JP3242297U

JP3242297U - Ｃｖｄダイヤモンド半導体原子力電池を設けた安全性の金属製容器装置。

Info

Publication number: JP3242297U
Application number: JP2023001128U
Authority: JP
Inventors: 五郎五十嵐
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2023-03-17
Filing date: 2023-03-17
Publication date: 2023-06-07
Anticipated expiration: 2033-03-17

Abstract

【課題】廃炉や事故に伴う放射性廃棄物を金属製容器に封入し、放射性物質から出る電離放射線をタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体原子力電池を設けた安全性の金属製容器装置を提供する。【解決手段】電離放射線入射面に、耐放射線性・絶縁性ＣＶＤダイヤモンド薄膜層６を設けたタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層５に、耐放射線性・絶縁性ＣＶＤダイヤモンド薄膜層４、または放射線遮断ガラス４を設け、鉛またはタリウム３および中性子線を吸収するホウ素、カドミウム、カーボンなどを用いた混合層２を設けて電離放射線を遮蔽、および吸収するドラム缶またはキャニスターと呼ばれる金属製容器１に、放射性廃棄物を封入し、タンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層５の安定した永年変換発電の電力を活用、または蓄電池を設けて活用する。【選択図】図１

Description

加圧水型軽水炉「ＰＷＲ」または沸騰水型軽水炉「ＢＷＲ」等の廃炉や事故に伴う高レベル放射性廃棄物または低レベル放射性廃棄物、核融合炉「ＩＴＥＲ」または原型炉「ＣＦＥＴＲ」の廃炉や事故に伴う低レベル放射性廃棄物を金属製容器に封入し、放射性廃棄物の中にある放射性物質から出る電離放射線（荷電粒子線のα線・β線、電磁波のγ線・Ｘ線）をタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層を設けた変換発電、および電離放射線の遮蔽や中性子線の吸収を設けた安全性のドラム缶またはキャニスターと呼ばれる金属製容器の貯蔵保管、または埋設や地層処分後も、金属製容器に設けたタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層の安定した永年変換発電の電力を活用する、または蓄電池を設けて活用する、ＣＶＤダイヤモンド半導体原子力電池を設けた安全性の金属製容器装置に関する。

国が原子力政策の要とする核燃料サイクルの実現は、使用済み核燃料を再処理し、取り出したプルトニウムやウランを再び燃料として使うと国のエネルギー基本計画に明記している。青森県六ヶ所村の再処理工場を運営する日本原燃は２０２２年９月７日、２０２２年度上期としていた完成を延期すると正式に発表した。総事業費１４兆円の事業は想定から２５年たった今も未完成である。使用済み燃料の再処理時に出る廃液をガラスで固化する技術にも課題が残り、高速増殖原型炉「もんじゅ」は廃炉が決まつている。日本原燃が使用済み核燃料再処理工場（青森県六ヶ所村）の完成目標時期を２０２４年度上期とする方針を決めたとされる。
経済産業省は原子力発電所の廃炉で生じる低レベル放射性廃棄物の一部を国外で処分できるようにする方針とされ、国内処分としたまま、原発の蒸気発生器、給水加熱器、使用済み核燃料を貯蔵する容器の３つについて再利用を条件に例外的に輸出を認める。米国やスウェーデンではこうした金属を除染や溶融などの処理をして再利用するビジネスが確立している。使用済み核燃料や放射性廃棄物の安全に関する条約は「廃棄物は発生した国で処分されるべきだ」とするが、相手国の同意などがあれば国境を越える移動も認めている。政府はエネルギー基本計画の改定作業を進め、国内で処理が困難な大型機器について「海外事業者への委託処理を通じ、輸送実績を積むことができるよう輸出規制の見直しを進める」と盛り込んだ。専門家からは「これまでの方針を覆す内容にもかかわらず、ほとんど議論されていない」など、問題視する声もある。
核融合は複数の方式があり、燃料である水素のプラズマ（電離気体）を磁場で封じ込める「磁場方式」と、レーザーなどの作用で閉じ込める「慣性方式」に大別される。実用化に向けては磁場方式が大きく先行している。１９９７年に日本の実験装置「ＪＴ－６０Ｕ」が重水素を使った実験で理論上は達成済み。その象徴が日米欧ロ韓中印の７極協力でフランス南部で建設中の国際熱核融合実験炉「ＩＴＥＲ」である。ＩＴＥＲの参加国・地域は国際プロジェクトで得た知見をもとに、次の発電プラントの開発に取り組むが、最も積極的なのが中国である。ＩＴＥＲよりも一回り規模が大きく発電能力を備えた原型炉「ＣＦＥＴＲ」の２０３０年代の運転開始を目指している。

