JP2009156625A - 放射性固体廃棄物の乾燥工程における残留水分測定方法および残留水分測定装置が設けられた放射性固体廃棄物の乾燥処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乾燥処理後の放射性固体廃棄物の残留水分量を確認評価することができる。
【解決手段】放射性固体廃棄物Ｗが収容された廃棄物処理容器１を含む閉ループ状の乾燥処理系ガスラインＡを介して廃棄物処理容器１内に不活性ガスを循環供給して放射性固体廃棄物Ｗを乾燥させ、その乾燥終了後に乾燥処理系ガスラインＡとは別系統の残留水分測定系ガスラインＢを介して廃棄物処理容器１内に不活性ガスを供給し、その廃棄物処理容器１内に供給する前の不活性ガスの水分濃度と、その廃棄物処理容器１内を通過した後の不活性ガスの水分濃度を夫々測定して、測定で得られた水分濃度の差異から、放射性固体廃棄物中の残留水分量を確認評価する。
【選択図】図１

Description

本発明は、放射性固体廃棄物の処理方法及びその処理装置に係り、特に水分を含んだ放射性固体廃棄物を乾燥させる工程において、その放射性固体廃棄物の残留水分量を測定する、放射性固体廃棄物の乾燥工程における残留水分測定方法と残留水分測定装置が設けられた放射性固体廃棄物の乾燥処理装置に関するものである。

原子炉から搬出された使用済燃料集合体の再処理施設で発生するジルコニウム基合金製燃料被覆管の切断片（ハル）、エンドピース等の放射性固体廃棄物の貯蔵にあたり、貯蔵施設、更には貯蔵設備等の貯蔵効率を向上して負荷を軽減するため、主として圧縮による減容処理が行われている。エンドピースは使用済燃料集合体の上部タイプレートと下部タイプレートであり、その材質はステンレス鋼である。また、ハルにはジルコニウム基合金が使用されている。これらの廃棄物を圧縮する際に、廃棄物中に含まれるジルコニウム基合金が粉末状となり、大気中の酸素と反応して粉塵爆発を起こす危険性がある。

その粉塵爆発の発生を回避するため、ジルコニウム基合金の放射性固体廃棄物の圧縮による減容処理は、脱気または不活性ガスに置換してから行うという発明が特許文献１として提案され登録されている。

また、貯蔵保管される放射性固体廃棄物に水分が付着していると、その水分が放射線によって分解することで水素が発生し、温度上昇等によって、爆発する危険性がある。従って、圧縮による減容処理を行う前に予め放射性固体廃棄物に乾燥処理が施されている。この放射性固体廃棄物の事前乾燥処理に関する発明が、特許文献２、特許文献３として提案されその何れもが登録されている。

特許文献２に記載された放射性固体廃棄物の乾燥装置を用いて放射性固体廃棄物を乾燥させる手順を、図６に基づいて簡単に説明する。

まず、放射性固体廃棄物Ｗを収納容器２５に充填する。次に、乾燥容器２１の天蓋２１ａを開けて、その収納容器２５を乾燥容器２１内に入れ、天蓋２１ａを閉める。この時、閉状態の開閉弁が開弁され、不活性ガスを導入し得る状態になる。その後、脱ガス処理装置２２を作動させて乾燥容器２１から空気を吸引して収納容器２５内の放射性固体廃棄物Ｗを脱水する。脱水終了後、不活性ガス導入部２３から口金具２４を通してガスヒータ２３ａで加熱した不活性ガスを乾燥容器２１内に導入し、収納容器２５内の放射性固体廃棄物Ｗを乾燥させる。更に、ヒータ２１ｂに通電して収納容器２５を加熱し、その収納容器２５内の放射性固体廃棄物Ｗを乾燥させる。これらの乾燥処理が終了した後に、乾燥容器２１内から収納容器２５を取り出し、次いで、乾燥済みの放射性固体廃棄物Ｗを収納容器２５から取り出す。最後に圧縮等により減容処理を行うことで安定化される。

