JP4051885B2 - Radioactive waste disposal facility - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射性廃棄物処分施設に関し、特に、放射性廃棄物処分施設から発生するガスを利用したガスバリアシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
放射性廃棄物の処分施設として、地下水の動水勾配により核種が移行することを防止するために、複数の低透水性材料で廃棄物を覆うことが行われる。具体的には、放射性廃棄物を金属製廃棄体内に収納し、この廃棄体を地下コンクリート構造物内に設置しつつ、廃棄体間の隙間にセメント系材料等の中詰材を充填することで貯蔵する。また、構造物の周囲に低透水性材料からなる外周材を充填し、周囲地盤から隔離することが行われる。
【0003】
図2は、従来の放射性廃棄物処分施設の縦断面を示すもので、1は地盤E中の地下水位WLより低位置に構築された底版、側壁および頂版からなるコンクリート構造物、2は構造物1の周囲に充填されたセメント系、ベントナイト系等により構成される低透水性の外周充填材である。この構造においては、例えば、当初構造物1の底版および側壁を構築した後、放射性廃棄物を収容した金属製廃棄体3をその内部に順次設置するとともに、各廃棄体3間に中詰材4を充填する作業を底部から順に繰り返すことで、構造物1の内部を廃棄物で満たし、その後、構造物1の頂版を構築し、その上部に外周材2を充填した上で埋め戻しを行うことで、施設が閉鎖される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上の貯蔵方法においては、経年により地下水等が構造物1の内部に浸透し、廃棄体3の金属が腐食および放射線分解し、また有機物が分解することにより、ガスが発生するのは避け難いものとなっている。そして、ガスの発生量に比較して構造物1のガス透過量が少ない場合には、構造物1内にガスが滞留し、構造物1の内側ガス圧が外側の地下水圧より大きくなり、コンクリート構造物1が引張限界に達すると、打継目が剥離したりひび割れが発生し、図2に矢印で示すごとく破損個所から、一気にガスが放出され、外周充填材2が噴発するおそれがあるため、このような事態を確実に避けるため、コンクリート構造物1の頂版に予めガス抜き孔を形成することによって、ガス圧の上昇を未然に防ぐことも考えられている。
【0005】
しかしながら、コンクリート構造物1の頂版にガス抜き孔を形成した場合にあっては、当該ガス抜き孔が内部発生ガスの透気経路となり、ガス抜き孔からガスが徐々に廃棄されるが、面的な拘束を受けていない透気経路に位置する上部側外周材2が攪乱されてダメージを受ける可能性があることから、核種移行の抑制に対して、十分な照査や他の確実な手段を講じる必要があった。
【0006】
本発明は、以上の課題を解決するものであって、その目的は、廃棄物から発生するガスを利用してコンクリート構造物のひび割れや、外周充填材の噴発および攪乱を防止できるようにした放射性廃棄物処分施設を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、地盤中の地下水位より低位置に構築されたコンクリート構造物と、構造物周囲に充填された外周材とを備えた施設にして、前記構造物の内部に、放射性廃棄物を収納した廃棄体を順次収容するとともに、該廃棄体間に中詰材を充填する作業を繰り返した後、当該施設を閉鎖するようにした放射性廃棄物処分施設において、前記構造物の底版に前記外周材に連通するガス抜き孔を形成したことを特徴とするものである。従って、本発明によれば、構造物の内圧が地下水圧より大きくなると、構造物の底部側からガスが抜けるため、構造物に作用する内圧は、構造物高さの水圧以下の差圧に制限される。そして、ガスが抜ける際、コンクリート構造物の底部側外周材は、構造物底版によって面的拘束を受けるため、ガス抜き孔をガスが通過してもこの部分が攪乱を受けることがない。また、外周材内に放出したガスは、地下水圧と拮抗し、地下水の浸入を抑制するための低動水勾配帯、ないしはガスの不飽和帯を形成し、地下水の浸入を防止するためのガスバリアとして機能する。
【0008】
また、請求項2に記載の発明は、前記外周材が、高透気性充填材料からなることを特徴とする。従って、本発明によれば、外周材中に供給されたガスは、外周充填材各部に均一にゆきわたるため、ガスバリアとしての機能が大となる。
【0009】
さらに、請求項3に記載の発明は、前記コンクリート構造物の内面にシール材をライニングすることを特徴とする。従って、本発明では、ガス抜き箇所がガス抜き孔の形成位置のみに確実に特定される。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、従来と同一箇所には同一符号を付し、異なる箇所にのみ異なる符号を用いて説明する。図1は、本発明に係る、放射性廃棄物処分施設から発生するガスを利用したガスバリアシステムを実施した放射性廃棄物処分施設を示すものである。
