JP2010169463A - 廃棄物の埋設処分方法および廃棄物の埋設処分装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 特に高レベル放射性物質等を含む廃棄物等を、埋設状況を把握しつつ遠隔操作で確実に埋設することが可能な、廃棄物の埋設処分方法および廃棄物の埋設処分装置を提供する。
【解決手段】 吊りフレーム３下方には、回転軸５を挟んで対向するように、一対の仕切り部材７が設けられる。仕切り部材７は、樹脂製や布製などのように柔軟な材質で形成される。仕切り部材７は、袋状の形態であり、上方に送気管９が接続される。一対の仕切り部材７、７と回転軸５とを結ぶ線によって、埋設処分装置１は二つに区分される。区分された一方の側には、吹込みノズル１３および排気ノズル１５が設けられる。区分された他方の側にはセンサ１１が設けられる。すなわち、回転軸５を中心として、例えば時計回りに、仕切り部材７、吹込みノズル１３および排気ノズル１５、仕切り部材７、センサ１１の順に配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、高レベル放射性物質などを含む廃棄物を確実に埋設処分する廃棄物の埋設処分方法および廃棄物の埋設処分装置に関するものである。

従来、放射性物質などを含む廃棄物を処分する方法として、地中深くに埋設する方法がある。廃棄物を埋設する際には、人間が近くで埋設作業等を行うことができない場合が多く、この場合、遠隔操作によって埋設処分する必要がある。

このような廃棄物の埋設処分方法としては、たとえば、廃棄体を止水性の収容容器内に収容し、廃棄体の周囲に緩衝材を配置した廃棄体パックとし、廃棄体パックを空気搬送システムによって地上施設から地下施設へ搬送し、さらに、処分孔および坑道を埋めもどして埋設する方法がある（特許文献１）。

特開２００４−２８６４５１号公報

しかし、特許文献１の埋設処分方法は、処分孔等を確実に埋め戻す際に、廃棄体が確実に埋め戻されたのかどうかを把握することが困難であるという問題がある。したがって、特に、放射性物質等を含む場合には、より確実に埋設処分を行うことができる方法が要求されている。

例えば、廃棄物の埋設処分は通常遠隔操作で行われるが、埋設処分時の状態を遠隔操作で確実に検知することは困難であり、熟練等を要する作業である。このように、廃棄物の埋設状況を常に把握しながら、遠隔操作によって確実に廃棄物を埋設する方法が望まれる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、特に高レベル放射性物質等を含む廃棄物等を、埋設状況を把握しつつ遠隔操作で確実に埋設することが可能な、廃棄物の埋設処分方法および廃棄物の埋設処分装置を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、第１の発明は、廃棄物を埋設処分する方法であって、処分孔の下方にブロックを配置する工程（ａ）と、前記ブロック上の前記処分孔の略中心に廃棄物の封入体を設置する工程（ｂ）と、前記封入体の両側に一対の仕切り部材を挿入し、前記処分孔内部を充填材吹込み部と充填材検知部とに区分する工程（ｃ）と、前記充填材吹込み部では、吹込みノズルによって充填材を吹き込むとともに排気ノズルによって内部を排気し、前記充填材検知部では、検知手段によって充填材の上面高さを検知する工程（ｄ）と、前記一対の仕切り部材を、前記封入体を中心に回転させ、前記充填材吹込み部と前記充填材検知部とを前記封入体を中心に回転移動させる工程（ｅ）と、を具備することを特徴とする廃棄物の埋設処分方法である。

前記工程（ｅ）は、前記一対の仕切り部材とともに前記吹込みノズル、前記排気ノズルおよび前記検知手段を前記封入体を中心に回転させつつ、充填材の上端面高さの上昇に伴い、前記一対の仕切り部材、前記吹込みノズル、前記排気ノズルおよび前記検知手段を上昇させることが望ましい。

