プルトニウム廃棄物処理開発施設 第2難燃物焼却工程設備の更新

山下 健仁; 牧 翔太; 横須賀 一裕; 福井 雅裕; 家村 圭輔

JAEA-Technology 2023-023, 97 Pages, 2024/03

JAEA-Technology-2023-023.pdf:8.21MB

プルトニウム廃棄物処理開発施設第2難燃物焼却室に設置されている第2難燃物焼却工程設備は、混合酸化物燃料製造等に伴い発生する放射性固体廃棄物のうち塩化ビニル(主にビニルバッグ)、RI用ゴム手袋等の難燃性廃棄物の減容処理技術開発を目的に2002年から焼却処理実証運転を行ってきた。しかし、難燃性廃棄物を処理する際に発生する塩化水素等による設備内部の腐食が進むとともに、焼却炉内壁の耐火物に亀裂の発生、進展が確認されたため、2018年から2022年に運転停止期間を設け、焼却炉等の更新を行った。本設備は廃棄物供給工程、焼却工程、廃ガス処理工程、灰取出工程により構成されており、このうち2020年3月から2021年3月にかけて廃ガス処理工程のスプレー塔の更新を、2021年1月から2022年2月にかけて焼却工程の焼却炉の更新を実施した。また、更新機器の腐食・劣化状況調査のため既設機器の撤去・解体作業中に焼却炉、スプレー塔から試料採取を行い、走査型電子顕微鏡/X線マイクロアナライザーによる観察とX線回折による分析を行った。本報告書ではスプレー塔・焼却炉の撤去・解体に係るグリーンハウスの設営方法、更新手順、更新対象機器の腐食・劣化状況の分析結果について報告する。

グリーンハウス方式によるグローブボックス解体撤去工法の改良

綿引 政俊; 赤井 昌紀; 中井 宏二; 家村 圭輔; 吉野 正則*; 平野 宏志*; 北村 哲浩; 鈴木 一敬

日本原子力学会和文論文誌, 11(1), p.101 - 109, 2012/02

https://doi.org/10.3327/taesj.J10.037

プルトニウムの燃料設計技術開発や製造技術開発に用いられたグローブボックス等の設備を更新等のため解体撤去する場合には、設備をビニール状のシートで構成したグリーンハウスで覆い、その中で空気供給式防護具を装着した作業者が解体工具を用いて解体することになる。プルトニウム燃料技術開発センターでは、これまでさまざまなGBの解体撤去作業を実施してきており、その過程で多くの知見を蓄積してきた。そしてこれらの実績等から、以降にGB等を解体実施する際には、それまでの課題を摘出し、解体撤去作業時の安全対策等の改良、改善を常に行ってきた。本技術資料では、グリーンハウス方式によるグローブボックス解体撤去工法について取り組んできた改良、改善について報告する。

Estimation of homogeneous matrix correction method for TRU isotopes measurement in waste using A/N technigue

薄井 和也; 家村 圭輔; 入之内 重徳; 横山 紘一郎

Proceedings of 19th Annual ESARDA Symposium on Safeguards and Nuclear Material Management, 0 Pages, 1997/00

TRU核種を含む放射性廃棄物を管理するための測定技術としてDDT法を用いたアクティブ中性子測定技術の開発を進めている。本測定法では、廃棄物マトリクスの中性子に対する吸収効果及び減速効果が測定値に誤差を与える。このため測定値を適切に補正し、測定の信頼性を向上させる手法を確立することが重要な課題である。ここでは、上記吸収効果及び減速効果に対応するパラメータとして巨視的吸収断面積、水素原子数密度に着目し、これらの値とアクティブ中性子測定値との関係を用いた補正手法について報告する。

難燃性廃棄物焼却設備の実証試験,4

牧 翔太; 柴田 祐一; 横須賀 一裕; 福井 雅裕; 家村 圭輔; 大澤 隆康

no journal, , 

原子力機構では、難燃性廃棄物焼却設備においてプルトニウム燃料施設から発生する塩化ビニルやネオプレン製グローブ等の塩素を含有する放射性の難燃性廃棄物を焼却処理により減容・安定化するため、水冷ジャケット式の焼却設備を設計・製作し、現在実廃棄物を用いたホット試験を実施している。設備の運転に伴い、フッ素含有廃棄物焼却時にスクラバに澱物の発生を確認した。この時のスクラバ水をICP分析した結果、通常時と比較してSi濃度が20倍以上であることが分かった。また、澱物をXMA分析した結果、澱物からもSiが検出された。これは、セラミックフィルタを保護しているSiO粉末がフッ素廃棄物焼却時に発生するフッ化水素と反応することによりフッ化ケイ素ガスが発生し、後段のスクラバで回収されたものと考えられる。原子力施設内の難燃性放射性廃棄物焼却設備におけるフッ素化合物焼却時の影響及び澱物の構成成分やその生成過程についての知見を得ることは、設備を安全に、かつ、安定した運転を行う上で極めて有用である。本件では、フッ素含有廃棄物焼却時の設備への影響を確認するとともに、今後のフッ化物含有廃棄物焼却時の対策について報告する。

