JP2714134B2 - 放射性廃棄物処理システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は放射性廃棄物が多量でしかもその放射能レベ
ル，放射能種類，形状が多種多用である放射性固体廃棄
物を効率的に処理することができるモービル型の放射性
廃棄物処理システムに関する。

（従来の技術） 原子力発電施設の寿命は30年から40年と言われてお
り、寿命となった原子力発電施設はある所定期間密閉管
理された後に解体撤去される。この原子力発電施設の廃
止措置にともない発生する放射性廃棄物は比較的短期間
に多量に発生し、そのうえ発生する放射性固体廃棄物は
熱交換器，タンク，配管，バルブといった形状、寸法
で、しかも放射能レベル，放射能種類等が極めて多種多
様である等の特長を有している。これらの廃棄物は測
定、弁別および切断，除染し容器詰めを行う等の処理が
施される。

放射性固体廃棄物を保管、貯蔵もしくは処分する場
合、それらの施設は極めて大規模なものが必要となると
ともに処理などの作業に伴う作業員の被曝および貯蔵施
設もしくは処分施設からの公衆の被曝が問題となる。一
方、運転中の原子力発電施設の保守・改良等でも規模は
小さいが日本国全体でみるとかなりの放射性固体廃棄物
量が発生し同様の問題が生じる。

そのため、原子力発電施設の廃止措置および運転中の
原子力発電施設の保守・改良等にともない発生する多量
のしかも形状，寸法および放射能レベル，放射能種類等
が極めて多種多用である等の特長を有する放射性固体廃
棄物に対し効率的な処理システムを提供することによ
り、放射性廃棄物の発生量を大幅に低減することが可能
となる。

また、放射性廃棄物の貯蔵施設の規模を小さくできる
とともに、一般の廃棄物として取扱えるまで徹底除染さ
れた廃棄物については再利用することができるため資源
の有効活用を行うことも可能となる。さらに、放射性廃
棄物の発生量を大幅に低減できるため作業員の被曝およ
び公衆への被曝を低減することが可能となる。

（発明が解決しようとする課題） 今日まで放射性固体廃棄物は測定、切断、除染、減
容、容器詰め等の処理が個別に行われており、全体を体
系化してシステムを最適化することによる効率化が図ら
れていなかった。たとえば、放射性金属廃棄物は大別し
て放射化金属廃棄物と放射能汚染金属廃棄物に分けられ
る。放射化金属廃棄物は金属母材まで放射化されている
ため除染は不可能であり、放射能汚染金属廃棄物はクラ
ッド等の酸化被膜または一部母材表面層を除去すること
により放射能の除染が可能である。従って、測定処理時
に廃棄物発生現場からの情報による判別または放射性核
種構成比測定による判別で放射化金属廃棄物と放射能汚
染金属廃棄物に分ける必要がある。切断処理は主に廃棄
物の容器詰め、減容、除染処理を容易に行うために実施
する。但し、過度の切断処理は処理システム全体からみ
て無駄となるため、合理的判断が要求される。除染処理
は原理的に分類すると、化学的除染法、機械（物理）的
除染法、物理化学的、電気化学的除染法に分類される。
除染は原子炉一次系の系統除染および機器の使用期間中
除染を主体に発展してきた。これらの除染方法は金属母
材の健全性を損なわずに汚染する金属表面の汚染のうち
酸化被膜の除去までを行うことが目的である。他方、原
子力発電施設の廃止措置および運転中の原子力発電施設
の保守・改良等にともない発生する機器、配管、バルブ
等の固体廃棄物の表面には放射能汚染源であるクラッド
（C₀−60等）等の酸化被膜が長期間堆積している。また
結晶粒界に沿って放射能が母材内部まで浸透しているも
のも存在すると考えられる。そのため、除染により一般
廃棄物並まで放射能レベルを低減するには従来開発され
てきた除染方法に加え、母材の表面層をも溶解するよう
な強力な除染方法が必要になる。前述したようにこれら
廃棄物の形状は多種多様にわたるとともに材質も大別し
て炭素鋼とステンレス鋼等があり、効率的に除染を行う
ためには廃棄物の材質、形状、放射能汚染レベルを考慮
した合理的除染方法が必要となる。

