報告書番号

W01009

タイトル（和文）

黒鉛電極式プラズマトーチの放射性廃棄物処理への適用性評価

タイトル（英文）

Evaluation of applicability of graphite plasma torch to radioactive wastes treatment

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

黒鉛電極式プラズマトーチを用いて低レベル放射性雑固体廃棄物を模擬した試料を溶融し、溶融時のCsの挙動を実験的に解明した。その結果、溶融時の平均的な酸素濃度によってはCO濃度が増加しCsのスラグ層への捕捉率が低下する場合があった。そこで、CO濃度が増加しない運転条件を検討するために、炉内のガス組成を推定するプログラムを作成した。計算結果は、実験結果を再現できることを確認の上、実用機を想定した損耗速度などを用いて、溶融時の炉内のガス組成の経時変化を計算した。その結果、着火時の炉内を空気とし、溶融時にも空気を注入することで、損耗量は増すもののCsの揮発を促進するCO濃度の増加を抑制できることが明らかになった。以上から、黒鉛電極式プラズマトーチを放射性廃棄物の溶融処理へ適用できるとの結論を得た。

概要 （英文）

Migration behavior of Cs has been studied though melting experiments of simulating materials of low-level miscellaneous radioactive solid wastes by a graphite plasma torch. The migration ratio of Cs into slag layers decreased in the some cases that CO concentration increased in the plasma furnace depending on average oxygen concentration during melting. Therefore, in order to estimate plasma-furnace operating conditions preventing increase of CO concentration, a computer program, which can calculate gas composition in the furnace, has developed. After confirming that the calculation results of time depending gas composition show good agreement with the experimental results, time dependence of gas composition during melting was calculated assuming electrode erosion rate in a commercial scale of plasma furnace. The calculation results show that increase of CO concentration can be prevented by filling air in a furnace before melting and by injecting air during melting, though erosion of electrode increases. Judging from the above, we conclude that a graphite plasma torch can be used for melting of radioactive wastes.

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