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報告書

大洗研究所における放射性廃棄物の放射能濃度評価手法確立に係る取り組み; 令和元年度活動報告書

朝倉 和基; 下村 祐介; 堂野前 寧; 阿部 和幸; 北村 了一

JAEA-Review 2020-015, 66 Pages, 2020/09

JAEA-Review-2020-015.pdf:4.27MB

原子力の研究開発施設から発生する放射性廃棄物の処理処分は、取り扱う核燃料物質や材料が多種多様なこと等を踏まえ、放射能濃度を求める必要がある。大洗研究所は、廃棄物を処理する施設のみならず、廃棄物を発生させる施設も含め、埋設処分を見据えた検討に着手した。本報告書は、大洗研究所内で発生する放射性廃棄物の埋設処分に向けて、主要課題のひとつである放射能濃度評価手法について、令和元年度の検討結果を取りまとめたものである。

報告書

固体廃棄物減容処理施設のインキャン式高周波誘導加熱方式を用いた焼却溶融処理技術に対する確証試験

坂内 仁; 佐藤 勇*; 堂野前 寧; 北村 了一

JAEA-Technology 2015-059, 352 Pages, 2016/03

JAEA-Technology-2015-059.pdf:51.53MB

大洗研究開発センターの各施設から発生する線量の高い$$alpha$$固体廃棄物の減容処理を行うため、固体廃棄物減容処理施設(OWTF: Oarai Waste Reduction Treatment Facility、建設中)では、インキャン式高周波誘導加熱方式によりセル内遠隔操作にて放射性固体廃棄物を減容および安定化処理する計画である。本報告書では、OWTFの運転に向け、焼却処理および溶融処理の処理条件の設定に資するデータ取得の目的で実施した確証試験の結果をまとめた。確証試験では、OWTFで処理する放射性廃棄物の封入形態、材質および物品等を模擬した模擬廃棄物を用いた。

論文

スウェーデン・スタズビック社における金属廃棄物の溶融除染とフリーリリース

川妻 伸二; 石川 敬二; 松原 達郎; 堂野前 寧; 今川 康弘

デコミッショニング技報, (33), p.67 - 74, 2006/03

旧核燃料サイクル開発機構中央安全委員会中央安全専門部会放射性廃棄物・廃止措置分科会が行った「海外調査」で平成17年8月29日にスウェーデンのStudsvik RadWaste社を訪れ、同社における金属廃棄物の溶融除染とフリーリリースの状況を調査する機会を得た。同社では1987年以降、国内外の放射性金属廃棄物を受入れ、溶融除染によりその大半をフリーリリースしてきている。その順調な操業の背景には、同社の努力はもとより、規制当局(SSI:スウェーデン放射線防護局)の強い指導力の下に達成することができたものであった。本調査は、Dr. J. Lorenzen「欧州における放射性金属廃棄物のフリーリリース:スウェーデンスタズビック社での17年間のフリーリリース経験」日本原子力学会誌Vol.46,No.9, 2004、に基づいて行っており、併せて参照されたい。

