JP6695580B1 - 放射性廃棄物容器検査設備 - Google Patents

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Abstract

【課題】放射性廃棄物が収納されている廃棄物容器が大量に並置されている場合でも、廃棄物容器の腐食を推測して放射性物質の漏洩を予防する。【解決手段】放射性廃棄物が収納されている廃棄物容器の腐食を推測するための放射性廃棄物容器検査設備であって、複数の前記廃棄物容器を縦横に並べて載置可能なパレットと、複数並置された前記パレット内を走行可能な測定装置と、を有し、前記パレットは、前記廃棄物容器の下方を前記測定装置が通過するための、縦に隣接するパレットと連通する縦通路、及び横に隣接するパレットと連通する横通路が形成され、前記測定装置は、前記廃棄物容器内の水分が存在する位置を検出することにより、前記廃棄物容器の腐食度合を推測する、ことを特徴とする。【選択図】図1

Description

本発明は、放射性廃棄物が収納されている廃棄物容器の腐食を推測するための放射性廃棄物容器検査設備に関する。
原子力施設や放射線施設において、管理区域内の放射線下作業で発生した使用済み防護服や資器材などの放射性廃棄物は、ドラム缶やコンテナ等の廃棄物容器の中に収納して保管される。長期間保管していると廃棄物容器内の水分が温度変化等により結露を繰り返して底面に溜まることがあり、そこから腐食が進んで孔が空くと、放射性物質が廃棄物容器外に漏れるおそれがある。
特許文献1に記載されているように、放射性廃棄物を収納するドラム缶の内面側に発生する腐食、錆、摩耗などの断面欠損を外面側から検出し、その発生位置を特定する検査方法に関する発明も開示されている。
特許第4963087号公報
しかしながら、特許文献1に記載の技術は、超音波をドラム缶の全範囲に伝播させることで断面欠損部の位置と残厚を測定しているが、大量のドラム缶が縦横に並置され、さらに複数段重なった状態で保管されていると、そのまま測定しようとしても奥の方に置かれているドラム缶まで超音波探触子が届かないし、そのためにドラム缶を1つずつ取り出して測定するのも非常に手間が掛かる。また、ドラム缶の下面を目視確認しようとしても、ドラム缶を吊り上げないと困難である。
そこで、本発明は、放射性廃棄物が収納されている廃棄物容器が大量に並置されている場合でも、廃棄物容器の腐食を推測して放射性物質の漏洩を予防することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明は、放射性廃棄物が収納されている廃棄物容器の腐食を推測するための放射性廃棄物容器検査設備であって、複数の前記廃棄物容器を縦横に並べて載置可能なパレットと、複数並置された前記パレット内を走行可能な測定装置と、を有し、前記パレットは、前記廃棄物容器の下方を前記測定装置が通過するための、縦に隣接するパレットと連通する縦通路、及び横に隣接するパレットと連通する横通路が形成され、前記測定装置は、前記廃棄物容器内の水分が存在する位置を検出することにより、前記廃棄物容器の腐食度合を推測する、ことを特徴とする。
前記パレットは、前記廃棄物容器の径よりも狭い間隔で並置することにより前記縦通路を形成すると共に、横方向に抜ける貫通孔を空けることにより前記横通路を形成する、縦方向に延びるスペーサと、前記廃棄物容器の径よりも狭い間隔で前記スペーサの上面に並置される、横方向に延びる天フレームと、前記測定装置が走行可能な間隔で前記スペーサの下面に並置される、横方向に延びる地フレームと、前記スペーサ及び前記天フレームの上面に載せた前記廃棄物容器の周りを押さえるように設けられるガイドと、を有し、前記スペーサと前記天フレームで囲まれた中央部が、前記地フレーム上の前記測定装置が前記廃棄物容器の下方を通過するときに、前記ガイドで押さえた前記廃棄物容器の下面を視認可能に開口する、ことを特徴とする。
前記スペーサのうち、前記横通路のために貫通孔が空けられた場所であって、前記廃棄物容器の端部が載る場所に、補強材が取り付けられる、ことを特徴とする。
