JP2002341091A

JP2002341091A - 放射性廃棄物の圧縮減容廃棄体、圧縮減容処理方法、および圧縮減容用金属缶

Info

Publication number: JP2002341091A
Application number: JP2001143823A
Authority: JP
Inventors: Kenji Takahashi; 賢次高橋; Hiroyuki Ueki; 浩行植木; Takashi Maki; 隆牧; Akio Umemura; 昭男梅村
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2001-05-14
Filing date: 2001-05-14
Publication date: 2002-11-27

Abstract

(57)【要約】【課題】充填度を高めて十分な減容を確実に図ること
が可能な放射性廃棄物の圧縮減容廃棄体、圧縮減容処理
方法を提供し、さらにはこれらに用いて好適な放射性廃
棄物の圧縮減容用金属缶を提供する。【解決手段】放射性廃棄物８を収容した圧縮減容用金
属缶１を減圧下で面圧２５〜６０ＭＮ／ｍ²で圧縮する
とともに、圧縮減容用金属缶１内の内容物の充填度が８
５vol％以上とされた圧縮減容廃棄体１１に減容処理す
る。また、金属缶１は缶胴部２と缶蓋部３とを有して二
重構造とされるとともに、缶蓋部３による缶胴部２の封
止部分には、圧縮時の放射性廃棄物８の外部への漏出防
止手段４が備えられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子力施設等から
廃棄される放射性廃棄物を処理する際の放射性廃棄物の
圧縮減容廃棄体、圧縮減容処理方法、および圧縮減容用
金属缶に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】原子力施設等において使用された後に廃
棄される放射性黒鉛等の放射性廃棄物は、従来そのま
ま、あるいは粉砕した状態で廃棄物処分容器に収容して
セメントなどで固形化することにより廃棄体とし、これ
を最終処分地に埋設することが検討されてきたが、処分
地を効率的に使用するため、上記廃棄体をより高密度に
することが求められてきている。そこで、例えば特開昭
６０−１５６００号公報には、このような放射性の廃棄
物をドラム缶等の金属缶よりなる密閉容器に収容した上
で密封し、これを水平２軸および垂直１軸の圧縮シリン
ダからなる３方向圧縮装置によって圧縮することによ
り、その容積を減少せしめた圧縮減容廃棄体として処理
することが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
圧縮減容廃棄体においては、廃棄物を密閉容器に収容す
る際にこの容器内に取り込まれた空気も廃棄物とともに
密閉容器ごと圧縮させられることとなるため、圧縮され
た廃棄体全体の容積に対してその内部に収容されて圧縮
させられた内容物の容積の割合、すなわち廃棄体の充填
度をあまり大きくすることができず、十分な減容を図る
ことは困難であった。しかも、こうして容器内に取り込
まれて圧縮された空気は加圧状態となるため、その圧力
に十分抗し得るだけの強度を密閉容器を構成する金属缶
に与えなければならず、これに伴いこの金属缶としても
上述のドラム缶のような比較的肉厚が大きくて強度の高
いものを用いざるを得なくなるので、廃棄体を十分に減
容することが一層困難となる。また、その一方で、かか
るドラム缶のような寸胴の金属缶は、非圧縮時には応力
を均等に受け止めることができて上述のように高い強度
が得られる反面、これを圧縮しようとすると１点から一
気に変形が生じてしまうために亀裂等の破損が生じ易
く、特に内部に収容された廃棄物が放射性の黒鉛のよう
に粉塵を生じ易いものである場合には、圧縮時に加圧さ
れた上記空気によってこの亀裂から粉塵が飛散して周囲
の環境を汚染するおそれすらある。