以上の手順で、放射性固体廃棄物の乾燥処理を行うことで、放射性固体廃棄物の水分を除去することはできるが、以下のような課題があった。

この放射性固体廃棄物の乾燥装置にあっては、例えば、減容安定化処理として高圧圧縮を採用した場合、乾燥済みの放射性固体廃棄物を圧縮用の密閉容器に移し替えて脱気する必要があり、減容安定化処理の前作業が煩雑で、放射性固体廃棄物の減容安定化処理作業の効率が必ずしも良いものとはいいえなかった。また、放射性固体廃棄物の密閉容器への移し替えの際に、微小な切断粉であるファインが発火する可能性があることが懸念される。更には、ヒータ加熱による乾燥方法を採用しているため、断線する可能性も考えられ、この面でも必ずしも信頼性がある乾燥装置とはいいえなかった。

特許文献３に記載された放射性固体廃棄物の乾燥装置は、上記の課題を解消した発明である。その放射性固体廃棄物の乾燥装置を用いて放射性固体廃棄物を乾燥させる手順を、図７に基づいて簡単に説明する。

まず、放射性固体廃棄物Ｗを廃棄物処理容器３８に充填する。次に、エアシリンダ３３を作動させて乾燥容器３２の天蓋３４を開け、放射性固体廃棄物Ｗが充填されている廃棄物処理容器３８を、乾燥容器３２の底部に設けられたターンテーブル３６の上に載置し、天蓋３４を閉じて密封する。その後、排気口３２ａから真空吸引を行って乾燥容器３２内を真空にする。この真空減圧で水分蒸発が促進され放射性固体廃棄物Ｗの内部まで乾燥される。更に、蒸気入口３５ａから加熱ジャケット３５に加熱蒸気を供給して乾燥容器３２を加熱し、廃棄物処理容器３８内の放射性固体廃棄物Ｗを更に強制乾燥させる。次に、蓋装着装置３９を作動させて、保持している閉じ蓋３８ａを廃棄物入口に合わせて廃棄物処理容器３８の上に載置する。その後、ターンテーブル３６を回転させて溶接用トーチ３７により、廃棄物処理容器３８と閉じ蓋３８ａの合わせ部を溶接して密閉する。

以上により、放射性固体廃棄物の圧縮用の密閉容器への移し替えや、その後の脱気は不要になり、また、電気式のヒータを用いていないので断線の恐れもなくなるが、乾燥空間に処理作業の度に不活性ガスを導入する方法であるので、不活性ガス用の設備を設ける必要があり、また、高価な不活性ガスを処理作業の度に使用する必要もあり、設備コスト、運転コストの面からは必ずしも好ましいものとはいいえなかった。

以上の特許文献２、特許文献３によれば、放射性固体廃棄物が脱水、乾燥され、減容安定化処理に際しての水蒸気爆発、水蒸気やその他のガスの発生による固化不能、或いは燃焼に対する危険性は回避できるので、それなりに有効ではある。但し、放射性固体廃棄物の脱水、乾燥を確実に行うのは非常に難しく、放射性固体廃棄物に残留水分が残っているか否かを確認する必要がある。しかしながら、その確認方法については記載されておらず、十分安全なものというには問題点が残る。

特許第３７０８３００号公報 特許第２６３５４１９号公報 特許第３８３１０００号公報

本発明は、上記従来の様々な問題を解決せんとしてなされたもので、乾燥処理後の放射性固体廃棄物の残留水分量を確認評価することができる上に、乾燥済みの放射性固体廃棄物を圧縮用の密閉容器に移し替える作業も必要とせず、更には、使用する不活性ガスの使用量を必要最低限の量とすることができる放射性固体廃棄物の乾燥工程における残留水分測定方法、並びに残留水分測定装置が設けられた放射性固体廃棄物の乾燥装置を提供することを課題とするものである。

請求項１記載の発明は、放射性固体廃棄物が収容された廃棄物処理容器を含む閉ループ状の乾燥処理系ガスラインを介して前記廃棄物処理容器内に不活性ガスを循環供給して前記放射性固体廃棄物を乾燥させ、その放射性固体廃棄物の乾燥処理終了後に、前記乾燥処理系ガスラインとは別系統で設けられた残留水分測定系ガスラインを介して前記廃棄物処理容器内に残留水分測定用の不活性ガスを供給し、前記廃棄物処理容器内に供給する前の残留水分測定用の不活性ガスの水分濃度と、前記廃棄物処理容器内を通過した後の残留水分測定用の不活性ガスの水分濃度を夫々測定して、測定で得られた水分濃度の差異から、前記放射性固体廃棄物中の残留水分量を確認評価することを特徴とする放射性固体廃棄物の乾燥工程における残留水分測定方法である。

