(57)【要約】【課題】ウラン、超ウラン元素、放射性核種又はその化合物を含む放射性廃棄物から、ウラン、超ウラン元素又は放射性核種を効果的に分離、回収する放射性廃棄物の処理方法及び処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】ウラン、超ウラン元素、放射性核種又はその化合物を含む放射性廃棄物から有機酸溶液により前記ウラン、超ウラン元素又は放射性核種を溶解分離する溶解分離工程と、前記溶解分離工程により得られたウラン、超ウラン元素又は放射性核種と、酸化剤とを反応させる酸化還元反応における酸化還元電位を検出しつつ、その検出結果に基づいて前記酸化剤の添加量を調整して沈殿物を生成する沈殿物生成工程と、前記沈殿物生成工程により得られた沈殿物を分離する分離工程とを備えることを特徴とする放射性廃棄物の処理方法を使用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウラン、超ウラン元素、放射性核種又はその化合物を含む放射性廃棄物から有機酸溶液により前記ウラン、超ウラン元素又は放射性核種を溶解分離する溶解分離工程と、
前記溶解分離工程により得られたウラン、超ウラン元素又は放射性核種と、酸化剤とを反応させる酸化還元反応における酸化還元電位を検出しつつ、その検出結果に基づいて前記酸化剤の添加量を調整して沈殿物を生成する沈殿物生成工程と、
前記沈殿物生成工程により得られた沈殿物を分離する分離工程と
を備えることを特徴とする放射性廃棄物の処理方法。
【請求項２】
前記放射性廃棄物はフッ化物系ウラン廃棄物であることを特徴とする請求項１記載の放射性廃棄物の処理方法。
【請求項３】
前記沈殿物生成工程における前記酸化還元電位は、４００ｍＶ以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の放射性廃棄物の処理方法。
【請求項４】
前記沈殿物生成工程における前記酸化剤は、過酸化水素又はオゾンであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の放射性廃棄物の処理方法。
【請求項５】
前記分離工程により前記沈殿物と分離された溶液中に残存する有機物を、酸化物の添加により分解する分解工程と、
前記分解工程の終了を、酸化還元電位の変動を検出することにより判定する判定工程と
を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の放射性廃液の処理方法。
【請求項６】
前記分離工程により得られる溶液又は前記分解工程により得られる溶液に、アルカリ土類金属水酸化物を添加してアルカリ土類金属炭酸塩を得るアルカリ土類金属炭酸塩生成工程と
を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載の放射性廃棄物の処理方法。
【請求項７】
前記分離工程により得られる溶液又は前記分解工程により得られる溶液と、セメントとを混練してセメント固化体を生成するセメント固化体生成工程と
を備える請求項１乃至６のいずれか一項記載の放射性廃棄物の処理方法。
【請求項８】
ウラン、超ウラン元素又は放射性核種と、酸化剤とを反応させて沈殿物を生成する酸化反応における酸化還元電位を検出するための酸化還元電位測定手段を有する反応槽を備えた放射性廃棄物の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性廃棄物の処理方法及び処理装置に係り、特にウラン、超ウラン元素、放射性核種又はその化合物を含む放射性廃棄物の処理方法及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウラン取り扱い施設等から発生するウラン及びウラン化合物を含む放射性廃棄物、例えばフッ化物系ウラン廃棄物から、ウランその他放射性核種を分離回収する方法として、フッ化物系ウラン廃棄物を有機酸でウランを溶解させ、処理する方法が行われている（例えば、特許文献１及び２参照）。この方法では、フッ化物系ウラン廃棄物からウランを溶解させる媒体として分解可能な有機酸を使用するため、塩酸などを使用する場合に発生する中和塩の発生量を低減することができる。また、この方法では、有機酸を用いてウランを溶解させた後、効率的にウランを沈殿分離するために、水酸化ウラニル（ＵＯ２（ＯＨ）２）や、過酸化ウラン（ＵＯ４）として沈殿させ、分離回収する方法が用いられている。