特願２０２０－１３６０２６号特願２０２０－１１２１１５号特願２０２０－０７７７６１号

実用新案登録文献１

登録第３２３３２１４号

実用新案登録文献２

登録第３２３８２７０号

実用新案登録文献３

登録第３２３８３６５号

実用新案登録文献４

登録第３２３８８３０号

実用新案登録文献５

登録第３２３９４２３号

非特許文献

引用非特許文献１

編集原子力のすべて編集委員会、「原子力のすべて」１－３いろいろな原子炉 ▲１▼加圧水型軽水炉（ＰＷＲ）ｐ８～９、 ▲２▼沸騰水型軽水炉（ＢＷＲ）ｐ９～１０、第３節放射性廃棄物を安全に処分することはできるか４－３－１原子力発電所から発生する放射能の低い廃棄物の処理・処分ｐ１５２～１５５、４－３－２使用済燃料の再処理プロセスで発生する放射能の高い廃棄物の処理・処分ｐ１５６～１５８、資料編 ▲２▼放射線とはどのようなものかｐ３０６、（６）放射性廃棄物 ▲１▼放射性廃棄物とはどのようなものかｐ３４１、 ▲４▼原子力発電所の廃棄物処理方法、▲５▼放射性廃棄物の処理・処分の基本的考え方ｐ３４４、（７）その他 ▲１▼青森県六ヶ所村の核燃料サイクル施設の概要ｐ３４７、 ▲８▼原子力発電所は将来どうするのか（廃止措置の概要）ｐ３５２、１０．「地上の太陽」を人類の手に ▲４▼核融合炉から出る放射性廃棄物とその処分ｐ４１４、平成１５年版、独立行政法人国立印刷局。

引用非特許文献２

監修藤森直治，鹿田真一、ダイヤモンドエレクトロニクスの最前線《普及板》第４章ナノ結晶ダイヤモンド薄膜ｐ３６～４４、第６章半導体特性ｐ６３～７１、第７章ｐ型ホモエピタキシャルダイヤモンド薄膜の半導体特性ｐ７５～８４、第８章ｎ型ドーピングと半導体特性ｐ８６～９８、２０１４年版、株式会社シーエムシー出版。

引用非特許文献３

著作稲垣道夫、カーボン「古くて新しい材料」フレキシンブルグラファイトシートの著しい異方性ｐ７１～７２、２００９年版、株式会社工業調査会。

引用非特許文献４

編集兼発行者下中邦彦、「世界大百科事典２０」放射性元素、第１表自然放射性元素ｐ３４４～３４６、第２表人工放射性元素ｐ３４６～３６１、１９６７年版、株式会社平凡社。