請求項２記載の発明は、残留水分測定用の不活性ガスは、測定用ガス供給器から入口側水分測定器を介して、前記廃棄物処理容器内に供給されると共に、前記廃棄物処理容器内に供給された後の残留水分測定用の不活性ガスは、真空ポンプで吸引されることにより、測定ガス除じんフィルタ、測定ガス冷却器を経て、出口側水分測定器に到達することを特徴とする請求項１記載の放射性固体廃棄物の乾燥工程における残留水分測定方法である。

請求項３記載の発明は、残留水分測定用の不活性ガスが前記出口側水分測定器に到達する直前に、前記測定ガス冷却器で冷却し、残留水分測定用の不活性ガスの温度を５０℃以下に制御することを特徴とする請求項２記載の放射性固体廃棄物の乾燥工程における残留水分測定方法である。

請求項４記載の発明は、前記測定ガス冷却器の上流側に、残留水分測定用の不活性ガスを加熱する出口側測定ガス加熱器および／または温度センサーを設け、残留水分測定用の不活性ガスが５０℃以上になるように制御することを特徴とする請求項２または３記載の放射性固体廃棄物の乾燥工程における残留水分測定方法である。

請求項５記載の発明は、前記残留水分測定系ガスラインが、前記廃棄物処理容器の出口より下流側で前記乾燥処理系ガスラインと連通する位置に逆止弁機構を設け、放射性固体廃棄物の乾燥処理時に前記逆止弁機構を起動させせると共に、前記残留水分測定系ガスラインの前記廃棄物処理容器の出口より下流側に残留水分測定用の不活性ガスをパージして加圧保持することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の放射性固体廃棄物の乾燥工程における残留水分測定方法である。

請求項６記載の発明は、前記廃棄物処理容器内に残留水分測定用の不活性ガスを供給する前に、残留水分測定用の不活性ガスを入口側測定ガス加熱器で１００℃以上に加熱して、前記廃棄物処理容器内に供給することを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の放射性固体廃棄物の乾燥工程における残留水分測定方法である。

請求項７記載の発明は、前記廃棄物処理容器内に残留水分測定用の不活性ガスを供給して、供給前後の残留水分測定用の不活性ガスの水分量の差異から前記放射性固体廃棄物中の残留水分量を確認評価する前に、前記残留水分測定系ガスラインの入口側水分測定器と出口側水分測定器にワンスルーで残留水分測定用の不活性ガスを流すことを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の放射性固体廃棄物の乾燥工程における残留水分測定方法である。

請求項８記載の発明は、放射性固体廃棄物が収容された廃棄物処理容器を装填した乾燥装置と、前記廃棄物処理容器を含むと共に内部を不活性ガスが循環する閉ループ状の乾燥処理系ガスラインと、前記乾燥処理系ガスラインとは別系統で設けられ、前記廃棄物処理容器内を通過する残留水分測定系ガスラインとより構成され、前記乾燥処理系ガスラインの、前記廃棄物処理容器の入口側と出口側には、夫々通過する不活性ガスの水分濃度を測定する入口側水分測定器と出口側水分測定器が設けられていることを特徴とする残留水分測定装置が設けられた放射性固体廃棄物の乾燥装置である。

本発明の請求項１記載の放射性固体廃棄物の乾燥工程における残留水分測定方法によると、乾燥処理後の放射性固体廃棄物の残留水分量が、貯蔵時の放射線による水分の分解で発生した水素による発火、爆発等に対する危険性を回避することができる所定値以内であることを確認評価することができる。また、乾燥済みの放射性固体廃棄物を圧縮用の密閉容器に移し替える作業を必要とせず、更には、乾燥処理系ガスラインを閉ループ状とすることで、不活性ガスを循環供給して繰返し使用することができ、不活性ガスの使用量を必要最低限の量とすることができる。

