JP6925181B2 - Box-shaped containers and box-shaped structures that contain radiation shielding materials and radioactive waste - Google Patents

Box-shaped containers and box-shaped structures that contain radiation shielding materials and radioactive waste Download PDF

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Description

本発明は、放射線遮蔽材並びに放射性廃棄物を収容する箱型容器及び箱型構造物に関する。 The present invention relates to a box-shaped container and a box-shaped structure for accommodating a radiation shielding material and radioactive waste.

原子力発電所の事故の影響で、放射性物質に汚染された土壌や使用済核燃料などを仮置く中間貯蔵施設が求められている。放射性廃棄物を収容する金属容器はコストが高い。一方、通常のコンクリートでは、厚さを十分に厚くしないと遮蔽効果が出ないので容器が大型化し、長期の保管ではヒビ割れなどを生じるおそれもある。 Due to the impact of the nuclear power plant accident, an interim storage facility for temporarily storing soil contaminated with radioactive materials and spent nuclear fuel is required. Metal containers for storing radioactive waste are expensive. On the other hand, in ordinary concrete, the shielding effect is not obtained unless the thickness is sufficiently thickened, so that the container becomes large and may crack in long-term storage.

特許文献１には、製鋼ダスト、鉄鋼スラグ及び硫黄の配合物を混合し、混融加熱後、冷却固化して硫黄コンクリートを成形し、その表面に亜鉛、アルミ、クロム等の金属板で覆った容器が提案されている。硫黄コンクリートは、放射線遮蔽効果に優れるが、その表面を金属板で覆わないでも済むように、硫黄コンクリートの強度を向上させることが望まれる。この観点から、本出願人は、特許文献２において、所定の割合からなる種々の配合物を含む硫黄コンクリートからなる貯蔵容器を提案している。 In Patent Document 1, a mixture of steelmaking dust, steel slag and sulfur is mixed, mixed and heated, then cooled and solidified to form sulfur concrete, and the surface thereof is covered with a metal plate such as zinc, aluminum or chromium. Containers have been proposed. Sulfur concrete has an excellent radiation shielding effect, but it is desired to improve the strength of sulfur concrete so that its surface does not have to be covered with a metal plate. From this point of view, the applicant has proposed in Patent Document 2 a storage container made of sulfur concrete containing various formulations having a predetermined ratio.

特開平２−４９６８０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-49680 特開２０１４−１５３０６８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-153068

本発明の目的は、強度と放射線遮蔽能力に優れた放射線遮蔽材並びに放射性廃棄物を収容する箱型容器及び箱型構造物を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a radiation shielding material having excellent strength and radiation shielding ability, and a box-shaped container and a box-shaped structure for accommodating radioactive waste.

本発明の一実施形態に係る放射線遮蔽材は、硫黄が５〜３０重量％、高炉スラグが３０〜６０重量％、石炭の焼却灰が３〜２０重量％、及びタングステンまたは鉛の金属粉末を含むジシクロペンタジエンまたは硫酸バリウムの固化剤が３０〜５５重量％からなる配合物を加熱混練して成形した硫黄コンクリートからなることを特徴とする。 The radiation shielding material according to one embodiment of the present invention contains 5 to 30% by weight of sulfur, 30 to 60% by weight of blast furnace slag, 3 to 20% by weight of incinerated ash of coal, and a metal powder of tungsten or lead. It is characterized by comprising sulfur concrete formed by heating and kneading a composition in which a solidifying agent of dicyclopentadiene or barium sulfate is 30 to 55% by weight.

また、上記放射線遮蔽材において、配合物は硫黄コンクリートの密度が３．５〜５．０ｇ／ｃｍ３になるように構成されることが好ましい。 Further, in the radiation shielding material, the compound is preferably configured so that the density of sulfur concrete is 3.5 to 5.0 g / cm 3.

