JP2003307593A - 放射性イオン交換樹脂の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】放射性イオン交換樹脂の処理時に発生する液体
廃棄物量を低減する。 【解決手段】本発明の放射性イオン交換樹脂の処理方法に
よれば、溶離器11においてアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂
とを比重量差分離する分離段階と、分離されたアニオン交換
樹脂を焼却炉14で焼却する第１の焼却段階と、分離され
たカチオン交換樹脂に硫酸水溶液を通液しカチオン種を溶離させ
る溶離段階と、溶離された後に硫酸水溶液とカチオン交換樹
脂とを分離し、焼却炉14においてカチオン交換樹脂を焼却す
る第２の焼却段階と、硫酸回収器17において硫酸水溶液
から酸を回収する酸回収段階と、酸回収段階において回
収された酸を用いて硫酸水溶液を調製し、調製した硫酸
水溶液を溶離器11においてカチオン交換樹脂に通液されるよ
うにする調製段階と、酸回収段階において酸が回収され
た廃液を中和した後蒸発器19において濃縮し、更に固化
設備22において固化する濃縮固化段階とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば原子力発電
所の放射性核種を含む系統水中に含まれる放射性イオン
を吸着した放射性イオン交換樹脂を廃棄するための処理
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、放射性イオン交換樹脂は、原子力
施設において発生した放射性イオンを吸着するために用
いられている。具体的には、原子力発電所の放射性核種
を含む系統水中に含まれる放射性イオンを吸着して、放
射性核種を含む系統水を純化するために用いられてい
る。原子力発電所の運転に伴い放射性イオンを吸着した
使用済みイオン交換樹脂が廃棄物として発生する。

【０００３】イオン交換樹脂は、一般にスチレンとジビ
ニルベンゼン（Ｄ．Ｖ．Ｂ．）の共重合体を基材とし、
これにイオン交換基としてカチオン交換樹脂の場合には
スルホン酸基を、またアニオン交換樹脂の場合には、４
級アンモニウム基を結合させた構造を有する芳香族系有
機高分子化合物である。

【０００４】さて、放射性核種を含む系統水には、Ｃｏ
−６０（コバルト６０）、Ｃｓ−１３７（セシウム１３
７）、Ｓｒ−９０（ストロンチウム９０）、その他Ｆｅ
（鉄）やＮｉ（ニッケル）等の放射能強度の高いカチオ
ン種と、Ｉ（ヨウ素）、Ｃ−１４（炭素１４）を含む有
機物質等の放射能強度が低いアニオン種とが含まれてい
る。したがって、放射性核種を含む系統水中のＣｏ−６
０、Ｃｓ−１３７、Ｓｒ−９０等のカチオン種は、カチ
オン交換樹脂に吸着され、Ｉ、Ｃ−１４（炭素１４）を
含む有機物質等のアニオン種は、アニオン交換樹脂に吸
着されることによって浄化される。

【０００５】イオン交換樹脂はイオン交換樹脂塔にカチ
オン交換樹脂およびアニオン交換樹脂の２種類がほぼ同
量充填されており系統水からカチオン種またはアニオン
種を除去する能力（除染係数）が所定能力以下に低下し
た場合には、使用済みの放射性イオン交換樹脂として廃
棄処理され、イオン交換樹脂塔には、未使用のカチオン
交換樹脂およびアニオン交換樹脂が充填される。廃棄物
として処理される放射性イオン交換樹脂の体積比は、原
子力発電所にて発生する全廃棄物のうち少量を占めてい
るにすぎないが、放射性イオン交換樹脂によって吸着さ
れた物質による放射能量の合計は、原子力発電所にて発
生する廃棄物中の放射能量の大部分を占めている。この
ように、運転中に原子力発電所から排出される放射性廃
棄物に含まれる放射能のほとんどは、放射性イオン交換
樹脂によって吸着されている。

