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ガラス固化体の処理方法 UPDATE

国内特許コード P170014605
整理番号 IP08P002
掲載日 2017年10月2日
出願番号 特願2017-168763
公開番号 特開2019-043810
出願日 平成29年9月1日(2017.9.1)
公開日 平成31年3月22日(2019.3.22)
発明者
  • 井上 博之
  • 渡邉 康裕
  • 槇田 篤哉
  • 鄭 載▲イェ▼
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 ガラス固化体の処理方法 UPDATE
発明の概要 【課題】 より簡便に所定の金属元素を溶出することができるガラス固化体の処理方法を提供すること。
【解決手段】 ガラス固化体の処理方法は、ガラス固化体に、LiO及び溶融の際にLiOに分解するLiO原料から選ばれる少なくとも1種並びにZnO及び溶融の際にZnOに分解するZnO原料から選ばれる少なくとも1種の少なくともいずれか一方を添加、溶融、固化して改質ガラスを得る第1工程と、改質ガラスを熱処理して分相ガラスを得る第2工程と、分相ガラスを純水、酸性水溶液及び塩基性水溶液から選ばれるいずれか1種で処理してガラス固化体に含まれていた所定の金属元素を溶出する第3工程とを含む。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要

高レベル放射性廃棄物はガラス原料とともに溶融、固化された「ガラス固化体」として長期間地層処分される。地層処分されたガラス固化体から放射性物質が流出しないよう、ガラス固化体は化学的耐久性が非常に高い組成が用いられる。非特許文献1によると、図1に示すように、ガラス固化体の組成は図中の黒塗り領域の組成と同等であると推定される。ガラス固化体を評価するために用いられる模擬ガラス固化体の組成の一例を表1に示す。なお、表1中の「*」は長寿命核種の成分を表す。
【表1】
(省略)

一方、放射性廃棄物の新しい処理方法が開発される等によって、今後、ガラス固化体から所定の金属元素(特に、長寿命核種)を溶出する必要が生じることも考えられる。この場合、ガラス固化体は約400~500kgの質量を有し、かつ、化学的耐久性が非常に高いため、直接溶解しようとすると、高濃度で大量の酸性又は塩基性水溶液が必要となる。さらに、実際にガラス固化体を直接溶解すると、膨大な量の放射性物質を含む水溶液が生成されるため、所定の金属元素の濃縮が必要になる。したがって、ガラス固化体から所定の金属元素(特に、長寿命核種)を溶出するには、より簡便なガラス固化体の処理方法が望まれる。

産業上の利用分野

本発明は、ガラス固化体の処理方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
ガラス固化体に、LiO及び溶融の際にLiOに分解するLiO原料から選ばれる少なくとも1種並びにZnO及び溶融の際にZnOに分解するZnO原料から選ばれる少なくとも1種の少なくともいずれか一方を添加、溶融、固化して改質ガラスを得る第1工程と、
前記改質ガラスを熱処理して、ガラス固化体に含まれていた所定の金属元素をBリッチ相に偏析させた分相ガラスを得る第2工程と、
前記分相ガラスを純水、酸性水溶液及び塩基性水溶液から選ばれるいずれか1種で処理して前記所定の金属元素を溶出する第3工程とを含むことを特徴とするガラス固化体の処理方法。

【請求項2】
請求項1に記載のガラス固化体の処理方法において、
前記第1工程でLiO及び溶融の際にLiOに分解するLiO原料から選ばれるいずれか1種を添加する場合、前記改質ガラスに含まれるLiOの含有量は4~30質量%であり、
前記第1工程でZnO及び溶融の際にZnOに分解するZnO原料から選ばれるいずれか1種を添加する場合、前記改質ガラスに含まれるZnOの含有量は4~40質量%であることを特徴とするガラス固化体の処理方法。

【請求項3】
請求項1又は2に記載のガラス固化体の処理方法において、
前記第1工程でガラス固化体に、SiO及び溶融の際にSiOに分解するSiO原料から選ばれる少なくとも1種並びにB及び溶融の際にBに分解するB原料から選ばれる少なくとも1種の少なくともいずれか一方をさらに添加することを特徴とするガラス固化体の処理方法。

【請求項4】
請求項3に記載のガラス固化体の処理方法において、
前記第1工程でSiO及び溶融の際にSiOに分解するSiO原料から選ばれる少なくとも1種を添加する場合、前記改質ガラスに含まれるSiOの含有量は35~50質量%であり、
前記第1工程でB及び溶融の際にBに分解するB原料から選ばれる少なくとも1種を添加する場合、前記改質ガラスに含まれるBの含有量は10~50質量%であることを特徴とするガラス固化体の処理方法。

【請求項5】
請求項1乃至4のいずれか1項に記載のガラス固化体の処理方法において、
前記所定の金属元素が長寿命核種であることを特徴とするガラス固化体の処理方法。

【請求項6】
請求項5に記載のガラス固化体の処理方法において、
前記長寿命核種がZr、Pd及びSeから選ばれる1種又は2種以上を含むことを特徴とするガラス固化体の処理方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2017168763thum.jpg
出願権利状態 公開
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