< 521 >< 522 >< 523 >< 524 >< 525 >< 526 >< 527 >< 528 >< 529 >< 530 >< 531 >< 532 >< 533 >< 534 >< 535 >< 536 >< 537 >< 538 >< 539 >< 540 >< 541 >< 542 >< 543 >< 544 >< 545 >< 546 >< 547 >< 548 >< 549 >< 550 >< 551 >< 552 >< 553 >< 554 >< 555 >< 556 >< 557 >< 558 >< 559 >< 560 >< 561 >< 562 >< 563 >< 564 >< 565 >< 566 >< 567 >< 568 >< 569 >< 570 >< 571 >< 572 >< 573 >< 574 >< 575 >< 576 >< 577 >< 578 >< 579 >< 580 >< 581 >< 582 >< 583 >< 584 >< 585 >< 586 >< 587 >< 588 >< 589 >< 590 >< 591 >< 592 >< 593 >< 594 >< 595 >< 596 >< 597 >< 598 >< 599 >< 600 >< 601 >< 602 >< 603 >< 604 >< 605 >< 606 >< 607 >< 608 >< 609 >< 610 >< 611 >< 612 >< 613 >< 614 >< 615 >< 616 >< 617 >< 618 >< 619 >< 620 >< 621 >< 622 >< 623 >< 624 >< 625 >< 626 >< 627 >< 628 >< 629 >< 630 >< 631 >< 632 >< 633 >< 634 >< 635 >< 636 >< 637 >< 638 >< 639 >< 640 >< 641 >< 642 >< 643 >< 644 >< 645 >< 646 >< 647 >【資料２】

低放射性廃棄物処理技術開発施設（LWTF）
硝酸根分解設備に係る実証プラント規模試験に向けた取り組み状況について
令和 5 年 5 月 25 日
再処理廃止措置技術開発センター
１． はじめに
低放射性廃棄物処理技術開発施設（LWTF）における硝酸根分解設備の実証プラ
ント規模試験に向けて、令和4年度は、設置予定場所である実規模試験室内での試験装置の配置検討や試験に必要なユーティリティの確保に向けた検討を進めてきた。
令和5年度は、実証プラント規模試験装置の製作/設置に向けた取り組みを進めており、現在の状況について報告する。
今後、実証プラント規模試験装置の製作/設置を進めたうえで、令和6年度より試験を開始することで、LWTFの液体系の運転開始時期（令和11年度）に影響を与えない
よう対応を進めていく。
２． 現在の取り組み状況
実証プラント規模試験装置の製作/設置及び試験に用いる硝酸根分解用の触媒製
作の早期着手に向け、現在、準備を進めている。試験装置の製作/設置、触媒の製作の両案件ともに、9月中の製作着手を目指している。
３． 実証プラント規模試験装置の基本仕様及び試験内容
実証プラント規模試験は、実機大で硝酸根が分解できることを検証することを目的とするため、硝酸根分解を行う分解槽の容量、形状、周囲の配管形状等は、実設備を模擬した構造としている。本装置を用いて実証プラント規模試験を行うことにより、実設備と同一スケールで「所定の硝酸根分解率を得るための操作条件」、「操作条件を変動させた場合の影響」、「運転時の廃液のハンドリング性（分解槽内から触媒を分離した廃液のみを抜き出せること）」等※が把握でき、実設備の技術的成立性を実機大で確認することができる（※試験内容の詳細は、参考資料（令和4年3月10日 規
制庁面談資料）を参照）。

1< 648 >

４． 試験装置の製作/設置等に要する期間
実証プラント規模試験装置の製作/設置については、装置製作メーカーとの調整を進め、約1.5年で製作及び設置工事が完了する見込みである〔内訳：装置製作（約13ヵ月）、現地工事（約3ヵ月）、試運転（約1ヶ月）〕。また、硝酸根分解用の触媒製作についても、約１.5年で製作を完了する見込みである。
製作開始後は、製作メーカーにおける材料手配から製作/設置までの工程に遅延が発生しないよう厳格な工程管理に努め、試験装置の製作/設置及び触媒製作を約1.5年で完了させた上で、令和6年度内に試験着手を目指すことで十分な試験期間を確保する。
５． 今後の対応
今後は、実証プラント規模試験装置の製作/設置及び硝酸根分解用の触媒製作を進め、試験準備が整い次第、実証プラント規模試験を開始する。実証プラント規模試
験では、上記の試験内容について順次確認することとしており、令和7年度までに必要なデータの取得を終了する計画である。なお、万一、想定外の試験結果が得られた場合には、実証プラント規模試験の結果とこれまでのビーカー規模及び工学規模試験の結果も踏まえて、処理条件や実機設計の見直しを行うことも考慮する。
実証プラント規模試験で得られた結果については、硝酸根分解設備の設置に係る廃止措置計画変更申請時に技術的成立性を説明する根拠として整理するとともに、試験と並行して実施予定の硝酸根分解設備（及びセメント固化設備）の施工設計にも反映する。本施工設計は実証プラント規模試験結果の影響を受けないセメント固化設備の設計を先行して進め、LWTFの液体系の運転開始時期（令和11年度）に影響を与えないよう進める。
以 上2< 649 >

