JP6238049B2 - 放射性廃棄物の埋設処分施設 - Google Patents

Description

この発明は、放射線廃棄物の監視作業や汚染処理作業の負荷を軽減することができる放射性廃棄物の埋設処分施設に関する。

原子力発電所の操業あるいは廃炉に伴って発生する放射性廃棄物は、比較的浅い深さの地中埋設施設に格納して埋設処分される。この施設は、例えば非特許文献１によれば、コンクリートビット型の施設である。

また、非特許文献２によれば、このような地中埋設施設では事業の進展に沿って、段階的な安全性の管理が行われる。第１段階では埋設施設の躯体は埋設されていない状態であり、埋設設備からの排水及び監視が行われる。さらに、第２段階では埋設施設の躯体は覆土で覆われて埋設されるが、埋設設備からの排水及び監視が引き続き行われる。その後、埋設設備からの排水及び監視は実施せずに、主に周辺土壤等により放射性物質の漏出は抑制されて安全性が確保される。

すなわち、第１段階および第２段階の期間では、埋設設備からの排水及び監視を実施できることが必要である。この排水及び監視を実施できるようにするために、廃棄体の周囲に多重構造の埋設設備が構築される。この結果、埋設施設の躯体内部からの漏水は点検路に集水して監視することができる。

特許第４６８７９３９号公報

"埋設事業，埋設設備の構造"［online］、２００８年、日本原燃株式会社、［平成２５年８月６日検索］、インターネット＜http://www.jnfl.co.jp/business-cycle/llw/structure.html＞ "埋設事業，埋設後の段階管理"［online］、２００８年、日本原燃株式会社、［平成２５年８月６日検索］、インターネット＜http://www.jnfl.co.jp/business-cycle/llw/phase.html＞ "工法概要"［online］、ピングラウト協議会、［平成２５年７月３１日検索］、インターネット＜http://www.pigrout.com/method.html＞

しかしながら、埋設施設の躯体から排水を継続すると、躯体内部に向かって周囲の地盤からの地下水が浸透してくる。埋設施設の下にある地盤から埋設施設の底面に浸入した地下水は、廃棄体に比較的近い位置の排水ゾーンを通ってから点検路に集水されることになる。埋設施設の側部もしくは上部にある地盤から埋設施設内部に浸入する地下水は、廃棄体に接触する可能性があるのに対して、埋設施設の下にある地盤からの地下水は、廃棄体に接触する可能性が低い。この両者の地下水が混じって点検路に集水することによって、監視対象となる湧水の量が大きくなる。これによって、放射性廃棄物の監視作業や万一の汚染処理作業の負荷が大きくなるという問題があった。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、放射線廃棄物の監視作業や汚染処理作業の負荷を軽減することができる放射性廃棄物の埋設処分施設を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる放射性廃棄物の埋設処分施設は、放射性廃棄物を地中に埋設処分する放射性廃棄物の埋設処分施設において、放射性廃棄物入り容器を格納した施設躯体または格納容器の底部と下部地盤との間に床板構造体を設け、前記施設躯体または前記格納容器は、前記施設躯体または前記格納容器の内周面もしくは外周面に沿って内部を囲み、下部に排出口を有する排水ゾーンが形成され、前記排水ゾーンと前記排水ゾーンからの排水を監視する監視坑との間には前記排水ゾーンからの排水を前記監視坑に導く点検排水管が設けられ、周囲の地盤から前記施設躯体もしくは前記格納容器に浸入してくる地下水または前記施設躯体もしくは前記格納容器から浸出してくる漏水を排水として前記排水ゾーンに導き、さらに前記点検排水管を介して前記監視坑に導いて前記排水の放射能汚染度を監視することを特徴とする。

また、この発明にかかる放射性廃棄物の埋設処分施設は、上記の発明において、前記監視坑は、前記床板構造体内に設けられることを特徴とする。

また、この発明にかかる放射性廃棄物の埋設処分施設は、上記の発明において、前記施設躯体または前記格納容器の底板は、前記床板構造体であることを特徴とする。

また、この発明にかかる放射性廃棄物の埋設処分施設は、上記の発明において、前記床板構造体は、下部地盤から前記床板構造体を通過して前記施設躯体または前記格納容器に向かって流れる地下水を前記監視坑に集水することを特徴とする。

