㩷

RADIOACTIVE WASTE MANAGEMENT FUNDING AND RESEARCH CENTER TOPICS

2003.12.NO.67
目 次
1
センターの活動状況 .......................................................................................................................................................... ●3
ウラン廃棄物のフッ素化除染技術開発 ............................................................................................................................. ●センターの活動状況㩷
Ⅰ．賛助会員サービス等の実施状況㩷
㩷「放射性廃棄物処分政策講演会」の開催㩷
平成㪈㪌年㪐月㪉㪋日（水）に東京都千代田区霞ヶ関霞山会館で、経済産業省資源エネルギー庁放射性廃棄物対策室長 山近英彦氏から「放射性廃棄物処分政策」と題し、賛助会員及びご支援機関などの方々を対象とした講演会を開催いたしました。㩷

「米国における高レベル放射性廃棄物処分計画講演会」の開催㩷
平成㪈㪌年㪈㪇月㪉日（木）に東京都港区六本木
アカデミーフォーラムで、米国エネルギー省
民間放射性廃棄物管理局 戦略・プログラム
開発本部 科学技術・国際部 ジェフ・ウィ
リアムズ氏をお招きして講演会を開催いたしました。㩷
㩷1
●

㩷

原環センター研究発表会の開催㩷
平成㪈㪌年㪈㪈月㪌日（水）石垣記念ホールにて原環センタ
ー第㪎回研究発表会を開催しました。発表会においては、板倉理事長の挨拶及びセンターの活動の概況説明に引き続き「放射性廃棄物処分高度化システム確証試験のねらいと足跡」及び「処分地選定の信頼性向上に向けた物理探査技術開発の現状」の㪉件の発表を行いました。これに引き続き、米国リスクコンセプト社社長ハーバート・インハーバー氏から「㪪㫃㪸㫐㫀㫅㪾㩷㫋㪿㪼㩷㪥㪠㪤㪙㪰㩷㪛㫉㪸㪾㫆㫅―㪥㪠㪤㪙㪰問題の解決方法―」の演題で放射性廃棄物処分推進のための社会的アプローチについて講演いただきました。㩷
㩷㩷㩷

Ⅱ．センターの動き㩷㩷㪠㪘㪜㪘「地下研ネットワークプログラム」第㪊回技術会議への参加㩷
平成㪈㪌年㪐月㪉㪉日（月）〜㪉㪋日（水）、モル（ベルギー）の㪪㪚㪢・㪚㪜㪥において開催された「地下研究施設と関連施設を利用した廃棄物処分技術のトレーニングと実証のためのプログラム−㪠㪘㪜㪘の拠点ネットワー
ク−」第㪊回技術会議に参加しました。このプログラムは、㪠㪘㪜㪘が主催して、地下研のネットワークを作り、実証試験やトレーニングに活用しょうとするものです。今回の参加国は、ベルギー、米国、英国、スイス、日本、アルゼンチン、クロアチア、リトアニア、ウクライナ、メキシコ、南アフリカ、インドなどで、プログラムの現状の報告、今後の計画などの議論が行われました。㩷
㩷㪠㪫㪚（国際研修センター）の研修コースへの参加㩷
平成㪈㪌年㪈㪇月㪉㪇日（月）〜㪉㪋日（金）、マイリンゲン（スイス）において開催された㪠㪫㪚（国際研修センター）の研修コース「地層処分及び地下研究施設の理論と実践の基礎」のうち「地層処分の基礎」コースに職員㪈名を派遣しました。受講者は、㪈㪎カ国から㪉㪍名で、日本からも㪍名が受講しました。講師は、㪠㪫㪚の㪥㪅㪚㪿㪸㫇㫄㪸㫅氏ほか㪪㪢㪙、㪟㪪㪢などの第一線で活躍している方々で、地層処分の基礎となる様々な分野のテーマが講義されました。㩷
㩷

ガス移行試験（㪞㪸㫊㩷㪤㫀㪾㫉㪸㫋㫀㫆㫅㩷㪫㪼㫊㫋：㪞㪤㪫）に関するワークショップの開催㩷
平成㪈㪌年㪈㪈月㪈㪎日、㪈㪏日の㪉日間にわたり、品川インターシティフォーラムにおいて、｢人工バリア・天然バリアガス移行挙動評価｣研究の一環としてワークショップを開催しました｡海外からは㪥㪘㪞㪩㪘（スイス）、
㪘㪥㪛㪩㪘（フランス）、㪬㪧㪚（スペイン）、㪙㪞㪩（ドイツ）、㪞㪩㪪（ドイツ）等から、また、国内の大学・研究機関等からも多数の参加を頂きました。ワークショップでは，グリムゼル試験場（スイス）で実施しています
ガス移行に関する原位置試験の研究経緯・状況や、ガス移行のモデル解析の現状等を紹介するとともに、取得された計測データ、各種解析モデルによる状況予測、今後の試験の進め方等について有意義な議論が行われました。㩷
㩷