報告書

照射後試験廃棄物等処理処分技術検討会 報告書

和田 雄作; 大久保 利行; 宮崎 仁; 細田 博; 堂野前 寧

JNC-TN9410 2005-007, 94 Pages, 2005/03

JNC-TN9410-2005-007.pdf:6.07MB

核燃料サイクル開発機構大洗工学センターではFBRサイクルの確立を目指し、高速炉燃料・材料開発としての照射後試験を進めており、これに伴いTRU核種に汚染された高線量の廃棄物が多く発生し、日本原子力研究所大洗研究所の廃棄物管理施設において保管している。しかし、その施設の貯蔵裕度が逼迫しており、今後の照射後試験を支障なく実施していくためには減容処理施設を用意する必要がある。このため、いくつかの対策案の中から、将来の処分を目指した減容・安定化が可能な廃棄物処理施設の建設が有効との結論を得て計画を進めている。一方、本計画における処理対象廃棄物は、TRU核種で汚染された廃棄物でRI・研究所等廃棄物に区分されるものであり、現伏、処分に向けた技術要件(基準)等は国レベルで整備されていない。そのため、施設設計を進める上では、処分に関する国の技術要件等が将来整備されても、リコンディショニング(手戻り)を行わずそのまま処分できる固化体を作製できることが重要である。このことから、国内外の処理処分に関する技術要件等の調査を実施し、機構内レビューを行いながら極力、手戻りが無いように固化体製作上の管理項目などを設定して施設設計を進めてきた。そこで、設計内容や廃棄体要件設定の考え方等に関して、社内・外の処分に係る有識者、専門家の評価と意見を伺う目的で、大洗工学センター所長の委嘱により「照射後試験等廃棄物処理処分検討秀員会」を平成15年12月$$sim$$平成17年3月の期間で設置した。委員会は、大洗工学センターから処理対象廃棄物性状、プロセス選定、処分対応、品質管理方法などの考え方を説明し、それに対して各委員から意見等を頂く手法で実施した。その結果、廃棄体基準、品質管理、核種分析、処分性能評価等に関して各委員から数々の意見、提言などを頂いた。これらの意見、提言に関しては、今後の施設設計や処理処分計画の立案に反映すべき内容を整理し、それら対する対応方針(案)をまとめた。今後はこれらのフォローを行う必要かおるが、一方では貯蔵施設の裕度も漸減し、上流側での高速炉開発に対して支障を来たす逼迫した状況にある。したがって、今後時間の許される範囲内で処分の全体システムを考慮した処理のあり方について検討を重ね、その結果に可能なかぎり柔軟に対応できるような形で本計画を可及的速やかに進めることが重要と考える。

報告書

洗浄塔によるルテニウム除去特性試験

堂野前 寧; 菅谷 敏克; 菊地 豊; 宮崎 仁

JNC-TN9410 2002-014, 120 Pages, 2002/11

JNC-TN9410-2002-014.pdf:5.97MB

建設を計画している固体廃棄物処理技術開発施設(LEDF)は、核燃料サイクル開発機構大洗工学センターから発生する雑固体廃棄物「$$alpha$$固体廃棄物B(S,L,G缶)」を主に減容処理する施設であり、主要となる処理プロセスは焼却溶融設備である。 LEDFでは、焼却溶融設備のオフガス処理設備から二次廃棄物として発生するルテニウム吸着剤(シリカゲル)を削減することにより、LEDF全体の二次廃棄物量を大幅に低減できる。このため、シリカゲルを使ったルテニウム吸着塔の代わりに、有害ガス除去のために設置されている充填式洗浄塔に揮発性ルテニウムの除去性能を期待する。水洗浄による揮発性ルテニウムの除去は、東海の既存設備において確認されているが、オフガス中のルテニウム濃度、有害ガス濃度や洗浄方式、洗浄条件により除去性能は異なり、LEDFの条件に合致した揮発性ルテニウムに対する除染係数(DF)が得られているデータはない。これらのことから、LEDF条件を模擬した充填式洗浄塔を用いて、揮発性ルテニウムに対する除去性能を確認することを目的に、洗浄塔によるルテニウム除去特性試験を実施した。 以下に主な成果を示す。 1)試験装置仕様の検討において、実機洗浄塔に対する有効DFデータを得るための試験装置の仕様等を確立した。 2)ルテニウム発生条件確認試験により、揮発性ルテニウムを安定的に連続発生させるための条件である酸化反応容器の保持温度、酸化剤の種類等を明確にすることができた。 3)ルテニウム性状確認試験により、試験装置で発生したルテニウムは、揮発性ルテニウムであることを確認した。 4)洗浄塔による除染性能試験及び小型試験容器によるホット試験により,洗浄塔のDFは10$$sim$$50を設定できる見通しを得た。 5)各試験の結果に基き、実機洗浄塔の設計条件を再整理し、実機における課題を明確にした。

