JPH11326591A

JPH11326591A - ジルコニウム合金を含む放射性固体廃棄物の乾燥方法

Info

Publication number: JPH11326591A
Application number: JP13003298A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Komatsu; 征彦小松
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1998-05-13
Filing date: 1998-05-13
Publication date: 1999-11-26

Abstract

(57)【要約】【課題】設備コストおよび運転コストを安価に抑えた
上で、効率的に乾燥処理を施すことが可能であり、しか
も、乾燥処理後の圧縮減容処理時にジルカロイハルの発
火が全く起こらないようにすることができるようにす
る。【解決手段】ジルコニウム合金を含むジルカロイハル
等Ｗを、乾燥容器２内における１９０℃〜５００℃の雰
囲気下で加熱処理することによって乾燥する。ジルカロ
イハル等Ｗに含まれるジルカロイファインの量を、上記
雰囲気の容量に対して１００ｇ／ｍ³以下に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ジルカロイ製の使
用済の燃料被覆管等のジルコニウム合金を含む放射性固
体廃棄物を減容処理する前に予め乾燥するジルコニウム
合金を含む放射性固体廃棄物の乾燥方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】ジルカロイは、ジルコニウムを主体とし
た合金であり、熱中性子の吸収断面積が小さいため、原
子炉材料として多用されており、特に原子炉の燃料被覆
管用として好んで使用されている。このようなジルカロ
イからなる燃料被覆管内に装填された例えば軽水型の原
子炉用の燃料を再処理するときは、まず、使用済みの燃
料棒が装填された燃料被覆管の集合体を数ｃｍ単位に裁
断して得られた細片を溶解槽に投入し、溶解槽内で核燃
料物質と、被覆管剪断片（以下ジルカロイハルという）
や集合体部品（以下ハードウエアという）とに分離す
る。

【０００３】分離された核燃料物質は再利用のための処
理工程に送られるが、ジルカロイハルやハードウエア等
の放射性固体廃棄物は、従来、ハル缶と呼ばれるステン
レス鋼製の収納容器に発生状態のまま納められ貯蔵設備
内に保管されていた。しかしながら、ジルカロイハル等
が収納されたハル缶は、使用済み核燃料の再処理が行わ
れる毎に増加するため、貯蔵設備がすぐに満杯状態にな
ってしまうという問題点を有していた。そこで、ジルカ
ロイハル等の放射性固体廃棄物に減容処理を施し、その
結果貯蔵空間を少ないものにすることが試みられてい
る。

【０００４】ところで、保管される放射性固体廃棄物に
水が付着していると、この水が放射線によって分解して
水素が発生し、保管空間に水素が充満するという不都合
が生じるため、減容処理を施す前に予め放射性固体廃棄
物に乾燥処理が施される。

【０００５】従来、放射性固体廃棄物の乾燥について
は、例えば、特開平３−８９２００号公報に記載されて
いるように、乾燥空間に加熱された不活性ガスを導入し
たり、特開平９−２１８２９５号公報に記載されている
ように、放射性固体廃棄物の温度を１５０℃以下に抑え
ることが行われ、これによってジルカロイファインの発
火を防止するようになされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記乾
燥空間に不活性ガスを導入する方式にあっては、不活性
ガス用の設備を設けなければならないばかりか、高価な
不活性ガスを使用しなければならず、設備コストおよび
運転コストが嵩むという問題点を有している。

【０００７】また、放射性固体廃棄物の温度を１５０℃
以下の温度に管理する方式では、加熱温度が相対的に低
温であるため、乾燥効率が悪いという問題点を有してい
る。

【０００８】さらに、放射性固体廃棄物が乾燥されても
ジルカロイファインはそのまま残留するため、乾燥処理
後の圧縮減容処理時に発火を防止するための方策を採用
しなければならず、この方策の採用で非常に多くの費用
がかかるという問題点が存在する。

【０００９】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、設備コストおよび運転コス
トを安価に抑えた上で、効率的に乾燥処理を施すことが
可能であり、しかも、乾燥処理後の圧縮減容処理時に高
価な発火防止の方策を採用する必要のないジルコニウム
合金を含む放射性固体廃棄物の乾燥方法を提供すること
を目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
放射性固体廃棄物の乾燥方法は、ジルコニウム合金を含
む放射性固体廃棄物を、酸素を有する１９０℃〜５００
℃の雰囲気下で加熱処理することによって乾燥すること
を特徴とするものである。

