JP2002255558A - フッ化物の酸化物転換方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フッ化物から酸化物を製造する工程におい
て、発生するＦ_２やＨＦの回収と再利用を容易にし、装
置内の腐食を低減する酸化物製造方法を提供する。 【解決手段】 フッ化物を酸化物に転換する際の酸素の
供給源としてオゾンなどから発生する原子状酸素を使用
する。酸化物に転換する際にＨ_２による還元が必要な場
合は、原子状酸素供給工程とＨ_２供給工程の間に不活性
ガス供給工程を挿入することで、酸素とＨ_２の反応によ
るＨ_２Ｏの生成を回避する。工程内への水の混入を回避
することにより乾燥したＦ_２やＨＦを回収できるため、
精製や再利用を簡便な方法で行なうことができる。ま
た、フッ化水素酸の生成を回避できるため、装置内の腐
食を低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はフッ化物の酸化物転
換方法に関し、特に、ウランフッ化物を酸化物に転換す
る方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属および非金属のフッ化物は工業的に
有用な化合物が多い。フッ化物は、一般に反応性に富む
化合物が多く、このため、使用後に廃棄する際には、燃
焼、酸化分解、アルカリ処理などにより化学的に安定な
酸化物や単体に転換される。

【０００３】フッ化物を酸化物に転換する技術は、例え
ば原子力工業分野における核燃料製造工程での、ウラン
フッ化物からウラン酸化物を製造する再転換工程で開発
が進んでいる。

【０００４】従来のウランフッ化物から酸化物を製造す
る方法として、「核燃料・材料の化学工学」（Ｍ．Ｂｅ
ｎｅｄｉｃｔ他著、清瀬量平訳、原子力化学工業、第II
分冊、日刊工業新聞社）、第１５７頁以降に、以下のよ
うな方法が記載されている。

【０００５】 六フッ化ウラン（ＵＦ_６）を四フッ化
ウラン（ＵＦ_４）に還元した後、ＵＦ_４に水蒸気を作用
させること。あるいはＵＦ_６に水蒸気と水素（Ｈ_２）を
作用させることで、二酸化ウラン（ＵＯ_２）を得る方法
（以降、高温加水分解法という）。（例えば、特表平９
−５０１３９６号公報、特開昭６２−７０２２９号公報
等参照）。

【０００６】 ＵＦ_６を水に溶解して加水分解により
ＵＯ_２Ｆ_２とした後、アンモニアを添加して重ウラン酸
アンモニウムを沈殿させて回収し、これに水素を作用さ
せてＵＯ_２に還元する方法（以降、ＡＤＵ法という）。

【０００７】 ＵＦ_６、炭酸ガス（ＣＯ_２）、および
アンモニアガス（ＮＨ_３）の混合気体を脱塩水中に供給
し、炭酸ウラニルアンモニウムを沈殿させて回収し、こ
れに水蒸気とＨ_２を作用させてＵＯ_２を得る方法（以
降、ＡＵＣ法という）。

【０００８】上記従来法によるウランフッ化物を酸化物
に転換する再転換工程においては、フッ化物が酸化物に
転換される際に放出されるフッ素は、工程内で水や水蒸
気と反応してフッ化水素酸を生成するか、またはアンモ
ニウム塩等を生成し、アルカリ処理などによって処理後
廃棄される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】一方、再転換工程以外
では、燃料製造施設や再処理施設などの、核燃料サイク
ル施設で使用される機器や配管の表面に付着したウラン
を除去するため、ウラン乾式除染が行なわれる。

【００１０】これは、フッ素（Ｆ_２）やフッ化ハロゲン
を作用させてウランをＵＦ_６として揮発除去する方法
で、ウランフッ化物を酸化物に転換する方法の適用が期
待されている。上記ウラン乾式除染においては、揮発回
収されるＵＦ_６は安定な酸化物に転換することが望まし
い。

【００１１】フッ化物を酸化物へ転換する際に放出され
るＦ_２あるいはフッ素化合物を、再度ウランの除染に使
用することができれば、フッ素資源を無駄なく有効利用
できることになる。

【００１２】また、Ｆ_２やフッ化水素（ＨＦ）は、前出
の「核燃料・材料の化学工学」（第II分冊）の第１５２
頁以降にあるように、ウランの精製錬の際にウラン酸化
物をフッ化物に転換する転換工程で使用される。

【００１３】したがって、今後は原子燃料製造におい
て、転換工程と再転換工程の集中立地化が進む場合、再
転換工程で排出されるＨＦを転換工程で再利用すること
が求められるようになる。

【００１４】このようなＦ_２やフッ素化合物の再利用に
対する要請に鑑み、従来のウランフッ化物から酸化物を
製造する方法において、Ｆ_２やフッ素化合物の回収につ
いて考察すると、以下のような課題が明らかとなる。

【００１５】すなわち、ＡＤＵ法やＡＵＣ法では、フッ
素は水溶液中で水と反応してフッ化水素酸を生成する
か、あるいはアンモニウム塩などの化学形態をとるた
め、回収してＦ_２を再生成するよりは、ワンス・スルー
方式の方が合理的である。

【００１６】また、高温加水分解法では、発生するＨＦ
は未反応の水蒸気に溶解してフッ化水素酸となるため、
フッ化水素酸を脱水して無水ＨＦとした後に、Ｆ_２製造
工程に送る。

【００１７】フッ化水素酸を脱水して乾燥ＨＦを得る方
法としては、例えば、「フッ素化学と工業」（別冊化学
工業２８、１９８４年）の１０２頁以降にあるような、
Ｆ_２を作用させて水（Ｈ_２Ｏ）をＨＦに変換する方法が
あるが、余剰のＦ_２の消費を必要とする。

【００１８】また、乾燥ＨＦからは、Ｆ_２を製造する方
法としては、例えば、上記「フッ素化学と工業」第２７
頁以降にあるような、溶融酸性フッ化カリウム（ＫＦ・
ＨＦ）を電解浴とした電解法があるが、この方法でＦ_２
を製造する際には、電解浴中に水が混入するとＦ_２製造
効率が低下することが知られている。

【００１９】また、上記の従来法においては、いずれも
工程の中で水または水蒸気を使用しているため、ウラン
フッ化物を酸化物に転換する際に発生するフッ素
（Ｆ_２）やフッ化水素（ＨＦ）は、水または水蒸気に溶
解し、フッ化水素酸が生成する。

【００２０】フッ化水素酸は種々の金属材料に対して腐
食性が高く、転換装置や配管の腐食による劣化を引き起
こす。また、ＡＤＵ法やＡＵＣ法では、工程内で水など
の溶媒を使用することから、溶媒に由来する廃棄物が発
生する。

【００２１】本発明の目的は、フッ化物を酸化物に転換
する方法に関して、その際に発生するＨＦやＦ_２の再利
用を容易にし、転換装置や配管内の腐食の低減および廃
棄物量の削減を可能にする方法を提供することである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、フッ化物を酸化物に転換する際の酸素の
供給源として、水素以外の元素からなる物質を使用す
る。