【０００４】本発明は、このような背景の下になされた
もので、充填度を高めて十分な減容を確実に図ることが
可能な放射性廃棄物の圧縮減容廃棄体を提供し、また放
射性廃棄物をそのような圧縮減容廃棄体に処理するため
の放射性廃棄物の圧縮減容処理方法を提供し、さらには
特にこれらの圧縮減容廃棄体や圧縮減容処理方法に用い
て好適な放射性廃棄物の圧縮減容用金属缶およびこれを
用いた圧縮減容処理方法をも提供することを目的として
いる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決して、こ
のような目的を達成するために、本発明の圧縮減容廃棄
体は、放射性廃棄物を収容した圧縮減容用金属缶を減圧
下で面圧２５〜６０ＭＮ／ｍ²で圧縮することにより減
容処理されるとともに、上記圧縮減容用金属缶内の内容
物の充填度が８５vol％以上とされていることを特徴と
し、また本発明の圧縮減容処理方法は、放射性廃棄物を
圧縮減容用金属缶に収納し、この圧縮減容用金属缶を減
圧下で圧縮することにより圧縮減容廃棄体に減容処理す
ることを特徴とする。従って、まず本発明の処理方法で
は、上記金属缶が減圧下で圧縮させられるため、廃棄物
とともに金属缶内に取り込まれる空気が少なく、また金
属缶を圧縮してもこの空気が加圧状態となるのを抑える
ことができる。このため、本発明の廃棄体においては、
上述のような高い充填度が得られるとともに、これに伴
って金属缶とその内容物とが密着することにより金属缶
だけではなく内容物でも負荷を受け止めることができ、
従って金属缶が比較的肉薄でも上述のような十分な強度
を得ることができる。なお、上記金属缶には放射性廃棄
物とともに有機又は無機系の結合材を収納するようにし
てもよい。

【０００６】一方、本発明の圧縮減容用金属缶は、放射
性廃棄物を収容して圧縮減容させられる放射性廃棄物の
圧縮減容用金属缶であって、筒状の缶胴部とこの缶胴部
の開口部を封止する缶蓋部とを有し、この缶蓋部の外周
には上記缶胴部の少なくとも開口部側の外周を取り囲む
ように周壁部が設けられて二重構造とされるとともに、
この缶蓋部による缶胴部の開口部の封止部分には、圧縮
時の上記放射性廃棄物の外部への漏出を防止する漏出防
止手段が備えられていることを特徴とし、また本発明の
圧縮減容処理方法は、放射性廃棄物をこのような圧縮減
容用金属缶に収納し、この圧縮減容用金属缶を減圧下で
圧縮することにより、圧縮減容廃棄体に減容処理するこ
とをも特徴とする。従って、このような構成の金属缶お
よび処理方法によれば、減圧時には二重構造とされた上
記缶蓋部の周壁部と缶胴部の開口部側外周との間から缶
内部の空気を排気して減圧することができる一方、圧縮
時には上記漏出防止手段によって缶内に収容された放射
性廃棄物の漏出が防止されるので、たとえこの廃棄物が
放射性の黒鉛などであっても、その粉塵が飛散したりす
るのを確実に防止することができる。

【０００７】ここで、特にこのように収容される廃棄物
が放射性黒鉛である場合などには、上記漏出防止手段
は、上記缶胴部の開口部を覆うように設けられる粉塵捕
集用のフィルタと、この開口部の周縁と上記缶蓋部との
間に介装されるシール材とを備えたものであるのが望ま
しい。また、上記缶胴部に、圧縮減容時の圧縮方向に折
れ曲がり可能な折り目が付けておけば、金属缶は圧縮時
にこの折り目から規則的に折り曲げられて変形しながら
圧縮されることとなり、従来のドラム缶のように１点か
ら一気に変形することがなくなって、亀裂が生じたりす
るのを防ぐことが可能となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１ないし図８は、本発明の放射
性廃棄物の圧縮減容処理方法の一実施形態を説明するも
のであり、以下、これらの図を用いてこの処理方法の一
実施形態について説明するとともに、本発明の放射性廃
棄物の圧縮減容廃棄体および圧縮減容用金属缶の一実施
形態についても合わせて説明する。まず、本実施形態の
圧縮減容用金属缶１について説明すると、この金属缶１
は、いずれも炭素鋼等の金属材料により形成されて図１
に示すように有底の四角形筒状をなす缶胴部２とこの缶
胴部２の開口部２Ａを封止する缶蓋部３とから構成さ
れ、この缶蓋部３の外周には缶胴部２の開口部２Ａ側の
外周よりも一回り大きな四角形枠型をなす周壁部３Ａが
一体に形成されていて、この缶蓋部３を缶胴部２の開口
部２Ａに被せることにより、図４および図５に示すよう
に上記周壁部３Ａが缶胴部２の開口部２Ａ側の外周を取
り囲むようにして二重構造とされる。

