JP2009276205A - Manufacturing method of waste body package - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、廃棄体パッケージの製造方法に関し、特に原子力発電から発生する放射性廃棄物を含む廃棄体の周囲をベントナイトなどの土質材料からなる緩衝体で包囲し、この外側を防護体で被覆して構成される廃棄体パッケージの製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a waste package, and in particular, surrounds a waste body including radioactive waste generated from nuclear power generation with a buffer made of a soil material such as bentonite, and covers the outside with a protective body. The present invention relates to a method of manufacturing a configured waste package.
従来、原子力発電から発生する放射性廃棄物は、環境に影響を与えることを防止するため、溶融したガラスに混ぜ合わせて固体の廃棄体とされ、緩衝体を介してトンネルなどの埋設施設に埋設されることが知られている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, radioactive waste generated from nuclear power generation is mixed with molten glass to form solid waste to prevent environmental impact, and is buried in tunnels and other buried facilities via a buffer. (For example, refer to Patent Document 1).
緩衝体は、所定の弾性および遮水性を有するように、例えばベントナイトと砂とを混合して形成した土質材料を締め固めて構築される。緩衝体は、地下水が廃棄体に接触することを防止する一方で、地震等の外力に伴うトンネルの変形に応じて緩衝体が変形することで、内包する廃棄体に加わる外力を低減するように機能する。 The buffer body is constructed by compacting a soil material formed by mixing, for example, bentonite and sand so as to have a predetermined elasticity and water impermeability. The shock absorber prevents the groundwater from coming into contact with the waste body, while the shock absorber is deformed according to the deformation of the tunnel due to the external force such as an earthquake, so that the external force applied to the waste body to be included is reduced. Function.
この緩衝体を介して廃棄体を埋設施設に埋設する場合には、工場において、例えば、上記土質材料を圧縮して、円板状の緩衝ブロック、および中央に廃棄体の外径に対応する孔を有する円板状の緩衝ブロックを形成しておき、その後、トンネルの内部に円板状の緩衝ブロックを配置してから、中央に孔を有する円板状の緩衝ブロックをトンネルの内部に複数配置し、上記孔によって廃棄体を収納する収納領域を形成した後、その収納領域に廃棄体を入れてから、収納領域を塞ぐ態様で円板状の緩衝ブロックをトンネルの内部に配置することが考えられていた（例えば、特許文献１参照）。 When the waste body is buried in the buried facility through the buffer body, for example, in the factory, the soil material is compressed to form a disk-shaped buffer block and a hole corresponding to the outer diameter of the waste body in the center. A disk-shaped buffer block having a hole is formed, and then a disk-shaped buffer block is disposed inside the tunnel, and then a plurality of disk-shaped buffer blocks having a hole in the center are disposed inside the tunnel. Then, after the storage area for storing the waste body is formed by the hole, the disc-shaped buffer block is arranged inside the tunnel in such a manner as to close the storage area after the waste body is put in the storage area. (For example, refer to Patent Document 1).
一方、工場において、廃棄体と、廃棄体の周囲に構築する円盤型の緩衝ブロックであって、予め圧縮成形されたベントナイト系土質材料からなる緩衝ブロックと、緩衝ブロックを覆う防護体とを備えて成る廃棄体パッケージを製造する方法が知られている（例えば、特許文献１および２参照）。 On the other hand, in a factory, a waste body, a disk-type buffer block constructed around the waste body, comprising a buffer block made of a bentonite-based soil material that has been compression-molded in advance, and a protective body that covers the buffer block A method for manufacturing a waste package is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
他方、こうした廃棄体パッケージを製造する他の方法として、例えば、図１０−１に示される方法が知られている。この方法は、図１０−１に示すように、防護体としての円筒型容器を半割り分割した半円筒状容器の一方を横置き状態にし、この容器内へ複数の略半円板状の緩衝ブロックを装填する。次いで、装填した緩衝ブロックによって中央に形成された凹部に円柱状の廃棄体を嵌め込んで、その上方に複数の略半円板状の緩衝ブロックを載置してから他方の半円筒状容器を被せることにより、円柱状の廃棄体パッケージを製造するものである。また、図１１−１に示すように、防護体としての円筒型容器を縦置きしておき、その中に廃棄体と緩衝ブロックを装填する方法で円柱状の廃棄体パッケージを製造することもできる。 On the other hand, as another method for manufacturing such a waste package, for example, a method shown in FIG. 10A is known. In this method, as shown in FIG. 10-1, one of the semi-cylindrical containers obtained by dividing a cylindrical container as a protective body is divided horizontally, and a plurality of substantially semicircular disk-shaped buffers are placed in the container. Load the block. Next, a cylindrical waste body is fitted into a recess formed in the center by the loaded buffer block, and a plurality of substantially semicircular disk-shaped buffer blocks are placed thereon, and then the other semi-cylindrical container is mounted. By covering, a cylindrical waste package is manufactured. Further, as shown in FIG. 11A, a cylindrical waste package can be manufactured by a method in which a cylindrical container as a protective body is placed vertically and a waste body and a buffer block are loaded therein. .
