JP6960775B2 - 緩衝材への注水方法および緩衝材一体型廃棄体 - Google Patents

Description

本発明は、高レベル放射性廃棄物の地層処分の際などに緩衝材一体型廃棄体の緩衝材を吸水膨潤させるための緩衝材への注水方法および緩衝材一体型廃棄体に関するものである。

従来、高レベル放射性廃棄物の地層処分では、緩衝材と呼ばれる吸水膨潤性を有するベントナイト系粘土材料で廃棄体周囲を取り囲み、周囲からの地圧を緩衝させるとともに、地下水の浸入を抑制し、廃棄体からの放射性物質の漏えいを抑止することが考えられている（例えば、非特許文献１を参照）。

横置き方式の高レベル放射性廃棄物処分施設では、例えば図９（１）に示すように、搬入用の連絡坑道１とそれから分岐して複数設けられる処分坑道２に廃棄体３を横置き配置するが、事前に、廃棄体３とその周囲を取り囲む粘土材料の緩衝材４と金属容器５で構成された緩衝材一体型廃棄体６を作成してから、それを坑内に搬入して定置する方法が考えられている。

この緩衝材一体型廃棄体の定置方法において、緩衝材一体型廃棄体を坑道内に搬送して正しい位置に定置するためには、緩衝材一体型廃棄体の大きさに対して十分なクリアランスを有する坑道断面が求められる。その結果、図９（２）に示すように、緩衝材一体型廃棄体６と坑道内壁２Ａとの間にすき間空間７（以後、このすき間空間を「坑道内周すき間」という。）の発生は避けることができない。この「坑道内周すき間」は下記の理由から、吸水膨張性を有する遮水性の良いベントナイト系材料で埋め戻す必要がある（以後、この埋め戻し材を「坑道内周すき間埋め戻し材」という。）。

・坑道内に定置後に「坑道内周すき間」があると、円筒型の緩衝材一体型廃棄体が地震時に転がる動きを抑制できない。
・「坑道内周すき間」に空間が残っていると、支保工の劣化が生じた場合や地山のせりだし変形が発生した場合に偏圧が作用して廃棄体の健全性を損なうおそれがある。
・「坑道内周すき間」が地下水の通り道になりやすいため、将来、廃棄体から放射性物質が漏出してきた場合に容易に施設外に移動する経路になりやすい。

このため、坑道内周すき間埋め戻し材には、遮水性を有し、ある程度の弾力性を有し、吸水することで膨潤圧を生じる吸水膨張性を有する粘土が用いられる。

一方、上記の坑道内周すき間埋め戻し材や緩衝材一体型廃棄体に関する従来の技術としては、以下のようなものが知られている。

１）坑道内周すき間埋め戻し材の構築方法
坑道内周すき間の埋め戻し手段として、例えば特許文献１に示すようなベントナイト・ペレットの充填装置が知られている。

２）多段リング型の緩衝材一体型廃棄体
緩衝材一体型廃棄体の製作方法としては、例えば特許文献２に示すような方法が知られている。これは、複数もしくは単数の筒状形状の金属容器とその上部と下部に上蓋もしくは底板を有する筒状金属容器がすき間を有する状態で嵌め込み接合されている多段リング型の緩衝材一体型廃棄体を製造する方法である。この特許文献２には、円盤型あるいは中空円盤型の鋼殻リング枠を有する緩衝材を製作して、事前に緩衝材一体型廃棄体を組立てておき、その後、坑道延長方向に延在させた台座の上に定置する方法が示されている。

また、緩衝材一体型廃棄体の接合部の構造として、例えば特許文献３に示すような構造が知られている。これは、複数もしくは単数の筒状形状の金属容器とその上部と下部には上蓋もしくは底板を有する筒状金属容器がすき間を有する状態で嵌め込み接合されたものである。この接合部は金属容器相互の力学的結合を可能とする抜け止め構造を有している。この特許文献３には、複数もしくは単数の筒状形状の金属容器とその上部と下部に上蓋もしくは底板を有する筒状金属容器が水密性を有さないようにわずかなすき間を設けて嵌め込み接合されている接合部の詳細構造として、抜け止めリングを有する印籠接合構造が示されている。

