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論文

Simulation study of sludge precipitation in spent fuel reprocessing

竹内 正行; 粟飯原 はるか; 中原 将海; 田中 耕太郎*

Procedia Chemistry, 21, p.182 - 189, 2016/12

 被引用回数:1 パーセンタイル:20.72

再処理溶液での沈殿挙動を評価するため、電解質熱力学モデルによるシミュレーション技術の開発を実施した。シミュレーション結果については、非放射性の10元素共存の模擬高レベル放射性廃液や3元素共存系のPu-Mo-Zr溶液での実験結果と比較し、その信頼性を検証した。その結果、シミュレーションと実験結果は沈殿物の大部分がモリブデン酸ジルコニウム二水和物であることを示しており、シミュレーション結果は実験系における沈殿物の化学形態や量のデータを良く再現していた。以上より、本研究では熱力学シミュレーションが再処理溶液からの沈殿状況を評価する有効なツールであることを示した。

論文

Development of paper sludge ash-based geopolymer and application to treatment of hazardous water contaminated with radioisotopes

Li, Z.*; 大貫 敏彦; 池田 攻*

Materials, 9(8), p.633_1 - 633_17, 2016/08

 被引用回数:12 パーセンタイル:29.21(Materials Science, Multidisciplinary)

ペーパースラッジを原料としたジオポリマー固化体を室温で調製し、短時間の浸出実験によりSrとCsの閉じ込め性能を評価した。作製したジオポリマー固化体は半結晶性で多孔質であった。浸出実験では、硝酸ストロンチウムまたは硝酸セシウムを固化体重量の1%となるように加えて調製した固化体を4mm以下に粉砕しpH4.01の緩衝液中に6時間入れた。固化体から約0.2%のSr、約1.3%のCsが浸出した。

論文

Sludge behavior in centrifugal contactor operation for nuclear fuel reprocessing

坂本 淳志; 佐野 雄一; 竹内 正行; 岡村 信生; 小泉 健治

Proceedings of 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23) (DVD-ROM), 5 Pages, 2015/05

The Japan Atomic Energy Agency (JAEA) has been developing the centrifugal contactor for spent fuel reprocessing. In this study, we investigated the sludge behavior in centrifugal contactors at three different scales. The operational conditions (the flow rate and rotor speed) were varied. Most insoluble particles such as sludge remained in the rotor via centrifugal force. The capture ratio of sludge in the contactor was measured as a function of particle size at various flow rates, rotor speeds, and contactor scales. The sludge adhered and accumulated inside the rotor as the operational time increased, and the operational conditions influenced the capture ratio of the sludge; a lower flow rate and higher rotor speed increased the capture ratio. The results confirmed that Stokes' law can be applied to estimate the experimental result on the behavior of the capture ratio for centrifugal contactors with different scales.

論文

ウラン除染用吸着剤の評価

瀬古 典明; 玉田 正男; 吉井 文男

日本原子力学会和文論文誌, 3(4), p.340 - 345, 2004/12

放射線グラフト重合技術を用いてキレート吸着剤を合成し、pH0.5から12までの領域でウラン吸着特性を評価した。アミドキシム型,イミノ二酢酸型,リン酸型の吸着剤は、それぞれアクリロニトリルとメタクリル酸の混合液,メタクリル酸グリシジル,リン酸エステルモノマーを用いてグラフト重合し、アミドキシム型,イミノ二酢酸型については、グラフト重合後の化学処理により官能基を導入した。グラフト重合時間が2, 1.5, 8時間で各々3.5, 2.0, 2.0mol/kgの官能基が導入された。ウラン溶液に吸着剤を入れ、吸着性能を分配係数により評価した結果、市販樹脂と比較して、pH0.5ではリン酸型が200倍、pH8以上のアルカリ領域ではアミドキシム型が500倍の性能を有することがわかった。キレート吸着剤は強固に金属を吸着するため、ウランの脱着による二次汚染が生じることはなく、スラッジ廃棄物の処理材料としての応用が期待できる。