また、上記の放射性廃棄物を地中埋設処分する方法あるいは構成に関して、放射性廃棄物を埋設処分する際に用いられる円筒型遮水層（例えば、特許文献３および４参照）、緩衝材ブロックの定置施工法（例えば、特許文献５参照）が知られている。さらに、埋設施設に構築される緩衝体の締め固め方法（例えば、特許文献６参照）、緩衝体の密度を均一にする締め固め方法（例えば、特許文献７参照）、粘土系難透水性材料の圧縮成形方法（例えば、特許文献８参照）、ベントナイト固状体を高密度にする方法（例えば、特許文献９参照）、ベントナイト固状体の締め固め方法（例えば、特許文献１０参照）が知られている。また、埋設廃棄物の充填材としてベントナイトスラリーを用いる方法が知られている（例えば、特許文献１１および１２参照）。さらに、地盤内にエタノールを配合したベントナイトスラリーを充填する方法が知られている（例えば、特許文献１３、１４および１５参照）。 In addition, regarding the method or configuration for underground disposal of the radioactive waste described above, a cylindrical water-impervious layer (see, for example, Patent Documents 3 and 4) used for the disposal of radioactive waste, and the placement of a buffer material block A construction method (for example, see Patent Document 5) is known. Furthermore, a buffer compaction method constructed in a buried facility (for example, see Patent Document 6), a compaction method for making the density of the buffer uniform (see, for example, Patent Document 7), a clay-based poorly permeable material A compression molding method (for example, see Patent Document 8), a method for densifying a bentonite solid body (for example, see Patent Document 9), and a compaction method for bentonite solid body (for example, see Patent Document 10) are known. ing. Moreover, the method of using a bentonite slurry as a filler of an embedded waste is known (for example, refer patent document 11 and 12). Furthermore, a method of filling bentonite slurry containing ethanol in the ground is known (see, for example, Patent Documents 13, 14, and 15).
ところで、上記の従来の廃棄体パッケージの製造方法は、図１０−１あるいは図１１−１に示すように、緩衝体としての緩衝ブロックと防護体の容器内面との間に隙間が生じてしまう。この場合、廃棄体パッケージを搬送する際の振動や衝撃によって、廃棄体パッケージ内の緩衝体が破損したり、廃棄体が位置ズレするおそれがある。 By the way, as shown in FIG. 10A or FIG. 11A, the conventional waste package manufacturing method described above creates a gap between the buffer block as the buffer and the inner surface of the protective container. In this case, there is a possibility that the shock absorber in the waste package may be damaged or the waste body may be displaced due to vibration or impact when the waste package is transported.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、防護体と緩衝体との間の隙間を小さくすることができる廃棄体パッケージの製造方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the manufacturing method of the waste body package which can make the clearance gap between a protection body and a buffer body small.
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る廃棄体パッケージの製造方法は、廃棄体と、前記廃棄体の周囲に設けられ、土質材料からなる緩衝体と、前記緩衝体を覆う防護体とを備えて構成される廃棄体パッケージの製造方法であって、容器状に形成した前記防護体内の中心部に前記廃棄体が、さらにその廃棄体の周囲に予め圧縮成形された土質材料が取り囲む形で前記防護体内に設置されている状態の後において、前記防護体内面と前記土質材料との間の隙間、もしくは、前記土質材料と前記廃棄体との間の隙間の少なくとも一方に、水を充填することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a waste package manufacturing method according to claim 1 of the present invention includes a waste body, a buffer body provided around the waste body and made of a soil material, and the buffer body. A waste body package manufacturing method comprising a protective body covering the soil body, wherein the waste body is further compressed in advance around the waste body at the center of the protective body formed in a container shape. After a state in which the material is surrounded and installed in the protective body, at least one of a gap between the inner surface of the protective body and the soil material, or a gap between the soil material and the waste body It is characterized by filling with water.
