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使用済み核燃料の再処理溶液のマイクロ波加熱方法

国内特許コード P130009086
整理番号 13665
掲載日 2013年4月17日
出願番号 特願2011-149056
公開番号 特開2013-016378
登録番号 特許第5783528号
出願日 平成23年7月5日(2011.7.5)
公開日 平成25年1月24日(2013.1.24)
登録日 平成27年7月31日(2015.7.31)
発明者
  • 鈴木 政浩
  • 瀬川 智臣
  • 藤井 寛一
  • 加藤 良幸
  • 北沢 敏秀
  • 柏 達也
  • 田口 健治
  • 今井 卓
  • 中島 裕貴
出願人
  • 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
発明の名称 使用済み核燃料の再処理溶液のマイクロ波加熱方法
発明の概要 【課題】核燃料の再処理溶液を、加熱ムラを発生させることなく、効率的に加熱粉体化できる方法を提供すること。
【解決手段】円筒型マイクロ波オーブンを用いて使用済み核燃料の再処理溶液を加熱粉体化する方法である。加熱時に例えば開放同軸型マイクロ波センサーを用いて、再処理溶液の複素比誘電率及び誘電損率をリアルタイムに測定して、再処理溶液の相状態を検出し、検出された再処理溶液の相状態(液相、液固混相、固相)に応じて、直線偏波、直交偏波、又は円偏波が、マイクロ波オーブンへ給電される。
【選択図】図7
従来技術、競合技術の概要


核燃料サイクルの一環として、原子力発電所の使用済み核燃料からMOX燃料(UO2+PuO2)が製造されている。この製造過程において,使用済み核燃料からウラン及びプルトニウムを含んだ再処理溶液が生成され、再処理溶液を加熱し粉末化することでMOX燃料の原料粉末が生成される。再処理溶液の粉末化のための水分蒸発及び脱硝工程においては、マイクロ波加熱を利用すること有望視されている(例えば、非特許文献1を参照)。



しかし、通常、マイクロ波で食品、樹脂、廃液などを加熱する場合、均一にマイクロ波が照射されないため、加熱ムラが発生する。このため、電子レンジなどでは、ターンテーブルなどを使用してマイクロ波照射の均一化を図っている(例えば、特許文献1を参照)。さらに、加熱ムラをなくし、加熱対象物を均一に加熱する方法として、加熱対象物の特性をセンサーで検知して、マイクロ波の共振モードを制御する方法も知られている(例えば、特許文献2を参照)。さらにまた、従来の直線偏波では均一加熱が困難であるとして、最近では、加熱対象物を円筒形のチャンバに入れ、加熱対象物に円偏波を照射し、均一に加熱する方法も行われている(例えば、特許文献3を参照)。

産業上の利用分野


本発明は、沸騰水型原子炉、高速増殖炉等の原子力発電所で使用された使用済み核燃料の再処理溶液の処理プロセスにおいて、再処理溶液の固形化(粉末化)のための水分蒸発及び脱硝工程において使用されるマイクロ波加熱方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
少なくとも底面が円形の陶器製の脱硝皿に使用済み核燃料の再処理溶液を入れ、マイクロ波オーブンを用いて前記再処理溶液にマイクロ波を照射して加熱する方法であって、
前記再処理溶液の複素比誘電率及び誘電損率を、開放同軸型マイクロ波センサーでリアルタイムに検出することによって、前記再処理溶液の相状態を測定し、
測定された前記再処理溶液の相状態に応じて前記マイクロ波を、少なくとも、液相では直線偏波、そして固相では円偏波に切り替えて、前記マイクロ波オーブンに給電することを特徴とする使用済み核燃料の再処理溶液のマイクロ波加熱方法。
産業区分
  • 電力応用
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2011149056thum.jpg
出願権利状態 登録
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