(57)【要約】【課題】放射性廃液の処理に使用する吸着剤の寿命を延長できる放射性廃液の処理方法を提供する。【解決手段】廃液タンクに貯蔵された、原子力プラントで発生して放射性物質（例えば、Ｓｒ−９０）および共存イオン（ＣａおよびＭｇのイオン）を含む放射性廃液１６が放射性廃液貯留槽２に供給される。アルカリ金属濃度測定器６で測定された放射性廃液１６のＮａ濃度が制御装置１１に入力される。制御装置１１は、放射性廃液１６のＮａ濃度が設定濃度になるようにポンプ９の回転速度を制御し、放射性廃液貯留槽２への塩化ナトリウム水溶液の注入量を調節する。Ｎａ濃度が増加された放射性廃液１６が吸着剤を充填した吸着塔４に供給される。放射性廃液１６のＮａ濃度が高いので、吸着剤への共存イオンの吸着が抑制され、吸着剤への放射性物質の吸着量が増加する。吸着塔４の交換頻度が低減する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性物質及び共存イオンを含む放射性廃液のアルカリ金属濃度を測定し、測定されたアルカリ金属濃度に基づいて前記放射性廃液にアルカリ金属を注入し、前記アルカリ金属が注入された前記放射性廃液を吸着剤に接触させて前記放射性廃液に含まれる前記放射性物質を前記吸着剤により除去することを特徴とする放射性廃液の処理方法。
【請求項２】
前記放射性廃液のｐＨを前記アルカリ金属濃度と共に測定し、前記測定されたアルカリ金属濃度および前記測定されたｐＨに基づいてアルカリ金属の注入量を求め、前記放射性廃液への前記アルカリ金属の注入は、前記求められたアルカリ金属の注入量に基づいて実施される請求項１に記載の放射性廃液の処理方法。
【請求項３】
前記測定されたｐＨに基づいて前記放射性廃液にアルカリ物質を注入し、前記吸着剤と接触する前記放射性廃液が前記注入されたアルカリ物質を含んでいる請求項２に記載の放射性廃液の処理方法。
【請求項４】
前記放射性廃液のｐＨを測定し、前記測定されたｐＨに基づいて前記放射性廃液にアルカリ物質を注入し、前記吸着剤と接触する前記放射性廃液が前記注入されたアルカリ物質を含んでいる請求項１に記載の放射性廃液の処理方法。
【請求項５】
前記アルカリ金属が注入される前記放射性廃液の共存イオン濃度を測定し、前記アルカリ金属が注入される前記放射性廃液の放射線量を測定し、前記アルカリ金属の注入量を前記測定されたアルカリ金属濃度、前記測定されたｐＨ、前記測定された共存イオン濃度および前記測定された放射線量に基づいて求め、前記放射性廃液への前記アルカリ金属の注入は、前記測定されたアルカリ金属濃度、前記測定されたｐＨ、前記測定された共存イオン濃度および前記測定された放射線量に基づいて求められた前記アルカリ金属の注入量に基づいて実施される請求項２に記載の放射性廃液の処理方法。
【請求項６】
第１放射性廃液の第１アルカリ金属濃度を測定し、アルカリ金属濃度が前記第１アルカリ金属濃度とは異なる第２アルカリ金属濃度の第２放射性廃液の前記第２アルカリ金属濃度を測定し、前記測定された第１アルカリ金属濃度および前記測定された第２アルカリ金属濃度に基づいて前記第１放射性廃液と前記第２放射性廃液を混合し、この混合により生成された放射性廃液を吸着剤に接触させて前記放射性廃液に含まれる前記放射性物質を前記吸着剤により除去することを特徴とする放射性廃液の処理方法。
【請求項７】
前記第１放射性廃液と前記第２放射性廃液を混合して生成される前記放射性廃液のアルカリ金属濃度がアルカリ金属の設定濃度に達しないとき、アルカリ金属を前記混合により生成された放射性廃液に注入する請求項６に記載の放射性廃液の処理方法。
【請求項８】
前記放射性廃液に注入される前記アルカリ金属は、アルカリ金属水溶液である請求項１ないし７のいずれか１項に記載の放射性廃液の処理方法。
【請求項９】
前記放射性廃液に注入される前記アルカリ物質は、アルカリ物質の水溶液である請求項３または４に記載の放射性廃液の処理方法。
【請求項１０】
放射性物質及び共存イオンを含む放射性廃液のアルカリ金属濃度を測定する第１測定装置と、前記放射性廃液にアルカリ金属を注入するアルカリ金属注入装置と、前記第１測定装置で測定された前記アルカリ金属濃度に基づいて前記アルカリ金属注入装置の前記アルカリ金属の注入量を調節する注入量調節装置を制御する第１制御装置と、前記アルカリ金属注入装置により注入される前記アルカリ金属を含む前記放射性廃液が供給される、吸着剤が充填される吸着装置とを備えたことを特徴とする放射性廃液処理装置。
【請求項１１】
前記放射性廃液のｐＨを測定する第２測定装置と、前記第１測定装置で測定された前記アルカリ金属濃度および前記第２測定装置で測定された前記ｐＨに基づいて前記アルカリ金属注入装置の前記アルカリ金属の注入量を調節する注入量調節装置を制御する前記第１制御装置とを備えた請求項１０に記載の放射性廃液処理装置。
【請求項１２】
前記吸着装置の上流の前記放射性廃液に、前記第２測定装置で測定された前記ｐＨに基づいてアルカリ物質を注入するアルカリ金属注入装置を備えた請求項１１に記載の放射性廃液処理装置。
【請求項１３】
前記吸着装置の上流の前記放射性廃液に、前記第２測定装置で測定された前記ｐＨに基づいてアルカリ物質を注入するアルカリ金属注入装置を備えた請求項１０に記載の放射性廃液処理装置。
【請求項１４】
前記放射性廃液の共存イオン濃度を測定する第３測定装置と、前記アルカリ金属注入装置により前記アルカリ金属が注入される前記放射性廃液の放射線量を測定する第４測定装置と、前記第１測定装置で測定された前記アルカリ金属濃度、前記第２測定装置で測定された前記ｐＨ、前記第３測定装置で測定された前記共存イオン濃度および前記第４測定装置で測定された前記放射線量に基づいて前記注入量調節装置を制御する前記第１制御装置とを備えた請求項１１に記載の放射性廃液処理装置。
【請求項１５】
第１放射性廃液の第１アルカリ金属濃度を測定する第１測定装置と、アルカリ金属濃度が前記第１アルカリ金属濃度とは異なる第２アルカリ金属濃度の第２放射性廃液の前記第２アルカリ金属濃度を測定する第２測定装置と、前記第１測定装置で測定された前記第１アルカリ金属濃度および前記第２測定装置で測定された前記第２アルカリ金属濃度に基づいて前記第１放射性廃液と前記第２放射性廃液の混合比を求め、前記求められた混合比に基づいて、前記第１放射性廃液の供給量を調節する第１供給量調節装置および前記第２放射性廃液の供給量を調節する第２供給量調節装置を制御する制御装置と、前記制御装置による前記第１供給量調節装置および前記第２供給量調節装置の調節により、前記第１放射性廃液と前記第２放射性廃液が混合されて生成された放射性廃液が供給される、吸着剤が充填される吸着装置とを備えたことを特徴とする放射性廃液処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性廃液の処理方法および放射性廃液処理装置に係り、特に、原子力発電プラントに適用するのに好適な放射性廃液の処理方法および放射性廃液処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントにおいて発生する放射性物質を含む放射性廃液の処理方法として、例えば、無機固体またはイオン交換樹脂を吸着剤として使用し、この吸着剤により、放射性廃液に含まれる放射性物質を吸着して除去する方法がある。放射性物質を吸着した後の吸着剤は放射性廃棄物となることから、吸着性能の向上による処理効率の向上が試みられている。
【０００３】
例えば、特許第５２８５１８３号公報は、セシウムおよびストロンチウムを吸着する吸着剤の吸着性能を向上させる吸着剤の製造方法を提案している。特開２０１４−１２２８０６号公報では、チタンケイ酸塩化合物である結晶化シリコチタネート（ＣＳＴ）を母材とした吸着剤に苛性処理を施している。この苛性処理により、ＣＳＴの、放射性セシウム（Ｃｓ）および放射性ストロンチウム（Ｓｒ）に対する吸着性能を向上させている。苛性処理によりＣＳＴ中のＨをＮａに交換した後に、この苛性処理されたＣＳＴに放射性廃液を接触させると、ＣＳＴに含まれるＮａがＳｒに交換されてＣＳＴによるＳｒの吸着量が増大する。放射性廃液中のＣｓの、苛性処理されたＣＳＴによる吸着量も増加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５２８５１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のようにＳｒおよびＣｓをイオン交換により吸着する吸着剤に対して、放射性廃液を通水する場合、ＳｒおよびＣｓ等の放射性物質以外の、放射性廃液に共存しているイオン（共存イオン）、例えば、Ｃａ、ＭｇおよびＨの各イオンも放射性物質と共に吸着剤に吸着される。共存イオンが放射性物質濃度に比べて高い放射性廃液を処理する場合には、吸着剤の吸着サイトが共存イオンに占有される。これにより、共存イオンによって吸着剤の吸着寿命が低下することが課題となっている。吸着剤の吸着寿命が低下すると、吸着剤の交換が早期に必要となり、放射性廃棄物量が増大する。
