JPH0153438B2 - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は放射性ナトリウムを酸素と二酸化炭素
に反応させて、化学的により安定で廃棄可能な炭
酸ナトリウムに転換して処理する放射性ナトリウ
ムの処理装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a radioactive sodium processing apparatus that converts radioactive sodium into chemically more stable and disposable sodium carbonate by reacting it with oxygen and carbon dioxide.
たとえば高速増殖型原子炉の冷却材に使用され
たナトリウムは放射性物質の混入やナトリウムの
放射化などによつて、そのままの状態では廃棄す
ることができない。 For example, sodium used as a coolant in fast breeder nuclear reactors cannot be disposed of as it is because it is contaminated with radioactive materials and becomes activated.
また他の放射性廃棄物と同様に容器内で保管す
ることは、ナトリウムが非常に活性なためできな
い。従来、非放射性ナトリウムを多量に処理、廃
棄する場合は受皿または容器で加熱し、空気中の
水分酸素と燃焼反応させ、ナトリウムより安定な
Na2O、Na2O2、およびNaOHなどに変転し、つ
いで水に溶解し、塩酸など酸性物質によつて中和
して廃棄している。 Also, sodium is highly active and cannot be stored in containers like other radioactive waste. Conventionally, when large amounts of non-radioactive sodium were processed and disposed of, it was heated in a saucer or container to cause a combustion reaction with the moisture and oxygen in the air, making it more stable than sodium.
It is converted into Na 2 O, Na 2 O 2 , and NaOH, etc., then dissolved in water, neutralized with acidic substances such as hydrochloric acid, and disposed of.
また、この燃焼を行なう場合、ナトリウム煙と
よばれる前記Na2O、Na2O2、およびHaOH等が
煙として発生する。この煙はスクラーバという水
による除煙装置によつて除去しているが、除去効
率は80％程度で20％が大気中などに放出されてい
る。 Further, when this combustion is performed, the above-mentioned Na 2 O, Na 2 O 2 , HaOH, etc., which are called sodium smoke, are generated as smoke. This smoke is removed using a water-based smoke removal device called a scrubber, but the removal efficiency is around 80%, with 20% being released into the atmosphere.
しかしながら、高速増殖型原子炉などから排出
される放射性ナトリウムを廃棄する場合には、前
記した従来の方法による廃棄処理は、大気汚染に
よる被曝の点からみて使用することはできない。 However, when disposing of radioactive sodium discharged from a fast breeder nuclear reactor or the like, the conventional disposal method described above cannot be used from the viewpoint of exposure to radiation due to air pollution.
本発明は上記点にかんがみてなされたもので、
放射性汚染を防止し、安全に連続的にかつ経済的
に処理できる放射性ナトリウムの処理装置を提供
することにある。 The present invention has been made in view of the above points,
The object of the present invention is to provide a radioactive sodium processing device that can prevent radioactive contamination and safely, continuously, and economically process radioactive sodium.
すなわち本発明は軸方向に沿つて移送するスク
リユーコンベアを内装し大地に対し傾斜して設置
された処理容器と、この処理容器に放射性ナトリ
ウムを導入するための導入管と、この導入管から
導入された被処理放射性ナトリウムと反応させる
酸素および二酸化炭素ガスを供給する供給ガス配
管と、前記処理容器内で前記放射性ナトリウムが
酸素および二酸化炭素に反応させ化学的に安定な
炭酸ナトリウムを生成し、生成した炭酸ナトリウ
ムを前記スクリユーコンベアにより移送し該容器
の他方から導出する導出配管を具備したことを特
徴とする放射性ナトリウムの処理装置である。 That is, the present invention includes a processing container installed at an angle to the ground and equipped with a screw conveyor for transporting the material along the axial direction, an introduction pipe for introducing radioactive sodium into the processing container, and an introduction pipe for introducing radioactive sodium into the processing container. supply gas piping for supplying oxygen and carbon dioxide gases to be reacted with the radioactive sodium to be treated; This radioactive sodium processing apparatus is characterized in that it is equipped with a discharge pipe for transferring the sodium carbonate by the screw conveyor and leading it out from the other side of the container.
