Radwaste reduction technology for spent resins

Ferris, K.*; 片桐 源一*; 佐野 一哉; 東浦 則和

富士電機ホームページ及び富士電機アメリカ社ホームページ(インターネット), 11 Pages, 2012/04

http://www.americas.fujielectric.com/engineers-room/white-papers

原子力発電所の運転に伴い、施設の水処理系統からは放射性廃棄物である使用済イオン交換樹脂が発生する。これら廃樹脂は、浄化する系統によって放射能濃度が異なり、放射能濃度が比較的高い廃樹脂は原子力発電所の敷地内に貯蔵され、放射能レベルが減衰した後に処分される計画であるが、その貯蔵量は年々増加を続けている。日本では今後、原子力関連施設から排出される低レベル放射性廃棄物はセメントなどで固化し、廃棄体として埋設処分される計画である。比較的放射能濃度の高い廃樹脂の埋設処分を行うにあたっては、埋設コスト低減の観点からは処分量を低減させること、廃棄体の長期健全性を確保する観点からは埋設処分に適する廃棄体とするために、樹脂の安定化処理が必要になるといわれている。つまり、これらの要求を実現するためには、減容と安定化の両方を満足できる処理技術の確立が急務となっている。このようなニーズに応える技術として、使用済イオン交換樹脂などの放射性廃樹脂の減容処理と最終処分に適した安定化処理が同時に可能な減圧酸素プラズマ(Low Pressure Oxygen Plasma)処理と装置の開発を続けている。本技術の開発は、原理試作機,機能試験機による実樹脂を使ったホット試験を含めた開発を経て、実規模装置による性能評価や廃棄体に関する調査試験に至っており、富士電機及び富士電機アメリカ社ホームページにおいて、LPOP技術の要約と埋設処分へ向けたLPOP処理の効果を評価する目的として実施したイオン交換樹脂の無機化と固化試験結果について掲載する。

第24回ふげん廃止措置技術専門委員会資料集

大谷 洋史; 松嶌 聡; 毛利 直人; 忽那 秀樹; 東浦 則和

JAEA-Review 2011-041, 55 Pages, 2012/01

JAEA-Review-2011-041.pdf:6.08MB

原子力機構は、新型転換炉ふげん発電所の新型転換炉原型炉施設の廃止措置計画を平成18年11月7日に認可申請(平成19年12月28日一部補正)し、平成20年2月12日に認可を受けた。これに伴い、新型転換炉ふげん発電所を原子炉廃止措置研究開発センター(以下「ふげん」という。)に改組し、施設の解体撤去作業に着手するとともに、自らの廃止措置に関する技術の開発及びこれに必要な研究(以下「廃止措置技術開発」という。)を実施している。この廃止措置技術開発を計画・実施するにあたり、「ふげん」を国内外に開かれた技術開発の場及び福井県が目指すエネルギー研究開発拠点化計画における研究開発拠点として十分に活用するとともに、当該技術開発で得られる成果を有効に活用することを目的として、原子力機構内外の有識者で構成される「ふげん廃止措置技術専門委員会」を設置している。本稿は、平成23年9月1日に開催した第24回ふげん廃止措置技術専門委員会において報告した資料「廃止措置の状況」,「重水系機器を用いた放射性腐食生成物(CP)除染試験」,「レーザ気中切断における粉じん挙動試験」,「クリアランス制度運用に向けた準備状況」について、まとめたものである。

