JP2980944B2 - 放射性廃棄物ペレットの固化処理用容器およびそれを用いる固化処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、放射性廃棄物ペレットを容器内に充填し、
液状またはスラリー状の固形化材を流し込んで該容器内
で固化させる放射性廃棄物ペレット固化処理方法におい
て、該ペレットの比重が固形化材の比重より軽い場合に
適用するのに好適な容器に関するものであり、更には、
該容器を用いた固化処理方法に関するものである。

［従来の技術］ 近年、放射性廃棄物を処理する手段として、濃縮廃
液、廃スラッジ、使用済イオン交換樹脂等を遠心薄膜乾
燥機を使用して粉体化し、次いで、適当なバインダーを
適当量添加してタブレット型又はブリケット型のペレッ
トに造粒する（バインダーを添加しなくても造粒可能な
場合もある）ことが行われている。可燃性雑固体を焼却
炉で焼却した結果生じた焼却灰も適当に篩別した後、同
様にペレットに造粒することが行われている。これらペ
レットは適当な容器に充填され、プラスチック系または
セメント系等の有機系または無機系の液状もしくはスラ
リー状の固形化材をペレット間隙に均一に注入して容器
内で固化させることにより、安定な固体化に作成され
る。

ところで、固形化材の上記注入作業の際、ペレットの
比重が固形化材スラリーの比重より小さい場合には、注
入終了に近い時点で固形化材スラリーの面より上にペレ
ットが浮上しようとするので、適当な浮上防止策を講じ
ないと、ペレットが固形化材上にあふれて露出する現象
を呈する。

この様な浮上現象を防止するために従来から行われて
来た方法は、所定量のペレットを容器内に充填した後、
容器の上部にペレットの大きさより目が小さい金網を張
った鉄枠等を固定し、固形化材スラリーを金網の目を通
して上部から容器内に注入し、ペレットの浮上を金網で
阻止し、その後、この固形化材の粘性自体がペレットの
浮上現象を抑え得る程度まで増加するまで放置してか
ら、上記金網張り鉄枠を容器から取外した後、更に必要
量の固形化材を上部にポストフィリングするという方法
である。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来方法は次のような問題点がある。

ペレットを容器に充填する前に金網張り鉄枠を容器上
部に予め固定しておいたのではペレットは金網で阻まれ
て容器内に充填することができないから、上記従来方法
では、ペレットの容器内充填後に容器の上部に金網張り
鉄枠を取付けて固形化材の注入を行い、その後、金網張
り鉄枠を再使用のために取外すようにしている。

しかし、ペレット充填後の容器壁はペレット粉塵で汚
れていて金網張り鉄枠の取付が簡単でなく、その取付け
・取外しの作業およびそのための機構が複雑厄介であ
り、また、放射線被曝防止上望まれる遠隔自動操作化が
簡単でない等の問題点がある。

しかも、固形化材注入後、金網張り鉄枠を取外す時に
周辺に固形化材が飛散し易く、また取外された金網張り
鉄枠の取扱処理も厄介である。これを避けるために、固
形化材注入後に金網張り鉄枠を容器から取外さずに固化
体の一部として容器内の固形化材中に埋め込んでしまう
ことも考えられるが、この様にする場合においても、金
網張り鉄枠はペレットの容器内充填後に容器上部に取付
けることが必要であるから、前記と同様の問題点があ
る。

なお、ペレットの跳ねこぼれや粉塵飛散を抑制して容
器内にペレットを所定量充填するには、容器上部に一種
の蓋を施し、この蓋に貫通させた充填管を通じてペレッ
トを容器内に充填することが好ましいが、この様なペレ
ット充填方法を採る場合でも、後の固形化材スラリー注
入時のペレット浮上防止用の金網張り鉄枠を予め容器上
部に取付けた状態でペレットを充填することは不可能で
ある。

本発明の目的は、ペレット浮上阻止部材の取付けおよ
び取外しの操作なしにペレットの充填および固形化材の
注入が可能な放射性廃棄物ペレット固化処理用容器、お
よび該容器を用いる放射性廃棄物ペレット固化処理方法
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成する第１の発明の特徴は、放射性廃棄
物ペレットを充填し液状もしくはスラリー状の固形化材
を注入して固形化するための放射性廃棄物ペレット固化
処理用容器において、押下力を受けたときは屈曲せしめ
られてペレットの通過を許す間隙を形成し、押下力を解
除されたときは液状もしくはスラリー状の固形化材の通
過を許すがペレットの通過を許さない程度の間隙を形成
するペレット浮上阻止部材を容器内上部に設けたことに
ある。

上記目的を達成する第２の発明の特徴は、開口を有す
る中蓋が容器内上部にて容器壁に支持され、前記ペレッ
ト浮上阻止部材は、該中蓋に取付けられて前記開口の中
心に向って延びていることにある。

