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論文

放射線グラフト重合による有害金属捕集材の開発

玉田 正男

環境資源工学, 51(2), p.99 - 101, 2004/04

ポリエチレン製の不織布へ放射線グラフト重合を行い繊維状の金属捕集材を合成した。グラフト重合は基材ポリマーの放射線照射により開始される。照射した基材はモノマーと反応させキレートまたはその前駆体を導入した。前駆体は化学処理により、キレート基へと変換した。得られた繊維状の捕集材は鉛溶液か除去において、空間速度が500h$$^{-1}$$という高い空間速度での使用が可能であった。このキレート捕集材はホタテ加工残渣からのカドミウム除去や焼却炉の洗浄水からの鉛の除去に応用が可能である。

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

再処理施設設置(変更)承認申請書 昭和63年7月

not registered

PNC-TN1700 93-012, 107 Pages, 1993/01

PNC-TN1700-93-012.pdf:2.35MB

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,別紙-1のとおり設置変更承認を受け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-2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(1) 再処理施設及び高レベル放射性物質研究施設から発生する低放射性の可燃性廃棄物の焼却炉の更新のため。(2) プルトニウム転換技術開発施設において再処理施設以外から受け入れる硝酸ウラニル溶液の受け入れ機能の追加のため。4. 工事計画当該変更に係る工事計画は,別紙-3のとおりである。

論文

Incineration of spent ion exchange resins in combination with fluidized bed and catalyst, II

木原 伸二; 矢幡 胤昭; 安藤 昇; 西村 允宏

Incineration Conf. Proc., p.457 - 460, 1993/00

原子力発電所から発生する使用済イオン交換樹脂(廃樹脂)は、従来効果的な処理技術が確立されていないため、主に貯槽等に貯蔵されてきた。これらの廃樹脂は今後も継続的に発生するため、その減容・安定化処理が急務の課題となっている。これらの現状を踏まえ、原研大洗研においては、流動層と酸化銅触媒を組み合わせた焼却法を研究・開発してきた。これまで、基礎研究の成果を踏まえて作製したパイロットスケールの試験装置において、未使用樹脂及び放射性同位元素(RI)を吸着させた樹脂を用い、触媒の燃焼効果及びRIの挙動に係る評価試験を行ってきた。今回、酸化銅の表面積及び空孔率が異なった触媒を用いて、燃焼効果及びRIの挙動に及ぼす酸化銅の表面積、空孔率等の影響について評べ、触媒の能力に係る評価を行った。

論文

Incineration of spent ion exchange resins in combination with fluidized bed and catalyst

矢幡 胤昭; 木原 伸二; 平田 勝; 阿部 昌義

1992 Incineration Conf. Proc., p.311 - 315, 1992/00

原子力発電所から発生する使用済みイオン交換樹脂(廃樹脂)は、従来、効果的な処理技術が確立されていないため、主に貯槽・タンク等に貯槽されてきた。これらの廃樹脂は今後も継続的に発生するものであり、その減容・安定化処理が急務の課題となっている。これらの現状を踏まえ、原研大洗研においては、流動層と触媒を組み合わせた焼却法を研究・開発してきた。1990年10月に、これまでの基礎試験等の結果を踏まえ、放射性同位元素(RI)の挙動に係るデータ、工学的データ等の収集を目的とした、パイロットスケールの焼却炉(10kg-樹脂/日)を完成させた。RIを用いた試験に先立ち、コールドの樹脂を用いて、流動層の燃焼特性、樹脂供給システムの特性及び触媒の能力に係る試験を行った。焼却炉の概要およびこれらの試験結果とともに、引き続き行うRIの挙動に係る試験の結果について述べる。

