JP2002318298A - 放射性廃棄物処理方法及び処理設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】処理設備全体の小型化を図れ、さらに廃棄物貯
蔵時における貯蔵効率及び冷却効率を向上できる放射性
廃棄物処理方法及び処理設備を提供する。 【解決手段】使用済燃料の再処理において発生した放射
性廃棄物から分離されたハル１１を、ロール２を用いて
圧縮し、その圧縮したハル１２を、横断面形状正方形の
角型容器５に収納し、その角型容器５を貯蔵設備６に貯
蔵する。貯蔵時には、隣接する角型容器５どうしの間に
冷却気体３０が流れる隙間を形成するように、角型容器
５を配列する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、軽水炉使
用済燃料を再処理する際、せん断、溶解工程において発
生するジルカロイを含む燃料被覆管溶解残さ(ハル)、燃
料スペーサ及びエンドピース等を圧縮減容し、さらに貯
蔵するのに好適な放射性廃棄物処理方法及び処理設備に
関する。

【０００２】

【従来の技術】原子炉から取り出された使用済燃料集合
体の再処理施設で発生するハル、燃料スペーサ、エンド
ピース（使用済燃料集合体の上部タイプレート及び下部
タイプレート）等の放射性廃棄物は、放射性廃棄物の貯
蔵に使用するスペース（土地さらには空間）を少なく
し、貯蔵施設さらには貯蔵設備等の貯蔵効率を向上し負
荷を軽減するため、通常、圧縮による減容処理が行われ
る。従来、この放射性廃棄物の減容処理として、主とし
てプレス圧縮による減容とロール圧縮による減容とが提
唱されている。

【０００３】（１）プレス圧縮 プレスを用いた圧縮としては、例えば特開平１１−６４
５８８号公報に記載のように、ハル廃棄物を密封したカ
プセルを、不活性ガスを封入したキャビティー内で押圧
して圧縮する手法が既に提案されている。

【０００４】このとき、上記のようにキャビティー内に
て押圧を行うのは以下の理由による。すなわち、ハル及
び燃料スペーサには主にジルコニウム合金であるジルカ
ロイが使用されている。放射性廃棄物の圧縮の際に発生
するジルカロイ粉末は大気中の酸素と反応し易く、粉塵
爆発を起こす恐れがある。そのため、ハル廃棄物の圧縮
処理は水中あるいは不活性ガス雰囲気において実施、あ
るいは行うようにし、発火に必要な酸素を遮断すること
で確実な発火防止対策としたものである。

【０００５】なお、不活性ガス雰囲気での圧縮では、装
置全体を不活性ガス雰囲気下に置く他、ハル廃棄物と不
活性ガスを封入した密封カプセルに封入し、カプセルご
と押圧して圧縮する手法も別途提案されている。

【０００６】（２）ロール圧縮 ロールを用いた圧縮としては、例えばIEA-SM-246/17 p3
97、あるいはEUR 7728DEに記載のように、ハル廃棄物を
回転するロールの間に投入することにより圧縮減容を行
い、円筒状の容器に落し込み、さらにセメントを流し込
んでセメント固化することが既に提唱されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】近年、環境に対する意
識の高まりを反映して放射性廃棄物処理に対する要求は
ますます厳しくなっており、このような動向の下、処理
設備自体の設置用地の確保は非常に難しくなりつつあ
る。このため、より一層の設備の小型化、廃棄物の貯蔵
効率の向上が必須の状況となっている。

【０００８】また、ハル廃棄物は中性子放射の影響によ
り材質の一部が放射性同位元素に変化し、ハル廃棄物自
体が放射能を有し発熱する。万一、ハル廃棄物に畜熱を
生じ昇温するようなことになれば、熱膨張による容器の
破損のみならず、金属内部に含まれるＨ−３（トリチウ
ム）、Ｃ−１４が放出されるのを防止するのが困難とな
る可能性がないとは言えない。このため、ハル廃棄物の
貯蔵においてはハル廃棄物が畜熱し昇温しないよう十分
な冷却の配慮、すなわち貯蔵時の冷却効率を高めること
が重要となる。

【０００９】以上の点に鑑みると、上記従来技術にはそ
れぞれ以下のような課題が存在する。

【００１０】（１）プレス圧縮 すなわち、上記特開平１１−６４５８８号公報では、ハ
ル廃棄物を密封したカプセルをキャビティー内で押圧し
て圧縮するため、ハル、燃料スペーサ及びエンドピース
の圧縮方法として、ハルのみあるいはハルと燃料スペー
サ、及びハルとエンドピースをできるだけ大量に混合し
プレスにて圧縮する方法を採用している。これらを大量
に混合して真密度比（材料そのものの真密度に対する密
度の割合）を上げて圧縮するためには数千トンクラスの
高圧縮荷重が必要となる。

