JP6297929B2 - 放射性廃棄物収納計画支援システム - Google Patents

Description

本発明は、運転終了後の原子力発電プラントなどから廃棄される放射性廃棄物を安全かつ効率的に保管するための放射性廃棄物収納計画支援システムに関する。

原子力施設の解体廃棄物等の放射能を計測する際に、様々な形状や大きさの廃棄物が混在する廃棄物毎に校正用放射線源を用意することは現実に困難であり、多量に発生する解体廃棄物の放射能計測には適用し難い、という課題を解決するために、特許文献１では、様々の形状、大きさ、放射能レベル等の解体廃棄物の３次元形状を測定し、形状測定された放射性廃棄物の重量を測定、放出される放射線を計数し、放射能濃度と表面密度の検認後、各解体廃棄物の処分・再利用するとあり、仮想３次元モデルによる放射能算出を実施している。

また、測定者が放射性廃棄物に接近したり、容器を回転上下運動させることなく容器の表面線量を測定可能とするために、特許文献２には、原子力施設等で発生する放射性廃棄物を収容した容器から放射される放射線の放射位置を測定する容器表面線量率測定装置に関し、らせん状に筒状支持体の外周面全体を覆うように巻き付けた検出部を容器の外側に配置し、ファイバの両端部に光電子増倍管とプローブを取り付け、ファイバ内での発光を両端において検出することが開示されている。

更に、ドラム缶最適設置位置を選択、かつ設置も容易とするために、特許文献３には、原子力発電所等放射性物質を取扱うプラントにおいて発生する放射性廃棄物の貯蔵庫での保管方法に関し、既設置ドラム缶の表面の放射線線量率および放射性核種別の放射能濃度のデータと比較して、その値の高いドラム缶を中央にし、低いドラム缶を周囲に配置させるようにドラム缶の最適設置位置を決定することが開示されている。

また、貯蔵エリア周辺の放射線量を平均的に低減し、施設壁の遮蔽厚を小さくするために、特許文献４には、放射性物質を収容した収容容器の収納方法に関し、容器の表面における線量測定値に応じて貯蔵エリア内での収納位置が決定され、その決定データに基づいて容器を収納位置に移動して収納する、つまり放射線量が高い容器を貯蔵エリアの中央部に収納し、放射線量が小さい容器を貯蔵エリアの外周部に収納することが開示されている。

特開２００６−８４４７８号公報 実用登録３０３１６５６号 特開昭５９−６１８００号公報 特開２０１３−１４５１４８号公報

ところで、特許文献１，２における発明は、解体廃棄物の放射能の計測について言及しているが、解体廃棄物を容器に収納する事やその詳細までは開示されていない。

また、特許文献３における発明は、放射性廃棄物の貯蔵庫での保管方法に関するものであり、これは容器自体の外部におけるものであり、容器内外の放射線線量率を対象とするものではない。

さらに、特許文献４における発明は、放射性廃棄物を収納する容器の配置に関するものであり、容器内外の放射線線量率を対象とするものではない。

本発明は、高いレベルの放射性物質が付着している解体廃棄物の収納方法を改善することが可能な放射性廃棄物収納計画支援システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、複数の放射性廃棄物となる機器・配管のうち、各機器・配管の線量率の強度に応じた配置位置および組み合わせを演算する演算部と、前記演算部で演算された前記各機器・配管の線量率の強度に応じた配置位置および組み合わせ毎に、前記各機器・配管を収納した状態における前記収納容器の外表面の線量率空間分布を演算する線量率空間分布演算部とを備え、前記演算部は、前記線量率空間分布演算部で演算される前記収納容器外表面の線量率空間分布を低減するよう前記各機器・配管の線量率の強度に応じた配置位置および組み合わせを演算することを特徴とする。

本発明によれば、収納容器表面における線量率を抑制することができ、高いレベルの放射性物質が付着している解体廃棄物の収納方法を改善することが可能となる。

本発明の放射性廃棄物収納計画支援システムの構成の一例を示す図である。 本発明の放射性廃棄物収納計画支援システムによって収納計画を作成する対象の一例である原子力プラントの３Ｄモデルの一例を示す図である。 配管・機器内面への放射性物質の推定付着箇所のイメージ図である。 本発明の放射性廃棄物収納計画支援システムにおける廃棄物収納計画支援システムの画面の一例を示す図である。 廃棄物収納容器３Ｄモデルの一例を示す図である。 本発明の放射性廃棄物収納計画支援システムにおける配管切断モデルの一例を示す図である。 本発明の放射性廃棄物収納計画支援システムにおける配管詰込状態モデルの一例を示す図である。 本発明の放射性廃棄物収納計画支援システムにおける廃棄物収納容器内外の線量率計算の可視化の一例を示す図である。 図８の断面図である。 本発明の放射性廃棄物収納計画支援システムにおける空間線量可視化インタフェースの表示例を示す図である。 本発明の放射性廃棄物収納計画支援システムにおける廃棄物に含まれる放射性核種の成分に関する表示例を示す図である。 本発明の放射性廃棄物収納計画支援システムにおけるプラント運転終了後の残留放射性物質量の計算例を示す図である。 本発明の放射性廃棄物収納計画支援システムにおける廃棄物収納計算に関わる処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の放射性廃棄物収納計画支援システムにおける配管の切断モデルの生成処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の放射性廃棄物収納計画支援システムにおける高線量・低線量廃棄物の分類処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の放射性廃棄物収納計画支援システムにおける線量率計測結果に基づく廃棄物の収納のための詰込状態モデルの生成処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の放射性廃棄物収納計画支援システムにおける廃棄物収納制約に基づく切断した配管・機器の収納のための詰込順序モデルの生成処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の放射性廃棄物収納計画支援システムにおける切断回数、切断位置から被ばく線量を推定する計算処理の流れを示すフローチャートである。