３）処分坑道における吸水設備
処分坑道と連絡坑道の分岐交差部を始点として処分坑道に沿って給水用の水を送るための給水設備として、例えば特許文献４に示すような配管例が知られている。より具体的には、給水管を備えた坑道内台座に緩衝材一体型廃棄体を定置した後に、坑道内周すき間埋め戻し材を使って坑道を埋め戻してから、台座に配管された給水設備を使って水を供給するようになっている。

核燃料サイクル開発機構発行、「わが国における高レベル放射性廃棄物地層処分の技術的信頼性−地層処分研究開発第２次取りまとめ−総論レポート」、１９９９年１１月

特許第５９７５３１２号公報 特許第４７８０４４６号公報 特許第５５９０３８４号公報 特許第５９８３９９５号公報

ところで、緩衝材一体型廃棄体を坑道内に定置した後、坑道内周すき間を埋め戻す際に、坑道内周すき間埋め戻し材が上記の機能（遮水性、弾力性、膨潤圧）を発揮した場合であっても、緩衝材一体型廃棄体内部の緩衝材が不飽和のままであると、図９（３）に示すように、将来において緩衝材一体型廃棄体６外側の金属容器５に局部的に腐食孔８が生じたときに、緩衝材４に局部的に膨潤圧が発生して、緩衝材一体型廃棄体６の中心部に存在する廃棄体３が偏った位置に変位したり、曲げ変形を受けて力学的安定性を損なうことが懸念される。

このような問題に対し、本発明者は、緩衝材一体型廃棄体内部の緩衝材を早期に人工的に吸水膨潤させておくことが上記の懸念を解決する上で効果的であると考えて、以下の本発明に至った。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、緩衝材一体型廃棄体の内部の緩衝材を確実に吸水膨潤させることのできる緩衝材への注水方法および緩衝材一体型廃棄体を提供することを目的とする。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る緩衝材への注水方法は、放射性廃棄物を含有する廃棄体と、この廃棄体の周囲に設けられた吸水膨潤性を有する粘土材料からなる緩衝材と、この廃棄体と緩衝材とを一体的に格納する格納容器とにより構成された緩衝材一体型廃棄体を処分坑道に定置する際に緩衝材に注水する緩衝材への注水方法であって、緩衝材一体型廃棄体を処分坑道に定置する前に、緩衝材一体型廃棄体を水槽に浸漬して、緩衝材一体型廃棄体の格納容器の内側の緩衝材に吸水させることを特徴とする。

また、本発明に係る他の緩衝材への注水方法は、上述した発明において、緩衝材一体型廃棄体を圧力容器である水槽に浸漬して、この水槽内の圧力水を緩衝材一体型廃棄体の格納容器の内側の緩衝材に吸水させることを特徴とする。

また、本発明に係る他の緩衝材への注水方法は、上述した発明において、格納容器が、複数の金属製の筒状体を接合部を介して接合してなる有蓋有底の筒状容器、または、単一の金属製の筒状体の両端面に蓋板と底板を接合部を介して接合してなる有蓋有底の筒状容器であり、接合部が、格納容器の外部と緩衝材との間で通水を許容するすき間を有しており、接合部の周囲に、注水口を有するリング状の水密性の止水枠を装着した後、注水口から圧力水を注入して緩衝材一体型廃棄体の格納容器の内側の緩衝材に吸水させることを特徴とする。

