(57)【要約】【課題】拡散透析膜の酸透過性能の低下を抑制することができ、酸回収性能の向上を図ることができる溶離液処理装置およびこれを用いた放射性イオン交換樹脂処理システムを提供する。【解決手段】受入室１２と回収室１３とが拡散透析膜１４を介して区画された回収器１５と、受入室１２に放射性核種が溶離した第一の酸水溶液を通水する第一のライン２５と、回収室１３に第一の酸水溶液よりも水素イオン指数ｐＨが高い第二の酸水溶液を通水する第二のライン２６とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受入室と回収室とが拡散透析膜を介して区画された回収器と、
前記受入室に放射性核種が溶離した第一の酸水溶液を通水する第一のラインと、
前記回収室に前記第一の酸水溶液よりも水素イオン指数ｐＨが高い第二の酸水溶液を通水する第二のラインと、
を備える溶離液処理装置。
【請求項２】
前記第二のラインには、前記回収室よりも上流側に、純水を供給する純水供給部と酸を供給する酸供給部とが設けられている請求項１に記載の溶離液処理装置。
【請求項３】
前記酸供給部は連続的に酸を供給する請求項２に記載の溶離液処理装置。
【請求項４】
前記酸供給部は断続的に酸を供給する請求項２に記載の溶離液処理装置。
【請求項５】
前記第二のラインの前記回収室よりも下流側の酸水溶液の状態を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて前記酸供給部を制御する制御部と、
を備える請求項２から４のいずれか一項に記載の溶離液処理装置。
【請求項６】
前記酸供給部は、前記第二のラインの前記回収室よりも下流側の酸水溶液を前記第二のラインの前記回収室よりも上流側に供給する請求項２から５のいずれか一項に記載の溶離液処理装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の溶離液処理装置と、
前記第二のラインの前記回収室よりも下流側に酸を供給する下流側酸供給部と、
前記第二のラインの前記下流側酸供給部よりも下流側から導入される酸水溶液によって放射性イオン交換樹脂から放射性核種を溶離するとともに放射性核種が溶離した酸水溶液を前記第一のラインの前記受入室よりも上流側に導入する溶離器と、
を備える放射性イオン交換樹脂処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶離液処理装置およびこれを用いた放射性イオン交換樹脂処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば原子力発電所等の原子力関連施設において、放射性核種を放射性イオン交換樹脂を用いて回収することが行われている。そして、使用済みの放射性イオン交換樹脂を廃棄する場合には、酸水溶液を用いて放射性核種を溶離処理した後に焼却して廃棄するようになっている。このような溶離処理に使用された溶離液としての酸水溶液は、放射性核種を含んでいることから、例えば濃縮され固化されて保管されることになる。その際に、溶離液としての酸水溶液から拡散透析膜を有する回収器によって酸を透析回収することが行われている。酸を選択的に透析回収する回収器は、受入室と回収室とが拡散透析膜を介して区画された構造となっており、溶離処理後の酸水溶液が受入室に通水される一方、回収室には純水が通水される。これにより、受入室側の酸水溶液から酸が拡散透析膜を透過し回収室で純水に混ざって回収酸水溶液となる。この回収酸水溶液が放射性核種の溶離処理に再び使用される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−４９１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
拡散透析膜は、放射性核種を含む酸水溶液から酸を選択的に透析回収することができるものである。しかしながら、放射性核種の透過を完全に阻止できるものではなく、放射性核種の一部が回収室側に透過してしまうことがある。溶離液中の放射性核種が、例えば鉄、コバルト、ニッケル等のカチオン系の金属イオンである場合等に、放射性核種の一部が回収室側に透過すると、回収室側の水素イオン指数ｐＨが高いときに水酸化物として析出してしまう。つまり、上記のように回収室には純水が導入されるため、水素イオン指数が高く、よって、このような水酸化物が拡散透析膜の回収室側の表面に析出してしまうことがある。このように水酸化物が析出すると拡散透析膜は細孔が閉塞されて拡散透析の性能つまり酸透過性能が低下し、その結果、回収器の酸回収性能が低下してしまう。特に、溶離液中に含まれる金属イオン濃度が高い場合には、回収室側への水酸化物の析出量が多くなり、酸透過性能の低下が顕著になることが懸念される。
【０００５】
本発明は、拡散透析膜の酸透過性能の低下を抑制することができ、酸回収性能の向上を図ることができる溶離液処理装置およびこれを用いた放射性イオン交換樹脂処理システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の溶離液処理装置は、受入室と回収室とが拡散透析膜を介して区画された回収器と、前記受入室に放射性核種が溶離した第一の酸水溶液を通水する第一のラインと、前記回収室に前記第一の酸水溶液よりも水素イオン指数ｐＨが高い第二の酸水溶液を通水する第二のラインと、を備える。