本発明の請求項２記載の放射性固体廃棄物の乾燥工程における残留水分測定方法によると、乾燥処理後の放射性固体廃棄物の残留水分量が、貯蔵時の放射線による水分の分解で発生した水素による発火、爆発等に対する危険性を回避することができる所定値以内であることを、残留水分測定系ガスラインの、廃棄物処理容器の入口側と出口側に夫々配置された入口側水分測定器と出口側水分測定器で測定した夫々の残留水分測定用の不活性ガスの水分濃度の差異から確認評価することができる。

本発明の請求項３記載の放射性固体廃棄物の乾燥工程における残留水分測定方法によると、出口側水分測定器で不活性ガスの水分濃度を測定する前に、廃棄物処理容器から流れてきた高温の残留水分測定用の不活性ガスの温度を５０℃以下にすることができるので、精密な水分測定を行う上での許容温度が５０℃以下である出口側水分測定器での水分測定の精度を上げることができる。

本発明の請求項４記載の放射性固体廃棄物の乾燥工程における残留水分測定方法によると、廃棄物処理容器を出た残留水分測定用の不活性ガスの温度が常時５０℃以上になるように管理することができるので、出口側水分測定器に到達するまでの残留水分測定系ガスラインの途中で、残留水分測定用の不活性ガスの水分濃度が低下することを防止することができる。

本発明の請求項５記載の放射性固体廃棄物の乾燥工程における残留水分測定方法によると、乾燥処理系ガスラインでの放射性個体廃棄物の乾燥時に、乾燥処理系ガスラインから残留水分測定系ガスラインに水分、ダストが侵入することを防止することができる。

本発明の請求項６記載の放射性固体廃棄物の乾燥工程における残留水分測定方法によると、乾燥を終了した廃棄物処理容器内の放射性固体廃棄物の温度が低下することや、残留水分測定用の不活性ガスの供給による温度低下の影響等で、放射性個体廃棄物の残留水分の蒸発が抑制されるということはなく、その下流側の出口側水分測定器での測定値が低くなってしまうという問題が発生することを防止することができる。

本発明の請求項７記載の放射性固体廃棄物の乾燥工程における残留水分測定方法によると、残留水分測定前に、入口側水分測定器と出口側水分測定器の校正を行うことができ、入口側水分測定器と出口側水分測定器での測定精度を向上させることができる。

本発明の請求項８記載の残留水分測定装置が設けられた放射性固体廃棄物の乾燥処理装置によると、乾燥処理後の放射性固体廃棄物の残留水分量が、貯蔵時の放射線による水分の分解で発生した水素による発火、爆発等に対する危険性を回避することができる所定値以内であることを確認評価することが可能となる上に、乾燥済みの放射性固体廃棄物を圧縮用の密閉容器に移し替える作業も必要とせず、更には、乾燥処理系ガスラインを閉ループ状とすることで、不活性ガスを循環供給して繰返し使用することができ、不活性ガスの使用量を必要最低限の量とすることができる。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて更に詳細に説明する。

図１は本発明の放射性固体廃棄物の乾燥工程における残留水分測定方法での乾燥処理フローを示し、図２は本発明の放射性固体廃棄物の乾燥工程における残留水分測定方法での残留水分測定フローを示す。図１は本発明の残留水分測定装置が設けられた放射性固体廃棄物の乾燥処理装置の全体概要を示す図であるが、図２は本発明の残留水分測定装置が設けられた放射性固体廃棄物の乾燥処理装置の残留水分測定装置に該当する部位付近を抽出した図である。図１並びに図２に示す太線は乾燥処理系ガスラインＡを、細線は残留水分測定系ガスラインＢを、破線は冷却処理系ガスラインＣを示す。尚、乾燥処理系ガスラインＡと冷却処理系ガスラインＣは、冷却処理系ガスラインＣが冷却器５を介するよう分岐しているだけで、他はガスラインの経路を共有する。

乾燥処理系ガスラインＡは、放射性固体廃棄物Ｗが収容された廃棄物処理容器１を含む閉ループ状のガスラインであり、そのガスラインの中には窒素等の不活性ガスが充填されている。また、廃棄物処理容器１は乾燥装置２内に格納されている。この乾燥処理系ガスラインＡの経路途中には、循環ブロア３が設けられており、循環ブロア３が作動することで送られた不活性ガスは加熱器４で例えば１５０℃に加熱された後、廃棄物処理容器１内に供給される。その加熱された不活性ガスにより放射性固体廃棄物Ｗの温度が上昇し、放射性固体廃棄物Ｗに含有された水分が蒸発する。その水分を含んだ不活性ガスは廃棄物処理容器１から出た後、除じん冷却器６、高性能粒子フィルタ７を通り、水分が除去された後に再び循環ブロア３が設けられた位置まで戻る。循環ブロア３により再び送り出されて、廃棄物処理容器１内に供給されることを繰り返して、放射性固体廃棄物Ｗから水分を蒸発させて乾燥させる。