【０００６】
上記のような共存イオンによる吸着剤の吸着性能の低下は、ＣＳＴだけでなく、他の吸着剤でも生じ、ＳｒおよびＣｓだけでなく、放射性廃液に含まれる他の放射性物質を吸着剤に吸着させて除去する場合にも、同様な問題が生じる。
【０００７】
本発明の目的は、放射性廃液の処理に用いられる吸着剤の寿命を延ばすことができる放射性廃液の処理方法および放射性廃液処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、放射性物質及び共存イオンを含む放射性廃液のアルカリ金属濃度を測定し、測定されたアルカリ金属濃度に基づいて放射性廃液にアルカリ金属を注入し、アルカリ金属が注入された放射性廃液を吸着剤に接触させて放射性廃液に含まれる放射性物質を吸着剤により除去することにある。
【０００９】
放射性廃液にアルカリ金属を注入して吸着剤に接触する放射性廃液のアルカリ金属濃度を増加させることにより、その放射性廃液に含まれる共存イオンの吸着剤への吸着が抑制され、放射性廃液に含まれる放射性物質の吸着剤への吸着量が増加する。共存イオンの吸着剤への吸着が抑制されるため、吸着剤の放射性物質の吸着性能が向上し、吸着剤の寿命を延ばすことができる。
【００１０】
上記した目的は、放射性物質及び共存イオンを含む放射性廃液のアルカリ金属濃度を測定する第１測定装置と、放射性廃液にアルカリ金属を注入するアルカリ金属注入装置と、第１測定装置から出力されたアルカリ金属濃度に基づいてアルカリ金属注入装置のアルカリ金属の注入量を調節する注入量調節装置を制御する制御装置と、アルカリ金属注入装置により注入されるアルカリ金属を含む放射性廃液が供給される、吸着剤が充填される吸着塔とを備えることによっても達成できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、放射性廃液に含まれる共存イオンの吸着剤への吸着を抑制できるため、放射性物質を吸着する吸着剤の寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の好適な一実施例である実施例１の放射性廃液処理装置の構成図である。
【図２】吸着剤層に供給される模擬放射性廃液量とその吸着剤層から排出された模擬放射性廃液のストロンチウム濃度の関係を示す特性図である。
【図３】Ｎａの注入を行った場合における吸着塔の交換頻度および吸着塔の交換周期を示す説明図である。
【図４】本発明の好適な他の実施例である実施例２の放射性廃液処理装置の構成図である。
【図５】本発明の好適な他の実施例である実施例３の放射性廃液処理装置の構成図である。
【図６】本発明の好適な他の実施例である実施例４の放射性廃液処理装置の構成図である。
【図７】本発明の好適な他の実施例である実施例５の放射性廃液処理装置の構成図である。
【図８】本発明の好適な他の実施例である実施例６の放射性廃液処理装置の構成図である。
【図９】本発明の好適な他の実施例である実施例７の放射性廃液処理装置の構成図である。
【図１０】本発明の好適な他の実施例である実施例８の放射性廃液処理装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
発明者らは、放射性物質および共存イオンを含む放射性廃液から放射性物質を吸着して除去する吸着剤の寿命を延ばすための対策について種々検討を行った。この検討結果を以下に説明する。
【００１４】
発明者らは、Ｎａの注入による吸着剤の吸着寿命の低下を防ぐ効果を検討するため、模擬放射性廃液、およびＮａＣｌを添加したＮａ添加模擬放射性廃液のそれぞれを用いて、吸着剤の寿命を調べた。模擬放射性廃液としては、１０倍に希釈した人工海水に、共存イオンとしてＣａＣｌ２およびＭｇＣｌ２をそれぞれ添加して調製した人工海水を用いた。Ｎａ添加模擬廃液としては、１０倍に希釈した人工海水に、共存イオンとしてＣａＣｌ２およびＭｇＣｌ２を添加し、さらにＮａＣｌを添加して調製した人工海水を用いた。模擬放射性廃液およびＮａ添加模擬放射性廃液のＣａ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｃｌ濃度は以下の通りである。
【００１５】
模擬放射性廃液では、Ｃａ濃度が１６０ｐｐｍ、Ｍｇ濃度が１６０ｐｐｍ、Ｎａ濃度が１１２６ｐｐｍおよびＣｌ濃度が２０００ｐｐｍである。Ｎａ添加模擬放射性廃液ではＣａ濃度が１７５ｐｐｍ、Ｍｇ濃度が１１３ｐｐｍ、Ｎａ濃度が３０４０ｐｐｍおよびＣｌ濃度が５４００ｐｐｍである。いずれもｐＨは７．９とした。
【００１６】
模擬放射性廃液およびＮａ添加模擬放射性廃液のそれぞれは、０．７ｐｐｍの非放射性同位体のＳｒを含んでおり、さらに、トレーサーとして放射性同位体である微量のＳｒ−８５が模擬放射性廃液およびＮａ添加模擬放射性廃液のそれぞれに添加された。吸着装置として、吸着剤が充填された吸着塔を用いた。吸着剤としては、チタンケイ酸塩化合物を予めＮａ交換したものを使用した。吸着剤が充填された吸着剤層が吸着塔内に形成されている。
【００１７】
模擬放射性廃液およびＮａ添加模擬放射性廃液を、吸着剤を充填した別々の吸着塔に供給し、吸着塔から流出した模擬放射性廃液およびＮａ添加模擬放射性廃液のそれぞれのＳｒ−８５濃度を求めた。流出した模擬放射性廃液およびＮａ添加模擬放射性廃液のそれぞれのＳｒ−８５濃度は、半導体放射線検出器で測定された、吸着剤層を通過して吸着塔から排出された各模擬放射性廃液の放射線エネルギーに基づいて求めた。吸着塔から排出された模擬放射性廃液およびＮａ添加模擬放射性廃液のそれぞれの放射線エネルギーは、吸着塔に供給される各模擬放射性廃液の供給量を増加させて測定した。
【００１８】
模擬放射性廃液およびＮａ添加模擬放射性廃液のそれぞれの吸着剤層への供給量に対する吸着剤層から排出された各模擬放射性廃液のＳｒ−８５の濃度の変化を図２に示す。図２において、◇は吸着剤層から排出された模擬放射性廃液（Ｎａ添加なし）のＳｒ−８５濃度を示し、○は吸着剤層から排出されたＮａ添加模擬放射性廃液（Ｎａ添加あり）のＳｒ−８５濃度を示している。いずれのケースも吸着剤層への廃液の供給量の増大に伴ってＳｒ−８５の濃度は増大するが、Ｎａ添加模擬放射性廃液は、模擬放射性廃液に比べて廃液の供給量の増大に伴ってＳｒ−８５濃度の増大の割合が小さくなった。これは、アルカリ金属であるＮａを、共存イオンを含む模擬放射性廃液に添加することにより、吸着剤層の吸着剤に吸着される共存イオンの量が減少し、放射性物質であるＳｒ−８５の吸着剤への吸着量が増大したためである。
【００１９】
吸着剤層から排出された廃液のＳｒ−８５の濃度がＣＡ（図２参照）に増加した時点で、吸着塔が新しい吸着剤が充填された新しい吸着塔と交換されるとした場合の、この吸着塔の交換頻度を、模擬放射性廃液を吸着塔に供給したケース（第１ケース）とＮａ添加模擬放射性廃液を吸着塔に供給したケース（第２ケース）で比較した。第１ケースでの吸着塔の交換頻度を１としたときの、第２ケースでの吸着塔の交換頻度を、図３に示す。Ｎａを、共存イオンを含む模擬放射性廃液に添加した第２ケースにおける吸着塔の交換頻度が、第１ケースの吸着塔のそれの０．７倍となる。この結果、第２ケースにおける吸着塔の交換周期が、第１ケースにおける吸着塔のそれの１．５倍になる。
【００２０】
共存イオンを含む放射性廃液に注入するアルカリ金属として、Ｎａ，Ｋのうちの少なくとも一種を用いればよい。
【００２１】
放射性物質を吸着する吸着剤の寿命は、接触させる放射性廃液の組成に大きく影響される。イオン交換を起因とする吸着を行なう吸着剤に放射性廃液を接触させると、吸着剤に静電的な力で保持されている対イオンと呼ばれる可動性のイオンが放射性廃液に含まれるイオンと交換される。これにより、放射性廃液に含まれるイオンを吸着剤に吸着させて除去することができる。このイオン交換は、対イオンと放射性廃液に含まれるイオンの間で生じるため、除去対象である放射性物質だけでなく、放射性廃液に含まれるその他の共存イオンとの間でも生じる。このため、対イオンとの交換が起こる共存イオンが放射性廃液に含まれている場合には、対イオンと交換されることにより、吸着剤の吸着サイトが共存イオンに占有されることになる。これは、吸着剤の放射性物質に対する吸着寿命の低下をもたらす。そこで、吸着剤に静電的な力で保持されている対イオンと放射性廃液に含まれる共存イオンの交換を防ぐ、あるいは放射性物質との交換に適した対イオンで共存イオンをさらに交換することにより、吸着剤の放射性物質に対する吸着寿命を延ばすことができる。吸着剤の寿命を延ばすために、前述したように、吸着剤と接触する放射性廃液にアルカリ金属を注入して放射性廃液のアルカリ金属濃度を増加させることは、非常に有効な対策である。吸着剤の吸着寿命を延ばすことで、放射性廃棄物の発生量を低減させることができる。