【０００６】使用済み放射性イオン交換樹脂を廃棄物と
して処理する場合には、以下のようにして行われてい
る。すなわち、イオン交換樹脂塔に充填されたカチオン
交換樹脂およびアニオン交換樹脂は、その除染係数が所
定値以下に低下したことが確認されると、図８に示すよ
うに、放射性イオン交換樹脂搭から使用済み樹脂貯蔵タ
ンク６２へと移し替えられ、そこでしばらく貯蔵され
る。この貯蔵期間中に、Ｃｏ−５８（カチオン）、Ｉ−
１３１（アニオン）等半減期の短い核種を減衰させるこ
とができる。

【０００７】このように、半減期の短い核種が減衰した
ところで、放射性イオン交換樹脂が、使用済み樹脂貯蔵
タンク６２から一旦使用済み樹脂供給タンク６３に移し
替えられ、さらにそこから溶離器６４へと移される。溶
離器６４には、硫酸水溶液が通液される。これによっ
て、使用済みの放射性イオン交換樹脂に吸着していた放
射性イオンが、硫酸水溶液中に移行して溶離する。

【０００８】このようにして放射性物質が溶離して取り
除かれたイオン交換樹脂は、溶離器６４の下部から取り
出され、溶離済樹脂輸送容器６７によって焼却設備６８
に移送され、そこで焼却処理される。

【０００９】一方、溶離器６４において放射性イオン交
換樹脂に通液された硫酸水溶液中には、放射性イオンが
溶存している。この硫酸水溶液は、溶離器６４から硫酸
回収器６９の左室７０に導入される。硫酸水溶液は、こ
の硫酸回収器６９に備えられた拡散透析膜７１によって
放射性物質と硫酸とが分離される。すなわち、図９に示
すように、左室７０に導入された硫酸水溶液のうち、硫
酸は拡散透析膜７１を介して右室７２側に拡散され回収
される一方、放射性物質は左室７０に残る。右室７２側
に回収された硫酸は、溶離器６４に送られ再使用され
る。この結果、左室７０には放射性物質を含む廃液が得
られる。

【００１０】左室７０で得られた廃液は、中和タンク７
３（＃１）において中和剤タンク７５から供給された中
和剤が添加されることによって中和処理された後に、蒸
発器７６に送られる。そして、蒸発器７６によって蒸発
濃縮された後に濃縮廃液タンク７７に貯蔵される。濃縮
廃液タンク７７に貯蔵された濃縮廃液は、最終的にはセ
メント固化される。このような蒸発濃縮は、廃液を減容
し、廃棄物の発生量を減らすという観点から重要であ
る。しかしながら、もともと廃液の放射能濃度が高くな
い場合には、左室７０で得られた廃液を中和タンク７３
（＃２）に移し、ここで中和剤タンク７５から供給され
た中和剤が添加されることによって中和処理された後に
蒸発濃縮せずにそのまま液体廃棄物処理系７８へと送
り、液体としてそのまま処理する場合もある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の放射性イオン交換樹脂の処理方法では、以下
のような問題がある。

【００１２】放射能強度の高いカチオン樹脂と同強度の
低いアニオン樹脂を同時に処理しているため、多量の硫
酸溶液が必要である。

【００１３】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、使用済み放射性イオン交換樹脂のうち、放
射能強度の低いアニオン交換樹脂については溶離処理せ
ずにそのまま焼却処理する一方、放射能強度の高いカチ
オン交換樹脂のみを溶離処理することによって溶離処理
に必要な硫酸水溶液の量を低減し、もって、放射性イオ
ン交換樹脂の処理時に発生する液体放射性廃棄物の量を
低減することが可能な放射性イオン交換樹脂の処理方法
を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明では、以下のような手段を講じる。