前記一対の仕切り部材は、袋状であり、内部に流体を吹き込むことで膨らませることが可能であることが望ましい。

前記工程（ｃ）は、前記一対の仕切り部材と前記封入体との間に隙間を有し、前記一対の仕切り部材の下方は、充填された充填材との間に隙間を有していてもよい。

前記工程（ｄ）は、前記充填材吹込み部内の排気によって、前記充填材検知部から前記充填材吹込み部方向への気流が生じることが望ましい。

第１の発明によれば、処分孔内部が廃棄物の封入体を挟んで仕切り部材によって充填材吹込み部と充填材検知部とに仕切られるため、充填材検知を行う部位が充填材を吹き込む部位と隔絶される。このため、充填材の検知が充填材の吹込みによる影響を受けることを防止することができる。したがって、充填材の吹込み状況を確実に検知しながら埋設作業を行うことができ、遠隔操作であっても廃棄物の埋設状況を把握しながら作業を行うことができる。

さらに、充填材吹込み部では排気ノズルによって内部の充填材が舞い上がった雰囲気を排気することができるため、充填材検知部に影響を及ぼすことがない。

また、仕切り部材を処分孔内部において封入体を中心に回転させることで、充填材吹込み部と充填材検知部とを処分孔内で回転移動させることで、処分孔全範囲に対して、充填材の吹込み及び検知を行うことができる。この際、充填材の充填高さの上昇等に伴い、吹込みノズル等を昇降させることで、常に一定の高さからの充填材の吹込みを行うことができる。

また、仕切り部材を袋状として、内部に空気等の流体を吹き込んで膨らませることができれば、仕切り材の挿入時には、しぼんだ状態とすることで容易に挿入が可能であり、仕切り部材としての機能を果たす際には、仕切り部材を膨らませて、封入体や処分孔の壁面等との隙間を小さくし、より確実に、充填材吹込み部と充填材検知部とに仕切ることができる。また、仕切り部材の膨張は流体によるものであるので、封入体や処分孔との接触によって、仕切り部材の大きさや形状が容易に変形できるため、多少の位置ずれや大きさの変化等にも容易に対応可能である。

また、充填材吹込み部内は排気されるため、充填材吹込み部内を周囲に対して負圧とすることができる。このため、充填材検知部から充填材吹込み部内への気流が生じ、充填材吹込み部から粉塵等が充填材検知部に流出することがない。このため、充填材検知を確実に行うことができる。

第２の発明は、一対の仕切り部材と、充填材を吹込み可能な充填材吹込みノズルと、吸気可能な排気ノズルと、充填材上端面高さを検知可能な検知手段とを有し、前記一対の仕切り部材を結んだ線により区切られた一方の側に、前記充填材吹込みノズルおよび前記排気ノズルが配置され、他方の側に前記検知手段が配置される吹込みユニットと、前記一対の仕切り部材同士の中間部を中心に前記吹込みユニットを回転させる回転手段と、前記吹込みユニットを昇降させる昇降手段と、を具備することを特徴とする廃棄物の埋設処分装置である。

前記検知手段により検知された充填材上端面高さに応じて、前記回転手段および前記昇降手段の動作を制御する制御部を有してもよい。

第２の発明によれば、仕切り部材によって、処分孔内を仕切ることができ、また、一方の側で充填材の吹込みを行いながら、他方の側で充填材の検知を行うことができる。このため、充填材検知を行う部位が充填材を吹き込む部位と隔絶され、このため、充填材の検知が充填材の吹込みによる影響を受けることを防止することができる。

また、回転手段によって、仕切り部材を処分孔内部において封入体を中心に回転させることで、充填材の吹込み側と充填材の検知側とを処分孔内で回転移動させることができ、処分孔全範囲に対して、充填材の吹込み及び検知を行うことができる。この際、充填材の充填高さに伴い、吹込みノズル等を上昇させることで、常に一定の高さからの充填材の吹込みや検知を行うことができる。このため、遠隔操作であっても廃棄物の埋設状況を把握しながら作業を行うことができる。