報告書

低レベル廃棄物処理開発施設(設計データ2); 昭和63年度貯蔵低放射性固体廃棄物の調査

稲田 栄一; 小圷 正之; 須藤 光男*; 吉田 充宏; 箕内 洋之; 岡本 哲也*; 酒井 光雄

PNC-TN8450 91-006, 77 Pages, 1991/03

PNC-TN8450-91-006.pdf:2.09MB

東海事業所再処理工場等から発生した低放射性固体廃棄物のうち、難燃物、不燃物、及び一部の可燃物はドラム缶やコンテナに収納され、第一低放射性固体廃棄物貯蔵場、並びに第二低放射性固体廃棄物貯蔵場に貯蔵、保管される。これらの廃棄物を減容安定化処理することを目的とした低レベル廃棄物処理開発施設(以下LWTFという)の設計を実施しており、施設設計を進める上で処理対象廃棄物を明確にする必要が有るため本調査を実施した。調査対象は、再処理工場の運転状況を踏まえた代表的な3ケースとし、昭和62年、63年、及び平成2年度について調査することとした。本調査書は、先の昭和62年度調査と同様に昭和63年度に発生した廃棄物を対象に、ドラム缶及びコンテナに収納された低放射性固体廃棄物の種類、数量、性状等について調査を行ったものである。調査対象廃棄物は、昭和63年度にドラム缶、またはコンテナに封入された低放射性固体廃棄物とし、その種類、数量等を明らかにした。調査結果は、以下の通りであった。1,全体廃棄物の割合は、可燃物が約4%、難燃物Iが約10%、難燃物IIが約7%、不燃物が約79%であった。2,ドラム缶の最大重量は、普通ドラム缶で505kg/本(不燃物)、マルチドラム缶で

報告書

低レベル廃棄物処理開発施設(設計データ1); 昭和62年度貯蔵低放射性固体廃棄物の調査

稲田 栄一; 小圷 正之; 須藤 光男*; 吉田 充宏; 箕内 洋之; 岡本 哲也*; 酒井 光雄

PNC-TN8450 91-005, 103 Pages, 1991/02

PNC-TN8450-91-005.pdf:2.7MB

東海事業所再処理工場等から発生した低放射性固体廃棄物のうち、難燃物、不燃物、及び一部の可燃物はドラム缶やコンテナに収納され、第一低放射性固体廃棄物貯蔵場、並びに第二低放射性固体廃棄物貯蔵場に貯蔵、保管される。これらの廃棄物を減容安定化処理することを目的とした低レベル廃棄物処理開発施設(以下LWTFという)の設計を実施しており、施設設計を進める上で処理対象廃棄物を明確にする必要が有るため本調査を実施した。調査対象は、再処理工場の運転状況を踏まえた代表的な3ケースとし、昭和62年、63年、及び平成2年度について調査することとした。本調査書は、先ず昭和62年度に発生した廃棄物を対象に、ドラム缶及びコンテナに収納された低放射性固体廃棄物の種類、数量、性状等について調査を行ったものである。調査対象廃棄物は、昭和62年度にドラム缶、またはコンテナに封入された低放射性固体廃棄物とし、その種類、数量等を明らかにした。調査結果は、以下の通りであった。1,全体廃棄物の割合は、可燃物が約9%、難燃物Iが約14%、難燃物IIが約8%、不燃物が約69%であった。2,ドラム缶の最大重量は、普通ドラム缶で325kg/本(不燃物)、マルチドラム缶で272.5kg(不燃物)であった。

論文

Kinetic study on incineration of ion exchange resins by fluidized bed

矢幡 胤昭; 木下 弘毅*; 平田 勝; 阿部 昌義

Proc. of the 3rd Int. Conf. on Nuclear Fuel Reprocessing and Waste Management; RECOD91,Vol. 2, p.790 - 795, 1991/00

流動層式焼却炉を用いてイオン交換樹脂の燃焼速度の解析を行った。実験では正確に秤量した陽イオンおよび陰イオン交換樹脂を550~700$$^{circ}$$C間の一定温度に保持した流動層内に供給し、オフガス中のCO$$_{2}$$濃度をCO$$_{2}$$分析計により測定した。イオン交換樹脂の反応完了時間は、CO$$_{2}$$の発生時間として求め、見掛けの反応速度定数を導出した。流動層式焼却炉を各種温度および流速にて運転することによりイオン交換樹脂の燃焼条件として流動層温度650$$^{circ}$$C空塔速度4.91$$times$$10$$^{-2}$$m・s$$^{-1}$$以上が望ましいことを確認した。本実験で得られた見掛けの反応速度定数Kapを用いることにより、スケールアップした装置におけるイオン交換樹脂の総括反応速度が推進出来るものと考える。

