JP6057514B2

JP6057514B2 - 放射性廃棄物の保管容器

Info

Publication number: JP6057514B2
Application number: JP2012013467A
Authority: JP
Inventors: 綱鎮保坂; 隆之早川; 康秀肥後
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2012-01-25
Filing date: 2012-01-25
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2032-01-25
Also published as: JP2013152164A

Description

本発明は、放射性廃棄物、特に低レベル放射性廃棄物を保管するための容器に関する。ここで、低レベル放射性廃棄物とは、例えば、使用済み燃料の再処理工程で分離された放射性廃液やそのガラス固化体等の高レベル放射性廃棄物を除いた放射性廃棄物をいう。

福島第一原子力発電所の事故により、膨大な量の放射性物質が福島県を中心として広い範囲に拡散した。この放射性物質の中でも放射性セシウム（セシウム１３７）は、半減期が３０年と長いため残存する量が多く、長期間の放射線被爆による住民の健康障害が懸念されている。そのため、迅速かつ広範囲にわたる除染が必要であるが、この作業により放射性物質を含む汚染土（放射性廃棄物）が大量に発生する。
また、前記発電所から遠く離れた首都圏内の焼却場でも、放射性物質を含む下水汚泥等の焼却により放射性物質が濃縮された汚染灰（放射性廃棄物）が、日々大量に発生している。しかし、放射線量が１ｋｇ当たり８千ベクレルを超える汚染灰は、埋め立てすることができず搬出先の確保が難しい。
したがって、前記放射性廃棄物を長期にわたり密閉して保管できる容器が求められている。

従来、放射性廃棄物を保管するためのコンクリート製容器が、いくつか提案されている。
例えば、特許文献１では、上部が開放された鉄筋コンクリート構造の容器本体と、同容器本体の内部に充填され、該容器本体の中に収納される放射性廃棄物収納容器を埋め込むポーラス状モルタルとを有する、放射性廃棄物用の複合処分容器が提案されている。しかし、該処分容器は廃棄物収納容器をモルタルで埋め込むため、処分（収納）作業は１回に限られる。したがって、除染等により回収された放射性廃棄物を容器に収納する作業は、放射線の速やかな遮蔽等の要請から、随時、何回かに分けて行う必要があるため、前記処分容器はこの用途に適さない。

また、特許文献２では、上部に開口部を有する硫黄コンクリート製の容器本体と、上記容器本体の開口部を閉鎖するための硫黄コンクリート製の蓋からなり、上記容器本体の開口部を囲繞する開口端部と、上記蓋の裏面の上記開口端部に対接する周縁部のいずれか一方または双方に電熱部材を配設した、放射性廃棄物を含む有害廃棄物用の密閉容器が提案されている。しかし、前記蓋の質量は５００ｋｇ以上になると考えられ、人力で蓋を開閉することは難しいため、該容器は放射性廃棄物を何回かに分けて収納する用途には適さないと考えられる。

特開２０００−１３７０９６号公報登録実用新案第３１７００９０号公報

したがって、本発明は、放射性廃棄物を何回かに分けて収納することが容易な保管容器を提供することを目的とする。

本発明者は、前記目的に適う放射性廃棄物の保管容器を鋭意検討した結果、下記構成の容器は前記目的を達成できることを見い出し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明は、以下の［１］または［２］を提供する。
［１］容器が、放射性廃棄物を収納する容器本体と、該容器本体を閉鎖するための蓋からなり、
容器の上面にある蓋に一カ所以上の凸部、または凹部を設けるとともに、該凸部または凹部と嵌合するように容器の底面に凹部、または凸部を設けてなる鉄筋コンクリート製の容器と、該容器に開口部を形成できる着脱自在な下記の篏合部材から少なくとも構成され、
前記篏合部材を、前記容器の側面に設け、かつ嵌挿部は容器底面に対して傾斜角が１０°以下に、容器の内面側の高さが低くなるように傾斜させてなる
ことを特徴とする放射性廃棄物の保管容器。
篏合部材：板状部と、該板状部の面積よりも小さな面積を有し、かつ図２（ｂ）に示す嵌挿部Ａおよび嵌挿部Ｂを有する略凸形状の嵌挿部からなる篏合部材
［２］前記篏合部材が、金属板、重量コンクリート板、または金属板と重量コンクリート板の積層板から構成されてなる、前記［１］に記載の放射性廃棄物の保管容器。
なお、容器とは保管容器から嵌合部材を除いた部分をいう。