報告書

固体廃棄物処理技術開発施設(LEDF)の合理化設計: セル消火実証試験

瀧田 孝治; 堂野前 寧; 松本 誠弘; 菊地 豊; 加藤 徳義; 宮崎 仁; 谷本 健一

JNC-TN9410 2002-010, 62 Pages, 2002/11

JNC-TN9410-2002-010.pdf:2.37MB

固体廃棄物処理技術開発施設(LEDF)のセル消化設備の気化器は、コストが高く施設の合理化設計の一環として削減する計画としている。気化器を削減した場合、液化炭酸ガスをセル内に直接放出することとなり、放出した液化炭酸ガスの急激な気化膨張によるセル内の圧力挙動及び消化性能を把握する必要がある。そこで、火災実験室をを用いて平成11年度にセル消化実証試験(I)として、液化炭酸ガス放出時の火災実験室内の圧力挙動と可燃物燃焼時の消化性能を確認した。しかし、この試験は機密性のない火災実験室で実施したため、さらに実際のセルを想定した機密性の高い条件下での液化炭酸ガス放出時の圧力挙動を把握する必要がある。このため、大洗工学センター内の大型密封装置(SOLFA-2)を用いてセル消化実証試験(II)を実施した。 得られた成果は、以下の通りである。 1)槽内の圧力挙動を把握するため、SOLFA-2の内部圧力は-50mmH2Oに設定し液化炭酸ガスを放出した。その結果、槽内圧力は液化炭酸ガス放出直後に急激に下降し、その後徐々に上昇して短時間で急上昇過程を経てなだらかに下降するという傾向が見られた。2)上記の短時間で急上昇する過程は、槽内に放出した液化炭酸ガスの一部がドライアイスに変化して堆積したものが周囲の熱を奪い昇華して、再び気化することが主な要因と考えられる。3)槽内最低平均温度は全域放出方式において約-48$$^{circ}C$$となり、局所放出方式では約-60$$^{circ}C$$となった。4)セル内圧力を負圧保持する条件として、液化炭酸ガス放出量を槽内空気の排気流量に対し、約85%に設定することで、 負圧を維持できることを見出した。5)槽内圧力の急激な上昇を抑制するには、液化炭酸ガスをゆっくり放出することが効果的であることがわかった。

報告書

固体廃棄物処理技術開発施設(LEDF)合理化設計-セル消火実証試験(III)-

堂野前 寧; 松本 誠弘; 瀧田 孝治; 菊地 豊; 加藤 徳義; 宮崎 仁; 谷本 健一

JNC-TN9410 2002-008, 68 Pages, 2002/07

JNC-TN9410-2002-008.pdf:2.89MB

固体廃棄物処理技術開発施設(LEDF)のセル消火設備における気化器は、コストが高く施設の合理化設計の一環として削減する計画としている。気化器を削減した場合、直接セル内に液化炭酸ガスを放出するためその消火性能を把握する必要があり、平成11年度にセル消火実証試験(I)において、液化炭酸ガスによる消火性能確認試験を実施した。その結果、セル内で取扱う可燃性物質であるポリエチレンに対しては良好な消火性能が得られたが、木片等については延焼抑制効果はあるものの完全には消火されず、内部に火種が残った深部火災が発生していることがわかった。そこで、木片等の消火をセル内で確実に行うための炭酸ガス濃度や濃度保持時間等を確認するセル消火実証試験(III)を行った。得られた成果は、以下の通りである。(1)木片や綿を詰めた試験体に着火し試験体内部の温度推移、質量減少推移、燃焼状況観察を行い、試験体内部のピーク温度は最大680$$^{circ}$$C、着火後30$$sim$$60分で著しく燃焼が進行し着火後70分位からくん焼となることがわかった。また、深部火災の発生条件を決定するために、試験体を50$$sim$$90分の時間差で着火後炭酸ガスで消火し、その消火状況を確認した結果、着火50分前後の試験体が最も消火困難であり、最も木試験の深部火災試験体に適した条件であることがわかった。(2)LEDFで発生した場合の深部火災消火に必要なセル内の炭酸ガス濃度、濃度保持時間を決定するため、セル内の炭酸ガス濃度40%, 50%, 55%, 60%, 65%で深部火災消火試験を行った。その結果、深部火災消火に必要な炭酸ガス濃度は50%以上で確実な消火を考慮すると60%以上が必要なことがわかった。また、セル内の炭酸ガス濃度の保持時間は炭酸ガス濃度50%以上であれば180分以上、60%以上であれば120分以上必要であることがわかった。