難燃性廃棄物焼却設備の実証試験,1; ドラム缶換算5千本処理に至るまでの設備運転上の課題及び改善

牧 翔太; 横須賀 一裕; 福井 雅裕; 家村 圭輔; 大澤 隆康

no journal, , 

原子力機構では、難燃性廃棄物焼却設備においてプルトニウム燃料施設から発生する塩化ビニルやネオプレン製グローブ等の塩素を含有する放射性の難燃性廃棄物を焼却処理により減容・安定化するため、水冷ジャケット式の焼却設備を設計・製作し、実廃棄物を用いたホット試験を実施してきた。試験を通じて顕在化した課題については、以下の取り組みを行った。(1)設備運転条件(管理値)の最適化、(2)排ガス冷却部において発生した堆積物による配管閉塞事象の原因解明と堆積物除去方法の確立、(3)塩化亜鉛等潮解性物質析出時におけるセラミックフィルタの長寿命化、(4)フッ素化合物焼却時の高濃度フッ素廃液の処理。以上、難燃性廃棄物の焼却による廃ガス処理系統に及ぼす影響については、課題を着実に克服していくことにより、ドラム缶換算5千本の処理に至ることができた。今後は更なる処理に向けて、設備全体の経年劣化評価と対策を行う。

難燃性廃棄物焼却設備の実証試験,7; 塩素成分を含んだTRU廃棄物焼却設備の缶体材料の選定に関する検討

横須賀 一裕; 牧 翔太; 福井 雅裕; 家村 圭輔; 大澤 隆康

no journal, , 

原子力機構では、難燃性廃棄物焼却設備においてプルトニウム燃料施設から発生する塩化ビニルやハイパロン製グローブ等の塩素成分を含有する放射性の難燃性廃棄物を焼却処理により減容・安定化するため、水冷ジャケット式の焼却設備を導入し、実証試験を実施してきた。試験に伴い、耐食材料(ハステロイC-22)を使用した本設備が継続的に使用可能な状態にあることを確認できた。一方ハステロイC-22はステンレス鋼と比較すると高価であり、経済性の高い設備を構築するためには、安価な材料の使用の可否を見極める必要がある。そのため、本設備における実証試験を通じて他金属材料(ステンレス鋼)の腐食試験を実施し、今後の設備更新、及び後継設備へ反映するための材料の選定に関する検討を行った。

プルトニウム廃棄物処理開発施設第2難燃物焼却設備の安定運転と維持管理に係る改善

福井 雅裕; 横須賀 一裕; 牧 翔太; 柴田 祐一; 鴫原 裕太; 大内 隆寛; 箕内 洋之; 家村 圭輔

no journal, , 

原子力機構では、難燃性廃棄物焼却設備においてプルトニウム燃料施設から発生する塩化ビニルやネオプレン製グローブ等の塩素を含有する放射性の難燃性廃棄物を焼却処理により減容・安定化するため、水冷ジャケット式の焼却設備を設計・製作し、実廃棄物を用いたホット試験を実施してきた。試験を通じて顕在化した課題については、以下の取り組みを行った。(1)設備運転条件(管理値)の最適化、(2)排ガス冷却部において発生した堆積物による配管閉塞事象の原因解明と堆積物除去方法の確立、(3)塩化亜鉛等潮解性物質析出時におけるセラミックフィルタの長寿命化。以上、難燃性廃棄物の焼却による廃ガス処理系統に及ぼす影響については、課題を着実に克服していくことにより、ドラム缶換算5700本の処理に至ることができた。今後は更なる処理に向けて、設備全体の経年劣化評価と対策を行う。

A Replacement plan of major refractory parts of an existing incinerator for plutonium contaminated wastes to extend its lifetime

澤田 翔; 牧 翔太; 横須賀 一裕; 福井 雅裕; 家村 圭輔; 大澤 隆康

no journal, , 

難燃性廃棄物焼却設備ではプルトニウム燃料施設において発生する塩化ビニルやネオプレン製グローブ等の塩素を含有する放射性の難燃性廃棄物を焼却処理により減容・安定化する技術を開発するため、実廃棄物を用いたホット試験を実施してきた。試験は、廃棄物を焼却することにより進展する耐火物の経年劣化に対して効果的な対策を講じつつ実施し、その結果、17年間に亘って運転を継続することができた。今後はさらなる設備の長期使用のために、冷却塔及び焼却炉の更新を行っていく予定である。