表－１ 硝酸根分解実証プラント規模試験を踏まえたLWTF液体系運転開始に向けた概略スケジュール
項目

硝
酸
根
分
解
実
証
プ
ラ
ン
ト
規
模
試
験

令和5年度

令和6年度

令和7年度 令和8年度 令和9年度 令和10年度 令和11年度

準備

装置製作

試験装置の製作/設置

設置工事※試験場所整備に係る工事（電気設備工事等）は、設置工事着手までに完了予定。

硝酸根分解用の
触媒製作

作動試験

製作/設置
完了
▼

準備
材料手配／製作

製作完了▼

実証プラント規模試験

LWTF
液体系
（実機）

硝酸根分解設備及びセメント固化設備の設置
試運転

試験結果を適宜
施工設計へ反映
施工設計／機器製作／現地工事
液体系
運転開始
コールド試験
▼/ホット試験

※「硝酸根分解設備及びセメント固化設備の設置」、「試運転」に係る具体的なスケジュールについては、今後見通しが得られた段階で報告する。

3< 650 >

【参考資料】
令和4年3月10日 規制庁面談資料抜粋【資料２】
実証プラント規模試験に係る試験計画について
令和 4 年 3 月 10 日
再処理廃止措置技術開発センター
１．はじめに
低放射性廃棄物処理技術開発施設（LWTF）に導入予定の硝酸根分解設備に係る実証プラント規模試験に向け、これまで試験計画の検討を進めており、検討結果について報告する。
２．実証プラント規模試験の試験計画
LWTF におけるこれまでのビーカー規模及び工学規模試験内容の検証の結果、実機へスケールアップする際に実証プラント規模で充足すべきデータとして、下記の 3
項目を抽出している【添付資料－１】。
 生成物を得るための最適操作条件の確認
 操作条件を変動させた時の処理性能への影響確認
 不具合が発生せずに安定的に連続運転できること、保守性の確認
これらのデータ取得を目的とした試験計画について検討結果を以下に示す。
２.１ 生成物を得るための最適操作条件の確認（１） 試験項目（充足すべきデータ）【添付資料－２.１】
これまでの工学規模試験において、分解槽の模擬廃液、触媒及び還元剤を均一に混合した状態で、硝酸根分解に伴う発熱反応に対して槽内を所定の温度に制御することで、硝酸根を90％以上分解できることを確認している。
これを踏まえ、実機においては単位液量当たりの撹拌動力を工学規模と同一とする設計としているが、実機は、これまでの工学規模試験と異なり、取扱う廃液量や触媒量が多く（約 25 倍）、また、分解槽の幾何形状も大きく（約 3 倍）、槽内構造も異なる（工学規模試験装置は、槽内に撹拌機のみの設置であるが、実機は、槽内に複数の配管が設置され、サポートで固定。また、槽内の撹拌性能を向上させるために、実機の槽内には邪魔板を設置）。
このため、実証プラント規模において、「①均一な撹拌状態であること」、「②槽
内温度を一定に制御できること」を確認した上で、「③所定の処理性能が得られること」を確認する。
（２） 試験内容【添付資料－２.２】① 撹拌による均一性
分解槽内の液と触媒が均一に混合できる撹拌条件を確認することを目的として、撹拌を行いながら分解槽の上部・底部で液と触媒の混合物のサンプリングを行い、液の濃度分析と試料に含まれる触媒の体積を確認することにより、均一に混合できる撹拌翼の回転数を確認する。工学規模試験の結果から、実機におい4< 651 >

