(57)【要約】使用済核燃料を硝酸に溶解する工程を含む湿式再処理プロセスから発生する硝酸廃液または硝酸溶解オフガスに、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウムまたは炭酸ナトリウムから選ばれる１種または２種以上のナトリウム塩を添加しまたは接触させて中和し硝酸ナトリウム廃液とする中和工程；中和工程で得られた硝酸ナトリウム廃液を還元剤を用いて還元分解することにより、硝酸ナトリウムを窒素ガスと前記ナトリウム塩に分解する硝酸ナトリウム分解工程；および、硝酸ナトリウム分解工程で発生した前記ナトリウム塩を中和工程または湿式再処理プロセスへリサイクルする工程；からなる硝酸ナトリウム廃液の分解によるナトリウム塩のリサイクルシステムである。中和工程で得られた硝酸ナトリウム廃液を蒸発濃縮した硝酸ナトリウム濃縮廃液を、硝酸ナトリウム分解工程で還元分解してもよい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用済核燃料を硝酸に溶解する工程を含む湿式再処理プロセスから発生する硝酸廃液または硝酸溶解オフガスに、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウムまたは炭酸ナトリウムから選ばれる１種または２種以上のナトリウム塩を添加しまたは接触させて中和し硝酸ナトリウム廃液とする中和工程；
前記中和工程で得られた硝酸ナトリウム廃液を還元剤を用いて還元分解することにより、硝酸ナトリウムを窒素ガスと前記ナトリウム塩に分解する硝酸ナトリウム分解工程；および
前記硝酸ナトリウム分解工程で発生した前記ナトリウム塩を前記中和工程または前記湿式再処理プロセスへリサイクルする工程；
からなることを特徴とする使用済核燃料の湿式再処理におけるナトリウム塩リサイクルシステム。
【請求項２】
前記中和工程で得られた硝酸ナトリウム廃液を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程を設け、前記蒸発濃縮工程で得られた硝酸ナトリウム濃縮廃液を前記硝酸ナトリウム分解工程で還元分解することを特徴とする請求項１に記載の使用済核燃料の湿式再処理におけるナトリウム塩リサイクルシステム。
【請求項３】
使用済核燃料の湿式再処理プロセスで使用した有機溶媒を水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウムまたは炭酸ナトリウムから選ばれる１種または２種以上のナトリウム塩で洗浄する有機溶媒洗浄工程；
前記有機溶媒洗浄工程で発生した前記ナトリウム塩の廃液を硝酸で中和し硝酸ナトリウム廃液とする中和工程；
前記中和工程で発生した硝酸ナトリウム廃液を還元剤を用いて還元分解することにより、硝酸ナトリウムを窒素ガスと前記ナトリウム塩に分解する硝酸ナトリウム分解工程；および
前記硝酸ナトリウム分解工程で生成した前記ナトリウム塩を前記有機溶媒洗浄工程または前記湿式再処理プロセスへリサイクルする工程；
からなることを特徴とする使用済核燃料の湿式再処理におけるナトリウム塩リサイクルシステム。
【請求項４】
前記中和工程で得られた硝酸ナトリウム廃液を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程を設け、前記蒸発濃縮工程で得られた硝酸ナトリウム濃縮廃液を前記硝酸ナトリウム分解工程で還元分解することを特徴とする請求項３に記載の使用済核燃料の湿式再処理におけるナトリウム塩リサイクルシステム。
【請求項５】
前記硝酸ナトリウム分解工程における還元分解は、還元剤と触媒を用いて行う還元分解、あるいは水が超臨界流体となる超臨界条件で還元剤を用いて行う還元分解により行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の使用済核燃料の湿式再処理におけるナトリウム塩リサイクルシステム。
【請求項６】