本発明の放射性廃棄物収納計画支援システムの実施例を、図１乃至図１８を用いて説明する。

図１は、本実施例の放射性廃棄物収納計画支援システムの代表的な例の構成図である。

図１において、本実施例の放射性廃棄物収納計画支援システムは、残存放射能データ割当部１０１、切断モデル生成処理部１０２、詰込状態生成処理部１０３、容器選択処理部１０４、空間線量率計算処理部１０５、表面線量率判定部１０６、詰込順制御処理部１０７、プラント３ＤモデルＤＢ２１、残存放射能評価結果ＤＢ２２、収納容器仕様ＤＢ２３、廃棄物モデルＤＢ３１、廃棄体収納順ＤＢ３２、詰込状態表示部１０３ｄ、線量率計測部１０６ｄ、詰込順制御結果表示部１０７ｄとからなる。

放射性廃棄物収納計画支援システムは、入力データとしてプラント３ＤモデルＤＢ２１、残存放射能評価結果ＤＢ２２、収納容器仕様ＤＢ２３に記憶された各種情報およびを利用する。
このうち、プラント３ＤモデルＤＢ２１は、放射性廃棄物の排出元となる原子力発電プラント内の全ての各機器・配管の３Ｄモデルを記憶している。残存放射能評価結果ＤＢ２２は、プラント内の各所の残存放射能の評価結果を記憶している。収納容器仕様ＤＢ２３は、放射性廃棄物を収納するための収納容器の種類ごとの各々の仕様を記憶している。線量率計測部１０６ｄは、収納容器の外表面の線量率空間分布を実測する。

残存放射能データ割当部１０１は、プラント３ＤモデルＤＢ２１に記憶された各機器・配管の３Ｄモデルおよび残存放射能評価結果ＤＢ２２に記憶された残存放射能の評価結果を基にして、プラント内の各機器・配管に付着していると推察される線量率（汚染残存放射能量、表面線量率等）を、各機器・配管ごとに割り当てる割当処理を実施する。
切断モデル生成処理部１０２は、各機器・配管の切断長さを設定の入力を受けて、プラント３ＤモデルＤＢ２１に記憶されたプラント内の各機器・配管の３Ｄモデルを基にして、プラント内に存在するすべての各機器・配管の切断箇所に関するモデル（切断モデル）を生成する。

容器選択処理部１０４は、収納容器仕様ＤＢ２３に記憶された放射性廃棄物を収納するための収納容器の種類ごとの各々の収納容器の仕様に基づいて、適切な収納容器の種類を選択する。
詰込状態生成処理部１０３は、切断モデル生成処理部１０２で生成された各機器・配管の切断モデルと、容器選択処理部１０４において選択された収納容器の種類（仕様）とから、プラント内の各機器・配管の収納容器への詰込状態モデルを生成する。
空間線量率計算処理部１０５は、詰込状態生成処理部１０３で生成された詰込状態モデルと、容器選択処理部１０４で選択された収納容器の仕様とから、各機器・配管を詰め込んだ状態での収納容器の表面線量率を演算する。また、放射性廃棄物を詳細に管理するためには廃棄物収納容器の内部の空間線量率も求めることが望ましいことから、空間線量率計算処理部１０５は、残存放射能データ割当部１０１で割り当てられた各機器・配管の各々の線量率（汚染残存放射能量、表面線量率等）に応じて、各機器・配管を収納した状態における収納容器の内部の線量率空間分布についても演算する。