ては単位液量当たりの撹拌動力（0.10 kW/m3）に相当する撹拌条件（撹拌機回転数：103 rpm以上）で設計しており、この条件を中心に回転数をパラメータとした試験を実施し、最適な撹拌条件を確認する。
② 槽内温度の制御性
硝酸根分解の触媒還元反応は発熱反応であることから、運転中は分解槽を外部から冷却しながら最適な温度条件（約80℃）を維持する設計としている。このため、分解槽内の液温度が所定の温度に制御できることを目的に、加熱及び冷却の操作を行いつつ、分解槽の上部・底部の温度をモニタリングし、槽内の温度が均一となる撹拌条件を確認する。
③ 処理性能上記①と②にて得られた撹拌による均一性と槽内温度の制御性が確保できる条件のもと、所定の生成物が得られることの確認を目的として、模擬廃液を用いた硝酸根分解を行い、サンプリングにより液中の硝酸根（NO3-, NO2-）濃度を分析し、硝酸根分解率90％以上が得られることを確認する。
実機では、分解槽と合わせて設置する分析ポットにおいて二成分濃度計を用いたインラインモニタリングを行う計画であり、実証プラント規模試験においてもイ
ンラインモニタリングを行って、サンプリングによる分析結果を比較し両者が同値になることを確認する。
また、還元剤の供給条件も硝酸根分解設備の性能に影響する因子であることから、試験装置では、還元剤の供給ノズルを交換可能な構造とし、複数の種類（槽内への供給本数、供給位置が異なるノズル）を用意して、試験にて最適な還元剤の供給ノズル構造を選定し、実機の設計に反映する。
２.２ 操作条件を変動させた時の処理性能への影響確認（１） 試験項目（充足すべきデータ）【添付資料－３.１】
これまでの工学規模試験では、ビーカー規模と同一の操作条件（硝酸ナトリウ
ム濃度、還元剤添加量、液温度）でスケールアップした場合でも硝酸根が分解できることを確認している。
一方、実機においては分析誤差等による操作条件の変動が想定されるため、これらをパラメータとした硝酸根分解試験を行い、「操作条件変動時のプロセス成立
範囲」を確認する。
（２） 試験内容【添付資料－３.２】
下記の条件でパラメータを変動させた硝酸根分解試験を行い、硝酸根分解率の経時変化からプロセス成立範囲を確認する。
「硝酸ナトリウム濃度」については、分析誤差等を考慮し、硝酸ナトリウム溶液が高濃度の場合

5< 652 >



「還元剤添加量」は、最適な添加量 1.25 mol/mol-NaNO3 を中心として、分析誤差等を考慮し、変動させた場合

「液温度」は、ビーカー規模試験において、影響がみられなかった低温度条件（約 60℃）で分解を行った場合

２.３ 不具合が発生せずに安定的に連続運転できること、保守性の確認（１） 試験項目（充足すべきデータ）【添付資料－４.１】
これまでの工学規模試験において、フィルタを目詰まりさせずに処理済液を抜出せること、劣化した触媒についてもほぼ全量が回収できることを確認している。
一方、実機においては工学規模試験に比べ、取扱う処理済液や触媒添加量が多く（約10倍）、槽内のフィルタの形状やフィルタの透過面積が異なることから、工学規模試験のみでは安定的に連続運転できることの確証が得られていない。このため、実証プラント規模試験において、「①廃液と触媒を分離した後に廃液がフィ
ルタの目詰まり等の不具合が発生せず移送できること、仮に目詰まりが生じた場
合でもフィルタ交換等の保守が可能であること」を確認する。また、「②廃触媒の抜出し及び回収ができること」も合わせて確認する。
（２） 試験内容【添付資料－４.２】① 廃液の移送処理の確認、保守性の確認
分解反応後に、処理済液の移送処理を行い、触媒分離用フィルタの吸い込み
状況を分解槽と外部タンクの液位の増減及びポンプの前後圧力の変化から、フィルタが目詰まりを生じにくいポンプの流量を確認する。
万一、フィルタが目詰まりした場合を想定し、逆洗処理にて目詰まりが解消できることを確認する。また、逆洗処理で目詰まりが解消されない場合を想定し、分解槽内部でフィルタの交換（直接保守）を行い、必要に応じて、保守が容易となる
ような構造上の改善点を摘出する。
更に、廃液中に含まれる不純物の影響も視野に、一般産業界における目詰まりの除去方法について調査を行い、その方法の有効性について確認する。
② 触媒交換時の動作確認
槽内の廃触媒について、ポンプを用いて抜出しする際、分解槽の観察窓から槽内の廃触媒の抜出し状況を目視確認により、廃触媒フィルタにほぼ全量が抜き出せることを確認する。また、回収先の廃触媒フィルタで廃触媒と廃液が分離できることを確認する。
３．今後のスケジュール
本実証プラント規模試験は今年度実施している試験装置の設計の結果に基づき試験装置の製作/据付を行った上で、令和5年度より実施する予定である。
以 上

6< 653 >

技術的成立性の検証

添付資料－１（1） 検証方法
 下記の新規設備を導入する際に各試験規模で確認すべき事項に照らして、これまで実施した試験内容について検証した。
ビーカー規模試験

着目プロセスにフィージビリティがあることを確認するとともに、所定の生成物を効率的に得る方法を検討するため反応系の組成や温度・圧力などの運転状態を幅広く変化させてその効果を確認する。

工学規模試験

実機に用いる機器と類似の構造・特性を持つ機器で構成した試験装置を用い、化学プロセスの実機への適用性を明らかにする。また、実機に用いる機器の開発・改良、耐久性・保守性の確認、運転・制御条件の確認、異常時の挙動確認を行う。

実証プラント規模試験

実機の数分の一から数十分の一の規模（工学規模以上）でプラントシステム（主要な系統）を構成したミニプラントを建設し、プラントの効率性や経済性、システムの制御性・安定性を検証する。長期間運転・大量処理によって発現する現象の確認とトラブルシュートも実施する。また、スケールアップに伴う変化の予測が正しかったかどうか確認し、問題点があれば、解決を図る。

