(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯蔵タンク内に貯蔵されている少なくともセルロース繊維を含んでなる放射性廃棄物を取り出し、加水分解及び酸化分解により少なくとも前記セルロース繊維の一部を分解し、該分解後の残渣を含んでなるスラリーは、再度前記貯蔵タンクヘ移送され、保管されるか、或いは該分解後の残渣を含んでなるスラリーは、受けタンク内に一時保管され、その後、再度前記貯蔵タンクヘ移送され、保管されることを特徴とする放射性廃棄物の再貯蔵方法。
【請求項２】
請求項１に記載の放射性廃棄物の再貯蔵方法において、
前記放射性廃棄物は、イオン交換樹脂及びセルロース繊維を含んでいることを特徴とする放射性廃棄物の再貯蔵方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の放射性廃棄物の再貯蔵方法において、
前記放射性廃棄物は、前記貯蔵タンク内で撹拌混合されてスラリー状態で取り出されることを特徴とする放射性廃棄物の再貯蔵方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射性廃棄物の再貯蔵方法において、
前記加水分解に酵素を用いると共に、前記酸化分解にオゾン或いは過酸化水素を用いることを特徴とする放射性廃棄物の再貯蔵方法。
【請求項５】
少なくともセルロース繊維を含む放射性廃棄物が貯蔵された貯蔵タンクと、該貯蔵タンクから前記放射性廃棄物を抜き出す抜出装置と、該抜出装置で抜き出された前記放射性廃棄物を収納すると共に、該放射性廃棄物に含まれるセルロース繊維の少なくとも一部を分解する分解処理タンクと、該分解処理タンクに酵素を供給する酵素供給装置と、前記分解処理タンクヘオゾンを供給するオゾン供給装置又は前記分解処理タンクヘ過酸化水素を供給する過酸化水素供給装置と、前記分解処理タンク内に残った分解処理後のスラリーを貯蔵タンクヘ移送する第１の移送装置とを備え、
前記第１の移送装置で移送される前記分解後の残渣を含んでなるスラリーの移送先は、前記貯蔵タンクであるか、
或いは前記第１の移送装置で移送される前記分解後の残渣を含んでなるスラリーを一時保管する受けタンクと、該受けタンクで一時保管された前記分解後の残渣を含んでなるスラリーを前記貯蔵タンクへ移送する第２の移送装置とを備えていることを特徴とする放射性廃棄物の再貯蔵装置。
【請求項６】
請求項５に記載の放射性廃棄物の再貯蔵装置において、
前記放射性廃棄物は、イオン交換樹脂及びセルロース繊維を含んでいることを特徴とする放射性廃棄物の再貯蔵装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の放射性廃棄物の再貯蔵装置において、
前記抜出装置は、前記貯蔵タンク内で前記放射性廃棄物を撹拌混合してスラリー状にすると共に、その撹拌混合したスラリーを抜き出す機能を有することを特徴とする放射性廃棄物の再貯蔵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は放射性廃棄物の再貯蔵方法及びその再貯蔵装置に係り、特に、セルロース繊維を含んでなるフィルタースラッジ（濾過助剤）を含有する放射性廃棄物を再貯蔵するものに好適な放射性廃棄物の再貯蔵方法及びその再貯蔵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントの一次系冷却水の浄化においては、フィルタースラッジと呼ばれるセルロース系の濾過助剤及びイオン交換樹脂が使用されている。使用済のセルロース系の濾過助剤及び使用済のイオン交換樹脂は、放射性廃棄物として貯蔵タンク内にスラリー状態で貯蔵されている。これらの放射性廃棄物は、線量が高いため、貯蔵タンク内に長期間保管される。