また、本発明の請求項２に係る廃棄体パッケージの製造方法は、上述した請求項１において、前記防護体内面と前記土質材料との間の隙間、もしくは、前記土質材料と前記廃棄体との間の隙間の少なくとも一方に、前記水を充填する前または最中の少なくとも一方において、前記防護体内が真空または負圧状態とされることを特徴とする。 Further, the manufacturing method of the waste package according to claim 2 of the present invention is the gap between the inner surface of the protective body and the soil material or the soil material and the waste body according to claim 1 described above. Before or during filling of at least one of the gaps between the water, the protective body is in a vacuum or negative pressure state.
本発明の請求項１に係る廃棄体パッケージの製造方法によれば、注入される水は、先行設置されてある圧縮成形された不飽和状態の土質材料から吸水されることにより体積が収縮する。一方、先行設置されてある土質材料が吸水した水は、最初に土質材料の間隙を満たすことに費やされ、その後、間隙水で飽和した後は、土質材料中に含有する吸水膨潤性粘土の吸水膨張相当分の体積分だけ膨張する。この結果、防護体内面と先行設置されてある土質材料との間および土質材料と廃棄体との間の隙間は小さくなる。したがって、廃棄体パッケージを埋設施設内に搬送定置する際などにおけるガタツキの発生を防止し、パッケージ内の緩衝体および廃棄体の破損や位置ズレ発生を防止することができる。 According to the method for manufacturing a waste package according to claim 1 of the present invention, the volume of the injected water is reduced by being absorbed from the compression-molded unsaturated soil material that has been previously installed. On the other hand, the water absorbed by the pre-installed soil material is first spent to fill the gap of the soil material, and after being saturated with the pore water, the water-absorbing swelling clay contained in the soil material It expands by the volume equivalent to the water absorption expansion. As a result, the gap between the inner surface of the protective body and the previously installed soil material and between the soil material and the waste body is reduced. Therefore, it is possible to prevent rattling when the waste package is transported and placed in the buried facility, and to prevent the buffer body and waste body in the package from being damaged or misaligned.
本発明の請求項２に係る廃棄体パッケージの製造方法によれば、防護体内を真空あるいは負圧状態とすることにより、注入される水は、間隙部に存在していた空気によって流動を妨げられることなく防護体内に生じている隙間全体に迅速かつ確実に行き渡る。このため、防護体内の緩衝体の平均密度をより早くより均質にすることができる。 According to the method for manufacturing a waste package according to claim 2 of the present invention, the water to be injected is prevented from flowing by the air existing in the gap by putting the protective body in a vacuum or a negative pressure state. Without any problems, the entire gap in the protective body is quickly and reliably distributed. For this reason, the average density of the buffer in the protective body can be made faster and more uniform.
以下に添付図面を参照しながら、本発明に係る廃棄体パッケージの製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。図１−１は、本発明に係る廃棄体パッケージの製造方法の横型製造方式の場合の概略フローチャート図であり、図１０−２は、横型製造方式による廃棄体パッケージの製造方法の概念図である。図１−２は、縦型製造方式の場合の概略フローチャート図であり、図１１−２は、縦型製造方式による製造方法の概念図である。 Exemplary embodiments of a method for manufacturing a waste package according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1-1 is a schematic flowchart for the horizontal manufacturing method of the waste package manufacturing method according to the present invention, and FIG. 10-2 is a conceptual diagram of the waste package manufacturing method according to the horizontal manufacturing method. . FIG. 1-2 is a schematic flowchart in the case of the vertical manufacturing method, and FIG. 11-2 is a conceptual diagram of the manufacturing method by the vertical manufacturing method.