前記リサイクル工程においてリサイクルさせる前記ナトリウム塩の一部を抜き出し、放射性廃棄物固化体中に混合して固化処理することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の使用済核燃料の湿式再処理におけるナトリウム塩リサイクルシステム。
【請求項７】
前記リサイクル工程においてリサイクルさせる前記ナトリウム塩の一部を抜き出し、高レベル放射性廃棄物のガラス固化体中に混合してガラス固化処理することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の使用済核燃料の湿式再処理におけるナトリウム塩リサイクルシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用済核燃料の湿式再処理プロセスから二次廃棄物として発生する硝酸ナトリウム廃液を還元分解し、得られる水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウムまたは炭酸ナトリウムから選ばれるナトリウム塩をリサイクルすることにより、二次廃棄物である硝酸ナトリウム廃液の発生を大幅に低減させる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
使用済核燃料の湿式再処理法としては、軽水炉燃料の再処理技術として従来から使用されているピューレックス法が知られている。
この方法は、先ず、使用済核燃料をせん断した後、燃料の小片を硝酸で溶解する［溶解工程］。硝酸溶解液中には、ウラン、プルトニウム及びＦＰ（核分裂生成物）の他にＦＰの不溶解残査やせん断時に生ずる被覆管細片等の固体不純物が含まれているため、これらを除去するとともに、硝酸濃度等を調整する［清澄・調整工程］。この硝酸溶解液を、ｎ−ドデカンとＴＢＰ（リン酸トリブチル）を混合した有機溶媒と接触させて、ウランとプルトニウムを有機溶媒相に抽出し［抽出工程］、ＦＰは硝酸水相に残し高レベル廃液としてガラス固化される。ウランとプルトニウムを含む有機溶媒相は、ウラナスやＨＡＮ（硝酸ヒドロキシルアミン）を含有する硝酸水相と接触させて、硝酸水相にプルトニウムを逆抽出し、ウランは有機溶媒相に残す［分配工程］。ウラン含有有機溶媒相はさらに希硝酸溶液と接触させてウランを硝酸水相に逆抽出する。得られたウラン含有硝酸溶液およびプルトニウム含有硝酸溶液は抽出、洗浄、逆抽出、及び濃縮を行い、ＦＰ等の不純物を除去する［精製工程］。精製後のウラン含有硝酸溶液およびプルトニウム含有硝酸溶液を脱硝してウラン酸化物およびプルトニウム酸化物として回収する［脱硝工程］。【０００３】
また、ピューレックス法の改良型として、ＲＥＴＦ(リサイクル機器試験施設)に代表される再処理技術開発、先進湿式再処理法、直接抽出法を取り入れた先進湿式法が提案されている（非特許文献１および２）。
ＲＥＴＦにおける高速炉燃料の再処理技術開発は、軽水炉燃料の再処理技術として実用化されているピューレックス法を基本にして着手されたものである。高速炉燃料の燃焼度の高さによるＦＰの多さ等に対応して溶解、清澄、抽出各工程の高性能化が必要となったので、連続溶解槽、遠心清澄機、遠心抽出器が新たに開発されたが、使用済燃料の溶解液からのウランとプルトニウムの分離はピューレックス法で行われている。
先進湿式再処理法では、燃料の硝酸溶解液に大量に含まれるウランの一部を、ウラン溶解度の温度依存性を利用して沈殿分離するウラン晶析法によりあらかじめ分離回収することにより、後段の溶媒抽出工程以降で取り扱う核物質量を減少させた方法である。また、従来のピューレックス法で回収されるウラン酸化物およびプルトニウム酸化物は、ＭＯＸ（混合酸化物）燃料として使用するために、適切な比となるようにプルトニウム酸化物にウラン酸化物を混合していた。しかしながら、ピューレックス法に供する使用済核燃料の硝酸溶解液中のウラン／プルトニウム比を、あらかじめＭＯＸ燃料にとって適切な比としておき、ウランとプルトニウムを有機溶媒に抽出した後、一括で有機溶媒から逆抽出することにより、適切な比のウラン／プルトニウム混合酸化物のみを得ることができる。このようなプロセスが先進湿式再処理法で提案されている。【０００４】
