プルトニウム転換技術開発施設における放射性物質含有スラッジの安定化処理

Stabilization treatment of the sludge items containing nuclear materials at Plutonium Conversion Development Facility

谷川 聖史 ; 中村 大司; 浅川 直也*; 瀬谷 和仁*; 大森 二美男*; 小磯 勝也*; 堀籠 和志 ; 清水 靖之

Tanigawa, Masafumi; Nakamura, Daishi; Asakawa, Naoya*; Seya, Kazuhito*; Omori, Fumio*; Koiso, Katsuya*; Horigome, Kazushi; Shimizu, Yasuyuki

プルトニウム転換技術開発施設の廃液処理工程で発生した中和沈殿焙焼体及び凝集沈殿焙焼体(スラッジ)については、ポリ容器に収納し梱包用のビニルバッグで密封して、各々中和沈殿焙焼体はグローブボックスに、凝集沈殿焙焼体は施設内の保管場所に保管している。これらスラッジは、保管中においてスラッジ中に含有する水分等が放射性元素由来の線等により放射線分解されて発生するガスにより、梱包するビニルバッグの膨らみが確認されていた。このため、1983年の操業開始以降、スラッジを梱包したビニルバッグの膨らみを定期的に確認し、膨らみを確認したものはビニルバッグの交換を行うことで、安全に保管管理を実施してきた。スラッジからの放射線分解によるガスの発生を防止し、保管時の安全性を向上させるために、ガスの発生原因となっているスラッジ中の吸湿性のある硝酸ナトリウム塩を取り除く安定化処理作業を2018年8月から開始し、2022年8月まで実施した。その安定化処理としてスラッジの水洗浄処理を実施した結果、スラッジ中に含まれるナトリウム濃度を3wt%以下まで低減することができた。また、そのスラッジは1年以上にわたって各々の保管場所で保管していた際に、保管に使用している梱包用のビニルバッグに膨らみがなく、かつガスの発生原因となるスラッジの含水率に増加は認められないことを確認したことから、保管中の安全性が向上していること及び今後、放射線分解によるガスの発生はないものと評価した。安定性が確認できた中和沈殿焙焼体は、粉末缶に収納し粉末貯蔵エリアに保管廃棄した。これにより、中和沈殿焙焼体及び凝集沈殿焙焼体において、内部からのガスの発生によるリスクがなくなり、保管時の安全性を向上することができた。

At plutonium conversion development facility, the neutralization sedimentation and the coagulation sedimentation (sludge) items are stored in a polyethylene container packed in the plastic bag. The neutralization sedimentation items and the coagulation sedimentation items are stored in the globe box and storage room in the facility, respectively. Some sludge items generate gases, that swelled the plastic bag. We should ensure whether the bag swelling by visual confirmation. When the swelling is confirmed, those containers are transferred to the glove box to exchange the plastic bag for new one. By keeping the above procedure, those items were stored safely in the facility since its founding. The stabilization work for enhance the safe storage was planned to reduce the gas generation of the sludge items caused by the radiolysis of water. Those sludge items have the containing a sodium nitrate that has moisture-absorption characteristic. Therefore, the stabilization method aimed to remove the sodium nitrate from the items. The work was conducted from August 2018 to August 2022. The sodium concentration in items were reduced to 3 wt% or lower. Each stabilized sludge item packed in plastic bag were confirmed its swelling for over one year in the storage place. No gas generation from all item has been observed for more than the one year. And while both the neutralization and the coagulation sedimentation items were stored they were not the increasing of the moisture in the items. As a result, those items were evaluated that will not generate gases any more and confirmed to be stabilized after this treatment. Then, those neutralization sedimentation items were stored in powder cans and transferred to powder storage room as a retained waste. Based on the above results, risks of the gas generation from sludge items were decreased enough. Therefore, the safety of the stored sludge item was improved and confirmed.