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JP2000144274A - ジルコニウム廃棄物の電解処理方法及びその装置 - Google Patents

ジルコニウム廃棄物の電解処理方法及びその装置

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Publication number
JP2000144274A
JP2000144274A JP32910398A JP32910398A JP2000144274A JP 2000144274 A JP2000144274 A JP 2000144274A JP 32910398 A JP32910398 A JP 32910398A JP 32910398 A JP32910398 A JP 32910398A JP 2000144274 A JP2000144274 A JP 2000144274A
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JP
Japan
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zirconium
waste
electrolytic
electrolysis
oxide
Prior art date
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Pending
Application number
JP32910398A
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English (en)
Inventor
Michitaka Mikura
通孝 三倉
Masaaki Kaneko
昌章 金子
Masaya Miyamoto
真哉 宮本
Yoshikazu Matsubayashi
義和 松林
Yasushi Yamaguchi
恭志 山口
Atsushi Nakajima
淳 中嶋
Nobuyuki Ikenaga
信之 池永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Engineering Corp
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Engineering Corp
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Engineering Corp, Toshiba Corp filed Critical Toshiba Engineering Corp
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Priority to GB9927217A priority patent/GB9927217D0/en
Priority to GB9927452A priority patent/GB2343899B/en
Priority to FR9914573A priority patent/FR2786205B1/fr
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    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
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    • G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
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    • G21C19/44—Reprocessing of irradiated fuel of irradiated solid fuel
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    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ジルコニウム廃棄物を処分環境に適した酸化物
とする電解処理方法で、処理速度を低下させない処理方
法を提供する。 【解決手段】硝酸溶液を電解液として用いた電解におい
て、ジルコニウム廃棄物の酸化処理に関し、電解液を
加熱し、電解速度を促進する、超音波照射を行いなが
らジルコニウム廃棄物表面に生成する電気伝導度の非常
に低い酸化ジルコニウム薄膜層を連続的に剥離させる、