【０００７】
これにより、第二のラインが酸水溶液を回収室に通水することになるため、回収室に純水を通水する場合と比べて回収室側の水素イオン指数を低くすることができる。よって、例え放射性核種の一部が受入室から拡散透析膜を透過して回収室側に至ったとしても水酸化物として析出してしまうことを抑制することができる。したがって、拡散透析膜の拡散透析の性能つまり酸透過性能の低下を抑制することができ、酸回収性能の向上を図ることができる。
【０００８】
上記において、前記第二のラインには、前記回収室よりも上流側に、純水を供給する純水供給部と酸を供給する酸供給部とが設けられていても良い。これにより、純水と酸とを別々に供給することができるため、供給状態の調整自由度が高くなる。
【０００９】
また、上記において、前記酸供給部は連続的に酸を供給しても良い。これにより、酸供給部を簡素にできる。
【００１０】
また、上記において、前記酸供給部は断続的に酸を供給しても良い。これにより、酸供給部による第二のラインへの酸の供給量を抑制することが可能となる。
【００１１】
また、上記において、前記第二のラインの前記回収室よりも下流側の酸水溶液の状態を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて前記酸供給部を制御する制御部と、を備えていても良い。これにより、例えば拡散透析膜の酸透過状態等に応じて酸の供給量を制御できることになり、酸供給部による第二のラインへの酸の供給をより効率的に行うことができる。
【００１２】
また、上記において、前記酸供給部は、前記第二のラインの前記回収室よりも下流側の酸水溶液を前記第二のラインの前記回収室よりも上流側に供給するようにしても良い。これにより、回収室から送出される酸水溶液を純水に混ぜて第二の酸水溶液を生成するため、酸供給部用に専用の酸を準備しなくても回収室側の水素イオン指数を低くすることができる。よって、酸の使用量を低減できることになるため、資材コストの削減が図れるとともに、専用タンクへの酸供給作業が省略可能となって運転管理コストの削減が可能となる。
【００１３】
また、本発明の放射性イオン交換樹脂処理システムは、前記溶離液処理装置と、前記第二のラインの前記回収室よりも下流側に酸を供給する下流側酸供給部と、前記第二のラインの前記下流側酸供給部よりも下流側から導入される酸水溶液によって放射性イオン交換樹脂から放射性核種を溶離するとともに放射性核種が溶離した酸水溶液を前記第一のラインの前記受入室よりも上流側に導入する溶離器と、を備える。
【００１４】
これにより、溶離液処理装置において第二のラインが酸水溶液を回収室に通水することになるため、回収室に純水を通水する場合と比べて回収室側の水素イオン指数を低くすることができる。よって、例え放射性核種の一部が受入室から拡散透析膜を透過して回収室側に至ったとしても水酸化物として析出してしまうことを抑制することができる。したがって、溶離液処理装置の拡散透析膜の拡散透析の性能つまり酸透過性能の低下を抑制することができ、酸回収性能の向上を図ることができる。その結果、放射性イオン交換樹脂の処理効率の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、拡散透析膜の酸透過性能の低下を抑制することができ、酸回収性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る第１実施形態の溶離液処理装置を概略的に示す構成図である。
【図２】本発明に係る第２実施形態の溶離液処理装置およびこれを用いた放射性イオン交換樹脂処理システムを概略的に示す構成図である。
【図３】本発明に係る第３実施形態の溶離液処理装置を概略的に示す構成図である。
【図４】本発明に係る第４実施形態の溶離液処理装置およびこれを用いた放射性イオン交換樹脂処理システムを概略的に示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
「第１実施形態」
本発明に係る第１実施形態の溶離液処理装置を図１を参照して以下に説明する。
【００１８】
第１実施形態の溶離液処理装置１１は、受入室１２と回収室１３とが拡散透析膜１４を介して区画された回収器１５を有している。この溶離液処理装置１１は、酸水溶液を回収器１５の受入室１２に導入する受入室導入ライン２１と、酸水溶液を回収器１５の回収室１３に導入する回収室導入ライン２２とを備えている。また、溶離液処理装置１１は、受入室１２から酸水溶液を送出する受入室送出ライン２３と、回収室１３から酸水溶液を送出する回収室送出ライン２４と、を備えている。受入室導入ライン２１と受入室送出ライン２３とが受入室１２に酸水溶液（第一の酸水溶液）を通水する受入室通水ライン２５（第一のライン）を構成している。また、回収室導入ライン２２と回収室送出ライン２４とが回収室１３に酸水溶液（第二の酸水溶液）を通水する回収室通水ライン２６（第二のライン）を構成している。