また、この発明にかかる放射性廃棄物の埋設処分施設は、上記の発明において、前記監視坑は、坑内領域に監視員が入ることができない大きさであり、前記監視坑の末端に設けられた連絡坑道内に移動可能な監視装置が設けられ、前記監視装置は、前記排水の湧出状態の監視及び／または前記排水のサンプリングによる分析測定を行うことを特徴とする。

また、この発明にかかる放射性廃棄物の埋設処分施設は、上記の発明において、前記床板構造体は、底板、側壁、及び天板を有する箱型躯体であり、前記監視坑の床面積は、前記床板構造体の底面積の１／２以上であることを特徴とする。

また、この発明にかかる放射性廃棄物の埋設処分施設は、上記の発明において、前記監視坑は、並行して複数配置され、隣接する監視坑間をつなぎ前記監視坑に直交する方向に配置される複数の排水孔が設けられ、下部地盤から前記床板構造体を通過して前記施設躯体または前記格納容器に向かって流れる地下水を前記排水孔に湧出させ、この排水孔に湧出した排水を前記監視坑に集水することを特徴とする。

また、この発明にかかる放射性廃棄物の埋設処分施設は、上記の発明において、下部地盤、下部地盤の上部表面部を平滑にするための均しコンクリート、または下部岩盤面と、前記床板構造体との間に、止水材が敷設されていることを特徴とする。

この発明によれば、放射性廃棄物入り容器を格納した施設躯体または格納容器の底部と下部地盤との間に床板構造体を設け、前記施設躯体または前記格納容器は、前記施設躯体または前記格納容器の内周面もしくは外周面に沿って内部を囲み、下部に排出口を有する排水ゾーンが形成され、前記排水ゾーンと前記排水ゾーンからの排水を監視する監視坑との間には前記排水ゾーンからの排水を前記監視坑に導く点検排水管が設けられ、周囲の地盤から前記施設躯体もしくは前記格納容器に浸入してくる地下水または前記施設躯体もしくは前記格納容器から浸出してくる漏水を排水として前記排水ゾーンに導き、さらに前記点検排水管を介して前記監視坑に導いて前記排水の放射能汚染度を監視するようにしているので、放射線廃棄物の監視作業や汚染処理作業の負荷を軽減することができる。

図１は、この発明の実施の形態１である放射性廃棄物の埋設処分施設の概要構成を示す断面図である。 図２は、図１に示した埋設処分施設の詳細構成を示す断面図である。 図３は、この発明の実施の形態２である放射性廃棄物の埋設処分施設の概要構成を示す断面図である。 図４は、実施の形態１，２の構成に対する止水処理などの補修方法の概要を説明する説明図である。 図５は、この発明の実施の形態３である放射性廃棄物の埋設処分施設の概要構成を示す断面図である。 図６は、実施の形態３の構成に対する止水処理などの補修方法の概要を説明する説明図である。 図７は、この発明の実施の形態４である放射性廃棄物の埋設処分施設の概要構成を示す断面図である。 図８は、この発明の実施の形態５である放射性廃棄物の埋設処分施設の概要構成を示す断面図である。 図９は、この発明の実施の形態６である放射性廃棄物の埋設処分施設の斜視図である。 図１０は、この発明の実施の形態６である放射性廃棄物の埋設処分施設の概要構成を示す断面図である。 図１１は、この発明の実施の形態６の変形例である放射性廃棄物の埋設処分施設の概要構成を示す断面図である。 図１２は、施設躯体を、放射性廃棄物を直接格納できる複数の大型の格納容器に替えた一例である放射性廃棄物の埋設処分施設の概要構成を示す断面図である。

以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１である放射性廃棄物の埋設処分施設の概要構成を示す断面図である。また、図２は、図１に示した埋設処分施設の詳細構成を示す断面図である。図１及び図２に示すように、埋設処分施設は、施設本体１と、床板構造体２とを有し、地中に埋設される。床板構造体２は、埋設空間１０１を形成する岩盤などの下部地盤１００上に配置される。施設本体１は、床板構造体２の上部に配置される。

