JP2001033587A - 放射性黒鉛の処理方法及び装置 - Google Patents
放射性黒鉛の処理方法及び装置Info
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- JP2001033587A JP2001033587A JP11208806A JP20880699A JP2001033587A JP 2001033587 A JP2001033587 A JP 2001033587A JP 11208806 A JP11208806 A JP 11208806A JP 20880699 A JP20880699 A JP 20880699A JP 2001033587 A JP2001033587 A JP 2001033587A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】放射性黒鉛を不燃性の雑固体廃棄物とともにコ
ンパクトな装置で迅速に焼却処理することができる放射
性黒鉛の処理方法及び装置を提供する。 【解決手段】放射性雑固体廃棄物の溶融炉１の出口に接
続された二次燃焼室２に、供給口７から放射性黒鉛の塊
を投入し、富酸素バーナ９等により酸素含有ガスで燃焼
させる。この結果、放射性黒鉛は迅速に焼却されるとと
もに、発生した１０００℃以上にの高温ガスにより、溶
融炉１の排ガスを二次燃焼させる。高温ガスの一部は溶
融炉１に送られ、不燃物中に含まれる可燃物の燃焼用空
気として利用することができる。
ンパクトな装置で迅速に焼却処理することができる放射
性黒鉛の処理方法及び装置を提供する。 【解決手段】放射性雑固体廃棄物の溶融炉１の出口に接
続された二次燃焼室２に、供給口７から放射性黒鉛の塊
を投入し、富酸素バーナ９等により酸素含有ガスで燃焼
させる。この結果、放射性黒鉛は迅速に焼却されるとと
もに、発生した１０００℃以上にの高温ガスにより、溶
融炉１の排ガスを二次燃焼させる。高温ガスの一部は溶
融炉１に送られ、不燃物中に含まれる可燃物の燃焼用空
気として利用することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子力施設から発
生する放射性黒鉛の処理方法及び装置に関するものであ
り、特に放射性雑固体廃棄物とともに放射性黒鉛を処理
するに適した放射性黒鉛の処理方法及び装置に関するも
のである。
生する放射性黒鉛の処理方法及び装置に関するものであ
り、特に放射性雑固体廃棄物とともに放射性黒鉛を処理
するに適した放射性黒鉛の処理方法及び装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】黒鉛減速型原子炉からは、その廃止措置
に伴い多量の放射性黒鉛が廃棄物として発生する。また
これとともに、黒鉛以外の金属やコンクリート等の不燃
性の雑固体廃棄物も廃炉廃棄物として発生するため、こ
れらを高周波溶融またはプラズマ溶融する計画が進めら
れている。これらの方法は溶融炉内に空気又は酸素を導
入することにより、放射性黒鉛の焼却と不燃性の雑固体
廃棄物の溶融とを同時に行わせる方法である。
に伴い多量の放射性黒鉛が廃棄物として発生する。また
これとともに、黒鉛以外の金属やコンクリート等の不燃
性の雑固体廃棄物も廃炉廃棄物として発生するため、こ
れらを高周波溶融またはプラズマ溶融する計画が進めら
れている。これらの方法は溶融炉内に空気又は酸素を導
入することにより、放射性黒鉛の焼却と不燃性の雑固体
廃棄物の溶融とを同時に行わせる方法である。
【０００３】ところが放射性黒鉛と不燃性の雑固体廃棄
物とを一緒に高周波溶融またはプラズマ溶融しようとす
ると、黒鉛は不燃物の溶湯の中に沈んでしまい、酸素と
の接触が悪くなる。このため黒鉛の燃焼速度が大幅に低
下し、実用的な処理速度が得られない。特に廃止措置に
伴って発生する放射性黒鉛はこぶし大程度のものが大半