本発明の一実施形態に係る放射性廃棄物を収容する箱型容器は、容器本体と蓋が、１０〜２０ｃｍの厚さを有し、硫黄が５〜３０重量％、高炉スラグが３０〜６０重量％、石炭の焼却灰が３〜２０重量％、及びタングステンまたは鉛の金属粉末を含むジシクロペンタジエンまたは硫酸バリウムの固化剤が３０〜５５重量％からなる配合物を加熱混練して成形した硫黄コンクリートからなることを特徴とする。 The box-shaped container for accommodating radioactive waste according to an embodiment of the present invention has a container body and a lid having a thickness of 10 to 20 cm, sulfur in an amount of 5 to 30% by weight, and blast furnace slag in an amount of 30 to 60% by weight. Sulfur concrete formed by heating and kneading a formulation consisting of%, 3 to 20% by weight of coal incineration ash, and 30 to 55% by weight of dicyclopentadiene or barium sulfate solidifying agent containing a metal powder of tungsten or lead. It is characterized by consisting of.

また、上記箱型容器において、配合物は硫黄コンクリートの密度が３．５〜５．０ｇ／ｃｍ３になるように構成されることが好ましい。 Further, in the box-shaped container, the compound is preferably configured so that the density of sulfur concrete is 3.5 to 5.0 g / cm 3.

本発明の一実施形態に係る放射性廃棄物を収容する箱型構造物は、前後左右の壁と天井と底部が、１０〜２０ｃｍの厚さを有し、硫黄が５〜３０重量％、高炉スラグが３０〜６０重量％、石炭の焼却灰が３〜２０重量％、及びタングステンまたは鉛の金属粉末を含むジシクロペンタジエンまたは硫酸バリウムの固化剤が３０〜５５重量％からなる配合物を加熱混練して成形した硫黄コンクリートからなる矩形パネルと、前後左右の壁を構成する矩形パネルを支持する柱と枠と桟とからなる鋼材と、で構成されることを特徴とする。 The box-shaped structure for accommodating radioactive waste according to an embodiment of the present invention has front, rear, left and right walls, ceiling and bottom having a thickness of 10 to 20 cm, sulfur content of 5 to 30% by weight, and blast furnace slag. 30-60% by weight of coal incineration ash, and 30-55% by weight of dicyclopentadiene or barium sulfate solidifying agent containing a metal powder of tungsten or lead is heat-kneaded. It is characterized in that it is composed of a rectangular panel made of sulfur concrete formed by the above-mentioned method and a steel material composed of columns, frames and crosspieces supporting the rectangular panels forming the front, rear, left and right walls.

また、上記箱型構造物において、前後左右の矩形パネルを支持する鋼材と、天井及び底部の矩形パネルを支持する鋼材とは、連結部材により固着されていることが好ましい。 Further, in the box-shaped structure, it is preferable that the steel material that supports the rectangular panels in the front, rear, left and right, and the steel material that supports the rectangular panels in the ceiling and the bottom are fixed by a connecting member.

また、上記箱型構造物において、配合物は硫黄コンクリートの密度が３．５〜５．０ｇ／ｃｍ３になるように構成されることが好ましい。 Further, in the box-shaped structure, the compound is preferably configured so that the density of sulfur concrete is 3.5 to 5.0 g / cm 3.

本発明による放射線遮蔽材、箱型容器及び箱型構造物によれば、（１）硫黄が５〜３０重量％、高炉スラグが３０〜６０重量％、焼却灰が３〜２０重量％及び固化剤が３０〜５５重量％からなる配合物を加熱混練して成形した硫黄コンクリートを使用したので、強度と放射線遮蔽能力に優れた容器または構造物を得ることができる。（２）特に、固化剤のジシクロペンタジエンは、溶融してポリマー化され網目状に結合するので、強度を向上できる。（３）また、固化剤に硫酸バリウムを使用した場合、骨材として作用するので強度を向上できる。（４）タングステンと鉛は、放射線を遮蔽するので、硫黄コンクリートの放射線遮蔽効果をさらに向上できる。この硫黄コンクリートは強度があるので、従来のように外側を金属板で覆う必要がない。 According to the radiation shielding material, the box-shaped container and the box-shaped structure according to the present invention, (1) sulfur is 5 to 30% by weight, blast furnace slag is 30 to 60% by weight, incineration ash is 3 to 20% by weight and a solidifying agent. Since sulfur concrete formed by heating and kneading a composition consisting of 30 to 55% by weight is used, a container or structure having excellent strength and radiation shielding ability can be obtained. (2) In particular, the solidifying agent dicyclopentadiene is melted, polymerized, and bonded in a network, so that the strength can be improved. (3) Further, when barium sulfate is used as the solidifying agent, it acts as an aggregate, so that the strength can be improved. (4) Since tungsten and lead shield radiation, the radiation shielding effect of sulfur concrete can be further improved. Since this sulfur concrete is strong, it is not necessary to cover the outside with a metal plate as in the conventional case.