表面線量率判定部１０６は、空間線量率計算処理部１０５で演算した表面線量率がしきい値より小さいか否かを判定する。また、表面線量率判定部１０６では、線量率計測部１０６ｄにおいて実測された、生成された詰込状態モデルおよび詰込順序モデルに基づいて実際に収納容器に各機器・配管を詰め込んだ際の収納容器の外表面の線量率空間分布が、モデル通りであるかの検証判定についても実施する。
詰込順制御処理部１０７は、表面線量率判定部１０６において表面線量率がしきい値より小さいと判定されたときに、各機器・配管の重量、充填率を参照しながら各機器・配管の詰込順序モデルを生成する。この詰込順序モデルを生成する際には、プラント全体として廃棄物収納容器個数が少なくなるよう、高放射能解体物と低放射能解体物とを混在させた廃棄物収納計画となるよう、充填率をなるべく高くするよう処理を行う。また詰込順制御処理部１０７は、表面線量率判定部１０６において表面線量率がしきい値以上であると判定されたときは、切断モデル生成処理部１０２に対して各機器・配管の切断長さを再設定するよう促し、切断モデル生成処理部１０２，容器選択処理部１０４，詰込状態生成処理部１０３および空間線量率計算処理部１０５に対して再度詰込状態モデルを生成し直すよう制御する。更に、詰込順制御処理部１０７は、切断モデル生成処理部１０２で演算された各機器・配管の切断モデルから、各機器・配管の切断回数および作業位置を求めて、この求めた切断回数および作業位置の情報から作業者の放射性廃棄物廃棄作業時の推定被ばく量を演算する。

廃棄物モデルＤＢ３１は、残存放射能データ割当部１０１におけるプラント運転終了後の残留放射性物質量の計算結果や、切断モデル生成処理部１０２で生成された切断モデル、詰込状態生成処理部１０３で生成された詰込状態モデル等を記憶する。廃棄体収納順ＤＢ３２は、詰込順制御処理部１０７で生成された詰込順序モデル等を記憶する。

詰込状態表示部１０３ｄは、詰込状態生成処理部１０３で生成された詰込状態モデルおよび空間線量率計算処理部（線量率空間分布演算部）１０５で演算された各機器・配管を詰め込んだ状態での収納容器の表面線量率や収納容器の内部の線量率空間分布を表示する。詰込順制御結果表示部１０７ｄは、詰込順制御処理部１０７で生成された詰込順序や作業者の放射性廃棄物廃棄作業時の推定被ばく量を表示する。

図２に、本発明の放射性廃棄物収納計画支援システムによって放射性廃棄物の収納計画を作成する対象の一つである原子力プラント３Ｄモデルの例を示す。
図２に示すような原子力プラントの解体においては、機器・配管を解体後、建屋を解体する。機器・配管・コンクリート躯体は原子炉の運転に伴い材料が放射化し、また配管や機器内部への水・蒸気の循環により放射性物質による汚染がある。このため、安全な作業をするためには機器・配管内面に付着する汚染物質を適切にコントロールする必要がある。

図３に、残存放射能データ割当部１０１で割り当てる各機器・配管への線量率の割り当てのうち、配管・機器内面への放射性物質の推定付着箇所のイメージの一例を示す。
図３において、例えば、熱交換器２１２０に接続する配管２１２１，２１２２，２１２３，２１２４や弁２１２５，２１２６等があったときに、配管属性として付与した配管肉厚を考慮し、配管内面積と残存放射能評価結果ＤＢ２２から単位面積あたりの汚染量として、配管内面にハッチング２１２３０で示したような放射性物資の推定付着量を計算する。

図４に、本発明の放射性廃棄物収納計画支援システムの入力画面および詰込状態モデルの表示画面の一例を示す。
図４において、画面３２０１は、切断長の設定値３２０１ｂに加えて、処理の結果選択した収納容器のタイプの表示領域３２０１ａ、解体物の収納容器への詰込処理開始指示ボタン３２０１ｃ、詰め込んだ後の収納容器の表示ボタン３２０１ｄ、詰め込んだ収納容器の番号の表示列３２０１ｅ、選択した収納容器のタイプの表示列３２０１ｆ、解体物の充填率表示列３２０１ｇ、容器に含まれる総放射能量の表示列３２０１ｈ、単位重量当たりの放射能濃度表示列３２０１ｉ、個々の収納容器の重量表示列３２０１ｊ、収納容器の表面線量率の評価結果表示列３２０１ｋ、解体物のピース数表示列３２０１ｌ、線量計算開始ボタン３２０１ｍからなる。この画面３２０１は、詰込状態生成処理部１０３で生成された詰込状態モデルの一部である。

図５に、廃棄物収納容器２３１の３Ｄモデルの一例を示す。
図５において、収納容器には、解体物を格納する際の放射性物質の総量に応じた数種類の仕様がある。放射性物質の総量［Ｂｑ／ｔ］が増えると、遮蔽効果を得るために壁が厚いタイプの廃棄物収納容器を用いる。この廃棄物収納容器２３１の３Ｄモデルは、収納容器仕様ＤＢ２３に記憶されている。

図６に、切断モデル生成処理部１０２で生成される切断モデルのうち配管の切断モデルの一例を示す。
図６において、直管２１１２を定尺、例えば１ｍで切断したときに、エルボ２１１３との境界面、１ｍで切断したときに直管部分に２１１１のような短い直管が生成される。