平成㪈㪌年度調査研究契約状況㩷
平成㪈㪌年㪐月㪈日以降、平成㪈㪌年㪈㪈月末までの間で、次の受託（請負）契約が行われました。㩷

㩷

受 託 (請 負) 先
日本原子力研究所㩷
電力各社等㩷
㩷
㩷

調査

研

究課

題㩷

・検認手法の調査㩷
・余裕深度処分の技術基準等に関する研究㩷
・ウラン廃棄物のクリアランス及び処分方策に関する研究㩷
・㪣㪈廃棄物の合理的処理処分に関する研究㩷

2●

契約年月日㩷
㪈㪌．㩷 㪐．㪈㪏㩷
㪈㪌．㪈㪇．㪉㪋㩷
㪈㪌．㪈㪇．㪊㪈㩷
㪈㪌．㪈㪈．㪉㪎㩷㩷

ウラン廃棄物のフッ素化除染技術開発㩷㩷㩷㪈㪅㩷 はじめに㩷㪉㪅㩷 除染方法㩷

タイトルのウラン廃棄物とは、軽水炉用のウラン燃料加工施設から発生するウランによって汚染された放射性廃棄物を意味する。㩷
日本でのウラン廃棄物の処理処分の基本的考え方
は、除染処理を行うことにより、放射性核種濃度を低減し、クリアランスレベル以下になるものについては、放射性廃棄物として扱う必要のないものとして処分、または再利用する方針である。日本ではウラン廃棄物のクリアランスレベルは今後審議されることになっている。そのため原環センターでは㪠㪘㪜㪘の㪫㪜㪚㪛㪦㪚㪏㪌㪌で提案されている㪇㪅㪊㪙㫈㪆㪾（㪋㪅㪌％濃縮ウラン換算で㪊㪅㪊㫇㫇㫄）をクリアランスレベル想定値（以下クリアランスレベルと称す）として平成㪈㪇年
度より除染技術開発を行ってきた。その結果、平成
㪈㪋年度にクリアランスレベルの達成に成功した。㩷
㩷

ウラン廃棄物には、スラッジ、焼却灰、小径管、フィルターなどの除染が困難なものがある。ブラス
ト除染（物理除染）は通常スチールやプラスチックの板などの単純形状物に適用されている。しかし、この方法は廃棄物のマトリックス中にウランが取り込まれた廃棄物（スラッジ、焼却灰）、複雑形状物（小径管、フィルター）には適用ができない。このため、これら廃棄物には化学除染法が適用される。ウラン
廃棄物の化学除染方法については、湿式処理技術の検討がなされてきたが、これらの技術は酸などの水溶液を使用するものであり、二次廃棄物の合理的処理が副次的な課題となる。これに対し、乾式処理技術は二次廃棄物低減や処理設備の小型化等の実現性が高いという利点を有していることから、ウラン廃棄物の除染処理への適用性について検討することとした。㩷
図-1にフッ素化除染システムの概念を示す。除染剤㪚㫃㪝㪊によりウラン廃棄物中のウランを気体である㪬㪝㪍に転換し揮発させる。除染後の除染剤㪚㫃㪝㪊と㪬㪝㪍㩷

Decontamination
Decontamination/ /recovery
recoverysystemsystemFuel fabrication Facilities

Uranium is converted to UF6

Fluorinationgas(ClF3)
UF6 recovery

HEPA filter

ClF3 recycle use

Ash,Sludge, etc.

Uranium
Uranium bearing
bearingwastes
wastesdecontaminated waste（equivalent to clearance level）

UF6
Disposal or Recycle

図-1フッ素化除染システムの概念

3●㩷㩷㪋㪅㩷 ウラン廃棄物㩷はコールドトラップ等により分離回収してリサイクルすることが可能であり、二次廃棄物量を大幅に低減できる可能性のあるシステムである。㩷
㩷㪊㪅㩷 除染剤㩷
ウラン酸化物をフッ素化すると、常温で高い蒸気圧を有する㪬㪝㪍となる。フッ素化ガスとしては㪝㪉や、表-1に示すようないくつかのハロゲン間化合物が挙げられる。フッ素化力は㪚㫃㪝㪊、㪙㫉㪝㪌、㪠㪝㪎が高く、その中でも㪚㫃㪝㪊が最もフッ素化力が高い。一般に販売されているのは、㪚㫃㪝㪊、㪙㫉㪝㪌、㪠㪝㪌である。また、㪚㫃㪝㪊は㪝㪉に比べ低温でのフッ素化力が高く、各種ウラン化合物を㪬㪝６に転換する能力があり（表-1参照）、海外での除染使用実績（文献1）があることから、㪚㫃㪝㪊をフッ素化除染剤として選定した。㩷
㩷
表-1 ハロゲン間化合物の種類と各種ウラン化合物とClF３の反応㩷㩷㪘㪝㩷㪘㪝㪊㩷㪘㪝㪌㩷㪁㪈㪚㫃㩷㪚㫃㪝㩷㪚㫃㪝㪊 㩷−㩷㪙㫉㩷㪙㫉㪝㩷㪙㫉㪝㪊㩷㪙㫉㪝㪌㪁㪈㩷㪠㩷㪠㪝㩷㪠㪝㪊㩷㪠㪝㪌㪁㪈㩷㪁㪈㪑㩷 㪚㫆㫄㫄㪼㫉㪺㫀㪸㫃㫃㫐㩷㪸㫍㪸㫀㫃㪸㪹㫃㪼㩷㪪㫋㫉㫆㫅㪾㩷㪽㫃㫌㫆㫉㫀㫅㪸㫋㫀㫆㫅㩷㫉㪼㪸㪾㪼㫅㫋㩷㩷㩷㪝㫃㫌㫆㫉㫀㫅㪸㫋㫀㫆㫅㩷㫊㫋㫉㪼㫅㪾㫋㪿㪑㩷㪚㫃㪝㪊㪕㪙㫉㪝㪌㪕㪠㪝㪎㩷