本発明の一実施形態による箱型容器１の斜視図である。It is a perspective view of the box-shaped container 1 by one Embodiment of this invention. 図１に示す箱型容器１が地中貯蔵穴１０に設置された状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which the box-shaped container 1 shown in FIG. 1 is installed in the underground storage hole 10. 本発明の一実施形態による箱型構造物２の正面図である。It is a front view of the box-shaped structure 2 by one Embodiment of this invention. 図３に示す箱型構造物２の右側面図である。It is a right side view of the box-shaped structure 2 shown in FIG. 図３に示す箱型構造物２の上面図である。It is a top view of the box-shaped structure 2 shown in FIG. 図３に示す箱型構造物２が地中貯蔵穴１０に設置された状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which the box-shaped structure 2 shown in FIG. 3 is installed in the underground storage hole 10. 図３に示す箱型構造物２の壁に使用する矩形パネル２ａの連結箇所を示す図で、（ａ）は矩形パネル２ａが段部で連結される場合を示す図であり、（ｂ）は矩形パネル２ａがＨ鋼の柱２ｂで連結される場合を示す図である。It is a figure which shows the connection part of the rectangular panel 2a used for the wall of the box-shaped structure 2 shown in FIG. It is a figure which shows the case where the rectangular panel 2a is connected by the column 2b of H steel. 本発明の一実施形態による放射線遮蔽材を構成する硫黄コンクリートの、遮蔽性能評価試験方法を示す配置概念図である。It is a layout conceptual diagram which shows the shielding performance evaluation test method of the sulfur concrete which comprises the radiation shielding material by one Embodiment of this invention. 箱型容器１または箱型構造物２の製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the box-shaped container 1 or the box-shaped structure 2.

以下、本発明による放射線遮蔽材、箱型容器及び箱型構造物について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態において、その形状や長さ等については例示のものであり、これらに限られるものではない。 Hereinafter, the radiation shielding material, the box-shaped container, and the box-shaped structure according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the embodiments shown below, the shapes, lengths, and the like are examples, and the present invention is not limited to these.

図１は、本発明の一実施形態による箱型容器１の斜視図である。箱型容器１は、硫黄コンクリートからなる容器で、容器本体１ａと蓋１ｂからなり、放射性廃棄物を収容する。容器本体１ａの底部には脚１ｃが設けられ、フォークリフトでの運搬が容易である。蓋１ｂの上面は平坦で、箱型容器１を積み重ねることができる。箱型容器１の寸法については、トラック等の運搬車両に積載可能かつ重機等による取扱い可能な範囲で設定され、例えば、厚さを１０ｃｍ、横幅を２．２ｍ、奥行きを２、２ｍ、高さを２．５ｍのように構成される。厚さについては、実験によれば、漏れ出る放射線量を少なくする観点から１０ｃｍは必要である一方、重量等の観点から２０ｃｍ以下の厚さが好ましい。 FIG. 1 is a perspective view of a box-shaped container 1 according to an embodiment of the present invention. The box-shaped container 1 is a container made of sulfur concrete, which is made of a container body 1a and a lid 1b, and stores radioactive waste. Legs 1c are provided on the bottom of the container body 1a, which facilitates transportation by a forklift. The upper surface of the lid 1b is flat, and the box-shaped containers 1 can be stacked. The dimensions of the box-shaped container 1 are set within a range that can be loaded on a transport vehicle such as a truck and can be handled by heavy machinery or the like. For example, the thickness is 10 cm, the width is 2.2 m, the depth is 2, 2 m, and the height. Is configured as 2.5 m. According to experiments, the thickness is required to be 10 cm from the viewpoint of reducing the amount of radiation leaked, while the thickness is preferably 20 cm or less from the viewpoint of weight and the like.