報告書

放射性有機廃棄物の燃焼に及ぼす酸素の影響

矢幡 胤昭; 阿部 治郎; 星野 昭

JAERI-M 9974, 14 Pages, 1982/02

JAERI-M-9974.pdf:0.56MB

放射性廃棄物の減容及びその安定貯蔵法を解決することは原子力を利用する上に極めて重要である。現在、イオン交換樹脂、塩化ビニルなどが放射性廃棄物として大量に発生しつつある。これらの物質は燃焼が困難なため、アスファルトなどを用いて固化し、ドラム缶に詰め保管している。これらの物質は燃焼し減容させることができるが、酸素量によって煤煙が発生したり、高温の発生で焼却炉材料を損傷し耐用年数が短縮する。また放射性物質の飛散などの欠点があり燃焼法は用いられていない。本実験は、これらの模擬試料を用い、酸素量と発熱及び燃焼速度の関係、熱分解で発生する煤煙の成分を調べた。この結果、酸素量が5%$$sim$$10%中で、樹脂などを約650$$^{circ}$$Cに加熱し、発生した分解ガスを約700$$^{circ}$$Cに加熱した酸化銅触媒に接触させることで完全に燃焼させることを見出した。

報告書

放射性廃棄物焼却装置の性能試験

阿部 昌義; 関口 善利*; 大内 優*; 進士 義正; 三戸 規生

JAERI-M 9457, 41 Pages, 1981/04

JAERI-M-9457.pdf:2.09MB

大洗研究所に設置した放射性廃棄物焼却装置(低レベル$$alpha$$個体用)は排ガス浄化系にプレコート式の高温フィルタを備えたもので、今回焼却炉本体及び高温フィルタを主体に模擬廃棄物による燃焼特性並びに除じん性能試験を行った。さらに化学トレーサを用いた装置の除染効率を測定した。その結果、(1)灰の炉内残留率は95%と高い値が得られた、(2)高温フィルタの出すと捕集効率は99%程度であった、(3)系の圧力損失は十分小さい、(4)高温フィルタの昇温に多少の時間を要する、等がわかり、全体としてほぼ満足できる燃焼特性並びに運転性能が確認された。またCo、Sr、Cs及びPを塩化物及び酸化物の形態で化学トレーサとして用い、各部の定量結果から、(1)炉本体と高温フィルタとの組合せによる除染係数は10$$^{4}$$以上であること、(2)トレーサの炉内残留率は灰の残留率ほぼ一致することが明らかになった。

論文

原研東海研究所における放射性固体廃棄物焼却処理装置の排ガス除染性能

加藤 清; 内藤 和夫; 町田 忠司

保健物理, 9(2), p.81 - 86, 1974/02

原研東海研究所の放射性廃棄物焼却処理装置は、1966年に設置され、7年間定常運転が行なわれてきた。その間に、炉体をはじめとし、排ガスの除去装置であるスプレースクラバ、サイクロンおよび電気集 器などについて、数々の改造および補修が行なわれた。そこで、改造後の装置について、排ガス中の放射能の除染性能試験が行なわれた。除染装置の除染係数は、$$^{3}$$$$^{2}$$Pで汚染させた可燃性廃棄物を焼却し、その排ガス中の放射能濃度を測定することによって求められた。その結果、スプレースクラバで3.6$$times$$10および電気集塵器で7.0$$times$$10であった。また、焼却炉での残存係数は2.3$$times$$10であった。前回の除染性能試験(1966)で得られた布フィルタおよび高性能フィルタの除染係数は、それぞれ1.0$$times$$10$$^{2}$$および1.0$$times$$10$$^{3}$$を用いると、本焼却処理装置の総括除染係数は6$$times$$10$$^{9}$$となる。また、本試験において焼却した$$^{3}$$$$^{2}$$Pは、焼却灰に93%、スプレー水に5%、電気集塵器に0.5%、布フィルタに0.02%および煙道に0.3%分布していた。

口頭

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。

口頭

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。

口頭

東海再処理施設における低放射性廃棄物の処理技術開発,25; 焼却設備における応力腐食割れ発生原因の推定

越野 克彦; 高野 雅人; 佐藤 史紀; 齋藤 恭央

no journal, , 

本施設の焼却設備では、東海再処理施設等から発生する低放射性固体廃棄物を焼却処理する計画である。焼却対象には、塩素を含有する塩化ビニル等の難燃性の廃棄物が含まれるため、廃ガス中の塩化水素濃度等により高い耐食性を求められる箇所にはNW6022を、その他の部分にはSUS304を材料に使用している。過去、本設備のコールド試験運転時に、SUS304部に応力腐食割れが生じた。本報では、応力腐食割れの発生原因を推定するため行った試験運転の結果と、材料選定のため行った材料腐食試験の結果を合わせて報告する。

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