であるため溶湯に沈み易くなっている。
物とを一緒に高周波溶融またはプラズマ溶融しようとす
ると、黒鉛は不燃物の溶湯の中に沈んでしまい、酸素と
の接触が悪くなる。このため黒鉛の燃焼速度が大幅に低
下し、実用的な処理速度が得られない。特に廃止措置に
伴って発生する放射性黒鉛はこぶし大程度のものが大半
であるため溶湯に沈み易くなっている。
【０００４】そこで所定の黒鉛の処理能力を確保するた
めには、同一の溶融炉を放射性黒鉛の単独焼却処理と、
不燃物の溶融処理との二つの運転モードで運転する必要
がある。しかしその結果、不燃物の溶融時間が減少する
ため、年間の不燃物処理目標を達成するためには大容量
の処理設備が必要となって、建設コスト及びランニング
コストが高くなるという問題が生ずる。しかもこぶし大
の放射性黒鉛は燃焼速度が極めて小さいために、破砕・
粉砕等の前処理が必要となり、更に設備コストの高騰を
招くこととなる。
めには、同一の溶融炉を放射性黒鉛の単独焼却処理と、
不燃物の溶融処理との二つの運転モードで運転する必要
がある。しかしその結果、不燃物の溶融時間が減少する
ため、年間の不燃物処理目標を達成するためには大容量
の処理設備が必要となって、建設コスト及びランニング
コストが高くなるという問題が生ずる。しかもこぶし大
の放射性黒鉛は燃焼速度が極めて小さいために、破砕・
粉砕等の前処理が必要となり、更に設備コストの高騰を
招くこととなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決し、放射性黒鉛を不燃性の雑固体廃棄物
とともにコンパクトな装置で迅速に焼却処理することが
できる放射性黒鉛の処理方法及び装置を提供するために
なされたものである。
の問題点を解決し、放射性黒鉛を不燃性の雑固体廃棄物
とともにコンパクトな装置で迅速に焼却処理することが
できる放射性黒鉛の処理方法及び装置を提供するために
なされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明の放射性黒鉛の処理方法は、放射性
雑固体廃棄物の溶融炉の出口に接続された二次燃焼室に
放射性黒鉛の塊を投入して酸素含有ガスで燃焼させ、放
射性黒鉛を焼却するとともに、発生した高温ガスにより
溶融炉の排ガスを二次燃焼させることを特徴とするもの
である。なお、酸素含有ガスは富酸素空気とすることが
好ましい。また、発生した高温ガスを溶融炉に導入して
燃焼空気として利用することも好ましい。
めになされた本発明の放射性黒鉛の処理方法は、放射性
雑固体廃棄物の溶融炉の出口に接続された二次燃焼室に
放射性黒鉛の塊を投入して酸素含有ガスで燃焼させ、放
射性黒鉛を焼却するとともに、発生した高温ガスにより
溶融炉の排ガスを二次燃焼させることを特徴とするもの
である。なお、酸素含有ガスは富酸素空気とすることが
好ましい。また、発生した高温ガスを溶融炉に導入して
燃焼空気として利用することも好ましい。
【０００７】また上記の課題を解決するためになされた
本発明の放射性黒鉛の処理装置は、放射性雑固体廃棄物
の溶融炉の出口に接続された二次燃焼室の炉体に、溶融
炉からの排ガス導入口、放射性黒鉛の供給口、加熱用バ
ーナ、酸素含有ガス供給口、放射性黒鉛の燃焼用固定
床、排ガス出口を設けたことを特徴とするものである。
なお、加熱用バーナを酸素含有ガス供給口を備えた富酸
素バーナとすることができる。
本発明の放射性黒鉛の処理装置は、放射性雑固体廃棄物
の溶融炉の出口に接続された二次燃焼室の炉体に、溶融
炉からの排ガス導入口、放射性黒鉛の供給口、加熱用バ
ーナ、酸素含有ガス供給口、放射性黒鉛の燃焼用固定
床、排ガス出口を設けたことを特徴とするものである。
なお、加熱用バーナを酸素含有ガス供給口を備えた富酸
素バーナとすることができる。
【０００８】本発明によれば、放射性雑固体廃棄物の溶
融炉からの排ガス中に含まれる未燃分を完全燃焼させる