直接抽出法を取り入れた先進湿式法は、先進湿式再処理プロセスの代替技術の一つとして提案されており、硝酸とＴＢＰが錯体を形成している状態の溶媒（ＴＢＰ硝酸錯体）と、固体の使用済核燃料とを直接接触させることにより、ウランとプルトニウムを選択的に回収する方法である。この方法は、先進湿式再処理プロセスに比べて簡略化できるとともに、溶解用硝酸や抽出工程から発生する廃液量が低減され、高レベル廃液濃縮工程の削減が期待できる。【０００５】
上述した湿式再処理プロセスは、使用済核燃料を硝酸に溶解する工程を含むものであり、ウランやプルトニウムの分離・分配や精製過程で生ずる洗浄液中の硝酸は、蒸発濃縮等の硝酸回収システムでその多くは回収されて再利用されるが、一部は余剰硝酸となる。この余剰硝酸を水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウムまたは炭酸ナトリウムから選ばれるナトリウム塩で中和することにより硝酸ナトリウム廃液が発生する。なお、本明細書中において「ナトリウム塩」という用語は、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウムまたは炭酸ナトリウムを指す用語として使用している。【０００６】
また、微量ではあるが、湿式再処理プロセスの各工程で行われる分析に際して発生する廃液も硝酸塩であることが多く、これが酸性であればナトリウム塩で中和処理がなされて硝酸ナトリウム廃液が発生する。
さらに、使用済核燃料を硝酸に溶解する際に発生するオフガス中には、窒素酸化物や微量の放射性成分等が混合されており、これらを除去するためにナトリウム塩のアルカリ液でオフガスを洗浄しており（アルカリスクラビング）、この洗浄廃液として硝酸ナトリウム廃液が発生する。
この他に、放射線で劣化した有機溶媒は、劣化成分を除去するために、ナトリウム塩を用いて洗浄される。このナトリウム塩の廃液は硝酸で中和されて硝酸ナトリウム廃液となる。【０００７】
湿式再処理プロセスから二次廃棄物として発生するこれらの硝酸ナトリウム廃液は、蒸発濃縮等の処理を施して濃縮し、凝縮液は排出し、濃縮液は低レベル放射性廃棄物であるため、ガラス固化、セメント固化もしくはアスファルト固化したり、液体のまま、あるいは粉末・ペレット化して中間貯蔵されている。【０００８】
一方、硝酸性窒素を含有する廃水中の硝酸性窒素を、還元剤と触媒を用いて窒素ガスに還元する触媒還元法や、水が超臨界流体となる超臨界条件で還元剤を用いて窒素ガスに還元する超臨界還元法が従来から種々提案されている。【０００９】
触媒還元法としては、還元剤として水素を用いる方法と、水素以外の還元剤を用いる方法が知られている。水素を還元剤として用いる方法としては、例えば、硝酸性窒素を水素の存在下でゼオライト系触媒を用いて窒素に還元する方法が挙げられる（非特許文献３）。水素以外の還元剤を用いる方法としては、例えば、硝酸性窒素を含む排水にヒドラジン等の還元剤を添加し、スポンジ銅触媒と接触させて硝酸性窒素を亜硝酸性窒素へ還元した後、更にヒドラジン等でパラジウム触媒と接触させて亜硝酸性窒素を窒素ガスに還元する方法が挙げられる（特許文献１）。【００１０】
超臨界還元法としては、例えば、水が超臨界流体となる条件、すなわち水の臨界点（３７４℃、２２ＭＰａ）以上の温度、圧力状態で、アルコール、アンモニア、糖質、ギ酸、シュウ酸といった還元剤を用いて硝酸塩中の窒素分を窒素ガスに還元する方法が挙げられる（特許文献２）。【００１１】
【非特許文献１】「高速炉燃料再処理技術の開発」日本機械学会(NO.96-3)第5回動力・エネルギー技術シンポジウム’96講演論文集
【非特許文献２】「再処理システムに関する要素技術開発−先進湿式再処理技術−」、サイクル機構技報、No.24別冊、153-164、2004年11月。
【非特許文献３】「排水中の硝酸性窒素の湿式還元分解処理技術の開発」、平成１４年度〜１６年度 技術開発促進事業終了報告書、I-26 RITE-若松第２研究室、地球環境産業技術研究機構、平成１７年３月。