【００１１】この放射性固体廃棄物の乾燥方法によれ
ば、１９０℃〜５００℃の雰囲気下で放射性固体廃棄物
に付着している水分が急速に蒸発し、これによって放射
性固体廃棄物の迅速な乾燥が実現する。そして、放射性
固体廃棄物中のジルコニウム合金は、表層部分のジルコ
ニウムや、ジルカロイファインが酸素を有する高温環境
で酸化されて不活性な酸化ジルコニウムになるため、そ
の後の放射性固体廃棄物のハンドリング時や圧縮減容処
理時にジルカロイファインに起因した発火は確実に防止
される。

【００１２】従って、以後の放射性固体廃棄物のハンド
リング時や圧縮減容処理時に真空環境や不活性ガス環境
を形成する必要がなくなり、その分廃棄物処理設備の全
体的な設備仕様の簡素化が実現し、設備コストの軽減化
を図ることが可能になる。

【００１３】また、放射性固体廃棄物を１９０℃〜５０
０℃に加熱することにより、放射性固体廃棄物に随伴し
ているセルローズ等の有機物が熱分解され、これによっ
て放射性固体廃棄物の容量が少なくなるとともに、有機
物を予め熱分解しておくことにより、放射性固体廃棄物
の保管時に有機物が放射線の照射を受けて分解し、爆発
の可能性の大きい水素が発生するという不都合が防がれ
る。

【００１４】本発明の請求項２記載のジルコニウム合金
を含む放射性固体廃棄物の乾燥方法は、請求項１記載の
ジルコニウム合金を含む放射性固体廃棄物の乾燥方法に
おいて、上記放射性固体廃棄物に含まれるジルカロイフ
ァインの量を、上記雰囲気の容量に対して１００ｇ／ｍ
³以下に設定することを特徴とするものである。

【００１５】このジルコニウム合金を含む放射性固体廃
棄物の乾燥方法によれば、放射性固体廃棄物に含まれる
ジルカロイファインの量を１００ｇ／ｍ³以下にするこ
とにより、ジルカロイファインは粉塵爆発することなく
穏やかに燃焼する。

【００１６】本発明の請求項３記載の放射性固体廃棄物
の乾燥方法は、請求項１または２記載の放射性固体廃棄
物の乾燥方法において、上記放射性固体廃棄物を所定の
収納容器に装填し、ついで収納容器内の放射性固体廃棄
物を収納容器ごと加熱処理することを特徴とするもので
ある。

【００１７】この放射性固体廃棄物の乾燥方法によれ
ば、収納容器ごと放射性固体廃棄物を乾燥処理すること
により、以後の移送時や圧縮減容処理時に放射性固体廃
棄物の移し替えを行うことなく収納容器ごと処理するこ
とが可能になり、その分処理作業が簡素化されて処理コ
ストの低減化が実現する。

【００１８】本発明の請求項４記載の放射性固体廃棄物
の乾燥方法は、請求項１乃至３のいずれかに記載の放射
性固体廃棄物の乾燥方法において、上記放射性固体廃棄
物を、上記加熱処理の前に水洗することを特徴とするも
のである。

【００１９】この放射性固体廃棄物の乾燥方法によれ
ば、乾燥処理の前に水洗によって放射性固体廃棄物から
発火の原因となるジルカロイファインが予め除去される
ため、発火抑制効果がさらに向上する。

【００２０】本発明の請求項５記載の放射性固体廃棄物
の乾燥方法は、請求項４記載の放射性固体廃棄物の乾燥
方法において、上記水洗は、超音波の付与された水中に
放射性固体廃棄物を沈めて行う超音波洗浄および放射性
固体廃棄物に高圧水を噴射して行う高圧水洗浄の内のい
ずれか一方または双方であることを特徴とするものであ
る。