報告書

高感度吸光光度法を用いた高放射性廃液中の微量プルトニウム分析法の開発

実方 秀*; 新津 好伸*; 久野 剛彦; 佐藤 宗一; 黒沢 明

JNC-TN8410 2001-002, 66 Pages, 2000/12

JNC-TN8410-2001-002.pdf:2.03MB

再処理施設から発生する高放射性廃液(High Active Liquid Waste:以下HALWと略記)中の微量プルトニウム分析法として、従来の吸光光度法よりも低濃度域における測定に優れ、査察側検認分析法としての応用が期待される高感度吸光光度法(High Performance Spectrophotometry:以下HPSPと略記)を検討した。コールド試験では、プルトニウム代替物質としてプルトニウム(VI)の吸収波長近傍に吸収ピークを示すネオジムを用いてピーク強度算出方法の検討を行ったところ、3波長法が本法において有効であった。硝酸プルトニウム溶液の測定では、0$$sim$$11mgPu/Lにおいて信号強度との間に良好な直線関係を有することがわかった。さらに実際のHALWの組成を模擬してマトリクスを複雑にした溶液(模擬HALW)にプルトニウムを添加した試料の測定を行ったところ、同様に0$$sim$$11mgPu/Lについて良好な直線関係が得られた。また、HALWにプルトニウムを標準添加した場合も同様に良好な直線関係が得られた。本法は、サンプル中の硝酸濃度、スラッジ及び共存元素による影響を受けることから、それぞれの依存性について調査したところ、硝酸濃度2$$sim$$4mol/Lで測定値が約14%変動することがわかった。またスラッジについては、ろ過による除去が必要であり、共存元素については光学調節によるベーススペクトルのバランス調整によって影響を排除することができた。低濃度プルトニウム試料を測定する場合については、ピーク強度とノイズ成分の比(S/N比)が相対的に小さくなることから、積算平均化法、単純移動平均法、フーリエ解析法によるスペクトルのS/N比向上を検討した。検討結果から、積算平均化法と単純移動平均法を組み合わせて用いることが本法の特性上最適であり、硝酸プルトニウム溶液測定時における検出限界値は0.07mgPu/Lとなった。また、プルトニウム含有模擬HALW溶液を測定した時の検出限界値は0.2mgPu/Lであった。さらに、実際のHALWを用いた場合についても、検出限界値は0.2mgPu/Lであることが予想される。

報告書

低レベル放射性廃棄物の水熱固化に関する研究

福本 雅弘; 飯島 和毅; 牧野 鉄也; 林 晋一郎; 宮本 陽一; 中西 芳雄

PNC-TN8410 96-055, 147 Pages, 1996/02

PNC-TN8410-96-055.pdf:5.2MB

再処理施設から発生する低レベル放射性廃棄物を対象に、模擬廃棄物を用いた水熱固化試験を平成3年度から7年度にかけて実施した。本研究は、低レベル放射性廃棄物を減容性に優れ、所定の強度を有した安定な固化体とするために、固化母材を加えないか出来る限り少なくした水熱固化法の適用可能性を評価することを目的とする。試験は、 1)「廃シリカゲル」への適用を考えた、100mm$$phi$$の固化体作製用水熱固化装置を用いた水熱ホットプレス法によるシリカゲルの固化試験、 2)「低レベル濃縮廃液核種去スラッジ」への適用を考えた、100mm$$phi$$及び30mm$$phi$$の固化体作製用水熱固化装置を用いた水熱ホットプレス法による模擬低レベル濃縮廃液核種除去スラッジの固化試験及び低レベル濃縮廃液核種除去スラッジの主要成分である酸化鉄(Fe2O3)及びヨウ化銀(AgI)を対象にHIP装置を用いた水熱HIP法にようる固化試験、 3)「廃ヨウ素フィルター」への適用を考えた、30mm$$phi$$の固化体作製用装置を用いた水熱ホットプレス法にようるAgX、AgZ、AgSの固化試験等を行った。 1)シリカゲルの水熱ホットプレス法による固化試験の結果、添加剤としてBa(OH)2が有効であり、減容係数は1.32、一軸圧縮強度は105kg/cm2であった。 2)模擬低レベル濃縮廃液核種除去スラッジの水熱ホットプレス法による固化試験の結果、可溶性成分(NaNO3、NaNO2)のほとんどを絞り出し水側に分離でき、ヨウ化銀の絞り出し水への移行割合は0.2wt%未満であった。模擬低レベル濃縮廃液核種除去スラッジの減容係数は3.3、一軸圧縮強度は1014kg/cm2であった。また、酸化鉄及びヨウ化銀の水熱HIP法による固化試験の結果、酸化鉄の場合減容係数は5.2(固化体のかさ密度は3.7$$times$$10^3kg/m3)、ヨウ化銀の場合減容係数は1.4(固化体のかさ密度は4.9$$times$$10^3kg/m3)であった。 3)AgX、AgZ、AgSは、水のみ添加で水熱ホットプレス法により固化体を得られた。減容係数はそれぞれ3.08、1.78、2.03、一軸圧縮強度はそれぞれ944kg/cm2、208kg/cm2、533kg/cm2が得られた。AgXは水熱ホットプレス固化によって非晶質化した。