【０００３】
しかし、近年の原子力発電プラントの稼動寿命の延長に伴い、貯蔵タンク内に貯蔵された使用済のセルロース系の濾過助剤及び使用済のイオン交換樹脂が多くなり、貯蔵タンクの貯蔵容量が逼迫してきているという問題がある。
【０００４】
このため、貯蔵タンクの貯蔵容量を確保するために、貯蔵タンク内の放射性廃棄物の減容が求められている。特に、使用済のフィルタースラッジは繊維状をしており、単位重量当たりの容積が大きく、貯蔵タンク内おいて大きな容積比を占めており、この使用済のフィルタースラッジの減容が大きな課題になっている。
【０００５】
使用済のフィルタースラッジを処理する方法が、特許文献１及び２に記載されている。特許文献１には、原子力発電プラントにおいて発生した使用済のフィルタースラッジの処理方法が記載されている。この特許文献１に記載されている処理方法では、使用済のフィルタースラッジにセルロース分解酵素を作用させて、フィルタースラッジの少なくとも一部を加水分解により液化させ、その後、それに鉄イオン触媒の存在下で過酸化水素を作用させることにより、有機物を酸化分解させている。
【０００６】
また、特許文献２には、セルロース分解時に、緩衝剤として適量のホウ酸アルカリを添加してｐＨを７付近に保ち、温度１０〜５０℃で分解を促進する処理方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６１−２７０７００号公報
【特許文献２】特公平７−５２２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
原子力発電プラントの原子炉水一次浄化系で使用されたセルロース繊維を含んでなるフィルタースラッジ（濾過助剤：粒状イオン交換樹脂、粉末状イオン交換樹脂、セルロース繊維等）は、放射能濃度が高いため長期間貯蔵タンクに貯蔵され、放射能濃度の減衰を図っている。
【０００９】
しかしながら、原子力発電プラントの運転の継続に伴い、使用済みのフィルタースラッジの貯蔵量が増加し、貯蔵タンクの容量をさらに確保する必要がでてきているが、上記した従来のフィルタースラッジの処理方法では、この点が全く考慮されていない。
【００１０】
このため、使用済みフィルタースラッジの貯蔵タンクの貯蔵容量を向上させる観点から、使用済みフィルタースラッジの貯蔵効率の向上が求められている。また、一方で、長期間貯蔵してきた貯蔵タンクについては、タンクの健全性を維持するために内容物を抜き出して内部を点検、補修したいというニーズもある。
【００１１】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、使用済みフィルタースラッジを含有する放射性廃棄物の貯蔵効率を向上させることができる放射性廃棄物の再貯蔵方法及びその再貯蔵装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の放射性廃棄物の再貯蔵方法は、上記目的を達成するために、貯蔵タンク内に貯蔵されている少なくともセルロース繊維を含んでなる放射性廃棄物を取り出し、加水分解及び酸化分解により少なくとも前記セルロース繊維の一部を分解し、該分解後の残渣を含んでなるスラリーは、再度前記貯蔵タンクヘ移送され、保管されるか、或いは該分解後の残渣を含んでなるスラリーは、受けタンク内に一時保管され、その後、再度前記貯蔵タンクヘ移送され、保管されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の放射性廃棄物の再貯蔵装置は、上記目的を達成するために、少なくともセルロース繊維を含む放射性廃棄物が貯蔵された貯蔵タンクと、該貯蔵タンクから前記放射性廃棄物を抜き出す抜出装置と、該抜出装置で抜き出された前記