実機の試運転模擬廃液を用いた機器の動作確認を行い、所定の処理能力が得られることを確認する。また、保守性、異常時の挙動等を確認し、万一、問題点があれば、解決を図る（コールド試運転）。または、実廃液を用いて、所定の処理能力が得られること及び放射性核種の挙動を確認する。また、施設内の空間線量率や放射性物質の放出量が、設計の範囲内であることを確認する（ホット試運転）。

（2） 検証結果
 プロセスの基本的な成立性については十分な見通しがあるものの、 確実で安定な運転を実現するという観点では充足すべきデータが残されていることが明らかとなった。
 実機を製作する前に予め実証プラント規模試験を実施し、充足すべきデータを取得し、設計へ反映する。
ビーカー
実証プラント
工学規模
規模
規模

試験項目
生成物を得るための最適操作条件 （温度、濃度、流量、圧力等）
操作条件（組成、不純物、温度、濃度、流2 量、圧力等）を変動させた時の処理性能
への影響
1

3

実機の材料選定、機器形状等を設定するために必要なデータ取得

○
△

△

〇

〇

( ) （a）
( )

（b）

( )
( )
( )

〇

（c）
( )

( )

〇

〇

△

( )

〇

△

不具合（トラブル）が発生せず安定的に連4続運転できること〇

5 保守性
6 異常時（運転上及び安全上）の設備の挙動

〇：確認済

○

実機の
試運転

△ ：一部確認済( )( ) ：今後確認

充足すべきデータ（実証プラント規模）①撹拌による均一性②槽内温度の制御性③処理性能

添付資料－2.1①分析誤差等を考慮した
条件変動時のプロセスの成立性

添付資料－3.1①廃液の移送処理の確認、
保守性の確認添付資料－4.1②触媒交換時の動作確認
7< 654 >

添付資料－２.１（a）「生成物を得るための最適操作条件」に係る充足すべきデータ（1/2）
1. これまで取得した試験データ
工学規模試験では、分解槽内の模擬廃液と触媒を撹拌しながら還元剤を供給し、分解反応を生じさせた上で、これに伴う発熱と外部からの冷却をバランスさせて液温度を一定（80℃）とすることにより、硝酸根分解反応が制御可能であった。
模擬触媒濃度が均一となる撹拌回転数を確認
槽内温度が均一となることを確認
槽内温度

模擬触媒濃度(vol％)

分解槽
撹拌機

分解槽

温度(℃)

ジャケット温水温度

還元剤供給

経過時間(h)撹拌回転数(rpm)(b)撹拌機回転数に対する模擬触媒濃度

ポンプ

硝酸根分解後
の廃液
（移送）
反応槽

ジャケット
模擬廃液

温度調整
ユニット
温水/冷水

触媒

硝酸根（NO3-、NO2-）が90％以上分解されること（硝酸根残存率が10％以下）を確認

濃度(mg/L)

ポンプ

P

濃度(mg/L)

P

還元剤

反応槽
撹拌機
M
温度計
TI

(c)槽内液温度制御時の経時変化

フィルタ
廃触媒（抜出し）（a）工学規模試験装置

時間(h)(d)廃液中の硝酸根濃度の経時変化

図 工学規模試験の結果概要

8< 655 >

（a）「生成物を得るための最適操作条件」に係る充足すべきデータ（2/2）
2.工学規模と実機で異なる点
・分解槽内で取扱う廃液量（貯槽寸法）が異なる。
・分解槽内部構造が異なる。
⇒工学規模試験装置は、槽内に撹拌機のみの設置であるが、実機は、槽内に複数の配管（廃液の送受用、計器用保護管等）が設置され、サポートで固定。また、槽内の撹拌性能を向上させるために、槽内に邪魔板を設置。
表 工学規模試験と実機設計の比較
工学規模試験
【撹拌する対象】
・液量：50 L（分解槽寸法：Φ400 mm、H550 mmの円筒形）
・液密度：1250 kg/m3
・粘度：約1 mPa・s（80℃）
・触媒添加量：10 kg

試験

槽内を均一に撹拌できる条件
・撹拌翼：ピッチドパドル（4枚）
・撹拌翼径：0.17 m
・撹拌機回転数：173 rpm以上
・邪魔板：なし

一般的に、撹拌装置をスケールアップする場合、槽内の単位液量当たりの撹拌動力を同一にする方法がよく用いられる。
工学規模試験の結果から、槽内の均一性を確保するための条件として「単位液量当たりの撹拌動力（0.10 ｋW/m3）」を得た。

実機設計【撹拌する対象】
・液量：1.3 m3（分解槽寸法：Φ1300 mm、H1460 mmの円筒形）
・液密度：1250 kg/m3
・粘度：約1 mPa・s（80℃）
・触媒添加量：250 kg

設計

槽内の均一性を確保する設計仕様
・撹拌翼：ピッチドパドル（4枚）
・撹拌翼径：0.45 m
・撹拌機回転数：103 rpm以上（インバータ使用範囲：69～345 rpm）
・邪魔板：あり（4箇所）