また、除染処理後の廃棄物は放射能レベルを測定し、
所定の放射能レベル以下になっているかどうか判別処理
が必要となる。所定の放射能レベル以上の廃棄物につい
ては、比較的放射能レベルの高いものについては処分の
ため必要に応じて減容処理を実施後、容器詰めを行うこ
とが必要となる。この際、処分先の要求によっては容器
詰め廃棄物の放射能量、核種分析、表面放射線量、重量
等の測定処理を行う。以上述べた各種処理については、
個別、場合によっては一部処理の組合せについては検討
されている。しかしながら各処理を合理的に組合わせて
効率化を図った放射性廃棄物の処理システムが必要とな
る課題がある。この際、各処理作業時の被曝低減対応と
して効果的な遮蔽および遠隔化を考慮する課題がある。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、
原子力発電施設の廃止措置または原子力発電施設の保
守、改良等で多量に発生し、放射能レベル、放射能種
類、形状が極めて多種多様である等の特長を有する放射
性固体廃棄物を合理的な構成による処理方法を組合わせ
たことにより効率的で運用性が高く、被曝低減が容易な
モービル型の放射性廃棄物処理システム受を提供するこ
とにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） （１）本発明は放射性固体廃棄物を受入れ該廃棄物発
生現場からの情報の読取りおよび廃棄物移送容器からの
取出し・移し替えをする受入れユニットと、この受入れ
ユニットで受け入れた放射性固体廃棄物に対し放射能レ
ベルおよび放射能種類を測定し放射性廃棄物と一般廃棄
物を判別する受入れ測定ユニットと、この受入れ測定ユ
ニットで判別された除染可能廃棄物について所定の放射
能レベルまで放射能を低減する除染処理を行う除染ユニ
ットと、この除染ユニットで除染後に再び放射能レベル
を測定し所定の放射能レベルまで除染できた廃棄物と除
染できなかった廃棄物とに測定・弁別する除染後測定ユ
ニットとからなり、前期各々のユニットは移動可能で廃
棄物の出入口を有する処理ユニット車に収納され、相互
に関連する前記各々のユニットが接続モジュールで連結
されていることを特徴とする。

また、本発明は上記（１）の発明において、（２）前
記処理ユニット車の周囲に放射線遮蔽パネルを取りはず
し自在に設けてなることを特徴とする。（３）前記受入
れ測定ユニットと前記除染ユニットとの間に切断ユニッ
トを設けてなることを特徴とする。（４）前記除染ユニ
ットに廃液処理ユニットを設けてなることを特徴とす
る。（５）前記除染後測定ユニットに容器詰めユニット
を設けてなることを特徴とする。（６）前記容器詰めユ
ニットに容器検査ユニットを設けてなることを特徴とす
る。（７）前記除染後測定ユニットと前記容器詰めユニ
ットの間に廃棄物を減容する減容ユニットを設けてなる
ことを特徴とする。

（作 用） 受入れユニットで受入れた放射性固体廃棄物について
受入れ測定ユニットで放射能レベル、放射能種類の測定
と該廃棄物の形状認識を行う。必要に応じて切断処理す
るか否かを判別し、また除染処理を実施するかどうか判
別する。

切断処理を行うと判別された放射性固体廃棄物は所定
の形状に切断処理が行われる。続いて、除染処理を行う
と判別された放射性固体廃棄物は放射能レベルおよび材
質、形状に応じた所定の放射能レベルまでの除染処理が
除染ユニットで行われる。除染処理後、固体廃棄物の放
射能レベルを測定し、所定の放射能レベル以下に除染さ
れたものは一般廃棄物並の処分もしくは再利用される。
最初の測定で除染処理が不可能と判別された放射化放射
能の固体廃棄物と除染後の測定で所定の放射能レベル以
下に除染されなかったもののうち、比較的放射能レベル
の高い廃棄物は減容の効果が期待できるものについては
減容処理後、容器詰め処理が実施される。容器詰め処理
後、処分先の要求によっては容器詰め廃棄物の放射能
量、各種分析、表面放射線量、重量等の測定を行った後
に処分される。最初の測定で除染処理が不可能と判別さ
れた放射化放射能の固体廃棄物と除染後の測定で所定の
放射能レベル以下に除染されなかったもののうち極低レ
ベルの廃棄物は簡易処分される。