【０００９】そして、こうして缶蓋部３により封止され
る缶胴部２の開口部２Ａの封止部分には、図４および図
５に示すように漏出防止手段４が備えられている。この
漏出防止手段４は、上記開口部２Ａを覆うように設けら
れる粉塵捕集用のフィルタ５と、この開口部２Ａの周縁
と缶蓋部３との間に介装されるシール材６とから構成さ
れている。ここで、この缶胴部２の開口部２Ａ周縁は内
側に折り曲げられているとともに、その端縁には内側に
開口する断面Ｕ字状の取付部２Ｂが設けられてる一方、
上記フィルタ５は、粉塵が通過不能な細かな網目を備え
た板状のものであって、上記取付部２Ｂにその端部が嵌
め込まれることによって缶胴部２の開口部２Ａに着脱可
能に取り付けられる。また、上記シール材６は、金属缶
１を構成する金属よりも変形し易いシリコンポリマー等
の材質によって断面方形に形成されていて、缶蓋部３内
側の上記周壁部３Ａが設けられる内周縁部に全周に亙っ
て設けられ、缶蓋部３を缶胴部２の開口部２Ａに被せた
状態でこの開口部２Ａの上記端縁に密着可能とされてい
る。

【００１０】さらに、この金属缶１の缶胴部２には、そ
の全周に、圧縮減容時の圧縮方向（本実施形態では缶胴
部２の開口部２Ａから底部に向かう長手方向）に折れ曲
がり可能な折り目７が設けられている（ただし、図１で
は缶胴部２の１側面にのみ図示されている。）。この折
り目７は、例えば上記圧縮方向に沿った断面が波形をな
すようにこの圧縮方向に直交する平面に沿って缶胴部２
の側面に波板加工を施すことによって形成されたもので
あり、このような折り目７をこの圧縮方向に向けて缶胴
部２の外周と内周とに交互かつ等間隔に多数設けること
により、金属缶１の缶胴部２は上記圧縮方向に圧縮され
た際に図７に示すようにこの折り目７から内外周に交互
に折り曲げられて蛇腹状に圧縮される。

【００１１】一方、この金属缶１に収容される放射性廃
棄物は、本実施形態では図１に示すように外形六角柱状
とされた放射性黒鉛８であって、上記フィルタ５を取り
外した状態で缶胴部２内に挿入され、缶胴部３は図２に
示すようにこの放射性黒鉛８をちょうど収容可能な大き
さとされている。また、本実施形態では、図１に示すよ
うにこの放射性黒鉛８とともに結合材９も金属缶１内に
収容される。ここで、この結合材９としては、エポキシ
樹脂又はセメント等の有機系又は無機系結合材が用いら
れ、このような結合材９が固化して放射性黒鉛８の粉塵
と固着することにより、その飛散が防止される。

【００１２】本実施形態の処理方法では、このように放
射性黒鉛８と結合材９とが収容された金属缶１は、缶胴
部２の開口部２Ａに上述のようにフィルタ５が取り付け
られた上で缶蓋部３が被せられ、図３に示すように圧縮
プレス装置１０に収納される。この圧縮プレス装置１０
は、金属缶１を収納可能なシリンダ室１０Ａ内にピスト
ン１０Ｂが挿入可能とされて、このシリンダ室１０Ａ内
の金属缶１を上記圧縮方向に圧縮するものであり、また
このシリンダ室１０Ａの周囲には気密にカバー１０Ｃが
設けられるとともに、このカバー１０Ｃ内は図示されな
い真空吸引装置に接続されていて、これによりシリンダ
室１０Ａ内は減圧可能とされている。