施設本体１は、施設躯体１２内で、放射性廃棄物がドラム缶などに詰められた複数の廃棄体１３がモルタルで充填された状態となっている。施設躯体１２は、複数の有底の容器を形成するＲＣ躯体１０と、これらの容器の蓋となる複数のＰＣ（プレキャスト）板１１とを有し、複数の格納容器を形成する。この格納容器内には、複数の廃棄体１３が格納される。複数の廃棄体１３は、隙間なくモルタルで充填された充填モルタル廃棄体１５として形成されるとともに、同時に、充填モルタル廃棄体１５と施設躯体１２との間にモルタルが充填されてホワイトゾーン１４を形成する。複数の廃棄体１３と施設躯体１２との間にモルタルを充填するのは、放射性物質をモルタル材に収着させて廃棄体周囲の間隙水の汚染濃度を低下させるためである。また、ホワイトゾーン１４は、放射性廃棄物の拡散抑制を期待するためである。

また、施設躯体１２の内周面には、水を通しやすい多孔質のコンクリート（ポーラスコンクリート）層で形成された排水ゾーン１６が内部の複数の廃棄体１３を囲むように形成される。この排水ゾーン１６は、施設躯体１２の外周面に形成されてもよい。また、排水ゾーン１６は、下部に排出口１６ａを有する。

一方、床板構造体２は、施設躯体１２と同様にコンクリートで形成され、ひび割れが発生してもよく、数十年程度維持する強度をもつ。床板構造体２内には、監視坑３が設けられる。監視坑３と排出口１６ａとは、点検排水管１７で接続される。監視坑３は、監視員が入れる広さを有する。監視坑３内には、上部の埋設設備からの排水を集水し、排水管４ｂを介して地上に排水する排水装置４を有する。排水装置４は、施設躯体１２側から流入する排水をサンプリングし、分析測定することによって放射能汚染度を監視する。また、監視坑３内の下部には、床板構造体２の下部から地下水を貯留する貯留部５ａと、この貯留部５ａに貯留した地下水を、排水管５ｂを介して地上に排水する排水装置５を有する。なお、監視坑３と地上との間には、監視員が監視坑３に立ち入る際に通ることができる図示しない立坑が設けられる。上述した排水管４ｂ，５ｂは、この立坑内に沿って配置される。

図２に示すように、施設躯体１２の上部及び側部から浸入してくる地下水または施設躯体１２から浸出してくる漏水は、排水として排水ゾーン１６に導かれ、さらに点検排水管１７を介して排水装置４に導かれる。一方、床板構造体２の下部地盤１００から施設躯体１２に向かって流れる地下水は、床板構造体２を通過して監視坑３内に集水される。したがって、床板構造体２の下部地盤１００から施設躯体１２に向かって流れる地下水が施設躯体１２側に流れるのを抑制することができる。すなわち、排水ゾーン１６から流れる監視対象の排水と、床板構造体２の下部地盤１００から施設躯体１２に向かって流れる地下水とを分離することができ、排水ゾーン１６から流れる監視対象の排水のみを監視すればよい。

なお、非特許文献２に記載されているように、埋設処分施設では、第１段階と第２段階とで排水の監視が行われる。第１段階から第２段階に移る際、埋設処分施設の上面及び側面は、ベントナイトを混合したベントナイト混合土１０２で締め固められ、岩盤などの下部地盤１００よりも水を通し難くしている。

この実施の形態１では、廃棄体１３を有する施設本体１と下部地盤１００との間に床板構造体２を設け、排水ゾーン１６から流れる監視対象の排水と、床板構造体２の下部地盤１００から施設躯体１２に向かって流れる地下水とを分離することができるため、検査対象の水量が減り、監視作業の負荷が軽減される。

また、床板構造体２は、施設本体１よりも下方に配置されるため、施設本体１から漏出した排水は、重力によって施設本体１の下方の床板構造体２側に導かれる。この結果、床板構造体２に設けられた監視坑３で施設本体１側からの排水を確実に集水することができる。

