JP2007248066A - 高効率性・高信頼性を備えた放射性廃棄物の分別・クリアランス処理システム及びその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】解体廃棄物のクリアランス測定は、大量の対象物を効率良く且つ信頼性の高い測定が求められることから、高効率性・高信頼性を備えた放射性廃棄物の分別・クリアランス処理システムを提供する。
【解決手段】高効率性・高信頼性を備えた放射性廃棄物の分別・クリアランス処理システムは、原子力施設の解体撤去に伴う解体廃棄物から分別されたクリアランス対象物を除染する除染装置と、前記除染されたクリアランス対象物の表面汚染密度の測定を行うクリアランス前測定装置と、前記クリアランス前測定の結果、汚染の高い部位がないことが確認されたクリアランス対象物について放射能濃度を測定するクリアランス測定装置とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、放射性廃棄物の分別・クリアランス処理システム及びその方法に関し、特に、高効率性・高信頼性を備えた放射性廃棄物の分別・クリアランス処理システム及びその方法に関するものである。

原子力施設の廃止措置によって発生する廃棄物は、原子力施設の解体撤去等に係る金属廃棄物およびコンクリート廃棄物の解体廃棄物等が主体で、放射能レベルの低いものを中心として比較的短期間に、大量に発生するという特徴を有している。これら廃棄物の処理処分対策は、廃棄物を放射能レベル別に区分すると共に、必要に応じて除染した後、レベル区分に応じた合理的な処分または再利用することにある。

この廃棄物を大別すると、金属廃棄物、コンクリート廃棄物およびその他となり、放射能レベル的には、原子力施設の運転廃棄物と同じレベルの「低レベル」として区分されている放射性廃棄物、低レベルよりも低いレベルの「極低レベル」廃棄物および放射性物質として取り扱う必要のない廃棄物に区分される。

ここで、放射性物質として取り扱うべき廃棄物量の減少や資源の再利用による環境負荷の低減のため、クリアランス（Clearance）という概念が導入されている。

原子力施設の廃止措置によって発生する廃棄物の中には含まれる放射性物質が僅かで、被ばく管理の観点から放射性物質としてその特殊性を考慮する必要のないものがある。このようなものを区分する基準がクリアランスレベルと呼ばれている。

そして、クリアランスレベル以下の解体廃棄物は、放射線源に起因する人の健康に対するリスクが無視できることから、「放射性物質として扱う必要のない物」として取扱うことが可能となるものである。このレベル以下の解体廃棄物は、一般廃棄物と同等の取扱または再利用が可能となる。

ここで、クリアランスレベル以下であることの測定・判断方法については、高信頼性（トレーサビリティなど）であることは、もちろんであるが、原子力施設の廃止措置によって発生する廃棄物は大量であることから、高効率であることも同時に必要とされる。

放射性廃棄物の放射能レベルを測定する方法としては、電力会社が有する原子力発電所内に保管されている放射性核種に汚染された放射性廃棄物を原子力発電所内で除染し、除染後の放射性廃棄物の放射能レベルを測定し、測定結果に基づいて放射性廃棄物を放射能レベルごとに分別し、分別された放射性廃棄物を対応する放射能レベルが表示された収納容器に収納し、収納容器を電力会社に提供する放射性廃棄物処理方法が、特許文献１に開示されている。
特開２００４−７７１６２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法においては、除染後の放射性廃棄物の放射能レベルを測定してはいるものの、具体的な測定方法については記載がなく、高信頼性が要求されるクリアランス測定を行うことはできない。

本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、高効率性・高信頼性を備えた放射性廃棄物の分別・クリアランス処理システム及びその方法を提供しようとするものである。

本発明の高効率性・高信頼性を備えた放射性廃棄物の分別・クリアランス処理システムは、原子力施設の解体撤去に伴う解体廃棄物から分別されたクリアランス対象物を除染する除染装置と、前記除染されたクリアランス対象物の表面汚染密度の測定を行うクリアランス前測定装置と、前記クリアランス前測定の結果、汚染の高い部位がないことが確認されたクリアランス対象物について放射能濃度を測定するクリアランス測定装置とを有することを特徴とする。