【００１１】例えば動燃技法No.103、p65(1997)）によ
れば模擬ハル並びエンドピースを詰めた直径400mmの円
筒容器を圧縮する試験評価を行い、真密度比80％まで圧
縮するために約４００ＭＰａの面圧が必要であると報告
している。この面圧から圧縮荷重を求めれば数千トンク
ラスの高圧縮荷重が必要となり、ハル廃棄物をプレスに
て圧縮する方法を採用すれば、このように押圧装置本体
や付帯設備が巨大なものとなり、処理設備全体の小型化
が困難である。またこれによって建設費用も極めて大き
くなり、さらには運転費用も大きくなる。

【００１２】また、この従来技術では、上述した数千ト
ン圧縮力を用いて真密度比80％という高密度まで圧縮し
た円盤状のハル廃棄物はキャニスター内に収納される。
複数の円盤状のハル廃棄物をキャニスター内に固定化す
るため、キャニスター内周面と上部には固定のための押
し付け具が設置され、このスペースのため充填率（容器
内体積に対するハル廃棄物の占める割合）は９０％程度
に留まる。この隙間のほとんどが空気もしくは不活性ガ
スで占められる。上記した如くハル廃棄物は放射化され
ており発熱するため、冷却する必要があるがキャニスタ
ーとハル廃棄物との隙間の存在する空気もしくは不活性
ガスの熱伝導率が低く断熱効果を生じるため、キャニス
ター外側からの冷却効果はかなり低いものとならざるを
得ず、冷却効率の向上が困難である。この結果、発熱量
を抑えるためハル廃棄物の収納量を低く抑えるか、外面
を強制的に冷却するか、もしくはキャニスターとハル廃
棄物との隙間に冷却用の気体を流すなど複雑な冷却設備
を追加する必要があった。

【００１３】（２）ロール圧縮 上記IEA-SM-246/17 p397あるいはEUR 7728 DEでは、ハ
ル廃棄物を回転するロールの間に投入することにより圧
縮減容を行い、円筒容器に収納しセメントにより固化
し、積み重ねて貯蔵庫内に保管する手法が提唱されてい
る。この場合、ハル廃棄物を密封したカプセルをプレス
にて圧縮する方法と比較して、圧縮に要する荷重が少な
いため小型、小規模の設備とすることができる。

【００１４】しかしなから、ロール圧縮の特性上、ハル
の減容比（圧縮後の体積に対する圧縮前の体積）は、例
えばIEA-SM-246/17のｐ４００に記載されるように２．
２６程度とあまり大きくできないため、圧縮減容効果が
小さくなる。この結果、貯蔵効率を十分に向上させるの
が困難となる。さらに、EUR 7728 DEでは、ロール圧縮
により減容したハル廃棄物を円筒容器に収納し、セメン
トにより固化し積み重ねて貯蔵庫内に保管している。し
かしながら、かかる円筒容器を用いて貯蔵した場合に
は、貯蔵効率を上げるため容器同士を接触させるほど密
集させたとしても容器同士を点接触に近い状態にするこ
としかできないため、円筒容器の間に必ず無駄な空間を
生じ、これによっても貯蔵効率の向上が困難となる。

【００１５】以上説明したように、従来技術において
は、プレスによる圧縮もロールによる圧縮も一長一短で
あり、近年の放射性廃棄物処理において要求されつつあ
る設備の小型化、廃棄物貯蔵効率の向上、及び冷却効率
の向上という条件をすべて満足することは困難であっ
た。

【００１６】本発明の目的は、処理設備全体の小型化を
図れ、さらに廃棄物貯蔵時における貯蔵効率及び冷却効
率を向上できる放射性廃棄物処理方法及び処理設備を提
供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明の放射性廃棄物処理方法は、使用済燃
料の再処理において発生した放射性廃棄物を、ロールを
用いて圧縮し、その圧縮した廃棄物を、略多角筒型容器
に収納する。

【００１８】本発明においては、放射性廃棄物、特に例
えば放射性廃棄物から分離される被覆管残渣（ハル）を
ロールを用いて圧縮することにより、廃棄物をプレスに
より圧縮する方法に比べて、圧縮に要する荷重が少なく
なる。これによって、圧縮装置を小型化でき、ひいては
処理設備全体を小型化することができる。

【００１９】ここで、ロール圧縮を行った残渣は板状に
平たくなるが、本発明においては、このロール圧縮した
残渣を略多角筒型容器に収納する。これにより、円筒容
器に収納する場合に比べ、平たくなった残渣を略多角筒
型容器の平面状の壁面に容易に貼り付かせつつ収納する
ことができる。この結果、収納時におけるハルの体積密
度（言い換えれば真密度比(＝材料そのものの真密度に
対する密度の割合)）を高めることができ、同じ容積で
もより多くの残渣を収納できる（高密度収納）ので、貯
蔵効率を向上することができる。またこのとき、円筒容
器を用いる場合には容器同士を接触させるほど密集させ
たとしても容器同士を点接触に近い状態にすることしか
できないため、円筒容器の間に必ず無駄な空間を生じる
が、略多角筒型容器、例えば四角筒型容器を用いた場合
には容器間の隙間をほとんど無くすように整列すること
が可能であり、貯蔵時の空間の利用効率を高めることが
できる。したがって、これによっても貯蔵効率を向上す
ることができる。