報告書

有害物選別システム設計 蛍光X線分析装置の適用確認

磯山 進; 堂野前 寧; 菊地 豊; 加藤 徳義; 宮崎 仁; 谷本 健一

JNC-TN9410 2002-006, 49 Pages, 2002/07

JNC-TN9410-2002-006.pdf:1.84MB

環境保全課では、大洗工学センター内で発生する放射性固体廃棄物、および日本原子力研究所大洗研究所内の廃棄物管理施設に保管中の$$alpha$$固体廃棄物Bを、高密度に減容処理し、将来の埋設処分に対応した廃棄体として作成することを目的とした、固体廃棄物処理技術開発施設(以下「LEDF」という)の建設計画を進めている。LEDFでは、埋設時に問題となる物質等を除去するため、人手による受入廃棄物仕分けプロセスを有しているが、仕分け精度、信頼性、作業負担低減を目的に、有害物選別装置の導入を検討している。本試験では、選別装置の一つとして、蛍光X線分析装置に着目し、廃棄物模擬試験片による選別試験を行い、LEDFへの有害物選別装置としての適用性を検討した。以下に検討結果を示す。1)選別性能:単体金属であれば前処理もほとんど必要なく、ほぼ確実に選別できるが、廃棄物の表面付近のみの測定であるため、表面に塗装メッキ、不純物などがある場合は選別が困難となる。2)測定位置:廃棄物は測定部に可能な限り密着させる必要があり、隙間が 4mmを超えると材質選別が不可能となる。3)放射線影響:放射線の影響によりバックグラウンドが高い場合は、各材質の蛍光X線ピークの判別が困難になり、材質判別が出来なくなる傾向があることが判った。特にアルミニウムは蛍光X線のピークが低いため影響を受け易い。 結論として、蛍光X線分析装置は有害物選別装置としての適用性は有しているが、放射線環境下での利用は問題が多く、セル内設置は困難である。LEDFに適用するには、目視選別の補助として、セル外設置にて使用するのが合理的と思われる。

報告書

固体廃棄物処理技術開発施設(LEDF)合理化設計-セル消化実証試験(1)-

堂野前 寧; 松本 誠弘; 菊地 豊; 加藤 徳義; 宮崎 仁; 谷本 健一

JNC-TN9410 2001-021, 73 Pages, 2002/01

JNC-TN9410-2001-021.pdf:3.91MB

固体廃棄物処理技術開発施設(LEDF)の合理化の一環して、セル消化設備に付属する気化器を削減する検討を行っている。本試験では、液化炭酸ガスを直接放出した場合のセル内の圧力変動や消化性能を把握するため、液化炭酸ガスによる圧力挙動確認及び消化試験を実施した。また、本方式の補完として水噴霧による水噴霧消化試験を実施した。得られた成果は、以下の通りである。1)圧力挙動確認試験では、 実験室を-40mmAqとして液化炭酸ガスを放出し、放出し、放出当初0.8mmAq/秒程度の圧力上昇が見られたが、20秒前後から0.1mmAq/秒程度の緩やかな上昇となり、120秒後には1.5mmAq/秒程度の急激な上昇が見られた。 2)液化ガス消化試験では、実験室を-40mmAqに保ち、ポリエチレン、木片+綿を燃焼させた状態で消化試験を行った。 ポリエチレンは、完全に消火できたが、木片+綿では再着火及び発煙が見られた。 一方、実験室内の圧力挙動として、放出当初1.3mmAq/秒程度の急激な上昇が10秒程度見られたが、その後状態を維持し放出後30秒後に再び1mmAq/秒程度の上昇が見られた。また、放出ノズル径を14mm2から10mm2に変更することにより放出後100$$sim$$120秒の急激な上昇が緩和された。3)水噴霧消化試験では、液化ガス消化試験と同じ条件で水噴霧での消化試験を行った結果、 木片+綿は消化できたが、ポリエチレンは消化できなかった。4)本試験より、LEDFに液化ガス方式を採用する場合は、放出ノズル径を14mm2から10mm2の小径になものに変更する等の室容積に適合する噴口面積を設定することにより、負圧を維持しつつ消化が行える見通しが得られた。 5)消化性能については、木片+綿のような内部に火種の残りやすい燃焼物はガス濃度を50%以上の高い濃度に設定する必要がある。 6)水噴霧消化は、ポリエチレンに対し消化性能が発揮されないことや消化用水が大量に発生するなど採用には多くの検討を要することが分った。