【００１３】そこで、こうして金属缶１をシリンダ室１
０Ａに収納した上で、まず上記真空吸引装置によってシ
リンダ室１０Ａ内を例えば５，０００〜１０，０００Ｐ
ａ程度の圧力にまで減圧すると、放射性黒鉛８および結
合材９の収容時に金属缶１内に同時に取り込まれた空気
Ａが図４に示すように上記フィルタ５の網目から二重構
造とされた缶胴部２の開口部２Ａと缶蓋部３の周壁部３
Ａとの間を通って排出されて金属缶１内も減圧状態とな
るが、このとき放射性黒鉛８の粉塵は、フィルタ５の網
目によっても遮られ、金属缶１内部から飛散することは
ない。そして、次にこの減圧下のまま上記ピストン１０
Ｂをシリンダ室１０Ａ内に挿入して金属缶１を面圧２５
〜６０ＭＮ／ｍ²で圧縮することにより、まず図５に示
すように缶蓋部３に設けられた漏出防止手段４の上記シ
ール材６が缶胴部２の開口部２Ａ端縁に密着して金属缶
１内部からの粉塵の漏出がさらに防止され、さらに圧縮
を続けることにより放射性黒鉛８が金属缶１ごと減容処
理されて、図６に示すような当初の金属缶１よりも短い
直方体状の本実施形態による圧縮減容廃棄体１１が得ら
れる。

【００１４】しかして、この実施形態の廃棄体１１にお
いては、減圧によって空気Ａが排出された上で、放射性
黒鉛８が圧縮によって塊状及び粉末状に粉砕されること
により、この放射性黒鉛８および結合材９が図７に示す
ように金属缶１内面に密着させられるようにして充密さ
せられ、これによって当該廃棄体１１の全容積に占める
内容物としての放射性黒鉛８および結合材９の容積の割
合、すなわち充填度は８５vol％以上とされる。また、
金属缶１は、その缶胴部２が上述のように蛇腹状に折り
曲げられて圧縮されるとともに、缶蓋部３の上記周壁部
３Ａも圧縮によって缶胴部２の開口部２Ａ側外周に密着
させられている。さらに、こうして減容処理された廃棄
体１１は、図８に示すように複数個ずつ積み上げられる
ようにして、例えば炭素鋼等の材質よりなる箱形の処分
容器１２に充填され、最終処分地に埋設されたりして処
分される。

【００１５】従って、まず、このような本実施形態の放
射性廃棄物の圧縮減容処理方法によれば、放射性廃棄物
としての放射性黒鉛８を収容した金属缶１が上記圧縮プ
レス装置１０によって減圧下において圧縮させられるた
め、放射性黒鉛８の収容時に金属缶８内に取り込まれた
空気Ａが金属缶１内から排出された後、金属缶１が圧縮
されるため、金属缶１内が加圧状態となることもなく、
従ってこの圧力に抗するために金属缶１を厚肉とせずと
もよく、上記内容物を一層緻密に金属缶１に充填するこ
とができる。

【００１６】そのため、こうして減容処理された本実施
形態の圧縮減容廃棄体１１においては、上述のように８
５vol％以上の高い充填度を得ることができ、従って逼
迫する最終処分地をより有効に利用することが可能とな
って環境負荷や処分コストの軽減を促すことができると
ともに、埋設後においても空隙の陥没等が生じたりする
ことが少なく、安全性の向上を図ることができる。な
お、この廃棄体１１において充填度が８５vol％を下回
ったりすると、このような効果が確実に得られなくなる
おそれがある。充填度は理想的には１００vol％に近い
ほど望ましいのは勿論であるが、現実的に１００vol％
とすることは不可能であり、９５vol％程度が上限とさ
れる。

【００１７】さらに、本実施形態では、放射性廃棄物と
して粉塵が生じ易い放射性黒鉛８を金属缶１に収容する
に際して、これとともに結合材９が収容されており、こ
の結合材９が固化することによって粉塵を固着するの
で、金属缶１の圧縮時、あるいは万が一圧縮された廃棄
体１１の金属缶１部分に破損が生じた際でも、この放射
性黒鉛８の粉塵が漏出したり飛散したりして周囲の環境
を損なうようなこともない。なお、本実施形態ではこの
ように放射性廃棄物として放射性黒鉛８を金属缶１に収
容しているが、これ以外にも例えば原子力施設の解体の
際に廃棄される放射性のコンクリートや金属材を減容処
理するのに本発明を応用することも勿論可能である。