図７に、詰込状態生成処理部１０３で生成される詰込状態モデルのうち、配管のみを詰め込む配管詰込状態モデルの一例を示す。
図７において、切断した配管が積み重なって、上の配管は下の配管の上に自重と摩擦力で安定な形式で収納容器底面から上方向に積み重なっていく。実際には収納容器の壁方向の摩擦力もあるので、以上を考慮した剛体力学に基づく計算により詰込状態が決定される。

図８に、詰込状態表示部１０３ｄにおいて表示される空間線量率計算処理部１０５で演算された収納容器の表面線量率および収納容器内部の線量率空間分布を可視化する画面の一例を示す。図９に、図８を垂直断面で３ＤＣＡＤ上で切断したときに廃棄物収納容器内外の空間線量率を可視化する画面の一例を示す。
図８において、図５の廃棄物収納容器２３１に、図６のように切断した配管を詰め、図３で求めた配管内部の放射性物質の汚染付着量を線源として空間線量率計算処理部１０５によって求めた、廃棄物収納容器内外の空間線量率を透明の立方体（ボクセル）によって可視化した例３１１が示されている。実際には空間線量率の強度は目には見えない状態量であるが、３ＤＣＡＤシステム上で、線量率の大小に応じて赤から青までのグラデーションで色付けすることにより、線量率の大きい場所が目で判定することができるよう表示されている。
また、図８の例３１１においてある部分の断面を可視化すると、図９に示すように、収納容器、切断配管、コンクリートなどの充填材の材料による遮蔽の影響も考慮した容器内外の空間線量率の分布が表示される。収納容器外側の空間線量率ボクセル３１１１の他に、収納容器内部の空間線量率ボクセル３１１３、収納容器表面の空間線量率ボクセル３１１２、配管表面の空間線量率ボクセル３１１４を表現している。

図１０に、図８や図９に示す空間線量率の可視化画面の調整インタフェースの一例を示す。
図１０において、空間線量可視化インタフェース３２０２は、廃棄物収納容器の番号を選択するテキスト・フィールド３２０２ａ、表示する空間線量の上限値３２０２ｂ、下限値３２０２ｃを指定するトラック・バー、空間線量表示ボクセルの透過度を指定するトラック・バーからなるフィールド３２０２ｄ、空間線量ボクセルの表示条件を制御するコントロール部品３２０２ｅ〜３２０２ｉからなる。これらの指定を適用ボタン３２０２ｋを押すことで図８や図９に示すような透過度を持つ空間線量可視化ボクセルからなる収納容器３Ｄモデルを表示する。全ボクセルを表示する場合は３２０２ｅを指定し、ボクセル断面を表示するときには、選択ラジオ・ボタン３２０２ｆを指定して、ＸＹ、ＹＺ、ＺＸのどの断面かを３２０２ｇで指定して、ボクセルの何番目かの断面となるか、３２０２ｈのトラック・バーで制御する。また、空間線量率何ｍＳｖ／ｈ以上の領域をフィルタリング表示するために、３２０２ｉのラジオ・ボタンと線量率の値を指定するテキスト・フィールド３２０２ｊがある。

図１１に、原子力プラントの解体における各機器・配管などの廃棄物に含まれる放射性核種の成分の演算結果の一覧に関する表示例を示す。
図１１に示すように、廃棄物に含まれる放射性核種の成分は表２２１のように表現され、放射化量と汚染量を放射性核種の種類ごとに濃度で表示する。それぞれの量はプラント建屋種別、設備名、系統名、重量の属性を伴い、残存放射能データ割当部１０１、切断モデル生成処理部１０２、詰込状態生成処理部１０３等において体系的に計算される。以上の情報は、計算結果として図１の廃棄物モデルＤＢ３１のようなデータベースやファイルに保存される。

図１２はプラント運転終了後の残留放射性物質量の計算例である。図１２において、残留放射能量は図１１に示す放射性核種の成分に関する表示を集約したものである。すなわち、放射化量と汚染量、そして放射化量・汚染量の和を合計放射能濃度として表現している。これらは、プラント建屋種別、設備名、系統名、重量の属性を伴い、残存放射能データ割当部１０１、切断モデル生成処理部１０２、詰込状態生成処理部１０３等において体系的に計算される。以上の情報は、計算結果として図１の廃棄物モデルＤＢ３１のようなデータベースやファイルに保存される。

次に、本実施例の放射性廃棄物収納計画支援システムの動作、処理の流れについて図１３乃至図１８を参照して以下説明する。まず、図１３を用いて全体の流れについて説明する。

図１３は、本実施例の放射性廃棄物収納計画支援システムの放射性廃棄物収納計算に関わる全体の処理の流れを示すフローチャートである。

まず、放射性廃棄物収納計画支援システムの残存放射能データ割当部１０１において、プラント３ＤモデルＤＢ２１と残存放射能評価結果ＤＢ２２を基にして、機器・配管に付着する汚染残存放射能量を割り当てる割当処理を実施する（ステップＳ１０１）。