報告書

インキャン式高周波加熱を用いた焼却溶融設備の確証試験

菅谷 敏克; 堂野前 寧; 加藤 徳義; 宮崎 仁; 谷本 健一

JNC-TN9410 2000-002, 149 Pages, 1999/12

JNC-TN9410-2000-002.pdf:23.51MB

建設計画を進めている固体廃棄物処理技術開発施設(LEDF)では、高線量$$alpha$$廃棄物である可燃物、PVC、ゴム、使用済イオン交換樹脂及び不燃物の処理方法として、「インキャン式高周波加熱」を用いた焼却溶融設備(セラミック製の廃棄物収納容器を高周波による誘導加熱で昇温し、容器内の廃棄物を対象物によって焼却・溶融する設備)を計画している。試験は、焼却溶融設備の設備設計の最適化を目的として、処理対象廃棄物に対する処理性能(処理能力、処理条件など)や運転条件及び処理中に発生するオフガス中の放射性核種の除去性能条件、また、焼却溶融後の生成物である溶融固化体の性状(核種、主要構成成分の均一性、固化体の強度など)の確認を行った。試験装置は、LEDFで実際に使用される規模の焼却溶融装置(パイロット装置)を用いた。また、放射性核種を使用したホット試験を要するものについては、実験室規模の機器を用いて行った。以下に、主な試験結果を要約する。(1)パイロット装置を用いて処理能力を確認した結果、可燃物・難燃物に対して6.7kg/h、樹脂に対して13.0kg/h、石膏以外の不燃物に対し30.0kg/hであった。また、このときの処理条件は幾つかのパラメータの中から選定し、運転温度については、可燃物・難燃物が1000$$^{circ}C$$、樹脂が1300$$^{circ}C$$、不燃物は1500$$^{circ}C$$、燃焼空気については、空気量は90Nmの3乗/h、空気温度は300$$^{circ}C$$、吹き込み速度は約20m/sが最適であった。(2)焼却溶融設備に必要な処理量が得られる一日の運転時間を確認した結果、可燃物、PVCやゴムなどの焼却対象廃棄物の焼却時間は5時間、焼却前後のキャニスタ昇温、残燃時間は各30分必要であった。不燃物などの溶融時間は、焼却灰の保持時間と石膏の溶融時間を考慮して5時間、キャニスタ昇温時間30分が必要であった。(3)パイロット装置により焼却溶融炉からセラミックフィルターまでの系統除染係数を確認したところ、実廃棄物の主要非揮発性核種(Co、Cs、Ce)に対し、10の5乗以上であった。(4)実験室規模の機器を用いて、高温オフガス中の揮発性ルテニウムを除去する高温Ru吸着塔の設計条件を確認した結果、粒径0.8から1.7mmの鉄担持シリカゲルに対して、滞留時間3秒以上を確保することで、除染係数10の3乗が得られるとともに、吸着材寿命は約1年であることがわかっ

報告書

電解研摩除染技術に係わる工学的データの取得試験(技術報告書)