【００２１】この放射性固体廃棄物の乾燥方法によれ
ば、ジルカロイファインが効率的に除去される。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の乾燥方法を含む
放射性固体廃棄物の減容圧縮処理に係る工程図である。
この図に示すように、放射性固体廃棄物（ジルカロイハ
ルとハードウエアとが混ざり合ったもの、以下ジルカロ
イハル等Ｗという）は、それを洗浄処理して洗浄済ジル
カロイハル等Ｗ１にする洗浄工程Ｐ１と、洗浄後の洗浄
済ジルカロイハル等Ｗ１をコンテナ（収納容器）Ｃに装
填する装填工程Ｐ２と、コンテナＣに装填された洗浄済
ジルカロイハル等Ｗ１を乾燥処理して乾燥済ジルカロイ
ハル等Ｗ２にする乾燥工程Ｐ３と、乾燥済ジルカロイハ
ル等Ｗ２をコンテナＣごと圧縮減容処理する圧縮減容工
程Ｐ４とを経て処理され、最後の圧縮減容工程Ｐ４で得
られた減容処理物Ｗ３は、所定の保管場所に移送されて
保管される。

【００２３】コンテナＣには、乾燥効率を良好にするた
めに、その側面および底面の内のいずれか一方または双
方に微小な水抜き孔を設けてもよい。ただしこの場合、
ジルカロイハル等がコンテナＣ外に抜け出さないように
孔径寸法を設定することは勿論として、ファインも抜け
出難い孔径寸法にすることが好ましい。

【００２４】上記洗浄工程Ｐ１では、ジルカロイハル等
Ｗに超音波洗浄および高圧射洗浄のいずれか一方または
双方が施される。

【００２５】超音波洗浄を行う場合は、網目容器にジル
カロイハル等Ｗを装填し、水が満たされたプールに網目
容器ごとジルカロイハル等Ｗを水没させた後、超音波発
生機からの超音波をプール中の水に付与して水を微振動
させ、この微振動によってジルカロイハル等Ｗに付着し
ているジルカロイファイン等を振るい落すようにされ
る。また、高圧水洗浄を行う場合は、ポンプによって所
定の圧力に昇圧された水を、ジルカロイハル等Ｗに向け
て満遍なく噴射することによりジルカロイファインが洗
い落される。このようにしてジルカロイハル等Ｗから取
り除かれジルカロイファイン等は、集められて別途処理
される。

【００２６】このような洗浄工程Ｐ１で予めジルカロイ
ファイン等が取り除かれた洗浄済ジルカロイハル等Ｗ１
は、所定量がつぎの装填工程Ｐ２においてドラム缶のよ
うな簡易容器であるコンテナＣに装填され、所定の搬送
手段を用いて乾燥工程Ｐ３に送り込まれる。

【００２７】図２は、乾燥工程Ｐ３で使用される乾燥装
置の第１実施形態を示す断面視の説明図である。この図
に示すように、乾燥装置１は、フロアＦ上に複数本の支
持脚２１を介して縦置きされ、かつ、上記洗浄済ジルカ
ロイハル等Ｗ１の装填されたコンテナＣが装入される金
属製の円筒状の乾燥容器２と、この乾燥容器２の上部開
口を閉止する天蓋３と、乾燥容器２内に空気を送り込む
送風手段４と、乾燥容器２内を高温雰囲気にしての乾燥
室２ａに装填された洗浄済ジルカロイハル等Ｗ１を加熱
乾燥処理する加熱手段５とを備えた基本構成を有してい
る。

【００２８】上記乾燥容器２は、円筒状の周壁２２と、
この周壁２２の底面を閉止した底板２３とからなってい
る。底板２３の中央部分には排水孔２３ａが穿設されて
いるとともに、この排水孔２３ａにドレン管２４が接続
され、乾燥室２ａ内で洗浄済ジルカロイハル等Ｗ１から
滴下した水がこのドレン管２４を通して外部に導出され
るようになっている。

【００２９】また、乾燥室２ａ内の底板２３上には、複
数本の脚部２５ａに支持された支持台２５が配設され、
コンテナＣがこの支持台２５上に載置された状態で内部
の洗浄済ジルカロイハル等Ｗ１に乾燥処理が施されるよ
うになっている。

【００３０】上記天蓋３は、下端の周縁部に外方に向か
って突設された天蓋側フランジ３１を有している一方、
上記乾燥容器２の上縁部には天蓋側フランジ３１に対応
した容器側フランジ２６が設けられ、天蓋３で乾燥容器
２内の乾燥室２ａを閉しした状態で天蓋側フランジ３１
の下面と容器側フランジ２６の上面とが当接するように
なっている。そして、天蓋側フランジ３１の下面には天
蓋側フランジ３１を一周するように環状溝が凹設されて
いるとともに、この環状溝に耐熱性の弾性材からなるシ
ール部材３２が装着され、天蓋３で乾燥室２ａを閉じる
ことによって両フランジ２６，３１間の隙間が確実に閉
止されるようになっている。