ジルコニウムまたはジルコニウム合金全体に上部から
圧力を加え、表面に生成する酸化ジルコニウム薄膜層の
剥離を加速させる、ジルコニウムまたはジルコニウム
合金全体に連続的に衝撃を与え、表面に生成する酸化ジ
ルコニウム薄膜層の剥離を加速させる。また、ジルコニ
ウム廃棄物が比較的小さく、表面が酸化物で覆われてい
る場合、酸化ジルコニウムの薄片を電解用セル内から除
去するために、電解液を撹拌する、廃棄物収納セル
内へ電解液を送液する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ジルコニウム廃棄
物の処理方法及び処理装置に係り、特に、使用済み燃料
被覆管やプルトニウム濃縮缶等のジルコニウム金属また
はその合金等で構成されるジルコニウム廃棄物の処理方
法及び処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】原子力発電所で使用した使用済み燃料
は、再処理工場に運ばれ、ここで、ジルコニウムで構成
される燃料被覆管を切断し、硝酸により溶解処理され
る。硝酸溶液中に溶解されたウラン・プルトニウムは分
離精製され、再利用される。
【０００３】一方、切断された燃料被覆管は、未処理の
まま水槽中に貯蔵される。燃料被覆管の水槽内保管は、
暫定的であると共に、保管に膨大な貯蔵スペースが必要
となる。また、水槽内の水質保持のための装置が必要で
ある。このため、切断された燃料被覆管の減容・固化処
理の開発が求められている。
【０００４】また、再処理工場では、硝酸を高温で取り
扱うプルトニウム濃縮缶、溶解槽、よう素追出槽等の機
器は、ジルコニウム金属で構成される。これらの機器
は、一定期間使用した後、廃棄される予定である。これ
らの機器を固体のジルコニウム廃棄物として減容し固化
処理する方法の開発が求められている。ジルコニウム金
属の処理方法としては、切断、圧縮、溶融等の方法が報
告されている。
【０００５】しかしながら、これらの方法では、比較的
活性の高い金属を取り扱うため雰囲気制御や、処理時に
発生する放射性ガスの処理を行う必要がある。また、ジ
ルコニウムにより構成される金属廃棄物の最終的な処分
には地層中に埋設する処分方法が考えられる。
【０００６】現在想定される地層環境での地下水中で
は、ジルコニウムはIV価の形態が最も安定である。圧
縮、切断、溶融した後、容器に詰めたような処理方法で
は、長期的に水の浸入が考えられ、この場合、浸入した
水との反応によりジルコニウムは酸化され、水素ガスな
どが発生すると考えられる。この場合、金属廃棄物が酸
化物に化学変化し、容積変化、発生したガスの蓄積など
が原因となり、処分施設の健全性を損なうことが懸念さ
れる。
【０００７】ジルニウム金属の自然発火性を押さえる方
法や、また、最終処分との適合性、即ち処分施設の健全
性の確保を考えるための電解処理方法が知られている。
しかし、この電解処理方法では、電解反応が進むにつれ
ジルコニウム廃棄物表面に生成する電気伝導度の非常に
低い酸化ジルコニウム層が生成し、電解時の電流が低下
し、処理速度が遅くなる。
【０００８】また、タンクの構造を持つような廃棄物に
関しては、使用の目的から内容面内のみ放射性物質に汚
染されていると考えられる。廃棄物を合理的に処分する
上で、放射性物質のみを除去することは、更に安価な廃
棄物処分が適用できる。しかしながら、前記電解方法で
は、すべてを酸化物に処理する方法についてしか言及し
ていない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来のジルコニウム金
属の処理（圧縮、切断、溶融）の問題点である、発火を
おさえるためのガス系の制御や最終処分した際にその環
境条件下で化学変化を起こすことは避けられない。これ
を避けるための前述の電解技術では、電解時の処理速度
の低下を招くという課題がある。
【００１０】また、タンクの構造を持つような廃棄物に
関しては、放射性物質による汚染は内面のみであるた
め、これを除去することで、当該廃棄物を非放射性廃棄
物として扱える。このような処理を行うことで合理的で
安価な処理方法が検討可能となるが、従来の方法は全量
を酸化物へと処理する方法であり、汚染部分であるタン
ク内表面だけを処理する方法については検討がなされな
い課題がある。
【００１１】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、ジルコニウム廃棄物を処分環境に適した酸化
物とする電解処理方法で、処理速度を低下させることな
く酸化処理できるジルコニウム廃棄物の電解処理方法及
びその装置を提供することにある。
【００１２】また、本発明は、ジルコニウム廃棄物の表