・単位液量当たりの撹拌動力：0.10 ｋW/m3
実機においても均一性を確保できるようにするため、単位液量当たりの撹拌動力が工学規模と同一となるように設計した。
設計に反映

ただし、撹拌する槽内の状況（配管/計装、そのサポート等の構造物）の影響により、必要となる撹拌動力は変動し得る。

3. 実証プラント規模試験で充足すべきデータ
実機では、一般的なスケールアップの手法を用いて実機設計を進めている。一方、取扱う廃液量、分解槽内部構造が異なるため、実機においても工学規模試験と同様の均一な撹拌状態が得られ、槽内温度を一定に制御できること、その上で所定の処理性能が得られることを実証プラント規模試験（実機1/1）で確認する必要がある。

充足すべきデータ：①撹拌による均一性、②槽内温度の制御性、③処理性能

9< 656 >

（a）「生成物を得るための最適操作条件」に係る試験計画（1/2）
フロー

試験項目・内容①撹拌による均一性
・分解槽内の液と触媒が均一に混合できる撹拌条件を確認する。

（1）水の投入⇒試料採取口から分解槽内の上部・底部でサンプリングを行
い、液の濃度分析と試料に含まれる触媒の体積を確認する
ことにより、均一に混合できる撹拌翼の回転数を決定する。
⇒撹拌による均一性をより向上させるため、還元剤の供給ノ
ズル数・形状を変えた場合の影響についても確認する。

（2）触媒の投入

添付資料－２.２
データを取得するための条件

・撹拌翼回転数：約5条件（設計値103rpmを中心に前後2点）
・触媒濃度データ：2点（上部・底部の2ヵ所）
・試験回数：3回（再現性の確認）※（3）模擬廃液の投入②槽内温度の制御性
・分解槽内の液温度が所定の温度に制御できることを確
認する。

（4）撹拌

⇒温度計により分解槽の上部・底部の温度をモニタリングし、温度が均一となるような撹拌翼の回転数を決定する。

（5）昇温
※

（6）還元剤の供給（分解反応開始）※ケミカル試験時のみ③処理性能
・撹拌による均一性と槽内温度の制御性が確保できる条件において、所定の生成物（硝酸根分解率90％以上の水酸化ナトリウム溶液）が得られることを確認する。
⇒試料採取口からサンプリングし、液中の硝酸根（NO3-,
NO2-）濃度を分析することにより、硝酸根分解率90％以上の水酸化ナトリウム溶液が得られていることを確認する。
⇒分析ポットの二成分濃度計（NO3-, NO2-）のモニタ値と試料採取口からサンプリングした試料の分析値が同じになることを確認し、運転監視情報の参考として分解槽内の液組成を分析ポットの二成分濃度計を用いてモニタリングできることを実証する。

・撹拌翼回転数：約5条件（設計値103rpmを中心に前後2点）
・分解槽内の液温度データ：2点（上部・底部の2ヵ所）
・試験回数：3回（再現性の確認）

・分解槽内の模擬廃液濃度の分析データ：NO3-, NO2・データ取得頻度：1時間毎
・二成分濃度計による分析ポット内の模擬廃液濃度のモニタリングデータ：NO3-, NO2・試験回数：3回（再現性の確認）

10< 657 >

（a）「生成物を得るための最適操作条件」に係る試験計画（2/2）
試験手順

（4）撹拌

（1）水、（2）触媒、（3）模擬廃液の投入【手順】

1）水の投入 分解槽の上部・底部でサンプリングを行い、液と触媒が均一に混合できる撹拌条件を確認する。
⇒①撹拌による均一性の確認

4）撹拌機起動（回転数は設計値を中心に5条件）

2）触媒の投入

触媒
水
模擬廃液

撹
拌
機

3）模擬廃液の投入【手順】

5）上部・底部で模擬廃液と触媒の混合物をサンプリング

試料採取口（6）還元剤の供給（分解反応開始）（5）昇温
 分解槽の上部・底部の温度をモニタリングし、温度が均一となるような撹拌条件を確認する。
⇒①撹拌による均一性の確認⇒②槽内温度の制御性の確認【手順】
6）加熱用ジャケットへ蒸気を供給し、80℃まで加熱

温度計

 分解槽の上部・底部の温度をモニタリングし、温度が均一となるような撹拌条件を確認する。
⇒①撹拌による均一性の確認⇒②槽内温度の制御性の確認
 所定の生成物（硝酸根分解率90％以上の水酸
化ナトリウム溶液）が得られることを確認する。
⇒③処理性能の確認