ガスフロー式とロータリーキルン式の㪉種類の除染試験装置を用いて試験を行った。図-2に除染試験装置のフローおよび外観を示す。ガスフロー式は除染性能の基礎データを取得するために作製した。除染剤㪚㫃㪝㪊は炉下部から試料に強制的にあてられ、炉上部から排出される構造である。ロータリーキルン式は実機除染装置の構造を模擬して作製した試験装置である。ロータリーキルン式は大量処理に適した機構であり炉が回転することにより㪚㫃㪝㪊が均一にウラン廃棄物に接触することをねらって作製された。㩷
これらの装置は高温での㪚㫃㪝㪊雰囲気による腐食に耐えるため㪥㫀合金を用いている。これにより、約㩷㪘㪝㪎㩷−㩷−㩷㪠㪝㪎㩷

㪬㪝㪋㩿㫊㪀㪂㪉㪚㫃㪝㪊㩿㪾㪀㩷㸢㩷㪬㪝㪍㩿㪾㪀㪂㪉㪚㫃㪝㩿㪾㪀㩷㪬㪊㪦㪏㩿㫊㪀㪂㪐㪚㫃㪝㪊㩿㪾㪀㩷㸢㩷㪊㪬㪝㪍㩿㪾㪀㪂㪋㪚㫃㪦㪉㪝㩿㪾㪀㪂㪌㪚㫃㪝㩿㪾㪀㩷㪬㪦㪉㩿㫊㪀㪂㪊㪚㫃㪝㪊㩿㪾㪀㩷㸢㩷㪬㪝㪍㩿㪾㪀㪂㪚㫃㪦㪉㪝㩿㪾㪀㪂㪉㪚㫃㪝㩿㪾㪀㩷㪉㪬㪦㪉㪝㪉㩿㫊㪀㪂㪋㪚㫃㪝㪊㩿㪾㪀㩷㸢㩷㪉㪬㪝㪍㩿㪾㪀㪂㪉㪚㫃㪦㪉㪝㩿㪾㪀㪂㪚㫃㪝㩿㪾㪀㩷表-2㩷ウラン廃棄物量は年々増加しており事業者の保管・管理の負担が増大している。現在国内で保管されているウラン廃棄物は㪉㪇㪇㪣ドラム缶換算で約㪈㪇万本以上ある。そのうち約㪊割は焼却灰、スラッジ、フィルターが占めており、これらはウランが物理的・化学的に廃棄物に取り込まれ、従来技術では除染が困難である。㩷
表-2に除染試験に用いたウラン廃棄物試料の外観、主な組成及びウラン濃度を示す。ウラン濃度は焼却灰、フィルターが特に高く、数万〜数十万㫇㫇㫄の濃度である。また、組成も廃棄物によって大きく異なっている。金属廃棄物については有意な汚染のある試料を入手できなかったため硝酸ウラニルを焼き付けして模擬試料を作製した。㩷
㩷
㪌㪅㩷 除染試験装置㩷

除染試験に用いた試料の外観、主な組成及びウラン濃度

㪪㫃㫌㪻㪾㪼㩷

㪘㫊㪿㩷㪝㫀㫃㫋㪼㫉㩷㪩㪼㪽㫉㪸㪺㫋㫆㫉㫐㩷㪤㪼㫋㪸㫃㩷㪪㫀㪦㪉㩷㪉㪉㩷㪈㪇㪅㪉㩷㪋㪋㩷㪇㪅㪈㩷−㩷㪚㪸㪦㩷㪉㩷㪉㪇㪅㪉㩷

㪋㩷

−㩷

−㩷

㪤㪾㪦㩷

−㩷

㪉㪅㪇㩷

㪇㪅㪉㩷

−㩷

−㩷

㪥㪸㪉㪦㩷㪇㪅㪉㩷㪉㪅㪇㩷㪎㩷㪇㪅㪍㩷−㩷㪘㫃㪉㪦㪊㩷−㩷㪎㪅㪐㩷㪍㩷㪎㪍㪅㪋㩷−㩷㪝㪼㪉㪦㪊㩷㪍㪌㩷㪈㪅㪌㩷−㩷㪇㪅㪉㩷−㩷㪬㩷㪋㪈㪇㩷㫇㫇㫄㩷㪈㪇㪉㪃㪇㪇㪇㩷㫇㫇㫄㩷㪉㪍㪃㪍㪇㪇㩷㫇㫇㫄㩷㪐㪇㩷㫇㫇㫄㩷㪈㪍㪍㩷㫇㫇㫄㩷㪦㫋㪿㪼㫉㫊㩷㪈㪈㩷㪋㪍㪅㪇㩷㪊㪍㪅㪈㩷㪉㪉㪅㪎㩷㪈㪇㪇㩷㪚㫆㫄㫇㫆㫊㫀㫋㫀㫆㫅㩷㪲㫎㫋％㪴㩷