引用非特許文献５

日本経済新聞、発電実証も中国先行へ核融合、国際実験超える能力、２０２３年２月２３日発行１２版（総合１）、日本経済新聞社。

引用非特許文献６

日本経済新聞、脱炭素、技術革新で挑む核融合発電、２０２３年１月１３日発行１１版（テック）、日本経済新聞社。

引用非特許文献７

日本経済新聞、再処理工場完成２年延期、２０２２年１２月２２日発行１２版（経済・政策）、日本経済新聞社。

引用非特許文献８

日本経済新聞、「地上の太陽」実用化へ一歩米、核融合でエネルギー純増脱炭素発電に期待、１２版（総合２）、日本経済新聞社。

引用非特許文献９

日本経済新聞、再処理工場延期を表明、２０２２年９月８日発行１２版（経済・政策）、日本経済新聞社。

引用非特許文献１０

日本経済新聞、放射性廃棄物を国外処分、２０２１年８月７日発行１２版（総合４）、日本経済新聞社。

引用非特許文献１１

日本経済新聞、放射線で発電、寿命１００年ダイヤモンド電池試作、２０２１年２月２２日発行（科学技術）日本経済新聞社。

引用非特許文献１２

日本経済新聞、高レベル放射性廃棄物の最終処分に向けて、２０１９年１２月１４日発行（全面・広告）、日本経済新聞社。

原子力発電所の加圧水型軽水炉型「ＰＷＲ」または沸騰水型軽水炉「ＢＷＲ」等の廃炉や事故で生じる放射性廃棄物は、高レベル放射性廃棄物または低レベル放射性廃棄物の処理および処分が課題となっている。青森県六ヶ所村の再処理工場の運営も未完成である。使用済み燃料の再処理時に出る高レベル放射性廃棄物の廃液をガラスで固化する技術にも課題が残る。政府はエネルギー基本計画の改定作業を進め、国内で処理が困難な大型機器について「海外事業者への委託処理を通じ、輸送実績を積むことができるよう輸出規制の見直しを進める」と盛り込んだが、専門家からは「これまでの方針を覆す内容にもかかわらず、ほとんど議論されていない」など、問題視する声もあるとされる。
核融合炉「ＩＴＥＲ」または原型炉「ＣＦＥＴＲ」の放射性廃棄物は、低レベル放射性廃棄物で、軽水炉型「ＰＷＲ」・「ＢＷＲ」等より放射性廃棄物は少なく、今後、処理処分が課題とされる。放射性廃棄物の処理処分は、現在の技術で取扱い可能で、その方針は、原子力委員会「ＲＩ・研究所等廃棄物処理処分の考え方」等に基くと考えられるとされる。
フィンランドでは、オルキルオトの岩盤に、「オンカロ」と呼ばれる調査施設が２００４年から建設され、操業許可申請を政府に提出し、２０２０年代には操業を開始する。
スウェーデンでは、２００９年にエストハンマル市のフォルスマルクと、オスカーシャム市が処分地に選ばれ、銅製容器のキャニスタ封入施設が建設され、核燃料・廃棄物管理会社（ＳＫＢ）が二つの自治体と連携しながら、今後、処分事業を進めていくとされる。

加圧水型軽水炉「ＰＷＲ」または沸騰水型軽水炉「ＢＷＲ」等の廃炉や事故に伴う高レベル放射性廃棄物または低レベル放射性廃棄物、核融合炉「ＩＴＥＲ」または原型炉「ＣＦＥＴＲ」の廃炉や事故に伴う低レベル放射性廃棄物を金属製容器に封入し、放射性廃棄物の中にある放射性物質から出る電離放射線（荷電粒子線のα線・β線、電磁波のγ線・Ｘ線）をタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層を設けた変換発電、および電離放射線の遮蔽や中性子線の吸収を設けた安全性のドラム缶またはキャニスターと呼ばれる金属製容器の貯蔵保管、または埋設や地層処分後も、金属製容器に設けたタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層の安定した永年変換発電の電力を活用する、または蓄電池を設けて活用する、ＣＶＤダイヤモンド半導体原子力電池を設けた安全性の金属製容器装置において、
金属製容器に封入した放射性廃棄物の中にある放射性物質から出る電離放射線の入射面に、耐放射線性ＣＶＤダイヤモンド薄膜層およびグラファイトシート電極を設け、トップセル層に、ヒ素（Ａｓ）ドープｎ型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜層およびガリウム（Ｇａ）ドープｐ型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜層接合のｎｐ型またはｐｎ型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜変換層に、ｉ型真性ＣＶＤダイヤモンド薄膜層を伴うヘテロ接合を設け、ボトムセル層に、リン（Ｐ）ドープｎ型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜層およびインジウム（Ｉｎ）ドープｐ型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜層接合のｎｐ型またはｐｎ型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜変換層を接合したタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層にグラファイトシート電極および耐放射線性ＣＶＤダイヤモンド薄膜層または放射線遮断ガラスの絶縁性を設け、鉛またはタリウムを設けて荷電粒子線および電磁波の遮蔽や中性子線を吸収するホウ素、カドミウム、カーボンなどを用いた混合層を設けたドラム缶またはキャニスターと呼ばれる金属製容器に放射性廃棄物を封入し、放射性物質から出る荷電粒子線や電磁波をタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層を設けた変換発電をし、電離放射線の遮蔽や中性子線の吸収を設けた安全性のドラム缶またはキャニスターと呼ばれる金属製容器の貯蔵保管、または埋設や地層処分後も、金属製容器に設けたタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層の安定した永年変換発電の電力を活用する、または蓄電池を設けて活用する、ＣＶＤダイヤモンド半導体原子力電池を設けた安全性の金属製容器装置。

