogen gas generated by water radiolysis in radioactive carbonate slurry waste.

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