本発明によれば、特に高レベル放射性物質等を含む廃棄物等を、遠隔操作で確実に埋設することが可能な、廃棄物の埋設処分方法および廃棄物の埋設処分装置を提供することができる。

埋設処分装置１を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 廃棄物封入体１９を処分孔に設置した状態を示す図。 処分孔１７に埋設処分装置１を挿入する状態を示す図。 処分孔１７に埋設処分装置１を挿入した状態を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。 仕切り部材７を膨らませた状態を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。 ベントナイトを吹込みつつ埋設処分装置１を処分孔内で回転させた状態を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。 ベントナイト２３を処分孔１７の上方まで吹込みつつ、埋設処分装置１を上昇させた状態を示す図。 廃棄物封入体が完全に処分孔１７に埋設された状態を示す図。

以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、埋設処分装置１を示す図であり、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は平面図である。埋設処分装置１は、主に、吊りフレーム３、回転軸５、仕切り部材７、センサ１１、吹込みノズル１３、排気ノズル１５等から構成される。

吊りフレーム３は、図１（ｂ）に示すように、各部材を保持し、図示を省略したウィンチ等の昇降装置に接続される。吊りフレーム３の略中心上方には回転軸５が設けられる。回転軸５は、図示を省略した回転装置によって回転動作可能であり、吊りフレーム３は回転軸５を中心に回転動作することができる。

吊りフレーム３下方には、回転軸５を挟んで対向するように、一対の仕切り部材７が設けられる。仕切り部材７は、樹脂製や布製などのように柔軟な材質で形成される。仕切り部材７は、袋状（チューブ状）の形態であり、上方に送気管９が接続される。送気管９は図示を省略した送気手段によって仕切り部材７内部に空気等の流体を送気する。すなわち、仕切り部材７は送気管９からの送気によって膨張可能である。

一対の仕切り部材７、７と回転軸５とを結ぶ線によって、埋設処分装置１は二つに区分される。区分された一方の側には、吹込みノズル１３および排気ノズル１５が設けられる。区分された他方の側にはセンサ１１が設けられる。すなわち、図１（ｂ）に示すように、回転軸５を中心として、例えば時計回りに、仕切り部材７、吹込みノズル１３および排気ノズル１５、仕切り部材７、センサ１１の順に配置される。

吹込みノズル１３は、充填材を吹込みためのノズルである。吹込みノズル１３は図示を省略した充填材供給装置と接続されている。排気ノズル１５は、充填材の吹込み部近傍の雰囲気を外部へ排気するためのものである。排気ノズル１５は図示を省略した排気ポンプ等に接続される。

センサ１１は、充填材の吹き付け高さを検知するためのものであり、例えばレーザーセンサである。センサ１１は下方に向けて設置され、センサ１１下方の充填材の吹き付け面の上面高さを検知可能である。センサ１１は図示を省略した制御部に接続されており、センサ１１の信号によって、埋設処分装置１の動作が制御される。

なお、送気管９に送気するための配管、充填材を供給するための配管、排気管や電気配線等は、吊りフレーム３に設置され、回転軸５を中心に回転可能なように、例えば十分な長さの可撓管やロータリージョイント、スイベルジョイント等を組み合わせて外部と接続される。なお、吊りフレーム３は回転軸５を中心に自由に１方向へ回転可能としてもよいが、例えば、正逆の往復回転動作を行うようにしてもよい。

次に、廃棄物の埋設処分方法について説明する。図２〜図８は廃棄物が封入された廃棄物封入体１９を埋設処分するための工程を示す図である。廃棄物は例えば高レベル放射性物質を含むものであり、地下深くに完全に埋設する必要がある。したがって、地下に設けられた坑道１４に立抗である円柱状の処分孔１７を設け、処分孔１７内に廃棄物が封入された廃棄物封入体１９を埋設する。