核融合炉「ＩＴＥＲ」の運転が終了、またはＩＴＥＲよりも一回り規模が大きく発電能力を備えた原型炉「ＣＦＥＴＲ」の廃炉や事故に伴う低レベル放射性廃棄物を金属製容器に封入した低レベル放射性廃棄物の中にある放射性物質には、炭素１４（Ｃ^１４）、コバルト６０（ＣＯ^６０）、ニッケル６３（Ｎｉ^６３）、ニオブ９４（Ｎｂ^９４）、またはヘリウム（_２Ｈｅ^６）などの放射性物質から出る荷電粒子線および電磁波をタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層を設けた変換発電をし、電離放射線の遮蔽や中性子線の吸収を設けた安全性のドラム缶またはキャニスターと呼ばれる金属製容器の貯蔵保管、または埋設や地層処分後も、金属製容器に設けたタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層の安定した永年変換発電の電力を活用する、または蓄電池を設けて活用する、ＣＶＤダイヤモンド半導体原子力電池を設けた安全性の金属製容器装置。

軽水炉「ＰＷＲ」や「ＢＷＲ」等、または核融合炉「ＩＴＥＲ」や原型炉「ＣＦＥＴＲ」の廃炉または事故に伴う放射性廃棄物を安全性の金属製容器に封入し、放射性物質から出る電離放射線をタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層を設けた永年変換発電の電力を、１００年以上安定した活用であり、金属製容器の貯蔵保管、または埋設や地層処分後も安定した永年変換発電の電力を活用する、または蓄電池を設けて活用する、再生可能エネルギーとなる放射性廃棄物を用いた二酸化炭素（ＣＯ_２）を出さない脱炭素の、ＣＶＤダイヤモンド半導体原子力電池を設けた安全性の金属製容器装置である。

本考案に係る、金属製容器１の内面に中性子線を吸収するホウ素、カドミウム、カーボンなどを用いた混合層２および鉛またはタリウム３を設け、耐放射線性ＣＶＤダイヤモンド薄膜層４または放射線遮断ガラス４を設けたタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層５および耐放射線性ＣＶＤダイヤモンド薄膜層６を設けたドラム缶またはキャニスターと呼ばれる金属製容器１に、放射性廃棄物を封入した参考側面及び断面図。本考案に係る、金属製容器１に放射性廃棄物を封入し、放射性物質から出る電離放射線入射面に、耐放射線性ＣＶＤダイヤモンド薄膜層６およびグラファイトシート電極７を設け、ｎｐタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層８・９・１１・１２に、グラファイトシート電極１３および耐放射線性ＣＶＤダイヤモンド薄膜層４、または放射線遮断ガラス４を設け、鉛またはタリウム３および中性子線を吸収するホウ素、カドミウム、カーボンなどの混合層２を設けた金属製容器１の参考断面図。本考案に係る、金属製容器１に放射性廃棄物を封入し、放射性物質から出る電離放射線入射面に、耐放射線性ＣＶＤダイヤモンド薄膜層６およびグラファイトシート電極７を設け、ｎｐタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層８・９・１０・１１・１２に、グラファイトシート電極１３および耐放射線性ＣＶＤダイヤモンド薄膜層４、または放射線遮断ガラス４を設け、鉛またはタリウム３および中性子線を吸収するホウ素、カドミウム、カーボンなどの混合層２を設けた金属製容器１の参考断面図。