また、本発明に係る他の緩衝材への注水方法は、放射性廃棄物を含有する廃棄体と、この廃棄体の周囲に設けられた吸水膨潤性を有する粘土材料からなる緩衝材と、この廃棄体と緩衝材とを一体的に格納する格納容器とにより構成された緩衝材一体型廃棄体を処分坑道に定置する際に緩衝材に注水する緩衝材への注水方法であって、処分坑道の底部には、緩衝材一体型廃棄体を定置するための台座が処分坑道の延在方向に設けられており、この台座には、定置される緩衝材一体型廃棄体の格納容器に設けられた注水口に対して接続可能な接続口を有する給水管が設けられており、緩衝材一体型廃棄体を台座の上に定置する際に、給水管の接続口に格納容器の注水口を接続させた状態で定置し、その後、給水管から圧力水を接続口に注入することにより、注水口から圧力水を注入して緩衝材一体型廃棄体の格納容器の内側の緩衝材に吸水させることを特徴とする。

また、本発明に係る緩衝材一体型廃棄体は、上述した緩衝材への注水方法に用いられる緩衝材一体型廃棄体であって、格納容器が、複数の金属製の筒状体を接合部を介して接合してなる有蓋有底の筒状容器、または、単一の金属製の筒状体の両端面に蓋板と底板を接合部を介して接合してなる有蓋有底の筒状容器であり、接合部が、格納容器の外部と緩衝材との間で通水を許容するすき間を有することを特徴とする。

また、本発明に係る他の緩衝材一体型廃棄体は、上述した発明において、接合部のすき間への注入口を有する水密性のリング状の止水枠を接合部の周囲に装着可能であることを特徴とする。

また、本発明に係る他の緩衝材一体型廃棄体は、上述した発明において、止水枠が、接合部の機械的接合を兼ねるものであることを特徴とする。

また、本発明に係る他の緩衝材一体型廃棄体は、上述した発明において、止水枠が、接合部の周囲に装着されていることを特徴とする。

また、本発明に係る他の緩衝材一体型廃棄体は、上述した本発明に係る緩衝材への注水方法に用いられる緩衝材一体型廃棄体、または、上述した本発明に係る他の緩衝材一体型廃棄体であって、格納容器と緩衝材との間に透水性の面材が設けられていることを特徴とする。

本発明に係る緩衝材への注水方法によれば、放射性廃棄物を含有する廃棄体と、この廃棄体の周囲に設けられた吸水膨潤性を有する粘土材料からなる緩衝材と、この廃棄体と緩衝材とを一体的に格納する格納容器とにより構成された緩衝材一体型廃棄体を処分坑道に定置する際に緩衝材に注水する緩衝材への注水方法であって、緩衝材一体型廃棄体を処分坑道に定置する前に、緩衝材一体型廃棄体を水槽に浸漬して、緩衝材一体型廃棄体の格納容器の内側の緩衝材に吸水させるので、緩衝材を確実に吸水膨潤させることができるという効果を奏する。また、このように緩衝材を早期に人工的に吸水膨潤させておくと、格納容器の内側には吸水膨潤した緩衝材が密着するようになるので、その後、格納容器に腐食孔が生じた場合に水の浸入を抑止することができる。さらに、吸水膨潤した緩衝材内部には均質に膨潤圧が存在しているので力学的に安定し、格納容器に局部的に腐食孔が生じたときに、緩衝材一体型廃棄体の中心部に存在する廃棄体が偏った位置に変位したり、曲げ変形を受けて力学的安定性を損なうことは起きない。

