JP2020125905A - 燃料デブリの処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
燃料デブリ等放射性物質を取り出す際には放射性物質を飛散しないような工法が極めて重要であるが、ジオポリマーを用いた場合、コンクリートと同様高比重2.5程度で流動性に富み、充填が良く、硬化し強固な塊になり、遮蔽効果があるものの、デブリ取出し時にはコンクリートガラとなり廃棄物が多くなってしまうため、燃料デブリ取出し作業時には斫片飛散が顕著であり、遮蔽効果も限定的となるという欠点があった。
また、燃料デブリを回収した後についても、この回収した燃料デブリを固化し安全に隔離する方法についても検討が重ねられている。
請求項5に記載の燃料デブリの処理方法は、前記絶乾工程で乾燥させたバライトに覆われた燃料デブリを処理容器に収納する収納工程を更に行うことを特徴とする。
(1)請求項1に記載された発明においては、超高比重泥水のバライトを原子炉格納容器内で沈降させ、原子炉格納容器内の燃料デブリをバライト沈降層で覆うので、燃料デブリから放出される放射線(γ線等)は大幅に減衰し、遮蔽されることになる。
また、燃料デブリ回収工程において燃料デブリの回収を行う際に、バライト沈降層が常に掘削・デブリ回収装置部分を隙間なく覆い隠すことができ、放射線遮蔽、α核種の飛散の問題を生じずに回収作業ができる。
(2)燃料デブリを含有するバライトを絶乾状態とすることができるので、高線量下における水分を起因とした水素発生を確実に防止することができる。
(3)燃料デブリを覆った状態で上水とバライトに分離することで、バライトに含有する余剰な水分を排除でき、このバライト及びバライトに覆われた前記燃料デブリを乾燥させることで、燃料デブリを含有するバライト内含水がゼロ(絶乾状態)の固化体にすることができる。
(4)請求項2に記載された発明も、前記(1)〜(3)と同様な効果が得られるとともに、乾燥温度110℃で、かつ、乾燥時間が3時間30分を含む温度及び時間の条件で乾燥させるので、より確実に燃料デブリを含有するバライト内含水をゼロにすることができる。
(5)請求項3に記載された発明も、前記(1)〜(3)と同様な効果が得られるとともに、バライト比重3.0以上であるため、より遮蔽、隔離効果がある固化体とすることができる。
(6)請求項4に記載された発明も、前記(1)〜(5)と同様な効果が得られるとともに、型枠などを適用し様々な形状にすることができ、自由度の高い固化体にすることができる。
(7)請求項5に記載された発明も、前記(1)〜(6)と同様な効果が得られるとともに、燃料デブリを含有するバライトの内部に含まれている自由水が取り去られた状態である絶乾状態となることで、高線量下における水分を起因とした水素発生がなく永久的に安定状態でキャスク等の収納容器に収納し、処分できる。
(8)請求項6に記載された発明も、前記(1)〜(7)と同様な効果が得られるとともに、より確実に燃料デブリの放射線を遮蔽した状態で燃料デブリを回収することができる。
図1乃至図9に示す本発明を実施するための第1の形態において、1は図8に示す原子炉格納容器(PCV)2内から燃料デブリ3を回収し、回収した燃料デブリ3を遮蔽状態で固化する燃料デブリの処理方法である。
なお、デンプンを増粘剤として用いることもできる。
バライト沈降ステップ9は、まず第1の超高比重泥水に粘性破壊剤を添加して第2の超高比重泥水とし、その第2の超高比重泥水を原子炉格納容器2内に充填して、バライト沈降層4を形成する工程である。
燃料デブリ回収ステップ10は、図7に示すように、ボーリングマシンやガイド付き掘削機等の掘削装置11を用いてバライト沈降層4を掘削し、燃料デブリ3を回収する工程である。
3:燃料デブリ、 4:バライト沈降層、
5:燃料デブリ回収工程、 6:バライト分離工程、
7:絶乾工程、 8:超高比重泥水製造ステップ、
9:バライト沈降ステップ、 10:燃料デブリ回収ステップ、
11:掘削装置、 12:掘削具、
13:ロッド、 14:収納工程。
Claims (6)
- バライトを含有する超高比重泥水を原子炉格納容器内で沈降させ、前記原子炉格納容器内の燃料デブリをバライト沈降層で覆い、前記バライト沈降層に覆われた前記燃料デブリを回収する燃料デブリ回収工程と、該燃料デブリ回収工程で回収された前記燃料デブリを覆っているバライト沈降層を、前記燃料デブリを覆った状態で上水とバライトに分離するバライト分離工程と、該バライト分離工程で前記上水を除去したバライトの含有水分を除去するために所定時間乾燥させる絶乾工程とで構成される燃料デブリの処理方法。
- 前記絶乾工程は、前記上水を除去したバライトの含有水分を乾燥温度110℃で、かつ、乾燥時間が3時間30分を含む温度及び時間の条件で乾燥させるものであることを特徴とする請求項1に記載の燃料デブリの処理方法。
- 前記バライト沈降層は、比重が3.0以上であることを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の燃料デブリの処理方法。
- 前記絶乾工程では、バライトを絶乾する前に、所定の形状に成型することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の燃料デブリの処理方法。
- 前記絶乾工程で乾燥させたバライトに覆われた燃料デブリを処理容器に収納する収納工程を更に行うことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の燃料デブリの処理方法。
- 前記燃料デブリ回収工程は、バライトを含有するとともに増粘剤として使用する高分子ポリマーを含み、前記バライトが沈降しない粘性で、かつ、ポンプで圧送可能な流動性を確保した配合組成である第1の超高比重泥水を製造する超高比重泥水製造工程と、該超高比重泥水製造工程で製造した前記第1の超高比重泥水に前記高分子ポリマーの直鎖及び側鎖部分を切断できる粘性破壊剤を添加して第2の超高比重泥水とし、燃料デブリを内部に有する原子炉格納容器内に前記第2の超高比重泥水を充填した後、所定時間放置して前記第2の超高比重泥水のバライトを前記原子炉格納容器内で沈降させ、前記原子炉格納容器内の燃料デブリをバライト沈降層で覆うバライト沈降工程と、前記バライト沈降層に覆われた前記燃料デブリを回収する燃料デブリ回収工程とで構成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の燃料デブリの処理方法。
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