報告書

不溶性タンニンによる廃液処理プロセス開発-バッチ式Pu吸着基礎試験-

沼田 浩二; 高橋 芳晴; 根本 剛; 都所 昭雄

PNC-TN8430 93-001, 37 Pages, 1993/04

PNC-TN8430-93-001.pdf:0.34MB

プルトニウム第二、第三開発室等のプルトニウム燃料施設から発生する硝酸プルトニウム及びウラニルを含む放射性廃液は、現在プルトニム廃液処理設備において凝集沈殿処理(Fe共沈法)、キレート樹脂吸着法等の併用で処理を行っている。しかし、本処理に伴って発生するスラッジ、廃樹脂等の副生物は、乾固物の形としたのち放射性固体廃棄物として貯蔵しているため、その最終処理には未だ手をつけていない。長期的展望に立てば、このような副性物の発生しない或いは発生しても最小限度に留めるような処理プロセスの開発が望まれており、今回その一環として不溶性タンニンを用いたノンスラッジ廃液処理プロセスの基礎試験に着手した。本試験では、一般に金属イオンに対する吸着性が良く、かつ焼却処理の容易な不溶性タンニンを用いてプルトニウムの吸着率に及ぼす廃液のpH依存性、最大プルトニウム吸着率、不溶性タンニンに対するプルトニウム飽和吸着量等の基礎試験を行った。その結果次のようなことが明らかになった。1)吸着率に及ぼす廃液のpH依存性が少ない。2)廃液中の$$alpha$$放射能濃度が640Bq/ml以下の場合、不溶性タンニン100mgに対する吸着率は99%以上である。3)不溶性タンニン100mgあたりの最大吸着$$alpha$$線放射能量は、1.85x10/SUP8/Bqであり、プルトニウムに換算すると17.5mgである。このように、本設備のノンスラッジ廃液処理プロセス化を進める上での不溶性タンニンに対する基礎データが得られた。今後、カラム試験を通して具体的なフローシートスタディを行う計画である。

報告書

再処理施設設置(変更)承認申請書 昭和55年3月

not registered

PNC-TN1700 93-002, 64 Pages, 1993/01

PNC-TN1700-93-002.pdf:0.91MB

2. 変更の内容昭和55年2月23日付け54動燃(再)63をもって提出した再処理施設設置承認申請書の記載事項のうち下記の事項を別紙-1のとおり変更する。3. 再処理施設の位置,構造及び設備並びに再処理の方法3. 変更の理由再処理施設において発生するスラッジ及び廃溶媒の,それぞれの貯蔵能力を増すため第二スラッジ貯蔵場及び廃溶媒貯蔵場を新設する。4. 工事計画当該変更に係る工事計画は,別紙-2のとおりである。