前記パレットは、前記縦通路及び前記横通路を確保するためのスペーサと、前記廃棄物容器を載置するために前記スペーサの上面に設けた天フレームと、前記測定装置を走行させるために前記スペーサの下面に設けた地フレームと、を有し、前記地フレームは、前記廃棄物容器の下方が平坦部であり、前記天フレームは、前記廃棄物容器を載置かつ支持可能で、前記地フレームの平坦部において前記測定装置が前記廃棄物容器の下面を視認可能な開口部が空けられる、ことを特徴とする。
前記パレットは、前記廃棄物容器の上に載置可能な地フレームを有する、ことを特徴とする。
前記測定装置は、中性子水分計で前記廃棄物容器内の水分を検出する、ことを特徴とする。
前記測定装置は、カメラで前記廃棄物容器の下面を撮影する、ことを特徴とする。
前記測定装置は、複数のカメラで前記廃棄物容器の全方位映像又は画像を合成する、ことを特徴とする。
前記測定装置は、前記縦通路又は前記横通路の段差を乗り越えるためのクローラを有する、ことを特徴とする。
前記測定装置は、前記パレットに付された識別情報を読み取ることにより、前記廃棄物容器の位置を特定する、ことを特徴とする。
前記測定装置は、前記廃棄物容器の下を走行しながら前記廃棄物容器に識別情報を付ける目印付与手段を備える、ことを特徴とする。
前記測定装置は、前記廃棄物容器の位置と共に、前記廃棄物容器の水分の分布を、前記廃棄物容器の腐食度合を推測するための制御装置に送信する、ことを特徴とする。
本発明によれば、大量の廃棄物容器が縦横に並置され、さらに複数段重なった状態で保管されている場合でも、廃棄物容器を1つずつ取り出すことなく、奥の方に置かれている廃棄物容器まで、腐食の度合を推測して放射性物質の漏洩を予防することができる。どの位置の廃棄物容器の腐食が進行しているか把握することで、廃棄物容器に孔が空く前に放射性廃棄物の詰替えをすることができる。
本発明である放射性廃棄物容器検査設備の概観を示す平面図及び正面図である。 本発明である放射性廃棄物容器検査設備において使用するパレットを示す斜視図である。 本発明である放射性廃棄物容器検査設備において使用するパレットを示す正面図である。 本発明である放射性廃棄物容器検査設備において使用するパレットを示す平面図である。 本発明である放射性廃棄物容器検査設備において使用するパレットを示す右側面図である。 本発明である放射性廃棄物容器検査設備において使用するパレットを正面図に示すA−Aで切断した断面図である。 本発明である放射性廃棄物容器検査設備において使用するパレットを平面図に示すB−Bで切断した断面図である。 本発明である放射性廃棄物容器検査設備において使用するパレットの別例を示す斜視図である。 本発明である放射性廃棄物容器検査設備において使用するパレットの別例を示す正面図である。 本発明である放射性廃棄物容器検査設備において使用するパレットの別例を示す平面図である。 本発明である放射性廃棄物容器検査設備において使用するパレットの別例を平面図に示すC−Cで切断した断面図である。 本発明である放射性廃棄物容器検査設備において使用する測定装置を示す斜視図である。 本発明である放射性廃棄物容器検査設備において使用する測定装置を示す正面図である。 本発明である放射性廃棄物容器検査設備において使用する測定装置を示す平面図である。 本発明である放射性廃棄物容器検査設備において使用する測定装置を示す右側面図である。 本発明である放射性廃棄物容器検査設備において検査する状況を示す平面図である。
以下に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
まず、本発明である放射性廃棄物容器検査設備について説明する。図1は、放射性廃棄物容器検査設備の概観を示す平面図及び正面図である。なお、縦は前後方向、横は左右方向、段は上下方向を示すものとする。
図1に示すように、放射性廃棄物容器検査設備100は、放射性廃棄物が収納されている廃棄物容器の腐食を推測する設備である。廃棄物容器は、円柱状のドラム缶200や箱状の金属製コンテナ等であり、原子力施設や放射線施設において放射性物質によって汚染された場所や放射線量の高い場所で作業した作業員の作業服や、そこで使用した道具などが収納される。なお、廃棄物容器についてはドラム缶200で説明する。
図1(a)に示すように、ドラム缶200は、パレット300に載置して複数が縦横に並べて保管される。例えば、パレット300上に、縦に2個、横に2個の合計4個載せ、そして複数のパレット300を縦横に並置する。パレット300は、矩形状の載台の場合、各ドラム缶200の間を仕切る等して、円形のドラム缶200下部を支持すれば良い。