【００１５】すなわち、請求項１の発明は、放射性溶液
中に含まれるアニオン種を吸着するアニオン交換樹脂
と、放射性溶液中に含まれるカチオン種を吸着するカチ
オン交換樹脂とからなる放射性イオン交換樹脂を廃棄処
理するための処理方法であって、アニオン交換樹脂とカ
チオン交換樹脂とを比重量差分離する分離段階と、分離
段階において比重量差分離されたアニオン交換樹脂を焼
却する第１の焼却段階と、分離段階において比重差分離
されたカチオン交換樹脂に溶離用酸水溶液を通液するこ
とによって、カチオン交換樹脂に吸着しているカチオン
種を溶離用酸水溶液中に溶離させる溶離段階と、溶離用
酸水溶液から酸を回収する酸回収段階と、酸回収段階に
おいて回収された酸を用いて溶離用酸水溶液を調製し、
調製した溶離用酸水溶液を溶離段階においてカチオン交
換樹脂に通液されるようにする調製段階と、酸回収段階
において酸が回収された後の溶離用酸水溶液を中和した
後濃縮して固化する濃縮固化段階と、溶離段階がなされ
た後に、カチオン種が溶離した溶離用酸水溶液とカチオ
ン交換樹脂とを分離し、カチオン交換樹脂を焼却する第
２の焼却段階とからなる。

【００１６】請求項２の発明は、請求項１の発明の放射
性イオン交換樹脂の処理方法において、酸回収段階で
は、拡散透析膜で分離された溶離用酸水溶液受入室と酸
回収室とからなる溶離液回収器を用い、溶離用酸水溶液
受入室に、カチオン交換樹脂と分離された溶離用酸水溶
液を供給する一方、酸回収室に、溶離用酸水溶液の供給
方向と対向する方向から水を供給することによって、溶
離用酸水溶液受入室側から拡散透析膜を介して酸回収室
側に酸を回収する。

【００１７】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２の発明の放射性イオン交換樹脂の処理方法において、
溶離用酸水溶液を、硫酸水溶液とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照しながら説明する。

【００１９】本発明の実施の形態を図１から図７を用い
て説明する。

【００２０】図１は、本発明の実施の形態に係る放射性
イオン交換樹脂の処理方法を適用した放射性イオン交換
樹脂処理装置の一例を示す系統構成図である。

【００２１】すなわち、本発明の実施の形態に係る放射
性イオン交換樹脂の処理方法を適用した放射性イオン交
換樹脂処理装置は、使用済み樹脂貯蔵タンク１０と、溶
離器１１と、硫酸水溶液供給系１２と、樹脂移送容器１
３と、焼却炉１４と、排気塔１５と、硫酸回収器１７
と、中和タンク１８と、蒸発器１９と、濃縮廃液タンク
２０と、中和剤タンク２１と、固化設備２２と、液体廃
棄物処理系２３と、混合層受けタンク２４と、純水供給
系２５とを備えて構成している。

【００２２】使用済み樹脂貯蔵タンク１０は、例えばイ
オン交換樹脂塔から、使用済みの放射性イオン交換樹脂
を受け入れ、受け入れた放射性イオン交換樹脂を所定の
貯蔵期間の間貯蔵しておく。この貯蔵期間中に、半減期
の短い核種を減衰させるようにしている。そして、所定
の貯蔵期間を経たのちに、放射性イオン交換樹脂を溶離
器１１に供給する。

【００２３】溶離器１１には、図２に示すように、６本
の配管Ｐ１〜Ｐ６が接続している。配管Ｐ１は、使用済
み樹脂貯蔵タンク１０から排出される使用済みの放射性
イオン交換樹脂を受け入れるための配管である。また、
配管Ｐ２は、硫酸・水溶液供給系１２に接続しており、
この配管Ｐ２を介して硫酸・水溶液供給系１２から水が
供給されるようにしている。

【００２４】配管Ｐ１を介して使用済み樹脂貯蔵タンク
１０から放射性イオン交換樹脂を受け入れると、放射性
イオン交換樹脂は、溶離器１１の中で、配管Ｐ２を介し
て硫酸・水溶液供給系１２から供給された水に液浸し、
配管Ｐ５より気体でバブリングした後しばらく放置され
るようにしている。この場合、配管Ｐ３〜Ｐ５にそれぞ
れ設けられているバルブＶ３〜Ｖ５を閉じている。前述
したように、放射性イオン交換樹脂は、カチオン交換樹
脂と、アニオン交換樹脂とから構成しているが、カチオ
ン交換樹脂は、アニオン交換樹脂よりも有意に重い。し
たがって、溶離器１１において水に放射性イオン交換樹
脂を所定時間液浸し、配管Ｐ５より気体でバブリングし
た後しばらく放置した状態にしておくと、図３に示すよ
うに、比重の重いカチオン交換樹脂が下層に、比重の軽
いアニオン交換樹脂が上層に移動することにより両イオ
ン交換樹脂が分離する。