さらに、下部地盤１００から上方に向かって施設本体１側に浸入しようとする地下水は、放射性廃棄物に接触することなく、床板構造体２を介して監視坑３に確実に集水され、排水することができる。

（実施の形態２）
この実施の形態２は、図３に示すように、施設本体１の底板を床板構造体２とする施設本体２１としている。すなわち、施設躯体１２はＲＣ躯体１０の底板をなくしたものであり、施設躯体１２の底板を床板構造体２としている。この場合、格納容器のホワイトゾーン１４と床板構造体２との間には、排水ゾーン１６が形成されている。

この実施の形態２では、床板構造体２の構造を施設本体２１の底板として兼用しているので、埋設処分施設の構造が簡易となり、埋設処分施設のコンパクト化を図ることができる。

ここで、実施の形態１，２では、従来に比して監視坑３の領域が広く、かつ施設本体１，２１の下方に存在するため、埋設処分施設の修復が容易となる。すなわち、埋設処分施設の第１段階では、ベントナイト混合土１０２を埋めない状態で監視を行うが、この第１段階では、埋設処分施設の修復を行うことが求められる。この実施の形態１，２では、施設本体１，２１の下方に監視坑３が設けられているため、埋設処分施設の修復を容易に行うことができる。たとえば、図４に示すように、床板構造体２にひび割れ等の水みち２３が発生した場合、この水みち２３の発生の場所を特定しやすい。

なお、床板構造体２にひび割れ等の水みち２３が発生した場合、第２段階である埋め戻し後においても止水処理等の補修が可能である。この補修方法としては、例えば、第１の補修方法として、図４に示すように、ひび割れ調査兼止水剤注入管３２を介して浸水性一液型ポリウレタン樹脂をひび割れに注入し、ひび割れに存在している水と反応させてシールする方法がある（非特許文献３参照）。あるいは、第２の補修方法として、エタノール水とベントナイトとを混合して作られるエタノール・ベントナイトスラリーを注入して埋設処分施設の遮水性を改良する方法がある（特許文献１参照）。または、第３の補修方法として、セメント系材料をグラウトして遮水する方法がある。

（実施の形態３）
上述した実施の形態１，２では、床板構造体２内に３つの監視坑３を設けるようにしていたが、この実施の形態３では、監視坑３の床面積が床板構造体２の床面積の１／２以上となるようにしている。すなわち、監視坑３の領域を広げた構造としている。

このため、この実施の形態３では、図５に示すように、床板構造体２を、底板２ａ、側壁２ｂ、天板２ｃによる箱型躯体としている。

この実施の形態３では、実施の形態１，２に比して監視坑３の領域が広がったため、さらに埋設処分施設の修復を容易に行うことができる。特に、施設本体１の底板の真下に監視坑３を設けることができるため、実施の形態１，２に比して修復を容易に行うことができる。特に図６に示すように、短い止水剤注入管３３を用いて、ひび割れなどに対する止水処理などの修復を容易に行うことができる。

（実施の形態４）
この実施の形態４では、図７に示すように、複数の監視坑３を並行配置し、隣接する監視坑３間をつなぎ監視坑３に直交する方向に複数の排水孔２２を配置している。この排水孔２２は、下部地盤１００から床板構造体２を通過して施設本体１に向かって流れる地下水を排水孔２２内に湧出させ、この排水孔２２に湧出した排水を監視坑３に集水するようにしている。

この実施の形態４では、床板構造体２に排水孔２２を設けることによって、さらに地下水の集水を容易にするとともに、この地下水が施設本体１側に流れるのを抑えることができる。