これらの各処理はモービル型（移動式）の処理ユニッ
トとして構成され、目的に合った必要処理ユニットを接
続モジュールを介して接続することにより放射性廃棄物
の処理システムが構成される。このモービル型放射性廃
棄物処理システムを原子力発電所の廃止措置のサイトあ
るいは放射性廃棄物の処理が必要なサイトに移動して設
置し、各処理ユニット車の周囲に遮蔽パネル材を取付け
てそれぞれの処理を行う。

（実施例） 本発明に係る放射性廃棄物処理システムの各々の実施
例を図面を参照しながら説明する。

第１図は第１の実施例を示したブロック図である。す
なわち、第１図において、受入れユニット１で受入れた
放射性固体廃棄物は廃棄物発生現場からの情報（種類、
材質等）の読取りおよび廃棄物移送容器からの移し替え
等の受入れ処理後、接続モジュール５を通して受入れ測
定ユニット２に送られる。この受入れ測定ユニット２で
放射能レベルおよび放射能の種類が測定される。続いて
受入れ測定ユニット２では測定結果と廃棄物発生現場か
らの情報にもとずき除染の可否判別を行い、除染処理可
能な廃棄物は接続モジュール５を通して除染ユニット３
へ送られる。一方、除染処理不可能な廃棄物は容器詰め
処理工程または簡易処分６等へ送られる。ここでの除染
可否の判断は廃棄物が放射化放射能物か汚染放射能物
か、廃棄物形状が除染可能な形状か、放射能レベルが除
染効果を期待できるレベルか等によりなされる。

除染ユニット３へ送られた放射能汚染金属廃棄物は受
入れ測定ユニット２での結果と廃棄物発生現場からの情
報にもとずいて所定の放射能レベルまで除染する処理レ
ベルが選定され除染が行われる。

除染処理後、廃棄物は接続モジュール５を通して除染
後測定ユニット４に送られ再び放射能レベルを測定さ
れ、所定の放射能レベルまで除染できたかどうか測定・
弁別が行われる。その結果、所定の放射能レベルまで除
染できた廃棄物は一般廃棄物並として処分８するかもし
くは資源有効利用の観点より再利用される。所定の放射
能レベルまで除染できなかった廃棄物は測定結果の放射
能レベルによって比較的放射能レベルが高いものは容器
詰め処理工程へ送られるとともに極低レベルのものは簡
易処分７される。

第１図に示した放射性廃棄物の処理システムによって
第１表のような廃棄物を処理した結果、第２表のような
廃棄物とすることができた。

第１表は受入れユニット１に受入れられた放射性金属
廃棄物11000トン中の放射化金属1400トンと汚染金属960
0トンについて、各放射能レベルに対する重量を示した
ものである。また、第２表は上記実施例の放射性廃棄物
処理システムで処理された後の一般廃棄物7120トンと放
射性廃棄物3880トンに区分された放射能レベルと重量と
の関係を示したものである。これは受入れた廃棄物を測
定ユニット２により区分し、除染ユニット３によって放
射性廃棄物量の低減および放射能レベルの低減化を行っ
た結果であり、さらにこれら廃棄物を処分先毎に区分す
ることができた。

以上の結果、第１の実施例によるシステムによれば、
廃棄物の種類、放射能レベル、放射能の態様（汚染放射
能／放射化放射能）の異なる放射性廃棄物の物量を低減
（一般廃棄物並化）および放射能レベルを低減するとと
もに処分先毎に区分できる結果がある。

第２図（ａ）および（ｂ）は受入れユニット、受入れ
測定ユニット、除染ユニット、除染後測定ユニット等の
処理ユニット10の具体的な基本構成の実施例を示したも
のである。なお、第２図（ｂ）は第２図（ａ）のＡ−
Ａ′矢視方向に沿う立断面図である。