堂野前 寧; 石島 昇; 小川 竜一郎; 谷本 健一

JNC-TN9410 99-006, 74 Pages, 1999/04

JNC-TN9410-99-006.pdf:1.84MB

燃料材料試験施設から発生する放射性廃棄物の低線量化を目的に電解研磨除染技術の開発試験を行ってきた。本開発試験では電解研磨除染条件となる工学的データの取得を目的に実施した。本成果を要約すると以下の通りである。(1)電極間距離10$$sim$$100mm、電流密度0.2A/cm2、電解時間20分では、電極間距離が広がるに従い、平板試験片表裏の研磨重量は同程度となる反面、印加電圧は上昇し研磨効率が低下した。最適な電極間距離は、研磨効率は多少低下するが、表裏の研磨重量が同程度となる100mmとした。(2)各種形状物(平板、アングル、配管、ボルト)を対象とした試験では、各形状とも電流密度0.2A/cm2、電解時間10分で平均研磨厚さは10$$mu$$m以上であった。研磨重量が最も多かったのは平板であった。(3)電流密度0.2A/cm2乗、電解時間20分、アングル試験片枚数2$$sim$$4枚の範囲では、平均研磨厚さ20$$mu$$m以上であった。(4)電解液の連続使用が可能な電解時間は、85時間(金属イオン濃度5wt%)であった。ただし、電解時間50時間(金属イオン濃度3wt%)以降、研磨重量の低下、印加電圧の増加が著しく現れることから、電解液の寿命は金属イオン濃度3wt%付近である。

報告書

廃棄物処理建屋の系統除染に関する調査

山本 多平; 堂野前 寧; 会川 英昭; 飛田 祐夫; 谷本 健一; 照沼 誠一

PNC-TN9420 94-011, 154 Pages, 1994/03

PNC-TN9420-94-011.pdf:3.5MB

「常陽」廃棄物処理建家は、更新廃棄物処理施設の完成に伴い、平成6年10月頃に運転の切替えを行う予定である。運転切替え後、廃棄物処理建家は運転を停止することになるため、長期に渡る安全な維持管理を行う必要がある。その為、廃棄物処理建家の塔槽類及び配管の系統除染を行い、可能な限り線量当量率の低減を図ることが望ましい。本調査は、廃棄物処理建家の塔槽類及び配管の系統除染を、限られた期間に効果に実施するため、系統ごとの除染方法等について具体的に提示したものである。調査の主な結果を以下に示す。(1)除染すべき除染対象物が特定できた。(2)系統除染の具体的な配管取合いが、設定できた。(3)現在の廃液処理機能を有効に利用できる除染方法(高圧ジェット、水循環及びエアブロー、希硝酸除染)が選定できた。(4)これらの除染を行うことにより、廃棄物処理建家の設計基準値(80$$mu$$SV/H) 以下に低減できる見通しが得られた。

報告書

高圧ドライアイスブラスト除染技術開発(I)(被覆管試験セル内供試体除染試験)

原 光男; 秋山 隆; 堂野前 寧; 谷本 健一; 榎戸 裕二

PNC-TN9410 93-053, 99 Pages, 1993/03

PNC-TN9410-93-053.pdf:14.82MB

核燃料使用施設から発生する高レベル$$alpha$$廃棄物は,廃棄物の保管リスクを軽減する必要性から,除染による低レベル$$alpha$$化(500$$mu$$Sv/h以下)を目的に,二次廃棄物の抑制を考慮した上で除染処理を行う。このため,高圧ドライアイスブラストを用いて,除染剥離物の飛散防止を図る除染フードを試作し,照射材料施設の供試体12本を対象に,除染試験を実施した。本成果を要約すると以下のとおりである。(1)除染試験に際し,除染フードは,剥離物飛散防止効果,セル内での遠隔操作性とも十分な仕様を満足した。(2)除染は,圧力9kgf/cmの2乗,流量6mの3乗/min圧縮空気を使用し,ドライアイス粒2kg/minを噴射して行った。結果は,12体の供試体の内,10数mSv/hの汚染物を含む7体を低レベル$$alpha$$化し,内部や錆部分に汚染が残ったもの3体と100数mSv/hの高汚染物は,低レベル$$alpha$$化できなかった。最大DFは,10の2乗であった。(3)除染フードによる剥離物飛散防止効果は,十分にあり,フード内除染も,4kgf/cmの2乗,2mの3乗/minの圧縮空気で,1kg/minのドライアイス粒を噴射し除染したが,最大87mSv/hの汚染が3mSv/h(1/30)に低減できた。