【００２０】さらに、略多角筒型容器、例えば四角筒型
容器では、円筒容器を用いる場合に比べて同体積でも表
面積が増大するので、その分放熱量を増加させることが
でき、冷却効率を向上することができる。

【００２１】（２）また上記目的を達成するために、本
発明の放射性廃棄物処理方法は、使用済燃料の再処理に
おいて発生した放射性廃棄物から分離された被覆管残渣
を、ロールを用いて圧縮し、その圧縮した残渣を、略多
角筒型容器に収納する。

【００２２】（３）上記（１）又は（２）において、好
ましくは、前記圧縮した廃棄物又は圧縮した残渣を収納
した略多角筒型容器を貯蔵する。

【００２３】（４）上記（３）において、さらに好まし
くは、前記貯蔵時に、隣接する前記略多角筒型容器どう
しの間に冷却気体が流れる隙間を形成するように、複数
の前記略多角筒型容器を配列し貯蔵する。

【００２４】これにより、略多角筒型容器表面を確実に
冷却することができ、放射性廃棄物の温度を低下させさ
らに安全な貯蔵が可能となる。

【００２５】（５）上記（３）において、また好ましく
は、前記貯蔵時に、隣接する前記略多角筒型容器どうし
の間に冷却気体が蛇行して流れる隙間を形成するよう
に、複数の前記略多角筒型容器を上下方向又は左右方向
に千鳥状に配列し貯蔵する。

【００２６】これにより、略多角筒型容器の上下面又は
側面を確実に均一に冷却できるので、さらに確実に放射
性廃棄物の温度を低下させさらに安全な貯蔵が可能とな
る。

【００２７】（６）上記（３）において、また好ましく
は、前記圧縮した廃棄物又は圧縮した残渣を収納した前
記略角筒型容器内に固化剤を注入して前記圧縮した廃棄
物又は圧縮した残渣を固化する。

【００２８】これにより、略多角筒型容器に収納した放
射性廃棄物を固形化し、一体物として貯蔵することが可
能となる。

【００２９】（７）上記（１）〜（６）のいずれか１つ
において、また好ましくは、前記略多角筒型容器とし
て、断面形状が略三角形形状、又は略四角形形状、若し
くは略五角形形状、若しくは略六角形形状である略三角
筒型容器、又は略四角筒型容器、若しくは略四角筒型容
器、若しくは略六角筒型容器を用いる。

【００３０】（８）また上記目的を達成するために、本
発明の放射性廃棄物処理方法は、使用済燃料の再処理に
おいて発生した放射性廃棄物から分離された被覆管残渣
をせん断処理して貯蔵領域に貯蔵し、その貯蔵されてい
たせん断処理後の被覆管残渣を前記貯蔵領域からロール
圧縮装置まで搬送してロールを用いた圧縮を行い、その
圧縮した残渣を略多角筒型容器に収納し、その残渣を収
納した略多角筒型容器を再び前記貯蔵領域まで搬送して
再貯蔵する。

【００３１】これにより、せん断処理後の貯蔵領域（貯
蔵設備）のスペースを有効に利用することが可能とな
る。

【００３２】（９）また上記目的を達成するために、本
発明の放射性廃棄物処理設備は、使用済燃料の再処理に
おいて発生した放射性廃棄物をロールを用いて圧縮する
ロール圧縮手段と、その圧縮した廃棄物を収納する略多
角筒型容器とを備える。

【００３３】（１０）上記（９）において、好ましく
は、前記圧縮した廃棄物を収納した略多角筒型容器を貯
蔵する貯蔵領域を備える。

【００３４】（１１）上記（９）又は（１０）におい
て、また好ましくは、前記圧縮した廃棄物を収納した略
角筒型容器内に固化剤を注入する固化材注入手段を備え
る。

【００３５】（１２）上記（９）〜（１１）のいずれか
１つにおいて、好ましくは、前記略多角筒型容器は、断
面形状が略四角形形状、又は略五角形形状、若しくは略
六角形形状である略四角筒型容器、又は略四角筒型容
器、若しくは略六角筒型容器である。