【００２３】具体的には、原子状酸素（Ｏ）を酸素の供
給源として使用する。原子状酸素は極めて化学反応性に
富む物質であり、さまざまな物質に作用して結合を形成
し、その物質を酸素を含む物質に転換する。

【００２４】原子状酸素を供給する手段としては、オゾ
ンを使用する。オゾン（Ｏ_３）は強力な酸化剤であり、
すべての温度で自己分解して酸素分子（Ｏ_２）と原子状
酸素（Ｏ）を生成する。

【００２５】また、原子状酸素を発生させる他の手段と
して、酸素への紫外線照射によりＯ _３とＯを発生させる
方法や、または、日本国特許第１８９５９６８号にあ
る、一酸化二窒素（ＯＮ_２）からＯを得る方法がある
が、これらも本発明におけるフッ化物から酸化物を製造
する方法に適用可能である。

【００２６】酸化物製造を完遂させるためには、必要に
応じて還元性ガスとして水素（Ｈ_２）を作用させる。こ
の場合、酸素源供給工程とＨ_２供給工程を分離し、さら
にその間に不活性ガス供給工程を追加することで、酸素
と水素の反応による水の生成を回避する。

【００２７】ここでは、本発明のフッ化物を酸化物に転
換する方法として、ウランフッ化物から酸化物を製造す
る場合を例として、前記課題を解決し本発明の目的を達
成する手段の詳細を説明する。ただし、本方法により酸
化物に転換できるフッ化物としては、ウランフッ化物に
限ったものではない。

【００２８】ウランフッ化物として、ＵＦ_６あるいはＵ
Ｆ_４を用いる。これらにオゾンを作用させると、以下に
示す化学式１および２により、フッ化ウラニル（ＵＯ_２
Ｆ_２）が生成する。

【００２９】 ＵＦ_６＋２Ｏ_３→ＵＯ_２Ｆ_２＋２Ｆ_２＋２Ｏ_２ ……………（化１）

【００３０】 ＵＦ_４＋２Ｏ_３→ＵＯ_２Ｆ_２＋Ｆ_２＋２Ｏ_２ ……………（化２）

【００３１】上記化学式１および２には、以下の化学式
３〜５に示す反応過程を含む。

【００３２】Ｏ_３→Ｏ_２＋Ｏ ……………（化３）

【００３３】 ＵＦ_６＋２Ｏ→ＵＯ_２Ｆ_２＋２Ｆ_２ ……………（化４）

【００３４】 ＵＦ_４＋２Ｏ→ＵＯ_２Ｆ_２＋Ｆ_２ ……………（化５）

【００３５】例えば、化学反応式 ａＡ＋ｂＢ→ｃＣ＋
ｄＤ （いずれも気体とする）で表される反応におい
て、反応式の左辺（以降、反応系という）の物質のギブ
ス標準エネルギーの合計をΔＧ_ｒ、右辺（以降、生成系
という）の物質のギブス標準エネルギーの合計をΔＧ_ｆ
としたとき、ΔＧ_ｆ−ΔＧ_ｒにより算出されるΔＧを
「反応のギブスエネルギー」と呼ぶ。ΔＧが負の値、す
なわちΔＧ＜０のとき、一般に反応は左から右へ、すな
わち正反応が進行する。

【００３６】上記ΔＧを用いると、化学反応式、ａＡ＋
ｂＢ→ｃＣ＋ｄＤ、が平衡状態にあるときの平衡定数Ｋ
_ｐが、以下に示す数式１により計算される。但し、Ｒは
気体定数、Ｔは温度である。

【００３７】

【数１】

【００３８】上記化学反応式、ａＡ＋ｂＢ→ｃＣ＋ｄ
Ｄ、におけるそれぞれの物質についての反応器内での分
圧を、ｐ_Ａ、ｐ_Ｂ、ｐ_Ｃ、ｐ_Ｄと表すと、下記数式２に
より計算されるＫの値がＫ_ｐと等しいとき、反応器内は
平衡状態となる。

【００３９】

【数２】

【００４０】上記数式１および２に示したＫ_ｐおよびＫ
が、Ｋ＞Ｋ_ｐのとき、反応は左方向に進む、すなわち逆
反応が進行し、Ｋ＜Ｋ_ｐのときは反応は右方向に進む、
すなわち正反応が進行する。

【００４１】前出の化学式１〜５においては、化学式２
および５は、ΔＧが零度以上で負の値となり、反応は正
方向、つまり、ＵＦ_４が反応してＵＯ_２Ｆ_２が生成する
方向に進行するが、化学式１および４はΔＧが零度以上
では正の値となるため、反応を正方向に進行させるため
に、化学式２により計算されるＫが、Ｋ_ｐより小さくな
るように、反応器内の気体成分の分圧を調整する。

【００４２】上記化学式３では、約６００度以上でΔＧ
が負となるが、分圧を調整することにより６００度以下
の温度でも反応を正方向、つまりオゾンが分解して原子
状酸素を発生する方向に進行させることができる。

【００４３】前出の化学式１および２により生成したＵ
Ｏ_２Ｆ_２に、還元性ガス、例えば水素ガス（Ｈ_２）を作
用させると、以下に示す化学式６により二酸化ウラン
（ＵＯ _２）を得ることができる。

【００４４】 ＵＯ_２Ｆ_２＋Ｈ_２→ＵＯ_２＋ＨＦ ……………（化６）

【００４５】上記化学式６の反応を行なう工程の前に、
ＵＯ_２Ｆ_２に不活性ガス、例えば窒素ガスを十分供給
し、未反応のオゾンや反応生成物のＯ_２を除去する。こ
れにより、化学式６の反応を行なう際に供給するＨ_２と
オゾンやＯ_２が反応してＨ_２Ｏが生成することが回避さ
れる。

【００４６】上記方法においては、化学式１および２で
は、反応ガスとしてＦ_２およびＯ_２が、化学式６ではＨ
Ｆが発生するが、いずれも水分を含まない気体であり、
脱水工程を必要とすることなく分離・精製を容易に行な
うことができ、再利用のための工程を簡素化できる。

【００４７】また、反応の際には水や水蒸気は使用せ
ず、反応によるＨ_２Ｏを回避することにより、フッ化水
素酸の生成を回避することができるため、反応装置や配
管内の腐食を低減できる。また、本方法は乾式法であ
り、水や溶媒を必要としないため、それらに由来する廃
棄物を削減できる。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下、本発明になるフッ化物の酸
化物転換方法の実施の形態として、いくつかの実施例
を、図面を参照して説明する。

【００４９】実施例１〜３は、核燃料サイクル施設等に
おける機器配管類のウランで汚染された表面を除染する
際に生成するウランフッ化物を酸化物に転換する実施方
法、実施例４〜５は、使用済原子燃料再処理工程におけ
るウランフッ化物から酸化物を製造する実施方法、実施
例６は、原子燃料製造工程におけるウランフッ化物から
酸化物を製造する実施方法、実施例７〜９は、それぞれ
硫黄、窒素、炭素のフッ化物から酸化物を製造する実施
方法である。