冷却処理系ガスラインＣは、前記で説明したように、冷却器５を介するよう乾燥処理系ガスラインＡから分岐する他は、乾燥処理系ガスラインＡとガスラインの経路を共有する。この冷却処理系ガスラインＣは、乾燥処理系ガスラインＡでの乾燥処理が終了した後、放射性固体廃棄物Ｗが収容された廃棄物処理容器１内の温度を適温（１５０℃以下）にまで下げるために利用される。循環ブロア３が作動することで不活性ガスは冷却器５に送られ５０℃以下にまで下げられた後に廃棄物処理容器１内に到達する。その廃棄物処理容器１内の放射性固体廃棄物Ｗの温度を下げた後、廃棄物処理容器１から出た不活性ガスは、除じん冷却器６、高性能粒子フィルタ７を通り、再び循環ブロア３が設けられた位置まで戻る。循環ブロア３により再び送り出されて、廃棄物処理容器１内に供給されることを繰り返して、廃棄物処理容器１内の放射性固体廃棄物Ｗの温度を適温にまで下げる。

残留水分測定系ガスラインＢは、前記した乾燥処理系ガスラインＡや冷却処理系ガスラインＣとは別系統で設けられたガスラインである。この残留水分測定系ガスラインＢを利用しての残留水分の測定は、乾燥処理系ガスラインＡでの乾燥処理が終了した後、更には冷却処理を行う場合は冷却処理系ガスラインＣでの廃棄物処理容器１２内の放射性固体廃棄物Ｗの冷却が終了した後に行われる。これらの処理が終了した後、廃棄物処理容器１内に、測定用ガス供給器１０から窒素等の残留水分測定用の不活性ガスを、入口側測定ガス加熱器１２を通して供給する。残留水分測定用の不活性ガスを供給する際に、測定用ガス供給器１０から出た直後の残留水分測定用の不活性ガスの水分濃度を、まず入口側水分測定器１１で測定する。

廃棄物処理容器１内に供給された残留水分測定用の不活性ガスは、放射性固体廃棄物Ｗが残留水分を含有していた場合、放射性固体廃棄物Ｗから蒸発した水分を含むこととなる。次に、この廃棄物処理容器１内に供給された残留水分測定用の不活性ガスを、残留水分測定系ガスラインＢの下流側に設けられた真空ポンプ１８で吸引することにより、残留水分測定用の不活性ガスを残留水分測定系ガスラインＢの下流側に吸い込む。残留水分測定系ガスラインＢの下流側に分岐吸引された残留水分測定用の不活性ガスは、出口側測定ガス加熱器１４、測定ガス除じんフィルタ１５、測定ガス冷却器１６を順次経て、出口側水分測定器１７に到達する。この出口側水分測定器１７で残留水分測定用の不活性ガスの水分濃度を測定した後、残留水分測定用の不活性ガスは真空ポンプ１８に吸引され、その後、乾燥処理系ガスラインＡに達することとなる。

以上記載した順に、放射性固体廃棄物Ｗの乾燥処理、残留水分の測定は行われるが、入口側水分測定器１１で測定した残留水分測定用の不活性ガスの水分濃度と、出口側水分測定器１７で測定した残留水分測定用の不活性ガスの水分濃度の差で残留水分量を管理する。尚、上記の説明では、入口側水分測定器１１と出口側水分測定器１７を夫々別に設けた事例を示したが、入口側水分測定器１１と出口側水分測定器１７は１台の水分測定器で兼用することができる。その事例は後で説明する実施例で示す。

