JP5630670B2

JP5630670B2 - 構造体造成方法及び構造体

Info

Publication number: JP5630670B2
Application number: JP2012150055A
Authority: JP
Inventors: 賢市近藤; 俊昭足立
Original assignee: JAPAN-CHINA EAST NORTH PRODUCTS CO., LTD.
Current assignee: JAPAN-CHINA EAST NORTH PRODUCTS CO., LTD.
Priority date: 2012-07-04
Filing date: 2012-07-04
Publication date: 2014-11-26
Anticipated expiration: 2032-07-04
Also published as: JP2014013159A

Description

この発明は、放射性瓦礫の放射線量を低減させるとともに、その放射線量を低減した瓦礫を津波防波堤等の構造体の盛土材として用いる構造体処理方法、及び、その方法によって造成した構造体に関する。

原子力発電所で重大事故が発生すると、その周辺にセシウム等の放射性物質が大量に拡散し、周辺家屋や土壌等が広範囲に亘って汚染される。その復旧作業においては、大量に発生した放射性瓦礫の放射線量を低減した上で、埋め立て等の最終処分を迅速に進める必要がある。この放射性瓦礫（放射性廃棄物）の処理方法として、例えば特許文献１に示す方法がある。この方法は、放射性廃棄物をセメント系固形化材で固化して、その放射線量を低減しようとするものである。

特開２００８−２４１５８７号公報

特許文献１に係る放射性廃棄物の処理方法においては、固化した放射性廃棄物を埋立地に搬送して埋め立て処分する必要がある。ところが、上記のように原子力発電所における重大事故においては、平常時に発生する廃棄物の数年から十数年分の量に相当する大量の瓦礫が一度に発生するため、事故の影響を受けた地域（被災地）内だけでは埋立地の確保ができず、最終処理がなかなか進まないという問題がある。また、被災地以外の地域に、放射線量を低減する処理を行った後の瓦礫（処理済み瓦礫）を搬送して埋め立てることも考えられるが、安全性に対する懸念から瓦礫の受け入れを拒否する自治体がある等、その受け入れ態勢が十分に整っていないのが現状である。また、仮に受け入れ地域が見つかったとしても、被災地から大量の瓦礫を運搬するには、多大のコストと時間を要することが多い。このため、復旧作業の第一段階である瓦礫の処理が遅々として進まず、被災地の復興が大幅に遅れるという問題が現実味を帯びている。

そこで、この発明は、原子力発電所における重大事故の被災地で処理した放射性瓦礫を、被災地以外の場所に搬送することなく速やかに処理することを課題とする。

上記の課題を解決するため、この発明は、放射性瓦礫と放射性物質を吸着する放射性物質吸着材とを混合して、前記放射性瓦礫の放射線量が所定値以下に下がった後に、前記放射性瓦礫と放射性物質吸着材の混合物を構造体の内部に盛土材として詰めて、その構造体を造成する方法によって、処理済みの大量の瓦礫を処理する構成を採用した。

この構造体は、その大きさにもよるが、造成のために大量の盛土材を必要とする。この盛土材として処理済みの瓦礫を使用することで、大量の瓦礫を一度に処理することができる。しかも、その構造体を被災地で造成すれば、瓦礫を搬送する必要がないため、搬送に伴うコストと時間を削減できる。また、瓦礫の搬送受け入れ地域との交渉も不要となるため、迅速な瓦礫処理が可能となる。このため、被災地の復興をスムーズに進めることができる。

前記構成においては、前記構造体の側壁を構成する擁壁材に、前記放射性物質吸着材を混ぜるようにすることができる。

前記構造体には、その内部に雨水や地下水等による水分が溜まるのを防ぐため、この構造体の擁壁材に水を通す孔を形成して、この孔を通して排水するのが一般的である。そこで、この擁壁材自体に放射性物質吸着材を混ぜておくことによって、仮に構造体内部の水分に放射性物質が残留していたとしても、前記排水の際にその放射性物質が放射性物質吸着材によって吸着される。このため、構造体の内部から放射性物質が流出する恐れは非常に低い。