また、図1(b)に示すように、ドラム缶200を載置したパレット300を、上下に重ねて複数段にしても良い。パレット300の側面に空いた孔に、フォークリフトのツメを差すことで、ドラム缶200を載せたまま運搬可能である。なお、このフォーク差込口からパレット300内に測定装置を走行させてドラム缶200の下面を検査する。
図2は、放射性廃棄物容器検査設備において使用するパレットを示す斜視図である。図3は、パレットを示す正面図である。図4は、パレットを示す平面図である。図5は、パレットを示す右側面図である。図6は、パレットをA−Aで切断した断面図である。図7は、パレットをB−Bで切断した断面図である。
図2〜7に示すように、パレット300は、ドラム缶200の下方を測定装置が通過するための通路350が形成される。なお、通路350は、縦に隣接する別のパレット300aと連通する縦通路350aと、横に隣接する別のパレット300bと連通する横通路350bとがある。
パレット300は、縦方向に延びる角パイプ状のスペーサ310を有する。スペーサ310は、パレット300の左端及び右端に配置される端支柱310aと、その中間に配置される中支柱310bとがある。スペーサ310は、ドラム缶200の径よりも狭い間隔で並置することにより縦通路350aを形成すると共に、横方向に抜ける貫通孔を空けることにより横通路350bを形成する。パレット300が縦2列の場合は、中支柱310bを1本用いて、左側の端支柱310aと中支柱310bの間と、右側の端支柱310aと中支柱310bの間に、それぞれ縦通路350aを形成すれば良い。
また、パレット300は、横方向に延びる板状の天フレーム320を有する。天フレーム320は、パレット300の前端及び後端に配置される端天枠320aと、その中間に配置される中天枠320bとがある。天フレーム320は、ドラム缶200の径よりも狭い間隔でスペーサ310の上面に並置される。パレット300が横2列の場合は、中天枠320bを1本用いて、前側の端天枠320aと中天枠320bの間と、後側の端天枠320aと中天枠320bの間に、それぞれ横通路350bが形成される。なお、途中で交差するスペーサ310には貫通孔を空ければ良い。
また、パレット300は、横方向に延びる板状の地フレーム330を有する。地フレーム330は、パレット300の前端及び後端に配置される端地枠330aと、その間に配置される間地枠330bとがある。地フレーム330は、測定装置が走行可能な間隔でスペーサ310の下面に並置される。すなわち、地フレーム330は、1枚の板材にしても良いが、前端の端地枠330aと後端の端地枠330aの間に、測定装置の車輪が嵌まらないような間隔で、複数の間地枠330bを間欠的に並べれば良い。なお、地フレーム330の下面は、ドラム缶200の上に載置可能な構造にする。
また、パレット300は、スペーサ310及び天フレーム320の上面に載せたドラム缶200の周りを押さえるように設けられる中ガイド360及び端ガイド370を有する。中ガイド360は、中支柱310bに沿って設けられる縦材360aと、中天枠320bに沿って設けられる横材360bとがあり、例えば、図7(b)に示すように、それぞれ長い板材を縦に山状に折り曲げたものを使用すれば良い。
端ガイド370は、端天枠320aに沿って設けられる縦片370aと、端天枠320aに沿って設けられる横片370cと、縦片370aと横片370cとを斜めに繋ぐ斜片370bとからなり、例えば、図4に示すように、長い板材の2ヶ所を横に斜めに折り曲げたものを使用すれば良い。
スペーサ310と天フレーム320で囲まれた中央部が、ドラム缶200の下面を視認可能に開口する。中支柱310bの上面の端側、中天枠320bの上面の端側、端支柱310aの上面の内端側、及び端天枠320aの上面の内端側に、ドラム缶200の下面の端部が載り、縦材360a、横材360b、縦片370a、斜片370b及び横片370cで、ドラム缶200の側周面の下部が押さえられる。
また、パレット300は、スペーサ310に補強材340が設けられる。補強材340は、スペーサ310の端面を塞ぐように取り付けられる端材340aと、横通路350bのために貫通孔が空けられた場所であって、ドラム缶200の端部が載る場所に取り付けられる上板340b及び下板340cとがある。