㩷4●㩷

㪌㪇㪇℃までの試験が可能となった。炉とヒーターには熱電対が装備されている。ロータリーキルン式の装置には排気系統に㪝㪫㪄㪠㪩（フーリエ変換赤外分光装置）を装備することにより、㪚㫃㪝３の消費、㪬㪝㪍の発生および二次生成ガスの成分をモニターできるシステムとした。㩷

Gas Flow Typetoexhaust
system

MFC䋺mass flow controller

NaOH
H2O
wet process chemical trap

PMFC
T

heaterhalogen gas trap

MFC
T

dry pump

sampleto exhaustsystemreactor

ClF3

N2

㩷

Rotary Kiln TypeFT-IRP

toexhaust
system

TM

NaOH
H2O
wet process chemical trap

seal
samplereactor(rotary kiln)
MFC

halogen trap

MFC
MFC䋺mass flow controller
dry pump

N2

to exhaustsystem

ClF3

㩷
図-2

除染試験装置のフローと写真㩷

5●㩷㪍㪅㩷 除染試験結果㩷

㪎㪅㩷 考

除染試験は①示差熱分析、②ガスフロー式除染試
験、③ロータリーキルン式除染試験の㪊ステップで行われた。①示差熱分析では各ウラン廃棄物のフッ素化挙動を調べた。このデータを参考に除染に必要な温度や温度履歴などの除染試験条件を決めた。次に②ガスフロー式除染試験を行い、クリアランスレベルに到達したウラン廃棄物は③ロータリーキルン式除染試験へと進めた。ガスフロー式は少量のウラン廃棄物に対して強制的に㪚㫃㪝㪊ガスをあてられることから除染基礎データの取得に適している。しかし、実機を想定した場合、一度に大量のウラン廃棄物を処理する必要があるため、実機機構を想定したロータリーキルン式の除染試験装置でのデータ取得も行った。表-3に除染試験結果を示す。除染試験はいくつかの除染条件で行ったが、ここでは現状での最適除染条件と考えられる除染温度㪌㪇㪇°㪚、㪚㫃㪝㪊 流量
㪌㫄㫃㪆㫄㫀㫅、除染時間㪈㪏㪇㫄㫀㫅での結果を示す。スラッジ、フィルター、焼却灰の各試料重量はガスフロー式除染試験では㪈㪇㫄㪾、ロータリーキルン式除染試験では㪈㪾とした。㩷
ガスフロー式除染試験では、ほとんどすべてのウラン廃棄物をクリアランスレベル㩿㪊㪅㪊㫇㫇㫄㪀以下にまで除染することに成功した。クリアランスレベルに到達しなかった焼却灰についても㪋㪅㪌㫇㫇㫄であり、クリアランスレベルに非常に近いレベルにまで除染することができた。本年度、焼却灰の除染性能向上試
験を実施中であり、クリアランスレベル達成のめどがほぼ得られている。ロータリーキルン式除染試験
はスラッジとフィルターの試験結果が得られておりその他試料については本年度実施予定である。スラッジは㪈㪅㪉㫇㫇㫄まで除染できており、クリアランスレベル達成に成功した。フィルターについては十分な除染効果が得られなかったが、この原因としては試料の大きさや細断方法などに問題があったと考えており、本年度除染性の向上試験を実施予定である。㩷