ために設けられている二次燃焼室の床を利用して、放射
性黒鉛を酸素含有ガスで燃焼させる。この結果、二次燃
焼室内の温度を１０００℃以上の高温に維持しつつ、こ
ぶし大の放射性黒鉛をも迅速に燃焼させることができ
る。しかもこれにより発生した高温ガスを溶融炉に導入
して溶融炉における燃焼空気として利用することによ
り、熱効率の向上と溶融処理速度の向上とを図ることが
できる。この結果、設備を大型化することなく放射性黒
鉛を不燃性の雑固体廃棄物とともに迅速に焼却処理する
ことができ、また放射性黒鉛を予め破砕・粉砕する必要
もない。なお、廃活性炭等炭素質の廃棄物も黒鉛と同様
に処理することができる。以下に図面を参照しつつ、本
発明の好ましい実施形態を示す。
融炉からの排ガス中に含まれる未燃分を完全燃焼させる
ために設けられている二次燃焼室の床を利用して、放射
性黒鉛を酸素含有ガスで燃焼させる。この結果、二次燃
焼室内の温度を１０００℃以上の高温に維持しつつ、こ
ぶし大の放射性黒鉛をも迅速に燃焼させることができ
る。しかもこれにより発生した高温ガスを溶融炉に導入
して溶融炉における燃焼空気として利用することによ
り、熱効率の向上と溶融処理速度の向上とを図ることが
できる。この結果、設備を大型化することなく放射性黒
鉛を不燃性の雑固体廃棄物とともに迅速に焼却処理する
ことができ、また放射性黒鉛を予め破砕・粉砕する必要
もない。なお、廃活性炭等炭素質の廃棄物も黒鉛と同様
に処理することができる。以下に図面を参照しつつ、本
発明の好ましい実施形態を示す。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明の装置全体の概略的
な断面図、図２は二次燃焼室の拡大断面図である。図１
に示される１は溶融炉、２はその出口に接続された二次
燃焼室である。金属、コンクリート等の放射性雑固体廃
棄物は炉内のるつぼ３に投入され、加熱源４により加熱
されて溶融される。この図１では溶融炉１は高周波溶融
炉であるため加熱源４として高周波コイルが設置されて
いるが、プラズマトーチを加熱源４としたプラズマ溶融
炉としてもよい。このような放射性雑固体廃棄物の溶融
炉自体は公知のものである。
な断面図、図２は二次燃焼室の拡大断面図である。図１
に示される１は溶融炉、２はその出口に接続された二次
燃焼室である。金属、コンクリート等の放射性雑固体廃
棄物は炉内のるつぼ３に投入され、加熱源４により加熱
されて溶融される。この図１では溶融炉１は高周波溶融
炉であるため加熱源４として高周波コイルが設置されて
いるが、プラズマトーチを加熱源４としたプラズマ溶融
炉としてもよい。このような放射性雑固体廃棄物の溶融
炉自体は公知のものである。
【００１０】この溶融炉１の排ガスは、二次燃焼室２に
導かれて未燃分を完全燃焼させる。通常は二次燃焼室２
は単にバーナーを備えた空間であるが、本発明の二次燃
焼室２には、溶融炉１からの排ガス導入口５及び排ガス
出口６のほかに、、放射性黒鉛の供給口７と放射性黒鉛
の燃焼用固定床８とが設けられている。前記したように
廃止措置に伴い発生する放射性黒鉛はほぼこぶし大の大
きさであり、そのような放射性黒鉛の塊が図２に示すよ
うに供給口７から燃焼用固定床８に供給される。供給は
バッチ供給としてもよいが、連続的に定量供給すること
が安定性を確保するうえで好ましい。
導かれて未燃分を完全燃焼させる。通常は二次燃焼室２
は単にバーナーを備えた空間であるが、本発明の二次燃
焼室２には、溶融炉１からの排ガス導入口５及び排ガス
出口６のほかに、、放射性黒鉛の供給口７と放射性黒鉛
の燃焼用固定床８とが設けられている。前記したように
廃止措置に伴い発生する放射性黒鉛はほぼこぶし大の大
きさであり、そのような放射性黒鉛の塊が図２に示すよ
うに供給口７から燃焼用固定床８に供給される。供給は
バッチ供給としてもよいが、連続的に定量供給すること
が安定性を確保するうえで好ましい。