【００５０】［実施例１］本発明の好適な実施例の一つ
として、核燃料サイクル施設等で発生する機器、配管等
のウラン表面汚染を除染する際に生成するウランフッ化
物を、酸化物に転換する方法が実施される工程を、図１
を用いて説明する。

【００５１】機器、配管等の除染を実施する際、例えば
密封空間を形成する除染装置８にウランで汚染した機器
等を収納し、その除染装置８内を減圧した後にＦ_２と不
活性ガスを含むガスで満たす。これにより機器表面に付
着したウランはＦ_２と反応してＵＦ_６となって揮発し、
機器表面は除染される。

【００５２】除染装置８での除染操作により生成し回収
したＵＦ_６およびＦ_２を含むガスは、コールドトラップ
からなるＵＦ_６分離装置９に送られ、ＵＦ_６とＦ_２が分
離される。ＵＦ_６分離装置９のコールドトラップで、Ｕ
Ｆ_６は固体として回収される。ＵＦ_６分離装置９でＵＦ
_６から分離されたＦ_２は、必要があれば精製した後、再
度除染工程で使用される。

【００５３】Ｆ_２を分離したＵＦ_６は、ＵＦ_６分離装置
９を加熱して気体とし、転換反応器１に送られる。転換
反応器１は、例えば塔型で縦置式の反応器であり、反応
器の下部にＵＦ_６供給口、反応ガス供給口、およびＵＯ
_２取出し口を有し、反応器上部には反応ガス排出口を有
する。また、反応器を加熱するための加熱器をその周囲
に備え、さらに、反応器にオゾンを供給するオゾン発生
器３を備えている。

【００５４】転換反応器１には、ＵＦ_６とともに、オゾ
ン発生器３で製造したオゾンを供給する。転換反応器１
内では、ＵＦ_６とオゾンが反応して固体のＵＯ_２Ｆ_２が
生成する。このとき、反応の進行を促進するために、転
換反応器１を４００度から７００度、望ましくは５００
度から６００度程度に加熱する。

【００５５】例えば、転換反応器１の温度が６００度の
とき、前記化学式１反応の平衡定数Ｋ_ｐは１.５×１０
^−８である。よって、反応器内の気体成分の分圧より数
式２によって計算されるＫの値が、１.５×１０^−８以
下となるように、反応器内雰囲気を調整する。

【００５６】前記数式２より、反応の生成系成分の分圧
を小さくし、反応系成分の分圧を大きくすると、Ｋの値
を小さくできることがわかる。よって、本実施例におい
ては、反応器内のＦ_２分圧およびＯ_２分圧を小さくする
ために、転換反応器１へのガスの供給はフロー式とし
て、反応により生成したＦ_２およびＯ_２を反応器１より
排出する。

【００５７】転換反応器１から流出するガス中に未反応
ＵＦ_６が混入する場合は、転換反応器１の後段にコール
ドトラップを設置してＵＦ_６を回収し、再度転換反応器
１に供給する。

【００５８】転換反応器１は、オゾン発生器３を備える
代わりに放電装置を備えたものでもよい。あるいは、紫
外線照射装置を備えたものでもよい。または、それ以外
の原子状酸素を発生させる機能を有する装置でもよい。
放電装置あるいは紫外線照射装置を備えた反応器を使用
する場合、反応器にはオゾンの代わりにＯ_２を供給し、
放電あるいは紫外線照射によりオゾンを製造してＵＦ_６
との反応に使用する。

【００５９】転換反応器１から除去されたＦ_２とＯ_２の
混合気体は、深冷分離装置からなるＦ_２分離装置５に送
られる。Ｆ_２分離装置５でＯ_２を液化することによりＦ
_２を分離回収する。これにより回収したＦ_２は、除染装
置８で再利用することが可能である。

【００６０】転換反応器１内に一定量のＵＯ_２Ｆ_２が生
成した後、オゾンの供給を停止し、不活性ガス、例えば
窒素ガスなどを流通して、未反応のオゾンや反応により
生成したＯ_２を十分に除去する。その後、還元性ガスと
してＨ_２を転換反応器１に供給し、ＵＯ_２Ｆ_２をＵＯ_２
に転換する。

【００６１】このとき、転換反応器１は、５００度から
７００度程度に加熱する。この工程で生成したＨＦと未
反応のＨ_２の混合気体は、ＨＦ分離装置６に送られる。
ＨＦ分離装置６では、ＨＦが１９.５度以下で液化する
性質を利用し、ＨＦのみが液化する温度、例えば−２０
度程度まで冷却することで液体ＨＦをＨ_２から分離す
る。

【００６２】回収したＨＦは水分を含まず、乾燥した状
態であるため、さらなる乾燥工程を必要とせず、そのま
まフッ素製造の原料としてＦ_２製造装置７に送られ、Ｆ
_２に転換し、除染装置８で再利用する。

【００６３】本実施例の応用例として、除染装置８に供
給するガスを、Ｆ_２の代わりに例えばＣｌＦ_３といった
ハロゲン化フッ素を用いる方法がある。この場合、Ｆ_２
分離装置５およびＦ_２製造装置７で得られるＦ_２は、ハ
ロゲン化フッ素製造の原料として再使用される。また、
本実施例でのフッ化物の酸化物転換方法は、プルトニウ
ムおよび/あるいは核燃料物質のフッ化物を酸化物に転
換する場合にも適用できる。

【００６４】以上、本実施例によれば、ウラン汚染機器
からのウラン除染の際に回収するＵＦ_６を、本発明方法
によりＵＯ_２に転換することにより、酸化物に転換する
際に生成するＨＦおよびＦ_２を容易に再利用することが
可能となる。また、ＨＦやＦ _２を再利用すると、酸化物
転換工程で排出される廃棄物はＯ_２とＨ_２であり、いず
れも処理後に大気に排出できることから、廃棄物量を大
幅に削減することができる。

【００６５】ＵＦ_６をＵＯ_２に転換する工程は、一つの
装置内で行なうことができ、装置構成も簡素である。さ
らに、工程内では水を使用せず、水の発生も回避できる
ことから、酸化物転換工程で使用する装置や配管内の腐
食を低減することができる。また、オゾンは装置表面に
作用して酸化不動態膜を形成する性質があり、これによ
りさらに装置の腐食低減を達成できる。

【００６６】［実施例２］本発明の実施例２として、核
燃料サイクル施設等で発生する機器や配管等のウラン表
面汚染を除染する際に生成するウランフッ化物を、酸化
物に転換する別の方法が実施される工程を、図２を用い
て説明する。

【００６７】除染装置８内にウラン汚染機器を収納し、
その表面にＦ_２ガスを作用させて付着したウランをＵＦ
_６として揮発させて回収する。回収したＵＦ_６、Ｆ_２お
よび希釈ガスは、コールドトラップであるＵＦ_６分離装
置９に供給し、ＵＦ_６を固体として回収する。ＵＦ_６分
離装置９を通過したＦ_２および希釈ガスは、必要に応じ
てＦ_２を追加し、再度除染装置８に供給されウラン除染
に使用される。