【００１８】一方、本実施形態の金属缶１においては、
その缶胴部２の開口部２Ａ側外周と缶蓋部３の周壁部３
Ａとが二重構造をなしているとともに、この缶蓋部３に
よる開口部２Ａの封止部分には漏出防止手段４が備えら
れており、従って特に上記実施形態の処理方法のように
減圧下で金属缶１を圧縮する場合において、減圧時の金
属缶１内からの空気Ａの排出は阻害することなく、しか
しながらこの空気Ａが排出される際の放射性廃棄物の漏
出、すなわち放射性黒鉛８の粉塵の飛散等を一層確実に
防止することができる。しかも、本実施形態では、この
漏出防止手段４が上記開口部２Ａを覆うように設けられ
る粉塵捕集フィルタ５と、この開口部２Ａ周縁（端縁）
と缶蓋部３との間に介装されるシール材６とを備えてお
り、フィルタ５によって減圧時に空気Ａは円滑に排出し
つつも粉塵の漏出を抑えることができるとともに、圧縮
時にはシール材６によって開口部２Ａをシールして以降
の粉塵等の漏出を確実に防止することができる。なお、
本実施形態では二重構造とされる缶蓋部３の周壁部３Ａ
が缶胴部２の開口部２Ａ側外周を取り囲むようにされて
いるが、これをさらに金属缶１の長手方向に延長するよ
うにして、金属缶１の外周が長手方向全長に亙って二重
構造とされるようにしてもよい。また、本実施形態の金
属缶１の缶胴部２は、その一端に開口部２Ａが形成され
て他端は有底状とされているが、この缶胴部２の両端に
開口部２Ａを形成してこれらを缶蓋部３により封止する
ようにしてもよい。

【００１９】さらに、本実施形態の金属缶１では、その
缶胴部２に圧縮減容時の圧縮方向に折れ曲がり可能な折
り目７が付けられており、圧縮時にはこの折り目７から
金属缶１が規則的に折り曲げられるように変形して圧縮
されるので、従来の寸胴のドラム缶を圧縮する場合のよ
うに１点から一気に変形が進行する場合のように、金属
缶１に亀裂が生じたりするおそれがなくなる。しかも、
こうして規則的に折り曲げられて金属缶１が圧縮される
ことにより、内容物との間の隙間をより確実に埋めるこ
とができて、減容処理された廃棄体１１の充填度の一層
の向上を図ることができる。なお、本実施形態では圧縮
プレス装置１０によって金属缶１をその長手方向に圧縮
するようにしており、これに対してこの圧縮方向に沿っ
た断面が波形をなすように缶胴部２の側面に波板加工を
施して折り目７を形成しているが、例えば上記従来の３
方向圧縮装置のように金属缶１をその長手方向に交差す
る方向に圧縮するようにしてもよく、その場合に折り目
７は、これら交差方向に折れ曲がり可能にされていても
よい。

【００２０】さらにまた、本実施形態の処理方法では、
減容処理された廃棄体１１が図８に示すように複数ずつ
処分容器１２に充填されて最終処分地に埋設されたりす
るようになされているため、最終処分地の一層の有効利
用を図ることが可能となる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の圧縮減容
処理方法によれば、放射性廃棄物を収容した金属缶を減
圧下で圧縮することにより、空気を排出して高い充填度
の廃棄体に減容処理することができ、従ってそのように
処理された本発明の圧縮減容廃棄体によれば、少ないス
ペースに多くの廃棄物を保持することが可能となって、
環境への負荷や処分コストの軽減を図ることができる。
また、本発明の圧縮減容用金属缶によれば、缶胴部と缶
蓋部とが二重構造とされるとともに缶蓋部による缶胴部
の開口部の封止部分に漏出防止手段を備えることによ
り、特に上記処理方法や廃棄体に用いた場合に、減圧時
の空気の排出を促しつつも、この減圧時や圧縮時の廃棄
物の漏出を確実に防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を説明する図であって、圧
縮減容用金属缶１に放射性黒鉛８と結合材９を収容する
ところを示す図である。