また、本発明の高効率性・高信頼性を備えた放射性廃棄物の分別・クリアランス処理方法は、原子力施設の解体撤去に伴う解体廃棄物に、解体前の機器の放射能レベル、材質、寸法などと照合できる機器ＩＤを付す識別工程と、識別された解体廃棄物を、クリアランス対象物とクリアランス対象外物とに仕分ける分別工程と、分別されたクリアランス対象物を除染する除染工程と、除染されたクリアランス対象物の表面汚染密度の測定を行うクリアランス前測定工程と、クリアランス前測定の結果、汚染が高い部位がないことが確認されたクリアランス対象物について放射能濃度を測定するクリアランス測定工程とを有することを特徴とする。

本発明の高効率性・高信頼性を備えた放射性廃棄物の分別・クリアランス処理システム及びその方法によれば、解体前の設備の放射能レベルに応じて合理的に分別・除染が適用でき、また、事前のクリアランス対象物の表面汚染密度の測定により大容量であっても信頼性の高いクリアランス測定が可能となる。

以下、本発明の実施形態である高効率性・高信頼性を備えた放射性廃棄物の分別・クリアランス処理システム及びその方法について、図を参照して詳細に説明をする。

図１は、本実施形態の高効率性・高信頼性を備えた放射性廃棄物の分別・クリアランス処理方法の各工程を示す図である。

図に示すように、本実施形態の高効率性・高信頼性を備えた放射性廃棄物の分別・クリアランス処理方法は、識別工程と、分別工程と、除染工程と、クリアランス前測定工程と、クリアランス測定工程と、を主な工程として有する。クリアランス測定の信頼性等を確保するためには、クリアランス対象物の識別とそれに基づく前処理（分別、除染、クリアランス前測定）が必要となるためである。

原子力施設の解体撤去に伴う解体廃棄物は、識別工程（ステップ１０１：不図示）で識別された後、鉄箱に格納され、原子力施設内の所定の管理区域に設けられた仮置き場にまず仮置きされる。

ステップ１０１の識別工程においては、クリアランス測定は汚染形態（放射性物質の付着による汚染、放射化による汚染、汚染の部位）に応じて対象物の発生箇所を特定することが求められており、クリアランス対象物の選定を確実に実施するため、解体撤去時に解体廃棄物ごとにバーコードが付加され、管理される。具体的には、解体前の機器の放射能レベル、材質、寸法などと照合できるバーコードが付いた廃棄物票（管理票ともいう）が解体廃棄物に貼り付けられる。

図２は、本実施形態の高効率性・高信頼性を備えた放射性廃棄物の分別・クリアランス処理方法の対象となる解体対象物リストを示す図である。

図からわかるように、解体対象物リスト５０の構成は、機器を特定するために任意に採番した機器ＩＤ、機器名称、材質、数量と、機器重量、推定放射能濃度、機器概略寸法（外径、肉厚、長さ）、内部汚染密度、外部汚染密度などを含んでいる。

図３は、本実施形態の高効率性・高信頼性を備えた放射性廃棄物の分別・クリアランス処理方法における解体廃棄物の識別工程（ステップ１０１）の詳細を示すフローチャートである。

解体廃棄物の管理には、発電所物量ＤＢ６０と、発電所廃棄物ＤＢ６１と、発電所ドラムＤＢ６２と、ハンディーターミナル（携帯端末）６３とを使用する。発電所物量ＤＢ６０は、解体物対象リストの情報を含むデータベースであり、発電所廃棄物ＤＢ６１は、発電所物量ＤＢ６０の情報に解体時の情報（梱包日時、実績重量、収納容器、線量率等）が付加したものであり、発電所ドラムＤＢ６２はさらに保管場所の情報を付加したものであり、これらはワークステーション（管理装置）に格納されている。

まず、ステップ２０１では、発電所物量ＤＢ６０に格納された解体対象物リスト５０で、発電所内の解体対象物を確認し、解体を実施する。

ステップ２０２、２０３では、解体を実施し、解体により生じた解体廃棄物を梱包作業を行う。

ステップ２０４、２０５では、解体廃棄物を確認し、ハンディーターミナル６３にあらかじめダウンロードされている機器ＩＤを選択した後、ハンディーターミナル６３に解体情報（重量、梱包日時）を入力する。