【００３６】（１３）上記目的を達成するために、本発
明の放射性廃棄物処理設備は、使用済燃料の再処理にお
いて発生した放射性廃棄物から分離されせん断処理され
た被覆管残渣を貯蔵する貯蔵領域と、その貯蔵されてい
たせん断処理後の被覆管残渣をロールを用いて圧縮する
ロール圧縮手段と、前記貯蔵領域と前記ロール圧縮装置
との相互間の搬送機能を備えた搬送手段とを備える。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しつつ説明する。本発明の第１の実施形態を図１〜
図５により説明する。図１は、本実施形態による放射性
廃棄物処理（＝減容・貯蔵）方法を実施する処理設備の
全体構造を表す図であり、図２はその要部を抽出して示
す図である。

【００３８】図１及び図２において、この処理設備は互
いに逆回転をする２つの回転円筒（ロール）２を備えた
ロール圧縮装置と、ジルカロイ粉末と同伴水を受け水処
理装置４２に向けて下向き勾配を持つ底面を有するケー
ス４１と、回転する円筒の隙間の下から圧縮されたハル
１２をケース４１の一端に設けた略多角筒型（この例で
は断面形状が略正方形の四角筒型）の角型容器５まで運
ぶコンベアー４と、回転円筒付近に水を流下させるため
のノズル３と、ノズル３へ水を供給する配管３１及びポ
ンプ３２と、圧縮されたハル１２を収納した角型容器５
を貯蔵領域（貯蔵庫）へ移送する台車５２と、貯蔵庫６
と、貯蔵庫６において角型容器５を吊り上げ、前後方
向、左右方向へ移動できるクレーン７とを備えている。

【００３９】再処理施設での使用済燃料再処理における
せん断工程を経て、放射性廃棄物から分離発生した被覆
管残渣（ハル）１１は、回転円筒２隙間に投入される。
ハル１１は回転円筒２の隙間を通過時に回転円筒２によ
り圧縮される。圧縮の際に発生するジルカロイ粉末はノ
ズル３から流下する水に同伴されるため発火、爆発の恐
れはない。ハル圧縮処理の際に発生したジルカロイ粉末
はノズル３からの流下水に同伴され、ケース４１の勾配
を有した底面から水処理装置４２に流れ込むことにな
る。水処理装置４２では定期的に水とジルカロイ粉末の
混合体を大規模処置装置に送出する。

【００４０】圧縮後のハル１２はケース４１に設置され
ているコンベア４により角型容器５へ運ばれる。角型容
器５は圧縮後のハル（もしくは後述のように圧縮後のハ
ルとエンドピースやスペーサなどを含んでも良い）を収
納し、台車５２により貯蔵庫６へ運ばれてくる。クレー
ン７のフックは角型容器５の取手をつかみ，上方向へつ
り上げて予め決められた位置まで移動する。クレーン７
により角型容器５は決められた位置へおろされ、クレー
ン７のフックは角型容器５の取手をはなして上昇し所定
の位置へ戻る。このようにして角型容器５は予め決めら
れた場所に貯蔵される。

【００４１】図３は、このときの各角形容器５の配置状
況を表す平面図である。図３に示すように、ロール圧縮
後のハル１２を収納した角型容器５と角型容器５の間に
冷却気体３０が流れる隙間を設けるように配置してい
る。これにより、角型容器５表面を確実に冷却でき、ハ
ル廃棄物の温度を低下させ安全な貯蔵が確実に可能とな
る。なおこのとき、図４に示すように、角型容器５どう
しの間に冷却気体３０が蛇行して流れる隙間を形成する
ように、角型容器５を左右方向（上下方向でも良い）に
千鳥状にオフセットさせて配列してもよい。この場合、
さらに角型容器５の側面（あるいは上下面）がさらに確
実にむらなく十分に冷却され、さらに確実にハル廃棄物
の温度が低下し安全な貯蔵が可能となる。

【００４２】以上のように構成した本実施の形態の作用
を以下詳細に説明する。

【００４３】（Ａ）設備全体の小型化 本実施の形態においては、使用済燃料集合体から分離さ
れる被覆管残渣（ハル）１１をロール２を用いて圧縮す
ることにより、廃棄物をプレスにより圧縮する方法に比
べて圧縮に要する荷重が少なくなるので、圧縮装置を小
型化でき、ひいては処理設備全体を小型化することがで
きる。また大型の圧縮機やカプセル封入装置などの前処
理装置を必要としない、簡易な処理装置によるハル圧縮
減容処理が可能となる。またこのとき、ノズル３から水
を回転円筒２の隙間へ流下させるためハル圧縮時に発生
するジルカロイ粉末は水に同伴されるため空中への飛
散、発火、爆発の恐れはなくなりジルカロイ粉末による
粉塵爆発を効果的に防止することが可能となる。

【００４４】（Ｂ）貯蔵効率の向上 （Ｂ−１）真密度比増大による貯蔵効率の向上 ロール２によって圧縮を行ったハル１２は板状に平たく
なるが、本実施形態においては、このロール圧縮したハ
ル１２を角型容器５に収納することにより、円筒容器に
収納する場合に比べ、同じ容積でもより多くのハル１２
を収納できる。以下、この作用を具体的な例を挙げて説
明する。