報告書

高性能型(6000rpm型)遠心清澄モックアップ装置性能試験結果報告書(3)-振動特性試験結果(2)

中島 一也; 衣旗 利夫; 河田 東海夫

PNC-TN8410 92-012, 47 Pages, 1991/12

PNC-TN8410-92-012.pdf:1.81MB

目 的 高性能型(6000rpm型)遠心清澄モックアップ装置は,清澄運転後,不溶解残渣(約2Kg)を保持した状態での降速時(定格6000rpmから回転数を下げるとき)に装置本体,設置架台に不安定振動が生じることが確認された。本報告書の目的は,清澄機本体を他の付属機器との共振をなくした架台上に設置し,清澄機本体の発生源とする不安定振動の原因究明と振動低減のための対策を施した状態で,清澄運動後,降速時の振動特性等を把握することである。方 法 不安定振動の発生要因として,下記に示す4項目が考えられる。1. 下部軸受ダンパの振動吸収力と回転ボウルが発生振動力の不釣り合い2. 給液条件の影響3. ボウル内液自由表面下の流体振動の影響4. 設置架台強度の影響本試験は,上記の項目のうち,項目4に対する対策を実施し,運転中に回転ボウルに加わる負荷の状態を変え,ボウル・軸振動幅の定量測定を実施した。さらに,前回報告書で振動低減にもっとも効果があった横バッフル板を設置した場合について再確認試験を実施した。結 果 回転ボウル内壁に横バッフル板を設置することにより,下記に示す清澄機性能の改良が成された1 降速時の不安定振動が生じないことこの結果により,横バッフル板を設置しない場合は,ボウル内液自由表面下で波立ち(スロッシング現象)が生じていることが推測される。2 清澄運転時の回転数を4000$$sim$$6000rpm 間に設定した場合でも,標準運転条件(100l/h$$times$$6h)下の清澄運転が可能となったこと 結 論 本試験結果および前回報告書*1の結果より,回転安定性の面から高性能型機の回転ボウルの給液条件および横バッフル板設置条件は以下の通りとする。給液ノズル条件---ボウル下面より55mm上で給液する横バッフル板設置条件---ボウル下面より150mm上に設置する注記 *1-6章参考文献2)参H

論文

下水汚泥の電子線殺菌とコンポスト化

橋本 昭司; 町 末男

水, 29(1), p.25 - 28, 1986/00

原研における汚泥の照射殺菌ならびに照射汚泥のコンポスト化に関するこれまでの研究成果、および、照射・コンポスト化プラントの概念設計結果を要約した。

報告書

マイクロ波加熱による$$beta$$$$gamma$$雑固体廃棄物の熱分解・溶融固化試験

福田 勝男; 栗林 寿*; 三戸 規生; 進士 義正; 岩本 貞雄; 佐藤 元昭; 菊地 順彦*; 田村 貢大*

JAERI-M 84-001, 76 Pages, 1984/02

JAERI-M-84-001.pdf:3.16MB

$$beta$$$$gamma$$雑固体廃棄物のうち、難燃性の廃棄物、焼却処理に有害な廃棄物及びイオン交換樹脂について、より一層の減容と安定な固化処理を目的として、マイクロ波加熱による熱分解・溶融固化処理を検討し、試験した。また、溶融固化処理では、焼却灰、スラッジ、砂の溶融固化特性も調べた。この結果、下記の事項が得られた。(1)雑固体廃棄物試料は、単独もしくは混合系で容易に熱分解し、低分子量ガス成分に変換された。(2)トレーサーの排ガス系への移行率は、熱分解処理、灰化処理、溶解固化処理ともマイクロ波出力、パージガス量等には影響を受けず、試料それぞれについて固有の値となった。(3)熱分解・溶融固化処理におけるトータル移行率は、$$^{1}$$$$^{3}$$$$^{7}$$Csでは15.7%、$$^{6}$$$$^{0}$$Coでは2.9%であった。また、トータル減容比は、布、紙、塩化ビニルシートの混合系で約1500(減重比:約70)が得られた。模擬焼却スラッジ、砂の減容比は、それぞれ11、5、1.5が得られた。

