JP2017044538A - 廃棄物保存設備、廃棄物保存施設及び廃棄物保存方法 - Google Patents

Abstract

【課題】放射線施設から発生した解体コンクリートを、有効に再利用することができる廃棄物保存設備、廃棄物保存施設及び廃棄物保存方法を提供する。【解決手段】廃棄物保存設備１０は、放射性廃棄物である廃棄体Ｗ１を収容した収容物１１の外周を覆うガイド部１５と、ガイド部１５の外側表面に液体を誘導する誘導部１６と、ガイド部１５の外側表面に沿って流れた水を排出するドレイン１３ａとを備える。ガイド部１５は、廃止措置された原子力発電所から発生した解体コンクリートの微粉を粘土に混在させて形成されてタイルによって構成される。誘導部１６は、解体コンクリートを破砕したコンクリートガラを用いて構成される。廃棄物保存設備１０に至った水は、誘導部１６を介してガイド部１５の外側表面に誘導され、ガイド部１５の外側表面を沿って流れて、ドレイン１３ａに集められ、ドレイン１３ａから外部に排出される。【選択図】図１

Description

本発明は、放射性廃棄物を埋設して保存する廃棄物保存設備、廃棄物保存施設及び廃棄物保存方法に関する。

原子力発電所の運転中や解体中においては、放射性廃棄物が発生する。これら廃棄物は、放射性の強さによって分類されて処理される。例えば、低レベル放射性廃棄物は、埋設されて処理される（例えば、非特許文献１を参照。）。この非特許文献１においては、廃棄体を、鉄筋コンクリート製の埋設設備に収納し、セメント系充填材（モルタル）で充填する。この埋設設備は、水を通し難い岩盤を掘り下げて設置されている。埋設設備の上面及び側面は、ベントナイトを混合した土で締め固めて水の浸入を防いでいる。更に、埋設設備は、侵入した水を排出するための多孔質のコンクリートの層を設けており、この層を介して排出を行なっている。

一方、放射性廃棄物をセメント系充填材で一体化して貯蔵する技術も検討されている（例えば、特許文献１を参照。）。この文献には、コンクリート構造物の内面に鋼材などからなる突起材を予め突出させて、セメント系充填材と一体化されたコンクリート構造物が開示されている。これにより、コンクリート構造物に発生する引張応力を抑制して、低透水性を維持する。

特開２００６−３２２９４６号公報（第１頁）

日本原燃、「サイクル事業の概要 埋設事業 埋設設備の構造」、［online］、［平成２７年６月１５日検索］、インターネット、＜ＵＲＬ：http://www.jnfl.co.jp/business-cycle/llw/structure.html＞

ところで、廃止措置された原子力発電所からは、多くの廃棄物が生じる。これら廃棄物の９８％以上は、放射性廃棄物として取り扱われない。このように、放射性廃棄物として取り扱われない廃棄物の中には、原子力発電所の解体時に生じた解体コンクリートも含まれる。このような解体コンクリートは、通常の産業廃棄物として再利用する必要がある。そこで、従来では、解体コンクリートの粒度を調整したコンクリートガラを、埋戻材や路盤材に使用したり、加熱すりもみ等を行なって骨材に再生したりして利用していた。

しかしながら、埋戻材や路盤材においては、使用できる量が限られていた。また、骨材として再生する場合には、再生処理費用が高額になるとともに、多量に発生する微粉が課題であった。このため、原子力発電所から生じた解体コンクリートを十分に再利用することは難しかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされ、放射線施設から発生した解体コンクリートを、有効に再利用することができる廃棄物保存設備、廃棄物保存施設及び廃棄物保存方法を提供することにある。

上記課題を解決するための廃棄物保存設備は、放射性廃棄物を埋設して保存する廃棄物保存設備であって、前記放射性廃棄物を収容する収容物を覆い、外側表面において液体を流すガイド部と、前記ガイド部の外周を覆うように設けられ、前記ガイド部の外側表面に前記液体を誘導する誘導部と、前記ガイド部の外側表面に沿って流れた液体を排出する排出部とを備え、前記誘導部を、放射線施設において生じた解体コンクリートを用いて生成した多孔質コンクリートで構成した。これにより、放射性廃棄物を収容する収容物の外側に、排出部に液体を流すガイド部を配置し、このガイド部の外側表面に液体を誘導する誘導部を、放射線施設において発生した解体コンクリートを用いて形成するので、この解体コンクリートを、再利用することができる。また、放射性廃棄物の周囲に水等の液体が存在する場合には、誘導部に水を誘導し、ガイド部の外側表面に沿って流して排出部から排出するので、放射性廃棄物への液体の侵入を抑制することができる。