まず、図２に示すように、処分孔１７内にベントナイト等のブロック２１を配置する。ブロック２１は、廃棄物封入体１９が転倒などしないように平に設けられる。ブロック２１上には、処分孔１７の略中心に廃棄物封入体１９を設置する。

次に、図３に示すように、処分孔１７の上方からまっすぐに埋設処分装置１を挿入する（図中矢印Ａ方向）。この際、仕切り部材７へは送気されておらず、仕切り部材７がしぼんだ状態である。

図４は、処分孔１７内に埋設処分装置１が設置された状態を示す図で、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

処分孔１７に埋設処分装置１を挿入した状態では、廃棄物封入体１９を中心にして各部位が配置される。すなわち、一対の仕切り部材７、７を結んだ線（仕切り部材７、廃棄物封入体１９、仕切り部材７の並び）によって、処分孔１７が区分され、一方の側に吹込みノズル１３および排気ノズル１５が配置され、他方の側にセンサ１１が配置される。

次に、図５に示すように仕切り部材７に送気管９から送気を行い、仕切り部材７を膨張させる。すなわち、仕切り部材７は、廃棄物封入体１９と処分孔１７の内壁との間の隙間を埋めるように膨張する。この際、仕切り部材７の側面は、処分孔７の内壁面または廃棄物封入体１９と接触していてもよいし、わずかに隙間を有していてもよい。また、仕切り部材７の底面は、ブロック２１の上面と接触していてもよいし、わずかに隙間を有していてもよい。仕切り部材７は容易に変形が可能であるため、他の部位に多少押し付けられても、自らの変形によってその力を吸収することができるため、接触対象部に大きな力を加えたり、後述する回転動作の妨げとなることはない。

仕切り部材７を膨張させることで、仕切り部材７、７および廃棄物封入体１９によって、処分孔１７内は、二つの部屋に区分される。吹込みノズル１３、排気ノズル１５が配置される側が、充填材の吹込み部２５であり、センサ１１が配置される側が検知部２７となる。すなわち、仕切り部材７によって、処分孔１７内部は、吹込み部２５と検知部２７とに仕切られる。

次に、図６に示すように、埋設処分装置１を動作させる。吹込みノズル１３からは、充填材であるベントナイト２３がブロック２１上（処分孔１７の下方）に吹き付けられる（図中矢印Ｃ）。同時に、排気ノズル１５からは、排気ノズル１５先端近傍の雰囲気を排気する（図中矢印Ｄ）。なお、排気ノズル１５からの排気量は、吹込みノズル１３からの吹込み量に対して十分に大きい。したがって、吹込み部２５内は、周囲（例えば検知部２７）に対して負圧となる。

吹込み部２５内は、吹込みノズル１３から吹き込まれる充填材によって雰囲気が悪い。したがって、例えばセンサ１１が吹込み部２５内に設置されていても、センサ１１によって正確に充填材高さを検知することはできない。しかし、センサ１１は吹込み部２５とは仕切られた検知部２７に配置されており、前述の通り吹込み部２５内が負圧である。このため、仕切り部材７と吹き付けられたベントナイトとの隙間（図６（ａ）矢印Ｅ）や仕切り部材７と廃棄物封入体１等との隙間（図６（ｂ）矢印Ｇ）などにおいては、検知部２７から吹込み部２５への気流が生じる。したがって、吹込み部２５から検知部２７へ、充填材等の舞い上がった雰囲気等が流入することがない。すなわち、センサ１１は雰囲気の影響を受けず、正確にベントナイト２３の吹き付け高さを検知することができる。

上述の、ベントナイトの吹込みおよび排気と、センサ１１による検知を行いながら、埋設処分装置１を回転させる（図６（ｂ）矢印Ｆ）。すなわち、仕切り部材７、７は廃棄物封入体１９の周囲を回転し、これに伴い、吹込み部２５および検知部２７が処分孔１７内で廃棄物封入体１９を中心に回転移動する。