本発明の放射性廃棄物の保管容器は、開口部を容易に形成できるので放射性廃棄物を何回かに分けて収納することが容易であり、かつ密閉性が高いため放射線の遮蔽効果に優れている。

本発明に係る放射性廃棄物の保管容器の一例を示す正面図である。（ａ）および（ｂ）は容器本体と篏合部材との篏合状態の一例を示す断面図である。

本発明は、前記のとおり、鉄筋コンクリート製の容器と、該容器に開口部を形成できる着脱自在な篏合部材から少なくとも構成され、前記篏合部材を、前記容器の側面および／または上面に設けた放射性廃棄物の保管容器である。
また、本発明において収納対象となる放射性廃棄物は、使用済み燃料の再処理工程で分離された放射性廃液やそのガラス固化体等の高レベル放射性廃棄物を除いた、低レベル放射性廃棄物が好ましく、具体的には、前記の汚染土および汚染灰等の放射性廃棄物や、これらの廃棄物をフレキシブルコンテナバッグやビニール袋等の袋を用いて梱包した梱包物などが挙げられる。
以下、本発明について、（１）容器、（２）篏合部材、および（３）容器の構成材料に分けて図面を用いて説明する。

（１）容器
容器２の形状は、特に限定されないが、保管容器１の保管効率を考慮すると、直方体または立方体であれば、保管容器１を密に設置や積載できるため好ましい。また、容器２の大きさは、特に限定されないが、放射性廃棄物等の投入、保管容器１の運搬や積載等の作業の容易性の点から、縦、横および高さが１〜２ｍが好ましい。また、容器２の鉄筋コンクリート壁の厚さは、放射線の遮蔽効果や容器の質量を考慮すると、１０〜２０ｃｍが好ましい。
なお、容器２は、製造や運搬等の取り扱いの容易性などから、放射性廃棄物を収納する容器本体と、該容器本体を閉鎖するための蓋５とから構成されることが好ましい。ここで、容器本体とは、図１に示す容器から蓋５を除いた部分をいう。

また、容器２の側面および／または上面（蓋がある場合は当該蓋）には、放射性廃棄物を保管容器１の内部に投入するための開口部２１が設けられている。開口部２１の形状は、特に限定されないが、放射性廃棄物を投入する際の作業性等を考慮すると長方形や正方形が好ましい。
開口部２１の断面構造は、放射線の遮蔽効果等から、後述する篏合部材３を構成する、板状部３１と、該板状部３１の面積よりも小さな面積を有する篏挿部３２が篏合する構造とすることが好ましい。
開口部２１の大きさは、放射性廃棄物を投入する態様等により決まり、例えば、汚染土や汚染灰などの放射性廃棄物をスコップで投入する場合はスコップが入る大きさ（通常、縦と横の長さが３０〜５０ｃｍ）でよく、該廃棄物をビニール袋等に梱包して投入する場合は、該梱包物が投入できる大きさでよい。

また、開口部２１は容器２の側面および／または上面（蓋がある場合は当該蓋）の一カ所以上に設置する。開口部２１を容器２の側面に設置する場合は、放射性廃棄物の収納量を増やすために、容器の上方が好ましく、また該廃棄物を容器内に均等に収納するために、開口部２１は二カ所以上に対向して設置するのが好ましい。ただし、開口部２１の近傍では配筋できないため、開口部２１の設置数が多すぎると容器２の強度が低下するから、強度に影響しない範囲で開口部２１を設置する。なお、開口部２１は、鉄筋のかぶりを考慮して、鉄筋から３ｃｍ以上離れた位置に設置するのが好ましい。

