JP2014174158A

JP2014174158A - 高放射性廃棄物の長期保管

Info

Publication number: JP2014174158A
Application number: JP2013070237A
Authority: JP
Inventors: Minoru Fujiwara; 實藤原
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2013-03-12
Publication date: 2014-09-22

Abstract

【課題】使用済み核燃料等の高放射性廃棄物の長期保管する方法を提供する。
【解決手段】使用済み核燃料等の高放射性廃棄物（ウラン、プルトニウム）を耐食性金属と固溶化してブロックとし、自然通風・自然冷却のために地上に展開して貯蔵する。
【選択図】図１

Description

本発明は、高放射性廃棄物の長期保管に関する。

従来の高放射性廃棄物の長期保管には、主として地中深くの空間に保管する方法がある。この地中式は一見合理的と思えるが、地球の年齢約４６億年に比較して、ウラン２３８の半減期：約４４億６８００万年、ウラン２３５の半減期：約７億３８０万年、プルトニウムの半減期：２万４０００年を想像するとき、いかにもその場限りの安易な方法である。とりあえず人目に触れない所に押し込んでおこうという方法は、科学的とは云えない。
［日本学術会議放射性廃棄物処分案］（２０１２．９．１１）によれば、「最終処分は、地下３００ｍ以上の深さの地層に安全確実に埋設する形で行う」としている。
ガラス固体化といってガラスのかたまりの中に閉じ込める案。昔々のようにドラム缶に入れておく案等色々あるが、超長期保管には、問題がある。
昔行われた海洋投棄は禁止になり、苦し紛れに宇宙投棄案まで出てきている。

地下３００ｍ以上の深い所に一度埋設してしまえば、その後の経年変化を常時監視するのは、容易ではない。地下の狭い空間に埋設した場合、崩壊熱の放散・伝熱をどのように計算しているのか、むずかしい問題である。周囲の岩盤の岩石は長期にわたる放射線に晒され、次第に上昇する温度により、その結晶水が失われ、脆くなり崩落するのは容易に想像される。
今後数億年間に、海洋プレートの移動と大陸プレートの衝突は今後の大きな地殻変動をひきおこす。現在の地形が現状を維持するのは、わずか数十万年程度であろう。

常時監視の体制にするには、高放射性廃棄物を地上に展開して貯蔵するのが一番確かである。ＧＰＳの標識をつけて、水平方向・高さ方向の変位を人工衛星により常時チェックするのが、望ましい。そうすれば地殻変動も事前に察知できると思はれる。将来を見越して、予め保管場所を変更することも可能である。これらを可能にするには
＊１．耐食金属のブロックに放射性ウラン・プルトニウムを合金として含有させる。
＊２．この合金のブロックは枕木のような形状として、運搬、積み重ねが容易にできるようにする。ピラミッドではないので、立方形ではない。
＊３保管場所の条件として、広い平面の大気解放による、自然通風・冷却が望ましい。
＊４当然のことながら、マグマの活動する火山帯は長期保管場所にはならない。
＊５保管場所の一例として、採掘を止めた露天掘りの鉱山跡地をあげることができる。世界中では、深さ３００ｍ直径１０数Ｋｍのすり鉢状の窪地もあるらしい。ただし排水の良好なことが条件である。
＊６金属ブロックなので、塩素イオンの影響をもろに受ける。海または昔海であった場所の近くは避けるべきである。
＊７なるべく人里離れた場所が望ましい。

耐食性金属の選定
次の課題は耐食性金属に何を選定するかの問題である。オーステナイト系（体心立方格子）のステンレス鋼がまず挙げられるが、多分高価のため後回しにされるであろう。次はいわゆる１３クロム系のステンレス鋼、または新しい新日鉄住金のフェライト系ステンレス［ＮＳＳＣＰＤＸ］（成分系：１７Ｃｒ−０．２Ｔｉ−ＵＬＣＮ）などが挙げられる。
このフェライト系ステンレス鋼はウラン・プルトニウムなどを固溶体として受け入れる件については未知数だが、その優秀な製鋼技術により将来有望と思われる。
いわゆる１３クロムのマルテンサイト系（面心立方格子）ステンレス鋼にはＳＵＳ４２０Ｊ２（成分系：１３Ｃｒ−０．３Ｃ−１．０Ｍｎ−１．０Ｓｉ）がある。
鉄骨スクラップを使うと、Ｍｎ成分が増加するので、そのＭｎの少ない鉄鋼を使用して、代わりにウラン＋プルトニウムを１％程度固溶体として結晶に取り込む方法がある。
ホウ素を含有すると遮蔽効果があるので、テストしてみる価値がある。

本発明は、使用済み核燃料等の高放射性廃棄物の超長期保管のひとつの方法である。

Ｍｎの少ない鉄鋼を溶融し、１３Ｃｒと高放射性ウラン＋プルトニウム（高比重）を均一に溶かし込んで充分に撹拌する。

枕木のような形状のブロックに鋳込む。冷却時に固溶体となるようにすることが、重要である。

サバンナのような乾燥した平地に展開して保管する。
露天掘りの鉱山跡地のようなすり鉢状の窪地に平面的に展開して保管する。（ただし排水に留意する）
人工衛星から保管状況を常時監視するシステムを採用する。大規模な地殻変動が予想されるときは、早めに安全な場所に移動する。
保管場所に海水の影響がないように、万全の配慮をする。

産業上の利用の可能性

本発明は、原子爆弾並びに原子力発電核燃料の後始末という、難問に対するひとつの解決方法となる。

金属ブロック地上配置図

Claims

使用済み核燃料等の高放射性廃棄物を耐食性クローム系鉄合金の中に均一に溶かし込んで固溶体とし、鋳込む形状は保管方法を考慮して枕木のような長方形とし、自然通風冷却と常時監視のため地上に展開して保管する方法。