【特許文献１】特開２００３−１２６８７２号公報
【特許文献２】特開２００５−２４１５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前述したように、使用済核燃料の湿式再処理プロセスから二次廃棄物として発生する硝酸ナトリウム廃液は、蒸発濃縮等の処理を施して濃縮し、凝縮液は排出し、濃縮液は低レベル放射性廃棄物であるため、ガラス固化、セメント固化もしくはアスファルト固化して保管したり、液体のまま、あるいは粉末・ペレット化して中間貯蔵されている。
しかしながら、使用済核燃料を湿式再処理するに際しては、二次廃棄物である硝酸ナトリウム廃液が必然的に発生し、それに伴い放射性廃棄物の処理量も増大する。この点が、湿式再処理プロセスを実施する上で、大きな問題となっている。【００１３】
そこで本発明は、使用済核燃料の湿式再処理プロセスから発生する硝酸ナトリウム廃液を還元分解し、分解生成物であるナトリウム塩を回収・再利用を図ることで、硝酸ナトリウム廃液に起因する放射性廃棄物発生量を大幅に低減することができる新規かつ改良された方法を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、使用済核燃料の湿式再処理プロセスから発生する硝酸ナトリウム廃液、あるいは湿式再処理プロセスで使用した有機溶媒の洗浄により発生する硝酸ナトリウム廃液の処理に、従来から提案されている触媒還元法あるいは超臨界還元法を適用して硝酸ナトリウムを還元分解することによって、硝酸ナトリウムに起因する二次廃棄物の発生を効率よく低減できることを見出し、本発明を完成させたものである。【００１５】
すなわち、本発明の一つの実施形態は、使用済核燃料を硝酸に溶解する工程を含む湿式再処理プロセスから発生する硝酸廃液または硝酸溶解オフガスに、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウムまたは炭酸ナトリウムから選ばれる１種または２種以上のナトリウム塩を添加しまたは接触させて中和し硝酸ナトリウム廃液とする中和工程；前記中和工程で得られた硝酸ナトリウム廃液を還元剤を用いて還元分解することにより、硝酸ナトリウムを窒素ガスと前記ナトリウム塩に分解する硝酸ナトリウム分解工程；および、前記硝酸ナトリウム分解工程で生成した前記ナトリウム塩を前記中和工程または前記湿式再処理プロセスへリサイクルする工程；からなることを特徴とする使用済核燃料の湿式再処理におけるナトリウム塩リサイクルシステムである。
必要に応じて、前記中和工程で得られた硝酸ナトリウム廃液を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程を設け、前記蒸発濃縮工程で得られた硝酸ナトリウム濃縮廃液を前記硝酸ナトリウム分解工程で還元分解することもできる。【００１６】
本発明の別な実施形態は、  使用済核燃料の湿式再処理プロセスで使用した有機溶媒を水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウムまたは炭酸ナトリウムから選ばれる１種または２種以上のナトリウム塩で洗浄する有機溶媒洗浄工程；前記有機溶媒洗浄工程で発生した前記ナトリウム塩の廃液を硝酸で中和し硝酸ナトリウム廃液とする中和工程；前記中和工程で発生した硝酸ナトリウム廃液を還元剤を用いて還元分解することにより、硝酸ナトリウムを窒素ガスと前記ナトリウム塩に分解する硝酸ナトリウム分解工程；および、前記硝酸ナトリウム分解工程で生成した前記ナトリウム塩を前記有機溶媒洗浄工程または前記湿式再処理プロセスへリサイクルする工程；からなることを特徴とする使用済核燃料の湿式再処理におけるナトリウム塩リサイクルシステムである。
必要に応じて、前記中和工程で得られた硝酸ナトリウム廃液を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程を設け、前記蒸発濃縮工程で得られた硝酸ナトリウム濃縮廃液を前記硝酸ナトリウム分解工程で還元分解することもできる。【００１７】