面に生成する酸化物の剥離を促進させることができるジ
ルコニウム廃棄物の電解処理方法及びその装置を提供す
ることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、電解
によるジルコニウムまたはジルコニウム合金で構成され
るジルコニウム廃棄物の酸化処理方法において、硝酸溶
液を電解液として用いた場合、電解速度を向上させるた
め電解液を加熱することを特徴とする。
【００１４】請求項２の発明は、電解によるジルコニウ
ムまたはジルコニウム合金で構成される固体廃棄物の酸
化処理方法において、電解時の処理速度を維持するた
め、超音波照射を行いながらジルコニウムまたはジルコ
ニウム合金表面に生成する電気伝導度の非常に低い酸化
ジルコニウム薄膜層を連続的に剥離させることを特徴と
する。
【００１５】請求項３の発明は、ジルコニウム廃棄物が
比較的小さく、また表面が酸化物で覆われている場合、
電流効率を高めるため、前記廃棄物だけを電解液中に配
置し、電解時の処理速度を維持するため、ジルコニウム
及びジルコニウム合金全体に上部から圧力を加え、前記
廃棄物の表面に生成する酸化ジルコニウム薄膜層の剥離
を加速させることを特徴とする。
【００１６】請求項４の発明は、ジルコニウム廃棄物が
比較的小さく、また表面が酸化物で覆われている場合、
電流効率を高めるため、前記廃棄物だけを電解液中に配
置し、電解時の処理速度を維持するため、ジルコニウム
及びジルコニウム合金全体に連続的に衝撃を与え、表面
に生成する酸化ジルコニウム薄膜層の剥離を加速させる
ことを特徴とする。
【００１７】請求項５の発明は、ジルコニウム廃棄物が
比較的小さく、また表面が酸化物で覆われている場合、
電解を阻害せず、電解処理により発生した酸化物を回収
できるよう電解槽内の電解液正常を均一に保つため、電
解液を攪拌することを特徴とする。
【００１８】請求項６の発明は、ジルコニウム廃棄物が
比較的小さく、また表面が酸化物で覆われている場合、
電解処理により発生した酸化物を連続的に廃棄物収納セ
ルから落下させるため、前記廃棄物収納セルの底面に多
数の細孔を設けて電解液を前記廃棄物収納セル内に循環
させることを特徴とする。
【００１９】請求項７の発明は、ジルコニウム廃棄物が
比較的小さく、また表面が酸化物で覆われている場合、
電流効率を高めるため、前記廃棄物だけを電解槽内の電
解液中に配置し、前記廃棄物表面の酸化ジルコニウム薄
膜層の剥離を加速させるために加熱し、かつ前記加熱部
と、電解槽全体を超音波照射し、更に前記廃棄物全体に
圧力を与えかつ衝撃を与えることを特徴とする。
【００２０】請求項８の発明は、ジルコニウム廃棄物が
タンクのような構造を持つ場合、タンク内面に付着して
いる放射性物質のみを除去するため、タンク内に電解液
を注入し、内部に陰極を配置し、廃棄物を陽極にしてタ
ンク内面のみ電解し、放射性物質を除染することを特徴
とする。
【００２１】請求項９の発明は、電解液を収納する電解
槽と、この電解槽内に設置され前記電解液の流路孔を有
しジルコニウム廃棄物を収納する電解用セルと、前記ジ
ルコニウム廃棄物に接触する陽極と、前記電解槽内の電
解液に接触する陰極と、この陰極および前記陽極に直流
電圧を印加する直流電源と、前記電解液を加熱する前記
電解槽に取付けた加熱媒体用ラインと、前記電解液を攪
拌する攪拌子または超音波振動子とを具備したことを特
徴とする。
【００２２】請求項10の発明は、前記電解槽に酸化処理
時に発生する水素ガス，二酸化炭素ガスまたは窒素酸化
物などを回収する機能を持ったオフガス処理機器を設け
てなることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】図１により本発明に係るジルコニ
ウム廃棄物の電解処理装置の実施の形態を説明する。図
１中、符号１は電解槽で、電解槽１の上端開口には上蓋
２が着脱自在に取付けられる。電解槽１内には電解用セ
ル３が支持体４を介して設置され、電解用セル３内の底
部には電解液の流路孔となる多数の細孔を有する目皿板
５が取付けられている。
【００２４】電解用セル３内には目皿板５上に被電解処
理対象物としてのジルコニウム廃棄物６が収納されると
ともに、ジルコニウム廃棄物６上に板状陽極７が載置さ
れる。ジルコニウム廃棄物６としては例えば使用済み燃
料被覆管の細断片，プルトニウム濃縮缶４の細断片等で
ジルコニウム金属またはその合金である。
【００２５】電解槽１内には例えば硝酸溶液などの電解
液８が貯留され、電解槽１の内面と電解用セル３の外面
との間の電解液８中に陰極９が没入浸漬されている。陽
極７と陰極９はそれぞれ上蓋２を貫通するリード線10，