ステップ２０６では、ハンディーターミナル６３により、解体情報に基づいて作成された廃棄物票を梱包に貼り付ける。なお、廃棄物票には、機器ＩＤに対応するバーコードが印刷されている。

ハンディーターミナル６３は、バーコードを読み取る読取手段を有しており、廃棄物票に印刷されたバーコードを読み取ることが可能となっている。

また、ハンディーターミナル６３は、テンキーなどの入力手段を有しており、解体対象物の各種データや処理の履歴等の入力が可能となっている。

次に、ステップ２０７では、ハンディーターミナル６３によりバーコードを読み取り、梱包の内容物を確認することにより、廃棄物収納用の鉄箱とのトレーサビリティを確保する。

ステップ２０８、２０９では、鉄箱情報をハンディーターミナル６３に入力し、解体廃棄物を収納した鉄箱は所定の保管場所に保管され、保管場所と日時が記録されることとなる。

本実施形態の高効率性・高信頼性を備えた放射性廃棄物の分別・クリアランス処理方法の識別工程によれば、解体対象物の撤去から、クリアランス対象物の分別までの間はトレーサビリティが確保されているため、対象物に応じた信頼性の高い測定が可能となる。

次に、仕分けエリアに搬入された鉄箱を開封し、鉄箱内のステップ１０１で識別された解体廃棄物をクリアランス対象物とクリアランス対象外物とに分別する（ステップ１０２）。ここで、クリアランス対象物とは、金属廃棄物、コンクリート廃棄物、保温材等のことをいい、クリアランス対象外物とは、放射能レベルの高いものや、可燃物や、後に説明する除染が困難なものをいう。

次に、クリアランス対象物をメッシュパレットに充填し切断エリアへ移送する。メッシュパレットは、1.2ｍ（Ｄ）×1ｍ（Ｗ）×0.9ｍ（Ｈ）の外形を有し、メッシュパレットには、クリアランス対象物である、配管や、平板や、形鋼や、ポンプ等の複雑な形状の小型機器を分解したものや、ボルト・ナット等の小物などを載せることができる。

次に、原子力施設内の所定の区域に設けられた切断エリアにメッシュパレットを受け入れ、解体物を取り出す。そして、クリアランス対象物について、放射性物質による汚染面を露出させ除染し易くするとともに、単純な形状にして容易に汚染測定ができるようにするための成型加工を行う（ステップ１０３）。

成型加工が完了したクリアランス対象物を再度メッシュパレットに充填し、原子力施設内の所定の区域に設けられた除染エリアへ移送する。

クリアランス対象物の汚染の高い部位を除去するため、及び、放射性物質を除去しクリアランス対象物を増すために除染を行う（ステップ１０４）。

除染エリアへ移送されたメッシュパレットから、クリアランス対象物を取り出し、除染装置に積載する。除染装置にて、ブラスト除染を実施し、クリアランス対象物の放射性物質、錆、塗装を除去する。

除染を実施後、クリアランス対象物をメッシュパレットに充填し、原子力施設内の所定の区域に設けられたクリアランス前測定エリアへ移送する。

クリアランス対象物のクリアランス測定に際し、汚染の高い部位がないことを確認するため事前にクリアランス対象物から放出される放射線を計測することにより表面汚染密度の測定を行う（ステップ１０５）。

クリアランス前測定エリアにメッシュパレットを受け入れ、除染されたクリアランス対象物を取り出す。そして、クリアランス対象物を測定トレイ２１０に載せ、クリアランス前測定装置に測定トレイ２１０を積載し、汚染測定を実施する。

測定トレイ２１０は、1.0ｍ（Ｗ）×1.0ｍ（Ｌ）の外形を有している。

図４は、本実施形態のクリアランス前測定装置を示す図である。本実施形態のクリアランス装置２００は、搬入コンベア部２００ａと、γ線測定部２００ｂと、β線測定部２００ｃと、搬出コンベア部２００ｄとで構成される。

搬入コンベア部２００ａは、クリアランス対象物を格納した測定トレイ２１０が載置されるユニットであって、搬入コンベア２０７を駆動することにより、測定トレイ２１０がγ線測定部２００ｂに搬入される。