図１−１および図１０−２、あるいは図１−２および図１１−２に示すように、本発明に係る廃棄体パッケージの製造方法は、廃棄体１０と、廃棄体１０の周囲に設けられ、土質材料からなる緩衝体２０と、緩衝体２０を覆う防護体３０とを備えて成る廃棄体パッケージ１００を製造する方法である。本発明は、横型製造方式の場合には、図１−１および図１０−２に示すように、半割り容器状に形成した防護体３０内の下半部に、予め圧縮成形された緩衝体２０としての土質材料２２を設置する。ついで、防護体３０内に設置された土質材料２２の内部に廃棄体１０を設置する。続いて、容器状の防護体３０内の上半部に土質材料２２を設置し、半割り容器状の防護体３０の上半部を被せて、下半部の半割り容器状防護体３０と連結する。この後、防護体３０内面と土質材料２２との間の隙間に、水を充填するものである。
また、後者の縦型製造方式の場合には、図１−２および図１１−２に示すように、まず、縦置きした円筒容器状の防護体３０内の底部に緩衝体２０としての土質材料２２を設置し、ついで、廃棄体１０とその周囲の土質材料２２を設置する。続いて、防護体３０内面と土質材料２２との間の隙間および廃棄体１０と土質材料２２との間の隙間に水を充填する。この後、防護体３０内の上部に土質材料２２を設置し、隙間に水を充填してから防護体３０の上部蓋を設置して連結することで廃棄体パッケージ１００を製造する。
As shown in FIGS. 1-1 and 10-2, or FIGS. 1-2 and 11-2, the method of manufacturing a waste package according to the present invention is provided around the waste body 10 and the waste body 10. This is a method for manufacturing a waste package 100 comprising a buffer body 20 made of a soil material and a protective body 30 covering the buffer body 20. In the case of the horizontal type manufacturing method, the present invention, as shown in FIG. 1-1 and FIG. The soil material 22 as 20 is installed. Next, the waste body 10 is installed inside the soil material 22 installed in the protective body 30. Subsequently, the soil material 22 is installed in the upper half of the container-shaped protective body 30, and the upper half of the half-divided container-shaped protective body 30 is placed over the lower half of the half-shaped container-shaped protective body 30 Link. Thereafter, the gap between the inner surface of the protective body 30 and the soil material 22 is filled with water.
In the case of the latter vertical manufacturing method, as shown in FIGS. 1-2 and 11-2, first, a soil material as a buffer 20 is provided at the bottom of the vertically placed cylindrical container-shaped protective body 30. Next, the waste body 10 and the surrounding soil material 22 are installed. Subsequently, water is filled in the gap between the inner surface of the protective body 30 and the soil material 22 and the gap between the waste body 10 and the soil material 22. After that, the waste material package 100 is manufactured by installing the soil material 22 in the upper part of the protective body 30, filling the gap with water, and installing and connecting the upper lid of the protective body 30.
廃棄体１０は、例えば溶融したガラスと放射性廃棄物とを混ぜ合わせて図示せぬ円筒状金属容器に注入することにより円柱状のガラス固化体を形成してから、そのガラス固化体を円筒状の不図示のオーバーパックに入れて構成してある。 For example, after the molten glass and radioactive waste are mixed and injected into a cylindrical metal container (not shown) to form a columnar glass solidified body, the waste body 10 is formed into a cylindrical glass solidified body. It is configured in an overpack (not shown).
緩衝体２０は、例えばベントナイトと砂とを混合したベントナイト系の土質材料であり、その土質材料を締め固めて圧縮することで所定の弾性および遮水性を有しており、例えば図１０−２に示すように、複数枚の半円環状ブロック２２ａおよび半円板状ブロック２２ｂ（緩衝ブロック）で構成される。２枚の半円板状ブロック２２ｂを対向配置して構成した円板は、円柱状の廃棄体１０の両端に同心状に配置される。廃棄体１０の外周を挟んで対向配置した２枚の半円環状ブロック２２ａによって構成される円環は、廃棄体１０の外周に同心状に配置される。こうすることで、円柱状の廃棄体１０は、複数枚のブロック２２ａ、２２ｂで構成される略円柱状の緩衝体２０の内部に収容される。 The buffer body 20 is, for example, a bentonite-based soil material in which bentonite and sand are mixed, and has predetermined elasticity and water-imperviousness by compacting and compressing the soil material. As shown, it is composed of a plurality of semicircular annular blocks 22a and semicircular blocks 22b (buffer blocks). The discs configured by arranging the two semi-disc blocks 22b so as to face each other are arranged concentrically at both ends of the cylindrical waste body 10. An annulus constituted by two semicircular annular blocks 22 a arranged opposite to each other with the outer periphery of the waste body 10 interposed therebetween is disposed concentrically on the outer periphery of the waste body 10. By doing so, the cylindrical waste body 10 is accommodated in the substantially cylindrical buffer body 20 constituted by a plurality of blocks 22a and 22b.