【００１１】二次燃焼室２には溶融炉１から数百℃の排
ガスが流入してくるが、前記したように黒鉛の塊はその
ままでは燃焼速度が小さい。そこで本発明では二次燃焼
室２に、加熱用バーナと酸素含有ガス供給口とを設け、
放射性黒鉛を１０００〜１３００℃で富酸素燃焼させる
ようにした。酸素含有ガス供給口は加熱用バーナと別に
設けてもよいが、この実施形態では酸素含有ガス供給口
を備えた富酸素バーナ９を用い、燃焼用固定床８上の放
射性黒鉛を酸素含有ガスで燃焼させる。
ガスが流入してくるが、前記したように黒鉛の塊はその
ままでは燃焼速度が小さい。そこで本発明では二次燃焼
室２に、加熱用バーナと酸素含有ガス供給口とを設け、
放射性黒鉛を１０００〜１３００℃で富酸素燃焼させる
ようにした。酸素含有ガス供給口は加熱用バーナと別に
設けてもよいが、この実施形態では酸素含有ガス供給口
を備えた富酸素バーナ９を用い、燃焼用固定床８上の放
射性黒鉛を酸素含有ガスで燃焼させる。
【００１２】この燃焼は、二次燃焼室２の内部への供給
酸素濃度が２１％でも燃焼が可能であるが、２１％より
やや高いことが好ましく、実験の結果では２３〜３５％
程度とすればよいことが判明した。酸素濃度が２１％の
通常燃焼の場合には放射性黒鉛の燃焼速度が低く、しか
も二次燃焼室２の出口のＣＯ濃度が１０００ｐｐｍを越
えるためにバーナで助燃する必要があった。しかし２３
％を越えれば放射性黒鉛の燃焼速度は向上し、出口のＣ
Ｏ濃度も１０ｐｐｍ以下となり、バーナの助燃も不要で
あった。なお酸素濃度が高すぎると二次燃焼室２の温度
が上昇し過ぎるうえ、不経済となる。このため、二次燃
焼室２の内部の酸素濃度は２３〜３５％程度が好まし
く、より好ましくは２５〜３２％である。
酸素濃度が２１％でも燃焼が可能であるが、２１％より
やや高いことが好ましく、実験の結果では２３〜３５％
程度とすればよいことが判明した。酸素濃度が２１％の
通常燃焼の場合には放射性黒鉛の燃焼速度が低く、しか
も二次燃焼室２の出口のＣＯ濃度が１０００ｐｐｍを越
えるためにバーナで助燃する必要があった。しかし２３
％を越えれば放射性黒鉛の燃焼速度は向上し、出口のＣ
Ｏ濃度も１０ｐｐｍ以下となり、バーナの助燃も不要で
あった。なお酸素濃度が高すぎると二次燃焼室２の温度
が上昇し過ぎるうえ、不経済となる。このため、二次燃
焼室２の内部の酸素濃度は２３〜３５％程度が好まし
く、より好ましくは２５〜３２％である。
【００１３】この結果、放射性黒鉛は迅速に燃焼すると
ともに、１０００℃以上の高温ガスを発生する。この高
温によって溶融炉１から送り込まれてくる排ガス中の未
燃分は完全燃焼され、図１に示される冷却塔１０、セラ
ミックフィルタ１１、ＨＥＰＡフィルタ１２等を経由し
て放射性を除去されたうえで更に脱硝装置等に送られ
る。また、二次燃焼室２の高温ガスの一部は配管１３を
経由して溶融炉１に送られ、不燃物中に含まれる可燃物
の燃焼用空気として利用することができる。このように
高温ガスを溶融炉１に返送すれば、溶融炉１の熱効率及
び溶融処理速度を向上させることができる。
ともに、１０００℃以上の高温ガスを発生する。この高
温によって溶融炉１から送り込まれてくる排ガス中の未
燃分は完全燃焼され、図１に示される冷却塔１０、セラ
ミックフィルタ１１、ＨＥＰＡフィルタ１２等を経由し
て放射性を除去されたうえで更に脱硝装置等に送られ
る。また、二次燃焼室２の高温ガスの一部は配管１３を
経由して溶融炉１に送られ、不燃物中に含まれる可燃物
の燃焼用空気として利用することができる。このように
高温ガスを溶融炉１に返送すれば、溶融炉１の熱効率及
び溶融処理速度を向上させることができる。
【００１４】なお、運転開始時の二次燃焼室２の温度が
上昇していない状態で放射性黒鉛を投入してもうまく燃
焼させることができないので、予めオイル等を燃料とし
てバーナーを焚き、所定温度まで昇温させてからため放
射性黒鉛を投入すべきである。なお、富酸素燃焼する場