上記廃棄物保存設備において、前記ガイド部は、前記解体コンクリートから生成された微粉を混在させて形成したタイルによって構成されていることが好ましい。これにより、放射線施設において発生した解体コンクリートを再利用することができる。

上記廃棄物保存設備において、前記収容物は、前記解体コンクリートから生成された微粉を、前記放射性廃棄物の充填材の少なくとも一部として使用して構成されていることが好ましい。これにより、発生した解体コンクリートを再利用することができる。

上記廃棄物保存設備において、前記排出部は、前記ガイド部に沿って流れる液体を前記排出部に強制的に排出させるための機構を更に備えることが好ましい。これにより、ガイド部の外側表面に沿って流れた液体を、より確実に、排出部から排出することができるので、放射性廃棄物への液体の浸入をいっそう抑制することができる。

上記廃棄物保存設備において、前記解体コンクリートには、埋設する放射性廃棄物を生じた放射線施設の廃止措置により発生した解体コンクリートを用いることが好ましい。これにより、再利用のための輸送負担を軽減しながら、放射線施設の廃止措置を行なうことができる。

上記課題を解決するための廃棄物保存施設は、上記廃棄物保存設備を、前記解体コンクリートを用いて生成された埋戻材によって埋設することが好ましい。これにより、放射線施設において発生した解体コンクリートを、更に再利用することができる。

上記課題を解決するための廃棄物保存方法は、放射線施設において生じた解体コンクリートから生成された微粉を充填材の少なくとも一部として使用して、前記放射性廃棄物を収容した収容物を生成し、前記収容物の下方に配置され、前記収容物から水平方向に突出するフランジ部に液体を外部に排出する排出部を形成した底部を、前記収容物と一体化し、前記解体コンクリートから生成した微粉を用いて、前記外側表面において液体を流すガイド部を、前記収容物を覆うように形成し、前記ガイド部の外側表面に前記液体を誘導する誘導部を、前記放射線施設において生じた解体コンクリートを用いて生成した多孔質コンクリートを用いて、前記ガイド部の外周を覆うように設ける。これにより、放射性廃棄物を収容する収容物の外側に、排出部に液体を流すガイド部を配置し、このガイド部の外側表面に液体を誘導する誘導部を、放射線施設において発生した解体コンクリートを用いて形成するので、この解体コンクリートを、再利用することができる。また、放射性廃棄物の周囲に、水等の液体が存在する場合には、誘導部によってガイド部の外周に水を誘導し、ガイド部の外周に沿って流して排出部から排出するので、放射性廃棄物への液体の侵入を抑制することができる。

本発明によれば、放射性施設からの廃棄物を有効に再利用することができる。

本実施形態の廃棄物保存施設の正面断面図。 本実施形態の廃棄物保存設備の斜視図。

以下、図１及び図２を用いて、廃棄物保存施設の一実施形態を説明する。本実施形態では、廃止措置となった原子力発電所の敷地内に、この原子力発電所から生じた廃棄物を収容する廃棄物保存施設Ｓ１を設ける。

図１に示すように、この廃棄物保存施設Ｓ１は、地中に埋設された廃棄物保存設備１０と埋戻材２０とを備えている。具体的には、地盤Ｇ１に形成した孔の中に廃棄物保存設備１０が配置される。

廃棄物保存設備１０は、全体として直方体形状をしており、後述するように、廃止措置となった原子力発電所の解体において生じた解体コンクリートを用いて構成される。
埋戻材２０は、廃棄物保存設備１０の上面及び側面を覆っている。この埋戻材２０は、上記解体コンクリートを、破砕機を用いて破砕したコンクリートガラで構成されている。本実施形態は、コンクリートガラとして、所定値以下の大きさ（例えば４０ｍｍ以下）の粒度に粉砕する。