【００２５】このようにカチオン交換樹脂が下層に移動
し、アニオン交換樹脂が上層に移動することによって互
いに層分離した状態でバルブＶ３を開き、更に硫酸・水
溶液供給系１２から配管Ｐ２を介して溶離器１１内に水
を供給する。これによって、図４に示すように、アニオ
ン交換樹脂の層の高さ近傍に接続された配管Ｐ３を介し
てアニオン交換樹脂が樹脂移送容器１３へ排出されるよ
うにしている。

【００２６】樹脂移送容器１３へ排出されたアニオン交
換樹脂は、更にそこから焼却炉１４へ移送され、焼却炉
１４において焼却処理されるようにしている。放射性ア
ニオン核種の持つ放射能強度は元々小さく、アニオン交
換樹脂は、吸着している放射能を、溶離処理等により取
り除くことなく直接焼却処理するようにしている。

【００２７】上述したように、溶離器１１では、まず、
受け入れた使用済み放射性イオン交換樹脂のアニオン交
換樹脂とカチオン交換樹脂とをそれらの比重量差を利用
した分離を行い、アニオン交換樹脂を排出している。な
お、配管Ｐ４は、層分離したアニオン交換樹脂とカチオ
ン交換樹脂との境界高さ近傍に接続している。配管Ｐ３
の接続部付近のアニオン交換樹脂が樹脂移送容器１３側
へ排出された後には、バルブＶ３を閉じる一方、バルブ
Ｖ４を開き、更に硫酸・水溶液供給系１２から配管Ｐ２
を介して溶離器１１内に水を供給する。これによって、
図５に示すように、境界高さ近傍のアニオン交換樹脂と
カチオン交換樹脂とを、配管Ｐ４を介して混合層受けタ
ンク２４へ排出する。境界高さ近傍では、アニオン交換
樹脂とカチオン交換樹脂とが完全には分離しておらず混
合しており、確実に分離することは困難である。したが
って、このように混合層受けタンク２４に一旦払い出
す。これによって、溶離器１１内にはカチオン交換樹脂
のみが残る。一方、混合層受けタンク２４に払い出され
たアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂は、溶離器１１
に次回処理される使用済みの放射性イオン交換樹脂が受
け入れられるときに、一緒に溶離器１１に入れられ、処
理される。次回の使用済み放射性イオン交換樹脂を処理
する場合においても、境界高さ近傍のアニオン交換樹脂
とカチオン交換樹脂とは、配管Ｐ４を介して混合層受け
タンク２４へ排出されるようにしている。

【００２８】このようにして溶離器１１内にカチオン交
換樹脂のみが残ると、バルブＶ４を閉じる一方、バルブ
Ｖ４よりも下方に接続されたバルブＶ５を開き、更に硫
酸・水溶液供給系１２から配管Ｐ２を介して溶離器１１
内に硫酸水溶液を供給し、カチオン交換樹脂に硫酸水溶
液を通液する。これによって、カチオン交換樹脂に吸着
していた放射性のカチオン種（Ｃｏ−６０（コバルト６
０）、Ｃｓ−１３７（セシウム１３７）、Ｓｒ−９０
（ストロンチウム９０）、その他Ｆｅ（鉄）やＮｉ（ニ
ッケル）等の放射能強度の高いカチオン種）を、硫酸水
溶液中に溶離する。