［作用］ 第１の発明は、押下力を受けたときには屈曲せしめら
れてペレットの通過を許す間隔を形成し、押下力を解除
されたときは固形化材の通過を許すがペレットの通過を
許さない程度の間隙を形成するペレット浮上阻止部材を
容器内上部に設けているので、ペレット浮上阻止部材の
取付け、取外し操作を行う必要がなく、ペレット浮上阻
止部材よりも下方にペレットを容易に充填できかつその
部材よりも下方への固形化材の注入が容易に行える。す
なわち、ペレットの固形化処理が容易にできる。また、
ペレット浮上阻止部材によって、固形化材注入後におけ
るペレットの浮上を阻止できる。

第２の発明は、開口を有する中蓋を容器内上部に設置
するので、この開口よりペレットを充填する際におい
て、中蓋により粉塵飛散を防止しペレットの跳ねこぼれ
を防止できる。

［実 施 例］ 第１図〜第６図により本発明の放射性廃棄物ペレット
固化処理用容器の第１実施例を説明する。200ドラム
缶１のコンクリート内張り３の上部に、ドラム缶１の上
端より若干下の位置にて、中蓋を構成するコンクリート
蓋２がエポキシ樹脂接着剤等で接着されている。コンク
リート蓋２は中心開口を有し、この中心開口に対して同
心的なリング状の鉄６が該蓋２にエポキシ樹脂接着剤等
で接着されている。リング状鉄板６の下面には、多数本
（本例では16本）のコイルばね７が該鉄板６の中心開口
の中心に対して約７゜ずれた方向に水平に向くように、
該コイルばね７の基部をエポキシ樹脂等で接着してある
（但し、接着でなく鉄板６にコイルばね７を溶接しても
よい）。コイルばね７は線径1.0mm、コイル外径10mmの
ものを用いた。これらコイルばね７の相互間隙は放射性
廃棄物ペレット１個の寸法よりも小さくしてある。中心
部におけるペレットの浮上防止のため、第２図図示の如
く、４本のコイルばねの長さは他のコイルばねよりも長
くしてある。なお、第１図中、４はドラム缶１のパッキ
ング付金属製天蓋、５はドラム缶１に天蓋４を装着する
ための締付バンドである。

第２図は下面に上記の如くコイルばね７を有するリン
グ状鉄板６の上面図、第３図はその側面図を示す。

次に、上記の構成を有する容器に放射性廃棄物ペレッ
トの充填および固形化材スラリーの注入を行う方法を説
明する。ペレット１個の体積は約17mlであり、固形化材
スラリーとしては該ペレットに対して比重が約0.3gr/cm
³重いセメントガラス（セメントと水ガラスの混合物）
ペーストを用いた場合を例にとる。

先ず、天蓋４は取り去っておき、第３図の如く、ペレ
ット充填管10を上方からリング状鉄板６の中心開口に向
けて近づける。

該充填管10の外周下端部は半径が数mmのＲを有する様
に加工してある。この充填管10を更にリング状鉄板６の
中心開口内に挿入することにより、第４図の如く、コイ
ルばね７は下方に屈曲せしめられる。或る深さ（20mm〜
50mm）だけ充填管を挿入すると、第５図およびその上面
図である第６図に示す如く、コイルばね７は充填管10の
側面にほぼ水平に当接する屈曲形状に自ら転換する。こ
の充填管10を通じて前記容器中に所定量のペレットを充
填（このために充填管10の下端近傍に充填量監視センサ
を取付けておくと好都合である）した後、充填管10を引
き抜く。すると、コイルばねは第２図および第３図に示
す状態に復元する。

次いで注入管（不図示）をリング状鉄板６の開口上方
に位置させ、該注入管から固形化材スラリーを該鉄板６
の開口およびコイルばね７の間隙を通って容器内に注入
する。注入された固形化材スラリーによるペレットの浮
上はコンクリート蓋２の下面で抑えられ、また、鉄板６
の中央開口から情報へ浮上しようとするペレットはコイ
ルばね７で抑えられて浮上が阻止される（すなわち、そ
の様な阻止力を発揮し得るようにコイルばね７の強さが
定めてある）。この様にペレットの浮上を阻止した状態
で、固形化材を、コンクリート蓋２、鉄板６およびコイ
ルばね７が固形化材中に埋まる様に、これらより上のレ
ベルまで注入する。その後、このドラム缶１に天蓋４を
施蓋し、バンド５で締付ける。

実験によれば、以上のペレット充填および固形化材注
入の作業が良好に実施できることが確認された。

上記実施例では、コイルばね７は、リング状鉄板６を
介してコンクリート蓋２に固定してあるが、これは直接
コンクリート蓋２に固定してもよい。また、コンクリー
ト蓋２は、浮力に充分打ち勝つ重量を有するものである
ならば、ドラム缶１のコンクリート内張り３上部に固着
でなく単に載置されているだけでもよい。