また、本発明に係る他の緩衝材への注水方法によれば、緩衝材一体型廃棄体を圧力容器である水槽に浸漬して、この水槽内の圧力水を緩衝材一体型廃棄体の格納容器の内側の緩衝材に吸水させるので、大気圧下の通常の水槽に浸漬する場合に比べて、より短期間で緩衝材を吸水膨潤させることができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の緩衝材への注水方法によれば、格納容器が、複数の金属製の筒状体を接合部を介して接合してなる有蓋有底の筒状容器、または、単一の金属製の筒状体の両端面に蓋板と底板を接合部を介して接合してなる有蓋有底の筒状容器であり、接合部が、格納容器の外部と緩衝材との間で通水を許容するすき間を有しており、接合部の周囲に、注水口を有するリング状の水密性の止水枠を装着した後、注水口から圧力水を注入して緩衝材一体型廃棄体の格納容器の内側の緩衝材に吸水させるので、止水枠の注水口を通じて容易に緩衝材を吸水膨潤させることができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の緩衝材への注水方法によれば、放射性廃棄物を含有する廃棄体と、この廃棄体の周囲に設けられた吸水膨潤性を有する粘土材料からなる緩衝材と、この廃棄体と緩衝材とを一体的に格納する格納容器とにより構成された緩衝材一体型廃棄体を処分坑道に定置する際に緩衝材に注水する緩衝材への注水方法であって、処分坑道の底部には、緩衝材一体型廃棄体を定置するための台座が処分坑道の延在方向に設けられており、この台座には、定置される緩衝材一体型廃棄体の格納容器に設けられた注水口に対して接続可能な接続口を有する給水管が設けられており、緩衝材一体型廃棄体を台座の上に定置する際に、給水管の接続口に格納容器の注水口を接続させた状態で定置し、その後、給水管から圧力水を接続口に注入することにより、注水口から圧力水を注入して緩衝材一体型廃棄体の格納容器の内側の緩衝材に吸水させるので、台座に定置した際に緩衝材を吸水膨潤させることができるという効果を奏する。

また、本発明に係る緩衝材一体型廃棄体によれば、上述した緩衝材への注水方法に用いられる緩衝材一体型廃棄体であって、格納容器が、複数の金属製の筒状体を接合部を介して接合してなる有蓋有底の筒状容器、または、単一の金属製の筒状体の両端面に蓋板と底板を接合部を介して接合してなる有蓋有底の筒状容器であり、接合部が、格納容器の外部と緩衝材との間で通水を許容するすき間を有するので、格納容器の外部からの注水により内側の緩衝材を容易に吸水膨潤させることができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の緩衝材一体型廃棄体によれば、接合部のすき間への注入口を有する水密性のリング状の止水枠を接合部の周囲に装着可能であるので、装着した止水枠の注水口を通じて容易に緩衝材を吸水膨潤させることができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の緩衝材一体型廃棄体によれば、止水枠が、接合部の機械的接合を兼ねるものであるので、効率的な構造を提供することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の緩衝材一体型廃棄体によれば、止水枠が、接合部の周囲に装着されているので、注水のために一時的に装着した後、脱着する手間をなくすことができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の緩衝材一体型廃棄体によれば、上述した本発明に係る緩衝材への注水方法に用いられる緩衝材一体型廃棄体、または、上述した本発明に係る他の緩衝材一体型廃棄体であって、格納容器と緩衝材との間に透水性の面材が設けられているので、格納容器から内側に浸入した水を透水性の面材を介して速やかに緩衝材と格納容器の境界面に広げることができ、緩衝材をより早く吸水膨潤させることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１を示す図であり、（１）は横断面図、（２）は縦断面図、（３）は変形例の縦断面図である。 図２は、本発明の実施の形態２を示す図であり、（１）は注水口がない部分の縦断面図、（２）は注水口がある部分の縦断面図である。 図３は、本発明の実施の形態３を示す図であり、（１）は浸漬直前の状態、（２）は浸漬した状態である。 図４は、本発明の実施の形態４を示す図であり、（１）は浸漬直前の状態、（２）は浸漬した状態である。 図５は、本発明の実施の形態５を示す図であり、（１）は全体斜視図、（２）は縦断面図である。 図６は、本発明の実施の形態６を示す縦断面図である。 図７は、本発明の実施の形態７を示す横断面図である。 図８は、本発明の実施の形態８を示す横断面図である。 図９は、従来技術の説明図であり、（１）は横置き方式高レベル放射性廃棄物処分施設における緩衝材一体型廃棄体の搬送定置例、（２）は緩衝材一体型廃棄体と坑道内壁との間の坑道内周すき間空間の例、（３）は緩衝材一体型廃棄体の容器に局所的に腐食孔が生じた場合の水の浸入と不均質な膨潤圧を示す図である。