防護体３０は、例えば図１０−２に示すように、廃棄体１０および緩衝体２０を被覆して防護する円筒容器であり、例えば、剛性を有し水の侵入を遮断することができる鉄等の金属材料で構成される。円筒容器は、円の中心軸を通る面で半割りされた２つの半円筒容器３０ａ、３０ｂで構成されてある。 The protection body 30 is a cylindrical container that covers and protects the waste body 10 and the buffer body 20, as shown in FIG. 10-2, for example, iron that has rigidity and can block water from entering. It is composed of a metal material. The cylindrical container is composed of two half-cylindrical containers 30a and 30b divided in half by a plane passing through the central axis of the circle.
上記構成の動作および作用について図１０−２の横型製造方式を例にとり説明する。
図１０−２に示すように、半円筒容器３０ａを中心軸方向が水平になるように横置きする。そして、複数の半円環状ブロック２２ａおよび半円板状ブロック２２ｂを半円筒容器３０ａ内に設置する。これらブロック２２ａ、２２ｂによって略中央に形成された凹部２６に円柱状の廃棄体１０を嵌め込む。次いで、これらの上方に複数の半円環状ブロック２２ａおよび半円板状ブロック２２ｂを載置する。この上方に半円筒容器３０ｂを被覆することで円柱状の廃棄体パッケージが製造される。
The operation and action of the above configuration will be described by taking the horizontal manufacturing method of FIG. 10-2 as an example.
As shown in FIG. 10-2, the semi-cylindrical container 30a is placed horizontally so that the central axis direction is horizontal. Then, a plurality of semicircular annular blocks 22a and semicircular blocks 22b are installed in the semicylindrical container 30a. The cylindrical waste body 10 is fitted into a recess 26 formed substantially in the center by these blocks 22a and 22b. Next, a plurality of semi-annular blocks 22a and semi-disc blocks 22b are placed above them. By covering the semi-cylindrical container 30b on the upper side, a cylindrical waste package is manufactured.
この廃棄体パッケージには、緩衝体２０と容器３０内壁との間に隙間５０が形成されている。そこで、図２に示すように、上側の半円筒容器３０ｂに設けた注入口４０から、水を容器３０内に注入する。これにより、容器３０内壁と緩衝体２０との間の隙間５０には水が充填される。この場合、緩衝体２０としての不飽和状態の圧縮土質材料２２は、水の一部を吸収して膨張することで体積が増す。一方、水は圧縮土質材料２２に一部が吸水されるので体積が縮小する。この結果、緩衝体２０と容器３０内壁との間の隙間５０を小さくすることができる。したがって、こうして製造された本発明の廃棄体パッケージ１００を埋設施設内に搬送定置する際などにおけるガタツキの発生を防止し、パッケージ１００内の緩衝体２０および廃棄体１０の破損や位置ズレ発生を防止することができる。また、横方向に並置された複数の半円環状ブロック２２ａおよび半円板状ブロック２２ｂ同士の隙間に水が充填され、緩衝体が吸水膨張することにより、この隙間も小さくすることができる。これにより、搬送時等におけるブロック２２同士のガタツキによる破損を防止することができる。図１１−２に示す縦型製造方式においても同様である。 In this waste package, a gap 50 is formed between the buffer body 20 and the inner wall of the container 30. Therefore, as shown in FIG. 2, water is injected into the container 30 from the injection port 40 provided in the upper semi-cylindrical container 30b. As a result, the gap 50 between the inner wall of the container 30 and the buffer body 20 is filled with water. In this case, the volume of the unsaturated compressed soil material 22 as the buffer body 20 is increased by absorbing a part of water and expanding. On the other hand, since water is partially absorbed by the compressed soil material 22, the volume is reduced. As a result, the gap 50 between the buffer body 20 and the inner wall of the container 30 can be reduced. Therefore, it is possible to prevent rattling when the waste package 100 of the present invention thus manufactured is transported and placed in a buried facility, and to prevent the buffer body 20 and the waste body 10 in the package 100 from being damaged or misaligned. can do. Further, the gap between the plurality of semicircular blocks 22a and the semicircular blocks 22b juxtaposed in the horizontal direction is filled with water, and the buffer body absorbs and expands, whereby the gap can be reduced. Thereby, it is possible to prevent damage due to rattling between the blocks 22 at the time of conveyance or the like. The same applies to the vertical manufacturing method shown in FIG.