【図２】本発明の実施形態を説明する図であって、放
射性黒鉛８と結合材９とを収容した金属缶１を示す図で
ある。

【図３】本発明の実施形態を説明する図であって、図
２に示した金属缶１を圧縮プレス装置１０に収納したと
ころを示す図である。

【図４】本発明の実施形態を説明する図であって、減
圧時の金属缶１の開口部２Ａ周辺を示す断面図である。

【図５】本発明の実施形態を説明する図であって、圧
縮直後の金属缶１の開口部２Ａ周辺を示す断面図であ
る。

【図６】本発明の実施形態を説明する図であって、圧
縮減容廃棄体１１を示す図である。

【図７】本発明の実施形態を説明する図であって、図
６の圧縮減容廃棄体１１の開口部２Ａ周辺を示す断面図
である。

【図８】本発明の実施形態を説明する図であって、廃
棄体１１を処分容器１２に充填する状態を示す図であ
る。

【符号の説明】

１圧縮減容用金属缶２缶胴部２Ａ缶胴部２の開口部３缶蓋部３Ａ缶蓋部３の周壁部４漏出防止手段５フィルタ６シール材７折り目８放射性黒鉛（放射性廃棄物）９結合材１０圧縮プレス装置１１圧縮減容廃棄体１２処分容器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者牧隆東京都文京区小石川１−３−25 小石川大国ビル三菱マテリアル株式会社システム事業センター内 (72)発明者梅村昭男東京都文京区小石川１−３−25 小石川大国ビル三菱マテリアル株式会社システム事業センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放射性廃棄物を収容した圧縮減容用金属
缶を減圧下で面圧２５〜６０ＭＮ／ｍ²で圧縮すること
により減容処理されるとともに、上記圧縮減容用金属缶
内の内容物の充填度が８５vol％以上とされていること
を特徴とする放射性廃棄物の圧縮減容廃棄体。
【請求項２】放射性廃棄物とともに結合材が上記圧縮
減容用金属缶に収納されていることを特徴とする請求項
１に記載の放射性廃棄物の圧縮減容廃棄体。
【請求項３】放射性廃棄物を圧縮減容用金属缶に収納
し、この圧縮減容用金属缶を減圧下で圧縮することによ
り圧縮減容廃棄体に減容処理することを特徴とする放射
性廃棄物の圧縮減容処理方法。
【請求項４】放射性廃棄物を収容して圧縮減容させら
れる放射性廃棄物の圧縮減容用金属缶であって、筒状の
缶胴部とこの缶胴部の開口部を封止する缶蓋部とを有
し、この缶蓋部の外周には上記缶胴部の少なくとも開口
部側の外周を取り囲むように周壁部が設けられて二重構
造とされるとともに、この缶蓋部による缶胴部の開口部
の封止部分には、圧縮時の上記放射性廃棄物の外部への
漏出を防止する漏出防止手段が備えられていることを特
徴とする放射性廃棄物の圧縮減容用金属缶。
【請求項５】上記漏出防止手段は、上記缶胴部の開口
部を覆うように設けられる粉塵捕集用のフィルタと、こ
の開口部の周縁と上記缶蓋部との間に介装されるシール
材とを備えていることを特徴とする請求項４に記載の放
射性廃棄物の圧縮減容用金属缶。
【請求項６】上記缶胴部には、圧縮減容時の圧縮方向
に折れ曲がり可能な折り目が付けられていることを特徴
とする請求項４または請求項５に記載の放射性廃棄物の
圧縮減容用金属缶。
【請求項７】放射性廃棄物を請求項４ないし請求項６
のいずれかに記載の放射性廃棄物の圧縮減容用金属缶に
収納し、この圧縮減容用金属缶を減圧下で圧縮すること
により、圧縮減容廃棄体に減容処理することを特徴とす
る放射性廃棄物の圧縮減容処理方法。
【請求項８】上記圧縮減容廃棄体を処分容器に充填し
て処分することを特徴とする請求項７に記載の放射性廃
棄物の圧縮減容処理方法。