【特許文献１】特開２００４−２０２５１号公報（第２頁、２−７行）
【特許文献２】特開２００５−１２７９２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の方法では、有機酸自身が通常の水に比較して還元状態にあることや、有機酸とウラニルイオン（ＵＯ２＋）との錯生成等から、分離する際に回収率が低下するおそれがある。また、残存する有機酸は最終的に二次廃棄物源となる。さらに、有機酸で溶出させたウランを、水酸化ウラニル（ＵＯ２（ＯＨ）２）や、過酸化ウラン（ＵＯ４）として沈殿させる場合には、有機酸や酸化剤の添加条件によっては、沈殿形成の偏析などにより、所望の量の沈殿物が得られないおそれがある。
【０００４】
本発明は上述した事情を考慮してなされたものであって、ウラン、超ウラン元素、その他放射性核種又はその化合物を含む放射性廃棄物から、ウラン、超ウラン元素又はその他放射性核種を効果的に分離、回収する放射性廃棄物の処理方法及び処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の一態様による放射性廃棄物の処理方法は、ウラン、超ウラン元素、その他放射性核種又はその化合物を含む放射性廃棄物から有機酸溶液により前記ウラン、超ウラン元素又はその他放射性核種を溶解分離する溶解分離工程と、前記溶解分離工程により得られたウラン、超ウラン元素又はその他放射性核種と、酸化剤とを反応させる酸化還元反応における酸化還元電位を検出しつつ、その検出結果に基づいて前記酸化剤の添加量を調整して沈殿物を生成する沈殿物生成工程と、前記沈殿物生成工程により得られた沈殿物を分離する分離工程とを備えることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明の他の態様による放射性廃棄物の処理装置は、ウラン、超ウラン元素又はその他放射性核種と、酸化剤とを反応させて沈殿物を生成する酸化反応における酸化還元電位を検出するための酸化還元電位測定手段を有する反応槽を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ウラン、超ウラン元素、その他放射性核種又はその化合物を含む放射性廃棄物から、ウラン、超ウラン元素又はその他放射性核種を効果的に分離、回収する放射性廃棄物の処理方法及び処理装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明を実施するための形態について図面に基づいて説明する。本発明はこれらの実施の形態に何ら限定されるものではない。
【０００９】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る放射性廃棄物の処理方法の手順を示すフロー図である。図２は、この実施形態に用いられる放射性廃棄物の処理装置の一例の要部構成を模式的に示す図である。図２に示すように、放射性廃棄物の処理装置は、沈殿反応槽１、酸化還元電位測定器２、攪拌翼３、酸化剤貯蔵槽１０から酸化剤を供給する酸化剤添加ライン４を備えている。図２では、沈殿反応槽１で処理された廃液は、廃液抜出しライン５から移送ポンプ６により、固液分離器７に移送されて固体と液体に分離され、後処理槽８によって処理される。また、固体と液体に分離した後の廃液を、沈殿反応槽１に戻し、沈殿反応層において、廃液中の有機酸の分解などの処理を行うこともできる。
【００１０】