【００３１】また、天蓋３の上方には、上下方向に延び
るようにエアシリンダ３３が配設され、このエアシリン
ダ３３のピストンロッド３４の下端部が天蓋３の上面中
央部に連結され、エアシリンダ３３の駆動によるピスト
ンロッド３４の出没によって天蓋３が乾燥容器２に対し
て閉開するようになっている。

【００３２】また、乾燥容器２の周壁２２には、容器側
フランジ２６より若干下部に送風手段４からの空気を乾
燥室２ａ内に導くための空気導入管２７が設けられてい
るとともに、この空気導入管２７の対向位置に排気管２
８が設けられている。

【００３３】上記送風手段４は、送風ブロア４１と、加
熱器４２とからなっている。上記加熱器４２は、内部に
ニクロム線等の通電発熱体が配設され、この通電発熱体
からの熱によって送風ブロア４１からの空気を予め所定
温度に加熱するものである。この送風手段４からの加熱
空気は、空気導入管２７を通して乾燥容器２の乾燥室２
ａ内に導入され、洗浄済ジルカロイハル等Ｗ１の乾燥に
供されるようになっている。

【００３４】上記加熱手段５は、乾燥容器２の周壁２２
外周面を囲繞した環状のジャケット５１と、周壁２２を
取り囲むようにこのジャケット５１に内装された通電発
熱体５２とからなっている。上記送風手段４から乾燥室
２ａ内に送り込まれた加熱空気は、通電されることによ
って発熱した通電発熱体５２からの熱を得てさらに加熱
され、この加熱空気を介してコンテナＣ内の洗浄済ジル
カロイハル等Ｗ１が乾燥されるとともに、洗浄済ジルカ
ロイハル等Ｗ１中のジルコニウムの表面や、洗浄工程Ｐ
１で残留したジルカロイファインが爆発に到らず、酸化
ジルコニウムになるようにしている。

【００３５】そして、乾燥室２ａ内で洗浄済ジルカロイ
ハル等Ｗ１の酸化時に生成した燃焼排ガスは、排気管２
８を通して乾燥容器２外に導出され、フィルター等の内
装された後処理手段２９によって清浄化された後、系外
に排出されるようになっている。

【００３６】このような乾燥装置１を利用する乾燥工程
Ｐ３は、コンテナＣを乾燥室２ａに装入するコンテナ装
入工程Ｐ３１と、コンテナＣ内の洗浄済ジルカロイハル
等Ｗ１を乾燥させるとともにジルコニウム表面を酸化さ
せる酸化工程Ｐ３２と、ジルコニウム表面が酸化した後
の乾燥済ジルカロイハル等Ｗ２が内装されたコンテナＣ
を乾燥室２ａから取り出すコンテナ取出し工程Ｐ３３と
からなっている。

【００３７】そして、上記コンテナ装入工程Ｐ３１にお
いては、上記送風手段４の駆動が停止された状態でエア
シリンダ３３の駆動によるピストンロッド３４の上昇で
天蓋３が上昇され、これによって開放された乾燥容器２
の上部開口から、所定の作業機械を用いて洗浄済ジルカ
ロイハル等Ｗ１の装填されたコンテナＣが乾燥室２ａ内
に装入され、支持台２５上に載置される。

【００３８】ついで、エアシリンダ３３の駆動によるピ
ストンロッド３４の下降によって天蓋３で乾燥容器２の
上部開口が閉止された後、酸化工程Ｐ３２が実行され
る。酸化工程Ｐ３２においては、送風ブロア４１が駆動
されるとともに、通電発熱体５２に通電され、これによ
って加熱器４２を通って予備加熱された空気が乾燥室２
ａ内に供給されてさらに通電発熱体５２によって加熱さ
れ、コンテナＣ内の洗浄済ジルカロイハル等Ｗ１に乾燥
処理が施されるとともに、ジルコニウムが酸化される。