11により直流電源12に接続している。リード線10，11は
上蓋２に取付けた絶縁物13を貫通して電解槽１との間で
電気的な絶縁が保持されている。
【００２６】電解槽１はベース14上に設置されており、
ベース14にはマグネチックスターラ15が設けられてい
る。このマグネチックスターラ15に対向する電解槽１内
の底面に攪拌子16が配置される。マグネチックスターラ
15の起動により攪拌子16は回転し、動き回って電解液８
を攪拌する。
【００２７】電解槽１の外面にほぼ中央部から下方にわ
たり電解液８を加熱するためのジャケット17が取付けら
れ、ジャケット17の右側上方から左側下方にわたって加
熱媒体用ライン18が接続され、加熱媒体用ライン18には
調温器19と循環ポンプ20が取付けられている。
【００２８】調温器19で加熱媒体を所定の温度に維持し
て循環ポンプ20を駆動してジャケット17に加熱媒体を供
給して加熱媒体用ライン18を循環させる。加熱媒体によ
り電解槽１内の電解液８を加熱することにより、硝酸溶
液を電解液８として用いた場合、電解速度を向上させる
ことができる。
【００２９】本実施の形態では、電解槽１内の電解用セ
ル３内は目皿板５を通して流入する電解液８で満たさ
れ、ジルコニウム廃棄物６は陰極９に電圧を印加する
と、電気化学反応が起こり、ジルコニウム廃棄物６の金
属（Ｚｒ）母材が電解液８中に溶解する。この金属を溶
解させることにより金属表面に付着した放射性物質を除
去することができる。
【００３０】また、攪拌子16の代りに超音波振動子を使
用することもできる。超音波振動子を使用した場合に
は、超音波振動子を超音波発生器と接続して、超音波振
動子から超音波を電解液８中に照射する。これにより、
電解時の処理速度を維持でき、超音波照射を行いながら
ジルコニウム廃棄物６の表面に生成する電気伝導度の非
常に低い酸化ジルコニウム薄膜層を連続的に剥離させる
ことができる。
【００３１】つぎに、本発明に係るジルコニウム廃棄物
の電解処理方法の実施の形態を実施例１〜６について説
明する。 （実施例１）図２および図３により本発明方法の実施例
１を説明する。
【００３２】本実施例は請求項１の発明に対応し、電解
によるジルコニウムまたはジルコニウム合金で構成され
るジルコニウム廃棄物の酸化処理方法に関し、硝酸溶液
を電解液として用いた場合、電解反応速度を向上させる
ため、電解液を加熱することにある。
【００３３】図２においては電解処理試験装置を概略的
に示しており、符号21は電解槽，22は模擬廃棄物，23は
酸化ジルコニウム，24は陽極，25は陰極，26は電解液を
それぞれ概略的に示している。
【００３４】原子力発電所等の放射性物質取り扱い施設
を解体する際に発生するジルコニウムおよびジルコニウ
ム合金等のハルと称する模擬廃棄物22を図２に示す電解
処理槽21内にジルコニウムが下部のみを接液させるよう
に設置した。なお、模擬廃棄物22の表面は酸化処理され
二酸化ジルコニウムで覆われているものである。
【００３５】この電解処理試験装置を用い、ジルコニウ
ム合金を電解処理した。電解液26には、10規定の硝酸
（ＨＮＯ3 ）溶液を用いた。白金処理を施している陰極
25を電解液26中に浸し、白金処理を施している陽極24と
ジルコニウムとジルコニウム合金を液外にて接触させ、
電源部から15Ｖの直流電圧を１時間印加して電解処理を
行った。
【００３６】常温による電解では電解が起こらなかった
が、40℃以上の温度で電解が起きた（図３参照）。ま
た、電解が開始される時間は温度の上昇とともに短くな
る傾向を示した。
【００３７】（実施例２）本実施例２は請求項１の発明
に対応する。実施例１と同様、図２に示す電解処理試験
装置を用いて電解を行った。電解液26の硝酸濃度をパラ
メータとし、常温及び電解液26を80℃に加熱したケース
についてそれぞれ電解を実施した。なお、14Ｖの定電圧
の直流電圧を１時間印加して電解処理を行った。それぞ
れのケースに関しての電解開始時間を図４に示す。常温
ではいずれの場合も一定時間経過後電解が開始されるの
に対し、80℃では通電直後に電解が開始され定常的に酸
化物が生成した。
【００３８】（実施例３）本実施例３は請求項２及び４
の発明に対応する。すなわち、電解によるジルコニウム
廃棄物の酸化処理に関し、電解時の処理速度を維持する
ため、超音波照射を行いながらジルコニウム廃棄物の表
面に生成する電気伝導度の非常に低い酸化ジルコニウム
薄膜層を連続的に剥離させる。
【００３９】また、ジルコニウム廃棄物が比較的小さ
く、また表面が酸化物で覆われている場合、電流効率を
高めるため、廃棄物だけを液中に配置し、酸化処理させ
る構造を持つ酸化処理方法に関し、電解時の処理速度を
維持するため、ジルコニウム及びジルコニウム合金全体