次いで、放射性廃棄物収納計画支援システムの切断モデル生成処理部１０２において、図４に示すような画面を用いて各機器・配管の初期切断長を設定する（ステップＳ１０２）。

次いで、放射性廃棄物収納計画支援システムの詰込状態生成処理部１０３において、ステップＳ１０２で切断モデル生成処理部１０２において生成された機器・配管の切断モデルと、ステップＳ１０１で残存放射能データ割当部１０１で割り当てられた汚染残存放射能のデータとから、各機器・配管の汚染残存放射能のレベルを分類するとともに、機器・配管の切断モデルを生成し、詰込状態表示部１０３ｄに結果を表示する（ステップＳ１０３）。

次に、放射性廃棄物収納計画支援システムの容器選択処理部１０４において収納容器仕様ＤＢ２３を参照して収納容器を選択するとともに、詰込状態生成処理部１０３において収納容器仕様ＤＢ２３を参照して詰込状態モデルを生成する（ステップＳ１０４）。

次いで、放射性廃棄物収納計画支援システムの空間線量率計算処理部１０５において、先のステップＳ１０４において選択された収納容器の仕様と生成された詰込状態モデルの組合せとに基づいて、収納容器の表面線量率および内部の線量率空間分布を計算する（ステップＳ１０５）。

次いで、放射性廃棄物収納計画支援システムの表面線量率判定部１０６において、先に選択された収納容器に先に生成された詰込状態モデルで各機器・配管を詰め込んだときに表面線量率がしきい値より小さくなるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。

ステップＳ１０６において表面線量率がしきい値以上になると判定されるときは、放射性廃棄物収納計画支援システムの詰込順制御処理部１０７において切断長、詰込量を変更して（ステップＳ１０７）、再度ステップＳ１０２からステップＳ１０６の処理を繰り返す。

これに対し、ステップＳ１０６において表面線量率がしきい値より小さくなると判定されるときは、放射性廃棄物収納計画支援システムの表面線量率判定部１０６において、線量率計測部１０６ｄで実際に各機器・配管の線量率を測定し、実測した線量率と先のステップＳ１０１の割当処理において割り当てた線量率とが一致、あるいは十分に近いか否かを判定する（ステップＳ１０６Ａ）。

ステップＳ１０６Ａにおいて実測した線量率と割当線量率とが一致、あるいは十分に近くないと判定されるときは、ステップＳ１０７に処理を進め、再度、ステップＳ１０２からステップＳ１０６の処理を繰り返す。

これに対し、ステップＳ１０６Ａにおいて実測した線量率と割当線量率とが一致、あるいは十分に近いと判定されるときは、放射性廃棄物収納計画支援システムの詰込順制御処理部１０７において各機器・配管の重量、充填率を参照しながら各機器・配管の詰込順序モデルを生成するとともに、各機器・配管の切断回数および作業位置、更には作業者の放射性廃棄物廃棄作業時の推定被ばく量を演算し（ステップＳ１０８）、処理をステップＳ１０９に進める。

次いで、生成した詰込状態モデルを廃棄物モデルＤＢ３１に格納し、詰込順序モデルを廃棄体収納順ＤＢ３２に格納し（ステップＳ１０９）、処理を終了する。

以下、図１４乃至図１８に示すフローチャートを用いて、図１３の各ステップの処理の詳細に関して説明する。以下、放射性廃棄物として配管のみで構成される場合について説明するが、機器が含まれる場合に関しても同様の処理によって処理することができる。

まず、図１３のステップＳ１０３における配管の切断モデル生成処理の詳細について図１４を用いて説明する。図１４は配管の切断モデル生成処理の流れのフローチャートである。
図１４に示す処理は、切断モデル生成処理部１０２において実行される。

まず、切断モデル生成処理部１０２において、系統配管を選択する（ステップＳ１０９１）。

次いで、切断モデル生成処理部１０２において、図１３に示すステップＳ１０１において割り当てられた配管の残存放射能の割当情報を読み込む（ステップＳ１０９２）。

次いで、切断モデル生成処理部１０２において、残存放射能濃度が１０^２Ｂｑ／ｔ以下であるか否かを判定する（ステップＳＳ１０９３）。残存放射能濃度が１０^２Ｂｑ／ｔ以下であると判定されるときは処理をステップＳＳ１０９４に進め、１０^２Ｂｑ／ｔより高いと判定されるときは処理をステップＳ１０９１に戻す。

次いで、切断モデル生成処理部１０２において、以上の系統に関して全系統を確認完了したか否かを判定する（ステップＳ１０９４）。完了していると判定されるときはステップＳ１０９６に処理を進め、次いで、切断モデル生成処理部１０２において、設定した寸法で直管を切断し（ステップＳ１０９６）、処理を終了する。

これに対し、確認が完了していないと判定されるときはステップＳ１０９５に処理を進め、切断モデル生成処理部１０２において、放射性配管記憶域に格納して（ステップＳ１０９５）、ステップＳ１０９１〜ステップＳ１０９４の処理を繰り返す。