前記各構成においては、前記構造体の側壁を構成する擁壁材の内部に空洞部を形成し、この空洞部に前記放射性物質吸着材を封入することができる。

前記擁壁材の内部に空洞部を形成しておくと、この空洞部が水分の流路となって、構造体内部に溜まった水分がこの空洞部を通って排水される。そして、この空洞部に放射性物質吸着材を封入しておけば、水分がこの放射性物質吸着材に直接接触し、仮に構造体内部の水分に放射性物質が残留していたとしても、前記排水の際にその放射性物質が放射性物質吸着材によって吸着される。このため、構造体の内部から放射性物質が流出する恐れは非常に低い。

前記擁壁材を設けた構成においては、前記擁壁材の裏込材として、前記放射性物質吸着材を用いることができる。

構造体内部の水分が擁壁材に形成した孔から排水される際には、この擁壁材の裏面側を流通する。そこで、この裏面側に裏込材として放射性物質吸着材を設けておけば、仮に構造体内部の水分に放射性物質が残留していたとしても、その排水の際に、その放射性物質が放射性物質吸着材によって吸着される。このため、構造体の内部から放射性物質が流出する恐れは非常に低い。

前記各構成においては、前記放射性物質吸着材が、ゼオライト、イライト、麦飯石のうちから少なくとも一つを含むものとすることができる。

これらは、セシウム等の放射性物質を吸着するとともに、その放射能を除去することが実験的に確認されている。これらの中でも、イライトは、放射性物質を強く吸着する性質を有することが確認されており、一旦吸着した放射性物質を再び放出しにくいため、放射性物質吸着材として特に優れている。

上記の構造体造成方法によって造成した構造体は、津波用防波堤、突堤、河川用堤防、水門、樋門、砂防堰堤、治山谷止、河川湖沼ダム、湾岸道路、風力・水力・太陽光発電装置用基礎、公園、緑地帯として用いるのが適している。

例えば、海岸近くの領域では津波や高潮による浸水を防ぐための防波堤等、山間部の領域では、大雨による土砂災害を防ぐための砂防堰堤等の構造体を造成することによって、それらの地域の自然災害に対する安全性を大きく向上することができる。また、原子力発電を中心とするエネルギー政策の転換を見据え、各種発電装置用の基礎として前記構造体を採用することによって、新エネルギー政策に伴う新規産業の拡大を図ることもできる。さらに、公園等を造成することによって、その地域における住民生活の質の向上も図ることができる。このように、処理済みの放射性瓦礫を用いて構造体を造成することによって、迅速な瓦礫の除去と、その造成地域における安全性等の向上の両立を図ることができる。

この発明に係る構成においては、原子力発電所における重大事故に伴って生じた大量の放射性瓦礫を、放射性物質吸着材を用いてその放射能を除去し、さらにその処理済みの瓦礫を盛土材として用いて構造体を造成することとした。これにより、放射性瓦礫を大量にかつ迅速に処理することができ、被災地の復興に大きく寄与することができる。

本願発明に係る構造体の第一実施形態を示す断面図本願発明に係る構造体の第二実施形態を示す断面図

本願発明に係る構造体の第一実施形態を図１に示す。この構造体１は、海岸近傍に設けられる津波用防波堤である。海岸に沿って、数ｋｍの長さに亘って造成されることもある。この津波用防波堤は、海岸側及び陸地側の双方に、断面略Ｕ字形の溝部を形成した擁壁材として機能するコンクリートブロック２を、複数段それぞれ積み重ねたものである。コンクリートブロック２の積み重ね高さｈは、その地域で想定される最大津波高さを考慮して適宜変更することができる。また、このコンクリートブロック２は、鉛直線に対して所定の傾斜角度θをもって設置されている。陸地側のコンクリートブロック２の内側（陸地側）には、防波堤内に溜まった水を排水するための排水路３が設けられている。

積み重ねた双方のコンクリートブロック２の内側に対向して設けた支持壁４、４の間には、ゼオライト及びイライトからなる砕石状又は粉末状の放射性物質吸着材５と混合して、放射線量を所定値以下とした放射性瓦礫６（以下、処理済み瓦礫６という。）が、放射性物質吸着材５と混合した状態のまま、盛土材として詰められている。