【００２９】放射性イオン交換樹脂に吸着している放射
性イオンを硫酸水溶液に溶離させるためには、放射性イ
オン交換樹脂の１０〜数十倍の体積の硫酸水溶液が必要
となる。しかしながら、本発明の実施の形態では、放射
能強度の低いアニオン種を吸着したアニオン交換樹脂に
ついては、このような溶離処理を行わず、直接焼却する
ようにしており、カチオン交換樹脂のみについて溶離処
理を行う。したがって、従来技術のようにカチオン交換
樹脂とアニオン交換樹脂との両方に対して溶離処理を行
う場合に比べて、カチオン交換樹脂のみ溶離処理するこ
ととなり、溶離処理に要する硫酸水溶液の量がアニオン
交換樹脂が無い分だけ減少する。

【００３０】このようにカチオン種が溶離した硫酸水溶
液は、配管Ｐ５を介して連続的に排出され、硫酸回収器
１７の左室７０へ導入する。

【００３１】硫酸回収器１７は、従来技術で説明した硫
酸回収器６９と同様に左室７０、拡散透析膜７１、右室
７２を備えており、硫酸回収器６９と同様に機能するこ
とによって、左室７０に導入された硫酸水溶液のうち、
硫酸は拡散透析膜７１を介して右室７２側に拡散され回
収される一方、放射性物質であるカチオン種は左室７０
に残る。右室７２側に回収された硫酸は、硫酸水溶液供
給系１２において硫酸水溶液として調整された後に、溶
離器１１に送られ再使用される。右室７２には、純水供
給系２５によって、溶離器１１から硫酸水溶液が供給さ
れる方向と対向する方向から純水が供給されるようにし
ている。この結果、左室７０には放射性物質であるカチ
オン種を含む廃液が得られる。

【００３２】左室７０で得られた廃液は、第１中和タン
ク１８（＃１）において中和剤タンク２１から供給され
た中和剤が添加されることによって中和処理された後
に、蒸発器１９に送られるようにしている。そして、蒸
発器１９によって蒸発濃縮された後に濃縮液ポンプ１９
ａによって濃縮廃液タンク２０に移送され、ここで貯蔵
されるようにしている。濃縮廃液タンク２０に貯蔵され
た濃縮廃液は、その後固化設備２２によってセメント固
化されるようにしている。このような蒸発濃縮は、廃液
を減容し、廃棄物の発生量を減らすという観点から重要
である。しかしながら、もともと廃液の放射能濃度が高
くない場合には、左室７０で得られた廃液を第２中和タ
ンク１８（＃２）に移し、ここで中和剤タンク２１から
供給された中和剤が添加されることによって中和処理さ
れた後に蒸発濃縮せずにそのまま液体廃棄物処理系２３
へと送り、液体としてそのまま処理する場合もある。

【００３３】上述したようにして放射性のカチオン種を
溶離した硫酸水溶液を硫酸回収器６９によって処理する
と、図６に示すように、溶離器１１に残っている溶離が
終了したカチオン交換樹脂を配管Ｐ５を介して樹脂移送
容器１３へ排出する。

【００３４】樹脂移送容器１３へ排出されたカチオン交
換樹脂は、更にそこから焼却炉１４へ移送され、焼却炉
１４において、アニオン交換樹脂と同様に焼却処理され
るようにしている。なお、カチオン交換樹脂は、既に溶
離器１１において、吸着していた放射性のカチオン種が
取り除かれている。

【００３５】次に、以上のように構成した本発明の実施
の形態に係る放射性イオン交換樹脂の処理方法を適用し
た放射性イオン交換樹脂処理装置の動作について図７に
示す処理フロー図を用いて説明する。

【００３６】処理される使用済みの放射性イオン交換樹
脂は、先ず、使用済み樹脂貯蔵タンク１０によって受け
入れられ（Ｓ１）、そこで所定の期間貯蔵される（Ｓ
２）。この貯蔵期間中に、アニオン種であるＩ−１３１
等半減期の短い核種が減衰する。そして、所定の貯蔵期
間を経た放射性イオン交換樹脂は、溶離器１１に供給さ
れる（Ｓ３）。