上板340bは、図4及び図7(b)に示すように、貫通孔を空けることで強度が落ちている上に、ドラム缶200の荷重が掛かるため、貫通孔の内面上側を補強する。また、下板340cは、図6及び図7(b)に示すように、スペーサ310に空けた貫通孔を測定装置が走行しやすいように、貫通孔の内面下側を補強する。
スペーサ310及び天フレーム320に載せられ、中ガイド360及び端ガイド370で位置が固定されたドラム缶200の下面を、地フレーム330を走行する測定装置がドラム缶200の下方を通過するときに検査する。測定装置が下板340cなどの段差を乗り越えることで検査対象のドラム缶200が変わったことを検知しても良い。また、測定装置が縦通路350a又は横通路350bを逸れないように誘導するための案内ガイドを設けても良い。
図8は、パレットの別例を示す斜視図である。図9は、パレットの別例を示す正面図である。図10は、パレットの別例を示す平面図である。図11は、パレットの別例をC−Cで切断した断面図である。
図8〜11に示すように、パレット400は、通路450を確保するためのスペーサ410と、ドラム缶200を載置するためにスペーサ410の上面に設けた天フレーム420と、測定装置を走行させるためにスペーサ410の下面に設けた地フレーム430とを有する。なお、パレット400は、縦と横が同じ形状である。
スペーサ410は、パレット400の四隅に配置される端支柱410aと、パレット410の辺中央に配置される間支柱410bと、パレット410の中央に配置される中支柱410cとがある。ドラム缶200の載置場所の四方に、端支柱410a、縦方向にある間支柱410b、横方向にある間支柱410b、及び中支柱410cが存在し、その間が通路450となる。なお、端支柱410aの角に補強材440を取り付けても良い。
天フレーム420は、スペーサ410の上面を覆う天板420aに、ドラム缶200を嵌めるための開口部を空け、ドラム缶200が落ちないように縁に内片420bが設けられる。また、地フレーム430は、スペーサ410の下面を覆う地板430aに、測定装置が検査するための底材430bと、検査場所を仕切るための間材430cが設けられる。
底材430bは、ドラム缶200の下方に位置する平坦部である。図11(b)に示すように、天板420aの開口部において、ドラム缶200が内片420bにより載置かつ支持され、測定装置が間材430cを超えて底材430に来たときに、ドラム缶200の下面を視認可能である。
図12は、放射性廃棄物容器検査設備において使用する測定装置を示す斜視図である。図13は、測定装置を示す正面図である。図14は、測定装置を示す平面図である。図15は、測定装置を示す右側面図である。図16は、放射性廃棄物容器検査設備において検査する状況を示す平面図である。
図12〜15に示すように、測定装置500は、検査機器として、ドラム缶200内の水分が存在する位置を検出する水分計510や、ドラム缶200の下面を撮影するカメラ520などを使用して、ドラム缶200の腐食度合を推測する。
水分計510は、中性子水分計などであり、外部から非破壊で水分が存在する位置及び量を検出する。中性子水分計は、高速の中性子を水分中の水素原子と衝突させ、低速の熱中性子に変化した量を測定することにより、水分を検出する。水分計510では、ドラム缶200の内部の腐食位置や腐食状況を推測可能である。
カメラ520は、ドラム缶200の下面や、パレット300、400又はドラム缶200に付された情報などを、撮影又は読取する。カメラ520では、ドラム缶200の外部の腐食位置や腐食状況だけでなく、破損などの状態も直接測定可能である。
カメラ520は、複数設置しても良い。例えば、前カメラ520a、後カメラ520b、左カメラ520c、及び右カメラ520dの4つで撮影した映像又は画像をスプリッタ530で合成し、360°の全方位映像又は画像を取得する全方位カメラを構成しても良い。
測定装置500は、パレット300、400内を走行させるために車輪を用いても良いが、通路350、450上に存在する段差を乗り越えるためにクローラ(キャタピラ)550を用いても良い。また、測定装置500の動力や検査機器の電源を供給するためにバッテリ540を搭載しても良い。