以下、図示した一実施例に基き本発明に係る装
置を説明する。 Hereinafter, the apparatus according to the present invention will be explained based on an illustrated embodiment.
図中、符号１は両端が端板２，３により閉塞さ
れた筒状処理容器で、大地に対し傾斜して設置さ
れている。 In the figure, reference numeral 1 denotes a cylindrical processing container whose both ends are closed by end plates 2 and 3, and which is installed at an angle with respect to the ground.
処理容器１の下端板２には、処理されるべき被
処理放射性ナトリウムを導入する導入管４がバル
ブ５を介して接続されている。また下部側面には
処理容器１内に導入された放射性ナトリウム６の
液面を検知する液面計７が短管８を介して設けら
れている。この液面計７により、処理される放射
性ナトリウム６の量を検知し、ナトリウムの導入
量を制御する。 An introduction pipe 4 for introducing radioactive sodium to be treated is connected to the lower end plate 2 of the processing vessel 1 via a valve 5. Further, a liquid level gauge 7 for detecting the liquid level of radioactive sodium 6 introduced into the processing container 1 is provided on the lower side surface via a short pipe 8. This liquid level gauge 7 detects the amount of radioactive sodium 6 to be treated and controls the amount of sodium introduced.
また前記処理容器１の下部側壁には放射性ナト
リウム６と反応させる酸素と二酸化炭素および、
処理速度をあげるための水蒸気を導入する反応ガ
ス導入管９が設けてある。この導入管９は二方に
分岐され、一方の管１０には炭酸ガスがバルブ１
１を介して流入され、他方の管１２には炭酸ガス
と酸素ないしは水蒸気がバルブ１３を介して流入
する。処理容器１の外壁には放射性ナトリウムと
酸素と二酸化炭素の化学反応速度の増加、つまり
処理速度を促進するために加熱ヒータ１４が巻回
されている。一方、処理容器１の上部側壁には炭
酸ナトリウムを排出する管１５が接続され、管１
５の先端には炭酸ナトリウム貯蔵容器１６が接続
されている。また処理容器１内にはスクリユーコ
ンベア１７が装着され、このスクリユーコンベア
１７の中心軸１８の一端は下部端板２に設けられ
た軸受１９に、他端は上部端板３を貫通し軸シー
ル２０を介しカツプリング２１に接続されてい
る。カツプリング２１は駆動装置２２に接続され
ており、駆動装置２２の駆動によりスクリユーコ
ンベア１７は回転する。なお、軸１８にはトルク
メータ２３が介挿され、トルクメータ２３の信号
は酸素導入量制御装置２４に送られ、この制御装
置２４の信号はバルブ１３の開閉度を制御する。 Further, on the lower side wall of the processing container 1, oxygen and carbon dioxide to be reacted with the radioactive sodium 6,
A reaction gas introduction pipe 9 is provided to introduce water vapor to increase the processing speed. This inlet pipe 9 is branched into two, and one pipe 10 has a valve 1 in which carbon dioxide gas is supplied.
1, and carbon dioxide gas and oxygen or water vapor flow into the other pipe 12 via a valve 13. A heater 14 is wound around the outer wall of the processing container 1 in order to increase the chemical reaction rate of radioactive sodium, oxygen, and carbon dioxide, that is, to accelerate the processing speed. On the other hand, a pipe 15 for discharging sodium carbonate is connected to the upper side wall of the processing container 1.
A sodium carbonate storage container 16 is connected to the tip of 5. A screw conveyor 17 is installed inside the processing container 1, and one end of the central shaft 18 of the screw conveyor 17 is connected to a bearing 19 provided on the lower end plate 2, and the other end is connected to a shaft passing through the upper end plate 3. It is connected to a coupling ring 21 via a seal 20. The coupling ring 21 is connected to a drive device 22, and the screw conveyor 17 is rotated by the drive of the drive device 22. A torque meter 23 is inserted into the shaft 18 , and a signal from the torque meter 23 is sent to an oxygen introduction amount control device 24 , and the signal from this control device 24 controls the degree of opening and closing of the valve 13 .