上記の実施形態において、水を注入する工程３の前または最中の少なくとも一方において、図３に示すように、半円筒容器３０ｂに設けた排気口を兼ねた吸引口４２から真空引きまたは負圧吸引をしながら、容器３０内部に水を注入してもよい。こうすることで、隙間５０の隅々まで水を行き渡らせることができる。 In the above embodiment, before or during the step 3 of injecting water, as shown in FIG. 3, evacuation or negative pressure from the suction port 42 also serving as the exhaust port provided in the semi-cylindrical container 30b. Water may be injected into the container 30 while suctioning. By carrying out like this, water can be spread to every corner of the gap 50.
次に、本発明の効果を検証するために行った水注入模型実験について図および写真を用いて説明する。
図４は、透明な模擬円筒容器３０内に模擬緩衝体２０が配置された実験装置の概略斜視図であり、図５は、この実験装置による実験状況を示す写真である。図４および図５に示すように、実験は、真空引き状態で容器３０内に水を注入・充填し、水の一部が吸収されることによる模擬緩衝体２０の膨張を促進するものである。ここで、実験に用いた模擬緩衝体は、ベントナイト配合率１００％、乾燥密度ρｄ＝１．８５Ｍｇ／ｍ3、水分飽和度Ｓｒ＝１００％の円盤状ブロックを３個横方向に並置したものを用いている。円盤状ブロックの寸法は、直径１６０ｍｍ、厚さ８０ｍｍであり、３個並置した厚さは２４０ｍｍである。
Next, a water injection model experiment conducted for verifying the effect of the present invention will be described with reference to the drawings and photographs.
FIG. 4 is a schematic perspective view of an experimental apparatus in which the simulated shock absorber 20 is disposed in the transparent simulated cylindrical container 30, and FIG. 5 is a photograph showing an experimental state of the experimental apparatus. As shown in FIG. 4 and FIG. 5, the experiment is to inject and fill water into the container 30 in a vacuumed state, and promote the expansion of the simulated buffer 20 by absorbing a part of the water. . Here, the simulated buffer used in the experiment was obtained by juxtaposing three disk-like blocks in the horizontal direction with a bentonite content of 100%, a dry density ρd = 1.85 Mg / m 3 , and a water saturation Sr = 100%. Used. The dimensions of the disk-shaped block are a diameter of 160 mm and a thickness of 80 mm, and the thickness of the three juxtaposed blocks is 240 mm.
模擬円筒容器３０の寸法は、直径１８０ｍｍ、胴長２６０ｍｍであり、円筒の中心軸方向を水平に横置きされる。模擬円筒容器３０と緩衝体２０との間には最大で２０ｍｍの隙間５０が容器３０の上方および両側にそれぞれ形成される。また、模擬円筒容器３０の左端面下側には水注入口４０ａが、左端面上端には水注入口４０ｂが、右端面上端には排気口を兼ねた真空引き用吸引口４２が設けられる。 The dimensions of the simulated cylindrical container 30 are a diameter of 180 mm and a body length of 260 mm, and the cylinder is axially placed horizontally. A gap 50 having a maximum length of 20 mm is formed between the simulated cylindrical container 30 and the buffer body 20 above and on both sides of the container 30, respectively. A water inlet 40a is provided below the left end surface of the simulated cylindrical container 30, a water inlet 40b is provided at the upper end of the left end surface, and a vacuum suction port 42 that also serves as an exhaust port is provided at the upper end of the right end surface.