加圧水型軽水炉（ＰＷＲ）は、米国のウエスティングハウス社により開発された。炉心の燃料には、ウラン２３５を濃度３～５％に濃縮した低濃縮ウランが用いられる。沸騰水型軽水炉（ＢＷＲ）は、米国アルゴヌ国立研究所やジェネラルエレクトリック社で開発された。原子炉圧力容器が蒸気発生器を兼ねていて、発生した蒸気が蒸気タービンに入り、発電する。重水炉（ＣＡＮＤＵ）は、軽水と異なり中性子の吸収が少ない重水を冷却・減速材として使用するため、天然ウランを使うことができるのが利点である。ガス冷却炉は、減速材に黒鉛、冷却材として炭酸ガス等を用い、熱交換器により蒸気を発生させ、蒸気タービンを駆動して発電する。このような原子炉の廃炉や事故に伴う高レベル放射性廃棄物は、ガラス溶融炉を用いたガラス固化体に処理し、冷却のため３０～５０年間程度安全に貯蔵および保管し、地下深い地層に処分するとされる。低レベル放射性廃棄物は、凝縮、焼却などの減容をした後セメントなどによりドラム缶の中で安定な形に固定処理し、各施設の敷地内の貯蔵庫などで安全に保管し、青森県六ヶ所村において埋設処分が行われる。
本考案は、加圧水型軽水炉「ＰＷＲ」または沸騰水型軽水炉「ＢＷＲ」等の廃炉や事故に伴う放射性廃棄物を金属製容器に封入し、放射性廃棄物の中にある放射性物質から出る電離放射線（荷電粒子線のα線・β線、電磁波のγ線・Ｘ線）をタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層を設けた変換発電、および電離放射線の遮蔽や中性子線の吸収を設けたドラム缶またはキャニスターと呼ばれる金属製容器に放射性廃棄物を封入し、金属製容器の貯蔵保管、または埋設や地層処分後も、安定した永年変換発電の電力を活用する、または蓄電池を設けて活用する、ＣＶＤダイヤモンド半導体原子力電池を設けた安全性の金属製容器装置。

核融合炉「ＩＴＥＲ」または原型炉「ＣＦＥＴＲ」の放射性廃棄物は、低レベル放射性廃棄物であり、放射性廃棄物の中にある放射性物質には、ヘリウム、炭素１４、コバルト６０、ニッケル６３、ニオブ９４などがある。以下、１９６７年度理科年表による人工放射性元素の記号、半減期、崩壊型、を記載。
元素記号．ヘリウム（_２Ｈｅ^６）・半減期０．８２秒・崩壊型β^ー線（陰電子放出）。元素記号．炭素１４（Ｃ^１４）・半減期５．６×１０^３年（現在、５７３０年とされる）・崩壊型β^ー線（陰電子放出）。元素記号．コバルト６０（ＣＯ^６０）・半減期５．３年・崩壊型β^ー線（陰電子放出）：γ線（電磁波放出）。元素記号．ニッケル６３（Ｎｉ^６３）・半減期１２５年・崩壊型β^ー線（陰電子放出）。元素記号．ニオブ９４（Ｎｂ^９４）・半減期２×１０^４年・崩壊型β^ー線（陰電子放出）：γ線（電磁波放出）であり、放射性物質から出る電離放射線はβ線の陰電子放出が多く、タンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層を設けた安定した永年変換発電の電力の活用に適している。放射性廃棄物を金属製容器に封入し、その金属製容器にタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層を設けて荷電粒子線および電磁波を安定した永年変換発電の電力の活用、または蓄電池を設けて活用する、ＣＶＤダイヤモンド半導体原子力電池を設けた安全性の金属製容器装置である。
核融合炉「ＩＴＥＲ」または原型炉「ＣＦＥＴＲ」の放射性廃棄物の処分シナリオでは、ＩＴＥＲまたはＣＦＥＴＲの放射性廃棄物の処分は、現在の技術で取扱い可能で、その方針は、原子力委員会「ＲＩ・研究所等廃棄物処理処分の考え方」等に基づくと考えられるとされる。
本考案は、核融合炉「ＩＴＥＲ」または原型炉「ＣＦＥＴＲ」の廃炉や事故に伴う低レベル放射性廃棄物を金属製容器に封入し、放射性廃棄物の中にある放射性物質から出る電離放射線（荷電粒子線のα線・β線、電磁波のγ線・Ｘ線）をタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層を設けた変換発電をし、電離放射線の遮蔽や中性子線の吸収を設けた安全性のドラム缶またはキャニスターと呼ばれる金属製容器の貯蔵保管、または埋設や地層処分後も、金属製容器に設けたタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層の安定した永年変換発電の電力を活用する、または蓄電池を設けて活用する、ＣＶＤダイヤモンド半導体原子力電池を設けた安全性の金属製容器装置。