処理ユニット10は車輪11を有する台車12上に一体構造
で遮蔽パネル13のモジュールで取付け可能な構造体とし
て構成されている。長手方向には相対する位置に搬出入
口14a,14b,14cが設けられ、中央に測定、除染等の各種
処理を行う処理ユニット本体15が設置されている。処理
ユニット本体15と搬出入口14a,14b,14cとは廃棄物の移
送手段16と駆動機構18を有する出入れ装置17により接続
されている。そして、各ユニットは駆動機構を有する接
続モジュール５によって関連のある処理ユニットが接続
された協調作業が行えるようになっている。

かかる必要に応じた機能を有する各処理ユニットを牽
引車によって所定のサイトに牽引して移送し、所定の場
合に固定後、モジュール型の遮蔽パネル材を取付け関連
処理ユニットを接続モジュールで接続し処理を行う。所
定のサイトでの処理を終了後はモジュール型の遮蔽パネ
ル材および接続モジュールを取外し、他のサイトに移送
し、再び同様の作業を行う。

第３図は受入れ測定ユニット２と除染ユニット３への
プロセスの間に切断ユニット９を付加した場合の第２の
実施例を示したブロック図である。第１図と同様の機器
については同一の記号で示してある。

他の処理ユニットの機能は第１の実施例と同様なので
重複する部分の説明を省略する。この第２の実施例に示
す切断ユニット９による処理切断を行うことによって除
染処理時の除染効率の向上および容器詰め処理の際の充
填効率が向上する。特に除染処理時の除染効率向上効果
は複雑な形状の廃棄物に対し有効である。具体的には電
解研磨除染時の電極との対峙のし易さ、強力化学除染時
の強力化学除染液との接し易さ、ブラスト除染時のブラ
スト材の接し易さ等のため有効となる。したがって、第
１の実施例で述べた放射性廃棄物の物量を低減（一般廃
棄物並化）および放射能レベルを低減する効果がさらに
促進されるとともに廃棄物を収納する容器への充填効率
が向上し、容器数を減らす効果がある。

第４図は除染ユニット３に除染処理により発生した除
染廃液を処理する廃液処理ユニット20と、この廃液処理
ユニット20に廃液処理後に固化体とする処理を行う廃液
固化ユニット21を付加した場合の第３の実施例を示した
ものである。なお、第３図と同様の機器については同一
の記号で示した、他の処理ユニットの機能は第２の実施
例と同様なので重複する部分の説明を省略する。

これらの処理ユニット20,21により除染処理の際に発
生した廃液は中和→濃縮→乾燥→固化の順で処理か行わ
れ、ドラム缶等の容器に固化体として収納され形で低レ
ベル処分場等22に輸送し処分される。

第５図は第２の実施例および第３の実施例での除染後
測定ユニット４に容器詰めユニット23と容器検査ユニッ
ト24を付加した場合の第４図の実施例を示したものであ
る。第４図と同様の機器については同一の記号で示し、
他の処理ユニットの機能は第３の実施例と同様なので重
複する部分の説明を省略する。

容器詰めユニット23では除染後測定ユニット４での測
定の結果、一般廃棄物並の放射能レベルまで除染処理に
より放射レベルを低減できなかった廃棄物を廃棄物収納
容器に詰め、空隙にグラウト等の充填材を注入して安定
化する等の容器詰め処理を行う。また、容器検査ユニッ
ト24は容器詰めされた容器を処分場へ輸送するために容
器の収納放射能量、核種分析、表面線量、重量等の検査
を行う。これらの測定処理は処分先の受入れ条件や輸送
条件等により要求される場合に対応する具体例を示した
ものである。これらの必要条件を満たす容器詰め処理、
検査処理を実施することによって処理後廃棄物を適切に
処分することができる。

第６図は除染測定ユニット４と容器詰めユニット23の
間に減容ユニット25を付加した場合の第５の実施例を示
したものである。第５図と同様の機器については同一の
記号で示し、他の処理工程の機能は第４の実施例と同様
なので、重複する部分の説明を省略する。この減容ユニ
ット25の廃棄物の減容処理は切断処理ユニットによる減
容効果の不足分を補うために行うものであり、具体的に
は高圧縮処理がある。この際、切断処理による減容は除
染もしくは高圧縮処理を行うために必要最少限とし、高
圧縮処理による限容効果を最大にすることによって最適
化を図ることができる。これは高圧縮処理が切断処理よ
り容易であるためである。