図６（ａ）は、水注入開始直後の状況を示す写真である。図６（ａ）および図４に示すように、模擬円筒容器３０の内部を、吸引口４２を通じて真空引きした後で、注入口４０ａから水を容器３０内に吸引させて注入した。勢い良く水が充填されている様子が観察された。 FIG. 6A is a photograph showing a situation immediately after the start of water injection. As shown in FIGS. 6A and 4, the inside of the simulated cylindrical container 30 was evacuated through the suction port 42, and then water was sucked into the container 30 from the injection port 40 a and injected. It was observed that water was filled with vigor.
図６（ｂ）は、水注入中の状況を示す写真である。図６（ｂ）に示すように、充填した直後の水は負圧の影響により一時的に気泡が発生したが、大気圧に戻した時点で均一に隙間を満たすことが観察された。 FIG. 6B is a photograph showing the situation during water injection. As shown in FIG. 6B, the water immediately after filling temporarily generated bubbles due to the negative pressure, but it was observed that the gap was uniformly filled when the pressure was returned to atmospheric pressure.
図６（ｃ）は、水注入完了直後の状況を示す写真である。図６（ｃ）に示すように、容器上方に若干の隙間が生じているものの、注入された水は隙間５０をほぼ満たしている。 FIG.6 (c) is a photograph which shows the condition immediately after completion of water injection. As shown in FIG. 6C, the injected water almost fills the gap 50 although a slight gap is formed above the container.
図７（ａ）〜（ｃ）は、水注入終了後２週間経過後の実験装置の外観を示す写真である。図７（ａ）は、横置きされた模擬円筒容器３０を上側から、（ｂ）は端面側から、（ｃ）は下側からそれぞれ撮影した写真である。 FIGS. 7A to 7C are photographs showing the appearance of the experimental apparatus after two weeks have passed since the end of water injection. FIG. 7A is a photograph of the horizontally placed simulated cylindrical container 30 taken from the upper side, (b) from the end face side, and (c) from the lower side.
図７（ａ）、（ｂ）の写真に示すように、模擬緩衝体２０は注入水の一部を吸水して、吸水した水の体積と同程度の体積膨張をしており、模擬緩衝体２０と模擬円筒容器３０との間の隙間５０を小さくしていることが判る。また、図７（ｃ）の容器下側から見た写真に示すように、注入水は模擬緩衝体２０に吸収され、膨潤した範囲は、ほぼ固結状態となっていることが判る。また、容器３０を上下逆さまにしても容器３０内の模擬緩衝体２０は沈下移動しないことから、模擬緩衝体２０は移動が拘束される程度に水を吸収膨潤していることが伺える。 As shown in the photographs of FIGS. 7 (a) and 7 (b), the simulated buffer 20 absorbs a part of the injected water and has a volume expansion equivalent to the volume of the absorbed water. It can be seen that the gap 50 between 20 and the simulated cylindrical container 30 is reduced. Moreover, as shown in the photograph seen from the container lower side of FIG.7 (c), injection water is absorbed by the simulation buffer 20, and it turns out that the swollen range is almost solidified. Moreover, even if the container 30 is turned upside down, the simulated buffer body 20 in the container 30 does not move down, so it can be seen that the simulated buffer body 20 absorbs and swells water to such an extent that the movement is restricted.
図８は、水注入後の模擬円筒容器３０内の乾燥密度分布の一例を示す図である。図８に示すように、乾燥密度は、注入後２週間経過した時点で注入口４０側の円盤状ブロックにおける右端面近傍でサンプリングしたものを測定した。図８に示すように、水注入前には縦軸の上方には２０ｍｍの隙間５０が形成されていた。そして、本発明の水注入によって模擬緩衝体２０が吸水膨張することで、この隙間５０部分には乾燥密度５００〜７００ｋｇ／ｍ3程度の模擬緩衝体が介在するようになったことが判る。 FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a dry density distribution in the simulated cylindrical container 30 after water injection. As shown in FIG. 8, the dry density was measured in the vicinity of the right end surface of the disk-like block on the inlet 40 side when two weeks passed after the injection. As shown in FIG. 8, a gap 50 of 20 mm was formed above the vertical axis before water injection. Then, it can be seen that the simulated buffer body 20 absorbs and expands by the water injection of the present invention, so that the simulated buffer body having a dry density of about 500 to 700 kg / m 3 is interposed in the gap 50 portion.