図２は、廃棄物保存設備１０を埋戻材２０で埋める前の斜視図である。図２に示すように、廃棄物保存設備１０は、直方体形状の収容物１１、底部１３、ガイド部１５、誘導部１６を含んで構成される。収容物１１は、板形状の底部１３に載置される。ガイド部１５は、収容物１１の外周を覆い、誘導部１６は、ガイド部１５の外周を覆うように配置される。

図１に示すように、収容物１１は、複数の廃棄体Ｗ１と、複数の柱部材１１ａとを、セメント系充填材１１ｂによって固化することにより構成されている。
本実施形態において、廃棄体Ｗ１は、略円柱形状の金属製の容器に廃棄物を封入して構成されている。本実施形態の廃棄物として、放射性物質濃度区分において放射性レベルの極めて低い廃棄物（いわゆるＬ３放射性廃棄物）が封入される。

図２に示すように、柱部材１１ａは、断面が四角形状をしており、収容物１１の側部に離散して配置されている。本実施形態では、各柱部材１１ａは、収容物１１において立設される４辺にそれぞれ配置されている。この柱部材１１ａは、収容物１１と一体化されており、収容物１１の強度を高めている。柱部材１１ａは、再生コンクリートで構成されている。具体的には、柱部材１１ａは、解体コンクリートを、破砕機を用いて破砕したコンクリートガラを、鋼材等の突起材とともに、モルタルを注入して形成される。本実施形態は、コンクリートガラとして、所定値以下の大きさ（例えば６０ｍｍ以下）の粒度に粉砕する。
セメント系充填材１１ｂは、解体コンクリートの微粉を混在させた充填材である。この微粉には、廃止措置された原子力発電所の解体コンクリートから発生した微粉を用いる。

収容物１１の下方には、板形状の底部１３が配置される。底部１３は収容物１１に固定されて、一体化されている。底部１３は、収容物１１の水平方向の大きさより大きく、収容物１１よりも四方に（水平方向に）突出した領域がフランジ部を構成している。この底部１３は、柱部材１１ａと同様に、上記解体コンクリートを、破砕機を用いて破砕したコンクリートガラを、鋼材等の突起材とともに、モルタルを注入して形成されている。

この底部１３のフランジ部には、複数のドレイン１３ａが形成されている。図２に示すように、本実施形態のドレイン１３ａは、フランジ部において対向する位置の２箇所に形成されている。各ドレイン１３ａは、排出部として機能し、地盤に埋設された管１８を介して、吸引装置（図示せず）によって、強制排気される。

収容物１１の外側（側面及び上面）には、ガイド部１５が、収容物１１を覆うように設けられている。ガイド部１５は、低透水性のタイルから構成されている。このタイルは、解体コンクリートの微粉を粘土質材に混在させて形成されている。

ガイド部１５の外側には、誘導部１６が設けられている。この誘導部１６は、所定の厚みで、ガイド部１５の外側（側面及び上面）を覆うように配置されている。この誘導部１６の厚みは、底部１３のフランジ部の水平方向の幅と同じ大きさで構成される。誘導部１６は、高透水性の多孔質コンクリートで構成されている。本実施形態では、多孔質コンクリートは、上記解体コンクリートを、破砕機を用いて破砕したコンクリートガラを用いて生成される。本実施形態は、コンクリートガラとして、所定値以下の大きさ（例えば６０ｍｍ以下）の粒度に粉砕する。

次に、以上のように構成された廃棄物保存設備１０の作用について説明する。
降雨等により、廃棄物保存場所上に散水された水（液体）は、埋戻材２０を浸透し、廃棄物保存設備１０に至る。この水は、高透水性の誘導部１６を透過するが、ガイド部１５から内部に浸透せず、誘導部１６内を（ガイド部１５の外側表面に沿って）流れる。この場合、誘導部１６は、ドレイン１３ａを介して強制排気が行なわれているため、誘導部１６内の水は、ドレイン１３ａに流れ込む。そして、ドレイン１３ａから、管１８を介して、廃棄物保存施設Ｓ１の外部に排出される。

本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態の廃棄物保存設備１０は、収容物１１の外周を覆う低透水性のガイド部１５と、高透水性の誘導部１６と、水を排出するドレイン１３ａとを備える。これにより、廃棄物保存設備１０に至った水は、誘導部１６を介してガイド部１５の外側表面に至り、ガイド部１５の外側表面に沿って流れてドレイン１３ａに集まり、ドレイン１３ａから廃棄物保存施設Ｓ１の外部に排出される。従って、廃棄物保存設備１０への水の侵入を抑制することができる。