論文

Density enhancement of polyethylene solidified wastes; Thickening with sodium sulfate anhydride

戸沢 誠一*; 森山 昇; 土尻 滋; 塩田 善孝*

Journal of Nuclear Science and Technology, 19(5), p.410 - 418, 1982/00

 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

原子力発電所から発生する低中レベル放射性廃棄物の処理・処分のため、当所ではポリエチレン固化法を開発したが、フィルタースラッジや使用済イオン交換樹脂をポリエチレンで固化したものは、比重が1程度でセメント固化体の海洋投棄の基準の1.2に達しない。上記固化体の比重を1.2以上とするために、増重材としてBWRの濃縮廃液の主成分である硫酸ナトリウムを固化体に添加し、比重を1.2以上にした固化体の物性試験を行った。無水硫酸ナトリウムを固化体の比重が1.2以上になるように、36~38w/o混合したときの固化体の一軸圧縮強度は190~270Kg/cm$$^{2}$$であった。また、イオン交換水中に約400日浸漬した結果では、粉末イオン交換樹脂とフィルタースラッジの場合、体積・重量共10%以内の変化にとどまった。さらに固化体からのイオン交換水中におけるナトリウムの浸出は、2$$^{circ}$$Cにおいて拡散係数で10$$^{-}$$$$^{6}$$~10$$^{-}$$$$^{5}$$cm$$^{2}$$/dayであり、ナトリウムの浸出量は極微量であった。

報告書

化学処理スラッジおよび蒸発缶濃縮液のビチューメン固化

福田 勝男; 西沢 市王; 勝山 和夫; 松元 章; 阪田 貞弘

JAERI-M 7373, 25 Pages, 1977/11

JAERI-M-7373.pdf:1.36MB

化学処理スラッジおよび蒸発缶濃縮液の処理を目的として1973年に設置した回分式のビチューメン固化装置を設置した。コールドおよぴホット試験で、スラッジおよび濃縮液の減容効果、装置の特性、ビチューメン固化体の物性について調べた。スラッジ(固形物含量;約6Wt%)および濃縮液(固形物含量;約10Wt%)をビチューメン固化することに伴う減容比は、それぞれ1/11.4および1/2以上が得られた。濃縮液中の放射性物質量はスラッジケーキの放射性物質量に対して約1/10$$^{5}$$、濃縮液に対して1/5$$times$$10$$^{4}$$であった。また、排ガス中に散逸した放射性物質量はスラッジ処理の場合、固化した全放射能に対して約1/10$$^{7}$$、濃縮液の場合約1/10$$^{6}$$であった。スラッジのビチューメソ中への混入量は40~45Wt%が適当であった。ビチューメン固化体からの放射性物質の浸出量は約1年間で化学処理スラッジの場合約0.01%、濃縮液と化学処理スラッジの混合固化体で約0.1であった。

論文

Safety evaluation of asphalt products, 1; Radiation decomposition of asphalt products

土尻 滋; 松鶴 秀夫; 森山 昇

Journal of Nuclear Science and Technology, 14(2), p.125 - 130, 1977/02

放射性廃棄物を固化したアスファルト固化体の貯蔵時の安全性を、放射線分解という観点から評価した。試験は主に原研で実際に処理されたスラッジ43w/o-アスファルト固化体を試料として、$$^{6}$$$$^{0}$$Co、$$gamma$$線により10$$^{9}$$Rまで外部照射して行なわれた。発生ガスの75~95%が水素であり、また、発生ガス量は照射線量に比例し、水素発生率は5.5$$times$$10$$^{-}$$$$^{3}$$cm$$^{3}$$/g.MRであった。発生ガス量はアスファルト量のみに支配され、スラッジの影響はうけず、また線量率効果は全く認められなかった。ストレートアスファルトの方がブローンアスファルトよりも若干良い結果を示した。原研のアスファルト固化体(10$$^{-}$$$$^{5}$$Ci/kg)の水素発生量は200l1個当り永年で約3cm$$^{3}$$であるので爆発火災の危険性は全くないが、放射能濃度を濃度10$$^{-}$$$$^{1}$$Ci/kg以上の固化体では貯蔵中比較的短時間で爆発限界をこえることが予想される。