なお、駆動装置２２およびトルクメータはそれ
ぞれ端板３から延設した台板２５に載置固定され
ている。またスクリユーコンベア１７のスクリユ
ー羽根にはＶ字状切込み２６が形成されており、
この切込み２６によつて処理されて生成した炭酸
ナトリウムと未処理の放射性ナトリウムの分離効
率を向上させる。 Note that the drive device 22 and the torque meter are each placed and fixed on a base plate 25 extending from the end plate 3. Further, a V-shaped notch 26 is formed in the screw blade of the screw conveyor 17.
This cut 26 improves the separation efficiency between the treated sodium carbonate and the untreated radioactive sodium.
しかして、上記構成の処理装置において、処理
容器１内で放射性ナトリウム（Na）６は酸素
「O2）と二酸化炭素（CO2）および水蒸気（H2O）
と反応式(1)〜(4)に示したように反応して炭酸ナト
リウム（Na2CO3）を生成する。 Therefore, in the processing apparatus with the above configuration, radioactive sodium (Na) 6 is mixed with oxygen "O 2 ", carbon dioxide (CO 2 ), and water vapor (H 2 O) in the processing container 1.
and reacts as shown in reaction formulas (1) to (4) to produce sodium carbonate (Na 2 CO 3 ).
この炭酸ナトリウム（Na2CO3）は化学的に安
定な物質である。 This sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) is a chemically stable substance.
4Na＋O2→2Na2O（酸化ナトリウム） ……(1)
Na2O＋CO2→Na2CO3 ……(2)
Na2O＋H2O→2NaOH（水酸化ナトリウム
……(3)
2NaOH＋CO2→Na2CO3＋H2O ……(4)
これらの化学反応式において(1)式と(2)式の化学
反応によつて炭酸ナトリウムは生成される。一方
消費されない水蒸気（H2O）がある場合は(1)式
と(3)式と(4)式の反応で炭酸ナトリウムが生成され
る。(1)式と(2)式による炭酸ナトリウムの生成より
も(1)式と(3)式と(4)式による炭酸ナトリウムの生成
のほうがより低温で、はやく生成されるため、消
費されないが水蒸気（H2O）を加えることによ
り、炭酸ナトリウムの生成速度が促進される。4Na＋O 2 →2Na 2 O (sodium oxide) ……(1) Na 2 O＋CO 2 →Na 2 CO 3 ……(2) Na 2 O＋H 2 O → 2NaOH (sodium hydroxide)
...(3) 2NaOH+CO 2 →Na 2 CO 3 +H 2 O ...(4) In these chemical reaction equations, sodium carbonate is produced by the chemical reaction of equations (1) and (2). On the other hand, if there is water vapor (H 2 O) that is not consumed, sodium carbonate is produced by the reactions of equations (1), (3), and (4). The generation of sodium carbonate by equations (1), (3), and (4) is lower and faster than the generation of sodium carbonate by equations (1) and (2), so it is not consumed. Adding water vapor (H 2 O) accelerates the rate of sodium carbonate formation.
化学的に安定な物質である炭酸ナトリウムは白
色粉末つまり機械的には非常に脆く、くずれ易い
物質であるため、前記処理容器１内の放射性ナト
リウム６の液面またはスクリユーコンベア１７に
よつてかき上げられた放射性ナトリウムの液滴の
表面で反応生成した炭酸ナトリウムは、スクリユ
ーコンベア１７のスクリユー羽根によつて砕かれ
新たな放射性ナトリウム反応面が露出し、前記の
炭酸ナトリウムの生成は連続的に処理容器１内で
起こる。 Sodium carbonate, which is a chemically stable substance, is a white powder, which means it is mechanically very brittle and easily crumbles. The sodium carbonate generated by the reaction on the surface of the raised radioactive sodium droplets is crushed by the screw blades of the screw conveyor 17, exposing a new radioactive sodium reaction surface, and the above-mentioned sodium carbonate generation continues. This occurs within the processing container 1.