放射性廃棄物を収納すると共に、該放射性廃棄物に含まれるセルロース繊維の少なくとも一部を分解する分解処理タンクと、該分解処理タンクに酵素を供給する酵素供給装置と、前記分解処理タンクヘオゾンを供給するオゾン供給装置又は前記分解処理タンクヘ過酸化水素を供給する過酸化水素供給装置と、前記分解処理タンク内に残った分解処理後のスラリーを貯蔵タンクヘ移送する第１の移送装置とを備え、前記第１の移送装置で移送される前記分解後の残渣を含んでなるスラリーの移送先は、前記貯蔵タンクであるか、或いは前記第１の移送装置で移送される前記分解後の残渣を含んでなるスラリーを一時保管する受けタンクと、該受けタンクで一時保管された前記分解後の残渣を含んでなるスラリーを前記貯蔵タンクへ移送する第２の移送装置とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、使用済みフィルタースラッジを含有する放射性廃棄物の貯蔵効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の放射性廃棄物の再貯蔵装置に実施例１を示す図である。
【図２】本発明の放射性廃棄物の再貯蔵装置に実施例２を示す図である。
【図３】本発明の放射性廃棄物の再貯蔵装置に実施例３を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
原子力発電プラントの炉水中には、主にＣｏ−６０等の放射性物質がイオン状或いは粒子状（クラッド）で存在する。これらの放射性物質を炉水中から除去するのが、原子炉水一次浄化系である。具体的には、イオン状の放射性物質は、粒状イオン交換樹脂で吸着されて除去され、粒子状の放射性物質の除去は、粉末状イオン交換樹脂或いはセルロース繊維により濾過処理して行われる。現状は、粒子状の放射性物質の除去は、粉末状イオン交換樹脂が主に用いられている。
【００１７】
これらの濾過助剤（粒状及び/又は粉末状イオン交換樹脂、セルロース繊維等）は定期的に交換され、使用済みの濾過助剤は廃棄物としてイオン状及び/又は粒子状の放射性物質と共に貯蔵タンクに貯蔵されている。
【００１８】
原子炉水一次浄化系からの使用済み濾過助剤は、放射能濃度が高いため、遮蔽性の確保の観点から地下に設けられた専用の貯蔵タンクに、放射能濃度を減衰させるため長期間にわたり貯蔵される。
【００１９】
この貯蔵タンクは、地下に設けられていること、長期間の貯蔵のため耐食性を確保するための措置が施されていることなどから、貯蔵タンクを増設するには多大な費用を要する。
【００２０】
しかし、原子力発電プラントの運転の継続に伴い、使用済み濾過助剤の量が増え貯蔵タンクの余裕量が減少している。一方で、長期にわたり濾過助剤を貯蔵してきたので、貯蔵タンク自体についても内部点検のニーズが高くなっている。
【００２１】
濾過助剤は、濾過助剤の種類により沈降密度（貯蔵タンク内沈降時の単位堆積あたりの濾過助剤の乾燥重量）が異なる。沈降密度がより大きいほど、より多く（重量ベースで）の濾過助剤を貯蔵することができる、つまり、沈降密度が小さいと少ない量の濾過助剤しか貯蔵できない。
【００２２】
粒状イオン交換樹脂は沈降容積１ｍ３当たり３５０ｄｒｙ−ｋｇ、粉末状イオン交換樹脂は沈降容積１ｍ３当たり２１０ｒｙ−ｋｇ、セルロース繊維は沈降容積１ｍ３当たり１００ｄｒｙ−ｋｇの沈降密度となっている。
【００２３】
実際問題として、貯蔵タンクの有効容積の半分近くを使用済みのセルロース繊維が占めているのが実態である。つまり、セルロース繊維分を除去できると貯蔵タンクの約１/２が空くこととなる。また、沈降性を２倍にできるだけでも約１/４が空くことになる。
【００２４】