（実施の形態５）
この実施の形態５では、図８に示すように、監視坑４３が、坑内領域に監視員が入ることができない大きさにしている。また、図９に示すように、床板構造体４３の監視坑４３の末端に連結し、監視員が立ち入り可能な連絡坑道４４を有する。さらに、この連絡坑道４４の一端には、監視員が地上と連絡坑道４４との間の出入りを可能にする立坑４６が設けられている。監視坑４３は、連絡坑道４４に向かって鉛直下方に下がる勾配が形成されている。したがって、監視坑４３に湧出された排水は、連絡坑道４４側に集水される。連絡坑道４４に集水された排水は、立坑４６の下端に設けられた排水装置４７によって地上に排水される。連絡坑道４４内には、少なくとも、監視坑４３内の排水の湧出状態を監視する移動可能な監視装置４５が設けられている。監視装置４５は、排水の湧出状態の監視及び／または排水のサンプリングによる分析測定を行う。ここで、遠隔監視を行う場合には、地上に設置された図示しない監視制御装置の制御のもとに、監視装置４５を遠隔制御する。また、監視員が直接監視を行う場合は、監視員の操作のもと、監視装置４５を直接制御する。

この実施の形態５では、監視坑４３の坑内領域に監視員が入ることができない大きさであるため、床板構造体２の厚さを減らすことができ、埋設処分施設全体の構成をコンパクトにすることができる。また、監視坑３の排水は、自然勾配によって連絡坑道４４に流れてくるため、監視坑３内あるいは監視坑３間に排水管を設ける必要がなくなる。

（実施の形態６）
この実施の形態６では、図１０に示すように、下部地盤１００と、床板構造体２との間に、止水材６を敷設している。なお、下部地盤１００の上部表面部を平滑にするための均しコンクリートを形成した後、この均しコンクリートと床板構造体２との間に止水材６を敷設するようにしてもよい。

具体的な止水材６は、塩化ビニル製の止水シートで実現される。止水シートの下側に不織布などの排水材を設けることによって、地下水の底部からの浸透を一層抑制することができる。なお、止水シート以外にも、アスファルト材、吸水膨張性の止水材などを敷設してもよい。

この実施の形態６では、止水材６によって地下水の底部から床板構造体２への浸透を抑制することができ、監視坑３は、排水ゾーン１６からの排水のみを監視対象の水として監視すればよいので、監視作業の負荷を軽減することができるとともに、排水処理の負荷も軽減することができる。

なお、図１１に示すように、床板構造体２内に監視坑３を設けず、床板構造体２の側部に監視坑５３を設けるようにしてもよい。

なお、上述した実施の形態１〜６では、コンクリート躯体である施設躯体１２内に廃棄体１３の層として格納する埋設処分施設を例にあげて説明したが、これに限らず、例えば、図１２に示すように、施設躯体４１に囲まれる廃棄物格納空間Ｅ内に放射性廃棄物を直接格納できる複数の独立した大型で移動可能な格納容器３１にも適用することができる。図１２では、実施の形態４に対応し、施設本体１に替えて複数の格納容器３１を設け、格納容器３１と下部地盤１００との間に床板構造体２を設けている。なお、施設躯体４１の外縁部には、施設躯体４１を覆うように排水ゾーン３６が形成されている。この排水ゾーン３６は、排水ゾーン１６と同様に、施設躯体４１の内縁部に形成してもよい。また、図１２では、排水ゾーン３６の外周を覆うように金属板が形成されている。

また、上述した実施の形態の構成要素は、適宜組み合わせが可能である。

１ 施設本体
２ 床板構造体
２ａ 底板
２ｂ 側壁
２ｃ 天板
３，４３，５３ 監視坑
４，５，４７ 排水装置
５ａ 貯留部
５ｂ 排水管
６ 止水材
１０ ＲＣ躯体
１１ ＰＣ板
１２，４１ 施設躯体
１３ 廃棄体
１４ ホワイトゾーン
１５ 充填モルタル廃棄体
１６，３６ 排水ゾーン
１６ａ 排出口
１７ 点検排水管
２１ 施設本体
２２ 排水孔
２３ 水みち
３１ 格納容器
３２ 調査兼止水剤注入管
３３ 止水剤注入管
４４ 連絡坑道
４５ 監視装置
４６ 立坑
１００ 下部地盤
１０１ 埋設空間
１０２ ベントナイト混合土

Claims (7)