次に、この実施形態に係る放射性廃棄物の処理方法を、図１及び図２を参照して説明する。この実施形態に係る放射性廃棄物の処理方法は、例えばウラン及び／又はウラン化合物（以下「ウラン」と呼ぶ。）を含む放射性廃棄物１１から有機酸溶液によりウランを溶解し（Ｓ１）、固体（固体廃棄物１２）と液体（ウラン含有有機酸溶液１３）に分離する（Ｓ２）、溶解分離工程と、この溶解分離工程により得られたウランと、酸化剤とを反応させる酸化還元反応における酸化還元電位を検出しつつ、酸化剤の添加量を調整して沈殿物を生成（形成）する沈殿物生成工程（Ｓ３）と、この沈殿物生成工程により得られた沈殿物を固体（固体（ウラン）廃棄物１４）と液体（有機酸溶液１５）に分離する分離工程（Ｓ４）とを備えている。図１では、この分離工程後に残存する溶液（例えば、ギ酸溶液）１５中に含まれる有機物の分解工程（Ｓ５）と、有機物の分解工程で発生した炭酸イオンに、アルカリ土類金属水酸化物を添加して、難溶性の炭酸塩を生成するアルカリ土類金属炭酸塩生成工程（Ｓ６）と、難溶性塩を含む放射性廃液をセメントと混練するセメント固化体生成工程（Ｓ７）とを備え、セメント固化体廃棄物１６を生成させる。
【００１１】
溶解工程（Ｓ１）は、ウラン、ウランより大きな原子番号を有するネプツニウム、プルトニウム等の超ウラン元素、その他放射性核種又はその化合物を含む放射性廃棄物から有機酸溶液によりウラン、超ウラン元素又はその他放射性核種を溶解する。溶解工程において、有機酸による溶解の対象となる放射性廃棄物は、例えば、ウラン取扱い施設若しくはウラン取扱い施設間を移送する設備から発生するウラン及び／又はウラン化合物を含有（例えば、付着）するウラン廃棄物などである。ウラン廃棄物としては、具体的には、ウラン及び／又はウラン化合物が付着した煉瓦、ケイソウ土、鉱石くず、汚泥、ケミカルトラップ材（ＮａＦ）、ＣａＦ２を主成分とした沈殿物、Ａｌ２Ｏ３、ＵＦ４等の廃棄物が挙げられる。
これらの放射性廃棄物のうち、主としてウラン排ガスのケミカルトラップ剤として使用されるフッ化ナトリウム（ＮａＦ）やフッ化カルシウム（ＣａＦ２）などのいわゆるフッ化物系ウラン廃棄物は、有機酸によってより効果的に溶解されるため、好適な対象物である。
【００１２】
溶解工程において、使用される有機酸としては、ギ酸、シュウ酸などが挙げられる。使用される有機酸の濃度（重量％）、や使用量は、溶解の対象となる放射性廃棄物の種類などに応じて適宜決めることができる。また、有機酸による放射性廃棄物の溶解の条件、例えば温度、溶解時間なども、溶解の対象となる放射性廃棄物の種類などに応じて適宜決めることができる。
また、これらの有機酸のうち、ギ酸のほうが、残存したときにオゾン又は過酸化水素等によって容易に分解し得るため好ましい。
【００１３】
固液分離工程（Ｓ２）は、溶解（Ｓ１）において溶解されたウラン含有の有機酸溶液から、不要な残渣物を、例えば固液分離器により分離する。例えば、フッ化物系ウラン廃棄物の場合には、フッ化ナトリウムやフッ化カルシウムなどが固体として分離される。分離された固体は、その後必要な場合には所定の処理を行った後、目的に応じて、廃棄処分処理される。
【００１４】
次に、沈殿物生成工程（Ｓ３）は、固液分離工程で固体を分離した後に得られる溶液中のウランと、酸化剤とを反応させる酸化還元反応における酸化還元電位を検出しつつ、その検出結果に基づいて酸化剤の添加量を調整して沈殿物を生成させる。ウラン（含有有機酸溶液）と酸化剤との反応は、下記の２つの式
ＵＯ２（ＯＯＣＨ）２＋３Ｈ２Ｏ２  →  ＵＯ４＋２ＣＯ２＋４Ｈ２Ｏ
ＵＯ２（ＯＯＣＨ）２＋２Ｈ２Ｏ２  →  ＵＯ２（ＯＨ）２＋２ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ
の少なくともいずれかによるものと考えられ、水酸化ウラニル（ＵＯ２（ＯＨ）２）沈殿物や過酸化ウラン（ＵＯ４）沈殿物が生成すると想定される。
ここで、酸化剤を単に多量に添加するだけでは、沈殿形成の偏析（反応の偏析）などが生じ、十分な量の水酸化ウラニル（ＵＯ２（ＯＨ）２）沈殿物や、過酸化ウラン（ＵＯ４）沈殿物を得ることができないおそれがある。この沈殿物の生成反応において、酸化還元電位を所定の電位以上にし、この酸化還元電位において、酸化剤の添加量を調整することにより、沈殿形成の偏析などが生じず、十分な量のウランの沈殿物（水酸化ウラニル（ＵＯ２（ＯＨ）２）沈殿物や過酸化ウラン（ＵＯ４））を得ることができる。