【００２２】
以上に述べた検討結果を反映した本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００２３】
本発明の好適な一実施例である実施例１の放射性廃液処理装置を、図１を用いて以下に説明する。
【００２４】
本実施例の放射性廃液処理装置１は、放射性廃液貯留槽２、アルカリ金属供給装置３、吸着塔４、アルカリ金属濃度測定器６、ポンプ９および制御装置１１を備えている。
【００２５】
放射性廃液供給管５が、放射性廃液貯留槽２に接続される。アルカリ金属供給装置３は、アルカリ金属タンク３４、およびポンプ９および弁１０が設けられたアルカリ金属供給配管８を有する。アルカリ金属タンク３４は、アルカリ金属タンク３４の底部に接続されたアルカリ金属供給配管８によって放射性廃液貯留槽２に連絡される。アルカリ金属濃度測定器６および撹拌機７が、放射性廃液貯留槽２に取り付けられ、放射性廃液貯留槽２内に存在する放射性廃液１６に浸漬される。アルカリ金属濃度測定器６としては、例えば、Ｎａ電極または電気伝導度計を用いる。Ｎａ濃度を測定できるクロマトグラフィをアルカリ金属濃度測定器６として用いてもよい。なお、アルカリ金属濃度測定器６は、放射性廃液供給管５に設置し、放射性廃液貯留槽２に供給される放射性廃液１６のＮａ濃度を測定しても良い。
【００２６】
アルカリ金属タンク３４は、アルカリ金属溶液を充填している。アルカリ金属タンク３４に充填されるアルカリ金属溶液としては、水酸化ナトリウム水溶液、塩化ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液および炭酸ナトリウム水溶液のうちの一種、または塩化カリウム水溶液および水酸化カリウム水溶液のうちの一種を用いる。
【００２７】
吸着剤が充填された吸着剤層（図示せず）が内部に形成される吸着塔４が、廃液供給管１２によって放射性廃液貯留槽２に接続される。ポンプ１３および弁１４が廃液供給管１２に設けられる。廃液排出管１５が吸着塔４の底部に接続される。アルカリ金属濃度測定器６が配線により制御装置１１に接続される。吸着剤としてチタンケイ酸塩化合物が用いられ、このチタンケイ酸塩化合物は予めＮａ交換されている。チタンケイ酸塩化合物以外に、Ｓｒ−９０を吸着する吸着剤として、ゼオライト(例えば、Ａ型ゼオライトおよびＸ型ゼオライト等)、アンチモン酸およびチタン酸のいずれかを用いてもよい。チタンケイ酸塩化合物を予めＮａ交換することによって、チタンケイ酸塩化合物による放射性物質（例えば、Ｓｒ−９０）の吸着性能が向上する。予めＮａ交換しなくても、放射性物質はチタンケイ酸塩化合物に吸着される。図１に図示されていないが、吸着剤が充填された複数の吸着塔４が並列に配置され、それぞれの吸着塔４の入口側に、廃液供給管１２が分岐して接続される。それぞれの吸着塔４の出口側には、廃液排出管１５が分岐して接続される。廃液供給管１２の各分岐部および廃液排出管１５の各分岐部には、各吸着塔４に対応して開閉弁（図示せず）がそれぞれ設けられる。
【００２８】
放射性廃液処理装置１を用いた放射性廃液処理方法について説明する。原子力プラントにおいて発生した放射性廃液１６が、廃液タンク（図示せず）に貯蔵されている。廃液タンク内の、放射性物質（例えば、Ｓｒ−９０）および共存イオンであるＣａおよびＭｇのイオンを含む放射性廃液１６が、弁２８を開くことにより放射性廃液供給管５を通して放射性廃液貯留槽２に供給される。アルカリ金属濃度測定器６は、放射性廃液貯留槽２に供給された放射性廃液１６のＮａ濃度を測定する。アルカリ金属濃度測定器６で測定された放射性廃液１６のＮａ濃度が制御装置１１に入力される。制御装置１１は、入力したＮａ濃度が設定濃度未満であると判定したとき、弁１０を開いてポンプ９を駆動する。アルカリ金属タンク３４内の塩化ナトリウム水溶液が、アルカリ金属供給配管８を通して放射性廃液貯留槽２に供給される。制御装置１１は、放射性廃液貯留槽２内の放射性廃液１６のＮａ濃度が設定濃度になるようにポンプ９の回転速度を制御し、放射性廃液貯留槽２に供給する塩化ナトリウム水溶液の注入量を調節する。制御装置１１は、アルカリ金属濃度測定器６で測定されたＮａ濃度とＮａの設定濃度の差が大きいほど、ポンプ９の回転速度を増大させ、放射性廃液貯留槽２への塩化ナトリウム水溶液の供給量を増加する。撹拌機７が駆動されて放射性廃液貯留槽２内の放射性廃液１６と供給された塩化ナトリウム水溶液が撹拌され、放射性廃液貯留槽２内の放射性廃液１６中の塩化ナトリウムの濃度が均一化される。制御装置１１によるポンプ９の回転速度の制御の代わりに、弁１０の開度を制御しても、放射性廃液１６への塩化ナトリウム水溶液の注入量を調節することができる。ポンプ９および開度が制御される弁１０は、アルカリ金属の注入量を調節する注入量調節装置である。
【００２９】
放射性廃液貯留槽２内で放射性廃液１６中のアルカリ金属濃度の調整を行う間、弁１４が開いており、ポンプ１３が駆動されている。放射性廃液貯留槽２内のＮａが設定濃度になっている放射性廃液１６が、廃液供給管１２を通して吸着塔４に供給される。この放射性廃液１６は、吸着塔４内で吸着剤層を通過する際に、吸着剤と接触する。放射性廃液１６に含まれている放射性物質は、吸着剤であるチタンケイ酸塩化合物のＮａと置換されてチタンケイ酸塩化合物に吸着されて除去される。塩化ナトリウムが放射性廃液１６に含まれているため、吸着塔４内の吸着剤への、共存イオンであるＣａおよびＭｇの各イオンの吸着が抑制される。吸着塔４内の吸着剤により放射性物質が除去されて吸着塔４から排出された廃液は、廃液排出管１５を通って廃液貯蔵タンク（図示せず）に導かれ、この廃液貯蔵タンクに保管される。
【００３０】
前述の並列に配置された複数の吸着塔４の一部の吸着塔４に、放射性廃液貯留槽２からの放射性廃液１６が供給される。放射性廃液１６が供給される各吸着塔４に接続される、廃液供給管１２の各分岐部に設けられた各開閉弁は開いており、これらの吸着塔４に接続される、廃液排出管１５の各分岐部に設けられた各開閉弁も開いている。前述の並列に配置された複数の吸着塔４のうちの残りの各吸着塔４は、放射性廃液１６が供給される吸着塔４の交換用として待機しており、廃液供給管１２の分岐部に設けられた開閉弁が閉じて放射性廃液１６の供給が停止されている。
【００３１】
放射性廃液１６が供給されている或る吸着塔４内の吸着剤の吸着能力が低下し、吸着剤層から放射性物質が排出されたとき、この吸着塔４への放射性廃液１６の供給が停止される。吸着剤層からの放射性物質の排出は、例えば、吸着塔４の出口付近に配置された放射線検出器（図示せず）で測定された、放射性廃液１６の放射線強度に基づいて判定される。放射線検出器で測定されたその放射線強度が設定値よりも増加したとき、吸着剤層からの放射性物質が排出されたと判定する。この判定がなされたとき、該当する吸着塔４の入口側および出口側の前述の各分岐部に設けられた開閉弁が閉じられ、この吸着塔４への放射性廃液１６の供給が停止される。
【００３２】
その後、待機状態にある吸着塔４の入口側および出口側の前述の各分岐部に設けられた開閉弁が開けられてこの吸着塔４に放射性廃液１６が供給される。供給される放射性廃液１６に含まれる放射性物質がその吸着塔４内の吸着剤に吸着されて放射性廃液１６から除去される。以上のように、吸着性能が低下した吸着塔４が待機状態にある吸着性能が高い吸着塔４に交換され、放射性廃液１６に含まれる放射性物質の除去が後者の吸着塔４によって継続される。なお、吸着性能が低下した吸着塔４が廃液供給管１２の分岐部および廃液排出管１５の分岐部から取り外され、吸着剤が充填された新しい吸着塔４が廃液供給管１２の分岐部および廃液排出管１５の分岐部に接続される。吸着性能が低下した吸着塔４を廃液供給管１２の分岐部および廃液排出管１５の分岐部から取り外す代わりに、この吸着塔４内の吸着性能が低下した吸着剤を吸着塔４から取り出し、新しい吸着材をこの吸着塔４内に充填してもよい。
【００３３】
本実施例によれば、放射性廃液貯留槽２内で放射性廃液１６にアルカリ金属水溶液である塩化ナトリウム水溶液を注入して、放射性廃液１６に含まれるアルカリ金属、すなわち、ナトリウムの濃度を高めているので、吸着塔４内の吸着剤への共存イオンの吸着を抑制することができ、放射性物質の吸着剤への吸着量が増加する。このため、吸着剤の寿命を延ばすことができ、吸着塔４から廃液排出管１５に排出され廃液に含まれる放射性物質の量が著しく低減される。また、吸着剤の吸着性能が低下した吸着塔４を吸着性能が高い新しい吸着塔４に交換する頻度が減少する。これは、放射性廃棄物の発生量、具体的には、使用済の吸着剤の発生量を低減することができる。
【００３４】
本実施例では、アルカリ金属の放射性廃液１６への注入を、アルカリ金属水溶液（例えば、塩化ナトリウム水溶液）を用いて行っているため、アルカリ金属（ナトリウム）と放射性廃液１６の混合が容易である。これにより、放射性廃液１６内でのアルカリ金属の均一化に要する時間を短縮することができる。