γ線測定部２００ｂは、測定トレイ２１０上のクリアランス対象物から放出されるγ線を測定するユニットである。γ線測定部２００ｂは、γ線測定部２００ｂの搬入部に設けられたセンサ２０９により検出された測定トレイ２１０上のクリアランス対象物の高さに合わせて昇降する上部γ線測定器２０４ａと、固定された下部γ線測定器２０４ｂを有し、測定トレイ２１０の上下からγ線を測定する。

また、γ線測定部２００ｂは、筐体の両側面に鉛シールド２０３を備えており、測定トレイ２１０の搬入、搬出部には、鉛シャッタ機構２０２を備えている。γ線測定中は、測定トレイ２１０の側面すべてが鉛によりシールドされ、バックグラウンド変動による測定誤差が生じることを防止している。

β線測定部２００ｃは、センサ２０９により検出された測定トレイ２１０上のクリアランス対象物の高さに合わせて昇降する上部β線測定器２０５ａと、固定された下部β線測定器２０５ｂを有し、測定トレイ２１０の上下からβ線を測定する。

本実施形態のクリアランス前測定装置によれば、クリアランス測定の前に、クリアランス対象物の汚染の高い部位がないことの確認を行うことにより、クリアランス測定を行うまでもない汚染の高いのものについてはクリアランス測定を行わずに再度除染を行うこととなるため、クリアランス測定の効率化を図ることが可能となる。

クリアランス前測定が終了した測定トレイ２１０は、搬出コンベア部２００ｄに搬出される。

クリアランス前測定の結果、汚染の高い部位がないと確認されたクリアランス対象物については、測定容器１０に充填して、次工程へ搬出し、汚染が高い部位のあるクリアランス対象物については、再度除染を実施するか、又は放射性廃棄物として処理する（ステップ１０６）。ここで、クリアランス測定の信頼性を高めるため、表面汚染密度の測定結果は、測定容器１０ごとにデータを登録して管理する。

測定容器１０は、1.35ｍ（Ｗ）×1.35ｍ（Ｌ）×0.93ｍ（Ｈ）（1.6ｍ^３）の外形を有し、従来の収納容器（１ｍ^３）と比較して大型化され、測定の効率化が図られている。また、測定容器１０は厚さ2.3mmの鋼板製容器でガンマ線計測による放射能濃度測定が容易な構造であり、測定済のクリアランス対象物への異物の混入を防止するために蓋が取り付けられる構造としている。

クリアランス対象物が充填した測定容器１０をクリアランス測定装置に積載し、クリアランス測定装置により、クリアランス対象物から放出されてくる全てのガンマ線を外部から計測することによりクリアランス測定を実施する（ステップ１０７）。

本測定により確認された測定容器１０に収納されたクリアランス対象物の平均放射能濃度が、法令値を下回る際には放射性物質として取り扱う必要のない廃棄物として処理が可能となる。また、クリアランス測定の信頼性を確保するため放射能濃度測定結果は、測定容器１０ごとにデータが登録され管理される。

図５は、本実施形態のクリアランス測定装置を示す図である。本実施形態のクリアランス測定装置３００は、搬入部３００ａと、クリアランス測定部３００ｂと、搬出部３００ｃとで構成される。

搬入部３００ａは、測定容器１０が載置されるユニットであって、搬送コンベア３０１を駆動することにより、測定容器１０がクリアランス測定部３００ｂに搬入される。

搬入部３００ａの測定容器１０の載置テーブル部３０６には、測定容器１０を遮蔽するための一対の略コの字型の遮蔽体３０４が、搬送コンベア３０１の搬送方向の前後において測定容器１０を遮蔽可能な位置に設けられている。遮蔽体３０４は、測定容器１０の載置時において、測定容器１０を受け入れ可能に、遮蔽体３０４の突出部３０４ａが開閉する構造を有している。

また、載置テーブル部３０６は、搬送コンベア３０１上にあり、搬送コンベア３０１を駆動することにより、載置された測定容器１０とともに、搬入部３００ａと、クリアランス測定部３００ｂと、搬出部３００ｃとへ移動可能となっている。

また、搬入部３００ａは、リフト３０２とターンテーブル３０３を備え、測定容器１０を上昇させて載置テーブル部３０６から分離し、測定容器１０を回転させることが可能となっている。なお、リフト３０２とターンテーブル３０３との実際の動作については後述する。