図２は、箱型容器１が地中貯蔵穴１０に設置された状態を示す斜視図である。地中貯蔵穴１０の深さは、例として１０ｍである。箱型容器１が地中貯蔵穴１０内に保管される期間は、例えば３０年とされる。その後、箱型容器１内の放射性廃棄物は最終処分される。 FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the box-shaped container 1 is installed in the underground storage hole 10. The depth of the underground storage pit 10 is, for example, 10 m. The period in which the box-shaped container 1 is stored in the underground storage hole 10 is, for example, 30 years. After that, the radioactive waste in the box-shaped container 1 is finally disposed of.

図３は、本発明の他の一実施形態による箱型構造物２の正面図である。箱型構造物２の正面の壁は、硫黄コンクリートからなる複数の矩形パネル２ａと、矩形パネル２ａを支持する柱２ｂ及び桟２ｃとで構成される。Ｈ鋼の柱２ｂは、箱型構造物２の横幅方向に、例えば１．８ｍごとに立設される。鋼材の桟２ｃは、柱２ｂ間に掛け渡される。また、必要であれば、柱２ｂを補強する筋交い２ｅが設けられる。正面側の矩形パネル２ａは、例えば横が１．８ｍ、縦が０．９ｍである。板厚については、箱型容器１と同様に１０〜２０ｃｍ程度であることが好ましい。本実施の形態においては、箱型構造物２の正面の壁は、９枚の矩形パネル２ａを組み合わせて構成される。 FIG. 3 is a front view of the box-shaped structure 2 according to another embodiment of the present invention. The front wall of the box-shaped structure 2 is composed of a plurality of rectangular panels 2a made of sulfur concrete, columns 2b and crosspieces 2c that support the rectangular panels 2a. The columns 2b of H steel are erected in the lateral width direction of the box-shaped structure 2, for example, every 1.8 m. The steel crosspiece 2c is hung between the columns 2b. Further, if necessary, a brace 2e for reinforcing the column 2b is provided. The rectangular panel 2a on the front side has, for example, 1.8 m in width and 0.9 m in length. The plate thickness is preferably about 10 to 20 cm as in the box-shaped container 1. In the present embodiment, the front wall of the box-shaped structure 2 is formed by combining nine rectangular panels 2a.

図４は、箱型構造物２の右側面図である。箱型構造物２の奥行き（側面の長さ）は、例えば９ｍである。箱型構造物２の奥行き方向には、１．８ｍごとにＨ鋼の柱２ｂが立設され、鋼材の桟２ｃが柱２ｂ間に掛け渡されている。必要な箇所には筋交い２ｅが設けられる。このようにして、硫黄コンクリートからなる複数の矩形パネル２ａが柱２ｂと桟２ｃで支持され、側面の壁を形成する。側面側の矩形パネル２ａは、横が１．８ｍ、縦が０．９ｍである。このように箱型構造物２は、横、奥行き、高さの長さがそれぞれ５．４ｍ、９ｍ、２．７ｍである箱型形状であり、棒などの、一定以上の長さを有する放射性廃棄物を収容できる。 FIG. 4 is a right side view of the box-shaped structure 2. The depth (side length) of the box-shaped structure 2 is, for example, 9 m. In the depth direction of the box-shaped structure 2, H steel columns 2b are erected every 1.8 m, and steel crosspieces 2c are hung between the columns 2b. Brace 2e is provided at the required location. In this way, a plurality of rectangular panels 2a made of sulfur concrete are supported by columns 2b and crosspieces 2c to form side walls. The rectangular panel 2a on the side surface has a width of 1.8 m and a length of 0.9 m. As described above, the box-shaped structure 2 has a box-shaped shape having width, depth, and height lengths of 5.4 m, 9 m, and 2.7 m, respectively, and is radioactive such as a rod having a certain length or more. Can contain waste.

図５は、箱型構造物２の上面図である。箱型構造物２の蓋となる天井は、幅が５、４ｍ、奥行きが９ｍであり、横が１．８ｍ、縦が１．８ｍの正方形形状の矩形パネル２ａ１５枚で構成されている。箱型構造物２の天井は、鋼材の枠２ｄで縁取りされている。枠２ｄの内側には、鋼材の桟２ｃが、例えば縦に２本、横に４本掛け渡される。このようにして、天井を構成する１５枚の矩形パネル２ａは、桟２ｃ及び枠２ｄによって支持される。なお、図示しないが、箱型構造物２の底面も同様に構成することができる。 FIG. 5 is a top view of the box-shaped structure 2. The ceiling serving as the lid of the box-shaped structure 2 is composed of 15 square rectangular panels 2a having a width of 5 to 4 m and a depth of 9 m, a width of 1.8 m and a length of 1.8 m. The ceiling of the box-shaped structure 2 is bordered by a steel frame 2d. Inside the frame 2d, for example, two steel bars 2c are hung vertically and four horizontally. In this way, the 15 rectangular panels 2a constituting the ceiling are supported by the crosspiece 2c and the frame 2d. Although not shown, the bottom surface of the box-shaped structure 2 can be similarly configured.