【００３５】
本実施例では、アルカリ金属水溶液を放射性廃液貯留槽２内の放射性廃液１６に注入しているので、注入されたアルカリ水溶液に含まれたアルカリ金属イオン（例えば、Ｎａイオン）が放射性廃液１６中に拡散しやすい。このため、撹拌することにより、放射性廃液１６内のアルカリ金属濃度が一様になる。したがって、放射性廃液貯留槽２への放射性廃液１６の供給、放射性廃液貯留槽２からの放射性廃液１６の排出および吸着塔４内の吸着剤による放射性廃液に含まれる放射性物質の除去を、連続して行うことができる。これは、放射性物質を含む放射性廃液の処理量を増大させる。
【００３６】
アルカリ金属タンク３４に充填するアルカリ金属として、アルカリ金属水溶液ではなく、固体状（例えば、粒子状または粉末状）の水酸化ナトリウム、塩化ナトリウム、炭酸水素ナトリウムおよび炭酸ナトリウムの少なくとも一種、または塩化カリウムおよび水酸化カリウムの少なくとも一種を用いても良い。粒子状または粉末状のアルカリ金属を用いる場合には、アルカリ金属供給配管８にポンプ９を設置しないで、アルカリ金属タンク３４を放射性廃液貯留槽２よりも上方に配置する。この場合、アルカリ金属タンク３４から放射性廃液貯留槽２へのアルカリ金属の供給は、重力を利用して実施される。
【００３７】
アルカリ金属水溶液の代わりにアルカリ金属の粒子または粉末（例えば、塩化ナトリウムの粒子または粉末）を放射性廃液１６に添加する場合には、アルカリ金属の粒子または粉末が放射性廃液１６中で溶解する必要がある。このため、放射性廃液１６内でのアルカリ金属の均一化に要する時間が、アルカリ金属水溶液を用いる場合に比べて長くなる。このため、アルカリ金属の粒子または粉末を放射性廃液貯留槽２に注入する場合には、アルカリ金属水溶液を用いるように放射性廃液１６の連続処理ができなくなり、バッチ処理となる。すなわち、弁１４を閉じた状態で放射性廃液１６を放射性廃液貯留槽２に供給し、所定量の放射性廃液１６が放射性廃液貯留槽２に供給されたとき、弁２８を閉じる。アルカリ金属タンク３４からアルカリ金属の粉末を放射性廃液貯留槽２に供給して撹拌機７により放射性廃液１６を撹拌して注入したアルカリ金属の粉末を溶解させ、放射性廃液１６のアルカリ金属濃度が一様になったとき、弁１４を開いてポンプ１３を駆動させる。放射性廃液貯留槽２内のアルカリ金属の濃度が一様になった放射性廃液１６が、吸着塔４に供給される。アルカリ金属の固体を用いる場合は、アルカリ金属水溶液を用いる場合に比べて、廃液排出管１５により廃液貯蔵タンクに供給されて廃液貯蔵タンク内に貯蔵される廃液の量が減少する。
【実施例２】
【００３８】
本発明の好適な他の実施例である実施例２の放射性廃液処理装置を、図４を用いて以下に説明する。
【００３９】
本実施例の放射性廃液処理装置１Ａは、実施例１の放射性廃液処理装置１にｐＨ計１７を追加し、さらに、放射性廃液処理装置１に用いられる制御装置１１を制御装置１１Ａに替えた構成を有する。放射性廃液処理装置１Ａの他の構成は放射性廃液処理装置１と同じである。
【００４０】
ｐＨ計１７が、アルカリ金属濃度測定器６と同様に、放射性廃液貯留槽２に取り付けられ、放射性廃液貯留槽２内に存在する放射性廃液１６に浸漬される。アルカリ金属濃度測定器６およびｐＨ計１７が、別々の配線により制御装置１１Ａに接続される。
【００４１】
放射性廃液処理装置１Ａを用いた放射性廃液処理方法について説明する。廃液タンク内に貯蔵されている、放射性物質（例えば、Ｓｒ−９０）および共存イオンであるＣａおよびＭｇのイオンを含む放射性廃液１６が、実施例１と同様に、放射性廃液供給管５を通して放射性廃液貯留槽２に供給される。アルカリ金属濃度測定器６は、放射性廃液貯留槽２に供給された放射性廃液１６のＮａ濃度を測定する。ｐＨ計１７は、その放射性廃液１６のｐＨを測定する。放射性廃液１６の、測定されたＮａ濃度およびｐＨのそれぞれは、制御装置１１Ａに入力される。
【００４２】
制御装置１１Ａは、放射性廃液１６の測定されたｐＨを、式（１）を満たすＮａの設定濃度ＣNa,f（ｍｏｌ／ｋｇ）を求める。
【００４３】
【数１】
2018031715.tif 000003
【００４４】
ただし、ＣHは放射性廃液１６の水素濃度（ｍｏｌ／ｋｇ）、すなわち、放射性廃液１６の測定されたｐＨ、ＫdNaはＮａの分配係数、ＫdHは水素の分配係数およびＢは規定値である。規定値Ｂは吸着塔４内に充填された吸着剤の材質および放射性廃液貯留槽２に注入するアルカリ物質によって定まる定数である。
【００４５】
さらに、制御装置１１Ａは、式（１）を満たすＮａの設定濃度ＣNa,f、および放射性廃液１６の測定されたＮａ濃度ＣNa（ｍｏｌ／ｋｇ）を式（２）に代入してＮａ注入量ＶNa（ｋｇ）を求める。
【００４６】
ＶNa×Ｃ＝（ＣNa,f−ＣNa）×ＶWA            …（２）
ただし、Ｃは注入するアルカリ物質のＮａ濃度（ｍｏｌ／ｋｇ）、およびＶWAは放射性廃液１６の量（ｋｇ）である。
【００４７】
本実施例では、アルカリ物質の水溶液、例えば、水酸化ナトリウム水溶液がアルカリ金属タンク３４に充填されている。アルカリ物質の水溶液として、水酸化ナトリウム水溶液以外に、炭酸水素ナトリウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液および水酸化カリウム水溶液のうちの一種を用いてもよい。また、アルカリ物質の水溶液の代わりに粒状または粉状のアルカリ物質（例えば、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムのうちの一種の粒状物または粉状物）を用いてもよい。アルカリ物質は、アルカリ金属を含み注入された溶液のｐＨを調節できる物質である。塩化ナトリウムおよび塩化カリウムは、アルカリ金属を含んでいるが、溶液のｐＨ調節を行うことができないので、本実施例では使用しない。
【００４８】
制御装置１１Ａは、弁１０を開いて、式（１）および式（２）によって求められたアルカリ金属の注入量、すなわち、Ｎａ注入量ＶNaになるようにポンプ９の回転速度を制御する。これにより、アルカリ金属供給配管８を通してアルカリ金属タンク３４から放射性廃液貯留槽２内の放射性廃液１６に注入する水酸化ナトリウム水溶液の量が調節される。
【００４９】
アルカリ金属タンク３４から所定量の水酸化ナトリウム水溶液が注入された放射性廃液貯留槽２内の放射性廃液１６は、撹拌機７により撹拌されて水酸化ナトリウムの濃度およびｐＨが均一化される。駆動されているポンプ１３によって、水酸化ナトリウムの濃度、およびｐＨが均一化された、放射性廃液貯留槽２内の放射性廃液１６が吸着塔４に供給される。吸着塔４に供給される放射性廃液１６のｐＨは所定のｐＨまで増加しており、その放射性廃液１６のＮａ濃度も設定濃度以上になっている。
【００５０】
本実施例は、水酸化ナトリウム水溶液の放射性廃液１６への注入により、実施例１と同様に、放射性廃液１６に含まれるナトリウムの濃度を高めている。このような本実施例は、実施例１で生じる各効果を得ることができる。さらに、本実施例では、アルカリ金属濃度測定器６で測定した、放射性廃液１６のＮａ濃度だけでなくｐＨ計１７で測定した放射性廃液１６のｐＨをそれぞれ制御装置１１Ａに入力し、測定されたｐＨも考慮して放射性廃液１６の水素濃度に対するＮａ濃度の比を規定値以上に保つように制御装置１１Ａでアルカリ物質の注入量、具体的には、水酸化ナトリウム水溶液の放射性廃液１６への注入量を決定している。制御装置１１Ａにより、決定された注入量に基づいてアルカリ金属タンク３４から放射性廃液１６への水酸化ナトリウム水溶液の注入量を調節し、放射性廃液１６のｐＨを調節する。これにより、吸着塔４内に充填された吸着剤の吸着サイトの水素による占有率をより低減させることができる。このため、吸着塔４内の吸着剤による、放射性廃液１６に含まれる放射性物質の吸着性能をさらに向上させることができ、放射性廃液１６から除去される放射性物質の量が増大する。したがって、吸着塔４内の吸着剤の寿命がさらに延びる。なお、吸着剤の吸着サイトの水素による占有率は、吸着塔４に供給される放射性廃液１６のｐＨによって変えることができる。
【００５１】
放射性廃液１６に注入するアルカリ物質として、Ｎａを含む物質の代わりにＫを含む物質を用いる場合には、式（１）において、Ｎａの設定濃度ＣNa,f（ｍｏｌ／ｋｇ）がＫの設定濃度ＣK,f（ｍｏｌ／ｋｇ）に、およびＮａの分配係数ＫdNaがＫの分配係数ＫdKに変更される。また、式（２）において、Ｎａ注入量ＶNa（ｋｇ）がＫ注入量ＶK（ｋｇ）に、Ｎａの設定濃度ＣNa,f（ｍｏｌ／ｋｇ）がＫの設定濃度ＣK,f（ｍｏｌ／ｋｇ）に変更される。さらに、式（２）において、注入するアルカリ物質のＮａ濃度Ｃ（ｍｏｌ／ｋｇ）が注入するアルカリ物質のＫ濃度Ｃ（ｍｏｌ／ｋｇ）に変更される。
【実施例３】
【００５２】