報告書

研究炉のデコミッショニングに関する計画と管理 (IAEA技術報告シリーズドラフトの和訳)

飛田 祐夫; 原 光男; 菊地 豊; 菅谷 敏克; 堂野前 寧; 宇佐美 朋之

PNC-TN9510 91-003, 40 Pages, 1991/08

PNC-TN9510-91-003.pdf:1.06MB

原子力施設のデコミッショニングは、施設の設計、建設、運転段階で得られた経験が有効であり、かつデコミッショニング実施前の綿密な計画と管理を策定することが、安全性、経済性の観点から重要である。 この資料は、研究炉のデコミッショニングの意思決定、計画と管理に必要な手引き書となるようIAEA技術報告シリーズとして、IAEAにより作成されたものである。この中に含まれる情報は、核燃料施設のデコミッショニングの計画と管理を行う上で、参考になるものと考える。 本資料は、1990年12月ウィーンにおける検討に使われたドラフト版を和訳したものである。

論文

電解研磨シミュレーション解析による除染の最適化

堂野前 寧; 福井 康太; 原 光男; 谷本 健一; 照沼 誠一

SPECTRUM'94, , 

電解除染法は電解条件に理想的な被除染体を対象とした場合は、除染係 数が10の4乗程度まで得られるが、被除染体の形状や電極のレイアウトにより除染性能が低下する問題を有している。このため今までの電解除染成果及び電解研磨理論を基に電解研磨シミュレーションコードを開発し、試験結果と比較評価を行った。結果は電解液の性質を規定する規格化係数Eは0.3$$sim$$0.12の間で実験結果とよく一致した。ヘルムホルツにおける電気2重層+拡散層の厚みの変化により、研磨効率に変化が生じ、電気2重層が薄い研磨効率が上昇する結果を得た。

口頭

高周波誘導炉による焼却溶融システムの実証,2; 焼却溶融試験及び核種移行挙動

松本 武志; 堂野前 寧; 角田 俊也*; 朽木 憲一*; 佐藤 康士*

no journal, , 

特願 2007-218796   公報

大洗研究開発センターでは、線量が比較的高くTRU核種を含む可燃性廃棄物及び不燃性廃棄物を、焼却及び溶融処理により減容・安定化する計画である。焼却及び溶融処理は同一の高周波誘導炉を用い、可燃物は焼却により処理し、焼却後の焼却灰,不燃物は溶融処理を行う。この高周波誘導炉による焼却溶融システムを用いて焼却及び溶融試験を実施し、実機排ガス系を模擬した系統での焼却及び溶融処理時の系統除染係数を確認し、また、溶融処理後の溶融固化体について核種の残存率,均一性の確認を行った。試験装置は、高周波誘導炉,排ガス処理系の2次燃焼器,排ガス冷却器及びセラミックフィルタで構成されている。試験の結果、コールドトレーサ(Co, Cs, Sr, Ce, Ru)を模擬廃棄物に添加した焼却及び溶融試験において系統除染係数が、セラミックフィルタ出口までで10$$^{5}$$以上であることを確認した。また、溶融固化体中の核種残存率の測定では、Co, Ruはおもに金属層に残存し、Cs, Sr, Ceはおもにスラグ層に残存していることを確認し、核種の濃度分布の測定結果から金属、スラグの各層とも均一であることを確認した。