7）上部・底部で温度をモニタ
リング

複数タイプの還元剤供給ノズ
ル形状から最適な添加方法を確認①熊手式 ②散気管 ③クロス式
二成分
濃度計

冷却用
ジャケット
加熱用ジャケット【手順】
8）還元剤の供給開始

9）分解反応は発熱反応であることから、冷却用ジャケットへ冷水を供給し、温度を80℃に保つ
9-1）模擬廃液のサンプリング、分析：NO3-, NO29-2）二成分濃度計による模擬廃液
組成のモニタリング：NO3-, NO2-

11< 658 >添付資料－３.１（ｂ）「操作条件を変動させた時の処理性能への影響」に係る充足すべきデータ（1）これまで取得した試験データ
工学規模試験では、スケールアップの影響を確認するため、ビーカー
規模試験と同一の操作条件において試験を行い、処理の規模を100倍スケールアップしても硝酸根の分解
処理に影響がないことが確認できた。

硝酸根分解率90％（a）ビーカー規模試験（2） ビーカー規模・工学規模と実機で異なる点同様の時間で硝酸根が90％以上分解されることを確認（b）工学規模試験

図 処理液中の化学種濃度の経時変化

・実機は運転上想定される分析誤差等による操作条件の変動が想定される。
表 ビーカー試験及び工学規模試験と実機設計の比較
ビーカー規模試験・工学規模試験【操作条件】
・模擬廃液濃度（硝酸ナトリウム溶液）：4.7 mol/L・還元剤添加量：1.25 mol/mol-NaNO3・液温度：80 ℃
・触媒添加量：5 g-metal/L-模擬廃液

実機設計【操作条件】（想定される操作条件の変動）
・模擬廃液濃度（硝酸ナトリウム溶液）：4.7 → 5.2 mol/L・還元剤添加量：1.25 → 1.13, 1.19 mol/mol-NaNO3・液温度：80 → 60 ℃
・触媒添加量：5 g-metal/L-模擬廃液（3） 実証プラント規模試験で充足すべきデータ
実機では、運転上想定される分析誤差等による操作条件（廃液中の硝酸ナトリウム濃度、還元剤添加量、
液温度）の変動が想定されるため、実機において分析誤差等の影響により操作条件が変動した場合でもプロセスが成立することを、実証プラント規模試験（実機1/1）で確認する必要がある。

充足すべきデータ：①分析誤差等を考慮した条件変動時のプロセスの成立性

12 < 659 >添付資料－３.２（b）「操作条件を変動させた時の処理性能への影響」に係る試験計画（1/2）
フロー

試験項目・内容①分析誤差等を考慮した条件変動時のプロセスの成立性（1）水の投入（2）触媒の投入（3）模擬廃液の投入

・運転上想定される分析誤差等による操作条件（廃液中の硝酸ナトリウム濃度、還元剤添加量、
液温度）の変動が想定されるため、条件をパラメータとした硝酸根分解試験を実施し、所定の生成物（硝酸根分解率90％以上の水酸化ナトリウム溶液）が得られる条件変動時のプロセス
成立範囲を確認する。
⇒試料採取口から液をサンプリングし、液中の硝酸根濃度を分析することにより、硝酸根分解
率90％以上の水酸化ナトリウム溶液が得られることを確認する。

（4）撹拌

 模擬廃液濃度：4.7 → 5.2 [mol/L](分析誤差3%想定時に取り得る廃液中の硝酸ナトリウム濃度に裕度を与えたもの)（5）昇温 還元剤添加量：1.25 → 1.13、1.19 [mol/mol-NaNO3]（分析誤差3%を想定したときに取得る硝酸根分解率90%、95%に相当する還元剤添加量）（6）還元剤の供給（分解反応開始） 液温度：80 → 60 [℃](ビーカー試験にて硝酸根分解率に影響がなかった温度範囲)【データを取得するための条件】
・分解槽内の模擬廃液濃度の分析データ：NO3-, NO2・データ取得頻度：1時間毎
・二成分濃度系による分析ポット内の模擬廃液濃度のモニタリングデータ：NO3-, NO2・試験回数：3回（再現性の確認）

13 < 660 >（b）「操作条件を変動させた時の処理性能への影響」に係る試験計画（2/2）
試験手順（6）還元剤の供給（分解反応開始）
操作条件（硝酸ナトリウム濃度、還元剤添加量、液温度）が変動した場合の影響について、条件をパラメータとして、所定の生成物が得られる条件変動時のプロセス成立性を確認する。
⇒①分析誤差等を考慮した条件変動時のプロセスの成立性【手順】
1）操作条件の変更
・模擬廃液中の硝酸ナトリウム濃度（4.7 → 5.2 [mol/L]）（模擬廃液中の硝酸ナトリウム濃度は、分解槽に供給する模擬廃液の濃度を変動させる）・還元剤添加量（1.25 → 1.13、1.19 [mol/mol-NaNO3]）（還元剤添加量は、積算流量計の設定により変動させる）・温度（80 → 60 [℃]）
（液温度は、加熱用ジャケットと冷却用ジャケットの設定により、
液温度を変動させる）