前記硝酸ナトリウム分解工程における還元分解は、還元剤と触媒を用いて行う還元分解、あるいは水が超臨界流体となる超臨界条件で還元剤を用いて行う還元分解が好ましく採用できる。【００１８】
また、前記リサイクル工程においてリサイクルさせるナトリウム塩の一部を抜き出し、放射性廃棄物固化体中に混合して固化処理するか、あるいはまた、高レベル放射性廃棄物のガラス固化体中に混合してガラス固化処理することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、使用済核燃料の湿式再処理プロセスから二次廃棄物として発生する硝酸ナトリウム廃液を還元分解することにより、廃液中の硝酸イオンは窒素ガスとなり大気中に放出することができ、ナトリウムイオンは水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウムまたは炭酸ナトリウムとして再利用可能な形で回収・再利用を図ることができる。これにより、硝酸ナトリウム廃液に起因する廃棄物発生量の大幅な低減が可能となる。【００２０】
また、中和工程で得られた硝酸ナトリウム廃液を蒸発濃縮して硝酸ナトリウム濃縮廃液とした後、この硝酸ナトリウム濃縮廃液を還元分解することにより、分解処理する廃液量を低減できるため処理装置の容量を低減できるとともに、処理時間を短縮することができる。【００２１】
さらに、リサイクル工程においてリサイクルさせるナトリウム塩の一部を抜き出し、放射性廃棄物固化体中に混合して固化処理することにより、リサイクルさせるナトリウム塩中に放射能が蓄積するのを低減させることができる。
特に、リサイクルさせるナトリウム塩の一部をガラス固化体に混合する場合には、ホウケイ酸ガラス成分中のＮａ2 Ｏとしてナトリウム塩を利用できるため、それに相当する量の新たなナトリウム塩を中和工程に使用することが可能となり、硝酸ナトリウム廃液に起因する廃棄物の発生量をゼロにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態の一例を示す工程図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、本発明の実施形態の一例を示す工程図である。なお、図１および以下の説明においては、硝酸の還元分解で生成するナトリウム塩およびリサイクルさせるナトリウム塩の代表例として水酸化ナトリウムのみを示しているが、ナトリウム塩が炭酸水素ナトリウムまたは炭酸ナトリウムである場合や、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウムまたは炭酸ナトリウムの１種または２種以上の混合物である場合も本発明に含まれる。
使用済核燃料の湿式再処理プロセスとしては、使用済核燃料を硝酸に溶解する工程を含む再処理方法であれば、ピューレックス法に限らず、従来技術として紹介したＲＥＴＦに代表される再処理技術、先進湿式再処理法、直接抽出法を取り入れた先進湿式法等も採用することができる。
湿式再処理プロセスにおけるウランやプルトニウムの分離・分配過程で発生する硝酸や精製過程で生ずる洗浄液中の硝酸は、蒸発濃縮等の硝酸回収システムでその多くは回収されて湿式再処理プロセスで再利用されるが、一部は余剰硝酸となる。【００２４】
この余剰硝酸を水酸化ナトリウムで中和することにより硝酸ナトリウム廃液が発生する。硝酸の中和反応には、硝酸と等モルの水酸化ナトリウムを反応させればよい。
なお、湿式再処理プロセスにおいては、使用済核燃料を硝酸に溶解する工程で硝酸溶解オフガスが発生する。このオフガス中には窒素酸化物や微量の放射性成分等が含まれるため、これらの除去のためにスクラバ等を用いてオフガスをアルカリ液と接触させて洗浄する。この際生ずる洗浄廃液にも硝酸ナトリウムが含有されるため、本発明においては、この洗浄廃液も、水酸化ナトリウムによる中和工程で生ずる硝酸ナトリウム廃液と称する。【００２５】