以下に、本発明に係る緩衝材への注水方法および緩衝材一体型廃棄体の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１について説明する。
本実施の形態１は、緩衝材一体型廃棄体の格納容器の接合部の各々の周囲をリング状に押さえる止水枠を一時的に装着可能な構造の例である。

図１（１）、（２）に示すように、緩衝材一体型廃棄体１０は、放射性廃棄物を含有する円柱状の廃棄体１２と、この廃棄体１２の周囲を同軸状に取り囲む吸水膨潤性のベントナイト系粘土材料からなる緩衝材１４と、この廃棄体１２と緩衝材１４とを一体的に格納する格納容器１６とにより構成される。図１（１）の注水口３６は後述のように単数あるいは複数設けてもよいし、継手１８が通水を許容するすき間を有している場合には設けなくてもよい。

格納容器１６は、複数の鋼製（金属製）の円筒状体１６Ａを継手１８（接合部）を介して接合してなる有蓋有底の円筒状容器である。両端の円筒状体１６Ａの端面には蓋板と底板が接合されている。なお、格納容器１６は、上記の構成に限るものではなく、単一の金属製の円筒状体の両端面に蓋板と底板を継手を介して接合してなる有蓋有底の円筒状容器、茶筒型の蓋付きの格納容器などを用いることができる。また、こうした格納容器１６を備える緩衝材一体型廃棄体１０としては、例えば上記の特許文献２や特許文献３に記載の方法で製作された緩衝材一体型廃棄体を利用することができる。

継手１８は、格納容器１６の外部と緩衝材１４との間で通水を許容するすき間を有しており、水密性を有しない。より具体的には、この継手１８は、図１（２）に示すように、一方の円筒状体１６Ａの端部に形成された内嵌部２０と、他方の円筒状体１６Ａの端部に形成された外嵌部２２と、抜け止めリング２４とからなる。外嵌部２２は内周側に段差２６を有し、内嵌部２０は外周側にフランジ２８を有している。内嵌部２０の外周面には周方向に外溝３０が形成され、この外溝３０に対向する外嵌部２２の内周面には周方向に内溝３２が形成されている。抜け止めリング２４は、内溝３２と外溝３０の両方に嵌合配置され、外嵌部２２と内嵌部２０は、この抜け止めリング２４を介して互いに嵌合される。この継手１８では、内嵌部２０と外嵌部２２と抜け止めリング２４の間にすき間３４が形成されており、すき間３４を通じて格納容器１６の内外間で通水が許容される。

この構成では、抜け止めリング２４による力学的な結合（機械的接合）機能を有するものの、円筒状体１６Ａ相互の継手１８にはすき間３４があるので、格納容器１６の外部の水は容易に緩衝材一体型廃棄体１０の内部に浸入できる。

上記の実施の形態において、図１（３）に示すように、抜け止めリング２４に通じる内溝３２に注水口３６を単数あるいは複数設けて、この注水口３６からすき間３４を通じて内部に注水可能な構成としてもよい。このようにすることで、より容易に緩衝材一体型廃棄体１０の内部に水を浸入させることができる。

また、上記の実施の形態において、継手１８の周囲に、注水口を有するリング状の水密性の止水枠を装着した後、この止水枠の注水口から圧力水を注入して格納容器１６の内側の緩衝材１４に吸水させてもよい。なお、継手１８に一時的に装着可能なリング状の止水枠の実施の形態については、後述する図５（２）に示してある。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施の形態２は、緩衝材一体型廃棄体１０の格納容器１６の接合部の各々の周囲に、円筒状体１６Ａどうしを力学的に結合（機械的接合）する水密性の止水枠を装着した構造の例である。