【００４５】本願発明者等は、上記作用を確認するため
に、容器収納実験を行った。ジルカロイの模擬ハルをロ
ールにより圧縮減容し、圧縮した模擬ハルを内径１３．
５φの円筒容器と断面が正方形で内側１辺の長さ１５．
３ｍｍの角型容器に自然落下させて模擬ハルの真密度比
(＝材料そのものの真密度に対する密度の割合)を調べ
た。その結果、円筒容器では真密度比４８％、角型容器
では５１％と角型容器のほうが真密度比の値が大きくな
ることが判明した。

【００４６】これは、以下のような理由による。すなわ
ち、ロール圧縮を行ったハルは板状に平たくなるが、角
型容器のように壁面が平面の場合には板状のハルは容易
に壁面に貼り付き、これにより容器収納時におけるハル
の体積密度は高くなる。一方、円筒容器では壁面が曲面
で構成されるため、板状のハルは壁面に貼り付きにくく
なり、その分ハルの体積密度は低くなる。これらの結果
から円筒容器と比較して角型容器を用いれば真密度比を
向上させることが可能となり、同じ容積でもより多くの
ハルを収納できることが判明した。

【００４７】上記の原理に基づき、本実施形態において
は、平たくなったハル１２を角型容器５の平面状の壁面
に容易に貼り付かせつつ収納することができる。この結
果、収納時におけるハル１２の体積密度（言い換えれば
真密度比）を高めることができ、貯蔵効率を向上するこ
とができる。

【００４８】（Ｂ−２）空間利用効率増大による貯蔵効
率の向上 本実施形態においては、ハル１２を角型容器５に収納す
ることにより、円筒容器に収納する場合に比べ、貯蔵領
域内における空間利用効率を増大することができる。以
下、このことを詳細に説明する。

【００４９】例えば、４角形の平面内に円形を収めると
７８.５％程度しか占めることはできない。これから考
えると、３次元的な直方体形状の単位空間を考えた場
合、その直方体形状にほぼ等しい四角筒型の容器を用い
れば、その直方体形状空間に配置可能な最大円筒型容器
を用いる場合に比べ、空間を２０％以上有効に使えるは
ずである。言い換えれば、四角筒型の容器を用いた場合
には容器間の隙間をほとんど無くすように整列配置する
ことが可能であるのに対し、円筒容器の場合には仮に容
器同士を接触させても必ず隣接容器間に無駄な空間を生
じる。実際の貯蔵においては隣接容器間に最小隙間が必
要となるが、この場合にも四角筒型容器を用いれば密集
配置時において隣接容器間の隙間を四角形断面の四辺全
周で最小隙間とすることが可能である（＝隣接容器同士
を面接触に近い状態にする）のに対し、円筒容器では容
器同士を接触させるほど密集させたとしても隣接容器間
の隙間をごく局所的に（例えば周方向４箇所とそのごく
近傍のみで）最小隙間とできる（＝隣接容器同士を点接
触に近い状態にする）にとどまり、その他では広くな
る。以上により、四角筒型等の多角筒型の容器を用いた
場合には、円筒型容器間を用いる場合よりは、隣接容器
間の無駄な空間を少なくし、貯蔵時の空間の利用効率を
高めることができる。

【００５０】本実施形態においては、角形容器５を用い
ていることにより、上記の原理に基づき空間利用効率を
高めることができるので、これによっても貯蔵効率を向
上することができる。

【００５１】（Ｃ）冷却効率の向上 本実施形態においては、貯蔵時における冷却効率を高め
ることができる。この原理は、以下のように説明され
る。

【００５２】すなわち、例えば、容器の断面を丸型から
四角形（正方形等）へ変えた場合には、同じ体積であっ
ても１３％程度表面積が増える。これにより、冷却面積
も１３％程度増加することとなるので、冷却効率につい
ても１３％程度向上することとなる。

【００５３】本実施形態によれば、角形容器５を用いる
ことにより、上記のように円筒容器を用いる場合に比べ
て同体積でも表面積が増大しその分放熱量を増加させる
ことができ、冷却効率を向上することができる。したが
って冷却効率が増加した分、発熱体であるハル廃棄物を
より多く収納できる。

【００５４】なお、ここで、貯蔵時における冷却効率を
高める別の方法として、上記原理を利用して、前述した
プレスによる減容処理→キャニスター内収納による従来
の処理方法において、多角筒形形状のキャニスター（以
下、角形キャニスターという）を適用して表面積を増大
させる方策が考えられなくもない。しかしながらその場
合、以下のような不都合が新たに生じることとなる。

【００５５】すなわち、角型キャニスターを用いる場合
にはキャニスターの断面が多角形形状となるだけではな
く、冷却効率および貯蔵効率の向上のためにはハル廃棄
物自体の断面を多角形形状としなければならない。