そこで、本発明では、貯蔵タンクの貯蔵効率を向上させる観点からセルロース繊維の分解処理が有効であることに着目した。また、セルロース繊維は、イオン交換樹脂（粒状及び/又は粉末状イオン交換樹脂）に比べて分解しやすいと言う点にも考慮し、セルロース繊維の選択的な分解方式が現実的であると判断した。
【００２５】
イオン交換樹脂の基材はスチレン樹脂で、安定性が高く難分解性である。一方、セルロースは、植物性の繊維で消化されにくいものの、分解酵素で分解されることが知られている。
【００２６】
粒状イオン交換樹脂、粉末状イオン交換樹脂、セルロース繊維の複数の濾過助材は同じ貯蔵タンクに貯蔵されており、取り出すために貯蔵タンク内の沈降物を攪拌すると、これらの濾過助材は混合された状態でスラリーとして取り出される。混合して貯蔵されている状態から、セルロース繊維のみを取り出すことは困難であることから、複数の濾過助材が混合した中からセルロース繊維を分解することとなる。
【００２７】
セルロース繊維の分解には、特殊な条件を必要としない分解酵素を用いて分解することが合理的である。酵素以外では、酸分解或いは超臨界水（高温高圧）等の方法があるが、いずれも、特別な条件を設定する必要がある。
【００２８】
セルロース繊維は、酵素により加水分解されると水溶性の分子量の小さな糖類になる。実際には、セルロース繊維は太さ、長さなど種々の条件のものが共存しているが、沈降密度を小さくしているのは、その中でも細く、細かなものであり、このようなセルロース繊維はより分解されやすいので、全体の７０〜８０％の分解率でも貯蔵効率の観点からは十分効果があり、沈降容積ベースでは、８０〜９０％の容積の低減が期待できる。当然、分解率は高いほうが好ましい。
【００２９】
酵素分解で生じた水溶性の糖類は、オゾンや過酸化水素などの酸化作用により二酸化炭素と水に分解される。分解後には、イオン交換樹脂及び未分解残渣が残る。また、この一連の分解処理の際に、イオン交換樹脂の表面に付着した有機物も分解除去され、フロック状に凝集していたものが分散し、スラリーとしての流動性が改善し取り扱いがし易くなるという利点もある。
【００３０】
この一連のセルロース繊維の分解過程で一時的に有機酸が生成し、処理液のｐＨ値が低下（酸性）する。このため分解処理用の専用タンクを準備し、一連の分解処理は耐食性を確保した専用タンクにて行われる。
【００３１】
長期間スラッジ（使用済み濾過助材）の貯蔵に使用された貯蔵タンクは、長期貯蔵のための耐食性確保はされているが、長期間の経時変化を受けており、当初の貯蔵タンク計画時には予定されていなかったセルロース繊維等の分解処理を、この貯蔵タンク内で行うことは、貯蔵タンクの健全性を維持する上で好ましくない。
【００３２】
ｐＨ調整剤を使用したとしても、貯蔵タンクは大きいために、全体を均一に攪拌することは難しく、セルロース繊維もスラリー状なので貯蔵タンク内で不均一になり易く、局部的にｐＨ値が低下することは避けがたい。
【００３３】
この様に、貯蔵タンク内の濾過助材は、分解処理用のタンクへ取り出され、分解処理用の専用タンクにてセルロース繊維が分解処理される。
【００３４】
また、空になった貯蔵タンクについては、必要に応じて内部点検を行うことにより、必要な処置（タンクライニングの補修等）を行うことができる。この様な点検、処置を行うことにより、更に、次の長期間の貯蔵時の貯蔵タンクの健全性の確保を図ることができる。
【００３５】
セルロース繊維の分解処理後のイオン交換樹脂等を含むスラリーは、再度貯蔵タンクへ移送され、貯蔵保管が継続される。かなりの割合のセルロース繊維が分解されたため、貯蔵タンクの有効保管容積は、約２倍近くに増加する。
【００３６】
以下、図示した実施例に基づいて、本発明の放射性廃棄物の再貯蔵装置を説明する。
【実施例１】
【００３７】