【００１５】
上記の酸化還元反応の酸化還元電位は、４００ｍＶ以上が好ましい。酸化還元電位が４００ｍＶ未満である場合には、十分な量のウランの沈殿物（水酸化ウラニル（ＵＯ２（ＯＨ）２）沈殿物や過酸化ウラン（ＵＯ４））を得ることができないおそれがある。
【００１６】
また、この工程で用いられる酸化剤としては、過酸化水素、オゾンなどが挙げられる。これらのうち、過酸化水素は取り扱いが容易であり、またオゾンは気体であるため廃棄物の発生量が低減できる。
【００１７】
また、酸化剤の添加量及び添加速度は、有機酸中に含有される放射性核種の種類（例えば、有機酸で溶解された放射性廃棄物（例えばウラン廃棄物）の種類）などに応じて適宜決めることができる。例えば、酸化剤の添加量は、ウランの３倍当量以上と決めることができる。
【００１８】
次に、この工程についてさらに説明する。まず、ウラン含有の有機酸（例えば、ギ酸）溶液に、ギ酸を添加して初期ｐＨを１．５に調整する。これは、ｐＨが高い（例えば２以上）場合にはウランの沈殿物の生成が起こりにくくなるおそれがあるからである。次に、ウラン含有のギ酸溶液に酸化剤（例えば、過酸化水素）を添加する。酸化剤の添加により、初めはギ酸の分解が優勢して起こり、酸化還元電位が上昇する。その後、所定の酸化還元電位（例えば、４００ｍＶ）に到達したときに、ギ酸の分解よりもウランの沈殿物の生成の方が優勢になり、ウランの沈殿物が良好に生成される。このとき酸化還元電位は、所定の範囲内の値である。ここで、酸化剤の添加量を増加させ及び／又は添加速度を速めることによりウランの沈殿をより効果的に生成することができる。酸化剤の添加量の増加及び／又は添加速度の増加は、有機溶液中のウランの濃度等に応じて適宜決めることができる。この酸化還元電位における、ウランの沈殿の生成は、沈殿形成の偏析などはなく、良好に所望の量の沈殿物が得られる。
【００１９】
なお、ウランの沈殿物の生成が終了した後に、酸化剤の添加を継続する場合には、溶液中のギ酸の分解反応が再開される。ギ酸の分解反応が再開された後は、酸化還元電位は変動（例えば、上昇）する。そのため、例えば沈殿反応槽１に設置された酸化還元電位測定器２により、酸化還元電位の変動（例えば、上昇）を検出することにより、ウランの沈殿物の生成が終了したことが判定できる。
酸化還元電位の変動の検出は、例えば、ウランの沈殿物の生成時における酸化還元電位の上昇の傾斜角度（例えば、ほとんど０に近い値）を算出し、この傾斜角度が所定の閾値以上になったときをウランの沈殿物の生成の終了時と判定することができる。この所定の閾値は、有機酸（ギ酸）の濃度、酸化剤の添加速度等に応じて適宜決めることこができる。
【００２０】
固液分離工程（Ｓ４）は、上記の沈殿物生成工程で得られたウラン沈殿物を、例えば固液分離器で分離する。この固液分離により、ウランの沈殿物を固体廃棄物として処理できる。また、ウランの沈殿物中のウランを再利用する場合には、所定の処理を行った後に再度使用することができる。
【００２１】
有機物分解工程（Ｓ５）は、上記の固液分離工程において固体廃棄物を分離した後の有機酸（ギ酸）溶液中に残存した有機物（例えば、ギ酸）に、酸化剤（例えば、過酸化水素）を加えて分解する。ギ酸溶液に過酸化水素を添加すると、ギ酸の分解が起こり、酸化還元電位が上昇する。ギ酸の分解は下記の反応、
ＨＣＯＯＨ＋Ｈ２Ｏ２  →  ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ
により行われる。
【００２２】