図９は、有効ベントナイト乾燥密度と一軸圧縮強度の関係の一例を示す図である（参考文献：カルシウム型化及びカルシウム型ベントナイトの基本特性 −膨潤圧、透水係数、一軸圧縮強度及び弾性係数−、動力炉・核燃料開発事業団東海事務所、１９９８年３月）。図９に示すように、有効ベントナイト乾燥密度と一軸圧縮強度は、次式の関係にある。
（数１）
ｌｏｇ10ｑｕ＝１．７３１ρｄ−２．４７５
FIG. 9 is a diagram showing an example of the relationship between effective bentonite dry density and uniaxial compressive strength (reference: basic properties of calcium-type and calcium-type bentonite: swelling pressure, hydraulic conductivity, uniaxial compressive strength and elastic modulus), Power Reactor / Nuclear Fuel Development Corporation Tokai Office, March 1998). As shown in FIG. 9, the effective bentonite dry density and the uniaxial compressive strength are in the relationship of the following equation.
(Equation 1)
log 10 qu = 1.731ρd−2.775
ここで、ｑｕは一軸圧縮強度（ＭＰａ）であり、ρｄは有効ベントナイト乾燥密度（ｇ／ｃｍ3）である。これにより、図８の隙間５０における乾燥密度５００ｋｇ／ｍ3（０．５ｇ／ｃｍ3）〜７００ｋｇ／ｍ3（０．７ｇ／ｃｍ3）の一軸圧縮強度は、０．０２５〜０．０５５ＭＰａと推算される。 Here, qu is uniaxial compressive strength (MPa), and ρd is effective bentonite dry density (g / cm 3 ). Thereby, the uniaxial compressive strength of the dry density 500 kg / m 3 (0.5 g / cm 3 ) to 700 kg / m 3 (0.7 g / cm 3 ) in the gap 50 in FIG. 8 is 0.025 to 0.055 MPa. Estimated.
以上、本発明に係る廃棄体パッケージの製造方法の実施形態について、模型による効果の確認実験を交えながら説明した。本発明によれば、容器状の防護体内に水を注入することにより緩衝体が吸水膨張するので防護体内壁と緩衝体との間または土質材料と廃棄体との間の少なくとも一方の隙間を小さくすることができる。このため、廃棄体パッケージを埋設施設内に搬送定置する際などにおけるガタツキの発生を防止し、パッケージ内の緩衝体および廃棄体の破損や位置ズレ発生を防止することができる。 As described above, the embodiment of the method for manufacturing the waste package according to the present invention has been described with the confirmation experiment of the effect by the model. According to the present invention, since the buffer body absorbs and expands by injecting water into the container-shaped protective body, at least one gap between the protective body wall and the buffer body or between the soil material and the waste body is reduced. can do. For this reason, it is possible to prevent rattling when the waste package is transported and placed in the burying facility, and to prevent breakage and displacement of the buffer and waste in the package.
１０ 廃棄体
２０ 緩衝体
２２ 土質材料
３０ 防護体
５０ 隙間
１００ 廃棄体パッケージ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Waste body 20 Buffer body 22 Soil material 30 Protective body 50 Crevice 100 Waste body package
Claims (2)
容器状に形成した前記防護体内の中心部に前記廃棄体が、さらにその廃棄体の周囲に予め圧縮成形された土質材料が取り囲む形で前記防護体内に設置されている状態の後において、前記防護体内面と前記土質材料との間の隙間、もしくは、前記土質材料と前記廃棄体との間の隙間の少なくとも一方に、水を充填することを特徴とする廃棄体パッケージの製造方法。 A waste body package manufacturing method comprising a waste body, a buffer body provided around the waste body, and made of a soil material, and a protective body covering the buffer body,
After the state in which the waste body is installed in the protective body so as to surround the waste body in the central part of the protective body formed in a container shape, and the soil material previously compressed and molded around the waste body. A method of manufacturing a waste package, comprising filling at least one of a gap between a body inner surface and the soil material or a gap between the soil material and the waste body.
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