【００１９】
図１においては、図示の簡略化のために一つの受入室１２と一つの回収室１３とを拡散透析膜１４で区画して示しているが、回収器１５には一つの受入室と一つの回収室とを拡散透析膜で区画した構造部が多数設けられている。そして、受入室導入ライン２１は分流して多数の受入室に連通し、回収室導入ライン２２も分流して多数の回収室に連通している。また、多数の受入室が合流して受入室送出ライン２３に連通し、多数の回収室が合流して回収室送出ライン２４に連通している。
【００２０】
受入室導入ライン２１は、放射性核種が溶離した溶離液である酸水溶液を受入室１２に導入し、よって、受入室通水ライン２５は、放射性核種が溶離した酸水溶液を受入室１２に通水する。受入室導入ライン２１から受入室１２に導入される酸水溶液は、具体的には硫酸である。また、これに含まれる溶離した放射性核種（放射性物質）は、具体的には鉄、コバルト、ニッケル等のカチオン系の金属イオンである。ここで、酸水溶液としては、塩酸や硝酸を用いることも可能である。
【００２１】
拡散透析膜１４は、受入室１２の酸水溶液から酸を選択的に回収室１３側に透析するものである。拡散透析膜１４は、具体的には、硫酸である酸水溶液から硫酸イオンと水素イオンとを回収室１３側に透過させる。
【００２２】
拡散透析膜１４の具体的材質は、スチレン、クロロメチルスチレン、ビニルピリジン、ジビニルベンゼンを組み合わせた共重合体からなっている。受入室送出ライン２３は、拡散透析膜１４で酸が回収室１３側に回収された後の放射性核種を含む酸水溶液を送出する。
【００２３】
回収室導入ライン２２は、受入室導入ライン２１が受入室１２に導入する酸水溶液よりも水素イオン指数ｐＨが高い酸水溶液を回収室１３に導入し、よって、回収室通水ライン２６は、受入室通水ライン２５が受入室１２に通水する酸水溶液よりも水素イオン指数ｐＨが高い酸水溶液を回収室１３に通水する。回収室導入ライン２２が回収室１３に導入する酸水溶液は、酸水溶液である故、水素イオン指数ｐＨが純水よりも低く、具体的には水素イオン指数ｐＨが４〜５程度に設定されている。
【００２４】
回収室通水ライン２６の回収室１３よりも上流側を構成する回収室導入ライン２２には、純水を供給する純水供給部３１と酸を供給する酸供給部３２とが設けられている。つまり、回収室導入ライン２２は、純水供給部３１に接続され、その純水供給部３１よりも下流側（回収室１３側）に酸供給部３２が接続されている。この酸供給部３２は、図示は略すが酸を貯留するタンクとその供給流量を調整する調整部とを有している。酸供給部３２は、受入室１２に通水される酸水溶液と同種の酸を供給するものであり、具体的には硫酸を供給する。回収室導入ライン２２では純水の流れの中に酸が導入されることになり、これらが混合された酸水溶液が回収室１３に導入される。回収室１３では、回収室導入ライン２２から導入された酸水溶液に、受入室１２の酸水溶液から拡散透析膜１４を透過した酸が混入する。回収室通水ライン２６の回収室１３よりも下流側を構成する回収室送出ライン２４は、回収室１３で受入室１２からの酸を回収した回収液である酸水溶液を送出する。
【００２５】
第１実施形態の溶離液処理装置１１においては、例えば使用済み放射性イオン交換樹脂から溶離処理された放射性核種を含む溶離液としての酸水溶液が、受入室通水ライン２５によって受入室１２に通水される。つまり、受入室導入ライン２１から受入室１２に導入され、受入室１２を通過して受入室送出ライン２３に送出される。他方で、純水供給部３１から供給される純水に酸供給部３２から供給される酸を混合した酸水溶液が、回収室通水ライン２６によって回収室１３に通水される。つまり、回収室導入ライン２２から回収室１３に導入され、回収室１３を通過して回収室送出ライン２４に送出される。具体的には、受入室通水ライン２５で受入室１２に放射性核種を含む酸水溶液が一定流量で通水され、これとほぼ同じ一定流量で回収室通水ライン２６で回収室１３に酸水溶液が通水される。このとき、純水供給部３１は純水を一定流量で供給し、酸供給部３２が酸を回収室導入ライン２２に一定流量で供給する。
【００２６】
受入室導入ライン２１から受入室１２に導入された放射性核種を含む酸水溶液は、その酸が、受入室１２を通過する間に拡散透析膜１４を透過して回収室１３に至ることになり、回収室導入ライン２２から回収室１３に導入された酸水溶液に混入して回収される。よって、受入室送出ライン２３からは、受入室導入ライン２１から受入室１２に導入される酸水溶液よりも水素イオン指数ｐＨが高くなった酸水溶液が送出される。また、回収室送出ライン２４からは、回収室導入ライン２２から回収室１３に導入される酸水溶液よりも水素イオン指数ｐＨが低くなった酸水溶液が送出される。ここで、回収室送出ライン２４から送出される酸水溶液は、受入室導入ライン２１で受入室１２に導入される酸水溶液よりも水素イオン指数ｐＨは高い。
【００２７】