第７図および第８図は本発明の容器の第２実施例を示
す。ドラム缶１の内壁の上端より若干下の位置に溶接
（又はエポキシ樹脂により接着）されたリング状の鉄板
蓋９の下面に、該鉄板蓋９の中心開口の中心に対して夫
々約５゜ずれた方向に水平に向くように多数本のピアノ
線（線径約1.5mm）がその基部にて溶接（又はエポキシ
樹脂により接着）されている。中心部におけるペレット
の浮上防止のため、第８図図示の如く、４本のピアノ線
の長さは他のピアノ線よりも長くしてある。これらのピ
アノ線は先の第１実施例におけるコイルばね７に相当す
る機能を果すためのものである。本実施例の容器を用い
て、１個の体積が約９〜17mlで、固形化材スラリーに対
して比重差約0.4gr/cm³だけ軽いペレットの充填および
固形化材スラリーの注入を行ったところ、第１実施例と
同様、支障なく満足に実施可能であった。そのときの動
作、作用等は前記第１実施例の場合と同様であるから、
詳述は省略する。

以上述べた第１又は第２実施例において、コイルばね
７またはピアノ線８は前述の様なペレット浮上阻止作用
を果せる強さを持つように、ペレット浮力に応じて、そ
の線径、コイル径もしくは材質を選定することは勿論で
ある。また、以上の実施例では、これらのコイルばね又
はピアノ線は、充填管10の挿入される中心開口の中心に
対して若干角度ずれた方向に配置したが、該中心開口の
中心に向いた方向に配置してもよい。しかし、その様な
配置の場合には、第４図に示す状態から第５図および第
６図に示す状態に自ら転換する動作が起り難いので、充
填管10を引き抜いた後にコイルばね又はピアノ線が容器
内のペレットに阻まれることなく第３図の状態に復元し
得る為には、容器内へのペレット充填量を若干少な目に
する必要がある。従って、前述の第１又は第２実施例の
様にコイルばね７又はピアノ線８を開口中心に対して若
干ずれた方向に配置する方が、容器内へのペレット充填
量を多くすることができる利点がある。

なお、前記の第１実施例において、ドラム缶のコンク
リート内張り３は必ずしも必要でなく、中蓋としてコン
クリート蓋２の代りに中心開口付き鉄板蓋を用い、これ
をドラム缶１の内壁に溶接もしくは接着してもよい。

また、前記のコンクリート壁２や鉄板蓋９の如き中蓋
を省略し、容器の中心部まで延びているコイルばね又は
ピアノ線の基部を直接容器内壁に固着してもよい。しか
し、前記の如き中蓋を設け、その開口に充填管を挿入し
てペレットを容器内に充填する様にした前記実施例は、
充填時のペレット粉塵の容器外への飛散防止、ペレット
の跳ねこぼれ防止、固形化材によるペレット浮上の防止
の点で、より有利である。

なお、コイルばね又はピアノ線の代りに、板ばね、ゴ
ムもしくはプラスチックなど、充填管挿入により屈曲さ
れ且つ充填管引抜きにより復元し、その後の下方からの
ペレット浮上を抑止する作用を果し得る、屈曲性と復元
性のある部材を用いてもよい。

ペレット充填時に充填管10により屈曲せしめられる部
分は主にコイルばね７またはピアノ線の基部近傍の部分
であるから、第９図の如く、該部分10のみをコイルばね
又はピアノ線等の弾性部材で作り、それよりも先の方の
部分11は比較的剛性の高い棒条11で作ったものを、前記
第１又は第２実施例におけるコイルばね７またはピアノ
線８の代りに用いてもよい。

第10図に示す他の例では、前述のリング状中蓋鉄板６
（又は９）の中央開口部の下面に棒条11を弾性部材12
（コイルばね、ピアノ線または板ばね等）で連結してあ
り、棒条11は、その端部13と中蓋鉄板６（又は９）の開
口内面とが当接することで規定される水平位置まで弾性
部材12の弾力で跳ね上げられるようになっている。また
第11図に示す更に他の例では、中蓋鉄板６又は９の中央
開口部の下面に固定した基部材14に棒条15がヒンジ連結
されており、このヒンジ連結部に設けられた適当なばね
手段（不図示）により、棒条15はその端部16が部材14の
ストッパ面17と当接することで規定される水平位置まで
跳ね上げられるようになっている。第10図又は第11図に
示す構造の棒条は、先述の実施例におけるコイルばね７
又はピアノ線８に代るものとして、中蓋鉄板６（又は
９）の中央開口部に、同様に多数配列されていることは
云うまでもない。第10図、第11図の各実施例では、容器
内へのペレット充填を終えた充填管10が中蓋の中央開口
から引き抜かれた結果として水平位置に復帰した棒条11
又は15は、その後の固形化材スラリーの注入により浮上
しようとするペレットの浮上力を下から受けても、上記
の如きストッパ機構が作用するので、水平位置に保た
れ、ペレットの浮上りを確実に防止する。