すなわち、吹込みノズル１３によってベントナイトが吹き込まれる吹込み部２５は廃棄物封入体１９を中心に回転し、処分孔１７の全範囲（処分孔１７の下方全面）に対してベントナイト２３の吹き付けを行うことができる。

また同様に、センサ１１は、廃棄物封入体１９を中心に回転し、処分孔１７の全範囲（処分孔１７の下方全面）に対してベントナイト２３の吹き付け高さを検知することができる。

センサ１１により検知されたベントナイト２３の高さ情報は、図示を省略した制御部に送られる。制御部は、埋設処分装置１の動作を制御する部位である。制御部は、センサ１１により送られたベントナイト２３高さ情報に基づいて、埋設処分装置１の動作を調整する。

たとえば、センサ１１によって、ベントナイト２３の高さが周囲よりも低い（ベントナイト２３の吹き付け量が少ない）と検知すると、当該部位に対するベントナイトの吹き付け量を多くするように制御する。この場合、当該部位上を吹込みノズル１３が通過する際の、埋設処分装置１の回転速度を落として、当該部位へのベントナイトの吹き付け量を増やしたり、また、当該部位上を吹込みノズル１３が通過する際にベントナイトの供給量を増量するなど調整して、当該部位に対し、より多くのベントナイトが吹きつけられるように制御する。センサ１１によって、ベントナイト２３の高さが周囲よりも高いと検知された場合には、上述の反対の制御が行われる。

また、センサ１１により検知されたベントナイト２３の吹き付け高さの情報に基づいて、埋設処分装置１自体を回転動作とともに昇降動作を行う。たとえば、ベントナイトの吹き付けによりベントナイトの吹き付け高さが高くなると、埋設処分装置１はこれに応じて上昇する（図６（ａ）矢印Ｈ）。すなわち、吹込みノズル１３先端とベントナイト２３上面との距離が、常に一定に保たれるように埋設処分装置１を調整する。このため、常に一定の条件でベントナイトの吹き付けを行うことができる。

以上の動作を繰り返し、図７に示すように、埋設処分装置１の回転動作（矢印Ｉ）および昇降動作（矢印Ｈ）によって処分孔１７および廃棄物封入体１９をベントナイトで埋設する。ベントナイト２３は、下方から確実に吹きつけが行われるため、埋設時にベントナイト２３内部に空隙が生じたり偏った吹きつけなどが生じることがない。

図８は、完全に処分孔１７がベントナイト２３で埋設された状態を示す図である。隣接する複数の処分孔１７に対して、同様の処理を行い、全ての処分孔１７が埋設されたのち、埋設処分装置１等を撤去し、坑道１４全体がさらに埋設される。以上により、廃棄物の埋設処分が完了する。

以上説明したように、本発明にかかる埋設処分装置１によれば、処分孔１７の内部が、廃棄物封入体１９を挟んで仕切り部材７、７によって吹込み部２５と検知部２７とに仕切られる。このため、ベントナイト２３の吹き付け高さの検知を行う部位が、ベントナイト２３を吹き込む部位と隔絶される。したがって、ベントナイト２３の吹き付け高さの検知が、吹込みによる雰囲気の影響をうけることを抑制することができる。このため、遠隔操作であっても、ベントナイト２３の吹込み状況を確実に検知しながら埋設作業を行うことができる。

特に、仕切り部材７は、内部に空気等の流体を吹き込んで膨らませることができるため、仕切り材７の挿入時には、容易に挿入が可能であり、仕切り部材７としての機能を果たす際には、仕切り部材７を膨らませて、廃棄物封入体１９や処分孔１７の壁面等との隙間を小さくし、より確実に、吹込み部２５と検知部２７とに仕切ることができる。また、仕切り部材７の膨張は流体によるものであるので、廃棄物封入体１９や処分孔１７と接触しても、仕切り部材７が変形できるため、多少の位置ずれや大きさの変化等にも容易に対応可能である。