【００５６】ここで、前述したように、プレスによるハ
ル廃棄物の圧縮においてはハル廃棄物を密封カプセルに
封入し、カプセルを円筒状の穴を設けた雌金型に挿入
し、円盤状の押し込み雄金型によりカプセルごと押圧す
る。角型キャニスターを用いるためには密封カプセルの
断面を同様な多角形形状とし、さらには多角形形状の穴
を設けた雌金型および押し込み雄金型の形状も同様に多
角形形状とする必要がある。

【００５７】このような多角形形状の雌金型および押し
込み雄金型を用いて、ハル廃棄物の圧縮を行う場合、次
に示すような重大な問題を生じる。すなわち、雄金型の
押し込みにより雌金型内に数千トンの圧縮力が働く、こ
のとき断面が多角形形状であるため雌金型内角部に応力
集中を生じる。角部に適当に丸みを設けて応力集中を下
げようとしてもは応力集中２〜３以上になると考えられ
るため、従来の円筒型キャニスター利用時のように円筒
状の穴を設けた雌金型の場合と比べて寿命は数分の一に
減少してしまう。このため頻繁に雌金型を交換すれば、
金型の交換費用が増大し、極めて不経済な設備となって
しまうという問題を生じる。

【００５８】逆に、押し込み力２〜３分の１に減じれば
雌金型の寿命は円筒状の穴を設けた雌金型と同等にする
ことはできるが、著しく圧縮減容効果が低下するため、
結局、角型容器を用いた効果が十分に得られない。

【００５９】以上のようにプレスにてハル廃棄物を圧縮
する方法では、角型容器の適用が困難であり、無理に角
型容器を適用すれば金型の寿命が低下したり、もしくは
圧縮減容効果が低下するといった問題を生じる。

【００６０】本実施形態によれば、放射性廃棄物（特に
被覆管残渣）をロール圧縮し、その圧縮物を角形容器５
に入れることにより、上記のような不都合を回避しつつ
冷却効率の向上を図ることができる。そして、冷却効率
が増加した分、発熱体であるハル廃棄物をより多く収納
することも可能となる。

【００６１】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、使用済燃料から取り出した放射性廃棄物（特に被覆
管残渣１１）をロール２を用いて圧縮するとともに、そ
の圧縮物を角型容器５に収納するので、処理設備全体の
小型化、廃棄物貯蔵時における貯蔵効率及び冷却効率の
向上を併せて達成することができる。

【００６２】本発明の第２の実施形態を図５を用いて説
明する。図５は、本実施形態による放射性廃棄物処理方
法を実施する処理設備の全体構造を表す図である。

【００６３】図５において、この実施形態では、せん断
処理後のハルが圧縮減容の前に一旦貯蔵領域（貯蔵設
備）６２に貯蔵されている。そして、この貯蔵設備６２
から圧縮処理前のハル１１を納めたハル容器６３を図示
しない搬送手段（例えばベルトコンベア等）で搬送し、
ハル容器６３を傾けてシューター１３内へハル１１へ投
入する。ハル１１はシューター１３を経由して回転円筒
２隙間に定量ずつ投入される。この後上記第1の実施形
態と同様の処理を行った後、圧縮後のハルを収納した角
型容器５は再び搬送手段によって貯蔵庫６２へ運ばれ、
クレーン７により釣り上げられ、所定の場所に貯蔵され
る。

【００６４】本実施形態によれば、上記第1の実施形態
と同様の効果に加え、ハル１２を収納した角型容器５を
搬送しせん断処理後のハル１１を貯蔵していた貯蔵設備
６２に再び貯蔵することにより、貯蔵スペースを有効に
利用することが可能となる。

【００６５】本発明の第３の実施形態を図６により説明
する。

【００６６】図６は、この実施形態による放射性廃棄物
処理方法を実施する処理設備の全体構造を表す図であ
る。

【００６７】図６において、この実施形態では、前記ポ
ンプ３２からの水を配管３３及びノズル３を介し、角型
容器５に供給するようになっている。すなわち、圧縮後
のハル１２を収納した角型容器５にノズル３から流下す
る水が注がれた後、封管装置９２により角型容器５に蓋
５６をし封管する。そして、圧縮後のハル１２と水を納
めた角型容器５は台車５２により貯蔵設備６まで移送さ
れる。

【００６８】本実施形態によれば、上記第1の実施形態
と同様の効果に加え、ロール圧縮後のハル１２を収納し
た角型容器５に注水手段（ポンプ３２、配管３３、ノズ
ル３）により水を角型容器５に注ぎ、ハル１２と水を収
納した角型容器５を貯蔵することにより、ジルカロイ粉
末と酸素の接触をさらに確実に防ぎファインの発火を防
止できる。