論文

放射性汚染海水の凝集沈殿処理(II); 実際の処理について

桜井 明; 長岡 幸男; 森下 悟; 和達 嘉樹

日本原子力学会誌, 17(1), p.27 - 30, 1975/01

放射性核種に $$^{1}$$$$^{3}$$$$^{7}$$Cs、$$^{6}$$$$^{0}$$Coおよび$$^{1}$$$$^{4}$$$$^{4}$$Ceを含む低レベルの放射性汚染海水64m$$^{3}$$を、凝集沈殿処理装置により二段処理した。第一段処理は、$$^{1}$$$$^{3}$$$$^{7}$$Csの除法を目的としてフェロシアン化銅(Cu$$_{2}$$〔Fe(CN)$$_{6}$$〕凝集により、引き続き第二段処理は、$$^{6}$$$$^{0}$$Coおよび$$^{1}$$$$^{4}$$$$^{4}$$Ceの除去を目的としてアルカリ性にて、リン酸カルシウム(Ca$$_{3}$$(PO$$_{4}$$)$$_{2}$$)凝集により行った。その結果、放射性汚染は、第一段処理で最大許容水中濃度の1/10以下以下まで除去され、さらに第二段処理で1/25程度まで除去された。結局、この凝集沈殿二段処理の全除染係数に約10の値を得た。一方、凝集沈殿スラッジは、含水率約90%に減圧脱水され、工学的保管のため200l鋼製容器、すなわちドラム缶内にて、セメントにより固化された。

論文

環境保全への放射線利用の可能性

町 末男

照射, 1975(22), p.3 - 10, 1975/00

環境保全に対する放射線利用の可能性について概説した。とくに廃水処理、スラッジ処理、排ガス処理に対する放射線利用の研究を紹介するとともに、これらの目的に適した照射線源、および従来法と比較した処理コストの問題についても考案した。

報告書

放射性廃棄物のアスファルト固化処理 ベンチスケール試験装置によるアスファルト固化処理試験

瀬川 猛*; 星野 忠也*; 宮尾 英彦*; 武藤 英世*; 山本 正男; 水野 隆吉*; 岩崎 泰三*

PNC-TN841 74-14, 48 Pages, 1974/06

PNC-TN841-74-14.pdf:1.39MB

伝熱面積0.1m2の堅型薄膜蒸発機を用いたベンチスケールのアスファルト固化処理試験装置を製作し,現在建設中の再処理工場での発生が予想される中レベル廃液の蒸発濃縮液と低レベル廃液の化学沈殿スラッジの模擬廃液を用いて実験を行なった。蒸発濃縮廃液の化学主成分である硝酸ナトリウムはアスファルトと酸化還元反応を起こす。この酸化還元反応は発熱反応であるため火災の危険性があるが,アスファルト固化処理温度を200$$^{circ}C$$以下にコントロールすることにより充分防止できる。また,凝縮水のpH測定から,pHの低下により酸化還元反応を検出できる。化学沈殿スラッジ(炭酸カルシウムスラッジ)に対しては良好な作動状況であった。トレーサとして89Sr,103Ru,141Ce添加した模擬蒸発濃縮廃液を用いて実験を行なった結果,供給液に対する除染係数は凝縮液について3.1$$times$$103,1.8$$times$$104,9.4$$times$$104,オフガスについて6$$times$$104,1$$times$$105,1.1$$times$$105であった。装置の洗浄に用いられるトリクロルエチレンは回収再使用が可能であり,廃溶剤の処理処分は問題ない。*外来研究員(バブコック日立KK)