図１に、本発明の放射性廃棄物の再貯蔵装置の実施例１を示す。該図に示す如く、本実施例の放射性廃棄物の再貯蔵装置は、セルロース繊維とイオン交換樹脂を含む放射性廃棄物である使用済み濾過助剤８が貯蔵された貯蔵タンク１と、この貯蔵タンク１から使用済み濾過助剤８を抜き出す濾過助剤抜出装置２と、濾過助剤抜出装置２で抜き出された使用済み濾過助剤８を収納すると共に、使用済み濾過助剤８に含まれるセルロース繊維の少なくとも一部を分解する分解処理タンク３と、この分解処理タンク３に酵素を供給する酵素供給装置４と、分解処理タンク３へオゾンを供給するオゾン供給装置５又は分解処理タンク３へ過酸化水素を供給する過酸化水素供給装置６と、分解処理タンク３内に残った分解処理後のスラリーを、再度貯蔵タンク１へ移送する第１の移送装置である移送装置７とから概略構成されている。
【００３８】
通常、貯蔵タンク１に貯蔵されている使用済み濾過助材８は、長期間にわたり貯蔵保管されてきた。しかし、貯蔵タンク１の点検或いは貯蔵されている使用済み濾過助材８の貯蔵量の増加により、貯蔵タンク１から使用済み濾過助材８を取り出して減容処理或いは貯蔵タンク１の点検を行うことが要求されている。
【００３９】
このような要求に対して、上述のように構成した本実施例の放射性廃棄物の再貯蔵装置では、まず、使用済み濾過助材８を取り出すために、濾過助材抜出装置２を用いて貯蔵タンク１内を攪拌混合してスラリー状とした後に、スラリー状態の使用済み濾過助材８を貯蔵タンク１から分解処理タンク３へ、濾過助材抜出装置２を用いて抜き出す。
【００４０】
尚、本実施例での濾過助材抜出装置２は、貯蔵タンク１内を攪拌混合すると共に、その攪拌混合されたスラリーを抜き出す機能を有している例えば、撹拌移送ポンプである。また、抜き出されたスラリー状の使用済み濾過助材８は、イオン交換樹脂やセルロース繊維などの濾過助材を含有しているものである。
【００４１】
次に、分解処理タンク３には、酵素供給装置である酵素供給ライン４からセルロース繊維を分解する酵素が供給され、使用済み濾過助材８と一緒にゆっくりと攪拌されて混合される。この分解酵素が、セルロース繊維を含む使用済み濾過助材８と混合されることにより、セルロース繊維が徐々に分解されていく。具体的には、セルロース繊維が酵素の加水分解作用により水溶性の糖類に分解され、固形分のセルロース繊維が減少していく。
【００４２】
所定の分解処理が完了した後に、オゾン供給装置５或いは過酸化水素供給装置６より、酸化剤としてオゾン或いは過酸化水素が分解処理タンク３へ供給されて、酸化作用により糖類を水と二酸化炭素に分解する。
【００４３】
この一連の分解処理により、分解処理タンク３には、セルロース繊維の未分解残渣、イオン交換樹脂（粒状、粉末状）、クラッド（金属の腐食性生物）等が分解残渣９として分解処理タンク３内に残る。これらの分解残渣９は、移送装置７（例えば、スラリー移送ポンプ）により再度貯蔵タンク１に移送され、貯蔵保管が継続される。
【００４４】
また、上述した一連の分解処理の作業中に、貯蔵タンク１の内部清掃、内分点検、補修等のメンテナンスを行うことも可能であり、この場合には、分解処理後の分解残渣９は、点検後の貯蔵タンク１へ戻すこととなり、次の貯蔵保管の信頼性を向上させることができる。
【００４５】
このような本実施例の構成とすることにより、使用済みフィルタースラッジを含有する放射性廃棄物の貯蔵効率を向上させることができると共に、空になった貯蔵タンクについては、必要に応じて内部点検を行うことにより、必要な処置（タンクライニングの補修等）を行うことができので、更に、次の長期間の貯蔵時の貯蔵タンクの健全性の確保を図ることができる。
【実施例２】
【００４６】