に連続的に衝撃を与え、表面に生成する酸化ジルコニウ
ム薄膜層の剥離を加速させる。
【００４０】図１に示す電解処理装置を用いて電解を行
った。電解液８には、80℃に加熱した10規定の硝酸（Ｈ
ＮＯ3 ）溶液を用い、直流電源12から14Ｖの直流電圧を
１時間印加して電解処理を行った。400 Ｗの超音波を照
射した場合の電流の経時変化を図５に示し、照射を行わ
なかった場合の電流の経時変化を図６に示す。
【００４１】電解開始直後の電流値は高いが、いずれの
場合も時間経過とともに電流値が低下している。但し、
超音波照射を行っている場合には電流の最小値は10Ａで
あることに対し、照射を行わない場合は45分後に電流が
ほとんど流れなくなり、電解処理が停止した。
【００４２】なお、超音波照射をしない場合に関して
は、電流が流れなくなった直後（45分間後）セル上部か
ら電解セルに30秒間10回にわたり0.98kg・ｍ2 ／sec 2
の衝撃を加えた。その結果、50分間後には電流が流れ、
再び電解が開始された。
【００４３】（実施例４）本実施例４は請求項３，４，
５、６及び７の発明に対応する。すなわち、ジルコニウ
ム廃棄物が比較的小さく、また表面が酸化物で覆われて
いる場合、電流効率を高めるため、廃棄物だけを液中に
配置し、酸化処理させる構造を持つ酸化処理装置に関
し、電解時の処理速度を維持するため、ジルコニウム及
びジルコニウム合金全体に上部から圧力を加え、表面に
生成する酸化ジルコニウム薄膜層の剥離を加速させる。
【００４４】ジルコニウム廃棄物が比較的小さく、また
表面が酸化物で覆われている場合、電解を阻害せず、電
解処理により発生した酸化物を回収できるような細孔構
造を持つ構造の酸化物回収容器に関し、電解槽内の電解
液性状を均一に保つため、電解液を攪拌する。
【００４５】また、ジルコニウム廃棄物が比較的小さ
く、また表面が酸化物で覆われている場合、電解処理に
より発生した酸化物を下部から連続的に廃棄物収納セル
より落下させるため、底面に細孔構造を持つ構造の廃棄
物収納セルに関し、電解液を廃棄物収納セル内に循環さ
せる。
【００４６】さらに、ジルコニウム廃棄物が比較的小さ
く、また表面が酸化物で覆われている場合、電流効率を
高めるため、廃棄物だけを液中に配置し、酸化処理させ
る構造を持つ酸化処理方法において、表面の酸化ジルコ
ニウム薄膜層の剥離を加速させるための加熱部と、電解
槽全体を超音波照射できるような構造を有し、更にジル
コニウム廃棄物全体に圧力を加えかつ衝撃を与える。実
施例３と同様、図１に示す電解処理装置を用いて電解を
行った。電解液にはの直流電圧を１時間印加し、350 Ｗ
の超音波を照射しながら電解処理を行った。なお、電解
槽１内部に攪拌子を投入し、電解槽１の外部からマグネ
チックスターラ15で電解液８を電解槽１内及び電解用セ
ル３内で均一になるように攪拌した。このとき、電解用
セル３内部の模擬廃棄物には５kgの加重を加えてある。
【００４７】電流の経時変化を図７に示す。電解開始15
分間後に電流値は著しい低下を示した。電解開始16分後
に電解用セル３の上部から、電解用セル３に15秒間５回
にわたり0.98kg・ｍ2 ／sec 2 の衝撃を加えた。その直
後電流値は20Ａでほぼ一定の値を示し、処理速度を低下
させることなく定常的に電解が起きた。
【００４８】（実施例５）本実施例５は請求項８の発明
に対応する。すなわち、ジルコニウム廃棄物がタンクの
ような構造を持つ場合、タンク内面に付着している放射
性物質のみを除去するため、タンク内に電解液を注入
し、内部に陰極を配置し、廃棄物を陽極にしてタンク内
面のみ電解し、放射性物質の除染を可能にする。
【００４９】また、ジルコニウム廃棄物がタンクのよう
な構造を持つ場合、前記処理方法に関し、電流効率を高
めるため、タンク内表面の酸化ジルコニウム薄膜層の剥
離を加速させるための加熱部と、電解槽全体を超音波照
射できるような構造を設けて電解処理装置タンク内面の
み電解除染を可能にする。
【００５０】ジルカロイ製のパイプを切断し、下部を四
フッ化エチレン樹脂製シールで養生したシリコン栓で閉
塞させた模擬廃棄物中に電解液として10規定の硝酸溶液
を添加した。内部に白金線を配置し、模擬廃棄物が陽
極、白金線が陰極になるように直流電源を接続し、電源
部から14Ｖの直流電圧を10分間印加し電解を行った。
【００５１】電解中は電解液に接している面全体から黒
色の薄片が連続的に剥離している状況が確認できた。電
解終了後の内部に蓄積した黒色の薄片状の物質を回収し
Ｘ線回折により組成分析したところ、二酸化ジルコニウ
ムであることがわかった。
【００５２】（実施例６）本実施例６は請求項10の発明
に対応する。すなわち、ジルコニウム廃棄物がタンクの