また、図３及び図４で示した、前後左右の壁を構成する矩形パネル２ａを支持する鋼材（柱２ｂ及び桟２ｃ）と、図５で示した、天井（底部）を構成する矩形パネル２ａを支持する鋼材（桟２ｃ及び枠２ｄ）とは、ボルト等の固定部材によって固着されている。これにより、箱型構造物２の密閉度がより一層増し、後述の、箱型構造物２を地中貯蔵穴１０に貯蔵した後に、地震等の影響により壁がずれて放射線が漏洩する、という事態を防止できる。 Further, the steel materials (pillars 2b and crosspieces 2c) that support the rectangular panels 2a that form the front, rear, left, and right walls shown in FIGS. 3 and 4, and the rectangular panels 2a that form the ceiling (bottom) shown in FIG. The steel material (crosspiece 2c and frame 2d) that supports the above is fixed by a fixing member such as a bolt. As a result, the degree of sealing of the box-shaped structure 2 is further increased, and after the box-shaped structure 2 is stored in the underground storage hole 10, the wall is displaced due to the influence of an earthquake or the like, and radiation leaks. The situation can be prevented.

図６は、箱型構造物２が地中貯蔵穴１０に設置された状態を示す斜視図である。地中貯蔵穴１０が深い場合、箱型構造物２を積み増しすることもできる。これに限らず、箱型構造物２を地中貯蔵穴１０の寸法に合わせて増・改築してもよい。 FIG. 6 is a perspective view showing a state in which the box-shaped structure 2 is installed in the underground storage hole 10. If the underground storage pit 10 is deep, the box-shaped structure 2 can be added. Not limited to this, the box-shaped structure 2 may be expanded or remodeled according to the dimensions of the underground storage hole 10.

図７は、矩形パネル２ａの連結箇所を示す図であり、（ａ）は矩形パネル２ａが段部で連結される場合を示す。（ｂ）は矩形パネル２ａがＨ鋼の柱２ｂに差し込まれて連結される場合を示す。なお、矩形パネル２ａと、柱２ｂや桟２ｃとの隙間は、別に用意された硫黄コンクリートでシールされることが望ましい。 FIG. 7 is a diagram showing a connecting portion of the rectangular panel 2a, and FIG. 7A shows a case where the rectangular panel 2a is connected by a step portion. (B) shows a case where the rectangular panel 2a is inserted into the pillar 2b of H steel and connected. It is desirable that the gap between the rectangular panel 2a and the pillar 2b or the crosspiece 2c is sealed with sulfur concrete prepared separately.

続いて、本発明の他の一実施形態に係る放射線遮蔽材を構成し、上記の実施形態に用いられる硫黄コンクリートの構成について説明する。硫黄コンクリートは、硫黄が５〜３０重量％、高炉スラグが３０〜６０重量％、石炭の焼却灰が３〜２０重量％、及びタングステンまたは鉛の金属粉末を含むジシクロペンタジエンまたは硫酸バリウムの固化剤が３０〜５５重量％からなる配合物を混合し、加熱溶融し、これを型枠に投入して冷却固化させたものである。この方法により製造される硫黄コンクリートは、ポルトランドセメントのコンクリートより５倍程度の強度がある。そのため内部に鉄筋などの補強材を要しない。加熱溶融する時の温度は１１５〜１５０℃である。これは、１１５℃以下では十分に溶融せず、１５０℃以上ではゴム化して元に戻らなくなるからである。なお、１１５℃以下において、自然冷却で固化する時間は５時間程度である。この硫黄コンクリートは、疎水性で海水は浸透せず、酸などの薬品にも強く化学的に安定である。耐用年数はおよそ２０００年程度確保することが可能である。 Subsequently, the radiation shielding material according to another embodiment of the present invention is constructed, and the structure of the sulfur concrete used in the above embodiment will be described. Sulfur concrete is a solidifying agent for dicyclopentadiene or barium sulfate containing 5 to 30% by weight of sulfur, 30 to 60% by weight of blast furnace slag, 3 to 20% by weight of coal incineration ash, and metal powder of tungsten or lead. A mixture of 30 to 55% by weight is mixed, heated and melted, and then put into a mold to be cooled and solidified. Sulfur concrete produced by this method is about five times stronger than Portland cement concrete. Therefore, no reinforcing material such as reinforcing bars is required inside. The temperature at the time of heating and melting is 115 to 150 ° C. This is because it does not melt sufficiently at 115 ° C. or lower, and becomes rubberized at 150 ° C. or higher and cannot be restored. At 115 ° C. or lower, the time for solidification by natural cooling is about 5 hours. This sulfur concrete is hydrophobic, does not penetrate seawater, is resistant to chemicals such as acids, and is chemically stable. It is possible to secure a useful life of about 2000 years.