前記化学反応式で示したように放射性ナトリウ
ムは酸素によつて酸化ナトリウムとなつた後二酸
化炭素と化合し炭酸ナトリウムとなる。 As shown in the chemical reaction formula above, radioactive sodium is converted into sodium oxide by oxygen and then combined with carbon dioxide to form sodium carbonate.
そのため、酸化ナトリウムへの反応速度が炭酸
ナトリウムへの反応速度よりも速い場合や酸素過
剰となつた場合には酸化ナトリウムが多く生成さ
れることが起きる。そこで、スクリユーコンベア
１７の駆動装置２２に設けたトルクメータ２３に
より、炭酸ナトリウムよりも機器的強度の高い酸
化ナトリウムの生成量を検知し、酸素導入量制御
装置２４によつて酸素導入量を制御し酸化ナトリ
ウムの生成を停止させる。そして酸化ナトリウム
が炭酸ナトリウムになるまで保持し、トルクメー
タ２３の出力低下によつて酸化ナトリウムの減少
を検知し、酸素導入量制御装置２４により、酸素
を導入し、放射性ナトリウムを連続的に処理す
る。 Therefore, if the reaction rate to sodium oxide is faster than the reaction rate to sodium carbonate, or if there is an excess of oxygen, a large amount of sodium oxide may be produced. Therefore, the torque meter 23 installed in the drive device 22 of the screw conveyor 17 detects the amount of sodium oxide produced, which has higher mechanical strength than sodium carbonate, and the oxygen introduction amount control device 24 controls the amount of oxygen introduced. Stops the production of sodium oxide. Then, the sodium oxide is held until it becomes sodium carbonate, a decrease in sodium oxide is detected by the decrease in the output of the torque meter 23, and oxygen is introduced by the oxygen introduction amount control device 24 to continuously process the radioactive sodium. .
このようにして生成した炭酸ナトリウムは、放
射性ナトリウムに溶解せず、また軽量であるため
放射性ナトリウムと分離が容易である。 Sodium carbonate produced in this way does not dissolve in radioactive sodium and is lightweight, so it can be easily separated from radioactive sodium.
生成された炭酸ナトリウムは、スクリユーコン
ベア１７の駆動によつてスクリユーコンベア１７
と処理容器１の内壁の隙間やスクリユーコンベア
１７の羽根に形成した切込み２６で放射性ナトリ
ウムと分離され処理容器１の上部に移送される。 The generated sodium carbonate is transferred to the screw conveyor 17 by driving the screw conveyor 17.
The radioactive sodium is separated from the radioactive sodium by a gap in the inner wall of the processing container 1 or a notch 26 formed in the blade of the screw conveyor 17, and is transferred to the upper part of the processing container 1.
上部に移送された炭酸ナトリウムは炭酸ナトリ
ウム導出配管１５から導出され、炭酸ナトリウム
貯蔵容器１６に移送される。 The sodium carbonate transferred to the upper part is led out from the sodium carbonate delivery pipe 15 and transferred to the sodium carbonate storage container 16.
以上説明したように本発明によれば、放射性ナ
トリウムを安全にかつ連続的に処理することがで
き、処理後は炭酸ナトリウムとなるため取扱いが
容易であり、保管を簡単に行なうことができ、し
かも経済的に処理できる効果がある。 As explained above, according to the present invention, radioactive sodium can be processed safely and continuously, and after processing, it becomes sodium carbonate, which makes it easy to handle and store. It has an effect that can be treated economically.
図は本発明に係わる放射性ナトリウムの処理装
置の一実施例を一部概略的側面で示す縦断面図で
ある。
１…処理容器、２，３…端板、４…導入管、６
…被処理放射性ナトリウム、７…液面計、９…反
応ガス導入管、１６…炭酸ナトリウム貯蔵容器、
１７…スクリユーコンベア、２３…トルクメー
タ、２２…駆動装置、２４…酸素導入量制御装
置、２６…切込み。
The figure is a longitudinal sectional view partially schematically showing an embodiment of the radioactive sodium processing apparatus according to the present invention. 1...Processing container, 2, 3...End plate, 4...Introduction pipe, 6
...Radioactive sodium to be treated, 7. Level gauge, 9. Reaction gas introduction pipe, 16. Sodium carbonate storage container,
17... Screw conveyor, 23... Torque meter, 22... Drive device, 24... Oxygen introduction amount control device, 26... Cut.
