水冷式反応管を用いた高周波誘導加熱による高レベル放射性廃液のガラス固化法の開発

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23686136
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 澤田 佳代 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 准教授 (90372531)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2014-03-31
• Keywords: ガラス固化 / 高レベル放射性廃液 / 高周波誘導加熱

Research Abstract

本研究では，使用済燃料の再処理工程で発生する高レベル放射性廃液のガラス固化のための水冷式反応管を用いた高周波誘導加熱溶融炉の新規提案する．セラミックスの保護管内に水冷により形成したガラス層を反応管として用い，高周波誘導加熱により連続的に供給される高レベル放射性廃液とガラス原料を瞬時に溶融し，固化を行う．本研究は，小型炉の試作，試作炉を用いた模擬廃液の固化による原理実証を行うことを目的とした．
最終年度の平成25年度は、下記の2つの高レベル放射性模擬廃液のガラス固化を行い，本提案法の原理を実証することを目標とした．なお,これらの実験に先だって，水冷式反応管の改造を行った。前年度使用した反応管では溶融後の冷却時に石英製の水冷管が熱応力により破壊する問題があった.このため,ガラス溶融部分周辺に新たに石英管を配置し,石英管と水冷管との間をガラス粉末を充填することで溶融ガラスが直接水冷管に設置しないように改造した．
(a)仮焼体の溶融固化
あらかじめ希土類元素や白金族元素を含む模擬廃液を仮焼した仮焼体とガラス原料を反応管に投入し，20分間溶融した．製造したガラスの組成分析およびTCP-A法に準拠した浸出試験を行った.比較試料としては仮焼体とガラス原料をアルミナるつぼで1200℃で20分間溶融したものを用いた.組成分析の結果,水冷管で作製したガラス試料は発熱体として用いたステンレス鋼由来の鉄濃度が高く,一方,比較試料ではるつぼ由来のアルミニウムの含有率が高い傾向があったが,それ以外の元素については殆ど差は無かった.浸出試験では比較試料の方がモリブデンの浸出率が5倍程度大きな結果となった.
(b)廃液の溶融固化
白金族元素を含む模擬高レベル放射性廃液を作製し，これをシリンジポンプで供給しながらガラス固化を実施した．模擬廃液を供給しながらの定常運転が可能であることを確認した.

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。