㪎㪅㪈㩷 除染性能と温度の関係㩷
ウラン廃棄物のフッ素化挙動を調べるために、示差熱分析を行った。その結果、ウラン廃棄物中には除染性能を阻害する不純物がいくつかあり、その中でも㪥㪸の影響が大きいことがわかった。㪥㪸を不純物として含むウラン廃棄物のフッ素化反応は図-3に示す過程で進むことがわかった。プロセス㪈は㪈㪇㪇°㪚以
下の反応であり、ウラン酸化物が㪬㪝㪍に転換されるプロセスである。プロセス㪉は㪈㪇㪇°㪚からの反応であり、ウラン廃棄物に含まれる不純物である㪥㪸のフッ素化が始まり、生成した㪥㪸㪝によって㪬㪝㪍が吸着されるプロセスである。この間㪬㪝㪍の揮発は阻害される。
プロセス㪊は高温域（㪥㪸㪝から㪬㪝㪍が揮発し始める理論温度㪊㪍㪊°㪚以上）での反応であり、㪬㪝㪍が㪥㪸㪝から再揮発し始めるプロセスである。クリアランスレベ
ルの達成にはプロセス㪊が重要となってくる。
ここで、約㪎㫎㫋％の㪥㪸を含むフィルターの除染温度について考えてみた。㩷
図-4に除染後残留ウラン濃度と㪬㪝 㪍㪄㪊㪥㪸㪝系での㪬㪝㪍平衡分圧の関係を示す。㪬㪝㪍㪄㪊㪥㪸㪝系での㪬㪝㪍平衡分圧と温度には図-5に示すような比例関係があることが知られている（文献2）。図-4に示すように除染温度・平衡分圧が上昇するにつれて残留ウラン濃度は低下する。よって、除染性能は平衡分圧に大きく依存していることが分かる。このカーブとクリアランスレベル㪊㪅㪊㫇㫇㫄の交差する㪬㪝㪍㪄㪊㪥㪸㪝系での㪬㪝㪍平衡分圧は㪈㪅㪇㪜㪂㪋㩷 㪫㫆㫉㫉であり、温度に換算すると㩷㩷㪧㫉㫆㪺㪼㫊㫊㩷㪈㪅㩷㪬㫉㪸㫅㫀㫌㫄㩷㪽㫃㫌㫆㫉㫀㫅㪸㫋㫀㫆㫅㩷㪹㫐㩷㪚㫃㪝㪊㩷㪬㪊㪦㪏㩿㫊㪀䋫㪐㪚㫃㪝㪊㩷 㸢㩷 㪊㪬㪝㪍㪂㪋㪚㫃㪦㪉㪝㪂㪌㪚㫃㪝㩷㪬㪦㪉㩿㫊㪀䋫㪊㪚㫃㪝㪊㩷 㸢㩷 㪬㪝㪍䋫㪚㫃㪦㪉㪝㪂㪉㪚㫃㪝㩷表-3

除染試験結果㪩㪼㫊㫌㫃㫋㫊㩷㪲㫇㫇㫄㪴㩷㪫㪼㫊㫋㩷㫊㪸㫄㫇㫃㪼㩷㪞㪸㫊㩷㪽㫃㫆㫎㩷㪩㫆㫋㪸㫉㫐㩷㪢㫀㫃㫅㩷㪪㫃㫌㪻㪾㪼㩷㪘㩷㪇㪅㪉㪐㩷㪈㪅㪉㩷㪘㫊㪿㩷㪘㩷㪋㪅㪌㩷−㩷㪝㫀㫃㫋㪼㫉㩷㪘㩷㪇㪅㪉㪐㩷㪈㪌㩷㪩㪼㪽㫉㪸㪺㫋㫆㫉㫐㩷 㪘㩷㪈㪅㪌㩷−㩷㪤㪼㫋㪸㫃㩷㪪㩷㪇㪅㪊㪋㩷㪁㪈㩷 㪘㪑㩷㪸㪺㫋㫌㪸㫃㩷㫎㪸㫊㫋㪼㪃㩷㪪㪑㩷㫊㫀㫄㫌㫃㪸㫋㪼㪻㩷㫎㪸㫊㫋㪼㩷察㩷㩷㪧㫉㫆㪺㪼㫊㫊㩷㪉㪅㩷㪪㫆㪻㫀㫌㫄㩷㪽㫃㫌㫆㫉㫀㫅㪸㫋㫀㫆㫅㩷㪸㫅㪻㩷㪬㪝㪍㩷㪸㪻㫊㫆㫉㫇㫋㫀㫆㫅㩷㪉㪥㪸㪉㪚㪦㪊㩿㫊㪀䋫㪉㪚㫃㪝㪊㩷 㸢㩷㪋㪥㪸㪝㩿㫊㪀㪂㪉㪚㪦㪉㪂㪚㫃㪦㪉㪝㪂㪚㫃㪝㩿㩷㪕㩷㪈㪇㪇°㪚㪀㩷㪬㪝㪍㪂㪊㪥㪸㪝㩿㫊㪀㩷 㸢㩷 㪬㪝㪍䍃㪊㪥㪸㪝㩿㫊㪀㩷㩷㪧㫉㫆㪺㪼㫊㫊㩷㪊㪅㩷㪛㪼㫊㫆㫉㫇㫋㫀㫆㫅㩷㫆㪽㩷㪬㪝㪍㩷㪽㫉㫆㫄㩷㪥㪸㪝㩷㪬㪝㪍䍃㪊㪥㪸㪝㩿㫊㪀㩷 㸢㩷 㪬㪝㪍㪂㪊㪥㪸㪝㩿㫊㪀㩷㪁㪜㫈㫌㫀㫃㫀㪹㫉㫀㫌㫄㩷㫇㪸㫉㫋㫀㪸㫃㩷㫇㫉㪼㫊㫊㫌㫉㪼㩷㫆㪽㩷㪬㪝㪍㩷㪊㫃㫆㪾㩷㫇㪔㪈㪇㪅㪏㪏㪄㩿㪌㪅㪇㪐㬍㪈㪇 㪆㪫㪀㩷㩿文献2㪀㩷㪊㪋㪋㪇㪇°㪚䋺㪉㪅㪈㫏㪈㪇 㪫㫆㫉㫉䇮㪌㪇㪇°㪚䋺㪉㪅㪇㫏㪈㪇 㪫㫆㫉㫉㩷㩿㪁㪘㫃㫃㩷㪺㫆㫄㫇㫆㫌㫅㪻㫊㩷㫎㫀㫋㪿㫆㫌㫋㩷㩿㫊㪀㩷㪸㫉㪼㩷㪾㪸㫊㩷㫇㪿㪸㫊㪼㪅㪀㩷㩷
図-3 ウラン廃棄物のフッ素化反応プロセス6●㩷ᱷ⇐Ớᐲ㪲㫇㫇㫄㪴㪬㫉㪸㫅㫀㫌㫄㩷㪺㫆㫅㪺㪼㫅㫋㫉㪸㫋㫀㫆㫅㪲㫇㫇㫄㪴㪋㪇㪇㷄㪉㪅㪈㪜㪂㪇㪊㩷㪲㫋㫆㫉㫉㪴㪉㪍㩷㪲㫇㫇㫄㪴