【0011】
このものは、従来と同じく、地下水位WLより低位置に構築された底版、側壁、頂版からなる地下コンクリート構造物1と、その周囲に充填された低透水性材料からなる外周充填材2とからなっている。構造物1の底版と側壁の構築後、その底面から順に、放射性廃棄物が収容された金属製筒体からなる廃棄体3をその内部に順次設置するとともに、各廃棄体3間の隙間にセメント系材料等の中詰材4を充填する作業を底部から順に繰り返すことで、構造物1の内部を廃棄物で満たした後、構造物1の頂版を構築し、その上部に外周材2を充填した上で埋め戻しを行うことで、施設が閉鎖される。
【0012】
以上に加え、本実施の形態では、コンクリート構造物1の内面にシール材10をライニングし、構造物1の気密性を高め、構造物1の底版1aには内外を貫通するガス抜き孔12を形成し、この孔12の部分に底部側外周材2が底版1aの上面と面一に入り込んだ構成となっている。なお、同図では、一つのガス抜き孔12のみが描かれているが、規模に応じて複数箇所形成することができる。また、各ガス抜き孔12の径は、予測される内圧上昇に適合してガス抜きが可能な寸法に設定される。さらには、ガス抜き孔12に安全弁ないしは一方向弁等を設置し、構造物1の内圧が一定圧以上となった場合にのみ、弁を開いてガスを外部に逃す構造とすることも可能である。
【0013】
また、前記外周材2は、ベントナイト、ベントナイトと砂の混合材、セメント系充填材料等の低透水性の充填材料から構成されている。なお、低透水性の充填材料に換えて、砂礫と砂の混合材、ポーラスコンクリートなどの透気性の充填材料により外周材2を構成することも可能である。
【0014】
以上の構成において、閉鎖中に、廃棄体3の金属が腐食および放射線分解し、また有機物が分解することにより、コンクリート構造物1内でガスが発生し、構造物1内にガスが滞留し、構造物1の内側ガス圧が外側の地下水圧より大きくなり、この圧力が構造物1の底部での水圧に相当する圧力以上となると、矢印に示すごとく、ガスが徐々にガス抜き孔12を通って外周材2側に抜け、構造物1に作用する内圧は、構造物1の高さに相当する水圧以下の差圧に制限されるため、構造物に対するダメージが小さなものとなる。結局、本発明においては、廃棄体3から発生するガスをコンクリート構造物1内に貯留させ、ガス圧を外側地下水圧以上、構造物1躯体のひび割れ発生圧力以下に制御することができるのである。
【0015】
そして、ガスが抜ける際、構造物1の底部側外周材2は、構造物1の底版により面的拘束を受けるため、ガス抜き孔12をガスが通過してもこの部分が攪乱を受けることがなく、低透水層としての機能を保持できる。また、外周材2内に放出したガスは、地下水圧と拮抗し、地下水の浸入を抑制する低動水勾配帯、ないしはガス不飽和帯を形成し、地下水の浸入を防止するためのガスバリアとして機能し、構造物1に対する地下水の浸入を抑制する。さらに、地下水の浸入抑制効果によって、金属の腐蝕や、有機物の分解も抑制されるため、ガス発生そのものも抑制できるといった相乗効果も得られる。
【0016】
なお、以上の実施形態では、構造物1の内面全体にシール材10を設けた。これは、構造物1そのものの漏気防止効果を高めるためのものであるが、構造物1自体の透気性が十分低い場合には、必ずしも必要ではない。
【0017】
以上の実施形態では、コンクリート構造物1の外周を覆う外周充填材2が低透水性材料からなっていたが、外周充填材2として透気性ないしは高透気性充填材料を用いた場合には、ガスは徐々にガス抜き孔12から放出され、外周充填材2の各部に均一にゆきわたり、コンクリート構造物1の外周に不飽和体が形成されて、地下水と隔離されたガスバリアとなる。
【0018】
【発明の効果】
以上の説明により明らかなように、本発明による放射性廃棄物処分施設にあっては、構造物内部で発生するガスはガス抜き孔を通じて徐々に放出されるため、内圧上昇による構造物のひび割れや、外周材の噴発現象を未然に防止できる。また、地下水の構造物内部への浸入も抑制でき、これによりガス発生そのものも抑制できるとともに、鉄筋コンクリートを劣化させる鉄筋腐食や水和物の溶解も抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る放射性廃棄物処分施設の説明用断面図である。
【図2】従来の放射性廃棄物処分施設の説明用断面図である。
【符号の説明】
1 地下コンクリート構造物
2 外周材
3 廃棄体
4 中詰材
10 シール材
12 ガス抜き孔
E 地盤
WL 地下水位[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a radioactive waste disposal facility, and more particularly, to a gas barrier system using a gas generated from a radioactive waste disposal facility.
