[發明專利]放射性廢液的處理方法及處理裝置

無效

• 申請號: 201080014586.7
• 申請日: 2010-02-22
• 公開（公告）號: CN102396034A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 加藤敬;沼田守;鈴木泰博;森本泰臣
• 申請（專利權）人: 日揮株式會社
• 主分類號: G21F9/06
• 分類號: G21F9/06;B01D61/44;C02F1/469;C02F1/70
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 臧建明

技術領域

本發明涉及一種放射性廢液的處理方法及處理裝置，更詳細而言，涉及一種通過將從核設施、特別是再處理設施中排出的以硝酸鈉為主成分的放射性廢液進行電滲析，選擇性地去除鈉，來分離、回收放射性物質的放射性廢液的處理方法及處理裝置。

本發明基于并主張于2009年4月8日向日本提出申請的日本專利特愿2009-093878號的優先權，并將其內容引用于本文中。

背景技術

從核設施、特別是使用完畢的核燃料的再處理設施中，產生主要包含大量硝酸鈉(NaNO₃)作為無機鹽的放射性廢液。正在推進開發從該廢液中的硝酸鈉中分離出鈉的分離去除技術。

例如，美利堅合眾國能源部(United?States?Department?of?Energy，DOE)對使用Na離子導電體膜(NASICON膜，鈉超離子導體(Na?Super?Ionic?Conductor))或有機性陽離子交換膜，從以硝酸鈉為主成分的放射性廢液中分離鈉離子(Na⁺)的方法進行研究，證實Na離子導電體膜或有機性陽離子交換膜可將鈉離子作為氫氧化鈉(NaOH)來回收。

將放射性廢液中所含的放射性核種從硝酸鈉中分離的技術，是使用向廢液中添加大量試劑，使其共沉淀于每個主要的核種上后，經由超濾膜等來分離固體成分的方法。該方法由于添加大量的試劑，因此不僅廢液量增加，而且關于特定的核種，表示放射性核種被去除至何種程度的去污系數(decontamination?factor，DF)的界限為100左右，放射性廢液中的放射性核種的去除效率低。

另一方面，實現從再處理步驟中產生的以硝酸鈉為主成分的放射性廢液(低水平濃縮廢液)的體積減小化的技術，可列舉使用鈉選擇滲透膜的電滲析法。該技術存在可通過從放射性廢液中僅分離、回收鈉而使放射性廢液的體積減小的可能性，使用有機膜(Nafion(注冊商標)等)、無機膜(NASICON膜)等進行廢液的處理試驗。

作為利用使用鈉選擇滲透膜的電滲析法而從包含放射性物質的廢液和/或不含放射性物質的廢液中回收鈉的技術，已公布了非專利文獻1～非專利文獻4等的論文，成為公知的技術。

非專利文獻1～非專利文獻4中公開了如下技術：利用使用NASICON膜的電滲析法，從包含硝酸鈉的放射性廢液(低水平放射性濃縮廢液)、或由紙漿廠等產生的包含鈉的廢液中回收鈉。

該技術中，向陽極室中供給作為對象的廢液，且于陰極室中填充氫氧化鈉水溶液，使用NASICON膜作為電解槽的陽極室與陰極室的隔膜，進行電滲析，由此使鈉離子從陽極室向陰極室中移動。

另外，非專利文獻1～非專利文獻4中報告了如下要旨：從包含多種放射性核種的放射性廢液中，可不包含與鈉同族的銫137(Cs-137)而僅分離、回收鈉。

另外，作為將放射性廢液中所含的硝酸根離子(NO₃^-)還原、分解而轉變為無害氣體的技術，公布了非專利文獻5～非專利文獻8等的論文，并且公開了專利文獻1、專利文獻2等，成為公知的技術。

非專利文獻5～非專利文獻8、及專利文獻1、專利文獻2中，雖使用催化劑及還原劑來分解硝酸鈉廢液中的硝酸根離子，但根據催化劑的種類，還原生成物的種類有所不同。改變催化劑的種類，在第一階段利用Cu-Pd/AC催化劑使硝酸根離子(NO₃^-)成為亞硝酸根離子(NO₂^-)，在第二階段利用Cu/β氧化鋁催化劑將亞硝酸根離子還原為氮(N₂)。核設施中，不宜使用爆炸性氣體，因此使用肼(N₂H₄)或甲醛(HCOH)等還原劑。

另外，實現放射性廢液的體積減小化的技術公開了如下所述的技術。

例如公開了如下放射性廢液：為了從包含高濃度鈉鹽的放射性廢液中回收鈉及酸，來實現該廢液的體積減小化、以及鈉及酸的再利用，而于陽電極與陰電極之間配置兩片雙極膜，且于該雙極膜間的陽電極側配置陰離子交換膜，于陰電極側配置鈉離子選擇滲透膜，來進行電滲析，由此從包含鈉鹽的放射性廢液中分別分離出作為氫氧化鈉的鈉離子、及分離出作為酸的陰離子，并予以回收(例如參照專利文獻3)。