ような構造を持つ場合のオフガス系に関し、酸化処理時
に発生する水素ガス、二酸化炭素ガス、窒素酸化物など
を回収する機能を有するオフガス処理機器を設ける。
【００５３】実施例５に記載した模擬廃棄物の上部に10
規定の水酸化ナトリウム水溶液を250ml 入れた洗気ビン
を備えたオフガスラインを取付け、10規定の硝酸溶液を
電解液とし、内部に白金線を配置し、模擬廃棄物が陽
極、白金線が陰極になるように直流電源を接続し、電源
部から14Ｖの直流電圧を１時間で印加した。
【００５４】なお、内部に１ｌ／min の流量で窒素のキ
ャリアガスを導入した。電解時にはＮＯx ガスが発生し
ていることが確認できた。但しオフガスライン出口での
ＮＯx ガス濃度は検出限界以下であった。
【００５５】
【発明の効果】本発明によればジルコニウムまたはジル
コニウム合金で構成されるジルコニウム廃棄物の電解酸
化処理方法に関し、電解時に電解液の加熱、超音波照
射、ジルコニウム及びジルコニウム合金全体への上部か
ら加圧、ジルコニウム及びジルコニウム合金全体に連続
的に衝撃を与えることにより電解反応速度の低下を避け
ることができる。
【００５６】また、特に固体廃棄物が比較的小さく、ま
た表面が酸化物で覆われている場合、電解液を攪拌、廃
棄物収納セル内へ電解液を送液を行うことで、電解液の
反応部分近傍での溶液性状の均一性を確保し、電気伝導
度の非常に低い酸化ジルコニウムの薄片を電解セル内か
ら除去することが可能となる。更に、タンクの構造を持
つような廃棄物に対しては、タンク内面に付着している
放射性物質のみを除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るジルコニウム廃棄物の電解処理装
置の実施の形態を一部概略的に示す縦断面図。
【図２】本発明に係るジルコニウム廃棄物の電解処理方
法の実施の形態で使用する電解処理試験装置を概略的に
示す縦断面図。
【図３】本発明に係るジルコニウム廃棄物の電解処理保
法の実施例１における電解液の温度による酸化反応開始
時間依存性を示す特性図。
【図４】実施例２における加熱による電解開始時間への
効果を常温で対比して示す比較図。
【図５】実施例３における超音波照射（400 Ｗ）時の電
流値の変化を示す特性図。
【図６】実施例３における超音波非照射時の電流値の変
化を示す特性図。
【図７】実施例４における超音波照射（350 Ｗ）時の電
流値の変化を示す特性図。
【符号の説明】
１…電解槽、２…上蓋、３…電解用セル、４…支持体、
５…目皿板、６…ジルコニウム廃棄物、７…陽極、８…
電解液、９…陰極、10，11…リード線、12…直流電源、
13…絶縁物、14…ベース、15…マグネチックスターラ、
16…攪拌子または超音波振動子、17…ジャケット、18…
加熱媒体ライン、19…調温器、20…循環用ポンプ、21…
電解処理槽、22…模擬廃棄物、23…酸化ジルコニウム
（ＺｒＯ2）、24…陽極、25…陰極、26…電解液。
フロントページの続き (72)発明者 金子 昌章 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 宮本 真哉 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 松林 義和 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 山口 恭志 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 中嶋 淳 神奈川県川崎市幸区堀川町66番の２ 東芝 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 池永 信之 神奈川県川崎市幸区堀川町66番の２ 東芝 エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 4K001 AA31 DB05 DB15

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電解によるジルコニウムまたはジルコニ
    ウム合金で構成されるジルコニウム廃棄物の酸化処理方
    法において、硝酸溶液を電解液として用いた場合、電解
    速度を向上させるため前記電解液を加熱することを特徴
    とするジルコニウム廃棄物の電解処理方法。
  2. 【請求項２】 電解によるジルコニウムまたはジルコニ
    ウム合金で構成されるジルコニウム廃棄物の酸化処理方
    法において、電解時の処理速度を維持するため、超音波
    照射を行いながら前記ジルコニウム廃棄物の表面に生成