なお、高炉スラグとは、コークスと鉄鉱石から銑鉄を造る溶鉱炉から排出される。主な成分は、例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）が３３．６％、酸化カルシウム（ＣａＯ）が４２％、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）が１．９％、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）が７．３％などなっている。また、石炭の焼却灰には、ボイラの底部に落下したクリンカアッシュと、燃焼ガスの中の粒子を電気集塵機で集めたフライアッシュがある。主な成分は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）が６０〜６３％、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）が１７〜２０％、酸化カルシウム（ＣａＯ）が３〜８％、酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）４〜１３％などとなっている。 Blast furnace slag is discharged from a blast furnace that produces pig iron from coke and iron ore. The main components are, for example, silicon dioxide (SiO 2 ) 33.6%, calcium oxide (CaO) 42%, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) 1.9%, magnesium oxide (MgO) 7.3. % And so on. Coal incineration ash includes clinker ash that has fallen to the bottom of the boiler and fly ash that collects particles in the combustion gas with an electrostatic collector. The main components are silicon dioxide (SiO 2 ) 60-63%, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) 17-20%, calcium oxide (CaO) 3-8%, ferric oxide (Fe 2 O). 3 ) It is 4 to 13%.

本実施の形態に係る放射線遮蔽材を構成する硫黄コンクリートに関する放射線遮蔽性能を評価するために、上記の硫黄コンクリートを用いた箱型容器１（供試体）を用いた実験を実施した。遮蔽試験の配置概念図を図８に示す。図８に示すように、線源３と検出器４の中心までの距離は２５ｃｍとし、供試体５は検出器４の前方に配置した。線源３としてセシウム１３７（１０ＭＢｑ）を用い、線量率測定器（検出器）４としては、Ｎａｌ（Ｔｉ）シンチレイションサーベイメーター（アロカ製ＴＣＳ−１７２型）を用いた。 In order to evaluate the radiation shielding performance of the sulfur concrete constituting the radiation shielding material according to the present embodiment, an experiment using the box-shaped container 1 (specimen) using the above sulfur concrete was carried out. A conceptual diagram of the arrangement of the shielding test is shown in FIG. As shown in FIG. 8, the distance between the radiation source 3 and the center of the detector 4 was 25 cm, and the specimen 5 was arranged in front of the detector 4. Cesium-137 (10MBq) was used as the radiation source 3, and a Nal (Ti) scintilation survey meter (TCS-172 type manufactured by Aloka) was used as the dose rate measuring device (detector) 4.

