放射性スラッジ固化のための鉄リン酸塩ガラスの組成最適化

武部 博倫*; 北村 直登*; 天本 一平; 小林 秀和; 三田村 直樹*; 都築 達也*

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福島第一原子力発電所の汚染水処理では、初期に凝集沈殿法が用いられており、二次廃棄物の放射性スラッジが生成し、その主成分はBaSOである。硫酸塩の溶解性と耐水性に優れるガラスホストとして鉄リン酸塩ガラス(IPG)を選択した。熱力学データベースFactSageを用い、BaSOとIPGとの模擬スラッジの溶融過程を検討した。またホットサーモカップル法を用い、溶融温度を実験的に決定した。硫酸成分は溶融過程で揮発し、結果として、BaO-FeO-PO(x=11.5)系(BaFeP)ガラスが得られる。BaO含有量を変化させて溶融急冷法によりBaFePガラスを作製した。ガラス中の鉄の価数を過マンガン酸カリウムによる滴定法で決定した。得られたガラスの特性としてDTAを用い、結晶化挙動の有無とガラス転移温度及び結晶化開始温度を求め、耐結晶化性を評価した。またMCC-2静的浸出試験法を行い、浸出試験前後の重量、浸出液のpH及び微細構造の変化を調べ、ガラス試料の耐水性を評価した。耐結晶化性と耐水性の視点から、最適ガラス組成を提案した。