以上に述べた第１実施形態の溶離液処理装置１１によれば、回収室通水ライン２６が純水ではなく、酸水溶液を回収室１３に通水することになるため、回収室１３に純水を通水する場合と比べて回収室１３側の特に回収室導入ライン２２に近い側の水素イオン指数ｐＨを低くすることができる。よって、例え放射性核種の一部が受入室１２から拡散透析膜１４を透過して回収室１３側に至ったとしても金属水酸化物として析出して細孔を閉塞してしまうことを抑制することができる。したがって、拡散透析膜１４の拡散透析の性能つまり酸透過性能の低下を抑制することができ、酸回収性能の向上を図ることができて、酸回収性能を安定させることができる。その結果、高効率な酸の回収が可能となり、酸回収時間の短縮、装置稼働コストの低減が図れる。また、拡散透析膜１４の劣化をも抑制できるため、拡散透析膜１４の交換頻度が減少することになって、膜交換にかかる資材費、人件費および作業負荷の低減が可能となる。
【００２８】
ここで、拡散透析膜１４による酸回収の効率は、受入室１２側と回収室１３側との濃度差の影響を受けることになるが、受入室導入ライン２１から受入室１２に導入される酸水溶液の酸濃度が数十重量％であるのに対し、回収室導入ライン２２から回収室１３に導入される酸水溶液の水素イオン指数ｐＨを４〜５程度とするために純水に加える酸の量は僅かであるため（濃度として１０−２重量％のオーダー）、拡散透析膜１４による酸回収の効率に与える影響は非常に小さい。
【００２９】
回収室通水ライン２６の回収室１３よりも上流側の回収室導入ライン２２には、純水を供給する純水供給部３１と酸を供給する酸供給部３２とが設けられている。これにより、純水と酸とを別々に回収室導入ライン２２に供給することができるため、供給状態の調整自由度が高くなる。また、既存の設備が、純水を供給する純水供給部３１が設けられた回収室導入ライン２２を備えている場合に、酸供給部３２の追加が容易となり、設備改修コストを低減できる。
【００３０】
受入室通水ライン２５が受入室１２に放射性核種を含む酸水溶液を通水する間、上記したように、純水供給部３１が回収室導入ライン２２に連続的に純水を供給し、その間、酸供給部３２が回収室導入ライン２２に連続的に酸を供給する。これにより、酸供給部３２を簡素にできる。その際に、上記したように、受入室通水ライン２５が受入室１２に放射性核種を含む酸水溶液を一定流量で通水する場合には、純水供給部３１が回収室導入ライン２２に純水を一定流量で供給し、酸供給部３２から酸を回収室導入ライン２２に一定流量で供給するのが好ましい。つまり、回収室通水ライン２６によって回収室１３に酸水溶液を一定流量で通水するのが好ましい。これにより、回収室導入ライン２２から回収室１３に一定濃度の酸水溶液を一定流量で導入することができる。
【００３１】
あるいは、受入室通水ライン２５で受入室１２に放射性核種を含む酸水溶液を通水する間、純水供給部３１が回収室導入ライン２２に連続的に純水を供給し、酸供給部３２が回収室導入ライン２２に予め設定された時間間隔で断続的に、言い換えればパルス状に酸を供給するように酸供給部３２を制御することも可能である。これにより、酸供給部３２による回収室導入ライン２２への酸の供給量を抑制することが可能となる。その際に、回収室通水ライン２６によって回収室１３に液体を一定流量で通水するように、酸供給部３２からの酸の供給流量が増えるとその分純水供給部３１からの純水の流量を減らし、酸の供給流量が減るとその分純水の流量を増やすように、酸供給部３２および純水供給部３１を連動制御しても良い。
【００３２】
「第２実施形態」
本発明に係る第２実施形態の溶離液処理装置およびこれを用いた放射性イオン交換樹脂処理システムを図２を参照して第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付して説明する。
【００３３】
第２実施形態の溶離液処理装置１１Ａは、いずれも第１実施形態と同様の、回収器１５と、受入室導入ライン２１および受入室送出ライン２３からなる受入室通水ライン２５と、回収室導入ライン２２および回収室送出ライン２４からなる回収室通水ライン２６と、純水供給部３１と、酸供給部３２とを有している。
【００３４】
放射性イオン交換樹脂処理システム４１は、溶離液処理装置１１Ａと、使用済みの放射性イオン交換樹脂を貯留する廃樹脂タンク４２と、廃樹脂タンク４２から放射性イオン交換樹脂を送出する廃樹脂送出ライン４３と、廃樹脂送出ライン４３から放射性イオン交換樹脂を受け入れて放射性核種の溶離処理を行う溶離器４４と、溶離器４４から溶離処理後の放射性イオン交換樹脂を送出する溶離処理済樹脂送出ライン４５とを有している。溶離処理済樹脂送出ライン４５は、溶離処理後の放射性イオン交換樹脂を焼却する焼却炉４６に接続されている。
【００３５】
そして、第２実施形態の溶離液処理装置１１Ａの受入室導入ライン２１および回収室送出ライン２４が溶離器４４に接続されている。回収室通水ライン２６の回収室１３よりも下流側部分を構成する回収室送出ライン２４の途中には、回収室送出ライン２４に酸を供給する酸供給部５１（下流側酸供給部）が接続されている。酸供給部５１は、図示は略すが酸を貯留するタンクとその供給流量を調整する調整部とを有している。回収室送出ライン２４には、この酸供給部５１の接続位置よりも下流側に酸混合器５２が接続されている。