本発明の好適な他の実施例である実施例３の放射性廃液処理装置を、図５を用いて以下に説明する。
【００５３】
本実施例の放射性廃液処理装置１Ｂは、実施例２の放射性廃液処理装置１Ａにアルカリ注入装置１８および制御装置２１を追加した構成を有する。アルカリ注入装置１８は、アルカリタンク３５、および弁２０が設けられたアルカリ供給配管１９を有する。アルカリタンク３５は、アルカリタンク３５の底部に接続されたアルカリ供給配管１９によって放射性廃液貯留槽２に連絡される。制御装置２１はｐＨ計１７に接続されている。放射性廃液処理装置１Ｂの他の構成は放射性廃液処理装置１Ａと同じである。本実施例では、アルカリ金属タンク３４内にアルカリ物質の水溶液、例えば、炭酸ナトリウム水溶液が充填されており、アルカリタンク３５内には他のアルカリ物質の水溶液、例えば、水酸化ナトリウム水溶液が充填されている。
【００５４】
実施例２と同様に、放射性廃液貯留槽２内に供給された、放射性物質（例えば、Ｓｒ−９０）および共存イオンであるＣａおよびＭｇのイオンを含む放射性廃液１６のＮａ濃度がアルカリ金属濃度測定器６で測定される。さらに、その放射性廃液１６のｐＨがｐＨ計１７で測定される。測定されたＮａ濃度は制御装置１１Ａに入力され、測定されたｐＨは制御装置１１Ａおよび２１にそれぞれ入力される。
【００５５】
制御装置２１が、ｐＨ計１７で測定されたｐＨに基づいて放射性廃液１６のｐＨが所定のｐＨになるように弁２０の開度を制御する。この制御により、アルカリタンク３５内の水酸化ナトリウム水溶液が、アルカリ供給配管１９を通して放射性廃液貯留槽２内の放射性廃液１６に注入される。このため、放射性廃液貯留槽２内の放射性廃液１６のｐＨが上昇する。
【００５６】
また、制御装置１１Ａは、ｐＨ計１７で測定されたｐＨが設定ｐＨであるかを判定する。測定されたｐＨが設定ｐＨ（例えば、ｐＨ７）以上であるとき、制御装置１１Ａは、弁１０を開けずポンプ９を駆動しない。測定されたｐＨが設定ｐＨ以上であるとき、アルカリ金属タンク３４から放射性廃液貯留槽２に炭酸ナトリウム水溶液が注入されない。アルカリタンク３５から放射性廃液貯留槽２への水酸化ナトリウム水溶液の注入によって放射性廃液１６のｐＨが設定ｐＨになったとき、制御装置２１は弁２０を閉じる。このため、アルカリタンク３５から放射性廃液貯留槽２への水酸化ナトリウム水溶液の注入が停止される。
【００５７】
制御装置１１Ａによって、ｐＨ計１７で測定されたｐＨが設定ｐＨであって、アルカリ金属濃度測定器６で測定された放射性廃液１６のＮａ濃度がＮａの設定濃度未満であると判定されたとき、制御装置１１Ａは、弁１０を開いてポンプ９を駆動する。この結果、アルカリ金属タンク３４内の炭酸ナトリウム水溶液が、放射性廃液貯留槽２に注入される。炭酸ナトリウム水溶液の放射性廃液貯留槽２への注入は、放射性廃液貯留槽２内の放射性廃液１６のＮａ濃度がＮａの設定濃度になるまで継続される。設定ｐＨが炭酸ナトリウム水溶液のｐＨより低い場合、炭酸ナトリウム水溶液の注入によって放射性廃液貯留槽２内の放射性廃液１６のｐＨが設定ｐＨよりも大きくなる。その放射性廃液１６のｐＨが設定ｐＨよりも大きくなっても、吸着剤の吸着サイトの水素による占有率低減に対する悪影響は生じない。
【００５８】
このように、本実施例では、放射性廃液１６のｐＨがそのＮａ濃度よりも優先的に制御される。これは、Ｎａ濃度よりもｐＨの応答性が良いからである。上記の制御装置１１Ａおよび２１の制御により、吸着塔４に供給される放射性廃液１６のＮａ濃度がＮａの設定濃度になり、その放射性廃液１６のｐＨが設定ｐＨ以上になる。
【００５９】
本実施例は実施例２で生じる各効果を得ることができる。本実施例は、アルカリ金属供給装置３、および測定されたＮａ濃度およびｐＨを入力する制御装置１１Ａ以外に、アルカリ注入装置１８、および測定されたｐＨを入力する制御装置２１を備えているので、ｐＨが低い放射性廃液１６のｐＨを所定のｐＨ以上に上昇させることができ、放射性廃液１６のＮａ濃度を設定濃度にすることができる。このため、ｐＨが低い放射性廃液１６であっても、共存イオンの吸着剤への吸着を抑制することができ、さらに、吸着剤の吸着サイトの水素による占有率をより低減することができる。これにより、放射性廃液１６に含まれる放射性物質の吸着塔４内の吸着剤への吸着量を増加させることができる。
【００６０】
本実施例では、アルカリ注入装置１８、および測定されたｐＨを入力する制御装置２１が備っており、測定されたＮａ濃度およびｐＨを入力する制御装置１１Ａが放射性廃液１６のｐＨが設定ｐＨになるまでアルカリ金属タンク３４から放射性廃液貯留槽２に炭酸ナトリウム水溶液（アルカリ金属水溶液）を注入する制御を実施しないので、実施例２とは異なり、後述するように、塩化ナトリウムまたは塩化カリウムを放射性廃液１６のＮａ濃度の調節に使用することができる。すなわち、本実施例は、実施例２に比べて、放射性廃液１６のＮａ濃度の調節に使用できるアルカリ金属を含む薬剤の選択の自由度を増やすことができる。
【００６１】
また、アルカリ物質を水溶液の状態で放射性廃液１６に注入するので、放射性廃液１６内でのアルカリ物質の均一化に要する時間を短縮することができる。
【００６２】
アルカリタンク３５から放射性廃液１６に注入されるアルカリ物質の水溶液として、水酸化ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液および炭酸ナトリウム水溶液のうちの一種、または水酸化カリウム水溶液を用いてもよい。さらに、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウムおよび炭酸ナトリウムのうちの一種または水酸化カリウムの粒状物または粉状物を用いてもよい。
【００６３】
なお、本実施例では、アルカリタンク３５から放射性廃液貯留槽２にアルカリ物質水溶液を注入して放射性廃液１６のｐＨ調節を行うため、アルカリ金属タンク３４から放射性廃液貯留槽２に塩化ナトリウム水溶液を注入してもよい。アルカリ金属タンク３４から放射性廃液貯留槽２に塩化ナトリウム水溶液を注入する場合でも、前述したように、制御装置１１Ａおよび２１の制御により、放射性廃液１６のｐＨがそのＮａ濃度よりも優先的に制御される。
【００６４】
放射性廃液処理装置１Ｂにおいて、ｐＨ計１７で測定したｐＨを制御装置１１Ａに入力しないで、アルカリ金属濃度測定器６で測定された放射性廃液１６のＮａ濃度を制御装置２１に入力してもよい。この場合には、制御装置１１Ａにより、アルカリ金属タンク３４から放射性廃液貯留槽２への炭酸ナトリウム水溶液の注入が優先的に行われる。放射性廃液貯留槽２内の放射性廃液１６のＮａ濃度が設定濃度になったとき、制御装置２１により、アルカリタンク３５から放射性廃液貯留槽２へのアルカリ物質水溶液の注入が、放射性廃液１６のｐＨが設定ｐＨになるまで実施される。
【実施例４】
【００６５】
本発明の好適な他の実施例である実施例４の放射性廃液処理装置を、図６を用いて説明する。
【００６６】
本実施例の放射性廃液処理装置１Ｃは、実施例３の放射性廃液処理装置１Ｂにおいて制御装置１１Ａを制御装置１１に替えた構成を有し、ｐＨ計１７は制御装置１１に接続されていない。放射性廃液処理装置１Ｃの他の構成は放射性廃液処理装置１Ｂと同じである。本実施例では、アルカリ金属タンク３４に塩化ナトリウム水溶液が充填され、アルカリタンク３５に水酸化ナトリウム水溶液が充填されている。
【００６７】
原子力プラントで発生して廃液タンクに貯蔵されている放射性廃液１６が、放射性廃液貯留槽２に供給され、アルカリ金属濃度測定器６が放射性廃液１６のＮａ濃度を測定し、ｐＨ計１７が放射性廃液１６のｐＨを測定する。測定されたＮａ濃度が制御装置１１に入力され、測定されたｐＨが制御装置２１に入力される。制御装置１１は、入力したＮａ濃度が設定濃度未満であると判定したとき、弁１０を開いてポンプ９を駆動する。アルカリ金属タンク３４内の塩化ナトリウム水溶液が、アルカリ金属供給配管８を通して放射性廃液貯留槽２に供給される。制御装置１１は、放射性廃液貯留槽２内の放射性廃液１６のＮａ濃度が設定濃度になるようにポンプ９の回転速度を制御する。また、制御装置２１は、入力したｐＨが設定ｐＨ未満であると判定したとき、弁２０を開いて弁２０の開度を制御し、放射性廃液貯留槽２内の放射性廃液１６のｐＨが設定ｐＨになるようにアルカリタンク３５から放射性廃液貯留槽２に供給する水酸化ナトリウム水溶液の注入量を調節する。
【００６８】
撹拌機７の駆動により塩化ナトリウムおよび水酸化ナトリウムの各濃度が均一化されてＮａ濃度が設定濃度以上になり、ｐＨが設定ｐＨ以上になっている放射性廃液１６が、放射性廃液貯留槽２から吸着剤が充填された吸着塔４に供給される。放射性廃液１６に含まれる放射性物質が、吸着塔４内の吸着剤に吸着されて除去される。
【００６９】
本実施例は実施例３で生じる各効果を得ることができる。
【００７０】