Claims (1)
を内装し大地に対し傾斜して設置された処理容器
と、この処理容器の下部から被処理放射性ナトリ
ウムを導入する導入管と、この導入管から導入さ
れた被処理放射性ナトリウムと反応させる酸素お
よび二酸化炭素ガスを供給する供給ガス配管と前
記処理容器内で前記放射性ナトリウムが酸素およ
び二酸化炭素と反応して生成した炭酸ナトリウム
を前記スクリユーコンベアにより移送し該処理容
器の上部から導出する導出配管とを具備したこと
を特徴とする放射性ナトリウムの処理装置。 ２ スクリユーコンベアを回転させる駆動装置に
取り付けたトルクメータによつて、処理容器内に
導入する酸素量を制御する装置が設けられてなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の放
射性ナトリウムの処理装置。 ３ 処理容器内に放射性ナトリウムの液位を検出
する液面計が設けられてなることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の放射性ナトリウムの処
理装置。 ４ スクリユーコンベアのスクリユー羽根に切込
みを設けてなることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の放射性ナトリウムの処理装置。 ５ 処理容器に加熱装置を設けてなることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の放射性ナトリ
ウムの処理装置。 ６ 処理容器に水蒸気を導入する導入配管を設け
てなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の放射性ナトリウムの処理装置。[Scope of Claims] 1. A processing container installed at an angle to the ground and equipped with a screw conveyor for transporting along the axial direction; an introduction pipe for introducing radioactive sodium to be processed from the lower part of the processing container; The supply gas pipe supplies oxygen and carbon dioxide gas to be reacted with the radioactive sodium to be treated introduced from the introduction pipe, and the sodium carbonate produced by the reaction of the radioactive sodium with oxygen and carbon dioxide in the processing vessel is fed to the screen. 1. A processing apparatus for radioactive sodium, comprising a discharge pipe for transporting it by a Yukon conveyor and leading it out from the upper part of the processing container. 2. The radioactivity according to claim 1, further comprising a device for controlling the amount of oxygen introduced into the processing container by means of a torque meter attached to a drive device for rotating the screw conveyor. Sodium processing equipment. 3. The radioactive sodium processing apparatus according to claim 1, further comprising a liquid level gauge for detecting the radioactive sodium liquid level in the processing container. 4. The radioactive sodium processing apparatus according to claim 1, wherein a notch is provided in the screw blade of the screw conveyor. 5. The radioactive sodium processing apparatus according to claim 1, characterized in that the processing container is provided with a heating device. 6. The radioactive sodium processing apparatus according to claim 1, further comprising an introduction pipe for introducing water vapor into the processing container.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11917981A JPS5821597A (en) | 1981-07-31 | 1981-07-31 | Radioactive sodium processing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11917981A JPS5821597A (en) | 1981-07-31 | 1981-07-31 | Radioactive sodium processing device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5821597A JPS5821597A (en) | 1983-02-08 |
| JPH0153438B2 true JPH0153438B2 (en) | 1989-11-14 |
Family
ID=14754859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11917981A Granted JPS5821597A (en) | 1981-07-31 | 1981-07-31 | Radioactive sodium processing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5821597A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60253898A (en) * | 1984-05-30 | 1985-12-14 | 動力炉・核燃料開発事業団 | Method of handling sodium attached apparatus |
| DE4236833C2 (en) * | 1992-11-02 | 1994-11-10 | Siemens Ag | Process for converting an alkali metal present in the liquid state into an alkali carbonate |
| BE1010854A3 (en) * | 1997-01-15 | 1999-02-02 | En Nucleaire Etablissement D U | Oxidation process at least one metal alkali. |
-
1981
- 1981-07-31 JP JP11917981A patent/JPS5821597A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5821597A (en) | 1983-02-08 |
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