クリアランス測定部３００ｂは、その筐体の略中心部の周囲に、放射線検出器３０５ａ〜３０５ｄが備わり、測定容器１０の搬送方向に平行な2つの側面について、４回に分けて放射能濃度の測定をする。

クリアランス測定部３００ｂは、測定容器１０の４回に分けての放射能濃度の測定時にも、測定容器１０を遮蔽可能な搬送方向の長さ（約７ｍ）の筐体を備え、上記遮蔽体３０４と組み合わさることにより、放射能濃度の測定時の測定容器１０の全面遮蔽を実現し、高い信頼性の測定を可能とした。

クリアランス測定が終了し放射能濃度が所定の濃度以下であることを確認した測定容器１０は、搬出部３００ｃに搬出される。また、放射能濃度が所定の濃度を超える場合には測定容器１０は搬入部３００ａに戻される。

図６Ａ〜６Ｅは、本実施形態のクリアランス測定装置３００の動作の流れを示す模式図である。

図６Ａは、本実施形態のクリアランス測定装置３００の積載動作の流れを示す模式図である。ステップ（図中では、ステップをＳと略す）４０１では、遮蔽体３０４の突出部３０４ａを開き、ステップ４０２で、測定容器１０を搬入部３００ａの載置テーブル部３０６に載置する。ステップ４０３では、リフト３０２は、測定容器１０を上昇され、測定容器１０の重量を測定し、ステップ４０４で、測定容器１０を下降させ、測定容器１０の高さ測定を行う。

図６Ｂは、本実施形態のクリアランス測定装置３００の第１回目の測定動作の流れを示す模式図である。なお、説明の便宜上、測定容器１０にはメッシュを記載している。

ステップ４０５では、クリアランス測定部３００ｂに測定容器１０を搬入し、測定容器１０の搬送方向、第１／４面部１０ａの放射能濃度の測定を行う。ステップ４０６では、測定容器１０を、測定容器の長さの１／４のピッチで搬送方向にピッチ送りし、第２／４面部１０ｂの放射能濃度の測定を行う。同様にして、ステップ４０７で第３／４面部１０ｃの測定を行い、ステップ４０８で第４／４面部１０ｄの測定を行う。

図６Ｃは、本実施形態のクリアランス測定装置３００の旋回動作の流れを示す模式図である。

ステップ４０９では、測定容器１０を搬入部３００ａに戻す。ステップ４１０で、測定容器１０をリフト３０２で上昇させて載置テーブル部３０６から分離する。ステップ４１１では、測定容器１０をターンテーブル３０３により、９０°回転させる。ステップ４１２では、測定容器１０をリフト３０２で下降させて載置テーブル部３０６に載置する。

図６Ｄは、本実施形態のクリアランス測定装置３００の第２回目の測定動作の流れを示す模式図である。

第２回目の測定動作（ステップ４１３〜４１６）は、第１回目の測定動作（ステップ４０５〜４０８）と同様であるので、説明は省略する。

図６Ｅは、本実施形態のクリアランス測定装置３００の取り出し動作の流れを示す模式図である。測定容器１０は、搬入部３００ａに戻され（ステップ４１７）、上昇、回転ののち（ステップ４１８、ステップ４１９）、搬出部３００ｃに搬出される（ステップ４２０）。

本実施形態のクリアランス測定装置によれば、測定容器１０にクリアランス対象物を格納して処理するため、クリアランス対象物の仕分けを効率化することが可能となる。

また、本実施形態のクリアランス測定装置によれば、測定容器１０を回転させ複数のステップにより測定を行うことにより、大型の測定容器の測定が可能となり、処理能力が増大し、測定の効率化が図られている。さらに、この測定方法により、放射線検出器の数を削減することを可能としている。

また、本実施形態のクリアランス測定装置によれば、放射能濃度の測定時の測定容器１０の全面遮蔽を実現することにより、信頼性の高いクリアランス測定を可能としている。

合格した測定容器１０については、異物の混入を防止するため上蓋が取り付けられ検認エリアへ移動されて（ステップ１０８）、所定の検認がなされ、所定の保管管理、検査ののち、原子力施設の構外へ搬出され、資源として再利用が図られ、もしくは、産業廃棄物として適正に処理されることとなる。