また、吹込み部２５では排気ノズル１５によって内部の悪い雰囲気を排気することができるため、検知部２７に影響を及ぼすことがない。すなわち、吹込み部２５内は排気されるため、検知部２７から吹込み部２５内への気流が生じ、吹込み部２５から粉塵等が検知部２７に流出することがない。このため、ベントナイト２３の検知を確実に行うことができる。

また、仕切り部材７を、廃棄物封入体１９を中心に回転させることで、吹込み部２５と検知部２７とを処分孔１７内で回転移動させることができる。このため、処分孔１７全範囲に対して、ベントナイトの吹込み及び検知を行うことができる。この際、ベントナイト２３の吹き付け高さに伴い、吹込みノズル１３等を上昇させることで、常に一定の高さからのベントナイトの吹込みや検知を行うことができる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１………埋設処分装置
３………吊りフレーム
５………回転軸
７………仕切り部材
９………送気管
１１………センサ
１３………吹込みノズル
１４………坑道
１５………排気ノズル
１７………処分孔
１９………廃棄物封入体
２１………ブロック
２３………ベントナイト
２５………吹込み部
２７………検知部

Claims (7)

1. 廃棄物を埋設処分する方法であって、
   処分孔の下方にブロックを配置する工程（ａ）と、
   前記ブロック上の前記処分孔の略中心に廃棄物の封入体を設置する工程（ｂ）と、
   前記封入体の両側に一対の仕切り部材を挿入し、前記処分孔内部を充填材吹込み部と充填材検知部とに区分する工程（ｃ）と、
   前記充填材吹込み部では、吹込みノズルによって充填材を吹き込むとともに排気ノズルによって内部を排気し、前記充填材検知部では、検知手段によって充填材の上面高さを検知する工程（ｄ）と、
   前記一対の仕切り部材を、前記封入体を中心に回転させ、前記充填材吹込み部と前記充填材検知部とを前記封入体を中心に回転移動させる工程（ｅ）と、
   を具備することを特徴とする廃棄物の埋設処分方法。
2. 前記工程（ｅ）は、前記一対の仕切り部材とともに前記吹込みノズル、前記排気ノズルおよび前記検知手段を前記封入体を中心に回転させつつ、充填材の上端面高さの上昇に伴い、前記一対の仕切り部材、前記吹込みノズル、前記排気ノズルおよび前記検知手段を上昇させることを特徴とする請求項１記載の廃棄物の埋設処分方法。
3. 前記一対の仕切り部材は、袋状状であり、内部に流体を吹き込むことで膨らませることが可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の廃棄物の埋設処分方法。
4. 前記工程（ｃ）は、前記一対の仕切り部材と前記封入体との間に隙間を有し、前記一対の仕切り部材の下方は、充填された充填材との間に隙間を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の廃棄物の埋設処分方法。
5. 前記工程（ｄ）は、前記充填材吹込み部内の排気によって、前記充填材検知部から前記充填材吹込み部方向への気流が生じることを特徴とする請求項１から請求項４いずれかに記載の廃棄物の埋設処分方法。
6. 一対の仕切り部材と、充填材を吹込み可能な充填材吹込みノズルと、吸気可能な排気ノズルと、充填材上端面高さを検知可能な検知手段とを有し、前記一対の仕切り部材を結んだ線により区切られた一方の側に、前記充填材吹込みノズルおよび前記排気ノズルが配置され、他方の側に前記検知手段が配置される吹込みユニットと、
   前記一対の仕切り部材同士の中間部を中心に前記吹込みユニットを回転させる回転手段と、
   前記吹込みユニットを昇降させる昇降手段と、
   を具備することを特徴とする廃棄物の埋設処分装置。
7. 前記検知手段により検知された充填材上端面高さに応じて、前記回転手段および前記昇降手段の動作を制御する制御部を有することを特徴とする請求項６記載の廃棄物の埋設処分装置。

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