1. 放射性廃棄物を地中に埋設処分する放射性廃棄物の埋設処分施設において、
   放射性廃棄物入り容器を格納した施設躯体または格納容器の底部と下部地盤との間に床板構造体を設け、
   前記施設躯体または前記格納容器は、前記施設躯体または前記格納容器の内周面もしくは外周面に沿って内部を囲み、下部に排出口を有する排水ゾーンが形成され、
   前記排水ゾーンと前記排水ゾーンからの排水を監視する監視坑との間には前記排水ゾーンからの排水を前記監視坑に導く点検排水管が設けられ、
   周囲の地盤から前記施設躯体もしくは前記格納容器に浸入してくる地下水または前記施設躯体もしくは前記格納容器から浸出してくる漏水を排水として前記排水ゾーンに導き、さらに前記点検排水管を介して前記監視坑に導いて前記排水の放射能汚染度を監視し、
   前記監視坑は、坑内領域に監視員が入ることができない大きさであり、
   前記監視坑の末端に設けられた連絡坑道内に移動可能な監視装置が設けられ、
   前記監視装置は、前記排水の湧出状態の監視及び／または前記排水のサンプリングによる分析測定を行うことを特徴とする放射性廃棄物の埋設処分施設。
2. 放射性廃棄物を地中に埋設処分する放射性廃棄物の埋設処分施設において、
   放射性廃棄物入り容器を格納した施設躯体または格納容器の底部と下部地盤との間に床板構造体を設け、
   前記施設躯体または前記格納容器は、前記施設躯体または前記格納容器の内周面もしくは外周面に沿って内部を囲み、下部に排出口を有する排水ゾーンが形成され、
   前記排水ゾーンと前記排水ゾーンからの排水を監視する監視坑との間には前記排水ゾーンからの排水を前記監視坑に導く点検排水管が設けられ、
   周囲の地盤から前記施設躯体もしくは前記格納容器に浸入してくる地下水または前記施設躯体もしくは前記格納容器から浸出してくる漏水を排水として前記排水ゾーンに導き、さらに前記点検排水管を介して前記監視坑に導いて前記排水の放射能汚染度を監視し、
   前記床板構造体は、底板、側壁、及び天板を有する箱型躯体であり、
   前記監視坑の床面積は、前記床板構造体の底面積の１／２以上であることを特徴とする放射性廃棄物の埋設処分施設。
3. 放射性廃棄物を地中に埋設処分する放射性廃棄物の埋設処分施設において、
   放射性廃棄物入り容器を格納した施設躯体または格納容器の底部と下部地盤との間に床板構造体を設け、
   前記施設躯体または前記格納容器は、前記施設躯体または前記格納容器の内周面もしくは外周面に沿って内部を囲み、下部に排出口を有する排水ゾーンが形成され、
   前記排水ゾーンと前記排水ゾーンからの排水を監視する監視坑との間には前記排水ゾーンからの排水を前記監視坑に導く点検排水管が設けられ、
   周囲の地盤から前記施設躯体もしくは前記格納容器に浸入してくる地下水または前記施設躯体もしくは前記格納容器から浸出してくる漏水を排水として前記排水ゾーンに導き、さらに前記点検排水管を介して前記監視坑に導いて前記排水の放射能汚染度を監視し、
   前記監視坑は、並行して複数配置され、
   隣接する監視坑間をつなぎ前記監視坑に直交する方向に配置される複数の排水孔が設けられ、
   下部地盤から前記床板構造体を通過して前記施設躯体または前記格納容器に向かって流れる地下水を前記排水孔に湧出させ、この排水孔に湧出した排水を前記監視坑に集水することを特徴とする放射性廃棄物の埋設処分施設。
4. 前記監視坑は、前記床板構造体内に設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の放射性廃棄物の埋設処分施設。
5. 前記施設躯体または前記格納容器の底板は、前記床板構造体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の放射性廃棄物の埋設処分施設。
6. 前記床板構造体は、下部地盤から前記床板構造体を通過して前記施設躯体または前記格納容器に向かって流れる地下水を前記監視坑に集水することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の放射性廃棄物の埋設処分施設。
7. 下部地盤、下部地盤の上部表面部を平滑にするための均しコンクリート、または下部岩盤面と、前記床板構造体との間に、止水材が敷設されていることを特徴とする請求項１，２，４，５のいずれか一つに記載の放射性廃棄物の埋設処分施設。

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