【００３９】酸化工程Ｐ３２において所定時間が経過
し、ジルカロイハル等の乾燥が完了した時点でつぎのコ
ンテナ取出し工程Ｐ３３が実行される。コンテナ取出し
工程Ｐ３３においては、エアシリンダ３３の駆動による
ピストンロッド３４の上昇によって天蓋３が開放された
後、乾燥室２ａ内のコンテナＣは作業機械によって外部
に取り出され、圧縮減容工程Ｐ４に供される。

【００４０】そして、本発明においては、上記酸化工程
Ｐ３２における乾燥室２ａ内の雰囲気温度が１９０℃以
上で、かつ、５００℃以下に温度設定され、これによっ
てジルコニウムの酸化（すなわち燃焼）が確実に行われ
るようにしている。

【００４１】上記雰囲気温度を１９０℃以上に設定した
のは、１９０℃未満であるとジルカロイファインの酸化
が抑制されてジルコニウムが酸化しないからである。そ
して、ジルカロイファインが乾燥室２ａ内で酸化しない
まま放置されると、活性状態のジルカロイフィンがコン
テナＣから飛散して乾燥室２ａ内の底板２３上に蓄積さ
れ、この蓄積量が多くなると、振動その他で舞い上がっ
て粉塵雲が形成された乾燥容器２内で爆発するという不
都合が生じやすくなるが、雰囲気温度を１９０℃以上に
設定することによりこのような不都合は確実に防止され
る。

【００４２】また、上記雰囲気温度を５００℃以下に設
定したのは、５００℃を越える温度になると、トリチウ
ム等の排ガス量が多くなること等により莫大な設備投資
と運転コストとが必要になり、経済的に不利になるから
である。

【００４３】また、本発明においては、コンテナＣ内の
ジルカロイファインの量は、コンテナＣの単位容量（ｍ
³）当り１００ｇ以下になるようにコントロールされて
いる。このようなファイン量が設定されたのは、コンテ
ナ内に存在するファインが振動等により舞い上がって粉
塵雲を形成したとしても、ファイン量が１００ｇ／ｍ³
以下であれば爆発に到らず、ジルカロイファインが穏や
かに燃焼するだけであることが種々の試験によって確認
されたことによる。

【００４４】そして、本実施形態の場合、ジルカロイハ
ル等Ｗは、洗浄工程Ｐ１における洗浄処理によってほと
んどのジルカロイファインが除去された洗浄済ジルカロ
イハル等Ｗ１にされた後、乾燥工程Ｐ３に供給されるよ
うにしており、この洗浄済ジルカロイハル等Ｗ１の場合
は、それをコンテナＣに装填した状態でジルカロイファ
インは１００ｇ／ｍ³以下になっていると考えられるた
め、酸化工程Ｐ３２においてコンテナＣ内のジルカロイ
ファインに起因した爆発が起こることはない。

【００４５】そして、乾燥工程Ｐ３における所定の乾燥
処理が完了すると、コンテナ取出し工程Ｐ３３が実行さ
れてコンテナＣが乾燥容器２から取り出され、ついで乾
燥済ジルカロイハル等Ｗ２はコンテナＣごとつぎの圧縮
減容工程Ｐ４に送り込まれ、ここで所定の圧縮減容処理
設備による圧縮減容処理が施され、減容処理物Ｗ３とな
って所定の保管場所に保管される。

【００４６】図３は、乾燥装置の第２実施形態を示す側
面断面視の説明図である。この実施形態においては、乾
燥装置１０として洗浄済ジルカロイハル等Ｗ１を半連続
式に処理する方式のものが採用されている。すなわち、
乾燥装置１０は、乾燥炉２０と、この乾燥炉２０の上流
側（図３の左方）に形成された待機室３０と、待機室３
０の上流側から待機室３０および乾燥炉２０を貫通して
フロアＦ上に敷設されたローラコンベヤ４０と、乾燥炉
２０内を加熱する加熱手段５０とを備えた基本構成を有
している。

【００４７】そして第２実施形態においては、洗浄済ジ
ルカロイハル等Ｗ１を運ぶものとして台車Ｃ１が用いら
れ、この台車Ｃ１をローラコンベヤ４０上で待機室３０
および乾燥炉２０内を順次移動させることにより台車Ｃ
１に搭載された洗浄済ジルカロイハル等Ｗ１に乾燥処理
を施すようにしている。なお、ローラコンベヤ４０は、
図略の駆動手段の駆動によって軸心回りに時計方向に回
転し、これによってローラコンベヤ４０上の台車Ｃ１は
上流側から下流側に向けて順次移送されるようになって
いる。