同図中には最下層の放射性物質吸着材５及び処理済み瓦礫６からなる層のみ記載されているが、実際にはその層が複数に亘って積み重なった状態となっている。この処理済み瓦礫６等の層の隙間には、粉末状としたゼオライトやイライト等の放射性物質吸着材５を混ぜ込んだセメント７が充填され、処理済み瓦礫６が放射性物質吸着材５とともに、セメント７中に封じ込められた状態となっている。コンクリートブロック２には、その骨材としてゼオライトが使用されている。また、前記溝部にも、砕石状のゼオライトが放射性物質吸着材５として充填されている。処理済み瓦礫６等の最上部にはコンクリート製の蓋８が設けられ、雨水が構造体１の内部に浸入しないようにしている。このコンクリート製の蓋８にも、ゼオライト等の放射性物質吸着材５が混ぜ込まれている。このように、処理済み瓦礫６の周囲を、放射性物質吸着材５を充填したり混ぜ込んだりしたコンクリートブロック２やセメント７等で取り囲むことにより、仮に構造体１の内部の水分に放射性物質が残留していたとしても、その排水の際に残留していた放射性物質が放射性物質吸着材５によって吸着される。このため、構造体１の内部から放射性物質が流出する恐れは非常に低く、高い安全性を確保できる。

この構造体１は、その造成規模にもよるが、大量の処理済み瓦礫６を盛土材として使用する。このため、被災地で発生した瓦礫を、被災地以外の地域に運搬することなく、その場で一度に大量に処分することができ、被災地の復旧・復興作業を迅速に進めることができる。しかも、この構造体１を海岸近くの地域では津波用防波堤等として、山間部の地域では砂防堰堤等として使用することによって、それらの地域の自然災害等に対する安全性が大幅に向上する。さらに、原子力発電を中心とするエネルギー政策の転換を見据え、各種発電装置用の基礎としてこの構造体１を採用することによって、新エネルギー政策に伴う新規産業の拡大を図ることもできる。また、この構造体１の上に公園等を造成することによって、その地域における住民生活の質の向上も図ることができる。

この第一実施形態においては、断面略Ｕ字形の溝部を形成したコンクリートブロック２を用い、その溝部に放射性物質吸着材５を充填するとともに、コンクリートブロック２、蓋８に放射性物質吸着材５を混ぜ込む等の構成を採用したが、このような構成は必須のものではなく、その一部の構成を適宜省略することもできる。

この構造体１（津波用防波堤）の造成手順を次に説明する。まず、放射性瓦礫６に放射性物質吸着材５を混ぜて、この放射性瓦礫６の放射能を除去（あるいは低減）する処理（前処理）を行う。この処理に先立って、クラッシャ等を用いて放射性瓦礫６を適切な大きさに予め破砕しておくのが好ましい。また、放射性瓦礫６と放射性物質吸着材５との混合に際しては、スタビライザ（撹拌機）を用いて混合・撹拌を促進させるようにするのが好ましい。さらに、この前処理で用いる放射性物質吸着材５は、事前に十分乾燥させておくのが好ましい。

処理対象が汚泥状やヘドロ状のように水分を多く含む場合は、セメント系あるいは石灰系の土壌改良剤を添加した上で、粉末状の放射性物質吸着材５を混ぜて、この放射性汚泥あるいは放射性ヘドロの処理を行う。この処理で用いる粉末状の放射性物質吸着材５は、事前に強制乾燥させておくのが好ましい。強制乾燥した放射性物質吸着材５を用いることで、放射性汚泥あるいは放射性ヘドロを容易に固形化することができ、その後の造成工程をスムーズに行うことができるためである。