【００６９】本発明の第４の実施形態を図７により説明
する。

【００７０】図７は、本実施形態による放射性廃棄物処
理方法の要部である不活性ガス注入手順を実施する構成
を表す図である。

【００７１】図７において、本実施形態は、ロール圧縮
後のハル１２に加えエンドピース・スペーサ等も密封式
（例えば２重容器等）の角型容器（以下適宜、密封容器
という）５５に入れて貯蔵するものであり、ハル１２と
エンドピースやスペーサ１３などを密封容器５５に収納
する手段と、密封容器５５内を不活性ガスで満たす不活
性ガス供給装置９４と、排気装置９５と、前記蓋５６と
密封容器５５とを溶接する溶接装置９３とを有する密封
装置９が設けられている。

【００７２】ロール圧縮後のハル１２を収納した密封容
器５５は、密封装置９に運びこまれ、その後、エンドピ
ースやスペーサ等が受け入れ口９１から密封装置９へ投
入され密封容器５５に収納される。そして排気装置９５
により空気を排気し、不活性ガス供給装置９４から不活
性ガスを供給してガス置換を行う。その後、密封容器５
５に蓋５６を封管装置９２によりセットし、溶接装置９
３により蓋５６と容器５５とを溶接する。

【００７３】本実施形態によれば、上記第1の実施形態
で説明した効果に加え、圧縮後のハル１２（さらにはエ
ンドピースやスペーサ等）におけるジルカロイ粉末と酸
素の接触を防ぎ、酸化反応によるジルカロイ粉末の発火
（粉塵爆発）の発生をさらに確実に防止することが可能
となる。

【００７４】本発明の第５の実施形態を図８により説明
する。

【００７５】図８は、本実施形態による放射性廃棄物処
理方法の要部である固化材注入手順を実施する構成を表
す図である。

【００７６】図８において、本実施形態では、密封容器
５５に固化剤を注入する固化剤注入装置８を設けてい
る。

【００７７】ロール圧縮後のハル１２を収納した密封容
器５５に対し、固化剤注入装置８より固化剤を注入され
る。その後、密封容器５５に封管装置９２により蓋５６
をする。

【００７８】本実施形態によれば、上記第1実施形態で
説明した効果に加え、密封容器５５にロール圧縮したハ
ル１２を収納した後に固化剤を注入することにより、密
封容器５５に収納したハル廃棄物を固形化し、一体物と
して貯蔵できる効果がある。

【００７９】なお、以上の実施形態では断面形状として
４本の直線のみで構成される四角形形状（長方形、正方
形、台形、ひし形等）を有する四角筒型の角型容器５を
用いて説明したが、容器の形状はこれに限られるもので
はない。すなわち、図９に示すように断面形状が三角形
形状、五角形形状、六角形形状等である三角筒型、五角
筒型、六角筒型等の多角筒型としてもよく、この場合も
円筒型の容器を用いる場合に比べればほぼ同様の効果を
得ることができる。またこの場合、断面形状が複数の直
線のみで構成される多角形形状となる多角筒型にも限ら
れず、例えば断面形状で見て多角形形状の角部に多少の
丸みが存在しても全体が概ね複数の直線を含む多角形形
状であれば（言い換えれば略多角筒型であれば）ほぼ同
様の効果が得られる。

【００８０】また、以上の実施形態ではロール圧縮装置
のロール（回転円筒）部２に水を散布する例について説
明したが、これに限られず、例えば装置全体を不活性ガ
ス中に設置してもよい。この場合も、ファインの発火防
止に関して全く同様の効果が得られる。

【００８１】

【発明の効果】本発明によれば、放射性廃棄物をロール
を用いて圧縮するとともに、その圧縮した廃棄物を略多
角筒型容器に収納するので、処理設備全体の小型化、廃
棄物貯蔵時における貯蔵効率及び冷却効率の向上を併せ
て達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による放射性廃棄物処
理方法を実施する処理設備の全体構造を表す図である。