でんｊ
ＣＶＤダイヤモンドのバンドギャップは、５．４８ｅＶの半導体としての特性を有している。ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜は、高出力型マイクロ波プラズマＣＶＤ法、またはマイクロ波プラズマＣＶＤ法、表面波プラズマＣＶＤ法によるナノ結晶ダイヤモンド薄膜などが用いられる。ＣＶＤダイヤモンドは、熱伝導率、弾性定数、透光性、耐熱性、耐化学薬品性、耐放射線性、絶縁性、絶縁破壊など物質中で最高もしくは準最高値を有する材料とされる。本考案のタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層のトップセル層には、バンドギャップ１．４３ｅＶのヒ素・ガリウム（ＡｓＧａ）をドープしたｎｐ型またはｐｎ型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜層接合を設け、ボトムセル層には、バンドギャップ１．３５ｅＶのリン・インジウム（ＰＩｎ）をドープしたｎｐ型またはｐｎ型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜層接合のタンデム型に設けた構成。［引用非特許文献２］ナノ結晶ダイヤモンド薄膜、（独）産業技術総合研究所ナノチューブ応用研究センター。半導体特性、（独）産業技術総合研究所ダイヤモンド研究センター。ｐ型ホモエピタキシャルダイヤモンド薄膜の半導体特性、（独）物質・材料研究機構センサ材料センター。ｎ型ドーピングと半導体特性、（独）産業技術総合研究所ナノテクノロジー研究部門、（独）物質・材料研究機構センサ材料センター。の記載された文献を参考にした。

グラファイトシート面に平行方向は、垂直方向に比べて１００倍以上も電気を通しやすく、熱伝導率も平行方向で４０倍である。シート面に平行方向に電気および熱が圧倒的にに流れやすく、熱伝導率は銅あるいはアルミニウムなどの金属にほぼ匹敵する。特に、グラファイトが３，０００℃以上の温度に耐えることから、半導体デバイスの放熱をさせるためのヒートシンク材料として検討されている。本考案のタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層の電極には、グラファイトシート電極を設けた構成である。

本考案に係る、図１の参考側面及び断面図に示す。原子力発電所の廃炉や事故、または核融合炉や原型炉の廃炉や事故に伴う放射性廃棄物を金属製容器１に封入し、放射性物質から出る電離放射線（荷電粒子線のα線・β線、電磁波のγ線・Ｘ線）入射面に、耐放射線性ＣＶＤダイヤモンド薄膜層６を設けたタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層５に、耐放射線性ＣＶＤダイヤモンド薄膜層４、または放射線遮断ガラス４を設けて、鉛またはタリウム３および中性子線を吸収するホウ素、カドミウム、カーボンなどを用いた混合層２を設け、電離放射線の遮蔽および中性子線を吸収するドラム缶またはキャニスターと呼ばれる金属製容器１に、放射性廃棄物を封入し、タンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層５の安定した永年変換発電の電力を活用する、または蓄電池を設けて活用する、ＣＶＤダイヤモンド半導体原子力電池を設けた安全性の金属製容器装置。

本考案に係る、図２の参考断面図に示す。放射性物質から出る電離放射線の入射面に、耐放射線性ＣＶＤダイヤモンド薄膜がある層６およびグラファイトシート電極７を設け、トップセル層にヒ素（Ａｓ）ドープｎ型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜層８およびガリウム（Ｇａ）ドープｐ型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜層９接合のｎｐ型８・９またはｐｎ型９・８ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜変換層に、リン（Ｐ）ドープｎ型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜層１１およびインジウム（Ｉｎ）ドープｐ型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜層１２接合のｎｐ型１１・１２またはｐｎ型１２・１１ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜変換層接合のタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層８・９・１１・１２または９・８・１２・１１にグラファイトシート電極１３および耐放射線性ＣＶＤダイヤモンド薄膜層４または放射線遮断ガラス４を設け、鉛またはタリウム３を設けて荷電粒子線および電磁波を遮蔽し、非荷電粒子線の中性子線を吸収するホウ素、カドミウム、カーボンなどを用いた混合層２を設けたドラム缶またはキャニスターと呼ばれる金属製容器１の貯蔵保管、または埋設や地層処分後も、金属製容器１に設けたタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層５の安定した永年変換発電の電力を活用する、または蓄電池を設けて活用する、ＣＶＤダイヤモンド半導体原子力電池を設けた安全性の金属製容器装置。