口頭

高周波誘導炉による焼却溶融システムの実証,1; システムの実証

角田 俊也*; 朽木 憲一*; 佐藤 康士*; 松本 武志; 堂野前 寧

no journal, , 

特願 2007-218796   公報

原子力施設から発生する放射性廃棄物は、保管管理又は処分するうえで可能な限り減容・安定化する必要がある。減容・安定化の方法としては、焼却,溶融処理があり、同一の高周波誘導炉で行うことにより処理の合理化を図ることが期待できる。本件では、大洗研究開発センターで設置を計画している高周波誘導炉による焼却溶融システムについての実証を行った。本システムでは、焼却は、金属製の焼却筒を誘導加熱し、焼却筒内に廃棄物を投入し処理を行い、溶融は、キャニスタ内に金属廃棄物等を装荷し溶融した後、廃棄物をキャニスタ内に投入し処理を行う。また、安全性向上のためキャニスタを外容器の中に入れた二重容器方式を採用し、万一のキャニスタ破損の際も、溶湯は外容器内に留まり、炉内への漏れを防ぐ。焼却試験では、目標とする焼却速度及び焼却減重比が得られることの実証を目的に、焼却筒を用い、各種条件にて焼却処理した。溶融試験では、二重容器方式での溶融処理の実証を目的に、焼却灰及び不燃物等を投入し、溶融処理を行った。本試験結果から、本システムでの焼却及び溶融の一連の処理が問題なくでき、溶融に対して安全性に裕度を持たせられることを確認した。

口頭

大洗研究所における放射性廃棄物の放射能濃度評価方法の検討

朝倉 和基; 下村 祐介; 堂野前 寧; 阿部 和幸; 北村 了一

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原子力の利用は、原子力発電のみならず、日本原子力研究開発機構をはじめとした研究機関, 大学, 民間企業, 医療施設等、幅広い範囲に及んでおり、これらの分野においては、核燃料物質, 放射性同位元素及び放射線発生装置として活用されている。そこで発生する低レベル放射性廃棄物は、今日に至るまで大半が埋設処分がなされず貯蔵され続けている。日本原子力研究開発機構大洗研究所では、廃棄物を処理する施設のみならず、廃棄物を発生させる施設も含め、埋設処分を見据えた取り組みを進めている。本発表は、大洗研究所内で発生する放射性廃棄物の埋設処分に向けて、主要課題のひとつである放射能濃度評価手法の検討結果について、令和元年度における取組みをまとめたものである。

特許

放射性廃棄物処理方法

原田 守; 堂野前 寧

佐藤 康士*; 角田 俊也*; 朽木 憲一*

特願 2007-218796  公開特許公報  特許公報

【課題】放射性廃棄物を装填し、当該廃棄物を高周波加熱装置で加熱溶融して減容させるキャニスタと、外容器とを組み合わせて二重複合容器を構成したものについて、キャニスタから溶融物漏洩があっても、それが外容器の外に流出しないようにし、かつ、溶融物漏洩があった場合の後処理作業を遠隔ハンドリングで簡単容易に行えるようにすること。 【解決手段】放射性廃棄物を装填し、当該廃棄物を高周波加熱装置で加熱溶融して減容させる放射性廃棄物減容容器について、キャニスタを外容器に嵌めて二重複合容器が構成されており、上記外容器が耐熱性セラミック容器であり、キャニスタとの間に隙間があり、キャニスタと外容器との間の隙間が遠隔操作治具を挿入してキャニスタを保持することができる大きさであること。

特許

二重複合容器による加熱溶融減容処理方法およびそれを使った加熱溶融減容処理装置

原田 守; 堂野前 寧

佐藤 康士*; 角田 俊也*; 朽木 憲一*

特願 2007-335167  公開特許公報  特許公報

【課題】キャニスタと外容器で構成する二重複合容器を用いて、高周波加熱溶融した固化体(放射性廃棄物)を高周波加熱溶融炉から取り出し、収納容器に収納することに対して、キャニスタ(減容対象の溶融物の漏洩なし)と二重複合容器(減容対象の溶融物の漏洩有り)とを、同じ方法、同じ手順で簡単、容易に取り扱うことができるようにすることであり、減容対象の溶融物の漏洩なしの場合には、キャニスタを繰り返し利用可能な方式を提供する。 【解決手段】キャニスタを外容器に所定のギャップを持って重ね合わせて嵌めこんだ二重複合容器であって、内部に減容対象物を収容した該二重複合容器を、高周波加熱溶融炉内で加熱溶融することで減容処理を行ない、該減容処理後の二重複合容器を仮蓋、仮容器を介して所定の減容処理物保管容器に収容することによって加熱溶融減容処理方法を実現する。

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