中間貯蔵事業に係る減容化施設及び土壌貯蔵施設に関する検討（平成 29年度）
Research and development on volume reduction and soil storage technologies for radioactively contaminated waste and soil in the interim storage project

研究概要

除染廃棄物等の減容化施設の運転・維持管理において想定される炉内及び残渣等中の放射性セシウム（Cs）挙動について、安定かつ安全な運転・維持管理、また残渣・生成物の適正な貯蔵や再生利用等までを合理的に行うことを念頭に置きつつ、実炉調査、ラボ試験及び理論的解析による検討等により明らかにする。
また、除去土壌の性状に着目し、土壌貯蔵施設の設計、維持管理に必要な技術要件や留意点等を明らかにするため、土壌の受入から貯蔵までの適正管理に必要な汚濁成分等の挙動に関する基礎的知見を整理するための実験を行う。

研究の性格

• 主たるもの：行政支援調査・研究
• 従たるもの：

全体計画

（１）除染廃棄物等の減容化施設の合理的な運転・維持管理手法に関する検討
これまで開発してきた焼却シミュレータを除染廃棄物焼却施設へ適用し、各プロセスにおける放射性Csの化学形態とその生成量を推定する。また、仮設焼却施設において放射性Csの挙動調査を行うとともに、シミュレータによる計算結果と施設調査結果を比較し、シミュレータの改良を行う。
焼却残渣の灰溶融処理や除染廃棄物のガス化溶融処理について、処理対象物の組成変化が処理特性及び溶融スラグの性状に与える影響を明らかする。また、溶融飛灰について灰洗浄技術を適用し、その減容化効果の可能性を明らかにする。
（２）除去土壌の貯蔵施設に関する施設設計・維持管理の技術要件に関する検討
除去土壌やため池搬出土を充填してあるライシメーター2基を使用し、人工降雨により生じる浸出水のBODやCOD、放射性Cs濃度及び槽内ガスなどの時系列変化を実証的に調査する。

今年度の研究概要

１）仮設焼却炉等に関する放射性Csの挙動解明
　焼却における処理対象物の性状や運転条件等の放射性Csの挙動に対する影響を詳細に把握し、予測するために、マルチゾーン熱力学平衡計算に基づく焼却シミュレータを用いて焼却施設内の各プロセスにおける放射性Csの化学形態とその生成量を推定する。また、仮設焼却施設の調査を行い、これまでの施設調査結果を含めて放射性Cs挙動を整理するとともに、整理した結果をシミュレータの推算結果と比較し、放射性Csを含めた各元素の挙動を再現できるようにシミュレータの改良を行う。
２）減容化施設における放射性Csの挙動解明及び高度減容化等に関する調査
仮設焼却施設の焼却残渣の元素組成変動を踏まえてラボスケールで灰溶融処理し、元素組成等の溶融条件が溶融スラグ中の放射性Cs濃度や溶出率等に与える影響を把握する。また、ガス化溶融についても同様に、溶融条件による溶出率等への影響を把握する。さらに、溶融飛灰については、灰洗浄技術の適用による高度減容化を検討するために、灰洗浄による放射性Csの除去効果、洗浄後の溶融飛灰の元素組成及びその溶融可能性を明らかにする。
３）ライシメーターを用いた除去土壌浸出水の時系列調査
土質の違う二つの除去土壌（一つは宅地除去土壌、もう一つは宅地除去土壌にため池搬出土を混合したもの）をそれぞれ実証スケールの２基のライシメーターへ充填し、人工降雨（10 mm/日）によりライシメーターから排出される浸出水に対して、pH、BOD、COD、放射性Cs濃度等を測定し、水質の時系列変化を把握する。加えて、槽内ガスをサンプリングし、メタンや二酸化炭素等の濃度を測定し、ガス質についても時系列変化を明らかにする。