【００４８】上記乾燥炉２０の乾燥室２０ａ上部には、
天井壁２０１が設けられているとともにこの天井壁２０
１のさらに上部に天板２０２が設けられ、これら天井壁
２０１と天板２０２との間に通電発熱体５２が配設され
ている。この通電発熱体５２への電力供給による発熱に
よって天井壁２０１を介して乾燥室２０ａ内が加熱され
るようになっている。また、乾燥炉２０には、天井壁２
０１および天板２０２を貫通した排気筒２０３が設けら
れている。

【００４９】そして、上記待機室３０の上流端には第１
ゲート４０１が設けられているとともに、待機室３０と
乾燥炉２０との間には第２ゲート４０２が設けられ、さ
らに乾燥炉２０の下流端には第３ゲート４０３が設けら
れている。上記各ゲート４０１，４０２，４０３は、そ
れぞれ別個に設けられた図略の昇降手段の駆動によって
昇降し、これによって待機室３０の前後、および乾燥炉
２０の前後が開閉し得るようになっている。

【００５０】このような乾燥装置１０においては、操業
中は通電発熱体５２に常に通電されて乾燥室２０ａ内が
１９０℃以上で、かつ、５００℃以下の所定の設定温度
に制御されている。そして、洗浄工程Ｐ１後の洗浄済ジ
ルカロイハル等Ｗ１は各台車Ｃ１に所定量ずつ搭載さ
れ、ローラコンベヤ４０の駆動で乾燥炉２０内に順次送
り込まれるようにしている。

【００５１】そして、１台の台車Ｃ１に注目して乾燥装
置１０の操業について説明すると以下のとおりになる。
まず第１ゲート４０１が開放され、この状態で待機室３
０内より上流側のローラコンベヤ４０が駆動されて台車
Ｃ１が待機室３０内に送り込まれる。ついで、台車Ｃ１
が待機室３０内に装入された後、一旦第１ゲート４０１
が閉止され、ついで第２ゲート４０２が開放され、待機
室３０と乾燥炉２０とが連通状態にされる。この状態で
待機室３０内と乾燥炉２０内のローラコンベヤ４０が駆
動され、台車Ｃ１が待機室３０から乾燥炉２０に移され
てから第２ゲート４０２が閉止される。これによって洗
浄済ジルカロイハル等Ｗ１の搭載された台車Ｃ１が乾燥
室２０ａ内に装入された状態になる。

【００５２】この状態で台車Ｃ１は所定時間滞留され、
この間に洗浄済ジルカロイハル等Ｗ１中のジルカロイフ
ァインが酸化させられる。上記台車Ｃ１の乾燥室２０ａ
内の滞留時間としては、洗浄済ジルカロイハル等Ｗ１中
のジルカロイファインが完全に酸化するのに必要かつ十
分な時間が採用されている。ついで、上記所定の滞留時
間が経過後、第３ゲート４０３が開けられた後、乾燥室
２０ａ内および乾燥炉２０の下流側のローラコンベヤ４
０が同時に駆動され、これによって台車Ｃ１は乾燥室２
０ａから外部に導出される。

【００５３】そして、後続の台車Ｃ１も上記と同様に待
機室３０および乾燥炉２０内に少量ずつ順次送り込まれ
ることによって洗浄済ジルカロイハル等Ｗ１のジルカロ
イファインに対する酸化処理が半連続的に行われる。

【００５４】なお、第２実施形態の乾燥装置１０におい
ては、先の第１実施形態の乾燥装置１に設けられている
ような送風手段４は設けられておらず、第２ゲート４０
２および第３ゲート４０３の開放時に高温雰囲気の乾燥
室２０ａ内に向かう気流によって乾燥室２０ａ内に燃焼
空気を供給するようにしている。

【００５５】また、台車Ｃ１に搭載される洗浄済ジルカ
ロイハル等Ｗ１の量は、それに含まれるジルカロイファ
インの量が乾燥室２０ａの容量に対して１００ｇ／ｍ³
以下になるように設定され、これによって酸化時にジル
カロイファインによる爆発が起こらないようにしてい
る。