合には黒鉛の燃焼が開始したらバーナを焚く必要はな
い。また、二次燃焼室２で焼却すべき放射性黒鉛の量が
多い場合には、二次燃焼室２の炉体を水冷構造とした
り、炉内に水を吹き込むことによって出口温度を調整す
ることもできる。
上昇していない状態で放射性黒鉛を投入してもうまく燃
焼させることができないので、予めオイル等を燃料とし
てバーナーを焚き、所定温度まで昇温させてからため放
射性黒鉛を投入すべきである。なお、富酸素燃焼する場
合には黒鉛の燃焼が開始したらバーナを焚く必要はな
い。また、二次燃焼室２で焼却すべき放射性黒鉛の量が
多い場合には、二次燃焼室２の炉体を水冷構造とした
り、炉内に水を吹き込むことによって出口温度を調整す
ることもできる。
【００１５】このように、本発明によれば二次燃焼室２
を利用して放射性黒鉛を酸素含有ガスで燃焼させるの
で、設備を大型化することなく、放射性黒鉛を不燃性の
雑固体廃棄物とともに迅速に焼却処理することができ
る。しかも放射性黒鉛を予め破砕・粉砕する必要もな
い。
を利用して放射性黒鉛を酸素含有ガスで燃焼させるの
で、設備を大型化することなく、放射性黒鉛を不燃性の
雑固体廃棄物とともに迅速に焼却処理することができ
る。しかも放射性黒鉛を予め破砕・粉砕する必要もな
い。
【００１６】
【実施例】図１に示した本発明の装置を用いて、放射性
雑固体廃棄物の溶融と放射性黒鉛の焼却とを行った。溶
融炉１への放射性雑固体廃棄物の投入速度は２５０ｋｇ
／ｈであり、二次燃焼室２への放射性黒鉛の投入速度は
５０ｋｇ／ｈである。二次燃焼室２の酸素濃度を２１
％、２６％、３２％、３７％に変化させて放射性黒鉛を
燃焼させた。
雑固体廃棄物の溶融と放射性黒鉛の焼却とを行った。溶
融炉１への放射性雑固体廃棄物の投入速度は２５０ｋｇ
／ｈであり、二次燃焼室２への放射性黒鉛の投入速度は
５０ｋｇ／ｈである。二次燃焼室２の酸素濃度を２１
％、２６％、３２％、３７％に変化させて放射性黒鉛を
燃焼させた。
【００１７】この結果、酸素濃度を２１％とした場合に
は放射性黒鉛の投入速度を１０ｋｇ／ｈまで落とさねば
ならず、しかも二次燃焼室出口のＣＯ濃度が１４００ｐ
ｐｍに達した。このためバーナを焚いてＣＯ濃度を低減
する必要があった。しかし酸素濃度を２６％、３２％と
した場合にはバーナを焚くことなく、放射性黒鉛を迅速
に燃焼させることができ、しかも二次燃焼室出口のＣＯ
濃度は１０ｐｐｍ以下となった。なお酸素濃度を３７％
とすると放射性黒鉛の燃焼速度は多少増加するが、二次
燃焼室２の温度が１３００℃を越えて上昇傾向を示すた
め、安定運転のためには好ましくないと評価した。
は放射性黒鉛の投入速度を１０ｋｇ／ｈまで落とさねば
ならず、しかも二次燃焼室出口のＣＯ濃度が１４００ｐ
ｐｍに達した。このためバーナを焚いてＣＯ濃度を低減
する必要があった。しかし酸素濃度を２６％、３２％と
した場合にはバーナを焚くことなく、放射性黒鉛を迅速
に燃焼させることができ、しかも二次燃焼室出口のＣＯ
濃度は１０ｐｐｍ以下となった。なお酸素濃度を３７％
とすると放射性黒鉛の燃焼速度は多少増加するが、二次
燃焼室２の温度が１３００℃を越えて上昇傾向を示すた
め、安定運転のためには好ましくないと評価した。
【００１８】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
黒鉛減速型原子炉の廃止措置に伴い大量に発生する放射
性黒鉛を、不燃性の雑固体廃棄物とともにコンパクトな
装置で迅速に焼却処理することができ、また放射性黒鉛
を予め破砕・粉砕する必要もない等の利点がある。
黒鉛減速型原子炉の廃止措置に伴い大量に発生する放射
性黒鉛を、不燃性の雑固体廃棄物とともにコンパクトな
装置で迅速に焼却処理することができ、また放射性黒鉛
を予め破砕・粉砕する必要もない等の利点がある。
【図１】本発明の装置の実施形態を示す断面図である。