【００３６】
回収室送出ライン２４には、酸供給部５１の接続位置よりも上流側に電気伝導度計５３（検出部）が設けられており、酸混合器５２の下流側にも電気伝導度計５４が設けられている。酸供給部５１は、回収室導入ライン２２に導入される酸水溶液と同種の酸を供給するものであり、具体的には硫酸を供給する。回収室送出ライン２４では回収室１３から送出される酸水溶液の中に酸供給部５１からの酸が導入されることになり、これらが酸混合器５２で混合された状態の酸水溶液が溶離器４４に導入される。
【００３７】
酸供給部５１は、電気伝導度計５３，５４によって検出される酸水溶液の電気伝導度（酸の濃度に相当）に基づいて、酸供給部５１の酸の供給量を制御するもので、下流側の電気伝導度計５４で一定の電気伝導度、具体的には２規定（２Ｎ）の硫酸の電気伝導度が検出されるように酸供給部５１の酸の供給量を制御する。
【００３８】
そして、このように所定の酸濃度とされた酸水溶液が回収室送出ライン２４の酸混合器５２よりも下流側に接続された溶離器４４に導入されると、溶離器４４では、廃樹脂タンク４２から廃樹脂送出ライン４３を介して導入された使用済み放射性イオン交換樹脂からこの酸水溶液によって放射性核種を溶離する溶離処理が行われる。これにより、放射性イオン交換樹脂の放射性核種が酸水溶液に移行することになり、このような溶離処理後の放射性イオン交換樹脂が溶離処理済樹脂送出ライン４５で焼却炉４６に送られて焼却される。
【００３９】
溶離器４４では、放射性核種が溶離した酸水溶液を受入室通水ライン２５の受入室１２よりも上流側の受入室導入ライン２１に導入することになり、この酸水溶液が受入室導入ライン２１を介して溶離液処理装置１１Ａの受入室１２に導入され、受入室１２を通過して受入室送出ライン２３から送出される。他方で、純水供給部３１から供給される純水に酸供給部３２から供給される酸を混合した酸水溶液が回収室導入ライン２２から回収室１３に導入され、回収室１３を通過して回収室送出ライン２４から送出される。受入室導入ライン２１から受入室１２に導入された放射性核種を含む酸水溶液は、その酸が、受入室１２を通過する間に拡散透析膜１４を透過して回収室１３に至ることになり、回収室導入ライン２２から回収室１３に導入された酸水溶液に混入して回収される。よって、受入室送出ライン２３には、受入室導入ライン２１から受入室１２に導入される酸水溶液よりも水素イオン指数ｐＨが高くなった酸水溶液が送出される。また、回収室送出ライン２４には、回収室導入ライン２２から回収室１３に導入される酸水溶液よりも水素イオン指数ｐＨが低くなった酸水溶液が送出される。具体的に、回収室送出ライン２４に送出される酸水溶液は、２規定よりも濃度の低い硫酸の酸水溶液となる。
【００４０】
受入室送出ライン２３には、酸水溶液を中和させる中和タンク６１が接続されており、中和タンク６１は中和水溶液ライン６２を介して濃縮器６３に接続されている。受入室送出ライン２３で送出された酸水溶液は中和タンク６１で中和されて中性水溶液となり、その後、中和水溶液ライン６２を介して濃縮器６３に導入されて加熱濃縮される。濃縮器６３での濃縮時に発生する水蒸気は液化されてサンプタンク６４に貯留され、低放射性水として別途処理される。また、濃縮器６３で濃縮された放射性核種を含む中性水溶液が、濃縮廃液ライン６６を介して濃縮廃液タンク６７に貯留され、適宜のタイミングで固化ライン６８を介して固化装置６９に送られ、固化装置６９においてセメント等で固化されて保管される。
【００４１】
第２実施形態の溶離液処理装置１１Ａは、回収室通水ライン２６の回収室１３よりも下流側の回収室送出ライン２４の酸供給部５１よりも上流側に設けられた電気伝導度計５３（検出部）の検出結果に基づいて回収室導入ライン２２に酸を供給する酸供給部３２を制御する制御部７１を有している。電気伝導度計５３は、回収室送出ライン２４で送出され酸供給部５１で酸が供給される前の酸水溶液の状態値である電気伝導度を検出する。電気伝導度計５３が検出する電気伝導度は、回収器１５における拡散透析膜１４の酸透過状態を示しており、この酸透過状態が悪化し酸の回収率が低下すると、電気伝導度計５３で検出する酸水溶液の電気伝導度（酸の濃度に相当）が下がる。また、拡散透析膜１４の酸透過状態が良好となり酸の回収率が向上すると、電気伝導度計５３で検出する酸水溶液の電気伝導度が上がる。制御部７１は、この電気伝導度計５３の検出結果、言い換えれば拡散透析膜１４の酸透過状態の検出結果に基づいて酸供給部３２を制御する。制御部７１は、上記した電気伝導度計５３，５４の電気伝導度に基づく酸供給部５１の制御も行う。
【００４２】
例えば、受入室通水ライン２５が受入室１２に放射性核種を含む酸水溶液を一定流量で通水し、回収室通水ライン２６が純水供給部３１によって回収室１３に純水を一定流量で通水している状態で、制御部７１は、拡散透析膜１４の酸透過状態が良好な状態では酸供給部３２から酸を供給せず、拡散透析膜１４の酸透過状態が低下した状態では酸供給部３２から酸を供給する制御を行う。すなわち、拡散透析膜１４の酸透過状態に応じて酸供給部３２からの酸の供給を断続的に行う制御を行う。