なお、本処理フローにおいては、収納容器に入るように解体物の長さを可変で切断する手法を取り入れてもよいこととする。

次に、図１３のステップＳ１０４における詰込状態モデル生成のための準備である高線量・低線量廃棄物の分類処理の詳細について図１５を用いて説明する。図１５は高線量・低線量廃棄物の分類処理の流れのフローチャートである。
図１５に示す処理は、射性廃棄物収納計画支援システムの詰込状態生成処理部１０３において実行される。

図１５において、まず、詰込状態生成処理部１０３において切断配管への線源を割り当てる（ステップＳ１０３１）。

次いで、詰込状態生成処理部１０３において先のステップＳ１０３１において割り当てた線源による放射能のレベルが高レベルにあるか否かを判定する（ステップＳ１０３２）。高レベルにあると判定されるときは、当該切断配管が高レベルであるとした配管オブジェクトのメモリ領域を確保・記憶（ステップＳ１０３３）し、処理を終了する。これに対し、高レベルにないと判定されるときはステップＳ１０３４に処理を進める。

次いで、詰込状態生成処理部１０３において先のステップＳ１０３１において割り当てた線源による放射能のレベルが中レベルより高く高レベル以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０３４）。中レベルより高く高レベル以下であると判定されるときは、当該切断配管が中レベルより高く高レベル以下であるとした配管オブジェクトのメモリ領域を確保・記憶（ステップＳ１０３５）し、処理を終了する。これに対し、中レベルより高く高レベル以下でないと判定されるときはステップＳ１０３６に処理を進める。

次いで、詰込状態生成処理部１０３において先のステップＳ１０３１において割り当てた線源による放射能のレベルが低レベルより高く中レベル以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０３６）。低レベルより高く中レベル以下であると判定されるときは、当該切断配管が低レベルより高く中レベル以下であるとした配管オブジェクトのメモリ領域を確保・記憶（ステップＳ１０３７）し、処理を終了する。これに対し、低レベル以下であると判定されるときは当該切断配管が非放射性配管であるとした配管オブジェクトのメモリ領域を確保・記憶（ステップＳ１０３８）し、処理を終了する。

次いで、図１３のステップＳ１０４における詰込状態モデル生成の詳細について図１６を用いて説明する。図１６は線量率計測結果に基づく廃棄物収納順判定処理の流れのフローチャートである。
図１６に示す処理は、詰込状態生成処理部１０３、容器選択処理部１０４および空間線量率計算処理部１０５において実行される。

まず、容器選択処理部１０４において、収納容器仕様ＤＢ２３を参照することによって低レベルの廃棄物収納容器を設定する（ステップＳ１０４１）。

次に、詰込状態生成処理部１０３において、先の図１５での処理で分類した解体配管を放射能レベル別にソートする（ステップＳ１０４２）。

次いで、詰込状態生成処理部１０３において、図１５の処理により記憶域に格納した解体配管オブジェクトを記憶域から一本取り出す（ステップＳ１０４３）。

次に、詰込状態生成処理部１０３において、先のステップＳ１０４１において選択した廃棄物収納容器内に先のステップＳ１０４３において取り出した解体配管を詰めるための空き空間を検索する（ステップＳ１０４４）。

その後、詰込状態生成処理部１０３において、先のステップＳ１０４４で選択した配管の放射能が高レベルであるか否かを判定する（ステップＳ１０４５）。配管の放射能が高レベルであるときは、重力を無視して収納容器中央部から順に解体配管を配置（ステップＳ１０４６）し、ステップＳ１０４８に処理を進める。これに対してステップＳ１０４３で選択した配管の放射能が高レベルではない場合、収納容器の底・天井・壁側部に配置（ステップＳ１０４７）し、ステップＳ１０４８に処理を進める。なお、ここでいう高レベルとは、予め放射能、表面線量率などからしきい値を決めておくことにより判定するものとする。

次いで、空間線量率計算処理部１０５において、廃棄物収納容器の表面も含む空間の線量率を計算する（ステップＳ１０４８）。

その後、空間線量率計算処理部１０５において、先のステップＳ１０４８において演算された廃棄物収納容器の表面線量率が２ｍＳｖ／ｈより小さいか否かを判定する（ステップＳ１０４９）。表面線量率が２ｍＳｖ／ｈより小さいときはステップＳ１０４３に処理を戻し、ステップＳ１０４３〜ステップＳ１０４９の処理を繰り返すことによって更に配管を詰めるよう処理を行う。これに対し、表面線量率が２ｍＳｖ／ｈ以上であると判定されるときはステップＳ１０５０に処理を進める。