本実施形態の高効率性・高信頼性を備えた放射性廃棄物の分別・クリアランス処理方法の各工程を示す図である。 本実施形態の高効率性・高信頼性を備えた放射性廃棄物の分別・クリアランス処理方法の対象となる解体対象物リストを示す図である。 本実施形態の高効率性・高信頼性を備えた放射性廃棄物の分別・クリアランス処理方法における解体廃棄物の識別工程を示すフローチャートである。 本実施形態のクリアランス前測定装置を示す図である。 本実施形態のクリアランス測定装置を示す図である。 本実施形態のクリアランス測定装置３００の積載動作の流れを示す模式図である。 本実施形態のクリアランス測定装置３００の第１回目の測定動作の流れを示す模式図である。 本実施形態のクリアランス測定装置３００の旋回動作の流れを示す模式図である。 本実施形態のクリアランス測定装置３００の第２回目の測定動作の流れを示す模式図である。 本実施形態のクリアランス測定装置３００の取り出し動作の流れを示す模式図である。

符号の説明

１０：測定容器
６０：発電所物量ＤＢ
６１：発電所廃棄物ＤＢ
６２：発電所ドラムＤＢ
６３：ハンディーターミナル
２００：クリアランス前測定装置
３００：クリアランス測定装置

Claims (7)

1. 原子力施設の解体撤去に伴う解体廃棄物から分別されたクリアランス対象物を除染する除染装置と、
   前記除染されたクリアランス対象物の表面汚染密度の測定を行うクリアランス前測定装置と、
   前記クリアランス前測定の結果、汚染の高い部位がないことが確認されたクリアランス対象物について放射能濃度を測定するクリアランス測定装置と、
   を有することを特徴とする高効率性・高信頼性を備えた放射性廃棄物の分別・クリアランス処理システム。
2. 前記解体廃棄物には、解体前の機器の放射能レベル、材質、寸法などと照合できる機器ＩＤが付されており、
   前記機器ＩＤに対応する所定のデータが格納されたデータベースを有し、携帯端末と接続して前記機器ＩＤに対応する所定のデータを入出力可能とすることにより、前記解体廃棄物のトレーサビリティを確保する管理装置、
   をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の高効率性・高信頼性を備えた放射性廃棄物の分別・クリアランス処理システム。
3. 前記除染装置は、
   前記クリアランス前測定の結果、汚染の高い部位があることが確認されたクリアランス対象物については、再度除染を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の高効率性・高信頼性を備えた放射性廃棄物の分別・クリアランス処理システム。
4. 原子力施設の解体撤去に伴う解体廃棄物に、解体前の機器の放射能レベル、材質、寸法などと照合できる機器ＩＤを付す識別工程と、
   前記識別された解体廃棄物を、クリアランス対象物とクリアランス対象外物とに仕分ける分別工程と、
   前記分別されたクリアランス対象物を除染する除染工程と、
   前記除染されたクリアランス対象物の表面汚染密度の測定を行うクリアランス前測定工程と、
   前記クリアランス前測定の結果、汚染が高い部位がないことが確認されたクリアランス対象物について放射能濃度を測定するクリアランス測定工程と、
   を有することを特徴とする高効率性・高信頼性を備えた放射性廃棄物の分別・クリアランス処理方法。
5. 前記識別工程において、
   前記機器ＩＤに対応する所定のデータが格納されたデータベースに対して、携帯端末により前記機器ＩＤに対応する所定のデータを入出力することにより、前記解体廃棄物のトレーサビリティを確保することを特徴とする請求項４に記載の高効率性・高信頼性を備えた放射性廃棄物の分別・クリアランス処理方法。
6. 前記除染工程は、
   前記クリアランス前測定の結果、汚染の高い部位があることが確認されたクリアランス対象物については、再度除染を行うことを特徴とする請求項４または５に記載の高効率性・高信頼性を備えた放射性廃棄物の分別・クリアランス処理方法。
7. 前記除染されたクリアランス対象物について、放射性物質による汚染面を露出させ除染し易くするとともに、単純な形状にして容易に汚染測定ができるようにするための成型加工工程をさらに有することを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の高効率性・高信頼性を備えた放射性廃棄物の分別・クリアランス処理方法。
   

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