【００５６】第２実施形態の乾燥装置１０によれば、乾
燥室２０ａ内の温度を常に所定の温度に設定しておくこ
とができるため、第１実施形態の乾燥装置１の場合のよ
うに、各バッチ処理毎に乾燥室２ａ内の雰囲気を昇温す
る必要がなくなり、その分処理能力が向上する。

【００５７】また、乾燥炉２０の上流側には第２ゲート
４０２によって隔絶される待機室３０を設けたため、ジ
ルカロイファインの燃焼が上流側に飛び火することが防
止され、安全性が向上する。

【００５８】本発明は、以上詳述したように、ジルカロ
イハル等Ｗ中のジルカロイファインを、乾燥工程Ｐ３に
おける乾燥処理時に、粉塵爆発が起こらない環境を設定
した上で積極的に酸化させるようにしているため、ジル
カロイファインは、一旦酸化してしまえば発火が起こら
ない酸化ジルコニウムになり、従って、圧縮減容工程Ｐ
４においてジルカロイファインが舞い上がって粉塵雲を
形成し、この粉塵雲が発火して爆発するという従来の不
都合が確実に防止される。

【００５９】また、本発明に係るジルカロイファインの
事前酸化処理は、ジルカロイハル等Ｗの各種の処理環境
を真空環境にしたり不活性ガス環境にする従来の方式に
比べて設備規模や運転操作が簡略化されるため、その分
設備コストおよび運転コストの低減化を図ることが可能
になる。

【００６０】本発明は、上記の実施形態に限定されるも
のではなく、以下の内容をも包含するものである。

【００６１】（１）上記の実施形態においては、乾燥工
程Ｐ３の洗浄工程Ｐ１が設定され、この洗浄工程Ｐ１で
予めジルカロイハル等Ｗが洗浄処理されるようにしてい
るが、本発明は、洗浄工程Ｐ１を設けてジルカロイハル
等Ｗを事前洗浄することに限定されるものではなく、特
に洗浄工程Ｐ１を設けずにジルカロイハル等Ｗを乾燥工
程Ｐ３に直接導入するようにしてもよい。但しこの場合
は、酸化環境の容量に対してジルカロイファインの量を
１００ｇ／ｍ³以下にすることが必要である。

【００６２】（２）上記の実施形態においては、洗浄工
程Ｐ１でのジルカロイハル等Ｗの洗浄処理は、超音波洗
浄または高圧水洗浄によって行うようにしているが、高
圧水洗浄を行ってから超音波洗浄を行ったり、あるいは
その逆を行う等、両洗浄方式を併用してもよい。

【００６３】（３）上記の実施形態においては、酸素を
有する気体として空気を採用しているが、本発明は酸素
を有する気体が空気であることに限定されるものではな
く、各種の排気ガス等であって、所定量以上の酸素が含
有されているものを有効利用してもよいし、空気分離に
よって得られた酸素を利用してもよい。

【００６４】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の放射性固体廃棄
物の乾燥方法によれば、ジルコニウム合金を含む放射性
固体廃棄物を、酸素を有する１９０℃〜５００℃の雰囲
気下で加熱処理するようにしているため、高温下での水
分の急速な蒸発によって放射性固体廃棄物の迅速な乾燥
を実現させることができる。そして、放射性固体廃棄物
中のジルコニウム合金は、表層部分のジルコニウムやジ
ルカロイファインが酸素を有する高温環境で酸化されて
不活性な酸化ジルコニウムになるため、その後の放射性
固体廃棄物のハンドリング時や圧縮減容処理時にジルカ
ロイファインに起因した発火を確実に防止することがで
きる。

【００６５】従って、以後の放射性固体廃棄物のハンド
リング時や圧縮減容処理時に真空環境や不活性ガス環境
を形成する必要がなくなり、その分廃棄物処理設備の全
体的な設備仕様を簡素化することができ、設備コストの
軽減化を実現することができる。

【００６６】また、放射性固体廃棄物を１９０℃〜５０
０℃に加熱することにより、放射性固体廃棄物に随伴し
ているセルローズ等の有機物が熱分解され、これによっ
て放射性固体廃棄物の容量が少なくなるとともに、有機
物を予め熱分解しておくことにより、放射性固体廃棄物
の保管時に有機物が放射線の照射を受けて分解し、爆発
の可能性の大きい水素が発生するという不都合を確実に
防止することができる。