図16に示すように、複数のドラム缶200がパレット300に載置されて縦横に並置され、複数段重なっている施設内において、測定装置500でドラム缶200の下面を検査する。縦方向に並んだパレット300は、縦通路350aが連通し、横方向に並んだパレット300は、横通路350bが連通する。
縦通路350aの左端から右端まで、横通路350bの上端から下端まで、さらに段を変えて、測定装置500を走行させることを繰り返すことで、端側に載置されているものから奥側に載置されているものまで、ドラム缶200を動かすことなく、全てのドラム缶200を測定する。
ドラム缶200は、放射性廃棄物を収納して密閉されているが、内部の水分が結露すると、蓋に水滴が付いたり、その水滴が落ちて底面に溜まったりする。水分がどの位置にどれくらいの量で存在しているかを把握することで、内部の腐食がどの程度進行しているかを推測する。また、ドラム缶200の下面の画像を見ることで、外部に現れた腐食を確認する。
測定装置500は、検出した水分量及び撮影した画像をドラム缶200ごとに制御装置600に送信しても良い。制御装置600は、コンピュータ等であり、測定装置500と無線通信すれば良い。
ドラム缶200の位置は、映像が変わったことで判断したり、通路350の段差等の目印を越えたことで判断したりしても良いが、パレット300やドラム缶200に付されたアドレスなど、ドラム缶200の位置を特定するための識別情報を読み取ることで判断しても良い。識別情報は、光学文字認識又は光学式マーク認識すれば良い。
ドラム缶200の測定データは、一連の時系列データ又は映像を切り分けても良いし、識別情報が変わるごとに検出又は撮影しても良い。水分量については、ドラム缶200の水分の分布を検出し、閾値を超えたら警告等を出力しても良い。閾値は、予め腐食度合に応じて複数段階で設定しておけば良い。下面の画像については、制御装置600が画像解析することにより腐食度合を診断しても良い。
また、図12〜15に示すように、測定装置500は、検査機器の他にプリンタ560を搭載しても良い。プリンタ560は、インクジェットプリンタなどインクを微滴化してドラム缶200の下面に吹き付ける等して、ドラム缶200に識別情報を付与する目印付与手段である。予め、識別情報が付いていない場合でも、ドラム缶200を測定しながら、プリンタ560で印字した識別情報を関連付けて、測定データを制御装置600に送信すれば良い。
本発明によれば、大量の廃棄物容器が縦横に並置され、さらに複数段重なった状態で保管されている場合でも、廃棄物容器を1つずつ取り出すことなく、奥の方に置かれている廃棄物容器まで、腐食の度合を推測して放射性物質の漏洩を予防することができる。どの位置の廃棄物容器の腐食が進行しているか把握することで、廃棄物容器に孔が空く前に放射性廃棄物の詰替えをすることができる。
以上、本発明の実施例を述べたが、これらに限定されるものではない。例えば、ドラム缶のような円柱状の廃棄物容器だけでなく、金属製コンテナのような箱形(直方体状)の廃棄物容器に適用しても良い。また、1つのパレットに対して4個のドラム缶だけでなく、複数個のドラム缶を載置しても良い。また、測定装置は、廃棄物容器の下面を測定するだけでなく、廃棄物容器の上面を測定しても良い。さらに、放射性廃棄物容器だけでなく、一般廃棄物容器に適用しても良い。
100:放射性廃棄物容器検査設備
200:ドラム缶
300:パレット
310:スペーサ(端支柱、中支柱)
320:天フレーム(端天枠、中天枠)
330:地フレーム(端地枠、間地枠)
340:補強材(端材、上板、下板)
350:通路(縦通路、横通路)
360:中ガイド(縦材、横材)
370:端ガイド(縦片、斜片、横片)
400:パレット
410:スペーサ(端支柱、間支柱、中支柱)
420:天フレーム(天板、内片)
430:地フレーム(地板、底材、間材)
440:補強材
450:通路
500:測定装置
510:水分計
520:カメラ(前後左右)
530:スプリッタ
540:バッテリ
550:クローラ
560:プリンタ
600:制御装置

Claims (12)

  1. 放射性廃棄物が収納されている廃棄物容器の腐食を推測するための放射性廃棄物容器検査設備であって、
    複数の前記廃棄物容器を縦横に並べて載置可能なパレットと、