㪋㪍㪇°㪚に相当する。よって、㪎㫎㫋％の㪥㪸を含むようなウラン廃棄物をクリアランスレベルにまで除染するには少なくとも㪋㪍㪇°㪚の除染温度が必要であることがわかった。㪥㪸をより多く含むようなウラン廃棄物の場合はより高い除染温度が必要と考えられる。㩷
㩷㪎㪅㪉㩷 実機除染装置への適用性㩷
図-6にスラッジ試料に対するガスフロー式とロータリーキルン式の除染試験結果を示す。前述のようにガスフロー式は少量の試料に対しては理想的な機構であるのに対し、ロータリーキルン式は実規模除染に適した機構である。よって、ロータリーキルン式除染試験装置でガスフロー式の除染性能に近い性能を得ることができれば、実機適用への可能性が高いと考えられる。㪋㪇㪇°㪚での残留ウラン濃度はどちらの装置でも大差はなく約㪉㪇㫇㫇㫄であった。また、
ロー タリーキル ン式の除染 試験装置に ついては㪋㪇㪇°㪚の温度で炉の回転数を㪇〜㪍㪇㫉㫇㫄の範囲で変えたが㪇㫉㫇㫄の場合を除いて、除染性能への影響は小さかった。ガスフロー式とロータリーキルン式それぞれの温度をパラメータとした除染カーブは同様の傾向を示しており、除染温度が上昇するにつれて残留ウラン濃度は低下する。㩷
しかし、温度が高くなるにつれて両カーブの差は大きくなる傾向を示した。そこで、㪋㪍㪇°㪚の温度で炉の回転速度を㪈㪇㫉㫇㫄から㪉㪇㫉㫇㫄に上げたところ、残留ウラン濃度が㪐㪅㪊㪎㫇㫇㫄から㪋㪅㪊㪎㫇㫇㫄に低下し、さらに温度㪌㪇㪇°㪚では残留ウラン濃度が㪈㪅㪉㪉㫇㫇㫄となり、クリアランスレベル達成に成功した。このとき炉内㪪㪸㫄㫇㫃㪼䋺㪽㫀㫃㫋㪼㫉㪥㪸㩷㪺㫆㫅㪺㪼㫅㫋㫉㪸㫋㫀㫆㫅䋺㪎㫎㫋㩼㪈㪇㪇㪋㪌㪇㷄㪍㪅㪐㪜㪂㪇㪊㩷㪲㫋㫆㫉㫉㪴㪍㪅㪏㩷㪲㫇㫇㫄㪴㪌㪇㪇㷄㪉㪅㪇㪜㪂㪇㪋㩷㪲㫋㫆㫉㫉㪴㪈㪅㪈㩷㪲㫇㫇㫄㪴㪈㪇㪚㫃㪼㪸㫉㪸㫅㪺㪼㪱㫆㫅㪼㪈㪈㪅㪇㪜㪂㪇㪊㪈㪅㪇㪜㪂㪇㪋㪈㪅㪇㪜㪂㪇㪌ᐔⴧ࿶ജ㪲㫋㫆㫉㫉㪴㪜㫈㫌㫀㫃㫀㪹㫀㫉㫀㫌㫄㫇㪸㫉㫀㫋㪸㫃 㫇㫉㪼㫊㫊㫌㫉㪼㩷㫆㪽㩷㪬㪝㪍 㫀㫅㩷㪬㪝㪍㪄㪥㪸㪝㩷㫊㫐㫊㫋㪼㫄㪲㪫㫆㫉㫉㪴図-4