【００４３】
具体的には、拡散透析膜１４に水酸化物が析出して酸透過状態が悪化したと判断できる所定の第１基準値を予め実験的に求めておく。そして、制御部７１が、運転開始から電気伝導度計５３で検出される電気伝導度が第１基準値を上回っている状態では、酸供給部３２から回収室通水ライン２６に酸を供給しない状態として、回収室通水ライン２６が純水を回収室１３に通水する状態とする。そして、この電気伝導度が第１基準値以下になると、酸供給部３２から回収室通水ライン２６に酸を予め設定された流量で供給する。これにより、回収室通水ライン２６が酸水溶液を回収室１３に通水することになり、拡散透析膜１４に析出した金属水酸化物を削減することになる。そして、電気伝導度計５３で検出される電気伝導度が第１基準値よりも高く拡散透析膜１４の酸透過状態が十分に回復したと判断できる第２基準値以上になると、制御部７１は、酸供給部３２から回収室通水ライン２６への酸の供給を停止させる。これにより、回収室通水ライン２６が純水を回収室１３に通水する状態に戻る。
【００４４】
以上とは別の制御として、制御部７１は、運転開始から電気伝導度計５３で検出される電気伝導度が第１基準値を上回る状態であっても、純水供給部３１から一定流量で純水を供給するとともに酸供給部３２から回収室通水ライン２６に酸を上記よりも少ない流量で供給しておき、電気伝導度が第１基準値以下になると、酸供給部３２から回収室通水ライン２６に供給する酸の流量を増加させ、電気伝導度が第２基準値以上になると酸の流量を戻すようにしても良い。つまり、酸供給部３２から回収室通水ライン２６に酸を連続的に供給しつつ拡散透析膜１４の酸透過状態が良好な状態では酸の供給量を減らし、拡散透析膜１４の酸透過状態が低下した状態では酸の供給量を増やす制御を行っても良い。
【００４５】
以上の両制御において、回収室通水ライン２６が回収室１３に一定流量で液体を通水するように、酸供給部３２から酸の供給流量が増えるとその分純水供給部３１からの純水の流量を減らしたり、酸の流量が減るとその分純水の流量を増やしたりするように純水供給部３１を制御しても良い。
【００４６】
以上に述べた第２実施形態の溶離液処理装置１１Ａによれば、電気伝導度計５３により回収室通水ライン２６の回収室１３よりも下流側の回収室送出ライン２４の酸水溶液の状態つまり拡散透析膜１４の酸透過状態を検出し、制御部７１が、その結果に基づいて酸供給部３２による酸の供給状態を制御するため、酸供給部３２による回収室導入ライン２２への酸の供給をより効率的に行うことができる。
【００４７】
また、溶離液処理装置１１Ａを用いた放射性イオン交換樹脂処理システム４１によれば、溶離液処理装置１１Ａにおいて回収室通水ライン２６が酸水溶液を回収室１３に通水することになるため、回収室１３に純水を通水する場合と比べて回収室１３の特に回収室導入ライン２２に近い側の水素イオン指数ｐＨを低くすることができる。よって、例え放射性核種の一部が受入室１２から拡散透析膜を透過して回収室１３側に至ったとしても水酸化物として析出してしまうことを抑制することができる。したがって、溶離液処理装置１１Ａの拡散透析膜１４の拡散透析の性能つまり酸透過性能の低下を抑制することができ、酸回収性能つまり酸回収率の向上を図ることができる。よって、酸供給部５１から新たに添加する酸の量を低減でき、システム全体での酸の消費量を低減することができる。その結果、放射性イオン交換樹脂の処理効率の向上を図ることができ、処理コストを低減できる。
【００４８】
加えて、酸供給部５１の制御用の電気伝導度計５３および制御部７１を、酸供給部３２の制御用に用いることができるため、この点でもコストを低減できる。
【００４９】
なお、放射性イオン交換樹脂処理システム４１に、制御部７１を含む溶離液処理装置１１Ａにかえて、第１実施形態の溶離液処理装置１１を設けても良い。その場合に、第１実施形態の溶離液処理装置１１と同様の運転が可能である。
【００５０】
「第３実施形態」
本発明に係る第３実施形態の溶離液処理装置を図３を参照して第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付して説明する。
【００５１】
第３実施形態の溶離液処理装置１１Ｂは、いずれも第１実施形態と同様の、回収器１５と、受入室導入ライン２１および受入室送出ライン２３からなる受入室通水ライン２５と、回収室導入ライン２２および回収室送出ライン２４からなる回収室通水ライン２６と、純水供給部３１とを有している一方、第１実施形態の酸供給部３２が設けられていない。そして、第３実施形態の溶離液処理装置１１Ｂには、回収室通水ライン２６の回収室１３よりも下流側の回収室送出ライン２４と、回収室通水ライン２６の回収室１３よりも上流側の回収室導入ライン２２とを結ぶ連結ライン８１（酸供給部）が設けられている。溶離液処理装置１１Ｂは、この連結ライン８１を介して回収室送出ライン２４の酸水溶液を回収室導入ライン２２に供給するようになっている。つまり、連結ライン８１が、回収室導入ライン２２の純水供給部３１からの純水の流れの中に回収室送出ライン２４の酸水溶液を酸として導入することになり、これらが混合された酸水溶液が回収室１３に通水される。