炭酸ナトリウム水溶液または炭酸水素ナトリウム水溶液のように放射性廃液１６のｐＨを変えることができるアルカリ金属水溶液をアルカリ金属タンク３４に充填してもよい。この場合においても、制御装置１１および２１のそれぞれによる前述の制御により、放射性廃液貯留槽２内の放射性廃液１６のＮａ濃度を設定濃度以上にし、その放射性廃液１６のｐＨを設定ｐＨにすることができる。
【実施例５】
【００７１】
本発明の好適な他の実施例である実施例５の放射性廃液処理装置を、図７を用いて説明する。
【００７２】
本実施例の放射性廃液処理装置１Ｄは、実施例１の放射性廃液処理装置１において放射性廃液貯留槽２として２つの放射性廃液貯留槽２Ａおよび２Ｂを設け、放射性廃液貯留槽２Ａおよび２Ｂのそれぞれを混合装置３７に接続し、アルカリ金属供給装置３を混合装置３７に接続し、さらに、吸着塔４を混合装置３７接続した構成を有する。混合装置３７は、混合槽２２および混合槽２２内に配置した撹拌機７を有する。アルカリ金属濃度測定器６Ａが設置された放射性廃液貯留槽２Ａが、廃液供給管２３Ａによって混合槽２２に接続される。ポンプ２４Ａおよび弁２５Ａが廃液供給管２３Ａに設けられる。アルカリ金属濃度測定器６Ｂが設置された放射性廃液貯留槽２Ｂが、廃液供給管２３Ｂによって混合槽２２に接続される。ポンプ２４Ｂおよび弁２５Ｂが廃液供給管２３Ｂに設けられる。アルカリ金属供給装置３のアルカリ金属供給配管８が混合槽２２に接続され、吸着塔４に接続された廃液供給管１２が混合槽２２に接続される。撹拌機７が、混合槽２２内に配置され、混合槽２２に回転可能に取り付けられる。アルカリ金属濃度測定器６Ａおよび６Ｂは制御装置１１Ｂに接続される。放射性廃液処理装置１Ｃの他の構成は放射性廃液処理装置１と同じである。
【００７３】
原子力プラントで発生する放射性廃液１６Ａは廃液タンク２６Ａに貯蔵される。この廃液タンク２６Ａは、弁２８Ａが設けられた放射性廃液供給管５Ａによって放射性廃液貯留槽２Ａに接続される。また、原子力プラントの他の位置で発生する放射性廃液１６Ｂは廃液タンク２６Ｂに貯蔵される。廃液タンク２６Ｂは、弁２８Ｂが設けられた放射性廃液供給管５Ｂによって放射性廃液貯留槽２Ｂに接続される。廃液タンク２６Ａに供給される放射性廃液１６Ａと廃液タンク２６Ｂに供給される放射性廃液１６Ｂは原子力プラントにおいて発生場所が違っているため、放射性廃液１６Ａおよび放射性廃液１６ＢのそれぞれのＮａ濃度が異なっている。例えば、放射性廃液１６ＡのＮａ濃度が放射性廃液１６ＢのＮａ濃度よりも高くなっていると、想定する。放射性廃液１６Ａおよび放射性廃液１６Ｂのそれぞれは、放射性物質（例えば、Ｓｒ−９０）および共存イオンであるＣａおよびＭｇのイオンを含んでいる。
【００７４】
放射性廃液処理装置１Ｄを用いた放射性廃液処理方法について説明する。弁２８Ａを開くことにより、廃液タンク２６Ａ内の放射性廃液１６Ａが、放射性廃液供給管５Ａを通して放射性廃液貯留槽２Ａに供給される。アルカリ金属濃度測定器６Ａは、放射性廃液貯留槽２Ａに供給された放射性廃液１６ＡのＮａ濃度を測定する。アルカリ金属濃度測定器６Ａで測定された放射性廃液１６ＡのＮａ濃度が制御装置１１Ｂに入力される。また、弁２８Ｂを開くことにより、廃液タンク２６Ｂ内の放射性廃液１６Ｂが、放射性廃液供給管５Ｂを通して放射性廃液貯留槽２Ｂに供給される。アルカリ金属濃度測定器６Ｂは、放射性廃液貯留槽２Ｂに供給された放射性廃液１６ＢのＮａ濃度を測定する。アルカリ金属濃度測定器６Ｂで測定された放射性廃液１６ＢのＮａ濃度が制御装置１１Ｂに入力される。
【００７５】
制御装置１１Ｂは、測定された放射性廃液１６ＡのＮａ濃度および測定された放射性廃液１６ＢのＮａ濃度に基づいて、混合槽２２内で放射性廃液１６Ａと放射性廃液１６Ｂの混合により生成される放射性廃液１６ＣのＮａ濃度が設定濃度になるように、放射性廃液１６Ａと放射性廃液１６Ｂの混合比を決定する。制御装置１１Ｂは、決定された混合比に基づいてポンプ２４Ａおよび２４Ｂのそれぞれの回転速度を制御する。この結果、放射性廃液貯留槽２Ａ内の放射性廃液１６Ａが、その混合比で定められた流量で、廃液供給管２３Ａを通して混合槽２２内に供給され、放射性廃液貯留槽２Ｂ内の放射性廃液１６Ｂが、その混合比で定められた流量で、廃液供給管２３Ｂを通して混合槽２２内に供給される。このとき、弁２５Ａおよび２５Ｂは開いている。前述したように、放射性廃液１６ＡのＮａ濃度が放射性廃液１６ＢのＮａ濃度よりも高いので、放射性廃液１６Ａの混合槽２２への供給量は、放射性廃液１６Ｂのその供給量よりも多くなる。撹拌機７が駆動されて混合槽２２内に供給された放射性廃液１６Ａおよび放射性廃液１６Ｂが混合されてＮａ濃度が均一化され、Ｎａが設定濃度になっている放射性廃液１６Ｃが生成される。
【００７６】
制御装置１１Ｂによるポンプ２４Ａおよび２４Ｂのそれぞれの回転速度の制御の代わりに、弁２５Ａ及び２５Ｂのそれぞれの開度を制御しても、混合槽２２への放射性廃液１６Ａおよび放射性廃液１６Ｂの供給量を調節することができる。ポンプ２４Ａおよび開度が制御される弁２５Ａは、放射性廃液１６Ａの混合槽２２への供給量を調節する第１供給量調節装置である。また、ポンプ２４Ｂおよび開度が制御される弁２５Ｂは、放射性廃液１６Ｂの混合槽２２への供給量を調節する第２供給量調節装置である。
【００７７】
ポンプ１３が駆動され、混合槽２２内の、Ｎａ濃度が設定濃度になっている放射性廃液１６Ｃが吸着塔４に供給される。この放射性廃液１６Ｃに含まれる放射性物質は、吸着塔４内の吸着剤であるチタンケイ酸塩化合物に吸着されて除去される。放射性廃液１６ＣのＮａ濃度が設定濃度になっているため、放射性廃液１６Ｃに含まれる共存イオンであるＣａおよびＭｇの各イオンの、吸着剤への吸着が抑制される。放射性物質が除去されて吸着塔４から排出された廃液は、廃液排出管１５を通って廃液貯蔵タンク（図示せず）に導かれ、この廃液貯蔵タンクに保管される。
【００７８】
制御装置１１Ｂが、Ｎａ濃度が設定濃度である放射性廃液１６Ｃを生成できる放射性廃液１６Ａと放射性廃液１６Ｂの混合比を決定できると判定したとき、制御装置１１Ｂは、弁１０を開いてポンプ９を駆動させる制御を実施しない。このため、アルカリ金属供給装置３のアルカリ金属タンク３４に充填されているアルカリ金属水溶液、例えば、水酸化ナトリウム水溶液がアルカリ金属供給配管８を通して混合槽２２に供給されない。
【００７９】
もし、制御装置１１Ｂが、Ｎａ濃度が設定濃度である放射性廃液１６Ｃを生成できる放射性廃液１６Ａと放射性廃液１６Ｂの混合比を決定できないと判定したときには、制御装置１１Ｂは、放射性廃液１６Ａと放射性廃液１６Ｂの混合によって放射性廃液１６ＣのＮａ濃度が設定濃度未満で最大となる、放射性廃液１６Ａと放射性廃液１６Ｂの混合比を求める。この場合、制御装置１１Ｂは、求めた混合比に基づいてポンプ２４Ａおよび２４Ｂのそれぞれの回転速度を制御し、さらに、弁１０を開いてポンプ９を駆動する。
【００８０】
このような制御装置１１Ｂの制御によって、放射性廃液貯留槽２Ａ内の放射性廃液１６Ａが、求められた混合比で定められた流量で、廃液供給管２３Ａを通して混合槽２２内に供給され、放射性廃液貯留槽２Ｂ内の放射性廃液１６Ｂが、その求められた混合比で定められた流量で、廃液供給管２３Ｂを通して混合槽２２内に供給される。混合槽２２内で、撹拌機７で撹拌されて混合されて生成された放射性廃液１６ＣのＮａ濃度は設定濃度未満であるが、ポンプ９の駆動によりルカリ金属タンク３４内の水酸化ナトリウム水溶液が混合槽２２に供給されるため、混合槽２２内の放射性廃液１６ＣのＮａ濃度が上昇する。制御装置１１Ｂは、ポンプ９の回転速度を制御し、水酸化ナトリウム水溶液の混合槽２２内への注入量を放射性廃液１６ＣのＮａ濃度が設定濃度になるように調節する。この結果、Ｎａ濃度が設定濃度になった放射性廃液１６Ｃが、混合槽２２から吸着塔に供給される。
【００８１】
アルカリ金属濃度測定器６を、図８に示すように、混合槽２２内に設置し、アルカリ金属濃度測定器６で測定された、混合槽２２内の放射性廃液１６ＣのＮａ濃度を制御装置１１Ｂに入力してもよい。この場合には、制御装置１１Ｂは、入力したＮａ濃度に基づいてフィードバック制御を実施し、放射性廃液１６ＣのＮａ濃度を設定濃度に調節する。
【００８２】
本実施例は実施例１で生じる各効果を得ることができる。本実施例によれば、原子力プラントで発生したＮａ濃度の異なる放射性廃液を混合してＮａ濃度が設定濃度の放射性廃液を生成できるので、実施例１のように、アルカリ金属を放射性廃液に注入しなくても吸着剤への共存イオンの吸着を抑制することができ、放射性廃液に含まれる放射性物質の吸着剤への吸着量を増加させることができる。また、Ｎａ濃度の異なる放射性廃液を混合して生成される放射性廃液のＮａ濃度が設定濃度に達しない場合であっても、混合により生成された放射性廃液へのアルカリ金属の注入量を低減することができる。
【００８３】