㩷

除染後残留ウラン濃度とUF6-3NaF系でのUF6平衡分圧の関係

㪼㫈㫌㫀㫃㫀㪹㫉㫀㫌㫄㩷㫇㪸㫉㫋㫀㪸㫃㩷㫇㫉㪼㫊㫊㫌㫉㪼㪲ᐔⴧಽ࿶䇭㪧㪲㫋㫆㫉㫉㪴 㪫㫆㫉㫉㪴㩷㪈㪅㪇㪜㪂㪇㪍

㪣㫆㪾㩷㪧㪔㩷㪈㪇㪅㪏㪏㩷– 㪌㪅㪇㪐㬍㪈㪇㪊㪆㪫㩷䋨ᢥ₂㪉䋩㪈㪅㪇㪜㪂㪇㪋

㪧㪲㫋㫆㫉㫉㪴䇮㪫㪲㪢㪴㪈㪅㪇㪜㪂㪇㪉
㪈㪅㪇㪜㪂㪇㪇

㪺㫃㪼㪸㫉㪸㫅㪺㪼㩷㫑㫆㫅㪼㪊㪍㪊㷄䋺㪎㪅㪍㪜㪂㪇㪉㩷㪲㫋㫆㫉㫉㪴㪈㪅㪇㪜㪄㪇㪉
㪈㪅㪇㪜㪄㪇㪋
㪈㪅㪇㪜㪄㪇㪍
㪈㪅㪇㪜㪄㪇㪏

図-5㪈

㪈㪇

㪈㪇㪇

㪋㪍㪇㷄 㪈㪇㪇㪇㫋㪼㫄㫇㪼㫉㪸㫋㫌㫉㪼㪲㷄㪴㩷

UF6-3NaF系でのUF6平衡分圧と温度の関係
㪈㪇㪇㩿㪝㪼㫉㫉㫀㪺㩷㪪㫃㫌㪻㪾㪼㪀㪋㪇㫇㫇㫄㪉㪋㪅㪎㫇㫇㫄㪚㫆㫅㪺㪼㫅㫋㫉㪸㫋㫀㫆㫅㩷㫆㪽㩷㪬㪲㫇㫇㫄㪴㪉㪉㫇㫇㫄㫉㪸㫀㫊㫀㫅㪾㩷㫋㪿㪼㫅㫌㫄㪹㪼㫉㩷㫆㪽㫉㪼㫍㫆㫃㫌㫋㫀㫆㫅㫊䂔䋺㪩㫆㫋㪸㫉㫐㩷㪢㫀㫃㫅㩷㪫㪼㫊㫋㩷㩿㪈㪇㫉㫇㫄㪀㪈㪏㫇㫇㫄㪐㪅㪊㪎㫇㫇㫄㪈㪇䃂䋺㪞㪸㫊㩷㪝㫃㫆㫎㩷㪫㪼㫊㫋㪊㪅㪇㫇㫇㫄㪋㪅㪊㪎㫇㫇㫄㪋㪅㪈㫇㫇㫄䂓䋺㪩㫆㫋㪸㫉㫐㩷㪢㫀㫃㫅㩷㪫㪼㫊㫋㩷㩷㩷㩷㩷㩷㩷㩷㩷㩿㪉㪇㫉㫇㫄㪀㪸㫊㫊㫌㫄㪼㪻㩷㪺㫃㪼㪸㫉㪸㫅㪺㪼㫃㪼㫍㪼㫃㩿㪊㪅㪊㫇㫇㫄㪀㪈㪅㪉㪉㫇㫇㫄㪈㪥㫌㫄㪹㪼㫉㩷㫆㪽㩷㫉㪼㫍㫆㫃㫌㫋㫀㫆㫅㫊㩿㪩㫆㫋㪸㫉㫐㩷㪢㫀㫃㫅㩷㪫㪼㫊㫋㪀䂥 䋺㪇㫉㫇㫄䂔 䋺㪈㪇㫉㫇㫄䂓 䋺㪉㪇㫉㫇㫄䂦䋺㪍㪇㫉㫇㫄㩿 㫊㫌㪹㫁㪼㪺㫋㩷㫆㪽㩷㪽㫌㫋㫌㫉㪼㫀㫅㫍㪼㫊㫋㫀㪾㪸㫋㫀㫆㫅㪀㪇㪅㪉㪐㫇㫇㫄㪇㪅㪈
㪋㪇㪇

㪋㪉㪇

図-6㪋㪋㪇

㪋㪍㪇㪋㪏㪇㪫㪼㫄㫇㪼㫉㪸㫋㫌㫉㪼㪲㷄㪴
ガスフロー式とロータリーキルン式の除染試験結果の比較

㩷
7●

㪌㪇㪇㩷

㩷

㪐㪅㩷 㪠㪚㪜㪤㵭㪇㪊国際学会での発表㩷の攪拌羽の枚数も数種類変えて試験したが除染性能への影響は見られなかった。よって、粉末状のウラン廃棄物に対しては高温になるほど炉の回転速度への依存性が大きくなることがわかった。以上のこと
から粉末状のウラン廃棄物については実機ロータリーキルン式装置においてもクリアランスレベルを達成できる可能性があると考えられる。今後フィルターなど、粉末状以外の形状のウラン廃棄物についても実機適用性を確認する予定である。㩷
㩷㪏㪅㩷 まとめ㩷
①各ウラン廃棄物のフッ素化挙動を示差熱分析や除染試験により把握することができた。例えば㪥㪸を約㪎㫎㫋％含むフィルターでは室温からウランの揮発が始まるが㪈㪇㪇°㪚から生成が始まる㪥㪸㪝により約㪊㪍㪇°㪚までウランの揮発は抑制される。しかし、さらに温度を上げることによりウランの再揮発が始まり約㪋㪍㪇°㪚でクリアランスレベルに到達することがわかった。㩷
②ガスフロー式除染試験装置において、ほとんどのウラン廃棄物をクリアランスレベル以下にまで除染することができた。クリアランスレベルに到達しなかった焼却灰についても㪋㪅㪌㫇㫇㫄というクリアランスレベルに非常に近いレベルにまで除染することができた。㩷
③実規模装置の機構を想定して作製したロータリーキルン式の装置において、スラッジをクリアランスレベル以下にまで除染することに成功した。フィルターについてはクリアランスレベルに到達しなかったが、今後試料の細断方法等を工夫することにより除染性能向上を目指す。㩷
④レンガや金属などの表面汚染物は容易にクリアランスレベル以下にまで除染することができた。㩷
㩷