保管容器１は、例えば、省スペースの観点から、該容器を２個以上積載して保管することが好ましい。この場合、容器２の上面（蓋がある場合は当該蓋）に一カ所以上の凸部２２、または凹部（図示せず。）を設けるとともに、該凸部または凹部と嵌合するように容器２の底面に凹部２３、または凸部（図示せず。）を設けることが好ましい。かかる構造により、保管容器１を積載したとき、下に設置した保管容器１の上面の凸部２２または凹部と、上に載置した保管容器１の底面の凹部２３または凸部とが嵌合して固定され、地震等による保管容器１の横滑りを防止することができる。
なお、前記上面の凸部は取手の機能（形状）を有するものでもよい。該凸部をクレーンのフック等に掛けて保管容器１を吊り上げることができ、保管容器１の運搬と積載が容易になる。

（２）篏合部材
篏合部材３は、（i）板状部３１と、該板状部３１の面積よりも小さな面積を有する篏挿部３２から一体的に構成されてなるものや、（ii）板状部３１と、該板状部の面積よりも小さな面積を有する篏挿部３２とからなるもの、（iii）板状部３１のみからなるもの等が挙げられる。なお、該篏合部材は、容器を構成する鉄筋コンクリートと同等の放射線遮蔽効果を有することが好ましい。

上記（i）の篏合部材においては、（ａ）板状部と篏挿部を同じ材料（軽量コンクリート、普通コンクリートおよび高強度コンクリート等）で製造しても良いし，（ｂ）板状部と篏挿部を違う材料（板状部を金属板、重量コンクリートおよび高強度コンクリート、篏挿部を普通コンクリートおよび軽量コンクリート等）で構成しても良い。（ｂ）の場合は、板状部と篏挿部を接着剤等で接着して一体化させることができる。

上記（ii）の篏合部材においても、（ａ）板状部と篏挿部を同じ材料（軽量コンクリート、普通コンクリートおよび高強度コンクリート等）で製造しても良いし、（ｂ）板状部と篏挿部を違う材料（板状部を金属板、重量コンクリートおよび高強度コンクリート、篏挿部を普通コンクリートおよび軽量コンクリート等）で構成しても良い。（ii）の篏合部材においては、篏挿部の断面形状は、該篏挿部の着脱作業の容易性等から、図２（ｂ）に示すような篏挿部Ａと篏挿部Ｂを有する略凸形状とすることが好ましい。
なお、図２（ｂ）は、篏挿部が容器底面と平行に設置されている例であるが、本発明において、篏挿部は容器底面に対して傾斜するように設置されていてもよい。この場合、容器の内面側の高さが低くなるように傾斜させることが好ましい。また、傾斜角は、容器底面に対して、１０°以下が好ましく、５°以下がより好ましい。

上記（iii）の篏合部材において、板状部は、金属板、重量コンクリート、または金属板と重量コンクリート板の積層板で構成することが好ましい。
なお、上記（i）および（ii）の篏合部材において、板状部を金属板で構成した場合、篏合部材の軽量化の観点から、篏挿部の厚さを薄くすることができる。

ここで、篏合部材の寸法の一例を示すと以下の通りである（容器の外寸法が、縦、横、高さが１．５ｍで、壁厚が１５ｃｍの場合）。
上記（i）の篏合部材（図２（ａ））
・板状部：縦４５〜５０ｃｍ、横４５〜５０ｃｍ、厚さ１〜５ｃｍ、
・篏挿部：縦３０〜４０ｃｍ、横３０〜４０ｃｍ、厚さ５〜１０ｃｍ。
上記（ii）の篏合部材（図２（ｂ））
・板状部：縦４５〜５０ｃｍ、横４５〜５０ｃｍ、厚さ１〜５ｃｍ、
・篏挿部Ａ：縦３８〜４２ｃｍ、横３８〜４２ｃｍ、厚さ３〜１０ｃｍ、
・篏挿部Ｂ：縦３０〜３５ｃｍ、横３０〜３５ｃｍ、厚さ１〜１１ｃｍ。
上記（iii）の篏合部材（図示せず。）
・金属板で構成する場合：縦３０〜５０ｃｍ、横３０〜５０ｃｍ、厚さ１〜２ｃｍ、
・重量コンクリート板で構成する場合：縦３０〜５０ｃｍ、横３０〜５０ｃｍ、厚さ５〜１０ｃｍ。