【００６８】回収したＵＦ_６は、ＵＦ_６分離装置９を加
熱して気体とし、ＵＦ_６反応器１１に送られる。ＵＦ_６
反応器１１は、例えば筒型で横置式の反応器であり、反
応器の一端にはＵＦ_６供給口、オゾン発生器３で製造し
たオゾンを供給するオゾン供給口、および反応ガス供給
口を有し、他端には生成ガス排出口を有する。また、反
応器１１の底面にＵＯ_２Ｆ_２取出口を有する。

【００６９】ＵＯ_２Ｆ_２取出口は、流動層型のＵＯ_２Ｆ
_２反応器２の下部に接続され、ＵＦ _６反応器１１内で生
成したＵＯ_２Ｆ_２をＵＯ_２Ｆ_２反応器２に供給する役割
を果たす。ＵＦ_６反応器１１を加熱するための加熱器を
周囲に装備する。

【００７０】ＵＦ_６とともにオゾン発生器３で製造した
オゾンをＵＦ_６反応器１１に供給すると、前記化学式１
によりＵＯ_２Ｆ_２が生成する。このとき、反応の進行を
促進するために、ＵＦ_６反応器１１内の温度を４００度
から７００度、望ましくは５００度から６００度に加熱
する。

【００７１】また、前記化学式２により計算されるＫの
値が、化学式１により計算されるＫ _ｐの値より小さくな
るよう、反応器１１内のガス組成を調整する。具体的に
は、ＵＦ_６反応器１１へのガスの供給はフロー式とし
て、反応により生成するＦ_２とＯ_２を反応器１１内から
継続して排出する。

【００７２】ＵＦ_６反応器１１から流出するガス中に未
反応ＵＦ_６が混入する場合は、ＵＦ _６反応器１１の後段
に、ＵＦ_６反応器１１と同等の構成を有する反応器を設
置し、オゾンを追加供給してＵＦ_６と反応させるか、あ
るいはコールドトラップによりＵＦ_６を回収し、再度反
応器１１にオゾンとともに供給し、ＵＦ_６を完全にＵＯ
_２Ｆ_２に転換する。

【００７３】ＵＦ_６反応器１１は、オゾン発生器３を備
える代わりに放電装置を備えたものでもよい。あるい
は、紫外線照射装置を備えたものでもよい。放電装置あ
るいは紫外線照射装置を備えた反応器を使用する場合、
反応器にはオゾンの代わりにＯ _２を供給し、放電あるい
は紫外線照射によりオゾンを製造してＵＦ_６との反応に
使用する。

【００７４】ＵＦ_６反応器１１内に生成したＵＯ_２Ｆ_２
は、連続的にＵＦ_６反応器１１から排出され、ＵＯ_２Ｆ
_２反応器２に供給される。ＵＯ_２Ｆ_２反応器２にＨ_２を
供給し、ＵＯ_２Ｆ_２をＵＯ_２に転換する。このとき、Ｕ
Ｏ_２Ｆ_２反応器２は、５００度から７００度程度に加熱
する。この工程で生成したＨＦと未反応のＨ_２の混合気
体は、ＨＦ分離装置６に送られる。

【００７５】ＨＦ分離装置６では、ＨＦのみが液化する
温度、例えば−２０度程度まで冷却することで液体ＨＦ
をＨ_２から分離する。回収したＨＦは水分を含まず乾燥
した状態であるため、さらなる乾燥工程を必要とせず、
そのままフッ素製造の原料としてＦ_２製造装置７に送ら
れ、Ｆ_２に転換し、除染装置８で再利用する。

【００７６】本実施例においても実施例１と同様に、除
染装置８に供給するガスを、Ｆ_２の代わりに例えばＣｌ
Ｆ_３といったハロゲン化フッ素を用いることができる。
また、本実施例のフッ化物を酸化物に転換する方法は、
実施例１と同様、プルトニウムおよび/あるいは核燃料
物質のフッ化物を酸化物に転換する場合にも適用でき
る。

【００７７】以上、実施例２によれば、ＵＦ_６をＵＯ_２
に転換する際に生成するＨＦおよびＦ_２は、いずれも水
分を含まず、簡便な方法により再利用することが可能で
ある。工程内では水を使用せず、水の発生も回避できる
ことから、酸化物転換工程で使用する装置や配管内の腐
食を低減することができる。また、ＵＦ_６からＵＯ_２へ
の転換を連続的に行なうことができるため、ＵＦ_６の処
理量を増大することができる。

【００７８】［実施例３］本発明の実施例３として、核
燃料サイクル施設等で発生する機器や配管等のウラン表
面汚染を除染する際に生成するウランフッ化物から酸化
物を製造する他の方法が実施される工程を、図３を用い
て説明する。

【００７９】除染装置８内に収納したウラン汚染機器の
表面にＦ_２ガスを作用させ、付着したウランをＵＦ_６と
して揮発させる。回収したＵＦ_６、Ｆ_２および希釈ガス
としての不活性ガスを含むガスは、コールドトラップで
あるＵＦ_６分離装置９に供給し、ＵＦ_６を固体として回
収する。

【００８０】ＵＦ_６から分離されたＦ_２および不活性ガ
スの混合ガスは、そのまま、あるいは必要に応じてＦ_２
を追加し、除染装置８に再度供給してウラン除染に使用
することができる。

【００８１】ＵＦ_６分離装置９で回収したＵＦ_６は、分
離装置９を例えば８０度まで昇温することにより再びガ
ス状にし、転換反応器２１に供給する。転換反応器２１
は、内部に密閉空間を形成できる構造で、壁面あるいは
底面にＵＦ_６供給口、反応ガス供給口、オゾン発生器３
で製造したオゾンを供給するオゾン供給口、反応ガス排
出口およびＵＯ_２取出口を有する。反応器２１内のガス
および粉体を撹拌するため、反応器２１内には例えばプ
ロペラ型の回転翼やスクリューなどを設置する。

【００８２】本実施例においては、転換反応器２１内に
は、ＵＦ_６とオゾンとの反応により生成するＦ_２の反応
器内における分圧を低下させるため、例えば二酸化けい
素（ＳｉＯ_２）からなるＦ_２除去剤を装荷しておく。Ｓ
ｉＯ_２の装荷量は、ＵＦ_６反応器に供給するＵＦ_６の総
量に対し化学量論比で等量あるいはわずかに下回る量と
なるようにする。

【００８３】ＵＦ_６分離装置９でガス状にしたＵＦ_６の
一定量を、転換反応器２１に供給する。また、オゾン発
生器３でオゾンを製造し、転換反応器２１に供給する。
転換反応器２１を密閉し、反応器２１内部のガスおよび
粉体を混合する。

【００８４】このとき、ＵＦ_６とオゾンの反応により、
ＵＯ_２Ｆ_２とＦ_２およびＯ_２が生成するが、生成したＦ
_２は、反応器１内に装荷したＳｉＯ_２と反応し、化学式
７により気体状のＳｉＦ_４を生成する。