この実験から算出すると、箱型容器１の厚さを１０ｃｍとした場合、透過率は０．２％で、遮蔽率は９９．８％であった。例えば、放射線量が２．３μＳｖ／ｈの廃棄物を収納した場合、箱型容器１の外部に漏れる量は０．０４６μＳｖ／ｈである。放射能汚染土壌の場合、１．１μＳｖ／ｈ程度であるから、外部に漏れる量は０．００２２μＳｖ／ｈとなり、安全基準の０．１μＳｖ／ｈを十分に満たしている。また、本発明者による更なるシミュレーションの結果、上述した原材料の割合であって、さらに硫黄コンクリートの密度が３．５〜５．０ｇ／ｃｍ３になるように構成すると、遮蔽性能がより一層発揮されることが見いだされた。 Calculated from this experiment, when the thickness of the box-shaped container 1 was 10 cm, the transmittance was 0.2% and the shielding rate was 99.8%. For example, when a waste having a radiation dose of 2.3 μSv / h is stored, the amount leaked to the outside of the box-shaped container 1 is 0.046 μSv / h. In the case of radioactively contaminated soil, since it is about 1.1 μSv / h, the amount leaked to the outside is 0.0022 μSv / h, which sufficiently satisfies the safety standard of 0.1 μSv / h. Further, as a result of further simulation by the present inventor, if the ratio of the above-mentioned raw materials is further configured so that the density of sulfur concrete is 3.5 to 5.0 g / cm 3 , the shielding performance is further exhibited. It was found to be done.

図９は、箱型容器１または箱型構造物２の製造方法を示すフローチャートである。Ｓ１は、硫黄、高炉スラグ、石炭の焼却灰、及びタングステンまたは鉛の金属粉末を含むジシクロペンタジエンまたは硫酸バリウムの固化剤からなる配合物が、平均粒径２ｍｍ以下の粉末にされる段階である。Ｓ２は、この配合物が１１５〜１５０℃に加熱された状態で混練される段階である。Ｓ３は、配合物が鉄枠の型に流し込まれ、数時間の自然冷却の後、固化後に型から取り出される段階を示す。型には、箱型容器１を成形する型、あるいは箱型構造物２の矩形パネルを成形する型などがある。 FIG. 9 is a flowchart showing a method of manufacturing the box-shaped container 1 or the box-shaped structure 2. S1 is a stage in which a formulation consisting of sulfur, blast furnace slag, coal incineration ash, and a solidifying agent of dicyclopentadiene or barium sulfate containing a metal powder of tungsten or lead is made into a powder having an average particle size of 2 mm or less. .. S2 is a stage in which this formulation is kneaded in a state of being heated to 115 to 150 ° C. S3 indicates the stage in which the formulation is poured into the iron frame mold, allowed to cool for several hours, then solidified and then removed from the mold. Examples of the mold include a mold for molding the box-shaped container 1 and a mold for molding a rectangular panel of the box-shaped structure 2.

上記実施例においては、放射線遮蔽材を、箱型容器１または矩形パネル２ａに用いる例を説明したが、放射線遮蔽材の用途はこれらに限られないことはいうまでもない。例えば、放射能で汚染された建物全体を遮蔽する遮蔽板としても使用することもできる。また、トンネルの形にして危険な場所を通過する回廊にすること等も可能である。さらに、耐用年数と強度に優れた、汚染水の長期貯蔵用タンクとしても適している。 In the above embodiment, an example in which the radiation shielding material is used for the box-shaped container 1 or the rectangular panel 2a has been described, but it goes without saying that the use of the radiation shielding material is not limited to these. For example, it can also be used as a shielding plate to shield the entire building contaminated with radioactivity. It is also possible to form a tunnel and make it a corridor that passes through dangerous places. Furthermore, it is also suitable as a tank for long-term storage of contaminated water, which has excellent service life and strength.

本発明は、耐用年数に優れ、強度があり、放射線の漏れ出る量が少なく遮蔽能力の高い放射線遮蔽材であり、使用済核燃料や放射性廃棄物を収容・貯蔵する箱型容器及び箱型構造物として好適である。 The present invention is a radiation shielding material having an excellent service life, strength, a small amount of radiation leakage, and a high shielding ability, and is a box-shaped container and a box-shaped structure for accommodating and storing spent nuclear fuel and radioactive waste. Is suitable as.