次いで、容器選択処理部１０４において、収納容器仕様ＤＢ２３を参照して現在選択されている収納容器より放射線の遮蔽能力が１レベル上の収納容器があるか否か判定する（ステップＳ１０５０）。１レベル上の放射能・線量率の制約を満足する廃棄物収納容器を検討でき、また１レベル上の容器があると判定されるときは、収納容器を選択し直して新たな収納容器として設定し（ステップＳ１０５１）、ステップＳ１０４８に処理を戻して、再度、収納容器内外の空間線量率を計算する。これに対し、１レベル上の収納容器がないと判定されるときはステップＳ１０５２に処理を進め、詰込状態生成処理部１０３において収納容器の表線量量率が２ｍＳｖ／ｈ以下になるまで解体配管を収納容器から除去して（ステップＳ１０５２）、記憶域に戻したあと処理を終了する。

次いで、図１３のステップＳ１０８における詰込順序モデル生成の詳細について図１７を用いて説明する。図１７は廃棄物収納制約に基づく切断した配管の収納処理の流れのフローチャートである。
図１７に示す処理は、詰込順制御処理部１０７において実行される。

まず、詰込順制御処理部１０７において、図１３のステップＳ１０４，図１６に示す処理で生成した、詰め込んだ解体配管の詰込状態モデルを受信する（ステップＳ１０７１）。

次に、詰込順制御処理部１０７において、収納容器、コンクリートなどの充填材を含む解体配管の重量が２０ｔより軽いか否かを判定する（ステップＳ１０７２）。重量が２０ｔ以上であると判定されるときはステップＳ１０７５に処理を進め、２０ｔより軽いと判定されるときはステップＳ１０７３に処理を進め、詰込順制御処理部１０７において、収納容器の解体配管の充填率が１０％より低いか否かを判定する（ステップＳ１０７３）。充填率が１０％より低いときはステップＳ１０７４に処理を進めて非放射性配管を底、上、側部に配置し、ステップＳ１０７２、ステップＳ１０７３の処理を繰り返す。これに対して先のステップＳ１０７３において充填率が１０％以上であると判定されるときはステップＳ１０７５に処理を進める。

次に、詰込順制御処理部１０７において、解体配管重心と解体配管の摩擦力をもとに剛体力学に基づく配管積み重ね状態が安定化する配置を計算する（ステップＳ１０７５）。

次いで、詰込順制御処理部１０７において、収納容器内の線源付着と充填材の詰め方などの情報を整理して、詰込順制御結果表示部１０７ｄに結果を表示（ステップＳ１０７６）し、処理を終了する。

次いで、図１３のステップＳ１０８における作業者の放射性廃棄物廃棄作業時の被ばく量の演算処理の詳細について図１８を用いて説明する。図１８は切断回数、切断位置から被ばく線量を推定する計算処理の流れのフローチャートである。
図１８に示す処理は、詰込順制御処理部１０７において実行される。

まず、詰込順制御処理部１０７において、図１３のステップＳ１０３で生成した切断モデルから、解体配管の口径、切断位置を受信する（ステップＳ１０８１）。

次いで、詰込順制御処理部１０７において、切断位置周辺の線量率（図１３のステップＳ１０１で割り当てた計算値、もしくは実測値）を受信する（ステップＳ１０８２）。

次いで、詰込順制御処理部１０７において、個々の切断作業における被ばく線量を作業時間と線量率の積を基にして計算する（ステップＳ１０８３）。

次いで、詰込順制御処理部１０７において、以上の個々の作業における被ばく線量と作業員の積の総和を求める（ステップＳ１０８４）。

その後、詰込順制御処理部１０７において、全ての切断配管分の積の総和の演算が終了したか否かを判定（ステップＳ１０８５）し、終了しているときは処理を終了し、終了していないときは処理をステップＳ１０８１に戻す。

次いで、詰込順制御処理部１０７において、全切断作業分繰り返す。

上述した本発明の放射性廃棄物収納計画支援システムの実施例では、残存放射能データ割当部１０１，切断モデル生成処理部１０２，詰込状態生成処理部１０３，容器選択処理部１０４および空間線量率計算処理部１０５において収納容器の内外の線量率空間分布を計算し、表面線量率判定部１０６において演算した線量率空間分布を判定し、詰込順制御処理部１０７において高線量率の発生源となる切断部品の配置位置と低線量・高線量部品の組み合わせで収納容器外の線量率を低減するよう繰り返し演算を実施するよう処理を行う。

これによって、従来は机上計算に依っていた収納計画を、３Ｄ設計モデルに基づく計算で自動化することができ、業務効率の向上が可能となる。例えば、高いレベルの放射性物質が付着している解体廃棄物の収納方法を改善することが可能となるとともに、廃棄物収納容器における線量率低減に効果的な解体物の収納状態が事前に検討可能となり、放射性廃棄物を安全かつ効率的に保管することができ、更に作業員の被ばく線量を低減することができる。

なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述の実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を有するものに限定されるものではない。