論文

放射性廃液の一段及び二段凝集沈澱処理

石原 健彦; 見塩 規行*; 角谷 省三*; 山本 寛*

日本原子力学会誌, 3(5), p.353 - 359, 1961/00

凝集沈殿法は比較的低コストで大量の放肺胞廃液を処理し得るので有利であるが、廃液中に種々の核種が混在する場合には凝集剤の選択によって除去率が大きく影響される。核分裂生成物のうち比較的長寿命のものは$$^{9}$$$$^{0}$$Sr-$$^{9}$$$$^{0}$$Y,$$^{9}$$$$^{5}$$Zr-$$^{9}$$$$^{5}$$Nb,$$^{1}$$$$^{0}$$$$^{6}$$Ru-$$^{1}$$$$^{0}$$$$^{6}$$Rh,$$^{1}$$$$^{3}$$$$^{7}$$Cs-$$^{1}$$$$^{3}$$$$^{7}$$Ba,$$^{1}$$$$^{4}$$$$^{4}$$Ce-$$^{1}$$$$^{4}$$$$^{4}$$Prなどであり、除去し難く問題となるものはCs$$^{ast}$$、Sr$$^{ast}$$,Ru$$^{ast}$$である。

口頭

遠心抽出器のスラッジ耐性に関する検討,3; スラッジ堆積に伴う処理性能への影響

坂本 淳志; 竹内 正行; 荻野 英樹; 小泉 健治; 澤幡 治*; 坂本 幸生*; 阿久津 浩一*

no journal, , 

これまでの研究により、遠心抽出器の処理液にスラッジが共存する条件では、その大部分が遠心力によりロータ内壁全周にわたってほぼ均等に捕捉され、時間経過とともに堆積する傾向にあることを確認している。抽出装置では、水相と有機相の混合、分離が行われ、その過程においてウランやプルトニウム等の抽出、逆抽出が行われる。遠心抽出器の場合には、混合された溶液はロータ内で相分離されることから、スラッジ堆積の影響は、遠心抽出器の相分離性能の低下につながることが懸念される。この点から、本件では、スラッジ堆積を模擬したロータを製作し、ロータ内のスラッジ堆積割合と遠心抽出器の相分離が可能である流量領域の関係を水力学試験により評価した。結果として、スラッジの堆積にともない、主に相分離性能が低下する傾向を確認した。

口頭

遠心抽出器のスラッジ耐性に関する検討,1; スラッジ捕捉に与える運転条件の影響

荒井 陽一; 竹内 正行; 坂本 淳志; 大畠 史一; 岡村 信生; 荻野 英樹; 小泉 健治

no journal, , 

遠心抽出器は遠心力を用いて相分離を行うことから、重力で相分離を行うミキサセトラやパルスカラムと比較して、混合、分離時間が短く、機器のインベントリ量が少なく済むため、放射線による溶媒劣化の低減や装置の小型化が期待できる他、迅速な起動と停止が可能となり、稼働率の面でも有利となる。一方、遠心抽出器の処理液に不溶解性スラッジ(以下、「スラッジ」)が同伴した場合、スラッジは遠心力によってロータ内に捕捉され、堆積していくことによる運転上の影響が懸念される。そのため、スラッジ堆積の影響を遠心抽出器適用上の重要課題の一つと捉え、スラッジ耐性に関する検討を進めている。本件では、遠心抽出器の運転条件(回転数や供給流量)がスラッジ捕捉に与える影響について調査した。試験は、ロータ内径$$phi$$100mmの遠心抽出器にスラッジを含む水相(水)を供給して行い、遠心抽出器の排出液の粒径分布を分析した。供給液と排出液の粒径分布の差から、スラッジの粒径毎の捕捉率を求めた。この試験の結果、スラッジ粒径や回転数の増大に伴い捕捉率が増大する傾向にあり、また、供給流量の増大により捕捉率は減少する傾向にあることを確認した。これらの結果から、スラッジの捕捉傾向がストークスの式に依存することも示されており、遠心抽出器のスラッジ捕捉挙動を理論的に評価可能な見通しを得た。

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