【００８５】 ＳｉＯ_２＋２Ｆ_２→ＳｉＦ_４＋Ｏ_２ ……………（化７）

【００８６】この反応により、ＵＦ_６をＵＯ_２Ｆ_２に転
換する際に発生するＦ_２の分圧を低下することができ
る。これにより、前出の化学式１の逆反応の進行を抑
え、ＵＯ _２Ｆ_２の生成を促進できる。

【００８７】転換反応器２１に供給したＵＦ_６の全量が
ＵＯ_２Ｆ_２に転換された後、反応器２１内部のガスおよ
び粉体の混合を停止し、反応器２１からＳｉＦ_４とＯ_２
を排出する。排出されたＳｉＦ_４とＯ_２の混合ガスはＳ
ｉＦ_４回収装置１５に送られ、ＳｉＦ_４が回収される。

【００８８】ＳｉＯ_２の装荷量をＵＦ_６供給量と等量か
それ以下にしているため、供給したＵＦ_６の反応が終了
した時点では、ＳｉＯ_２は全量が気体状のＳｉＦ_４に転
換されており、反応生成ガスを排出後は反応器２１内に
はＵＯ_２Ｆ_２のみが残留する。

【００８９】ＵＦ_６のＵＯ_２Ｆ_２への転換が終了した
後、転換反応器２１に不活性ガス、例えば窒素ガスを供
給して、未反応のオゾンの反応により生成したＯ_２およ
びＳｉＦ_４を除去する。その後Ｈ_２を供給し、ＵＯ_２Ｆ
_２をＵＯ_２に転換する。

【００９０】この工程で排出されるガスはＨＦとＨ_２の
混合ガスであり、ＨＦ分離装置６で例えば−２０度に冷
却することにより、ＨＦを液化して分離回収する。回収
したＨＦは水分を含まず、そのままＦ_２製造装置７に供
給できる。Ｆ_２製造装置７でＫＦ・ＨＦの電解によりＦ
_２を製造し、このＦ_２は除染装置８に供給して再利用す
る。

【００９１】以上、本実施例によれば、ＵＦ_６からＵＯ
_２Ｆ_２を生成する際に、同時に生成するＦ_２をＦ_２除去
剤を使用して除去することにより、ＵＯ_２Ｆ_２生成反応
の進行を促進することができるため、ＵＦ_６の転換効率
を向上することができる。また、ＵＯ_２Ｆ_２をＵＯ_２に
転換する際に生成するＨＦは、水分を含まないため、装
置内の腐食を低減でき、Ｆ_２の製造に再利用することが
できる。

【００９２】［実施例４］本発明の他の好適な実施例の
一つとして、使用済原子燃料再処理工程において、ウラ
ンフッ化物から酸化物を製造する方法が実施される工程
を、図４を用いて説明する。

【００９３】本実施例４では、本発明の効果が発揮され
る方法として、使用済原子燃料にフッ素ガスを作用させ
てウランとプルトニウムを分離回収するフッ化物揮発法
による再処理方法を用いて説明する。また、フッ化物揮
発法によるウランとプルトニウムの揮発回収工程と、本
発明におけるフッ化物の酸化物転換工程とは、同一敷地
内あるいは近接した地域で行なうことが望ましい。

【００９４】図４において、使用済原子燃料をフッ化装
置１８に供給し、Ｆ_２ガスを作用させて燃料中のウラン
およびプルトニウムを、ＵＦ_６および六フッ化プルトニ
ウム（ＰｕＦ_６）として揮発させる。

【００９５】揮発したＵＦ_６およびＰｕＦ_６は、ＵＦ_６
およびＵＦ_６とＰｕＦ_６の混合物として回収される。Ｕ
Ｆ_６はＵＦ_６精製工程１９で精製する。ＵＦ_６とＰｕＦ
_６の混合物は、必要に応じて精製し、ＭＯＸ燃料製造工
程へ送られる。

【００９６】精製したＵＦ_６を、本発明になるフッ化物
の酸化物転換方法によりＵＯ_２に転換する。すなわち、
回収したＵＦ_６は、オゾン発生器３で製造したオゾンと
ともに流動層型反応器３１に送られる。

【００９７】流動層反応器３１は、反応器の下部にＵＦ
_６供給口、オゾン供給口、および反応ガス供給口を有
し、反応器上部には反応ガス排出口を有する。流動層反
応器３１は、反応器を加熱するための加熱器を装備して
いる。

【００９８】流動層反応器３１には、あらかじめ適当量
のＵＯ_２Ｆ_２粒子を流動媒体として装荷しておく。この
反応器３１内で、供給されたＵＦ_６は前記化学式１によ
りＵＯ_２Ｆ_２に転換され、流動媒体のＵＯ_２Ｆ_２粒子上
に付着する。この際、反応器３１の温度は５００度から
６００度程度にする。

【００９９】この工程で排出されるガスは、反応により
生成したＦ_２とＯ_２を含むが、このガスをＦ_２分離装置
５に送り混合ガスを冷却してＦ_２とＯ_２を分離する。分
離回収したＦ_２ガスは、フッ化装置１８での燃料のフッ
化に再利用する。

【０１００】一定量のＵＦ_６を供給した後、ＵＦ_６とオ
ゾンの供給を停止し、ＵＯ_２Ｆ_２を含む反応器３１に不
活性ガス、例えば窒素ガスなどを供給して、未反応のオ
ゾンやＯ_２を十分除去する。その後、反応器３１にＨ_２
を供給し、ＵＯ_２Ｆ_２をＵＯ _２に転換して回収する。

【０１０１】この工程で排出されるＨＦとＨ_２の混合ガ
スをＨＦ分離装置６に送り、ＨＦの沸点以下でかつＨ_２
の沸点以上の温度に冷却することで、ＨＦとＨ_２を分離
する。分離回収したＨＦは、Ｆ_２製造装置７でＦ_２に転
換して燃料フッ化に再利用する。

【０１０２】以上、実施例４によれば、フッ化物揮発法
による原子燃料再処理工程と、本発明のフッ化物からの
酸化物製造方法とを連結することにより、酸化物製造の
際に発生するＨＦやＦ_２を、燃料フッ化工程に再利用す
ることができ、フッ化工程で使用するＦ_２に係るコスト
を再利用しない場合に比較して削減することができる。

【０１０３】また、ＵＦ_６からＵＯ_２Ｆ_２を製造する際
に、反応器にあらかじめ装荷するＵＯ_２Ｆ_２粒子の粒径
とＵＦ_６の供給量を制御することにより、最終的に得ら
れるＵＯ_２粒子の粒径を制御することが可能となる。実
施例４の方法を用いると、振動充填による燃料ピン製造
に適したＵＯ_２粒子を簡便な方法で製造することができ
る。

【０１０４】また、実施例４のフッ化物を酸化物に転換
する方法は、プルトニウムおよび/あるいは核燃料物質
のフッ化物を酸化物に転換する場合にも適用できる。そ
の場合、工程内に水の使用を含まないことから、臨界安
全性を向上させることができる。

【０１０５】なお、本実施例は反応器３１にＵＦ_４粒子
を装荷し、下記の化学式８によりＵＦ_６をＵＦ_４として
ＵＦ_４粒子に析出させ、前出の化学式２によりＵＦ_４を
ＵＯ _２Ｆ_２に転換した後、ＵＯ_２を得るという構成でも
よい。