１ 箱型容器
１ａ 容器本体
１ｂ 蓋
１ｃ 脚
２ 箱型構造物
２ａ 矩形パネル
２ｂ 柱
２ｃ 桟
２ｄ 枠
２ｅ 筋交い
３ 線源
４ 検出器
５ 供試体
１０ 地中貯蔵穴 1 Box-shaped container 1a Container body 1b Lid 1c Leg 2 Box-shaped structure 2a Rectangular panel 2b Pillar 2c Crosspiece 2d Frame 2e Brace 3 Source 4 Detector 5 Specimen 10 Underground storage pit

Claims (7)

硫黄が５〜３０重量％、高炉スラグが３０〜６０重量％、石炭の焼却灰が３〜２０重量％、及びタングステンまたは鉛の金属粉末を含むジシクロペンタジエンまたは硫酸バリウムの固化剤が３０〜５５重量％からなる配合物を加熱混練して成形した硫黄コンクリートからなる
ことを特徴とする放射線遮蔽材。 5 to 30% by weight of sulfur, 30 to 60% by weight of blast furnace slag, 3 to 20% by weight of incinerated coal ash, and 30 to 55% of dicyclopentadiene or barium sulfate solidifying agent containing metal powder of tungsten or lead. A radiation shielding material characterized by being composed of sulfur concrete formed by heating and kneading a compound consisting of% by weight. 前記配合物は、前記硫黄コンクリートの密度が３．５〜５．０ｇ／ｃｍ３になるように構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の放射線遮蔽材。 The radiation shielding material according to claim 1, wherein the compound is configured so that the density of the sulfur concrete is 3.5 to 5.0 g / cm 3. 容器本体と蓋が、１０〜２０ｃｍの厚さを有し、硫黄が５〜３０重量％、高炉スラグが３０〜６０重量％、石炭の焼却灰が３〜２０重量％、及びタングステンまたは鉛の金属粉末を含むジシクロペンタジエンまたは硫酸バリウムの固化剤が３０〜５５重量％からなる配合物を加熱混練して成形した硫黄コンクリートからなる
ことを特徴とする放射性廃棄物を収容する箱型容器。 The container body and lid have a thickness of 10 to 20 cm, sulfur is 5 to 30% by weight, blast furnace slag is 30 to 60% by weight, coal incineration ash is 3 to 20% by weight, and tungsten or lead metal. A box-shaped container for containing radioactive waste, which comprises sulfur concrete formed by heating and kneading a composition of 30 to 55% by weight of a solidifying agent of dicyclopentadiene or barium sulfate containing powder. 前記配合物は、前記硫黄コンクリートの密度が３．５〜５．０ｇ／ｃｍ３になるように構成される
ことを特徴とする請求項３に記載の箱型容器。 The box-shaped container according to claim 3, wherein the compound is configured so that the density of the sulfur concrete is 3.5 to 5.0 g / cm 3. 前後左右の壁と天井と底部が、１０〜２０ｃｍの厚さを有し、硫黄が５〜３０重量％、高炉スラグが３０〜６０重量％、石炭の焼却灰が３〜２０重量％、及びタングステンまたは鉛の金属粉末を含むジシクロペンタジエンまたは硫酸バリウムの固化剤が３０〜５５重量％からなる配合物を加熱混練して成形した硫黄コンクリートからなる矩形パネルと、前記矩形パネルを支持する柱と枠と桟とからなる鋼材と、で構成される
ことを特徴とする放射性廃棄物を収容する箱型構造物。 The front, rear, left and right walls, ceiling and bottom have a thickness of 10 to 20 cm, sulfur is 5 to 30% by weight, blast furnace slag is 30 to 60% by weight, coal incineration ash is 3 to 20% by weight, and tungsten. Alternatively, a rectangular panel made of sulfur concrete formed by heating and kneading a composition containing 30 to 55% by weight of a solidifying agent of dicyclopentadiene or barium sulfate containing a metal powder of lead, and columns and frames supporting the rectangular panel. A box-shaped structure that houses radioactive waste, which is characterized by being composed of a steel material consisting of a slag and a slag. 前記前後左右の矩形パネルを保持する鋼材と、前記天井及び底部の矩形パネルを保持する鋼材とは、連結部材により固着されている
ことを特徴とする請求項５に記載の箱型構造物。 The box-shaped structure according to claim 5, wherein the steel material that holds the rectangular panels on the front, back, left, and right, and the steel material that holds the rectangular panels on the ceiling and the bottom are fixed by a connecting member. 前記配合物は、前記硫黄コンクリートの密度が３．５〜５．０ｇ／ｃｍ３になるように構成される
ことを特徴とする請求項５または６に記載の箱型構造物。
The box-shaped structure according to claim 5 or 6, wherein the compound is configured so that the density of the sulfur concrete is 3.5 to 5.0 g / cm 3.
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