硝酸ナトリウム廃液は、次いで蒸発濃縮処理を施すことにより、硝酸ナトリウム濃縮廃液とする。硝酸ナトリウムの水への溶解度は、水１００ｇに対して、２５℃で９１．９ｇ、１００℃で１７５．５ｇであり、水溶液中には相当量の硝酸ナトリウムが安定に溶解して存在している。また、硝酸ナトリウムの融点は３０６．８℃であり、３８０℃で分解する。したがって、硝酸ナトリウム廃液を１００℃程度に加熱すると、廃液中の水分は蒸発し、硝酸ナトリウムは水蒸気中には移行せずに廃液中に安定に存在している。このため、硝酸ナトリウム廃液を、１００℃前後の加熱能力をもつ蒸発缶で加熱することにより、水分のみが蒸発して硝酸ナトリウム廃液を濃縮できる。この際発生する水蒸気は凝縮して凝縮液とし、系外へ排出する。【００２６】
かくして得られた硝酸ナトリウム濃縮廃液は、低レベル放射性廃棄物であるため、従来は、ガラス固化、セメント固化もしくはアスファルト固化したり、液体のまま、あるいは粉末・ペレット化して中間貯蔵されていた。
これに対して本発明では、硝酸ナトリウム濃縮廃液を還元剤を用いて還元分解する処理を施す点で従来と異なり、この還元分解処理によって、硝酸ナトリウム廃液に起因する廃棄物の発生を大幅に低減できるという本発明に特有の効果が達成できるのである。【００２７】
硝酸ナトリウム濃縮廃液の還元分解処理としては、従来技術として紹介した触媒還元法や超臨界還元法を採用することができる。いずれの方法においても、硝酸ナトリウム濃縮廃液中の硝酸ナトリウムは還元分解されて、硝酸イオンは窒素ガスに、ナトリウムイオンは水酸化ナトリウムに転化し、水も生成する。また、還元分解に使用された還元剤からは炭酸ガスが生成する。【００２８】
触媒還元法により硝酸ナトリウムを還元分解するに際しては、触媒としてスポンジ銅触媒、パラジウム触媒、ラネーニッケル触媒、ルテニウム触媒等を使用することができ、還元剤としてヒドラジン、またはその塩等を使用することができる。また、超臨界還元法を採用するに際しては、還元剤としてギ酸等を使用することができる。【００２９】
生成物のうち、窒素ガスと炭酸ガスのガス成分は大気中に放出し、液中に存在する水酸化ナトリウムと水は、余剰硝酸の中和に使用する水酸化ナトリウムとして再利用する。
また、湿式再処理プロセスの各工程で行われる分析に際して発生する廃液も硝酸塩であることが多く、これが酸性であれば水酸化ナトリウムで中和処理がなされる。さらに、湿式再処理プロセスにおいて、使用済核燃料を硝酸に溶解する工程で発生する硝酸溶解オフガス中には窒素酸化物や微量の放射性成分等が含まれるため、これらの除去のためにスクラバ等を用いてオフガスをアルカリ液と接触させて洗浄する。
そのため、硝酸ナトリウムの還元分解で生成した水酸化ナトリウムや水を、必要に応じて湿式再処理プロセスへリサイクルして、湿式再処理プロセス各工程の分析で発生する廃液の中和用の水酸化ナトリウムやオフガス洗浄用のアルカリ液として再利用することもできる。【００３０】
なお、上述した例では、中和工程で生じた硝酸ナトリウム廃液を蒸発濃縮して硝酸ナトリウム濃縮廃液とした後、硝酸還元分解処理を施しているが、図１の一点鎖線で示したように、中和工程で生じた硝酸ナトリウム廃液を蒸発濃縮することなく、そのまま硝酸還元分解処理を施すこともできる。【００３１】
一方、湿式再処理プロセスの抽出工程で抽出溶媒として使用した有機溶媒については、放射線環境下で劣化するため、再利用するに先立って、劣化成分を除去する必要がある。劣化成分を除去するために、使用した有機溶媒を水酸化ナトリウムを用いて洗浄し、この洗浄廃液を硝酸で中和することにより硝酸ナトリウム廃液が発生する。この硝酸ナトリウム廃液も、余剰硝酸と同様にして蒸発濃縮を施し、得られた硝酸ナトリウム濃縮廃液を還元剤を用いて還元分解する。分解生成物のうち、窒素ガスと炭酸ガスのガス成分は大気中に放出し、液中に存在する水酸化ナトリウムと水は、使用した有機溶媒の洗浄に用いる水酸化ナトリウムとして再利用する。また必要に応じて、湿式再処理プロセスへリサイクルして、湿式再処理プロセス各工程の分析で発生する廃液の中和用の水酸化ナトリウムやオフガス洗浄用のアルカリ液として再利用する。【００３２】