有機物分解工程における有機物の分解が終了するときには、酸化還元電位が変動する(例えば、酸化還元電位の上昇は停止する）。そのため、例えば酸化還元電位測定器２により、酸化還元電位の変動、例えば、酸化還元電位の上昇の停止を検出することにより、有機物の分解が終了したかどうかが判定できる。酸化還元電位の変動の検出は、例えば、有機物の分解時における酸化還元電位の上昇の傾斜角度を算出し、この傾斜角度が所定の閾値以下になったときを有機酸の分解の終了時と判定することができる。この所定の閾値は、分解の対象となる有機物の種類、酸化剤の添加速度等に応じて適宜決めることこができる。例えば、この閾値（傾斜角度）を０°と決めることができる。
【００２３】
なお、酸化還元電位を検出する酸化還元電位測定器２は、有機物の分解が後処理槽（例えば、有機酸分解層）８で行われる場合には、後処理槽８において設置される。また、ウランの沈殿物を分離した後に、有機酸を含む溶液を沈殿反応槽１に戻す場合には、沈殿反応槽１に設置された酸化還元電位測定器２を用いることができる。
【００２４】
このように酸化還元電位の検出により有機物の分解の終了の判別が容易となる。
【００２５】
炭酸塩生成工程（Ｓ６）は、上記の有機物分解工程（Ｓ５）で発生した炭酸イオンに、アルカリ土類金属水酸化物を添加して、難溶性のアルカリ土類金属の炭酸塩を生成する。
【００２６】
有機物の分解工程において、過酸化水素やオゾンの吹き込みにより分解された有機酸（ギ酸）は、主として水と二酸化炭素になる。この二酸化炭素は水に溶解して炭酸イオンが溶液中に多量に存在している状態となる。この溶液に、アルカリ土類金属水酸化物を添加してアルカリ土類金属の炭酸塩を生成させる。
炭酸溶液のような酸性廃液に対し、後述するようなセメント固化処理を行う場合は、中和処理を行うことが必要である。中和剤として、例えば水酸化ナトリウムのようなアルカリ金属水酸化物を用いる場合、中和反応は、下記の反応により進行する。
ＮａＯＨ＋Ｈ２ＣＯ３  →  ＮａＨＣＯ３＋Ｈ２Ｏ
この後、セメント材料の水和反応が進行すると下記の反応
ＣａＯ（セメント材料）＋ＮａＨＣＯ３  →  ＣａＣＯ３＋ＮａＯＨ
によりアルカリ金属の水酸化物が再び生成する。これに対し、中和剤としてアルカリ土類金属水酸化物を用いた場合は下記の反応
Ｃａ（ＯＨ）２＋Ｈ２ＣＯ３  →  ＣａＣＯ３（沈殿）＋２Ｈ２Ｏ
に示されるように難溶性のアルカリ土類金属の炭酸塩が生じる。
【００２７】
アルカリ土類金属水酸化物としては、例えば水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムを挙げることができる。
【００２８】
炭酸イオンと反応させるアルカリ土類金属水酸化物の量は、炭酸イオンの１当量以上であることが好ましいが、炭酸イオンの１等量以上でない場合でも、炭酸イオンの１等量にほぼ等しい場合には、残存する炭酸イオンの量は、セメントの水和反応をほとんど妨害しない。これは、その後に混練されるセメント中のアルカリ土類金属水酸化物が、炭酸イオンと難溶性の炭酸塩を形成するためと考えられる。
【００２９】
なお、この炭酸塩生成工程（Ｓ６）は、上記の有機物分解工程（Ｓ５）で発生した炭酸イオンだけでなく、上記の沈殿物生成工程（Ｓ３）における有機酸（ギ酸）の分解により発生した炭酸イオン、すなわち、固液分離工程（Ｓ４）で、ウラン沈殿物を分離した後の溶液中に存在する炭酸イオンに対して、アルカリ土類金属水酸化物を添加して、難溶性のアルカリ土類金属の炭酸塩を生成することもできる。
【００３０】
このように、アルカリ土類金属の水酸化物を用いることにより、中和時に難溶性のアルカリ土類金属炭酸塩を生成させ、セメント材料の水和反応に妨害を及ばすことを回避できる。そのため、中和剤としてアルカリ土類金属水酸化物を用いることで安定な固化体生成が達成できる。また、アルカリ金属水酸化物を中和剤として用いる時のように、セメント固化後、再度アルカリ金属の水酸化物が再生成することを回避できる。廃棄物を埋設処分した後に地下水と接触した際、このアルカリ金属の水酸化物は易溶性でもあり、地下水を過度にアルカリ化させてしまうが、アルカリ土類金属の水酸化物は、アルカリ土類金属の炭酸塩が生じるだけであるので、地下水の液性を必要以上に変動させることも回避できる。
【００３１】
セメント固化体生成工程（Ｓ７）は、上記の炭酸塩生成工程で難溶性のアルカリ土類金属炭酸塩を生成させた溶液（廃液）と、セメント系材料とを混練し、養生を行って廃液の固型化処理を行う。