【図２】図１の要部を抽出して示す図である。

【図３】図１における角形容器の配置状況を表す平面図
である。

【図４】図３に示した配置状況の変形例を表す平面図で
ある。

【図５】本発明の第２の実施形態による放射性廃棄物処
理方法を実施する処理設備の全体構造を表す図である。

【図６】本発明の第３の実施形態による放射性廃棄物処
理方法を実施する処理設備の全体構造を表す図である。

【図７】本発明の第４の実施形態による放射性廃棄物処
理方法の要部である不活性ガス注入手順を実施する構成
を表す図である。

【図８】本発明の第５の実施形態による放射性廃棄物処
理方法の要部である固化材注入手順を実施する構成を表
す図である。

【図９】容器の形状に関する変形例を示す図である。

【符号の説明】

２ 回転円筒（ロール） ５ 角型容器（略多角筒等型容器） ６ 貯蔵設備（貯蔵領域） ８ 固化剤注入装置（固化材注入手段） １１ ハル（被覆管残渣、放射性廃棄物） １２ 圧縮されたハル ６２ 貯蔵設備（貯蔵領域）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ２１Ｆ 9/36 ５０１ Ｇ２１Ｆ 9/36 ５４１Ａ ５１１ 5/00 Ｔ ５３１ Ｗ ５４１ (72)発明者 金子 滋司 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所内 (72)発明者 清水 仁 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所原子力事業部内 (72)発明者 伊賀 公紀 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所原子力事業部内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】使用済燃料の再処理において発生した放射
   性廃棄物を、ロールを用いて圧縮し、 その圧縮した廃棄物を、略多角筒型容器に収納すること
   を特徴とする放射性廃棄物処理方法。
2. 【請求項２】使用済燃料の再処理において発生した放射
   性廃棄物から分離された被覆管残渣を、ロールを用いて
   圧縮し、 その圧縮した残渣を、略多角筒型容器に収納することを
   特徴とする放射性廃棄物処理方法。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載の放射性廃棄物処理方
   法において、前記圧縮した廃棄物又は圧縮した残渣を収
   納した略多角筒型容器を貯蔵することを特徴とする放射
   性廃棄物処理方法。
4. 【請求項４】請求項３記載の放射性廃棄物処理方法にお
   いて、前記貯蔵時に、隣接する前記略多角筒型容器どう
   しの間に冷却気体が流れる隙間を形成するように、複数
   の前記略多角筒型容器を配列し貯蔵することを特徴とす
   る放射性廃棄物処理方法。
5. 【請求項５】請求項３記載の放射性廃棄物処理方法にお
   いて、前記貯蔵時に、隣接する前記略多角筒型容器どう
   しの間に冷却気体が蛇行して流れる隙間を形成するよう
   に、複数の前記略多角筒型容器を上下方向又は左右方向
   に千鳥状に配列し貯蔵することを特徴とする放射性廃棄
   物処理方法。
6. 【請求項６】請求項３記載の放射性廃棄物処理方法にお
   いて、前記圧縮した廃棄物又は圧縮した残渣を収納した
   前記略角筒型容器内に固化剤を注入して前記圧縮した廃
   棄物又は圧縮した残渣を固化することを特徴とする放射
   性廃棄物処理方法。
7. 【請求項７】請求項１〜６のいずれか１項記載の放射性
   廃棄物処理方法において、前記略多角筒型容器として、
   断面形状が略三角形形状、又は略四角形形状、若しくは
   略五角形形状、若しくは略六角形形状である略三角筒型
   容器、又は略四角筒型容器、若しくは略四角筒型容器、
   若しくは略六角筒型容器を用いることを特徴とする放射
   性廃棄物処理方法。
8. 【請求項８】使用済燃料の再処理において発生した放射
   性廃棄物から分離された被覆管残渣をせん断処理して貯
   蔵領域に貯蔵し、 その貯蔵されていたせん断処理後の被覆管残渣を前記貯
   蔵領域からロール圧縮装置まで搬送してロールを用いた
   圧縮を行い、 その圧縮した残渣を略多角筒型容器に収納し、 その残渣を収納した略多角筒型容器を再び前記貯蔵領域
   まで搬送して再貯蔵することを特徴とする放射性廃棄物
   処理方法。
9. 【請求項９】使用済燃料の再処理において発生した放射
   性廃棄物をロールを用いて圧縮するロール圧縮手段と、 その圧縮した廃棄物を収納する略多角筒型容器とを備え
   ることを特徴とする放射性廃棄物処理設備。
10. 【請求項１０】請求項９記載の放射性廃棄物処理設備に
    おいて、前記圧縮した廃棄物を収納した略多角筒型容器
    を貯蔵する貯蔵領域を備えることを特徴とする放射性廃
    棄物処理設備。
11. 【請求項１１】請求項９又は１０記載の放射性廃棄物処
    理設備において、前記圧縮した廃棄物を収納した略角筒
    型容器内に固化剤を注入する固化材注入手段を備えるこ
    とを特徴とする放射性廃棄物処理設備。
12. 【請求項１２】請求項９〜１１のいずれか１項記載の放
    射性廃棄物処理設備において、前記略多角筒型容器は、
    断面形状が略四角形形状、又は略五角形形状、若しくは
    略六角形形状である略四角筒型容器、又は略四角筒型容
    器、若しくは略六角筒型容器であることを特徴とする放
    射性廃棄物処理設備。
13. 【請求項１３】使用済燃料の再処理において発生した放
    射性廃棄物から分離されせん断処理された被覆管残渣を
    貯蔵する貯蔵領域と、 その貯蔵されていたせん断処理後の被覆管残渣をロール
    を用いて圧縮するロール圧縮手段と、 前記貯蔵領域と前記ロール圧縮装置との相互間の搬送機
    能を備えた搬送手段とを備えることを特徴とする放射性
    廃棄物処理設備。