Alternative TitleDevelopment of Simultaneous Removal System for Radioactively Gaseous and Particulate Matters generated by Dismantlement of Nuclear Power Plants
Periodical title平成12(2000)年度 科学研究費補助金 基盤研究(B) 研究成果報告書 = 2000 Fiscal Year Final Research Report
Note (General)本研究では,原子炉解体時に放射化された鋼構造物の熱的切断によって生成するガス状・粒子状物質の同時除去法を確立することを目的としている。本年度は,昨年度に引き続き,生成物質の中でも解体時に放射化の程度が高いとされているコバルト化合物の1つであるオクタカルボニルジコバルト(以降コバルトカルボニルと略す)に着目し,その挙動および気相中での存在形態について調べた。まず,実際のアーク水中切断試験で,蒸気状の金属化合物が発生する可能性が改めて確認した。さらに,昨年度行った粉末からの揮散による蒸気状コバルトカルボニルの発生法(揮散法)では,粉末の分解による表面の変質のため,発生蒸気濃度が時間的に安定しないことから,新たな方法により蒸気状コバルトカルボニルの分解速度を求めた。具体的には,コバルトカルボニルを溶解させたヘキサンをアトマイザで噴霧し,発生したミストをフィルタに通過させて蒸気状物質を発生される方法(噴霧法)である。その結果,溶剤中の濃度を変えることにより発生蒸気濃度を自由に変化させることができ,時間的にも安定した濃度で発生することが可能となった。そこで,濃度,温度,滞留時間を変化させて,コバルトカルボニルの分解速度を求め,中間体を介する逐次反応として分解速度式をたて,中間体までの反応(R_1)と中間体からコバルト粒子への反応(R_2)の活性化エネルギーEを求めた。その結果,R_1のEが大きく,前半の反応が支配的であることが明らかになった。また,発生する粒子の大きさを評価するために,反応管を拡散チューブと見なして,粒子の透過率から粒径を見積もったところ,少なくとも1nmの粒子が生成していることがわかった。以上のことから,放射化の程度が高いとされるコバルトカルボニルを系外へ放出しないようにするためには,常温より高い温度で,20秒程度以上の滞留時間をおいて,完全に粒子に変換した上でエアフィルタで捕集すればよいと言える。
The present work is aimed at developing a simultaneous removal system for gaseous and particulate matters generated by thermal cutting of activated steel constructions during the dismantlement of aged nuclear power plants. In the present work, we focused on octacarbonyl di-cobalt(OCDC), which belongs to cobalt-compounds with high radioactivity during the thermal cutting of steel constructions, and investigated its behaviors in gas phase. OCDC vapor was generated by atomization of OCDC-solution prepared with hexane followed by filtration of the formed mists. Then, we measured its decomposition rates at various residence times, its vapor concentrations and temperatures based on the assumption that this reaction is consecutive first-order reactions via an intermediate. As a result, it was found that the former process of decomposition into the intermediate dominates these reactions. Also, we estimated the size of generated particles, considering the decomposition tube to adjust the residence time for reaction as a diffusion tube, and obtained that the size was estimated to be at least larger than 1 nm. These findings suggested that we need the residence time of formed OCDC vapor more than 20s and the surrounding temperature somewhat higher than room one in order to convert it into particles and subsequently remove them with HEPA filters.
研究課題/領域番号:11450289, 研究期間(年度):1999-2000
研究機関: 金沢大学工学部
出典：「原子炉解体時に生成する放射性ガス状・粒子状物質の除去システムの構築」研究成果報告書 課題番号11450289 (KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）) 本文データは著者版報告書より作成
source:https://kaken.nii.ac.jp/search/?qm=90025966
source:https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11450289/
source:https://kaken.nii.ac.jp/report/KAKENHI-PROJECT-11450289/114502892000kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/
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Data Provider (Database)国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）