Study of LPOP residue on resin mineralization and solidification

片桐 源一*; 藤沢 盛夫*; 佐野 一哉; 東浦 則和

Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.125 - 130, 2010/10

https://doi.org/10.1115/ICEM2010-40112

原子力発電所の運転に伴い、施設の水処理系統からは放射性廃棄物である使用済イオン交換樹脂が発生する。これら廃樹脂は、浄化する系統によって放射能濃度が異なり、放射能濃度が比較的高い廃樹脂は、原子力発電所の敷地内に貯蔵され、放射能レベルが減衰した後に処分される計画であるが、その貯蔵量は年々増加を続けている。日本では今後、原子力関連施設から排出される低レベル放射性廃棄物は、セメントなどで固化し、廃棄体として埋設処分される計画である。比較的放射能濃度の高い廃樹脂の埋設処分を行うにあたっては、埋設コスト低減の観点からは処分量を低減させること、廃棄体の長期健全性を確保する観点からは埋設処分に適する廃棄体とするために、樹脂の安定化処理が必要になるといわれている。つまり、これらの要求を実現するためには、減容と安定化の両方を満足できる処理技術の確立が急務となっている。このようなニーズに応える技術として、使用済イオン交換樹脂などの放射性廃樹脂の減容処理と最終処分に適した安定化処理が同時に可能な、減圧酸素プラズマ(Low Pressure Oxygen Plasma)処理と装置の開発を続けている。本技術の開発は、原理試作機,機能試験機による実樹脂を使ったホット試験を含めた開発を経て、実規模装置による性能評価や廃棄体に関する調査試験に至っている。本報では、LPOP技術の要約と埋設処分へ向けたLPOP処理の効果を評価する目的として実施したイオン交換樹脂の無機化と固化試験結果について報告する。

Radiation activity evaluation for decommissioning of Fugen Nuclear Power Station

白鳥 芳武; 川越 慎司; 東浦 則和

Proceedings of 11th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-11) (CD-ROM), 0 Pages, 2003/00

ふげん発電所の廃止措置の事前準備として、原子炉の運転中でなければ実施できない中性子束密度の測定、評価を優先的に行っている。放射化量の評価では、解析による評価を基本とし、解析の妥当性を少数試料のサンプリングによる測定によって確認するという手法を適用した。評価にあたっては、炉心構造材領域及びその周囲にある遮蔽体領域、遮蔽体外側領域の3領域に分類した。前者の二つの領域は解析によって中性子束密度を評価したが、遮蔽体外側領域はそれができないので、放射化箔による中性子束密度測定を多数点について行い、その結果をもとに放射化計算を行った。これらの評価手法は「ふげん」の経済的で合理的な廃止措置に資するものである。

ふげん廃止措置技術専門委員会 第4回委員会資料集

清田 史功; 東浦 則和; 松井 祐二; 川越 慎司

JNC TN3410 2001-006, 37 Pages, 2001/11

JNC-TN3410-2001-006.pdf:2.91MB

新型転換炉ふげん発電所は核燃料サイクル開発機構法にもとづき、平成15年度までに運転を停止することになっており、現在、廃止にともなう措置に関する技術の開発及びこれに必要な研究(以下「廃止措置技術開発」という)を実施している。この廃止措置技術開発を計画・実施するにあたり、「ふげん」を国内外に開かれた技術開発の場として十分に活用するとともに、当該技術開発で得られる成果を有効に活用することを目的として、サイクル機構外の有識者で構成される「ふげん廃止措置技術専門委員会」を平成11年12月に設置し、平成11年12月14日に第1回委員会が開催された。平成13年度も引き続き設置され、平成13年8月29日に第4回委員会が開催された。本書は、第4回ふげん廃止措置技術専門委員会において配布された資料集であり、「ふげん」廃止措置の準備状況、廃樹脂減容安定化処理装置の検討状況、トリチウム除染基礎試験の結果、運転廃棄物の放射能調査についてまとめたものである。

DEVELOPMENT OF SPENT RESIN TREATMENT TECHNOLOGY BY PYROLYSIS IN THE FUGEN NPS (新型転換炉ふげん発電所における熱分解法による使用済みイオン交換樹脂処理技術の開発

東浦 則和

第21回日韓原子力産業セミナー, 0 Pages, 1999/00

「ふげん」の重水浄化系や原子炉冷却材浄化系で使用されたイオン交換樹脂の処理技術として開発中の熱分解法について紹介する。イオン交換樹脂は、直接セメント固化体として固化する場合には、水分を吸収した際にイオン交換樹脂が膨潤してセメント固化体を破壊する可能性があることや、化学除染剤として用いられるキレート剤を吸着している場合には放射性物質の保持性能が低下することから、埋設処分体とする前に適当な安定化処理を施す必要がある。「ふげん」ではこの処理法として熱分解法が有望と判断し、検討を行なっている。熱分解操作を行なっても放射性物質は熱分解残渣側に99.95%以上が残留するため、直接焼却の場合問題となる排ガス処理系への負荷が極めて小さいことが実験室での試験により確認されている。現在、放射性物質濃度が700kBq/cm3程度の使用済み交換樹脂を20m3/年で処理する装置を設計するために1/3規模のコールド