本考案に係る、図３の参考断面図に示す。放射性物質から出る電離放射線の入射面に、耐放射線性ＣＶＤダイヤモンド薄膜層６およびグラファイトシート電極７を設け、トップセル層にヒ素（Ａｓ）ドープｎ型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜層８およびガリウム（Ｇａ）ドープｐ型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜層９接合のｎｐ型８・９またはｐｎ型９・８ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜変換層に、ｉ型真性ＣＶＤダイヤモンド薄膜層１０を伴うヘテロ接合に、リン（Ｐ）ドープｎ型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜層１１およびインジウム（Ｉｎ）ドープｐ型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜層１２接合のｎｐ型１１・１２またはｐｎ型１２・１１ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜変換層接合のタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層８・９・１０・１１・１２または９・８・１０・１２・１１に、グラファイトシート電極１３および耐放射線性ＣＶＤダイヤモンド薄膜層４または放射線遮断ガラス４を設け、鉛またはタリウム３を設けて荷電粒子線および電磁波を遮蔽し、非荷電粒子線の中性子線を吸収するホウ素、カドミウム、カーボンなどを用いた混合層２を設けたドラム缶またはキャニスターと呼ばれる金属製容器１の貯蔵保管、または埋設や地層処分後も、金属製容器１に設けたタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層５の安定した永年変換発電の電力を活用する、または蓄電池を設けて活用する、ＣＶＤダイヤモンド半導体原子力電池を設けた安全性の金属製容器装置。

２０１１年３月１１日に発生した東日本大震災は東北地方を中心に甚大な被害をもたらした。福島県にある東京電力福島第一原子力発電所に深刻なダメージを与え、放射能の汚染が拡大した。原子力発電の原料として使われるウラン２３５（Ｕ^２３５）は、核分裂反応の際に「分裂片」として放射性核種を生成する。核分裂生成物の種類は非常に多岐にわたり、放射線を発しながら崩壊する核種であり、体内にに取り込まりやすい核種が含まれている。危険性が指摘される放射性元素は、ヨウ素１３１（Ｉ^１３１）、セシウム１３７（Ｃｓ^１３７）、ストロンチウム９０（Ｓｒ^９０）の３つは、重篤な健康被害を起こす恐れがあるとされる。１９６７年度理科年表による人工放射性元素の記号、半減期、崩壊型、を記載。
元素記号．ヨウ素（Ｉ^１３１）・半減期８．０５日・崩壊型β^ー線（陰電子放出）：γ線（電磁波放出）。元素記号．セシウム（Ｃｓ^１３７）・半減期３０年・崩壊型β^ー線（陰電子放出）：γ線（電磁波放出）。元素記号．ストロンチウム（Ｓｒ^９０）・半減期２８年・崩壊型β^ー線（陰電子放出）。原子力発電の事故や廃炉に伴う核種の一例である。放射性廃棄物を金属製容器に封入し、その金属製容器にタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層を設けて電離放射線（荷電粒子線のα線・β線、電磁波のγ線・Ｘ線）を安定した永年変換発電の電力の活用、または蓄電池を設けて活用する、ＣＶＤダイヤモンド半導体原子力電池を設けた安全性の金属製容器装置である。
原子力発電の加圧水型軽水炉「ＰＷＲ」または沸騰水型軽水炉「ＢＷＲ」等の廃炉または事故に伴う高レベル放射性廃棄物または低レベル放射性廃棄物、または核融合炉「ＩＴＥＲ」または原型炉「ＣＦＥＴＲ」の廃炉または事故に伴う低レベル放射性廃棄物を金属製容器に封入し、放射性物質から出る電離放射線（荷電粒子線のα線・β線、電磁波のγ線・Ｘ線）をタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層を設けて変換発電し、荷電粒子線や電磁波の遮蔽および中性子線の吸収を設けたドラム缶またはキャニスターと呼ばれる金属製容器の貯蔵保管、または埋設や地層処分後も、金属製容器設けたタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層の安定した永年変換発電の電力を活用する、または蓄電池を設けて活用する、ＣＶＤダイヤモンド半導体原子力電池を設けた安全性の金属製容器装置。