残留水分測定用の不活性ガスは、廃棄物処理容器１内に入口側測定ガス加熱器１２を通して供給されると説明したが、残留水分測定用の不活性ガスは、その入口側測定ガス加熱器１２で１００℃以上に加熱して廃棄物処理容器１内に供給される。このように、残留水分測定用の不活性ガスは１００℃以上に加熱されるので、乾燥を終了した廃棄物処理容器１内の放射性固体廃棄物Ｗの温度が低下することや、残留水分測定用の不活性ガスの供給によって廃棄物処理容器１内の放射性固体廃棄物Ｗの温度が低下するといったことは防止でき、放射性個体廃棄物Ｗの残留水分の蒸発が、残留水分測定時に抑制されるということはなくなる。尚、測定ガス加熱器１２を設けなくとも残留水分測定用の不活性ガスを１００℃以上とすることができる場合は、必ずしもこの入口側測定ガス加熱器１２は必要としない。

残留水分測定系ガスラインＢの下流側に分岐吸引された残留水分測定用の不活性ガスは、出口側測定ガス加熱器１４を経ると説明したが、残留水分測定用の不活性ガスは、その出口側測定ガス加熱器１４で５０℃以上に加熱される。このように、出口側測定ガス加熱器１４により、廃棄物処理容器１を出た残留水分測定用の不活性ガスの温度は、常時５０℃以上を維持するように管理することができるので、出口側水分測定器１７に到達するまでの残留水分測定系ガスラインＢの途中で残留水分測定用の不活性ガスの水分濃度が低下することを防止することができる。尚、出口側測定ガス加熱器１４を設けなくとも残留水分測定用の不活性ガスを常時５０℃以上に維持できる場合は、必ずしもこの出口側測定ガス加熱器１４は必要としない。

この出口側測定ガス加熱器１４の位置には、温度センサーを設けることもできる。温度センサーを設けることで、廃棄物処理容器１を出た残留水分測定用の不活性ガスの温度が、常時５０℃以上を維持しているか否かを確認することができる。また、この温度センサーは、出口側測定ガス加熱器１４と併せて設けることもできる。

残留水分測定系ガスラインＢの下流側に分岐吸引された残留水分測定用の不活性ガスは、測定ガス冷却器１６を経るとも説明したが、この測定ガス冷却器１６で残留水分測定用の不活性ガスは５０℃以下に冷却される。出口側水分測定器１７で不活性ガスの水分濃度を測定する前に、廃棄物処理容器１から流れてきた高温の残留水分測定用の不活性ガスの温度を５０℃以下にすることができるので、出口側水分測定器１７での水分測定の精度を上げることができる。

１３は、廃棄物処理容器１の出口側より下流側で、残留水分測定系ガスラインＢが乾燥処理系ガスラインＡと連通する位置に設けた逆止弁機構である。このように、逆止弁機構１３を設けることで、乾燥処理系ガスラインＡでの放射性個体廃棄物Ｗの乾燥処理時に、乾燥処理系ガスラインＡから残留水分測定系ガスラインＢに水分、ダストが侵入することを防止することができる。また、逆止弁機構１３を設けることと併せ、残留水分測定系ガスラインＢの廃棄物処理容器１の出口より下流側に残留水分測定用の不活性ガスをパージして加圧保持することで、乾燥処理系ガスラインＡでの放射性個体廃棄物Ｗの乾燥処理時に、乾燥処理系ガスラインＡから残留水分測定系ガスラインＢに水分、ダストが侵入することをより確実に防止することができる。

また、後の実施例で示すように、残留水分測定系ガスラインＢを乾燥処理系ガスラインＡから着脱できるように構成しておけば、乾燥処理系ガスラインＡでの放射性個体廃棄物Ｗの乾燥処理時に、乾燥処理系ガスラインＡから残留水分測定系ガスラインＢを取り外しておくことができるので、乾燥処理系ガスラインＡでの放射性個体廃棄物Ｗの乾燥処理時に、乾燥処理系ガスラインＡから残留水分測定系ガスラインＢに水分、ダストが侵入することはなく、逆止弁機構１３等を設けた場合と同様の作用効果を奏することができる。

また、放射性固体廃棄物Ｗ中の残留水分量を確認評価する前に、残留水分測定系ガスラインＢの入口側水分測定器１１と出口側水分測定器１７にワンスルーで残留水分測定用の不活性ガスを流すことで、残留水分測定前に、入口側水分測定器１１と出口側水分測定器１７の校正を行うことができ、入口側水分測定器１１と出口側水分測定器１７での測定精度を向上させることができる。