2-1）分解槽内の模擬廃液濃度の分析データ：NO3-, NO22-2）二成分濃度系による分析ポット内の模擬廃液濃度のモニタ
リングデータ：NO3-, NO2-

14

< 661 >

（ｃ）「不具合が発生せずに安定的に連続運転できること、保守性」に係る充足すべきデータ（1） これまで取得した試験データ
これまでの工学規模試験では、硝酸根分解
後の廃液と触媒を焼結金属フィルタを用いて分離し、廃液が移送できることを確認した。
焼結金属フィルタ
また、廃触媒の交換を想定して、ポンプ及び（触媒の詰まり無し）
焼結金属フィルタによる廃触媒の抜出し試験を実施したが、焼結金属フィルタが目詰まりせず、廃液と触媒の分離に用いた焼結金属フィルタ
ほぼ全量回収できることを確認した。
（触媒の詰まり無し）

焼結金属フィルタ

分解槽（廃触媒抜出後）添付資料－４.１

回収された廃触媒

廃触媒の回収状況（2）工学規模と実機で異なる点
図 工学規模試験結果（廃液移送、廃触媒抜出し）・取扱う廃液量や触媒量が異なる（約10倍）。
・透過面積（約10倍）、焼結金属の形状が異なる。
・硝酸根分解後の廃液や廃触媒を回収するポンプの吸い込み側の圧損（配管径、配管長、曲り）やポンプの型式が異なる。

表 工学規模試験と実機設計の比較
工学規模試験
【試験条件】
・液量：130 L
・模擬触媒：活性炭（平均粒径60 µm、Pd-Cu合金は担持させず）・模擬触媒添加量：25 kg
・触媒分離用フィルタ：10 µm焼結金属フィルタ（ろ過面積：約0.05ｍ２)

実機設計【処理条件】
・液量：1.3 m3・触媒：活性炭担持Pd-Cu合金（平均粒径60 µm）・触媒添加量：250 kg
・触媒分離用フィルタ：10 µm焼結金属フィルタ（ろ過面積：約0.5ｍ２)（3） 実証プラント規模試験で充足すべきデータ
実機は、取扱う廃液量や触媒量が大きく、装置形状が異なるため、固体（廃触媒）を取扱う系統においては、フィルタが閉塞等の不具合が発生しないことを実証プラント規模で確認する必要がある。このため、実機にて廃液と触媒を分離した後に廃液が移送できること、廃触媒の抜出し及び回収ができることを、実証プラント規模試験（実機1/1）で確認し、また、廃液と触媒の分離時にフィルタが目詰まりする等の不具合が発生しないこと、仮に目詰まりした場合でもフィルタ交換等の保守が可能であることも確認する必要がある。
15充足すべきデータ：①廃液の移送処理の確認、保守性の確認、②触媒交換時の動作確認 < 662 >添付資料－４.２（c）「不具合が発生せずに安定的に連続運転できること、保守性」に係る試験計画（1/2）
フロー

試験項目・内容①廃液の移送処理の確認、保守性の確認（1）水の投入（2）触媒の投入※（3）模擬廃液の投入
（4）撹拌
（5）昇温
※

（6）還元剤の供給（分解反応開始）（7）模擬廃液の移送（8）触媒の回収※ケミカル試験時のみ

・硝酸根分解処理後に、触媒分離用フィルタを用いて廃液の移送処理を行い、触媒分離用フィルタが目詰まりせずに移送処理が行えることを確認する。
⇒観察窓から廃液の移送処理中の廃触媒の挙動及び廃触媒分離用フィルタの吸い込み状
況を目視確認する。
⇒分解槽と廃液受槽の液位計から液位変化の経時データを取得する。
⇒実機の運転監視情報の参考として、移送処理中のポンプの前後圧力の経時データを取得する。
・万一フィルタが目詰まりした際の対処法やフィルタの交換方法等の保守について確認する。
⇒フィルタが目詰まりした場合を想定し、逆洗処理を行い、目詰まりが解消されることを確認する。
⇒逆洗処理で目詰まりが解消されない場合を想定し、分解槽の上部を開口し、内部を直接保守できることを確認する。
⇒廃液中に含まれる不純物の影響も視野に、一般産業界における目詰まりの除去方法について調査を行い、その方法の有効性について確認する。

②触媒交換時の動作確認
・廃液の移送処理後に、槽内の廃触媒の抜出し処理が行えることを確認する。
⇒観察窓から槽内の廃触媒の抜出し状況を目視確認する。
⇒廃触媒フィルタにほぼ全量が抜き出せ、廃触媒フィルタで廃触媒と廃液が分離できることを
確認する。
16