（２）本実施形態の廃棄物保存設備１０の底部１３には、ドレイン１３ａが形成されている。各ドレイン１３ａは、地盤Ｇ１に埋設された管１８を介して強制排気される。このため、ガイド部１５の外側表面に沿って流れる水は、ドレイン１３ａに集まり、ドレイン１３ａに接続された管１８を介して外部に排出される。従って、廃棄物保存設備１０に至った水を効率的に排出することができる。

（３）本実施形態の廃棄物保存設備１０の誘導部１６は、廃止措置された原子力発電所から発生した解体コンクリートを、破砕機を用いて破砕したコンクリートガラを用いて生成された多孔質コンクリートによって構成される。これにより、解体コンクリートを再利用することができる。

（４）本実施形態の廃棄物保存設備１０のガイド部１５は、廃止措置された原子力発電所から発生した解体コンクリートの微粉を用いて形成されたタイルによって構成されている。これにより、解体コンクリートの微粉を再利用することができる。

（５）本実施形態の廃棄物保存設備１０の収容物１１は、複数の廃棄体Ｗ１を、セメント系充填材によって一体化して構成されている。本実施形態のセメント系充填材は、廃止措置された原子力発電所から発生した解体コンクリートの微粉を混在した充填材である。これにより、解体コンクリートの微粉を再利用することができる。

（６）本実施形態の廃棄物保存設備１０の収容物１１は、複数の廃棄体Ｗ１と、複数の柱部材１１ａとを、セメント系充填材１１ｂによって固化することにより構成されている。この柱部材１１ａは、収容物１１に一体化されている。柱部材１１ａは、廃止措置された原子力発電所から発生した解体コンクリートを、破砕機を用いて破砕したコンクリートガラを、鋼材等の突起材とともに、モルタルを注入して形成されている。従って、収容物１１の強度を高めて、収容物１１を強化することができるとともに、解体コンクリートを再利用することができる。

（７）本実施形態の廃棄物保存設備１０の底部１３は、廃止措置された原子力発電所から発生した解体コンクリートを、破砕機を用いて破砕したコンクリートガラを、鋼材等の突起材とともに、モルタルを注入して形成されている。従って、廃棄物保存設備１０を強化することができるとともに、解体コンクリートを再利用することができる。

（８）本実施形態の廃棄物保存施設Ｓ１は、埋戻材２０を用いて廃棄物保存設備１０を埋設して構成する。埋戻材２０は、廃止措置された原子力発電所から発生した解体コンクリートを、破砕機を用いて破砕したコンクリートガラで構成されている。これにより、解体コンクリートを再利用することができる。

（９）本実施形態の廃棄物保存設備１０は、廃止措置された原子力発電所の敷地内において、発生した解体コンクリートを再利用して構成する。これにより、再利用のための輸送負担を軽減しながら、廃止措置を行なうことができる。

また、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態の廃棄物保存設備１０は、廃止措置された原子力発電所において生じた放射性廃棄物を埋設して保存する。廃棄物保存設備１０において、埋設保存される放射性廃棄物は、原子力発電所から排出された廃棄物に限られない。例えば、核燃料再処理施設等の放射線施設から排出される廃棄物を埋設保存するようにしてもよい。

・上記実施形態の廃棄物保存設備１０は、直方体形状で構成されている。廃棄物保存設備１０の形状は、直方体形状に限定されず、例えば、円柱形状であってもよい。
・上記実施形態の廃棄物保存設備１０においては、ドレイン１３ａは、底部１３のフランジ部に対向する位置で、２箇所に設けた。ドレイン１３ａの数及び配置箇所は、これに限定されるものではない。ドレイン１３ａは１箇所であってもよいし、フランジ部において所定間隔で設けてもよい。

・上記実施形態の廃棄物保存設備１０においては、廃棄体Ｗ１を固化した収容物１１の外周を覆うようにガイド部１５を設けた。これに代えて、収容物１１とガイド部１５との間に、多孔質コンクリートの層を設け、この多孔質コンクリートの層にドレインを設けてもよい。この場合には、ガイド部１５よりも収容物１１側に液体が侵入した場合であっても、収容物１１に至る前に、多孔質コンクリートの層を介して液体を排出することができる。更に、この多孔質コンクリートを、誘導部１６と同じ材料で構成すれば、解体コンクリートを再利用することができる。更に、ガイド部１５の内側で廃棄体Ｗ１の外側に、収容物１１への水の侵入を回避するためのベントナイト層を設けるようにしてもよい。