【００５２】
第３実施形態の溶離液処理装置１１Ｂにおいても、第１実施形態と同様、放射性核種を含む溶離液としての酸水溶液が、受入室通水ライン２５によって受入室１２に通水され、他方で、純水供給部３１から供給された純水に、連結ライン８１を介して回収室送出ライン２４から供給された酸水溶液を混合した酸水溶液が回収室通水ライン２６によって回収室１３に通水される。具体的には、受入室通水ライン２５によって受入室１２に放射性核種を含む酸水溶液が一定流量で通水され、これとほぼ同じ一定流量で回収室通水ライン２６によって酸水溶液が回収室１３に通水される。このとき、純水供給部３１は純水を一定流量で供給し、連結ライン８１は、回収室送出ライン２４からの酸水溶液を回収室導入ライン２２に一定流量で供給する。
【００５３】
受入室導入ライン２１から受入室１２に導入された放射性核種を含む酸水溶液は、その酸が、受入室１２を通過する間に拡散透析膜１４を透過して回収室１３に至ることになり、回収室導入ライン２２から回収室１３に導入された酸水溶液に混入して回収される。よって、受入室送出ライン２３には、受入室導入ライン２１から受入室１２に導入される酸水溶液よりも水素イオン指数ｐＨが高くなった酸水溶液が送出される。また、回収室送出ライン２４には、回収室導入ライン２２から回収室１３に導入される酸水溶液よりも水素イオン指数ｐＨが低くなった酸水溶液が送出される。この酸水溶液の一部が連結ライン８１を介して回収室導入ライン２２に導入される。
【００５４】
以上に述べた第３実施形態の溶離液処理装置１１Ｂによれば、回収室１３から送出される酸水溶液を純水に混ぜて、回収室通水ライン２６で回収室１３に通水する酸水溶液を生成するため、純水への添加用に専用の酸を準備しなくても回収室１３の水素イオン指数ｐＨを低くすることができる。よって、酸の使用量を低減できることになるため、資材コストの削減が図れるとともに、専用タンクへの酸供給作業が省略可能となって運転管理コストの削減が可能となる。
【００５５】
受入室通水ライン２５によって受入室１２に放射性核種を含む酸水溶液を通水する間、上記したように、純水供給部３１が回収室導入ライン２２に連続的に純水を供給し、その間、連結ライン８１が回収室導入ライン２２に連続的に酸水溶液を供給する。これにより、簡素な連結ライン８１を設ければ良いことになる。その際に、上記したように、受入室通水ライン２５によって受入室１２に放射性核種を含む酸水溶液を一定流量で通水する場合には、純水供給部３１が回収室導入ライン２２に純水を一定流量で供給し、連結ライン８１から酸水溶液を回収室導入ライン２２に一定流量で供給するのが好ましい。
【００５６】
ここで、連結ライン８１に開閉バルブを設けて、受入室通水ライン２５によって受入室１２に放射性核種を含む酸水溶液を通水する間、純水供給部３１が回収室導入ライン２２に連続的に純水を供給する一方、連結ライン８１が回収室導入ライン２２に予め設定された時間間隔で断続的に酸を供給するようにしても良い。その際に、回収室導入ライン２２から回収室１３に一定流量で液体を導入するように、連結ライン８１から酸水溶液が供給されるとその分純水供給部３１からの純水の流量を減らし、酸水溶液が供給されなくなるとその分純水の流量を増やすように純水供給部３１をバルブと連動して制御しても良い。
【００５７】
「第４実施形態」
本発明に係る第４実施形態の溶離液処理装置およびこれを用いた放射性イオン交換樹脂処理システムを図４を参照して第１〜第３実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１〜第３実施形態と同様の部分には同一の符号を付して説明する。
【００５８】
第４実施形態の溶離液処理装置１１Ｃは、いずれも第３実施形態と同様の、回収器１５と、受入室導入ライン２１および受入室送出ライン２３からなる受入室通水ライン２５と、回収室導入ライン２２および回収室送出ライン２４からなる回収室通水ライン２６と、純水供給部３１と、連結ライン８１とを有しており、加えて、連結ライン８１に、回収室送出ライン２４から回収室導入ライン２２への酸水溶液の供給流量を調整する調整部８２が設けられている。連結ライン８１および調整部８２が、回収室送出ライン２４から回収室導入ライン２２へ酸水溶液を供給する酸供給部８３を構成している。
【００５９】
放射性イオン交換樹脂処理システム４１Ｃは、第２実施形態の放射性イオン交換樹脂処理システム４１に対し、溶離液処理装置１１Ａに変えて、上記した溶離液処理装置１１Ｃを設けたものとなっている。溶離液処理装置１１Ｃは、回収室送出ライン２４の酸供給部５１よりも上流側に設けられた電気伝導度計５３の検出結果に基づいて酸供給部８３の調整部８２を制御する制御部７１Ｃを有している。制御部７１Ｃは、上記した電気伝導度計５３，５４の電気伝導度に基づく酸供給部５１の制御も行う。
【００６０】