【００３７】使用済み樹脂貯蔵タンク１０から溶離器１
１に放射性イオン交換樹脂が供給されると、放射性イオ
ン交換樹脂は、溶離器１１の中で、硫酸水溶液に液浸
し、配管Ｐ５より気体でバブリングした後しばらく放置
される（Ｓ４）。放射性イオン交換樹脂は、カチオン交
換樹脂と、アニオン交換樹脂とから構成しているが、カ
チオン交換樹脂は、アニオン交換樹脂よりも有意に重
い。したがって、溶離器１１において水に放射性イオン
交換樹脂をバブリングした後放置しておくと、図３に示
すように、比重の重いカチオン交換樹脂が下層に、比重
の軽いアニオン交換樹脂が上層に移動することにより両
イオン交換樹脂が比重量差により分離する（Ｓ５）。

【００３８】このようにカチオン交換樹脂とアニオン交
換樹脂とが互いに層分離した状態で、バルブＶ３が開か
れ、更に硫酸・水溶液供給系１２から配管Ｐ２を介して
溶離器１１内に水が供給される。これによって、図４に
示すように、アニオン交換樹脂の層の高さ近傍に接続さ
れた配管Ｐ３を介してアニオン交換樹脂が樹脂移送容器
１３へ排出される（Ｓ６）。

【００３９】ステップＳ６において樹脂移送容器１３へ
排出されたアニオン交換樹脂は、更にそこから焼却炉１
４へ移送され（Ｓ７）、焼却炉１４において焼却処理さ
れる（Ｓ８）。放射性のアニオン種の持つ放射能強度は
元々小さく、アニオン交換樹脂は直接焼却処理される。

【００４０】一方、ステップＳ６において、配管Ｐ３の
接続部付近のアニオン交換樹脂が、樹脂移送容器１３側
へ排出された後には、バルブＶ３が閉じられる一方、バ
ルブＶ４が開かれて、硫酸水溶液供給系１２から配管Ｐ
２を介して溶離器１１内に水が供給される（Ｓ１０）。
配管Ｐ４は、層分離したアニオン交換樹脂とカチオン交
換樹脂との境界高さ近傍に接続されているので、図５に
示すように、境界高さ近傍のアニオン交換樹脂とカチオ
ン交換樹脂とが、配管Ｐ４を介して混合層受けタンク２
４へ排出される（Ｓ１１）。

【００４１】境界高さ近傍では、アニオン交換樹脂とカ
チオン交換樹脂とが完全には分離しておらず混合してい
るため、確実に分離することは困難である。したがっ
て、このように混合層受けタンク２４に一旦払い出され
る。これによって、溶離器１１内にはカチオン交換樹脂
のみが残る一方、混合層受けタンク２４に払い出された
アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の混合体は、次回
処理される使用済みの放射性イオン交換樹脂が受け入れ
られるときに、一緒に溶離器１１に入れられ、処理され
る。次回の使用済み放射性イオン交換樹脂を処理する場
合においても、境界高さ近傍のアニオン交換樹脂とカチ
オン交換樹脂とは、配管Ｐ４を介して混合層受けタンク
２４へ排出される。

【００４２】このようにして溶離器１１内にカチオン交
換樹脂のみが残ると、バルブＶ４が閉じられる一方、バ
ルブＶ５が開かれ、更に硫酸・水溶液供給系１２から配
管Ｐ２を介して溶離器１１内に硫酸水溶液が供給され、
カチオン交換樹脂に硫酸水溶液が通液される（Ｓ１
２）。これによって、カチオン交換樹脂に吸着していた
放射性のカチオン種（Ｃｏ−６０（コバルト６０）、Ｃ
ｓ−１３７（セシウム１３７）、Ｓｒ−９０（ストロン
チウム９０）、その他Ｆｅ（鉄）やＮｉ（ニッケル）等
の放射能強度の高いカチオン種）が、硫酸水溶液中に溶
離される。