【０１０６】 ＵＦ_６＋Ｈ_２→ＵＦ_４＋２ＨＦ ……………（化８）

【０１０７】ＵＦ_４からＵＯ_２Ｆ_２を得る前記化学式２
による反応は、反応のギブスエネルギーΔＧが負であ
り、反応は自発的に進行する。よって、ＵＦ_６からＵＯ
_２Ｆ_２を得る前記化学式１による反応と比較して、低
温、例えば１００度程度でも反応を進行させることがで
き、反応の温度条件を緩和できる。

【０１０８】［実施例５］本発明の他の好適な実施例の
一つである、使用済原子燃料再処理工程において、ウラ
ンフッ化物から酸化物を製造する方法が実施される工程
を、図５を用いて説明する。本実施例５では、実施例４
と同様にフッ化物揮発法による再処理方法を用いて説明
する。

【０１０９】使用済原子燃料をフッ化装置１８に供給
し、Ｆ_２ガスを作用させて燃料中のウランおよびプルト
ニウムをＵＦ_６およびＰｕＦ_６として揮発させる。揮発
したＵＦ_６およびＰｕＦ_６は、ＵＦ_６、およびＵＦ_６と
ＰｕＦ_６の混合物として回収する。ＵＦ_６はＵＦ_６精製
工程１９で精製する。ＵＦ_６とＰｕＦ_６の混合物は、必
要に応じて精製し、ＭＯＸ燃料製造工程へ送られる。

【０１１０】精製したＵＦ_６をＵＦ_６反応器１１に供給
し、オゾン製造装置３で製造したオゾンを供給して作用
させる。ＵＦ_６反応器１１は、実施例２で説明したＵＦ
_６反応器と同等な構成を有するものである。

【０１１１】ＵＦ_６とオゾンとの反応により生成したＵ
Ｏ_２Ｆ_２は、連続的に流動層型のＵＯ_２Ｆ_２反応器２に
送り、Ｈ_２を供給してＵＯ_２Ｆ_２に作用させることでＵ
Ｏ_２を得る。回収したＵＯ_２は、その後原子燃料用ペレ
ットの製造に用いられる。

【０１１２】反応器１１および２から排出されるＨＦと
Ｈ_２およびＦ_２とＯ_２を含むガスを、それぞれＨＦ分離
装置６およびＦ_２分離装置５に送り、ＨＦとＦ_２を分離
回収する。回収したＨＦはＦ_２製造装置７に供給し、Ｆ
_２製造に使用される。回収されたＦ_２および製造された
Ｆ_２は、フッ化装置１８に送られ、再度フッ化剤として
使用される。

【０１１３】本実施例５のフッ化物を酸化物に転換する
方法は、前記各実施例と同様に、プルトニウムおよび/
あるいは核燃料物質のフッ化物を酸化物に転換する場合
にも適用できる。

【０１１４】以上、本実施例５によれば、フッ化物揮発
法による原子燃料再処理工程と本発明のフッ化物からの
酸化物製造方法を連結することにより、酸化物製造の際
に発生するＨＦやＦ_２を燃料フッ化工程に再利用するこ
とができ、フッ化工程で使用するＦ_２に係るコストを削
減することができる。

【０１１５】また、ＵＦ_６の処理を連続で行なうことか
ら、ＵＦ_６の処理量を増大することができる。また、工
程内での水の使用および生成を回避していることから、
装置内の腐食を低減することができる。

【０１１６】本実施例をプルトニウムおよび/あるいは
核燃料物質のフッ化物を含むウランのフッ化物を酸化物
に転換する際に使用する場合、工程内に水の使用を含ま
ないことから、臨界安全性を向上することができる。

【０１１７】［実施例６］本発明の他の好適な実施例の
一つである、原子燃料製造工程においてウランフッ化物
から酸化物を製造する方法が実施される工程を、図６を
用いて説明する。原子燃料製造の際には、ウラン鉱石を
精製錬し、ＵＯ_２をＵＦ_６の形態に変換して必要に応じ
てＵ−２３５の濃度を増加させ、濃縮ＵＦ_６を製造す
る。濃縮ＵＦ _６をＵＯ_２に再転換し、燃料ペレットを製
造する。

【０１１８】濃縮ＵＦ_６をＵＯ_２に転換する工程で、本
発明になるフッ化物を酸化物に転換する方法を使用す
る。濃縮ＵＦ_６をオゾン発生器３で製造したオゾンとと
もにＵＦ_６反応器１１に供給する。ＵＦ_６反応器１１
は、実施例２で説明したものと同様な構成を有し、同等
な操作条件で運転する。

【０１１９】反応により生成したＵＯ_２Ｆ_２は、連続的
に流動層型のＵＯ_２Ｆ_２反応器２に供給し、Ｈ_２を作用
させてＵＯ_２に転換する。ＵＦ_６反応器１１とＵＯ_２Ｆ
_２反応器２から排出されるガスは、それぞれＦ_２分離装
置５およびＨＦ分離装置６に送られ、Ｆ_２とＨＦを回収
する。回収したＦ_２やＨＦは、ウラン鉱石から精製して
得たＵＯ_２をＵＦ_６に転換する転換工程でフッ化剤とし
て使用できる。

【０１２０】本実施例６によれば、原子燃料製造工程に
おいてＵＦ_６をＵＯ_２に再転換する工程で本発明の方法
を使用することにより、水分を含むＨＦの発生を回避す
ることができ、装置内の腐食を低減することができる。
再転換工程で水や溶媒を使用しないことから、廃棄物量
を削減できる。

【０１２１】再転換工場と転換工場が隣接または近接し
ている場合、再転換工程で回収されるＨＦやＦ_２の再利
用が容易となる。また、Ｕ−２３５の含有率が高い高濃
縮ＵＦ_６をＵＯ_２に再転換する際に本方法を用いると、
工程内で水を使用しないことから臨界安全性を向上する
こともできる。

【０１２２】［実施例７］本発明の他の実施例７とし
て、六フッ化硫黄（ＳＦ_６）をＳＯ_２に分解処理する方
法が実施される工程を、図７を用いて説明する。

【０１２３】ＳＦ_６は化学的安定性が高く、電気的特性
が優れているため、種々の電気装置、例えば、回路遮断
器、変圧器などに広く用いられている。一方、ＳＦ_６が
環境中に放出されると、大気寿命が非常に長く地球温暖
化に与える影響が大きいため、近年、大気への放出を抑
えるための回収技術や分解技術が検討され始めており、
吸着剤の使用や放電による分解などが提案されている。

【０１２４】本発明方法をＳＦ_６の分解において実施す
る工程を以下に示す。オゾン発生器３を備えた分解反応
器４１にＳＦ_６を供給する。分解反応器４１は、縦置式
あるいは横置式の筒型反応器であり、例えば内部にフィ
ンなどを有するといった、気体の混合を十分に行なえる
機能を装備する。