第 㪐 回 㪠㪚㪜㪤㵭㪇㪊㩷 㩿㪠㫅㫋㪼㫉㫅㪸㫋㫀㫆㫅㪸㫃㩷 㪚㫆㫅㪽㪼㫉㪼㫅㪺㪼㩷 㫆㫅㩷㪜㫅㫍㫀㫉㫆㫅㫄㪼㫅㫋㪸㫃㩷 㪩㪼㫄㪼㪻㫀㪸㫋㫀㫆㫅㩷 㪸㫅㪻㩷 㪩㪸㪻㫀㫆㪸㪺㫋㫀㫍㪼㩷 㪮㪸㫊㫋㪼㩷㪤㪸㫅㪸㪾㪼㫄㪼㫅㫋㪀が㪉㪇㪇㪊年㪐月にイギリス㩷 オックスフォード大学で開催された。本学会は放射性廃棄物の処理・処分や廃止措置に関する国際学会である。論文は㪊㪇㪇件以上の投稿があり、約㪋㪇カ国から㪍㪇㪇人以上の科学者、エンジニア及び政府関係者が出席しており、研究成果の報告や意見交換が行われた。㩷
原環センターではウラン廃棄物のフッ素化除染技術の開発を平成㪈㪇年度から行っているが平成㪈㪋年度に目標クリアランスレベル達成に成功したので本成果を発表し、学会聴講者と意見交換を行った。数多くの聴講者がウラン廃棄物のクリアランスレベル㪇㪅㪊㪙㫈㪆㪾㩿㪠㪘㪜㪘提案値㪀達成の結果に興味を示し各種意見・質問を頂いた。特に多かったのは試験装置の規模に関することと、実規模試験実施への関心であった。これまでの試験では㪈㪇㫄㪾または㪈㪾といった極少量の試料で試験を行っているため実規模での試験を期待するとの意見が多く寄せられた。㩷
㩷㩷
写真1

発表の様子

㩷＜参考文献＞㩷
㩿㪈㪀㩷 㪜㪅㩷㪙㪅㩷㪤㫌㫅㪻㪸㫐㩷㪸㫅㪻㩷㪛㪅㩷㪮㪅㩷㪪㫀㫄㫄㫆㫅㫊㪃㩷㵰㪝㪼㪸㫊㫀㪹㫀㫃㫀㫋㫐㩷㫆㪽㩷㪞㪸㫊㪄㪧㪿㪸㫊㪼㩷 㪛㪼㪺㫆㫅㫋㪸㫄㫀㫅㪸㫋㫀㫆㫅㩷 㫆㪽㩷 㪞㪸㫊㪼㫆㫌㫊㩷 㪛㫀㪽㪽㫌㫊㫀㫆㫅㩷㪜㫈㫌㫀㫇㫄㪼㫅㫋㵱㩷㫇㫉㪼㫇㪸㫉㪼㪻㩷㪹㫐㩷㫋㪿㪼㩷㪦㪘㪢㩷㪩㪠㪛㪞㪜㩷㪢㪄㪉㪌㩷㪪㪠㪫㪜㪃㩷㪝㪼㪹㪅㩷㪈㪐㪐㪊㩷㩿㪉㪀㩷 㪞㪅㪠㪅㩷㪚㪸㫋㪿㪼㫉㫊㪃㩷㪤㪅㪩㪅㩷㪙㪼㫅㫅㪼㫋㪃㩷㪸㫅㪻㩷㪩㪅㪣㪅㪡㫆㫃㫃㪼㫐㩷㩿㪦㪩㪥㪣㪀㪃㩷㪠㫅㪻㫌㫊㫋㫉㫀㪸㫃㩷 㪸㫅㪻㩷 㪜㫅㪾㫀㫅㪼㪼㫉㫀㫅㪾㩷 㪚㪿㪼㫄㫀㫊㫋㫉㫐㪃㩷 㪈㪎㪇㪐㪃㩷 㪌㪇㪃㩷㩿㪈㪐㪌㪏㪀㩷（藤原 健一）㩷

㩷

編集発行㩷

財団法人㩷 原子力環境整備促進・資金管理センター㩷㩷〒㪈㪇㪌㪄㪇㪇㪇㪈㩷 東京都港区虎ノ門２丁目８番㪈㪇号㩷 第㪈㪌森ビル㩷㩷㪫㪜㪣㩷㪇㪊㪄㪊㪌㪇㪋㪄㪈㪇㪏㪈（代表）㩷 㩷 㩷 㪝㪘㪯㩷㪇㪊㪄㪊㪌㪇㪋㪄㪈㪉㪐㪎㩷㩷

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