【００４３】このようにカチオン種が溶離した硫酸水溶
液は、配管Ｐ５を介して連続的に排出され、硫酸回収器
１７の左室７０へ導入される（Ｓ１３）。

【００４４】硫酸回収器１７では、硫酸が右室７２側に
回収される一方、放射性物質であるカチオン種は左室７
０に残る（Ｓ１４）。右室７２側に回収された硫酸は、
硫酸水溶液に調整された後に、溶離器１１に送られ再使
用される。この結果、左室７０には放射性物質であるカ
チオン種を含む廃液が得られる。この廃液は、第１中和
タンク１８（＃１）において中和剤タンク２１から供給
された中和剤が添加されることによって中和処理された
（Ｓ１５）後に、蒸発器１９に送られる。そして、蒸発
器１９によって蒸発濃縮された（Ｓ１６）後に、濃縮廃
液タンク２０に所定期間貯蔵された後に、最終的には固
化設備２２においてセメント固化される（Ｓ１７）。な
お、左室７０で得られた廃液の放射能濃度が高くない場
合には、この廃液が第２中和タンク１８（＃２）に移さ
れ、ここで中和剤タンク２１から供給された中和剤が添
加されることによって中和処理された後に蒸発濃縮され
ずにそのまま液体廃棄物処理系２３へと送られ、液体と
してそのまま処理される場合もある。

【００４５】一方、溶離器１１に残っているカチオン交
換樹脂は、配管Ｐ５を介して樹脂移送容器１３へ排出さ
れる（Ｓ１８）。

【００４６】ステップＳ１８において樹脂移送容器１３
へ排出されたカチオン交換樹脂は、更にそこから焼却炉
１４へ移送され、焼却炉１４において、アニオン交換樹
脂と同様に焼却処理される（Ｓ１９）。なお、カチオン
交換樹脂は、既に溶離器１１において、吸着していた放
射性のカチオン種が取り除かれている。

【００４７】上述したように、本発明の実施の形態に係
る放射性イオン交換樹脂の処理方法においては、上記の
ような作用により、放射能強度の低いアニオン種を吸着
したアニオン交換樹脂については、吸着したアニオン種
の溶離処理を行わず直接焼却し、カチオン交換樹脂のみ
について溶離処理を行う。

【００４８】したがって、溶離処理に要する硫酸水溶液
の量を従来技術に比べてアニオン交換樹脂が無い分だけ
減少することができる（最も効果がある場合約１／２に
減少する）。また、発生する廃液の量も従来技術に比べ
てアニオン交換樹脂が無い分だけ減少することができ
る。その結果、硫酸回収器１７、中和タンク１８、蒸発
器１９、濃縮廃液タンク２０の処理容量も従来に比べて
少なくて済み、コストダウンを図ることが可能となる。
発生する廃液の量が従来技術に比べて減少することか
ら、勿論、セメント固化体である廃棄物の量も従来技術
に比べて低減することが可能となる。

【００４９】以上、本発明の好適な実施の形態につい
て、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかか
る構成に限定されない。特許請求の範囲の発明された技
術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更
例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及
び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと
了解される。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
使用済み放射性イオン交換樹脂のうち、放射能強度の低
いアニオン交換樹脂については溶離処理せずにそのまま
焼却処理する一方、放射能強度の高いカチオン交換樹脂
のみを溶離処理する。

【００５１】これによって溶離処理に必要な硫酸水溶液
の量を低減することができ、もって、放射性イオン交換
樹脂の処理時に発生する液体放射性廃棄物の量を低減す
ることが可能な放射性イオン交換樹脂の処理方法を実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る放射性イオン交換樹
脂の処理方法を適用した放射性イオン交換樹脂処理装置
の一例を示す系統構成図