    する電気伝導度の非常に低い酸化ジルコニウム薄膜層を
    連続的に剥離させることを特徴とするジルコニウム廃棄
    物の電解処理方法。
  3. 【請求項３】 電解によるジルコニウムまたはジルコニ
    ウム合金で構成されるジルコニウム廃棄物の酸化処理方
    法において、前記ジルコニウム廃棄物が比較的小さく、
    また表面が酸化物で覆われている場合、電流効率を高め
    るため、前記ジルコニウム廃棄物だけを電解液中に配置
    し、電解時の処理速度を維持するため、前記ジルコニウ
    ム廃棄物全体に上部から圧力を加え、前記ジルコニウム
    廃棄物の表面に生成する酸化ジルコニウム薄膜層の剥離
    を加速させることを特徴とするジルコニウム廃棄物の電
    解処理方法。
  4. 【請求項４】 電解によるジルコニウムまたはジルコニ
    ウム合金で構成されるジルコニウム廃棄物の酸化処理方
    法において、前記ジルコニウム廃棄物が比較的小さく、
    また表面が酸化物で覆われている場合、電流効率を高め
    るため、前記ジルコニウム廃棄物だけを電解液中に配置
    し、電解時の処理速度を維持するため、前記ジルコニウ
    ム廃棄物全体に連続的に衝撃を与え、表面に生成する酸
    化ジルコニウム薄膜層の剥離を加速させることを特徴と
    するジルコニウム廃棄物の電解処理方法。
  5. 【請求項５】 電解によるジルコニウムまたはジルコニ
    ウム合金で構成されるジルコニウム廃棄物の酸化処理方
    法において、前記ジルコニウム廃棄物が比較的小さく、
    また表面が酸化物で覆われている場合、電解を阻害せ
    ず、電解処理により発生した酸化物を回収できるよう電
    解槽内の電解液正常を均一に保つため、電解液を攪拌す
    ることを特徴とするジルコニウム廃棄物の電解処理方
    法。
  6. 【請求項６】 電解によるジルコニウムまたはジルコニ
    ウム合金で構成されるジルコニウム廃棄物の酸化処理方
    法において、前記ジルコニウム廃棄物が比較的小さく、
    また表面が酸化物で覆われている場合、電解処理により
    発生した酸化物を連続的に廃棄物収納セルから落下させ
    るため、前記廃棄物収納セルの底面に多数の細孔を設け
    て電解液を前記廃棄物収納セル内に循環させることを特
    徴とするジルコニウム廃棄物の電解処理方法。
  7. 【請求項７】 電解によるジルコニウムまたはジルコニ
    ウム合金で構成されるジルコニウム廃棄物の酸化処理方
    法において、前記ジルコニウム廃棄物が比較的小さく、
    また表面が酸化物で覆われている場合、電流効率を高め
    るため、前記ジルコニウム廃棄物だけを電解槽内の電解
    液中に配置し、前記ジルコニウム廃棄物表面の酸化ジル
    コニウム薄膜層の剥離を加速させるために加熱し、かつ
    前記加熱部と、電解槽全体を超音波照射し、更に前記ジ
    ルコニウム廃棄物全体に圧力を与えかつ衝撃を与えるこ
    とを特徴とするジルコニウム廃棄物の電解処理方法。
  8. 【請求項８】 電解によるジルコニウムまたはジルコニ
    ウム合金で構成されるジルコニウム廃棄物の酸化処理方
    法において、前記ジルコニウム廃棄物がタンクのような
    構造を持つ場合、前記タンク内面に付着している放射性
    物質のみを除去するため、前記タンク内に電解液を注入
    するとともに陰極を配置し、前記ジルコニウム廃棄物を
    陽極にして前記タンク内面のみ電解し、前記放射性物質
    を除染することを特徴とするジルコニウム廃棄物の電解
    処理方法。
  9. 【請求項９】 電解液を収納する電解槽と、この電解槽
    内に設置され前記電解液の流路孔を有しジルコニウム廃
    棄物を収納する電解用セルと、前記ジルコニウム廃棄物
    に接触する陽極と、前記電解槽内の電解液に接触する陰
    極と、この陰極および前記陽極に直流電圧を印加する直
    流電源と、前記電解液を加熱する前記電解槽に取付けた
    加熱媒体用ラインと、前記電解液を攪拌する攪拌子また
    は超音波振動子とを具備したことを特徴とするジルコニ
    ウム廃棄物の電解処理装置。
  10. 【請求項１０】 前記電解槽に前記酸化処理時に発生す
    る水素ガス，二酸化炭素ガスまたは窒素酸化物などを回
    収する機能を持ったオフガス処理機器を設けてなること
    を特徴とする請求項９記載のジルコニウム廃棄物の電解
    処理装置。
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