混合される放射性廃液はＮａ濃度が異なる少なくとも２種類の放射性廃液があればよく、Ｎａ濃度が異なる３種類以上の放射性廃液を混合してもよい。
【００８４】
混合装置として、混合槽２２および混合槽２２内に配置した撹拌機７を有する混合装置３７以外に、インラインミキサー、および撹拌用のポンプを備えた混合槽のいずれかを用いてもよい。
【実施例６】
【００８５】
本発明の好適な他の実施例である実施例６の放射性廃液処理装置を、図８を用いて説明する。
【００８６】
本実施例の放射性廃液処理装置１Ｅは、実施例５の放射性廃液処理装置１Ｄに、アルカリ金属濃度測定器６、ｐＨ計１７、アルカリ注入装置１８および制御装置２１Ａを追加した構成を有する。アルカリ金属濃度測定器６は制御装置１１Ｂに接続される。アルカリ金属濃度測定器６およびｐＨ計１７は制御装置２１Ａに接続される。アルカリ注入装置１８は、前述したように、アルカリタンク３５、およびアルカリタンク３５の底部に接続されて弁２０が設けられたアルカリ供給配管１９を有する。アルカリ供給配管１９は、混合槽２２に接続される。放射性廃液処理装置１Ｅの他の構成は放射性廃液処理装置１Ｄと同じである。
【００８７】
制御装置１１Ｂは、実施例５と同様に、測定された放射性廃液１６ＡのＮａ濃度および測定された放射性廃液１６ＢのＮａ濃度に基づいて放射性廃液１６Ａと放射性廃液１６Ｂの混合比を決定する。制御装置１１Ｂは、この混合比に基づいてポンプ２４Ａおよび２４Ｂのそれぞれの回転速度を制御し、混合槽２２への放射性廃液１６Ａの供給流量および混合槽２２への放射性廃液１６Ｂの供給流量を調節する。放射性廃液１６Ａおよび放射性廃液１６Ｂの混合により混合槽２２内で生成された放射性廃液１６ＣのＮａ濃度がアルカリ金属濃度測定器６によって測定される。制御装置１１Ｂは、アルカリ金属濃度測定器６で測定されたＮａ濃度を上記の混合比の決定にフィードバックし、放射性廃液１６ＣのＮａ濃度を設定濃度に調節する。
【００８８】
アルカリ金属濃度測定器６で測定された放射性廃液１６ＣのＮａ濃度およびｐＨ計１７で測定された放射性廃液１６ＣのｐＨが制御装置２１Ａに入力される。制御装置２１Ａによって、入力したＮａ濃度が設定濃度であって、入力したｐＨが設定ｐＨ未満であると判定されたとき、制御装置２１Ａは、弁２０を開いて弁２０の開度を調節する。この結果、アルカリタンク３５内の水酸化ナトリウム水溶液が、混合槽２２に注入される。水酸化ナトリウム水溶液の混合槽２２への注入は、混合槽２２内の放射性廃液１６ＣのｐＨが設定ｐＨになるまで継続される。
【００８９】
本実施例は実施例５で生じる各効果を得ることができる。さらに、本実施例は、アルカリタンク３５から混合槽２２へのアルカリ物質水溶液（例えば、水酸化ナトリウム水溶液）の注入を行っているので、実施例３と同様に、吸着塔４内に充填された吸着剤の吸着サイトの水素による占有率をより低減することができる。このため、放射性廃液１６Ｃに含まれる放射性物質の吸着塔４内の吸着剤への吸着量を増加させることができる。
【実施例７】
【００９０】
本発明の好適な他の実施例である実施例７の放射性廃液処理装置を、図９を用いて説明する。
【００９１】
本実施例の放射性廃液処理装置１Ｆは、実施例２の放射性廃液処理装置１Ａにおいて制御装置１１Ａを制御装置１１Ｃに替え、さらに、共存イオン濃度測定器３８、放射線検出器２９および３０を追加した構成を有する。共存イオン濃度測定器３８は、アルカリ金属濃度測定器６およびｐＨ計１７が配置される放射性廃液貯留槽２内に配置される。放射線検出器２９が放射性廃液供給管５に設置され、放射線検出器３０が廃液排出管１５に設置される。放射線検出器２９および３０は制御装置１１Ｃに接続される。制御装置１１Ｃには、アルカリ金属濃度測定器６、ｐＨ計１７および共存イオン濃度測定器３８が接続される。共存イオン濃度測定器３８として、イオン電極、クロマトグラフィ、および指示薬による呈色を利用した分析のいずれかが用いられる。放射性廃液処理装置１Ｆの他の構成は放射性廃液処理装置１Ａと同じである。放射線検出器３０は、吸着塔４から排出される廃液の放射線を検出することができればよく、廃液排出管１５に設置せずに、廃液排出管１５がタンクに接続されるのであればそのタンクに設置してもよい。
【００９２】
廃液タンク（図示せず）に貯蔵された、原子力プラントにおいて発生した放射性廃液１６は、放射性物質（例えば、Ｓｒ−９０）および共存イオンであるＣａおよびＭｇのイオンを含んでいる。放射線検出器２９および３０は、Ｓｒ−９０から放出されるベータ線を検出できる放射線検出器である。その廃液タンクから放射性廃液供給管５を通して放射性廃液貯留槽２に供給される放射性廃液１６の放射線量を放射線検出器２９で測定する。放射線検出器３０は、吸着塔４から廃液排出管１５に排出された廃液の放射線量を測定する。放射線検出器２９および３０のそれぞれで測定された各放射線量は、制御装置１１Ｃに入力される。
【００９３】
放射性廃液貯留槽２に供給された放射性廃液１６のＮａ濃度がアルカリ金属濃度測定器６で測定され、この放射性廃液１６の共存イオンの濃度が共存イオン濃度測定器３８で測定される。測定された放射性廃液１６のＮａ濃度、および測定された放射性廃液１６の共存イオン濃度が、制御装置１１Ｃに入力される。ｐＨ計１７で測定された、放射性廃液１６のｐＨが、制御装置１１Ｃに入力される。
【００９４】
放射性廃液１６の共存イオン濃度が高い場合には、共存イオンが吸着剤の吸着サイトを占有する恐れがあるので、各共存イオンの濃度に応じて放射性廃液貯留槽２内の放射性廃液１６へのＮａ注入量を調整することが好ましい。
【００９５】
放射性廃液１６の共存イオンの濃度に基づいてＮａ注入量を調節する場合には、制御装置１１Ｃで、Ｎａの濃度を求めてＮａ注入量を求める。例えば、共存イオンであるＣａの濃度およびｐＨより算出した水素濃度に基づいてＮａの設定濃度ＣNa,fを算出する式（３）を以下に示す。
【００９６】
ＣNa,f＝Ａ（２×ＣCaＫdCa＋ＣHＫdH）        …（３）
ただし、ＣＣａはＣａ濃度（ｍｏｌ／ｋｇ）、ＫｄＣａはＣａの分配係数、およびＡは係数である。
【００９７】
放射性廃液１６の放射線量に基づいてＮａ注入量を調節する場合には、制御装置１１Ｃで、Ｎａ注入量を求める。例えば、Ｎａ注入量ＶNa（ｋｇ）は、式（４）で求めることができる。
【００９８】
ＶNa×Ｃ＝（ＣNa,f−ＣNa−Ｂ×ΔＣRI）×ＶWA            …（４）
ただし、ΔＣRIは放射線量（Ｂｑ／ｋｇ）の差分、およびＢは係数である。放射線量（Ｂｑ／ｋｇ）の差分ΔＣRIは、放射線検出器２９で測定された放射線量と放射線検出器３０で測定された放射線量の差である。
【００９９】
一方、放射性廃液１６に含まれるＮａ濃度が放射性物質の濃度に対して過剰に高い場合は、Ｎａイオン自体が放射性物質の吸着を妨害する可能性がある。このため、Ｎａの設定濃度は、放射性物質の濃度、または放射性物質と同じ元素で非放射性物質を含む場合は放射性物質と非放射性物質を合わせた元素濃度に対するＮａ濃度の比率で設定することもできる。例えば、除去対象の放射性物質をＳｒ−９０とし、放射性廃液１６に非放射性のＳｒが含まれる場合に、Ｎａの設定濃度ＣNa,f2を算出する式（５）を以下に示す。
【０１００】
ＣNa,f2＝Ｄ×ＣSr×ＫSr/Na                            …（５）
ただし、ＣSrは放射性廃液１６中のＳｒ元素濃度（ｍｏｌ／ｋｇ）、ＫｄSr/NaはＮａイオンに対するＳｒイオンの選択係数、およびＤは吸着剤中のＮａ濃度とＳｒ濃度の比から設定される係数で、値が小さいほど吸着剤へのＳｒの吸着割合が大きくなる。
【０１０１】
制御装置１１Ｃは、弁１０を開いて、式（３）、式（４）、および式（５）によって求められたＮａ注入量ＶNaになるようにポンプ９の回転速度を制御し、アルカリ金属供給配管８を通してアルカリ金属タンク３４から放射性廃液貯留槽２内の放射性廃液１６に注入する水酸化ナトリウム水溶液の量を調節する。
【０１０２】
アルカリ金属タンク３４から所定量の水酸化ナトリウム水溶液が注入された放射性廃液貯留槽２内の放射性廃液１６は、撹拌機７により撹拌されて水酸化ナトリウムの濃度およびｐＨが均一化される。駆動されているポンプ１３によって、水酸化ナトリウムの濃度、およびｐＨが均一化された、放射性廃液貯留槽２内の放射性廃液１６が吸着塔４に供給される。吸着塔４に供給される放射性廃液１６のｐＨは所定のｐＨまで増加しており、その放射性廃液１６のＮａ濃度も設定濃度以上になっている。
【０１０３】
本実施例は実施例２で生じる各効果を得ることができる。本実施例は、放射性廃液１６のＮａ濃度及びｐＨだけでなく放射性廃液１６の放射線量および共存イオンの濃度を反映して水酸化ナトリウムの注入量を制御しているため、実施例２に比べて水酸化ナトリウム水溶液の注入量、すなわち、アルカリ金属（ナトリウム）の注入量を最小化することができる。
【０１０４】