次に、コンクリートブロック２を積み重ねるとともに支持壁４を対向するように設置して、前処理によって放射線量が低下した処理済み瓦礫６を対向する両支持壁４、４の間に所定量（例えば全量の数分の一程度）ずつ投入する。そして、その投入した処理済み瓦礫６等を圧縮装置で圧縮する。この圧縮後に、ゼオライトやイライト等の放射性物質吸着材４を混ぜ込んだセメント６（セメントミルク）を流し込んで、圧縮後に残留した隙間を充填する。この処理済み瓦礫６等の投入、圧縮、及び、セメント６の充填作業を繰り返し、所定高さまで到達したら、蓋８を設けて構造体１を完成する。

本願発明に係る構造体の第二実施形態を図２に示す。この構造体１は、河川の護岸及び洪水防止のための河川用堤防である。この河川用堤防は、ゼオライト及びイライトからなる放射性物質吸着材３と混合して、放射線量を所定値以下とした放射性汚泥９（以下、処理済み汚泥９という。）を河岸に埋め立て、この処理済み汚泥９が河川に流出するのを防ぐコンクリートブロック２を複数段積み重ねて護岸作用を持たせるようにしたものである。

このコンクリートブロック２には通水作用を備えた空洞部１０が形成されていて、この空洞部１０の内部に、砕石状のゼオライトが放射性物質吸着材５として封入されている。このコンクリートブロック２には、埋め立て側に溜まった雨水等の水分を、空洞部１０を通って河川側に排水する通水孔（図示せず）が形成されている。また、コンクリートブロック２と処理済み汚泥９との間には、砕石状のゼオライトが裏込材１１として設けられている。この裏込材１１とコンクリートブロック２との間、及び、水面よりも上側のコンクリートブロック２の表面側（河川側）の隙間部には、処理済み汚泥９が河川等に流出するのを防ぐ吸出防止材１２が設けられている。処理済み汚泥９の最上部はコンクリート１３で覆われている。コンクリートブロック２の表面側には水草等の植物Ｐが植えられていて、堤防の緑化が図られている。

この第二実施形態においては、コンクリートブロック２の空洞部１０に放射性物質吸着材５を充填するとともに、裏込材１１として砕石状のゼオライトを採用する等の構成を採用したが、このような構成は必須のものではなく、その一部の構成を適宜省略することもできる。

上記の各実施形態においては、放射性物質吸着材５として、ゼオライト及びイライトを採用したが、それ以外に、麦飯石等のように放射性物質を吸着することが確認されている種々の鉱物等を採用することができる。また、この放射性物質吸着材５の形状として、砕石状のもののみならず、粒子状、細粉状、フレーク状等のように種々の形状のものを採用することができる。

１構造体
２擁壁材（コンクリートブロック）
３排水路
４支持壁
５放射性物質吸着材
６放射性瓦礫（処理済み瓦礫）
７セメント
８蓋
９放射性汚泥（処理済み汚泥）
１０空洞部
１１裏込材
１２吸出防止材
１３コンクリート
ｈ積み重ね高さ
θ 傾斜角度

Claims

放射性瓦礫（６）と放射性物質を吸着するイライトとを混合して、前記放射性瓦礫（６）の放射線量が所定値以下に下がった後に、前記放射性瓦礫（６）とイライトの混合物を構造体（１）の内部に盛土材として詰め、前記構造体（１）の側壁を構成する擁壁材（２）に、イライトを混ぜ、前記擁壁材（２）の内部に空洞部（１０）を形成し、この空洞部（１０）にイライトを封入し、前記擁壁材（２）に前記構造体（１）内部に溜まった水分を、空洞部（１０）を通って排出する通水孔を形成し、前記構造体（１）内部に溜まった水分が排水される際に、この水分に残留する放射性物質が、前記擁壁材（２）又は前記空洞部（１０）中のイライトによって吸着されるようにした構造体造成方法。
前記擁壁材（２）の裏込材（１１）として、イライトを用いた請求項１に記載の構造体造成方法。
請求項１又は２に記載の構造体造成方法によって造成した構造体。
津波用防波堤、突堤、河川用堤防、水門、樋門、砂防堰堤、治山谷止、河川湖沼ダム、湾岸道路、風力・水力・太陽光発電装置用基礎のいずれかの用途に用いられる請求項３に記載の構造体。