例えば、制御部７１Ｃは、受入室通水ライン２５によって受入室１２に放射性核種を含む酸水溶液を一定流量で通水し、回収室通水ライン２６によって回収室１３に純水を一定流量で通水している状態で、電気伝導度計５３で検出される電気伝導度に応じた流量で酸供給部８３を介して回収室導入ライン２２に酸水溶液を供給するようにして、回収室導入ライン２２から回収室１３に一定濃度の酸水溶液を供給するようにする。つまり、電気伝導度計５３で検出される電気伝導度が低く酸濃度が低ければ、酸供給部８３に流す酸水溶液の流量を多くし、電気伝導度計５３で検出される電気伝導度が高く酸濃度が高ければ、酸供給部８３に流す酸水溶液の流量を少なくするようにして、回収室導入ライン２２で純水に混入された後に一定濃度の酸水溶液となるように制御する。
【００６１】
また、別の制御として、制御部７１Ｃは、拡散透析膜１４の酸透過状態が良好な状態では酸供給部８３による回収室送出ライン２４から回収室導入ライン２２への酸水溶液の供給を行わず、拡散透析膜１４の酸透過状態が低下した状態では酸供給部８３による回収室送出ライン２４から回収室導入ライン２２への酸水溶液の供給を行う制御、つまり、拡散透析膜１４の酸透過状態に応じて酸供給部８３から回収室導入ライン２２への酸水溶液の供給を断続的に行う制御を行っても良い。
【００６２】
具体的に、制御部７１Ｃは、運転開始から電気伝導度計５３で検出される電気伝導度が第１基準値を上回っている状態では、酸供給部８３の調整部８２を閉じて連結ライン８１から回収室導入ライン２２に酸水溶液を供給しない状態として、回収室通水ライン２６が純水を回収室１３に通水する状態とする。そして、この電気伝導度が第１基準値以下になると、酸供給部８３の調整部８２を開いて連結ライン８１から回収室導入ライン２２に、回収室送出ライン２４の酸水溶液を供給する。これにより、回収室通水ライン２６が酸水溶液を回収室１３に通水することになり、拡散透析膜１４に析出した金属水酸化物を削減することができる。そして、電気伝導度計５３で検出される電気伝導度が第１基準値よりも高い第２基準値以上になると、制御部７１Ｃは、酸供給部８３の調整部８２を閉じて連結ライン８１から回収室導入ライン２２への酸水溶液の供給を停止させる。これにより、回収室通水ライン２６が純水を回収室１３に通水する状態に戻る。
【００６３】
さらに、別の制御として、制御部７１Ｃは、運転開始から電気伝導度計５３で検出される電気伝導度が第１基準値を上回る状態であっても、純水供給部３１から一定流量で純水を供給するとともに酸供給部８３の調整部８２を開いて連結ライン８１から回収室導入ライン２２に酸水溶液を上記よりも少ない流量で供給しておき、電気伝導度が第１基準値以下になると、酸供給部８３の調整部８２の開度を大きくして連結ライン８１から回収室導入ライン２２に供給する酸水溶液の流量を増加させ、電気伝導度が第２基準値以上になると酸水溶液の流量を戻すようにしても良い。つまり、酸供給部８３から回収室導入ライン２２に酸水溶液を連続的に供給しつつ拡散透析膜１４の酸透過状態が良好な状態では回収室導入ライン２２への酸水溶液の供給量を減らし、拡散透析膜１４の酸透過状態が低下した状態では回収室導入ライン２２への酸水溶液の供給量を増やす制御を行っても良い。
【００６４】
以上の各制御において、回収室通水ライン２６が回収室１３に一定流量で液体を通水するように、酸供給部８３からの酸水溶液の供給流量が増えるとその分純水供給部３１からの純水の流量を減らし、酸水溶液の流量が減るとその分純水の流量を増やすように酸供給部８３と純水供給部３１とを連動制御しても良い。
【００６５】
以上に述べた放射性イオン交換樹脂処理システム４１Ｃによれば、溶離液処理装置１１Ｃが、回収室１３から送出される酸水溶液を純水に混ぜて回収室導入ライン２２から回収室１３に導入する酸水溶液を生成するため、純水への添加用に専用の酸を準備しなくても良くなる。よって、システム全体としての酸の使用量を低減できることになる。
【００６６】
また、電気伝導度計５３により回収室通水ライン２６の回収室１３よりも下流側を構成する回収室送出ライン２４の酸水溶液の状態を検出し、制御部７１Ｃが、その結果に基づいて酸供給部８３による酸水溶液の供給状態を制御するため、酸供給部８３による回収室導入ライン２２への酸水溶液の供給をより効率的に行うことができる。
【００６７】
なお、放射性イオン交換樹脂処理システム４１Ｃに、制御部７１Ｃを含む溶離液処理装置１１Ｃにかえて、第３実施形態の溶離液処理装置１１Ｂを設けても良い。その際に、第３実施形態の溶離液処理装置１１Ｂと同様の運転が可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ  溶離液処理装置
１２  受入室
１３  回収室
１４  拡散透析膜
１５  回収器
２５  受入室通水ライン（第一のライン）
２６  回収室通水ライン（第二のライン）
３１  純水供給部
３２，８３  酸供給部
４１，４１Ｃ  放射性イオン交換樹脂処理システム
４４  溶離器
５１  酸供給部（下流側酸供給部）
５３  電気伝導度計（検出部）
８１  連結ライン（酸供給部）
【図１】
2015132554.tif 000003
【図２】
2015132554.tif 000004
【図３】
2015132554.tif 000005
【図４】
2015132554.tif 000006