【００３２】
セメント系材料としては、ＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３を主成分とする通常のポルトランドセメントや各種のポルトランドセメントのほか、高炉セメントやフライアッシュセメントなどの各種のセメントを用いることができる。これらのうち、ポルトランドセメント及び／又は高炉セメントを含むものがセメント固化後の品質が良好であるため好ましい。また、必要に応じて砂や砂利などの骨材を加えることもできる。
【００３３】
上記の炭酸塩生成工程により得られるアルカリ金属の炭酸塩を含有する溶液と、セメント系材料との配合の比率は、使用される溶液の濃度、セメント系材料の種類等によって適宜決めることができる。また、これらの材料を混練する混練条件、例えば混練温度、混練時間なども、使用される溶液の濃度、セメント系材料の種類等によって適宜決めることができる。混練時間は、例えば１０分以上とすることができる。また、混練温度は、例えば室温とすることができる。
【００３４】
また、混練によって得られた混練物を養生する時間は、使用されるセメント系材料の種類等によって適宜決めることができる。例えば、２日以上とすることができる。
【００３５】
このような、セメント固化処理により、ブリージングの発生を抑制し、かつ高い圧縮強度を有する固化体が形成できる。
【００３６】
このように本実施の形態によれば、ウランの沈殿物を安定に生成させるために、酸化還元電位を検出しつつ、酸化剤の添加量を調整することにより、ウランの沈殿物の生成を行なったので、ウランの沈殿物をより効率的に生成できる。そのため、ウランをより効果的に分離、回収することができる。
【実施例】
【００３７】
次に、本発明の具体的な実施例及び比較例をそれぞれ示すとともに、これらの実施例及び比較例を対比することで、本発明の作用効果についてさらに詳しく説明する。
【００３８】
（実施例１）
本発明の前提となるウラン若しくはウラン及びフッ素を含む廃棄物から有機酸によりウランを溶出させた処理液は、その発生源が異なる場合や、処理履歴が同一でないため組成が一定とならない。そのため、本実施例では、模擬溶液を作成して実験を行なった。
有機酸としてギ酸溶液５０ｍｌを用い、所定の配合比の硝酸ウラニルとフッ化カルシウム混合物１ｇを溶解処理した溶液を用いた。この溶液をギ酸を用いてｐＨ１．５に調整した。その後、過酸化水素を添加しながらウランの沈殿物（水酸化ウラニル及び／又は過酸化ウラン）の生成を確認した。酸化還元電位が４００ｍＶに達した時点から、ウランの沈殿物の良好な形成が得られた。この酸化還元電位で、さらに過酸化水素を添加した。その結果、ウランに対して３倍当量の過酸化水素を添加することで９０％以上のウランの沈殿物が得られた。
【００３９】
（実施例２）
実施例１と同じ所定の配合比の硝酸ウラニルとフッ化カルシウム混合物５ｇを用いた以外は、実施例１と同様にして行なった。酸化還元電位が４００ｍＶに達した時点から、ウラン酸化物の良好な沈殿形成が得られた。この所定の配合比の硝酸ウラニルとフッ化カルシウム混合物５ｇを溶解処理した溶液では、ウランに対して３倍当量の過酸化水素の添加では、５０％程度の沈殿物しか得られず、９０％以上のウラン回収には更なる過酸化水素の添加を必要とした。過酸化水素の添加量は最終的にウラン量の３０倍当量であった。
これは、硝酸ウラニルとフッ化カルシウム混合物への過酸化水素の添加により起こると考えられるウランの沈殿物の生成反応及びギ酸の分解反応のうち、ギ酸の分解反応が優勢に起こったものと考えられる。
【００４０】
次に、沈殿形成反応における酸化剤の添加による酸化還元電位の変化の検出（モニタリング）について説明する。図３は、０．１Ｍギ酸溶液５０ｍｌに過酸化水素を添加した場合の酸化還元電位の変化を示す図である。まず、沈殿処理を行う際に必要となる溶液の初期のｐＨを、ギ酸を用いてｐＨ＝１．５に調整した。これは、初期のｐＨが２以上ではウラン化合物の良好な沈殿の形成が得られないおそれがあると考えられるからである。なお、参考のため、初期のｐＨの調整（ｐＨ＝１．５）は、有機酸であるギ酸添加だけでなく塩酸を用いた場合についても併せて記載した。