この第５の実施例の処理を行うことによって第４の実
施例より処分する容器数を減らす効果があり、処分する
際の取扱いや輸送が容易になる。

なお、本発明は第１図から第６図に示した各々の実施
例に限定されるものではなく、例えば受入れユニット
１、受入れ測定ユニット２、切断ユニット９、除染ユニ
ット３、除染後測定ユニット４、廃液処理ユニット20、
廃液固化ユニット21、減容ユニット25、容器詰めユニッ
ト23、容器検査ユニット24は１ユニットである必要はな
く、複数ユニット設置しても良い。これによってさらに
処理能力を向上することは明白である。また、受入れる
放射性廃棄物中に一般廃棄物が混入している場合には受
入れ測定ユニット２により一般廃棄物として弁別され、
実施例で説明した容器詰め工程もしくは簡易処分工程６
に加え、一般廃棄物としての処分もしくは再利用がされ
ることは第１図から第６図を見れば明白である。

［発明の効果］ 本発明によれば、放射性金属廃棄物を合理的に効率良
く処理することができる。その結果、放射廃棄物を低減
できかつ廃棄物を処分するための区分・弁別を合理的に
行うことができる。これによって作業者および一般公衆
の放射能被曝低減に寄与するとともに廃棄物処分費用を
低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る放射性廃棄物処理システムの第１
の実施例を示すブロック図、第２図（ａ）は第１図にお
ける処理ユニットの配置関係を示す上面図、第２図
（ｂ）は第２図（ａ）におけるＡ−Ａ′矢視方向に沿う
立面図、第３図から第６図は本発明に係る第２の実施例
から第５の実施例をそれぞれ示すブロック図である。 １……受入れユニット ２……受入れ測定ユニット ３……除染ユニット ４……除染後測定ユニット ５……接続モジュール ９……切断ユニット 10……処理ユニット車 14a,14b,14c……搬出入口 20……廃液処理ユニット 21……廃液固化ユニット 23……容器詰めユニット 24……容器検査ユニット 25……減容ユニット

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放射性固体廃棄物を受入れ，前記放射性固
   体廃棄物発生現場からの情報の読取りおよび廃棄物移送
   容器からの取出し，移し替えをする受入れユニットと、
   この受入れユニットで受け入れた前記放射性固体廃棄物
   に対し放射能レベルおよび放射能種類を測定し放射性廃
   棄物と一般廃棄物を判別する受入れ測定ユニットと、こ
   の受入れ測定ユニットで判別された除染可能廃棄物につ
   いて所定の放射能レベルまで放射能を低減する除染処理
   を行う除染ユニットと、この除染ユニットで除染後に再
   び放射能レベルを測定し所定の放射能レベルまで除染で
   きた廃棄物と除染できなかった廃棄物とに測定，弁別す
   る除染後測定ユニットからなり、前記各々のユニットは
   移動可能で廃棄物の出入口を有する処理ユニット車に収
   納され、相互に関連する前記各々のユニットが接続モジ
   ュールで連結されていることを特徴とする放射性廃棄物
   処理システム。
2. 【請求項２】前記処理ユニット車の周囲に放射線遮蔽パ
   ネルを取りはずし自在に設けてなることを特徴とする請
   求項１記載の放射性廃棄物処理システム。
3. 【請求項３】前記受入れ測定ユニットと前記除染ユニッ
   トとの間に切断ユニットを設けてなることを特徴とする
   請求項１記載の放射性廃棄物処理システム。
4. 【請求項４】前記除染ユニットに廃液処理ユニットを設
   けてなることを特徴とする請求項１記載の放射性廃棄物
   処理システム。
5. 【請求項５】前記除染後測定ユニットに容器詰めユニッ
   トを設けてなることを特徴とする請求項１記載の放射性
   廃棄物処理システム。
6. 【請求項６】前記容器詰めユニットに容器検査ユニット
   を設けてなることを特徴とする請求項５記載の放射性廃
   棄物処理システム。
7. 【請求項７】前記除染後測定ユニットと前記容器詰めユ
   ニットの間に廃棄物を減容する減容ユニットを設けてな
   ることを特徴とする請求項５記載の放射性廃棄物処理シ
   ステム。