図２に、本発明の放射性廃棄物の再貯蔵装置の実施例２を示す。該図に示す実施例２は、図１の実施例１と略同一構成であるが、本実施例では、移送装置７で移送される分解後の分解残渣９を含んでなるスラリーを一時保管する受けタンク１２と、この受けタンク１２で一時保管された分解後の分解残渣９を含んでなるスラリーを、再度貯蔵タンク１へ移送する第２の移送装置である移送装置１０を備えているものである。
【００４７】
このように構成された本実施例の放射性廃棄物の再貯蔵装置では、貯蔵タンク１に貯蔵されている使用済み濾過助材８は、濾過助材抜出装置２により攪拌されてスラリーとして、その一部が順次分解処理タンク３に抜き出される。分解処理タンク３では、使用済み濾過助材８に含まれるセルロース繊維を分解する酵素が、酵素供給ライン４より分解処理タンク３へ供給されて攪拌により混合される。この際に、使用済み濾過助材８に含まれるセルロース繊維が、酵素による加水分解により糖類に分解される。
【００４８】
分解処理後、分解処理タンク３には、糖類を酸化作用にて分解する酸化剤が供給される。具体的には、オゾン供給装置５からオゾン或いは過酸化水素供給装置６から過酸化水素が分解処理タンク３へ供給され、糖類が酸化分解される。
【００４９】
この一連の動作で分解処理された分解残渣９は、移送装置７により受けタンク１２へ移送されて一時保管される。この受けタンク１２を用いることにより、分解処理タンク３を小さくすることができる。また、セルロース繊維の分解により生成した糖類を受けタンク１２に酸化剤（オゾン供給装置５からのオゾン或いは過酸化水素供給装置６からの過酸化水素）を供給して分解してもよい。
【００５０】
この様にして、一連の分解処理が完了した分解残渣９は、再度貯蔵タンク１に移送装置１０により移送されて再度貯蔵される。尚、分解残渣９には、イオン交換樹脂、未分解セルロース繊維やクラッドなどが含まれる。
【００５１】
このような本実施例の構成としても、実施例１と同様な効果を得ることができる。
【実施例３】
【００５２】
図３に、本発明の放射性廃棄物の再貯蔵装置の実施例３を示す。該図に示す実施例２は、図１の実施例１と略同一構成であるが、本実施例では、移送装置７で移送される分解後の分解残渣９を含んでなるスラリーを貯蔵し、保管する貯蔵タンク１とは別の貯蔵タンク１１を備えているものである。
【００５３】
このように構成された本実施例の放射性廃棄物の再貯蔵装置では、貯蔵タンク１に貯蔵されている使用済み濾過助材８は、濾過助材抜出装置２により分解処理タンク３に移送される。分解処理タンク３では、酵素供給ライン４からセルロース繊維などを分解する酵素が供給されて、セルロースが加水分解され糖類に変わる。このようにして、酵素による加水分解により生成した糖類は、酸化剤により水と二酸化炭素に分解される。具体的には、オゾン供給装置５からオゾン或いは過酸化水素供給装置６から過酸化水素が分解処理タンク３へ供給され、糖類が酸化分解される。
【００５４】
分解処理後の分解残渣９は、移送装置７により別の貯蔵タンク１１に移送されて貯蔵される。尚、空となった貯蔵タンク１は、内部の清掃、内分の点検、補修などが行われる。
【００５５】
このような本実施例の構成としても、実施例１と同様な効果を得ることができる。
【００５６】
尚、上述した各実施例では、使用済み濾過助材にセルロース繊維とイオン交換樹脂の両方を含む場合について説明したが、セルロース繊維のみ含む使用済み濾過助材でも良いことは勿論である。
【符号の説明】
【００５７】
１、１１…貯蔵タンク、２…濾過助材抜出装置、３…分解処理タンク、４…酸素供給ライン、５…オゾン供給装置、６…過酸化水素供給装置、７、１０…移送装置、８…使用済み濾過助材、９…分解残渣、１２…受けタンク。
【図１】
0005819747.tif 000002
【図２】
0005819747.tif 000003
【図３】
0005819747.tif 000004