【０１２５】オゾン発生器３で製造したオゾンを分解反
応器４１に供給する。このとき、分解反応器４１内で
は、下記化学式９に示す反応が第一に進行し、ＳＯ_２Ｆ
_２、Ｆ _２、Ｏ_２が生成する。

【０１２６】 ＳＦ_６＋２Ｏ_３→ＳＯ_２Ｆ_２＋２Ｆ_２＋２Ｏ_２ ……………（化９）

【０１２７】なお、上記化学式９の反応の進行を促進す
るために、分解反応器４１は高温、望ましくは３００度
以上、に加熱する。反応器４１は、オゾン発生器３を備
える代わりに放電装置を備えたものでもよい。

【０１２８】放電装置を備えた反応器を使用する場合、
反応器にはオゾンの代わりにＯ_２を供給し、放電により
オゾンを製造してＳＦ_６との反応に供与する。反応によ
り生成したＳＯ_２Ｆ_２とＦ_２ガスは、還元反応器４２に
供給される。還元反応器４２にＨ_２を供給し、下記化学
式１０に示す反応によりＳＯ_２Ｆ_２をＳＯ_２とＨＦに分
解する。

【０１２９】 ＳＯ_２Ｆ_２＋Ｈ_２→ＳＯ_２＋ＨＦ ……………（化１０）

【０１３０】化学式１０に示す反応は、室温でも進行す
るが、反応の進行を促進するためには、還元反応器４２
を４００度程度に加熱することが望ましい。その後、Ｓ
Ｏ_２とＨＦの混合ガスは、排ガス処理系１５に送り、Ｓ
Ｏ_２とＨＦを分離後それぞれ無害化処理される。

【０１３１】以上、本実施例７によれば、ＳＦ_６の分解
処理の際に本発明方法を使用することにより、化学的に
安定なＳＦ_６をＳＯ_２まで分解することができ、ＳＯ_２
を固定化して処理することにより大気への放出量を削減
することができる。また、放電によりＳＦ_６を分解する
方法と比較して、ＳＦ_６の分解効率を向上し、処理量を
増加することができる。

【０１３２】［実施例８］本発明の他の実施例８とし
て、三フッ化窒素（ＮＦ_３）をＮＯ_２に分解処理する方
法が実施される工程を、図７を用いて説明する。本実施
例で用いられるＮＦ _３の分解処理方法の構成は、ＳＦ_６
の代わりにＮＦ_３を供給する点、および還元反応器４２
を必要としない点を除いて、図７の構成と同じである。

【０１３３】ＮＦ_３は、ロケット燃料酸化剤や、半導体
エッチングプロセスなどで大量に使用されている。例え
ばエッチングプロセスでは、供給したＮＦ_３の１０〜３
０％がエッチングに使用されるが、残りは未反応のまま
排出される。

【０１３４】ＮＦ_３は水にほとんど溶けず、化学的にも
安定な化合物であり、排出されるＮＦ_３を分解除去する
ための方法が種々検討されている。現在実用化されてい
る方法は、水素／酸素、プロパン等で燃焼し分解する燃
焼法である。

【０１３５】本発明方法をＮＦ_３の分解において実施す
る工程を以下に示す。オゾン発生器３を備えた分解反応
器４１にＮＦ_３を供給する。オゾン発生器３で製造した
オゾンを反応器４１に供給する。このとき、反応器４１
内では、化学式１１に示す反応が進行し、ＮＯ_２とＦ_２
およびＯ_２が生成する。

【０１３６】 ２ＮＦ_３＋２Ｏ_３→２ＮＯ_２＋３Ｆ_２＋Ｏ_２ ……………（化１１）

【０１３７】なお、上記化学式１１の反応の進行を促進
するために、反応器４１は１００度程度かそれ以上に加
熱する。反応器４１は、オゾン発生器３を備える代わり
に放電装置を備えたものでもよい。

【０１３８】放電装置を備えた反応器を使用する場合、
反応器にはオゾンの代わりにＯ_２を供給し、放電により
オゾンを製造してＮＦ_３との反応に供与する。反応によ
り生成したＮＯ_２とＦ_２ガスは、排ガス処理系１５に送
り無害化処理される。

【０１３９】以上、本実施例８によれば、ＮＦ_３の分解
処理の際に本発明方法を使用することにより、ＨＦの生
成を回避しＮＦ_３を分解できること、およびオゾンを使
用することから、分解装置内の腐食を低減することがで
きる。また、燃焼法と比較して温和な条件でＮＦ_３を分
解することができる。

【０１４０】［実施例９］本発明の他の実施例９とし
て、四フッ化炭素（ＣＦ_４）をＣＯ_２に分解処理する方
法が実施される工程を説明する。本実施例で用いられる
ＣＦ_３の分解処理方法の構成は、ＳＦ_６の代わりにＣＦ
_３を供給する点、および還元反応器４２を必要としない
点を除いて、図７の構成と同じである。

【０１４１】ＣＦ_４は、半導体エッチングプロセスなど
で大量に使用されているが、供給量の１０〜３０％がエ
ッチングに使用されるのみで、残りは未反応のまま排出
される。ＣＦ_４の分解除去方法としては、燃焼法による
方法が実用化されている。

【０１４２】本発明方法をＣＦ_４の分解において実施す
る工程を以下に示す。オゾン発生器３を備えた反応器４
１にＣＦ_４を供給する。オゾン発生器３で製造したオゾ
ンを反応器４１に供給する。このとき、反応器４１内で
は下記化学式１２に示す反応が進行し、ＣＯ_２とＦ_２お
よびＯ_２が生成する。

【０１４３】 ＣＦ_４＋２Ｏ_３→ＣＯ_２＋２Ｆ_２＋２Ｏ_２ ……………（化１２）

【０１４４】なお、上記化学式１２の反応は常温でも進
行するが、反応を促進するために、反応器４１は１００
度かそれ以上に加熱することが望ましい。反応器４１
は、オゾン発生器３を備える代わりに放電装置を備えた
ものでもよい。

【０１４５】放電装置を備えた反応器を使用する場合、
反応器にはオゾンの代わりにＯ_２を供給し、放電により
オゾンを製造してＣＦ_４との反応に供与する。反応によ
り生成したＣＯ_２とＦ_２ガスは、排ガス処理系１５に送
られる。

【０１４６】以上、本実施例９によれば、ＣＦ_４の分解
処理の際に本発明方法を使用することにより、実施例８
と同様な理由で分解装置の腐食の低減および温和な条件
でのＣＦ_４分解が可能となる。

【０１４７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、フッ化
物を酸化物に転換する際に、酸素の供給源として原子状
酸素を使用すること、また、原子状酸素を発生させる物
質を供給する工程と還元性ガスを供給する工程との間に
不活性ガス供給工程を追加して、工程内に水が混入する
のを回避することにより、以下の効果がある。

【０１４８】（１）反応により生成するＦ_２およびＨＦ
を容易に再利用でき、そのための工程を簡素化すること
ができる。（２）フッ化水素酸の生成を回避することが
でき、装置や配管内の腐食を低減することができる。
（３）溶媒を使用しないことから廃棄物量を削減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な一実施例である、ウラン乾式除
染においてウランフッ化物から酸化物を製造する方法に
用いられるウラン酸化物製造装置の構成図である。