【図２】溶離器の詳細構成を示す概念図

【図３】溶離器においてカチオン交換樹脂とアニオン交
換樹脂とが分離した状態を示す模式図

【図４】アニオン交換樹脂を溶離器から配管Ｐ３を介し
て排出する状態を示す模式図

【図５】境界高さ近傍のアニオン交換樹脂とカチオン交
換樹脂とを溶離器から配管Ｐ４を介して混合層受けタン
クへ排出する状態を示す模式図

【図６】カチオン交換樹脂を溶離器から配管Ｐ５を介し
て樹脂移送容器へ排出する状態を示す模式図

【図７】同実施の形態に係る放射性イオン交換樹脂の処
理方法を適用した放射性イオン交換樹脂処理装置の動作
を示す処理フロー図

【図８】従来技術の放射性イオン交換樹脂処理装置の系
統構成図

【図９】硫酸回収器において溶離液を回収する原理を説
明するための模式図

【符号の説明】

Ｐ１〜Ｐ６…配管 Ｖ１〜Ｖ６…バルブ １０，６２…使用済み樹脂貯蔵タンク １１，６４…溶離器 １２…硫酸・水溶液供給系 １３…樹脂移送容器 １４…焼却炉 １５…排気塔 １７,６９…硫酸回収器 １８，７３…中和タンク １９，７６…蒸発器 ２０，７７…濃縮廃液タンク ２１，７５…中和剤タンク ２２…固化設備 ２３…液体廃棄物処理系 ２４…混合層受けタンク ２５…純水供給系 ６３…使用済み樹脂供給タンク ６５…硫酸タンク ６６…硫酸ポンプ ６７…溶離済樹脂輸送容器 ６８…焼却設備 ７０…左室 ７１…拡散透析膜 ７２…右室 ７８…液体廃棄物処理系

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ２１Ｆ 9/06 ５１１ Ｇ２１Ｆ 9/06 ５１１Ａ ５８１ ５８１Ｆ (72)発明者 宮島 和男 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内 (72)発明者 鬼澤 秀夫 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内 (72)発明者 大家 泰昌 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 佐藤 明雄 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 三宅 崇史 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 柿本 朗 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 三枝 守幸 茨城県那珂郡東海村舟石川622番地12 ニ ュークリア・デベロップメント株式会社内 Ｆターム(参考） 4D006 GA13 PB13 PB70 PC33 4D071 AA63 CA03 CA05 DA15

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射性溶液中に含まれるアニオン種を吸
   着するアニオン交換樹脂と、前記放射性溶液中に含まれ
   るカチオン種を吸着するカチオン交換樹脂とからなる放
   射性イオン交換樹脂を廃棄処理するための処理方法であ
   って、 前記アニオン交換樹脂と前記カチオン交換樹脂とを比重
   量差分離する分離段階と、 前記分離段階において比重量差分離されたアニオン交換
   樹脂を焼却する第１の焼却段階と、 前記分離段階において比重差分離されたカチオン交換樹
   脂に溶離用酸水溶液を通液することによって、前記カチ
   オン交換樹脂に吸着しているカチオン種を前記溶離用酸
   水溶液中に溶離させる溶離段階と、 前記溶離用酸水溶液から酸を回収する酸回収段階と、 前記酸回収段階において回収された酸を用いて前記溶離
   用酸水溶液を調製し、前記調製した溶離用酸水溶液を前
   記溶離段階において前記カチオン交換樹脂に通液される
   ようにする調製段階と、 前記酸回収段階において酸が回収された後の溶離用酸水
   溶液を中和した後濃縮して固化する濃縮固化段階と、 前記溶離段階がなされた後に、前記カチオン種が溶離し
   た溶離用酸水溶液と前記カチオン交換樹脂とを分離し、
   前記カチオン交換樹脂を焼却する第２の焼却段階とから
   なる放射性イオン交換樹脂の処理方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の放射性イオン交換樹脂
   の処理方法において、 前記酸回収段階では、 拡散透析膜で分離された溶離用酸水溶液受入室と酸回収
   室とからなる溶離液回収器を用い、前記溶離用酸水溶液
   受入室に、前記第２の焼却段階で前記カチオン交換樹脂
   と分離された溶離用酸水溶液を供給する一方、前記酸回
   収室に、前記溶離用酸水溶液の供給方向と対向する方向
   から水を供給することによって、前記溶離用酸水溶液受
   入室側から前記拡散透析膜を介して前記酸回収室側に前
   記酸を回収するようにした放射性イオン交換樹脂の処理
   方法。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の放射性
   イオン交換樹脂の処理方法において、 前記溶離用酸水溶液を、硫酸水溶液とした放射性イオン
   交換樹脂の処理方法。