(Poster session/Short oral-presentation) High-temperature materials processing

[2607-23-08] Viscosity Measurement of Cs₂O-Fe₂O₃-SiO₂ melts for Melting Treatment of Radioactive Waste

○Tomoki TANAKA^{1[Master’s course]}, Kento NAKANISHI¹, Takehiro SUMITA¹, Noritaka SAITO¹, Kunihiko NAKASHIMA¹ (1. kyushuuniversity)

Chairperson：岸本 章宏 （京都大学）

Keywords:Radioactive waste, Volume reduction, Cs2O, Viscosity, Molten oxide

東京電力福島第一原子力発電所の事故により発生したCsを含む放射性廃棄物の処分方法の一つとして、高温溶融による減容化処理が検討されている。溶融プロセスの実現性検討のためには、溶融物の粘度情報が必要である一方、Csを含む酸化物融体の粘度に関する知見は限られている。そこで本研究では、Csが付着した鉄筋コンクリートを想定して、Cs₂O-Fe₂O₃およびCs₂O-Fe₂O₃-SiO₂系融体の粘度を系統的に測定し、粘度の組成および温度依存性を明らかにすることを目的とした。各種特級試薬を秤量・混合後、白金ルツボに充填し、粘度測定可能な電気炉を用いて試料の粘度を測定した。粘度測定は円筒回転法を用いており、回転速度は60 rpm、温度間隔25 K毎で粘度を測定した。測定の結果、Cs₂O-Fe₂O₃系融体は0.2〜0.8 Pa･s、Cs₂O-Fe₂O₃-SiO₂系融体は0.4〜10 Pa･sの粘度であることを明らかにした。また本測定温度域において、粘度の温度依存性はArrhenius型の式で整理できることが明らかとなった。加えて、融体の粘度はSiO₂の含有量の増加、およびモル比がCs₂O＞Fe₂O₃の場合においてFe₂O₃の含有量の増加により粘度が増加することが明らかとなった。これは、融体中においてSiO₂およびFe₂O₃が網目状構造の形成に寄与するためと考えられる。