また、上述した各構成、各部、機能、各ＤＢ等は、それらの一部又はすべてを、例えば集積回路で設計すること等によりハードウェアで実現してもよい。また、上述した各構成、機能等は、ＣＰＵ等のプロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、ＨＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ）に格納すること以外に、メモリや、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、又は、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）カードや、ＳＤ（Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ）カード、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等の記録媒体に格納することができる。

また、各実施例において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。

１０１…残存放射能データ割当部、
１０２…切断モデル生成処理部、
１０３…詰込状態生成処理部、
１０３ｄ…詰込状態表示部、
１０４…容器選択処理部、
１０５…空間線量率計算処理部、
１０６…表面線量率判定部、
１０６ｄ…計測部、
１０７…詰込順制御処理部、
１０７ｄ…詰込順制御結果表示部、
２１…プラント３Ｄモデルデータベース（ＤＢ）、
２２…残存放射能評価結果データベース（ＤＢ）、
２３…収納容器仕様データベース（ＤＢ）、
３１…廃棄物モデルデータベース（ＤＢ）、
３２…廃棄体収納順データベース（ＤＢ）。

Claims (8)

1. 複数の放射性廃棄物となる機器・配管のうち、各機器・配管の線量率の強度に応じた配置位置および組み合わせを演算する演算部と、
   前記演算部で演算された前記各機器・配管の線量率の強度に応じた配置位置および組み合わせ毎に、前記各機器・配管を収納した状態における前記収納容器の外表面の線量率空間分布を演算する線量率空間分布演算部とを備え、
   前記演算部は、前記線量率空間分布演算部で演算される前記収納容器外表面の線量率空間分布を低減するよう前記各機器・配管の線量率の強度に応じた配置位置および組み合わせを演算する
   ことを特徴とする放射性廃棄物収納計画支援システム。
2. 請求項１に記載の放射性廃棄物収納計画支援システムにおいて、
   前記演算部は、前記各機器・配管の３次元モデルを切断するための切断モデルを演算する切断モデル生成処理部を有しており、
   前記線量率空間分布演算部は、前記各機器・配管の放射性物質推定付着量を演算することで前記収納容器外表面の線量率空間分布を演算する
   ことを特徴とする放射性廃棄物収納計画支援システム。
3. 請求項１に記載の放射性廃棄物収納計画支援システムにおいて、
   前記演算部は、前記線量率空間分布演算部で演算される前記収納容器外表面の線量率空間分布がしきい値より小さくなるまで、前記各機器・配管の線量率の強度に応じた配置位置および組み合わせを繰り返し演算する
   ことを特徴とする放射性廃棄物収納計画支援システム。
4. 請求項２に記載の放射性廃棄物収納計画支援システムにおいて、
   前記放射性廃棄物の排出元となるプラント内の全ての各機器・配管の３Ｄモデルを記憶するプラント３ＤモデルＤＢを更に備え、
   前記演算部の前記切断モデル生成処理部は、前記プラント３ＤモデルＤＢに記憶された３Ｄモデルを基にして前記プラント全体での機器・配管の３次元モデルを切断するための切断モデルを演算し、
   前記線量率空間分布演算部は、前記各機器・配管の放射性物質推定付着量を演算することで前記収納容器外表面の線量率空間分布を演算し、かつ前記プラント全体で前記収納容器の総数が少なくなるよう前記各機器・配管の線量率の強度に応じた配置位置および組み合わせを演算する
   ことを特徴とする放射性廃棄物収納計画支援システム。
5. 請求項１に記載の放射性廃棄物収納計画支援システムにおいて、
   前記線量率空間分布演算部で演算された前記収納容器の外表面の線量率空間分布を実測する計測部を更に備えた
   ことを特徴とする放射性廃棄物収納計画支援システム。
6. 請求項１に記載の放射性廃棄物収納計画支援システムにおいて、
   前記演算部は、前記各機器・配管の重量、充填率、放射能量および表面線量率を参照しながら、前記各機器・配管の線量率の強度に応じた配置位置および組み合わせを演算する
   ことを特徴とする放射性廃棄物収納計画支援システム。
7. 請求項１に記載の放射性廃棄物収納計画支援システムにおいて、
   前記演算部で演算された各機器・配管の切断モデルから前記各機器・配管の切断回数および作業位置を求め、この求めた切断回数および作業位置の情報から前記放射性廃棄物の廃棄作業時の推定被ばく量を演算する被ばく量予測演算部と、
   この被ばく量予測演算部で演算された前記推定被ばく量を表示する表示部とを更に備えた
   ことを特徴とする放射性廃棄物収納計画支援システム。
8. 請求項１に記載の放射性廃棄物収納計画支援システムにおいて、
   前記線量率空間分布演算部は、更に、前記演算部で演算された前記各機器・配管の線量率の強度に応じた配置位置および組み合わせ毎に、前記各機器・配管を収納する収納容器の内部の線量率空間分布を演算し、
   この線量率空間分布演算部で演算された前記収納容器の内部の線量率空間分布を表示する表示部を更に備えた
   ことを特徴とする放射性廃棄物収納計画支援システム。

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