【図２】二次燃焼室の拡大断面図である。
１ 溶融炉、２ 二次燃焼室、３ るつぼ、４ 加熱
源、５ 排ガス導入口、６ 排ガス出口、７ 放射性黒
鉛の供給口、８ 放射性黒鉛の燃焼用固定床、９富酸素
バーナ、１０ 冷却塔、１１ セラミックフィルタ、１
２ ＨＥＰＡフィルタ、１３ 配管
源、５ 排ガス導入口、６ 排ガス出口、７ 放射性黒
鉛の供給口、８ 放射性黒鉛の燃焼用固定床、９富酸素
バーナ、１０ 冷却塔、１１ セラミックフィルタ、１
２ ＨＥＰＡフィルタ、１３ 配管
Claims (5)
- 【請求項１】 放射性雑固体廃棄物の溶融炉の出口に接
続された二次燃焼室に放射性黒鉛の塊を投入して酸素含
有ガスで燃焼させ、放射性黒鉛を焼却するとともに、発
生した高温ガスにより溶融炉の排ガスを二次燃焼させる
ことを特徴とする放射性黒鉛の処理方法。 - 【請求項２】 上記酸素ガスを富酸素空気とする請求項
１に記載の放射性黒鉛の処理方法。 - 【請求項３】 発生した高温ガスを溶融炉に導入して燃
焼空気として利用する請求項１に記載の放射性黒鉛の処
理方法。 - 【請求項４】 放射性雑固体廃棄物の溶融炉の出口に接
続された二次燃焼室の炉体に、溶融炉からの排ガス導入
口、放射性黒鉛の供給口、加熱用バーナ、酸素含有ガス
供給口、放射性黒鉛の燃焼用固定床、排ガス出口を設け
たことを特徴とする放射性黒鉛の処理装置。 - 【請求項５】 加熱用バーナが酸素含有ガス供給口を備
えた富酸素バーナである請求項４に記載の放射性黒鉛の
処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20880699A JP3844327B2 (ja) | 1999-07-23 | 1999-07-23 | 放射性黒鉛の処理方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20880699A JP3844327B2 (ja) | 1999-07-23 | 1999-07-23 | 放射性黒鉛の処理方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001033587A true JP2001033587A (ja) | 2001-02-09 |
| JP3844327B2 JP3844327B2 (ja) | 2006-11-08 |
Family
ID=16562441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20880699A Expired - Lifetime JP3844327B2 (ja) | 1999-07-23 | 1999-07-23 | 放射性黒鉛の処理方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3844327B2 (ja) |
Cited By (4)
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| KR101474384B1 (ko) | 2014-08-04 | 2014-12-18 | 주식회사 선광티앤에스 | 방사성 폐활성탄 처리공정 제어를 위한 실시간 모니터링 방법 |
| KR101495546B1 (ko) | 2013-06-25 | 2015-02-26 | 주식회사 멘도타 | 방사성 폐활성탄의 처리방법 |
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-
1999
- 1999-07-23 JP JP20880699A patent/JP3844327B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (7)
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