放射線検出器２９および３０は、シンチレータ及び半導体放射線検出器のどちらを用いてもよい。
【０１０５】
本実施例の放射性廃液処理装置１Ｆに、実施例３に用いられるアルカリ注入装置１８および制御装置２１を付加してもよい。制御装置２１はｐＨ計１７に接続される。アルカリ注入装置１８は、前述したように、アルカリタンク３５、およびアルカリタンク３５の底部に接続されて弁２０が設けられたアルカリ供給配管１９を有する。制御装置２１は、実施例３と同様に、弁２０の開度を制御し、アルカリタンク３５内のアルカリ物質の水溶液の放射性廃液貯留槽２への注入量を調節する。
【０１０６】
本実施例の放射性廃液処理装置１Ｆにおいて放射性廃液貯留槽２内に配置されるｐＨ計１７および共存イオン濃度測定器３８を削除してもよい。このような実施例は、換言すれば、実施例１の放射性廃液処理装置１において、放射線検出器２９を放射性廃液供給管５に設置し、放射線検出器３０を廃液排出管１５に設置した実施例である。ｐＨ計１７および共存イオン濃度測定器３８のそれぞれからｐＨおよび共存イオンの濃度を入力しない制御装置１１Ｃは、予め設定されたＮａの設定濃度ＣNa,f、Ｎａ濃度ＣNaおよび放射線量の差分ΔＣRIを式（４）に代入して得られるＮａ注入量ＶNaを求める。制御装置１１Ｃは、このＮａ注入量ＶNaに基づいてポンプ９の回転速度を制御し、アルカリ金属タンク３４から放射性廃液貯留槽２へのアルカリ金属水溶液の注入量を調節する。
【０１０７】
本実施例の放射性廃液処理装置１Ｆにおいて、放射性廃液貯留槽２内に配置される共存イオン濃度測定器３８を削除し、アルカリ注入装置１８を付加してもよい。このような実施例は、換言すれば、実施例３の放射性廃液処理装置１Ｂにおいて、放射線検出器２９を放射性廃液供給管５に設置し、放射線検出器３０を廃液排出管１５に設置した実施例である。共存イオン濃度測定器３８から共存イオンの濃度を入力しない制御装置１１Ｃは、ＣCaＫdCaの項を０にした式（３）によりＮａの設定濃度ＣNa,fを求める。制御装置１１Ｃは、求められた設定濃度ＣNa,fを式（４）に代入してＮａ注入量ＶNaを求める。制御装置２１が、実施例３と同様に、ｐＨ計１７から入力したｐＨに基づいて弁２０の開度を制御する。この結果、水酸化ナトリウム水溶液がアルカリタンク３５から放射性廃液貯留槽２内の放射性廃液１６に注入される。制御装置１１Ｃは、実施例３の制御装置１１Ａと同様に、ｐＨ計１７で測定されたｐＨが設定ｐＨ未満であるとき、弁１０を開けずポンプ９を駆動しない。
【０１０８】
ｐＨ計１７で測定されたｐＨが設定ｐＨであって、アルカリ金属濃度測定器６で測定された放射性廃液１６のＮａ濃度がＮａの設定濃度未満であるとき、制御装置１１Ａは、弁１０を開いてポンプ９を駆動する。このとき、制御装置１１Ｃは、式（４）で求められたＮａ注入量ＶNaになるように、ポンプ９の回転速度を制御し、アルカリ金属タンク３４内のアルカリ金属水溶液を放射性廃液貯留槽２に注入する。
【０１０９】
本実施例の放射性廃液処理装置１Ｆは、放射性廃液貯留槽２内に配置される共存イオン濃度測定器３８を削除し、アルカリ注入装置１８を追加して放射性廃液処理装置１Ｃのような構成を備えてもよい。このような実施例では、アルカリ金属濃度測定器６で測定された放射性廃液１６のＮａ濃度のみを入力する制御装置１１Ｃは、放射性廃液貯留槽２内に配置されるｐＨ計１７および共存イオン濃度測定器３８を削除した前述の放射性廃液処理装置１Ｆと同様に、予め設定されたＮａの設定濃度ＣNa,fを用いて式（４）で得られたＮａ注入量ＶNaに基づいてアルカリ金属水溶液の放射性廃液貯留槽２への注入を実施する。制御装置２１によるアルカリ水溶液のアルカリタンク３５から放射性廃液貯留槽２への注入も実施される。
【実施例８】
【０１１０】
本発明の好適な他の実施例である実施例８の放射性廃液処理装置を、図１０を用いて説明する。
【０１１１】
本実施例の放射性廃液処理装置１Ｇは、実施例１の放射性廃液処理装置１で実施するアルカリ金属の注入を、吸着剤と共にアルカリ金属源を充填した吸着塔を有する。放射性廃液処理装置１Ｇの吸着塔４Ａは、内部に、吸着剤３１、およびアルカリ金属源であるＮａ源３２を充填している。放射性廃液供給管５が、例えば、吸着塔４Ａの頂部に接続され、廃液排出管１５が吸着塔４Ａの底部に接続される。吸着剤３１として、例えば、チタンケイ酸塩化合物を用いる。Ｎａ源３２として、例えば、ゼオライト、クレイおよびイオン交換樹脂のいずれか一つのイオン交換体が用いられる。本実施例では、Ｎａ源３２としてイオン交換樹脂（Ｒ）を用い、共存イオンによる吸着剤の吸着サイトの占有を防ぐ場合について説明する。
【０１１２】
吸着塔４Ａに充填するＮａ源３２であるイオン交換樹脂は、対イオンを予めＮａに交換されている（Ｒ−Ｎａ）。Ｎａ源３２は、吸着剤３１と混合されて吸着塔４Ａに充填される。
【０１１３】
放射性廃液処理装置１Ｇを用いた放射性廃液処理方法について説明する。原子力プラントにおいて発生して廃液タンク（図示せず）に貯蔵されている、放射性物質（例えば、Ｓｒ−９０）および共存イオンであるＣａおよびＭｇのイオンを含む放射性廃液１６が、放射性廃液供給管５を通して吸着塔４Ａに供給される。吸着塔４Ａ内で、Ｎａ源３２であるイオン交換樹脂が、放射性廃液１６に含まれる共存イオンとＮａをイオン交換することにより共存イオンを吸着してＮａを放射性廃液１６に放出する。イオン交換樹脂がＮａを放出することによって放射性廃液１６のＮａ濃度が増加する。Ｎａ濃度が高められた放射性廃液１６に含まれる放射性物質が吸着剤３１に吸着される。なお、イオン交換樹脂、例えば、イミノジ酢酸型キレート樹脂に対するＳｒ−９０の吸着選択性は、共存イオンであるＣａおよびＭｇよりも低い。さらに、放射性廃液１６におけるＳｒ−９０の濃度は、共存イオンであるＣａおよびＭｇの濃度よりも低い。このため、Ｎａ源３２であるイオン交換樹脂には共存イオンが優先的に吸着されやすく、放射性物質（例えば、Ｓｒ−９０）はイオン交換樹脂にほとんど吸着されない。
【０１１４】
本実施例では、Ｎａ源３２から放射性廃液１６にＮａが放出されて放射性廃液１６のＮａ濃度が増加するため、実施例１と同様に、吸着塔４内の吸着剤３１への共存イオンの吸着を抑制することができ、放射性物質の吸着剤３１への吸着量が増加する。このため、吸着剤３１の寿命を延ばすことができ、吸着塔４から廃液排出管１５に排出され廃液に含まれる放射性物質の量が著しく低減される。また、吸着剤３１の吸着性能が低下した吸着塔４を、吸着性能が高い新しい吸着塔４に交換する頻度が減少する。
【０１１５】
本実施例では、吸着塔４Ａ内に充填したアルカリ金属源であるＮａ源３２からＮａを放射性廃液１６に放出して放射性廃液１６のＮａ濃度を高めているので、実施例１の放射性廃液処理装置１に設けられた放射性廃液貯留槽２およびアルカリ金属供給装置３が不要になり、放射性廃液処理装置１Ｇが小型化される。
【０１１６】
なお、吸着塔４Ａに充填する吸着剤３１とＮａ源３２の混合比を吸着塔４Ａの軸方向で変えてもよい。すなわち、放射性廃液１６のＮａ濃度とＮａの設定濃度との差が大きい吸着塔４Ａの、放射性廃液供給管５に接続される放射性廃液１６の入口側では吸着剤３１に比べてＮａ源３２の比率を高め、吸着塔４Ａの、廃液排出管１５に接続される廃液の出口側では吸着剤３１に比べてＮａ源３２の比率を低くする。これにより、Ｎａ源３２から放射性廃液１６への余分なＮａの注入を抑えることができる。
【０１１７】
放射性物質としてＣｓ−１３７が含まれる放射性廃液１６からの放射性物質の吸着剤を用いた吸着除去に対しても、前述の実施例１ないし７のいずれかを適用することができる。放射性廃液１６からＣｓ−１３７を除去する場合には、吸着剤としてゼオライト（例えば、チャバサイトおよびモルデナイト等）を用いる。Ｓｒ−９０およびＣｓ１３７を含んでいる放射性物質を処理する場合には、吸着剤としてＳｒおよびＣｓの両者を吸着できるＣＳＴが用いられる。
【符号の説明】
【０１１８】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ…放射性廃液処理装置、２，２Ａ，２Ｂ…放射性廃液貯留槽、３…アルカリ金属供給装置、４，４Ａ…吸着塔、５…放射性廃液供給管、６…アルカリ金属濃度測定器、９，１３，２４Ａ，２４Ｂ…ポンプ、１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，２１…制御装置、１５…廃液排出管、１７…ｐＨ計、１８…アルカリ注入装置、２２…混合槽、２９，３０…放射線検出器、３１…吸着剤、３２…Ｎａ源、３４…アルカリ金属タンク、３５…アルカリタンク、３７…混合装置、３８…共存イオン濃度測定器。
【図１】
2018031715.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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