溶融廃棄物ガラス中のルテニウム化合物の電気伝導度に関する研究-高レベル放射性廃液固化研究報告-(先行基礎工学研究に関する共同研究報告書)

山下 勝*; 赤井 智子*; 山中 裕*; 捧 賢一

JNC TY8400 2003-004, 41 Pages, 2003/03

JNC-TY8400-2003-004.PDF:0.83MB

高レベル放射性廃液をガラス固化する際に溶融ガラスから分離析出するルテニウム化合物の溶解及び析出の挙動を把握することは、ガラス溶融炉の安定運転を確保する上で重要な課題の一つである。本研究では、ガラス中のルテニウムの溶解及び析出挙動について、ルテニウム含有ガラスの顕微鏡観察や透過スペクトルの測定、導電率の測定等によって、溶融温度、ルテニウム含有量、ルテニウム原料の化学形等による影響を調べた。その結果、(1) ルテニウムの一部は 1400deg.C以上の高温では4価のルテニウムイオンとして溶融ガラス中に溶解するが、その溶解度はそれ程大きくなく(およそ 0.03mass%以下)、 (2)工学規模溶融炉における溶融温度(1200deg.C以下)ではルテニウムの溶解度がさらに低くなるため、ほとんどすべてのルテニウムが二酸化ルテニウムとして析出し沈澱すること、(3) 仮にルテニウムを 1400deg.C以上の高温で溶解させても高レベル廃液のようにルテニウム含有量が多い場合には、ガラス温度が低下する際に溶解していたルテニウムイオンが素早く析出することが明らかになった。また、(4)ルテニウムが硝酸塩水溶液として存在している場合にはガラス原料の軟化温度よりも低温で分解して酸化ルテニウム結晶となり、(5)そのサイズや形はガラス粒の隙間の大きさで決まること、(6)他の廃液成分の影響は大きくないことが明らかとなった。