試験では、ジルコニウム基合金製燃料被覆管の切断片（ハル）、エンドピース等の模擬廃棄物Ｗ１を充填した廃棄物処理容器１（容量：１００リットル）を乾燥装置２内に装填し、不活性ガス（窒素ガス）を通気して模擬廃棄物Ｗ１を乾燥処理した。

図３は、乾燥処理系ガスラインＡで模擬廃棄物Ｗ１を乾燥処理している状態を示し、水分測定器ａに不活性ガス（窒素ガス）をパージしている。図４は、模擬廃棄物Ｗ１を乾燥処理終了後に、残留水分測定系ラインＢを利用して残留水分の測定を行っている状態を示している。この際、廃棄物処理容器１の入口側は残留水分測定用の不活性ガス（窒素ガス）が測定用ガス供給器１０（窒素ガードル）から供給されるように、測定用ガス供給器１０（窒素ガードル）側のガスラインと接続される。また、廃棄物処理容器１の出口側は残留水分測定系ガスラインＢと接続される。尚、ｂはチラー、ｃは流量計である。また、ここで示す水分測定器ａは静電容量式水分計であり、入口側水分測定器１１と出口側水分測定器１７の両機能を１台で兼用している。

まず、図３に示す配管経路で模擬廃棄物Ｗ１の乾燥処理を行い、水分測定器ａで測定用ガス供給器１０（窒素ガードル）から供給された直後の不活性ガス（窒素ガス）の水分濃度を測定した。この時に測定された不活性ガス（窒素ガス）の水分濃度が廃棄物処理容器１内に供給する前の不活性ガスの水分濃度であり、図５に配管パージ中として示す。

模擬廃棄物Ｗ１の乾燥処理が終わった後、残留水分測定系ガスラインＢを利用して残留水分の測定ができるように、図４に示すような配管経路に切り替えて不活性ガス（窒素ガス）中の水分濃度を水分測定器ａで測定した。尚、乾燥処理後に配管経路を切り替えて残留水分を測定し始めた直後は、廃棄物処理容器１内や配管に残留する水分が検知されるが、その水分が一掃されると安定した測定値となる。配管経路を切り替えた直後の測定値が安定するまでに測定された不活性ガスの水分濃度を、図５に配管接続切り替え中パージなしとして示す。また、測定値が安定した後の残留水分測定用の不活性ガスの水分濃度を、図５に計測中として示す。後者の測定値が廃棄物処理容器１内を通過した後の残留水分測定用の不活性ガスの水分濃度である。

図５には、水分測定パラメータとして露点と相対湿度を示す。露点、相対湿度ともに、廃棄物処理容器１内に供給する前の不活性ガスの水分濃度（配管パージ中）と、廃棄物処理容器１内を通過した後の残留水分測定用の不活性ガスの水分濃度（計測中）の測定値は略同じであり、この試験では、乾燥処理で模擬廃棄物Ｗ１はほぼ完全に乾燥され、残留水分はほぼ皆無であったことを示す。このように、残留水分を測定した結果、その残留水分量が皆無である場合は、貯蔵に際しての粉塵爆発や、放射線での水分の分解で発生した水素による発火、爆発等に対する危険性はなくなる。

本発明の一実施形態を示すもので、放射性固体廃棄物の乾燥処理装置の全体概要を示す乾燥処理フロー図である。 同実施形態を示すもので、残留水分測定装置に該当する部位付近を抽出した残留水分測定フロー図である。 実施例の乾燥処理系ガスラインで模擬廃棄物を乾燥処理している状態を示す説明図である。 実施例の残留水分測定系ガスラインで残留水分の測定を行っている状態を示す説明図である。 実施例の不活性ガスの水分濃度測定結果を示すグラフ図である。 特許文献２に記載された放射性固体廃棄物の乾燥装置の概要を示す縦断面図である。 特許文献３に記載された放射性固体廃棄物の乾燥装置の概要を示す縦断面図である。