[0002]
[Prior art]
As a radioactive waste disposal facility, in order to prevent nuclides from migrating due to the gradient of groundwater flow, the waste is covered with a plurality of low water permeable materials. Specifically, radioactive waste is stored in a metal waste body, and this waste body is placed in an underground concrete structure, and a filling material such as cementitious material is filled in the gap between the waste bodies. Store. Moreover, the outer periphery material which consists of a low water-permeable material is filled around a structure, and it isolate | separates from the surrounding ground.
[0003]
FIG. 2 shows a longitudinal section of a conventional radioactive waste disposal facility, wherein 1 is a concrete structure composed of a bottom slab, side walls, and a top slab constructed below the groundwater level WL in the ground E, and 2 is a structure. This is a low water-permeable outer peripheral filler composed of a cement system, a bentonite system, or the like filled around the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above storage method, it is avoided that groundwater etc. penetrate | infiltrate into the inside of the
[0005]
However, in the case where a vent hole is formed in the top plate of the
[0006]
The present invention solves the above-mentioned problems, and its object is to prevent cracks in a concrete structure and eruption and disturbance of a peripheral filler by using gas generated from waste. Provide a radioactive waste disposal facility.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a facility comprising a concrete structure constructed at a position lower than the groundwater level in the ground, and an outer peripheral material filled around the structure. In the radioactive waste disposal facility in which the wastes containing the radioactive waste are sequentially stored and the operation of filling the filling material between the wastes is repeated, and then the facility is closed. it is characterized in that it has a gas vent hole communicating with the prior Kigaishu material on the bottom plate of the object. Therefore, according to the present invention, when the internal pressure of the structure becomes larger than the groundwater pressure, gas escapes from the bottom side of the structure, so the internal pressure acting on the structure is limited to a differential pressure equal to or lower than the water pressure of the structure height. Is done. When the gas escapes, the outer peripheral material on the bottom side of the concrete structure is subjected to surface restraint by the bottom plate of the structure, so that even if the gas passes through the vent hole, this portion is not disturbed. In addition, the gas released into the outer peripheral material antagonizes the groundwater pressure, forms a low dynamic gradient zone to suppress the ingress of groundwater, or forms a gas unsaturated zone, and a gas barrier for preventing the ingress of groundwater. Function as.
[0008]
The invention according to
[0009]
Furthermore, the invention described in
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same location as the past, and it demonstrates using a different code | symbol only to a different location. FIG. 1 shows a radioactive waste disposal facility in which a gas barrier system using gas generated from a radioactive waste disposal facility according to the present invention is implemented.
[0011]
As in the prior art, an
[0012]
In addition to the above, in the present embodiment, the
[0013]
Moreover, the said outer
[0014]
In the above configuration, during the closing, the metal of the
[0015]
When the gas escapes, the outer
[0016]
In the above embodiment, the sealing
[0017]
In the above embodiment, the outer
[0018]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, in the radioactive waste disposal facility according to the present invention, the gas generated inside the structure is gradually released through the vent hole, so that the structure cracks due to the increase in internal pressure, The peripheral material eruption phenomenon can be prevented in advance. Moreover, the intrusion into the structure of the groundwater can be suppressed, whereby the gas generation itself can be suppressed, and the reinforcement corrosion and the hydrate dissolution that deteriorate the reinforced concrete are also suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a radioactive waste disposal facility according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view for explaining a conventional radioactive waste disposal facility.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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