なお、上述した例においても、使用済の有機溶媒を水酸化ナトリウムを用いて洗浄し、この洗浄廃液を硝酸で中和して生ずる硝酸ナトリウム廃液を蒸発濃縮して硝酸ナトリウム濃縮廃液とした後、硝酸還元分解処理を施しているが、図１の一点鎖線で示したように、有機溶媒の洗浄廃液を中和して生ずる硝酸ナトリウム廃液を、蒸発濃縮することなく、そのまま硝酸還元分解処理を施すこともできる。【００３３】
硝酸ナトリウム廃液または硝酸ナトリウム濃縮廃液を還元分解して生成・回収した水酸化ナトリウムを再利用する場合、循環回数が増えるのに伴い、水酸化ナトリウム中にＦＰに起因する放射能が蓄積される。その場合には、リサイクルさせる水酸化ナトリウムの一部を抜き出して、他の放射性廃棄物と一緒にガラス固化、セメント固化もしくはアスファルト固化等により固化処理することによって、リサイクルさせる水酸化ナトリウム中の放射能蓄積を低減させることができる。【００３４】
特に、リサイクルさせる水酸化ナトリウム中の一部を抜き出して、ガラス固化体に混合する場合には、ホウケイ酸ガラス成分中のＮａ2 Ｏとして水酸化ナトリウムを利用できるため、それに相当する量の新たな水酸化ナトリウムを中和工程に使用することが可能となり、硝酸ナトリウム廃液に起因する廃棄物をゼロにすることができる。
【実施例】
【００３５】
硝酸ナトリウム廃液または硝酸ナトリウム濃縮廃液を疑似した硝酸ナトリウム水溶液を超臨界反応器内に投入し、これに還元剤としてギ酸（ＨＣＯＯＨ）を添加した後、反応器内を温度４００℃、圧力３０ＭＰａに調整する。この条件は、水の臨界点（３７４℃、２２ＭＰａ）を上回っており、水は超臨界状態となっている。この状態を３０分保持した後、反応容器を急冷して還元反応を停止させる。【００３６】
このときの還元分解生成物は、窒素の割合で示すと、窒素９５％、硝酸イオン４％、亜硝酸イオン１％となり、硝酸ナトリウム中の硝酸イオンがほとんど分解していることがわかる。この還元反応は下記式によって表される。【００３７】
２ＮａＮＯ3 ＋５ＨＣＯＯＨ → Ｎ2 ＋２ＮａＯＨ＋５ＣＯ2 ＋４Ｈ2 Ｏ【００３８】
この化学反応式から、硝酸ナトリウムの還元分解により得られるナトリウム塩リサイクルシステムにおけるマスバランスは下記のようになる。すなわち、理論的には、モル比相当で、硝酸ナトリウム２．０とギ酸１．０から、窒素ガス１．０、水４．０、炭酸ガス５．０、水酸化ナトリウム２．０が生成する。【００３９】
これらの生成物のうち、水酸化ナトリウムと水は、湿式再処理プロセスから発生する余剰硝酸の中和工程にリサイクルさせ、窒素ガスと炭酸ガスのガス成分は大気中に放出させる。【００４０】
また、水酸化ナトリウムのリサイクルにより、水酸化ナトリウム中に放射能が蓄積されるので、これを低減させるために、リサイクルさせる水酸化ナトリウムの一部を抜き出して高レベル放射性廃液のガラス固化体に投入する。再処理施設で行われているガラス固化体のホウケイ酸ガラス成分の一例を下記に示す。【００４１】
ＳｉＯ２ ：   ４３−４７ｗｔ％
Ｂ２ Ｏ３ ：  １４ｗｔ％
Ａｌ２ Ｏ３ ：  ３．５−５ｗｔ％
Ｎａ２ Ｏ：  １０ｗｔ％
その他のガラス成分：  ９−１２．５ｗｔ％
廃棄物酸化物（Ｎａ2 Ｏを除く）：  １５ｗｔ％【００４２】
上記のごときホウケイ酸ガラス成分のうちの約１０ｗｔ％含有されるＮａ2 Ｏとして、リサイクルされる水酸化ナトリウムの量の一定割合をガラス固化体に混合でき、それに相当する量の新たな水酸化ナトリウムを中和工程で使用することができる。その結果、硝酸ナトリウム廃液に起因する廃棄物発生量をゼロにすることが可能なリサイクルシステムが提供できる。
【図１】
2007083588.tif 000003
【国際調査報告】
2007083588.tif 000004
2007083588.tif 000005
2007083588.tif 000006
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