符号の説明

Ａ…乾燥処理系ガスライン
Ｂ…残留水分測定系ガスライン
Ｗ…放射性固体廃棄物
１…廃棄物処理容器
２…乾燥装置
１０…測定用ガス供給器
１１…入口側水分測定器
１２…入口側測定ガス加熱器
１３…逆止弁機構
１４…出口側測定ガス加熱器
１５…測定ガス除じんフィルタ
１６…測定ガス冷却器
１７…出口側水分測定器
１８…真空ポンプ

Claims (8)

1. 放射性固体廃棄物が収容された廃棄物処理容器を含む閉ループ状の乾燥処理系ガスラインを介して前記廃棄物処理容器内に不活性ガスを循環供給して前記放射性固体廃棄物を乾燥させ、
   その放射性固体廃棄物の乾燥処理終了後に、前記乾燥処理系ガスラインとは別系統で設けられた残留水分測定系ガスラインを介して前記廃棄物処理容器内に残留水分測定用の不活性ガスを供給し、
   前記廃棄物処理容器内に供給する前の残留水分測定用の不活性ガスの水分濃度と、前記廃棄物処理容器内を通過した後の残留水分測定用の不活性ガスの水分濃度を夫々測定して、測定で得られた水分濃度の差異から、前記放射性固体廃棄物中の残留水分量を確認評価することを特徴とする放射性固体廃棄物の乾燥工程における残留水分測定方法。
2. 残留水分測定用の不活性ガスは、測定用ガス供給器から入口側水分測定器を介して、前記廃棄物処理容器内に供給されると共に、
   前記廃棄物処理容器内に供給された後の残留水分測定用の不活性ガスは、真空ポンプで吸引されることにより、測定ガス除じんフィルタ、測定ガス冷却器を経て、出口側水分測定器に到達することを特徴とする請求項１記載の放射性固体廃棄物の乾燥工程における残留水分測定方法。
3. 残留水分測定用の不活性ガスが前記出口側水分測定器に到達する直前に、前記測定ガス冷却器で冷却し、残留水分測定用の不活性ガスの温度を５０℃以下に制御することを特徴とする請求項２記載の放射性固体廃棄物の乾燥工程における残留水分測定方法。
4. 前記測定ガス冷却器の上流側に、残留水分測定用の不活性ガスを加熱する出口側測定ガス加熱器および／または温度センサーを設け、残留水分測定用の不活性ガスが５０℃以上になるように制御することを特徴とする請求項２または３記載の放射性固体廃棄物の乾燥工程における残留水分測定方法。
5. 前記残留水分測定系ガスラインが、前記廃棄物処理容器の出口より下流側で前記乾燥処理系ガスラインと連通する位置に逆止弁機構を設け、放射性固体廃棄物の乾燥処理時に前記逆止弁機構を起動させせると共に、
   前記残留水分測定系ガスラインの前記廃棄物処理容器の出口より下流側に残留水分測定用の不活性ガスをパージして加圧保持することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の放射性固体廃棄物の乾燥工程における残留水分測定方法。
6. 前記廃棄物処理容器内に残留水分測定用の不活性ガスを供給する前に、残留水分測定用の不活性ガスを入口側測定ガス加熱器で１００℃以上に加熱して、前記廃棄物処理容器内に供給することを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の放射性固体廃棄物の乾燥工程における残留水分測定方法。
7. 前記廃棄物処理容器内に残留水分測定用の不活性ガスを供給して、供給前後の残留水分測定用の不活性ガスの水分量の差異から前記放射性固体廃棄物中の残留水分量を確認評価する前に、前記残留水分測定系ガスラインの入口側水分測定器と出口側水分測定器にワンスルーで残留水分測定用の不活性ガスを流すことを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の放射性固体廃棄物の乾燥工程における残留水分測定方法。
8. 放射性固体廃棄物が収容された廃棄物処理容器を装填した乾燥装置と、
   前記廃棄物処理容器を含むと共に内部を不活性ガスが循環する閉ループ状の乾燥処理系ガスラインと、
   前記乾燥処理系ガスラインとは別系統で設けられ、前記廃棄物処理容器内を通過する残留水分測定系ガスラインとより構成され、
   前記乾燥処理系ガスラインの、前記廃棄物処理容器の入口側と出口側には、夫々通過する不活性ガスの水分濃度を測定する入口側水分測定器と出口側水分測定器が設けられていることを特徴とする残留水分測定装置が設けられた放射性固体廃棄物の乾燥処理装置。

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