< 663 >

（c）「不具合が発生せずに安定的に連続運転できること、保守性」に係る試験計画（2/2）
試験手順（7）模擬廃液の移送
触媒分離用フィルタを用いて硝酸根分解後の廃液と触媒を分離し、フィルタを目詰まりさせずに廃液のみを移送できることを確認する。⇒①廃液の移送処理の確認、保守性の確認【手順】
1）硝酸根分解処理後に、触媒分離用フィルタを用いて槽内に触媒を留めたまま、廃液だけを移送
2）フィルタを目詰まりさせずに廃液のみを移送できることを確認
・液位の確認・移送時の圧力データの取得
・フィルタへの堆積状況を目視確認
3）フィルタが目詰まりした場合を想定し、逆洗・交換による保守が可能であることを確認【廃液の移送前】【廃液の移送後】（8）触媒の回収性能が低下した廃触媒の交換を想定して、ポンプを用いて触媒を槽内から抜出し及び回収できることを確認する。
⇒②触媒交換時の動作確認【手順】
1）槽内に保持している触媒を抜出して、廃触媒フィルタを用いて触媒を回収

2）廃触媒フィルタで廃触媒と廃液を分離できることを確認
・フィルタへの堆積状況を目視確認【触媒の回収前】【触媒の回収後】

17< 664 >

【資料３】

２０２３年

５月

２５日

核燃料サイクル工学研究所
再処理廃止措置技術開発センター「国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

核燃料サイクル工学研究所

再処理施設保安規定の変更認可申請および補正について」
に関する核物質防護規定及び保障措置への影響について「国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

核燃料サイクル工学研究所

再処理施設保安規定の変更認可申請および補正について」に関する核物質防護規定（以下、「ＰＰ規定」）及び保障措置への影響の有無についての確認結果は下記のとおり。
記
１．申請の概要
令和５年１月１８日付け令０４原機（再）０７４をもって申請した国立研究開発法
人日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所再処理施設保安規定の変更認可
申請書の概要を以下に示す。
(1)

放射性廃棄物でない廃棄物の管理に係る条文の追加
第Ⅲ編 第５節 第 168 条の２として、放射性廃棄物でない廃棄物の管理に係る条文を追加する。

(2)

個人線量計及び積算線量計に係る記載変更
熱ルミネッセンス線量計（TLD）以外の線量計も使用できるように、線量計の種類（検出素子）を特定しない記載に変更する。

(3)

分離精製工場の受入基準（ウラン濃縮度）の変更
第 125 条の５（工程洗浄における硝酸ウラニルの受払い）において、プルトニ
ウム転換技術開発施設から分離精製工場へ硝酸ウラニルを受け入れる際の基準を定めた「第Ⅲ-7-(1)表 分離精製工場の受入基準」について、ウラン濃縮度を変更
する。

(4)

その他記載の適正化等

1) 品質マネジメントシステム文書名の変更
2) 保全区域境界の変更
3) 核燃料サイクル工学研究所品質保証委員会規則の明示
4) 一部の建物の追加及び撤去に伴う変更
また、令和５年５月１９日付け令０５原機（再）０１０をもって補正した国立研究開発法人日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所再処理施設保安規定の変1< 665 >

更認可申請の概要を以下に示す。
(1) 別紙のうち、「２.変更の理由」を補正する。
２．ＰＰ規定、保障措置への影響(1)ＰＰ規定：影響なし（理由）今回の国立研究開発法人日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学
研究所再処理施設保安規定の変更認可申請書および補正は、核物質防護措置に関する運用等の変更はないため、ＰＰ規定への影響はない。
(2)保障措置：影響なし（理由）・既定の査察実施に支障なし

・監視カメラの視覚障害なし

・監視カメラの移設は不要

・環境サンプリングに支障なし

・入域制限措置不要

・設計情報質問票（DIQ）の変更不要

・保障措置実施手順書の履行に支障なし
・計量管理規定の履行に支障なし
以上2< 666 >

東海再処理施設の廃止措置等に係る面談スケジュール(案)
令和5年5月25日
再処理廃止措置技術開発センター
令和5年
面談項目

4月
～7日

6月

5月

～14日 ～21日 ～28日

～5日

～12日 ～19日 ～26日

～2日

～9日

7月

～16日 ～23日 ～30日

～7日

～14日 ～21日 ～28日

廃止措置計画変更認可申請に係る事項
系統除染等に係る変更認可申請等

必要に応じて適宜説明

当面の工程の見直しについて

必要に応じて適宜説明

LWTFの計画変更○実証規模プラント試験
セメント固化設備及び硝酸根分解設備の設置○安全対策の基本方針
等

▽25

その他

▽8
進捗状況を適宜報告

保全の方針/性能維持施設の見直し○TVF保管能力増強に係る一部補正○設工認・その他報告事項等〇その他の施設の火災防護

▽1

▼12

▼19

▼27

▼11

必要に応じて適宜説明

▽1

▼11

▼18

▽25

▽1

▽8

▽25

▽1

▽8

▼18

▽1

▽8

▼18

▽1

▼11

廃止措置の状況
ガラス固化処理の進捗状況等

▼12

▼27

工程洗浄

▼12

▼27

▼11

進捗状況を適宜報告
進捗状況を適宜報告▽:面談 ◇:監視チーム会合< 667 >