使用済イオン交換樹脂処理方法の開発

東浦 則和; 北端 琢也; 吉村 修一; 塚本 裕一

動燃技報, (91), p.96 - 99, 1994/09

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/PNC-TN1340-94-003.pdf

新型転換炉ふげん発電所(以下「ふげん」と略す。)では、プラント運転に伴い発生する比較的放射能レベルの高い使用済イオン交換樹脂(以下「廃樹脂」と略す。)の減容処理対策として、廃樹脂から放射能を分離し、樹脂は既設の焼却炉により焼却減容、分離した放射能を多く含む廃液は濃縮減容を行い、両者共に最終的には安定な固化体にする方法について検討を進めている。このような処理方法を採用する場合に開発が必要なものは、廃樹脂から放射能を分離する「核種分離方法」、並びに分離に伴い発生する「廃液の減容処理方法」である。今回は、「核種分離方法」に関する開発状況について報告する。「ふげん」は、沸騰軽水による原子炉冷却を行っているため、原子炉冷却水の浄化に伴い発生する原子炉冷却材浄化系廃樹脂や、原子炉冷却系統の化学除染に伴い発生する系統除染廃樹脂中にはクラッド分が多く含まれている。したがって、クラッド分も効率的に分離する

SPENT BEAD RESIN PYROLYSIS FOR VOLUME REDUCTION AND DISPOSAL

東浦 則和; 北端 琢也

ICEM '97, 481 Pages, 

新型転換炉ふげん発電所(以下「ふげん」と略す。)では、使用済イオン交換樹脂を減容、安定化処理するため、窒素ガス雰囲気で摂氏400500度にて過熱、減容した後セメント固化体とする方法を検討している。ここでは、最適熱分解条件を検討するために行ったコールド試験、熱分解処理に伴う放射性核種のガス側への移行性を調査するために行ったホット試験結果を報告する。ふげん発電所においては、強酸性陽イオン交換樹脂、強塩基性陰イオン交換樹脂、弱塩基性陰イオン交換樹脂の3種類のイオン交換樹脂を使用しており、これらすべての樹脂に適応できる熱分解条件を5mlのサンプルを用いて行った。試験の結果、「摂氏400度にて2時間熱分解し、さらに摂氏500度にて1時間熱分解する方法」にて、樹脂容積は熱分解前の容積に対して1/31/10、樹脂中炭素濃度は熱分解前の3040%に対して熱分解後は約90%で、減容、安定化の面で最

「ふげん」のクリアランスにかかわる測定方法及び評価,4; 手動式除染装置の除染性能試験

浜田 宣幸; 渡邊 純二; 東浦 則和; 志免 優紀

no journal, , 

原子炉廃止措置研究開発センターにクリアランスのための前処理として導入した、物理的方法(ウェットブラスト法)により汚染を除去(低減)する手動式の除染装置について、実機解体撤去物等を用いて除染性能試験を行い、採取したデータにより除染性能を評価した。この結果、比較的短時間でクリアランスレベル以下となる除染能力を確認した。

使用済樹脂を対象とした廃棄体化基礎試験

大谷 洋史; 東浦 則和; 水井 宏之; 遠藤 伸之*; 片桐 源一*; 大塩 正*; 小川 秀夫*

no journal, , 

ふげんの使用済みイオン交換樹脂は、減圧酸素プラズマ法による減容安定化処理装置にて減容・安定化(無機化)処理を行い、残渣(以下「灰化樹脂」と言う。)をセメントにより混練固化し、廃棄体として処分場へ搬出する計画である。この廃棄体を製作するうえでは「均一・均質固化体の廃棄確認方法」(JNES-SSレポート)や「余裕深度処分廃棄体の製作にかかわる基本要件」(日本原子力学会標準)等の諸条件を満足する必要がある。今回、廃棄体製作技術開発のための調査として、水和阻害物質によるセメント混練固化体への影響に着目し、ふげんの使用済みイオン交換樹脂の水和阻害物質含有量を踏まえた模擬灰化樹脂を用いてセメント混練固化試験体を製作し、その特性を確認した。調査の結果、過去の知見を反映した灰化樹脂の配合割合(35wt%)の条件下においても、廃棄体の廃棄確認において重要な「一軸圧縮強度」は、その基準値を上回る等の結果が得られ、水和阻害物質によるセメント混練固化への影響は認められなかった。