１金属製容器
２中性子線を吸収するホウ素、カドミウム、カーボンなどの混合層
３鉛またはタリウム
４耐放射線性ＣＶＤダイヤモンド薄膜層または放射線遮断ガラス
５タンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層
６耐放射線性ＣＶＤダイヤモンド薄膜層
７グラファイトシート電極
８ヒ素（Ａｓ）ドープｎ型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜層
９ガリウム（Ｇａ）ドープｐ型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜層
１０ｉ型真性ＣＶＤダイヤモンド薄膜層
１１リン（Ｐ）ドープｎ型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜層
１２インジウム（Ｉｎ）ドープｐ型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜層
１３グラファイトシート電極

Claims

加圧水型軽水炉「ＰＷＲ」または沸騰水型軽水炉「ＢＷＲ」等の廃炉や事故に伴う高レベル放射性廃棄物または低レベル放射性廃棄物、核融合炉「ＩＴＥＲ」または原型炉「ＣＦＥＴＲ」の廃炉や事故に伴う低レベル放射性廃棄物を金属製容器に封入し、放射性廃棄物の中にある放射性物質から出る電離放射線（荷電粒子線のα線・β線、電磁波のγ線・Ｘ線）をタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層を設けた変換発電、および電離放射線の遮蔽や中性子線の吸収を設けた安全性のドラム缶またはキャニスターと呼ばれる金属製容器の貯蔵保管、または埋設や地層処分後も、金属製容器に設けたタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層の安定した永年変換発電の電力を活用する、または蓄電池を設けて活用する、ＣＶＤダイヤモンド半導体原子力電池を設けた安全性の金属製容器装置において、
金属製容器に封入した放射性廃棄物の中にある放射性物質から出る電離放射線の入射面に、耐放射線性ＣＶＤダイヤモンド薄膜層およびグラファイトシート電極を設け、トップセル層に、ヒ素（Ａｓ）ドープｎ型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜層およびガリウム（Ｇａ）ドープｐ型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜層接合のｎｐ型またはｐｎ型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜変換層に、ｉ型真性ＣＶＤダイヤモンド薄膜層を伴うヘテロ接合を設け、ボトムセル層に、リン（Ｐ）ドープｎ型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜層およびインジウム（Ｉｎ）ドープｐ型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜層接合のｎｐ型またはｐｎ型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜変換層を接合したタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層にグラファイトシート電極および耐放射線性ＣＶＤダイヤモンド薄膜層または放射線遮断ガラスの絶縁性を設け、鉛またはタリウムを設けた荷電粒子線および電磁波の遮蔽や中性子線を吸収するホウ素、カドミウム、カーボンなどを用いた混合層を設けたドラム缶またはキャニスターと呼ばれる金属製容器に放射性廃棄物を封入し、放射性物質から出る荷電粒子線や電磁波をタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層を設けた変換発電をし、電離放射線の遮蔽や中性子線の吸収を設けた安全性のドラム缶またはキャニスターと呼ばれる金属製容器の貯蔵保管、または埋設や地層処分後も、金属製容器に設けたタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層の安定した永年変換発電の電力を活用する、または蓄電池を設けて活用する、ＣＶＤダイヤモンド半導体原子力電池を設けた安全性の金属製容器装置。
核融合炉「ＩＴＥＲ」の運転の終了、またはＩＴＥＲよりも一回り規模が大きく発電能力を備えた原型炉「ＣＦＥＴＲ」の廃炉や事故に伴う低レベル放射性廃棄物を金属製容器に封入した低レベル放射性廃棄物の中にある放射性物質には、炭素１４（Ｃ^１４）、コバルト６０（ＣＯ^６０）、ニッケル６３（Ｎｉ^６３）、ニオブ９４（Ｎｂ^９４）、またはヘリウム（_２Ｈｅ^６）などの放射性物質から出る荷電粒子線および電磁波をタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層を設けた変換発電をし、電離放射線の遮蔽や中性子線の吸収を設けた安全性のドラム缶またはキャニスターと呼ばれる金属製容器の貯蔵保管、または埋設や地層処分後も、金属製容器に設けたタンデム型ＣＶＤダイヤモンド半導体薄膜電離放射線変換層の安定した永年変換発電の電力を活用する、または蓄電池を設けて活用する、請求項１に記載のＣＶＤダイヤモンド半導体原子力電池を設けた安全性の金属製容器装置。