【００４１】
図３に示されるように溶液中にギ酸しか含まれていない場合には、最初は酸化還元電位が低い状態となる。過酸化水素の添加により、酸化還元電位は緩やかに増加する。さらに、過酸化水素の添加を継続すると、酸化還元電位が４００ｍＶの付近で酸化還元電位の増加の傾向が緩やかになる。このように、ギ酸を用いた場合には、酸化還元電位が緩やかに増加するので、酸化還元電位を検出（モニタリング）することにより、ウランの沈殿物を良好に形成する酸化還元電位を特定することができる。なお、図３はウランが入っていない系について模擬的に行なったものであるが、ウランが入っている系でも同様の傾向である。
【００４２】
このように、ギ酸溶液を用いた場合、ウラン酸化物を安定に生成させるためには溶液中の酸化還元電位により反応が左右されるため、酸化還元電位を検出しつつ過酸化水素の添加量を調整することにより、沈殿条件を見極めることが可能となり、沈殿形成の偏析を抑制することができる。
【００４３】
（実施例３）
この実施例では、炭酸イオンにアルカリ土類金属水酸化物を添加して、難溶性のアルカリ土類金属の炭酸塩を生成し、さらにアルカリ土類金属の炭酸塩を含む溶液とセメントとを混練し、養生するセメント固化処理を行う方法を、図４を参照して説明する。図４は、ウラン沈殿物の分離後の炭酸イオン含有溶液（廃液）の固型化処理の具体的な手順を示す図である。
【００４４】
炭酸イオン濃度０．０１ｍｏｌ／Ｌの溶液１００ｍｌ（１７）に飽和水酸化カルシウム溶液２０ｍｌ（１８）を添加して混合した（Ｓ８）。この混合液に、セメント系材料として普通ポルトランドセメント２５０ｇ（１９）を添加し１０分間混練した（Ｓ９）。この混練により得られた混練物を温度２０℃での環境下で２日間放置して養生した（Ｓ１０）。
【００４５】
上記のように作製した試料を２日後目視で確認したところ、余剰水であるブリージングが発生しないセメント固化体廃棄物２０を得たことを確認できた。更に１週間後、試料の圧縮強度を測定したところ１．５ＭＰａ以上の強度を有していることを確認した。
【００４６】
このようにウラン沈殿物の分離後の溶液中に存在する炭酸イオンについて上記の前処理を実施した後のセメント固化により、ブリージングの発生を抑制し、かつ高い圧縮強度を有する固化体を作成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る放射性廃棄物の処理方法の手順を示すフロー図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に用いられる放射性廃棄物の処理装置の一例の要部構成を模式的に示す図である。
【図３】酸化還元電位と酸化剤による沈殿形成との関係を示す図である。
【図４】ウラン沈殿物の分離後の炭酸イオン含有溶液（廃液）の固型化処理の具体的な手順を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…沈殿反応槽、２…酸化還元電位測定器、３…攪拌翼、４…酸化剤（例えば過酸化水素若しくはオゾン）添加ライン、５…廃液抜出しライン、６…移送ポンプ、７…固液分離器、８…後処理槽、１０…酸化剤貯蔵槽、１１…フッ化物系ウラン廃棄物、１２…固体廃棄物、１３…ウラン含有ギ酸溶液、１４…固体（ウラン）廃棄物、１５…ギ酸溶液、１６…セメント固化体廃棄物、１７…炭酸含有溶液、１８…飽和水酸化カルシウム溶液、１９…普通ポルトランドセメント、２０…セメント固化体廃棄物
【図１】
2008039412.tif 000003
【図２】
2008039412.tif 000004
【図３】
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【図４】
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