【図２】本発明の他の一実施例である、ウラン乾式除染
においてウランフッ化物から酸化物を製造する方法に用
いられるウラン酸化物製造装置の構成図である。

【図３】本発明の他の一実施例である、ウラン乾式除染
においてウランフッ化物から酸化物を製造する方法に用
いられるウラン酸化物製造装置の構成図である。

【図４】本発明の他の一実施例である、使用済燃料再処
理工程においてウランフッ化物から酸化物を製造する方
法に用いられるウラン酸化物製造装置の構成図である。

【図５】本発明の他の一実施例である、使用済燃料再処
理工程においてウランフッ化物から酸化物を製造する方
法に用いられるウラン酸化物製造装置の構成図である。

【図６】本発明の他の一実施例である、原子燃料製造の
再転換工程においてウランフッ化物から酸化物を製造す
る方法に用いられるウラン酸化物製造装置の構成図であ
る。

【図７】本発明の他の一実施例である、六フッ化硫黄を
分解処理する方法に用いられる六フッ化硫黄分解処理装
置の構成図である。

【符号の説明】

１ 転換反応器 ３ オゾン発生器 ５ Ｆ_２分離装置 ６ ＨＦ分離装置 ７ Ｆ_２製造装置

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年４月５日（２００１．４．５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４１】前出の化学式１〜５においては、化学式２
および５は、ΔＧが零度以上で負の値となり、反応は正
方向、つまり、ＵＦ_４が反応してＵＯ_２Ｆ_２が生成する
方向に進行するが、化学式１および４はΔＧが零度以上
では正の値となるため、反応を正方向に進行させるため
に、数式２により計算されるＫが、Ｋ_ｐより小さくなる
ように、反応器内の気体成分の分圧を調整する。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１４０

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１４０】［実施例９］本発明の他の実施例９とし
て、四フッ化炭素（ＣＦ_４）をＣＯ_２に分解処理する方
法が実施される工程を説明する。本実施例で用いられる
ＣＦ _４ の分解処理方法の構成は、ＳＦ_６の代わりにＣＦ
_４ を供給する点、および還元反応器４２を必要としない
点を除いて、図７の構成と同じである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笹平 朗 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 (72)発明者 西 高志 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 Ｆターム(参考） 4G048 AA02 AB01 AC08 AE02 AE06

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フッ化物に、酸素の供給源となる物質と
   して、水素以外の元素により構成される酸素供給源物質
   を作用させて酸化物に転換することを特徴とするフッ化
   物の酸化物転換方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、前記酸
   素供給源物質は、原子状酸素であることを特徴とするフ
   ッ化物の酸化物転換方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の方法において、前記原
   子状酸素を発生させる物質として、オゾンを使用するこ
   とを特徴とするフッ化物の酸化物転換方法。
4. 【請求項４】 請求項１、２または３に記載の方法にお
   いて、前記フッ化物を酸化物に転換する際の反応器内の
   気体状物質のうち、フッ化物を酸化物に転換する反応の
   際に供給される気体状物質の分圧は一定とし、かつ、前
   記反応により生成する気体状物質の分圧を、前記反応が
   平衡状態に達したときの反応により生成する気体状物質
   の分圧より小さくするように、前記反応器内の気体状物
   質の分圧を調整することを特徴とするフッ化物の酸化物
   転換方法。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の方法において、前記反
   応器内の気体状物質の分圧を調整する際に、前記反応器
   内のガスを流通式にすることにより、反応によって生成
   する気体状物質の分圧を調整することを特徴とするフッ
   化物の酸化物転換方法。
6. 【請求項６】 請求項４に記載の方法において、前記反
   応器内の気体状物質の分圧を調整する際に、前記反応器
   内に二酸化けい素からなるフッ素吸収剤を装荷すること
   により、反応によって生成するフッ素あるいはフッ素化
   合物の分圧を調整することを特徴とするフッ化物の酸化
   物転換方法。
7. 【請求項７】 フッ化物に、酸素の供給源となる物質と
   して水素以外の元素により構成される酸素供給源物質を
   作用させ、前記酸素供給源物質を作用させた後に、還元
   性気体である水素を作用させて酸化物を得ることを特徴
   とするフッ化物の酸化物転換方法。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の方法において、前記酸
   素供給源物質を作用させる酸素作用工程と、前記還元性
   気体を作用させる還元工程とを分離して行なうことを特
   徴とするフッ化物の酸化物転換方法。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の方法において、前記酸
   素作用工程と前記還元工程との間に、窒素またはアルゴ
   ンのいずれか１種の不活性ガスを供給する工程を有する
   ことを特徴とするフッ化物の酸化物転換方法。
10. 【請求項１０】 請求項７に記載の方法において、前記
    酸素供給源物質として水素以外の元素により構成される
    物質を使用し、前記還元性気体として水素を使用するこ
    とにより、前記フッ化物を酸化物に転換する過程で発生
    するフッ素ガスあるいはフッ化水素ガスを分離回収する
    ことを特徴とするフッ化物の酸化物転換方法。
11. 【請求項１１】 請求項１または７に記載の方法におい
    て、前記フッ化物は、ウラン、プルトニウム、または、
    その他の核燃料物質のいずれかよりなるフッ化物である
    ことを特徴とするフッ化物の酸化物転換方法。
12. 【請求項１２】 請求項１または７に記載の方法におい
    て、前記フッ化物は、硫黄、窒素、または、炭素のいず
    れかよりなるフッ化物であることを特徴とするフッ化物
    の酸化物転換方法。
13. 【請求項１３】 請求項１または７に記載の方法におい
    て、前記フッ化物はウランのフッ化物からなり、該ウラ
    ンのフッ化物は、ウランで汚染された物質の表面にフッ
    素またはハロゲン化フッ素のいずれかからなるフッ化剤
    を作用させ、前記ウランをフッ化物に転換して気化させ
    ることにより、前記物質の表面からウランを除去するウ
    ラン除染工程から回収されるウランフッ化物であること
    を特徴とするフッ化物の酸化物転換方法。
14. 【請求項１４】 請求項１３に記載の方法において、前
    記ウラン除染工程で回収したウランフッ化物を酸化物に
    転換する過程で発生するフッ素ガスあるいはフッ化水素
    ガスを分離回収し、前記フッ素ガスあるいはフッ化水素
    ガスをウランで汚染された物質表面に作用させる工程で
    再び使用することを特徴とするフッ化物の酸化物転換方
    法。
15. 【請求項１５】 請求項１〜１４のうちいずれか１項に
    記載の方法によって、フッ化物を酸化物に転換すること
    を特徴とするフッ化物の酸化物転換装置。
16. 【請求項１６】 請求項１５に記載の装置において、前
    記フッ化物に酸素供給源物質を作用させる酸素作用工程
    で使用する装置は、オゾン発生手段、放電手段、紫外線
    照射手段、もしくは原子状酸素生成機能を有する手段の
    いずれかを備えていることを特徴とするフッ化物の酸化
    物転換装置。