篏合部材３は、着脱が容易になるように取手を付けたものが好ましく、該取手は、保管容器１を密に配置するために、板状部に凹部を設けて、板状部に埋め込まれるように該凹部に取り付けたものが好ましい。なお、上記（ii）の篏合部材においては、篏挿部の着脱が容易になるように篏挿部にも取手を付けることが好ましく、該取手は、篏挿部に凹部を設けて、篏挿部に埋め込まれるように該凹部に取り付けたものが好ましい。
篏合部材３の質量は、放射線の遮蔽性と着脱作業の容易性から、５〜２００ｋｇ以下が好ましく、１０〜１００ｋｇがより好ましく、１５〜６０ｋｇがさらに好ましい。
開口部２１に篏合部材３を挿入した後は、図１に示すように板状部の四隅等をボルト４で締めて固定する。また、放射線の遮蔽効果を高めるため、必要ならさらに容器２と篏合部材３の隙間にモルタル等の充填材を注入して封止するのが好ましい。

（３）容器の構成材料
該材料は、容器２に高い耐久性が要求されるため鉄筋コンクリートであり、その圧縮強度は３０〜６０Ｎ／ｍｍ^２が好ましい。該コンクリートとして、例えば、比重が２．４〜２．５の普通コンクリート、比重が１．８〜２．１の軽量コンクリート、および比重が３．０〜４．０の重量コンクリート等が挙げられる。容器２と篏合部材３の構成材料（篏合部材をコンクリートで構成する場合）は、同種または異種のいずれでもよい。なお、容器２は放射線の遮蔽効果が高い重量コンクリートで構成することが好ましい。

前記重量コンクリートに用いる骨材は、例えば、重晶石、磁鉄鉱、赤鉄鉱、および砂鉄等の天然の重量骨材のほかに、廃棄物の再利用の観点から、例えば、特許第４０４４９５６号公報、および特許第４１６６２６９号公報に記載されている主要構成成分としてＦｅＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３、および金属鉄の少なくともひとつを含む重量細骨材、特許第４２９５４２号公報に記載されている鋼スラブ表面の溶削処理工程で発生するホットスカーフからなる重量細骨材、および製鋼過程で発生するダストを含む廃棄物を溶融、冷却して製造された人工石材を含む重量細骨材または重量粗骨材、特許第４２９５３４３号公報に記載されている製鋼の圧延工程で発生するミルスケールを含む重量細骨材等を挙げることができる。

本発明の放射性廃棄物の保管容器に、放射性廃棄物を投入する方法は特に限定されず、例えば、
（１）容器本体に、ある程度の放射性廃棄物（粉粒体でもよいし、梱包物でもよい）を投入して、該容器本体に蓋を固定して閉鎖した後に、開口部から放射性廃棄物（粉粒体でもよいし、梱包物でもよい）を容器内に投入してもよく
（２）空の容器本体に蓋を固定して閉鎖した後に、開口部から放射性廃棄物を容器内に投入してもよい。

１保管容器
２容器
２１開口部
２２凸部
２３凹部
３篏合部材
３１板状部
３２篏挿部
４ボルト
５蓋

Claims

容器が、放射性廃棄物を収納する容器本体と、該容器本体を閉鎖するための蓋からなり、
容器の上面にある蓋に一カ所以上の凸部、または凹部を設けるとともに、該凸部または凹部と嵌合するように容器の底面に凹部、または凸部を設けてなる鉄筋コンクリート製の容器と、該容器に開口部を形成できる着脱自在な下記の篏合部材から少なくとも構成され、
前記篏合部材を、前記容器の側面に設け、かつ嵌挿部は容器底面に対して傾斜角が１０°以下に、容器の内面側の高さが低くなるように傾斜させてなる
ことを特徴とする放射性廃棄物の保管容器。
篏合部材：板状部と、該板状部の面積よりも小さな面積を有し、かつ図２（ｂ）に示す嵌挿部Ａおよび嵌挿部Ｂを有する略凸形状の嵌挿部からなる篏合部材
前記篏合部材が、金属板、重量コンクリート板、または金属板と重量コンクリート板の積層板から構成されてなる、請求項１に記載の放射性廃棄物の保管容器。