【００６７】本発明の請求項２記載のジルコニウム合金
を含む放射性固体廃棄物の乾燥方法によれば、放射性固
体廃棄物に含まれるジルカロイハルの量を、乾燥雰囲気
の容量に対して１００ｇ／ｍ³以下に設定しているた
め、爆発を抑えた上でジルカロイファインを穏やかに燃
焼させることができる。

【００６８】本発明の請求項３記載の放射性固体廃棄物
の乾燥方法によれば、放射性固体廃棄物を所定の収納容
器に装填し、ついで収納容器内の放射性固体廃棄物を収
納容器ごと加熱処理するようにしているため、以後の移
送時や圧縮減容処理時に放射性固体廃棄物の移し替えを
行うことなく収納容器ごと処理することが可能になり、
その分処理作業が簡素化されて処理コストの低減化を実
現することができる。

【００６９】本発明の請求項４記載の放射性固体廃棄物
の乾燥方法によれば、放射性固体廃棄物を、加熱処理の
前に水洗するようにしているため、水洗によって放射性
固体廃棄物から発火の原因となるジルカロイファインの
多くが除去され、これによって発火抑制効果がさらに向
上させることができる。

【００７０】本発明の請求項５記載の放射性固体廃棄物
の乾燥方法によれば、超音波の付与された水中に放射性
固体廃棄物を沈めて行う超音波洗浄および放射性固体廃
棄物に高圧水を噴射して行う高圧水洗浄の内のいずれか
一方または双方によって放射性固体廃棄物を水洗するよ
うにしているため、これらの水洗方法は微粉の除去に適
しており、放射性固体廃棄物からジルカロイファインを
効率的に除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放射性固体廃棄物の減容圧縮処理
の工程図である。

【図２】乾燥装置の第１実施形態を示す断面視の説明図
である。

【図３】乾燥装置の第２実施形態を示す断面視の説明図
である。

【符号の説明】

Ｐ１洗浄工程Ｐ２装填工程Ｐ３乾燥工程Ｐ４圧縮減容工程ＣコンテナＣ１台車Ｆフロア１，１０乾燥装置２乾燥容器２０乾燥炉２ａ、２０ａ乾燥室２１支持脚２２周壁２３ａ排水孔２４ドレン管２５支持台２５ａ脚部２６容器側フランジ２７空気導入管２８排気管２９フィルター２０１天井壁２０２天板２０３排気筒３天蓋３０待機室３１天蓋側フランジ３２シール部材３３エアシリンダ３４ピストンロッド４送風手段４１送風ブロア４２加熱器４０１第１ゲート４０２第２ゲート４０３第３ゲート５加熱手段５１ジャケット５２通電発熱体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ジルコニウム合金を含む放射性固体廃棄
物を、酸素を有する１９０℃〜５００℃の雰囲気下で加
熱処理することによって乾燥することを特徴とするジル
コニウム合金を含む放射性固体廃棄物の乾燥方法。
【請求項２】上記放射性固体廃棄物に含まれるジルカ
ロイファインの量を、上記雰囲気の容量に対して１００
ｇ／ｍ³以下に設定することを特徴とする請求項１記載
の記載のジルコニウム合金を含む放射性固体廃棄物の乾
燥方法。
【請求項３】上記放射性固体廃棄物を所定の収納容器
に装填し、ついで収納容器内の放射性固体廃棄物を収納
容器ごと加熱処理することを特徴とする請求項１または
２記載のジルコニウム合金を含む放射性固体廃棄物の乾
燥方法。
【請求項４】上記放射性固体廃棄物を、上記加熱処理
の前に水洗することを特徴とする請求項１乃至３のいず
れかに記載のジルコニウム合金を含む放射性固体廃棄物
の乾燥方法。
【請求項５】上記水洗は、超音波の付与された水中に
放射性固体廃棄物を沈めて行う超音波洗浄および放射性
固体廃棄物に高圧水を噴射して行う高圧水洗浄の内のい
ずれか一方または双方であることを特徴とする請求項４
記載のジルコニウム合金を含む放射性固体廃棄物の乾燥
方法。