Radiation effects on retention property of high-viscous suspension of co-precipitates in nuclear chemical separation

核化学分離における凝集沈殿物である高粘性懸濁水の保持特性に及ぼす放射線効果

永石 隆二 ; 桑野 涼*; 伊藤 辰也  

Nagaishi, Ryuji; Kuwano, Ryo*; Ito, Tatsuya

福島第一原子力発電所(1F)ALPS凝集沈殿系の炭酸塩スラリー廃棄物で起きた溢水事象は、低粘性である水等の流体と異なり、高粘性であるスラリーが放射線分解で生成した水素(H)を保持したことに起因する。しかし、その保持特性(メカニズム)及びその放射線効果は、安全に長期保管する上で重要であるにも関わらず、微視的によく分かっていない。そこで本研究では、模擬スラリーの放射線(EB, )照射前後の物性や粘度特性から、スラリーのH保持特性に及ぼす放射線効果を調べた。スラリーの高粘性は懸濁物(SS)粒子中の水酸化マグネシウムMg(OH)の親水性(Mg(OH)分子間の水分子の共有)によって発現しており、Mg(OH)分子には1分子以上の水分子が結合していることが評価された。そして、照射実験では、H保持を抑制するSS粒子の破壊・細分化や不可逆な粘性の低下が観測された。

Coagulating sedimentation has been practically used for radioactive multi-nuclide removal in Fukushima Daiichi NPS, emitting radioactive wastes of high-viscous suspension of co-precipitates. The suspension of carbonate slurry has been found out to retain hydrogen molecules (H) formed in water radiolysis in the previous studies for overflow of water from HIC. However, radiation effects on the H retention property have not been elucidated microscopically. In this study, the physical and viscosity properties of simulated slurry were measured before and after the EB and -ray irradiation, and then the radiation effects were discussed. Hydrophilic nature of magnesium hydroxide (Mg(OH)) in suspended solids (SS) is closely related to the viscosity appearance of slurry. It was estimated in a SS particle that water molecules equivalent to Mg or more were bound to Mg(OH). In the irradiation experiments, the destruction of SS and the irreversible lowering of viscosity in the slurry were observed to repress the H retention.