・上記実施形態の廃棄物保存設備１０の誘導部１６は、高透水性の多孔質コンクリートで構成されている。この誘導部１６を、ドレイン１３ａの近傍の透水率が高くなるような構成にしてもよい。例えば、誘導部１６を構成するコンクリートガラのサイズや形状を変更することにより、ドレイン１３ａからの距離に応じて、透水率を調整する。これにより、廃棄物保存設備１０の外周に至った水を、より迅速にドレイン１３ａに導くことができる。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（ａ）放射性廃棄物を埋設して保存する廃棄物保存施設であって、前記放射性廃棄物を収容する収容物を覆い、外側表面において液体を流す低透水材で構成されるガイド部と、前記ガイド部の外周を覆うように設けられ、前記ガイド部の外側表面に前記液体を誘導する高透水材で構成される誘導部と、前記ガイド部の外側表面に沿って流れた液体を排出する排出部とを備えたことを特徴とする廃棄物保存施設。

従って、この（ａ）に記載の発明によれば、廃棄物保存施設に至った液体は、誘導部を介してガイド部の外側表面に至り、ガイド部の外側表面に沿って流れて排出部に集まり、排出部から外部に排出される。従って、放射性廃棄物への液体の侵入を抑制することができる。

Ｇ１…地盤、Ｓ１…廃棄物保存施設、Ｗ１…廃棄体、１０…廃棄物保存設備、１１…収容物、１１ａ…柱部材、１３…底部、１３ａ…ドレイン、１５…ガイド部、１６…誘導部、１８…管、２０…埋戻材。

Claims (7)

1. 放射性廃棄物を埋設して保存する廃棄物保存設備であって、
   前記放射性廃棄物を収容する収容物を覆い、外側表面において液体を流すガイド部と、
   前記ガイド部の外周を覆うように設けられ、前記ガイド部の外側表面に前記液体を誘導する誘導部と、
   前記ガイド部の外側表面に沿って流れた液体を排出する排出部とを備え、
   前記誘導部を、放射線施設において生じた解体コンクリートを用いて生成した多孔質コンクリートで構成したことを特徴とする廃棄物保存設備。
2. 請求項１に記載の廃棄物保存設備において、
   前記ガイド部は、前記解体コンクリートから生成された微粉を混在させて形成したタイルによって構成したことを特徴とする廃棄物保存設備。
3. 請求項１又は２に記載の廃棄物保存設備において、
   前記収容物は、前記解体コンクリートから生成された微粉を、前記放射性廃棄物の充填材の少なくとも一部として使用して構成されていることを特徴とする廃棄物保存設備。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の廃棄物保存設備において、
   前記排出部は、前記ガイド部に沿って流れる液体を前記排出部に強制的に排出させるための機構を更に備えたことを特徴とする廃棄物保存設備。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の廃棄物保存設備において、
   前記解体コンクリートには、埋設する放射性廃棄物を生じた放射線施設の廃止措置により発生した解体コンクリートを用いることを特徴とする廃棄物保存設備。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載の廃棄物保存設備を、前記解体コンクリートを用いて生成された埋戻材によって埋設したことを特徴とする廃棄物保存施設。
7. 放射性廃棄物を埋設して保存する廃棄物保存方法であって、
   放射線施設において生じた解体コンクリートから生成された微粉を充填材の少なくとも一部として使用して、前記放射性廃棄物を収容した収容物を生成し、
   前記収容物の下方に配置され、前記収容物から水平方向に突出するフランジ部に液体を外部に排出する排出部を形成した底部を、前記収容物と一体化し、
   前記解体コンクリートから生成した微粉を用いて、外側表面において液体を流すガイド部を、前記収容物を覆うように形成し、
   前記ガイド部の前記外側表面に前記液体を誘導する誘導部を、前記放射線施設において生じた解体コンクリートを用いて生成した多孔質コンクリートを用いて、前記ガイド部の外周を覆うように設けることを特徴とする廃棄物保存方法。