第12図は更に他の実施例における中蓋板とそれに付属
する機構を示す上面図である。中蓋板６又は９の下面に
は、２枚の金網板19,19にヒンジ連結された基部20,20が
溶接又は接着により固定されている。ヒンジ部に設けた
不図示のばね手段により金網板19,19は、夫々ヒンジ軸
線21,21を中心として上方に、中蓋板６（又は９）の下
面に当接する水平位置まで跳ね上げられるようになって
いる（従って、金網板は開口18の径よりも若干長い）。
水平位置における金網板19,19間のギャップｇ、およ
び、各金網板の目の大きさはペレット１個の大きさより
も小さい。ペレットの充填時に前述の如き充填管10を中
蓋板の開口18の上から挿入すれば両金網板19,19はヒン
ジ軸線21,21を中心として下方に押し開かれ、その間を
通って充填管10から容器内にペレットを充填し得る。ペ
レット充填終了後、充填管10を引き抜くと金網板は元の
位置に復帰する。その後、これら金網板を通して上方か
ら固形化材スラリーを容器内に注入する。開口18から上
方へのペレットの浮上は、中蓋板６（又は９）の下面で
ストップされている金網19,19により、確実に阻止され
る。

［発明の効果］ 第１の発明によれば、ペレット浮上阻止部材をペレッ
ト充填前後において取外し、取付けるという厄介な操作
を行う必要がなく、容易にペレット充填および固形化材
の注入を行うことができる。

第２の発明によれば、ペレット充填時における粉塵飛
散を防止し、ペレットの跳ねこぼれを防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の放射性ペレット固化処理用
容器の断面図、第２図はそのコイルばねの配置を示す上
面図、第３図は同じくその側面図、第４図および第５図
はペレット充填時のコイルばねの様子を示す側面図、第
６図は第５図の上面図、第７図は本発明の他の実施例の
放射性廃棄物ペレット固化処理用容器の断面図、第８図
は第７図の中蓋の下面図、第９図、第10図、第11図、第
12図は本発明の更に他の実施例によるペレット浮上阻止
部材の例を示す図である。 １……ドラム缶、２……コンクリート中蓋 ４……ドラム缶の天蓋、６……鉄板 ７……コイルばね、８……ピアノ線 ９……中蓋鉄板、10……ペレット充填管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木内 好正 茨城県日立市会瀬町２丁目９番１号 株 式会社日立エンジニアリングサービス内 (72)発明者 真田 高宏 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式 会社日立製作所日立工場内 (72)発明者 土屋 弘行 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 日立 ニュークリアエンジニアリング株式会社 内 (72)発明者 大内 正市 茨城県日立市幸町３丁目２番１号 日立 エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−220695（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G21F 9/36 G21F 9/30

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放射性廃棄物ペレットを充填し液状もしく
   はスラリー状の固形化材を注入して固形化するための放
   射性廃棄物ペレット固化処理用容器において、押下力を
   受けたときは屈曲せしめられてペレットの通過を許す間
   隙を形成し、押下力を解除されたときは液状もしくはス
   ラリー状の固形化材の通過を許すがペレットの通過を許
   さない程度の間隙を形成するペレット浮上阻止部材を容
   器内上部に設けたことを特徴とする放射性廃棄物ペレッ
   ト固化処理用容器。
2. 【請求項２】開口を有する中蓋が容器内上部にて容器壁
   に支持され、前記ペレット浮上阻止部材は、該中蓋に取
   付けられて前記開口の中心に向って延びていることを特
   徴とする請求項１記載の放射性廃棄物ペレット固化処理
   用容器。
3. 【請求項３】請求項１記載の放射性廃棄物ペレット固化
   処理用容器の前記ペレット浮上阻止部材を上方から下降
   させたペレット充填管により屈曲させて該ペレット充填
   管を通じて放射性廃棄物ペレットを前記容器内に充填
   し、その後、該ペレット充填管を上昇させて前記ペレッ
   ト浮上阻止部材から離し、前記ペレットが充填された前
   記容器内に、該ペレットよりも比重の大きい液状もしく
   はスラリー状の固形化材を、前記ペレット浮上阻止部材
   の間隙を通じて、ペレット浮上阻止部材が固形化材中に
   没するまで注入することを特徴とする放射性廃棄物ペレ
   ットの固化処理方法。