    複数並置された前記パレット内を走行可能な測定装置と、を有し、
    前記パレットは、前記廃棄物容器の下方を前記測定装置が通過するための、縦に隣接するパレットと連通する縦通路、及び横に隣接するパレットと連通する横通路が形成され、前記通路を補強するための段差がそれを乗り越えることで検査対象の前記廃棄物容器を切り替え可能に設けられ、
    前記測定装置は、前記パレットが縦横に並置されていても前記廃棄物容器を動かすことなく目視困難な位置にある前記廃棄物容器内の水分が存在する位置の分布と量を検出することにより、放射性物質が漏洩しないように前記廃棄物容器の腐食度合を推測する、
    ことを特徴とする放射性廃棄物容器検査設備。
  2. 前記パレットは、
    前記廃棄物容器の径よりも狭い間隔で並置することにより前記縦通路を形成すると共に、横方向に抜ける貫通孔を空けることにより前記横通路を形成する、縦方向に延びるスペーサと、
    前記廃棄物容器の径よりも狭い間隔で前記スペーサの上面に並置される、横方向に延びる天フレームと、
    前記測定装置が走行可能な間隔で前記スペーサの下面に並置される、横方向に延びる地フレームと、
    前記スペーサ及び前記天フレームの上面に載せた前記廃棄物容器の周りを押さえるように設けられるガイドと、を有し、
    前記スペーサと前記天フレームで囲まれた中央部が、前記地フレーム上の前記測定装置が前記廃棄物容器の下方を通過するときに、前記ガイドで押さえた前記廃棄物容器の下面を視認可能に開口する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の放射性廃棄物容器検査設備。
  3. 前記スペーサのうち、前記横通路のために貫通孔が空けられた場所であって、前記廃棄物容器の端部が載る場所に、補強材が取り付けられる、
    ことを特徴とする請求項2に記載の放射性廃棄物容器検査設備。
  4. 前記パレットは、
    前記縦通路及び前記横通路を確保するためのスペーサと、
    前記廃棄物容器を載置するために前記スペーサの上面に設けた天フレームと、
    前記測定装置を走行させるために前記スペーサの下面に設けた地フレームと、を有し、
    前記地フレームは、前記廃棄物容器の下方が平坦部であり、
    前記天フレームは、前記廃棄物容器を載置かつ支持可能で、前記地フレームの平坦部において前記測定装置が前記廃棄物容器の下面を視認可能な開口部が空けられる、
    ことを特徴とする請求項1に記載の放射性廃棄物容器検査設備。
  5. 前記パレットは、前記廃棄物容器の上に載置可能な地フレームを有する、
    ことを特徴とする請求項2乃至4の何れか一に記載の放射性廃棄物容器検査設備。
  6. 前記測定装置は、中性子水分計で前記廃棄物容器内の水分を検出する、
    ことを特徴とする請求項1乃至5の何れか一に記載の放射性廃棄物容器検査設備。
  7. 前記測定装置は、カメラで前記廃棄物容器の下面を撮影する、
    ことを特徴とする請求項1乃至6の何れか一に記載の放射性廃棄物容器検査設備。
  8. 前記測定装置は、複数のカメラで前記廃棄物容器の全方位映像又は画像を合成する、
    ことを特徴とする請求項7に記載の放射性廃棄物容器検査設備。
  9. 前記測定装置は、前記縦通路又は前記横通路の段差を乗り越えるためのクローラを有する、
    ことを特徴とする請求項1乃至8の何れか一に記載の放射性廃棄物容器検査設備。
  10. 前記測定装置は、前記パレットに付された識別情報を読み取ることにより、前記廃棄物容器の位置を特定する、
    ことを特徴とする請求項1乃至9の何れか一に記載の放射性廃棄物容器検査設備。
  11. 前記測定装置は、前記廃棄物容器の下を走行しながら前記廃棄物容器に識別情報を付ける目印付与手段を備える、
    ことを特徴とする請求項1乃至9の何れか一に記載の放射性廃棄物容器検査設備。
  12. 前記測定装置は、前記廃棄物容器の位置と共に、前記廃棄物容器の水分の分布を、前記廃棄物容器の腐食度合を推測するための制御装置に送信する、
    ことを特徴とする請求項10又は11に記載の放射性廃棄物容器検査設備。
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