緩衝材一体型廃棄体１０は、上記の実施の形態１と同様、廃棄体１２と緩衝材１４と格納容器１６とにより構成される。格納容器１６は、図２（１）に示すように、複数の鋼製の円筒状体１６Ａを継手３８（接合部）を介して接合してなる有蓋有底の円筒状容器である。

継手３８は、格納容器１６の外部と緩衝材１４との間で通水を許容するすき間を有しており、水密性を有しない。より具体的には、この継手３８は、各円筒状体１６Ａの端部に半径方向外側に突設したフランジ４０と、双方のフランジ４０、４０を断面Ｕ字状に挟み込む態様でその外側に外嵌して円筒状体１６Ａ相互を力学的に結合（機械的接合）するリング状の止水枠４２と、フランジ４０と止水枠４２との間に密着配置した止水パッキン４４とからなる。フランジ４０どうしは若干のすき間４６を隔てて対向配置される。

止水枠４２および止水パッキン４４は、図２（１）、（２）に示すように、その内側の水圧を維持できる水密性と、単数あるいは複数の注水口４８を有しており、この注水口４８からフランジ４０間のすき間４６を通じて内部に注水可能となっている。このため、格納容器１６の外部の水は容易に緩衝材一体型廃棄体１０の内部に浸入できる。

なお、上記の実施の形態２において、止水パッキン４４を省略して、水槽に緩衝材一体型廃棄体１０を浸漬する後述の注水方法に適用してもよい。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。
本実施の形態３は、緩衝材一体型廃棄体１０を水槽に浸漬して緩衝材に注水する方法の例である。

図３（１）、（２）に示すように、緩衝材一体型廃棄体１０を処分坑道に定置する前に、水が入った水槽５０に緩衝材一体型廃棄体１０をクレーン等で入れて水中に浸漬させる。緩衝材一体型廃棄体１０としては、上記の特許文献３に記載の構造でもよいし、上記の実施の形態１（図１を参照）、実施の形態２（図２を参照）に示した構造でもよい。

例えば、緩衝材一体型廃棄体１０を水深１０ｍ相当の水圧が作用する状態に沈めて一定期間そのままにしておくと、水は緩衝材一体型廃棄体１０の格納容器１６の接合部（例えば、上記の継手１８、３８等）のすき間（例えば、上記のすき間３４、４６等）から浸入するので、内部の緩衝材１４は次第に吸水膨潤することになる。

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について説明する。
本実施の形態４は、緩衝材一体型廃棄体１０を圧力水槽に浸漬して緩衝材に注水する方法の例である。

図４（１）、（２）に示すように、緩衝材一体型廃棄体１０を処分坑道に定置する前に、圧力水槽５２に緩衝材一体型廃棄体１０をクレーン等で入れて圧力水が作用する水中に浸漬させる。緩衝材一体型廃棄体１０としては、上記の特許文献３に記載の構造でもよいし、上記の実施の形態１（図１を参照）、実施の形態２（図２を参照）に示した構造でもよい。

圧力水は緩衝材一体型廃棄体１０の格納容器１６の接合部（例えば、上記の継手１８、３８等）のすき間（例えば、上記のすき間３４、４６等）から浸入するので、内部の緩衝材１４は次第に吸水膨潤することになる。例えば、緩衝材一体型廃棄体１０への作用水圧を１ＭＰａ（水深１００ｍ相当）にするならば、上記の実施の形態３の大気圧下の通常の水槽５０に浸漬する場合に比べて、内部の緩衝材１４をより早く吸水膨潤させることができる。

ここで、図４（２）に示すように、圧力水槽５２に緩衝材一体型廃棄体１０を配置して水槽５２を密閉した後、水槽５２内の空気を負圧吸引してから注入口５４を通じて水槽５２内に高圧水を注入してもよい。このようにすれば、緩衝材一体型廃棄体１０の内部の残存空気を排除できるので、より確実に緩衝材１４を吸水膨潤させることができる。

（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５について説明する。
本実施の形態５は、一時的に装着した止水枠４２の各々の注水口４８から圧力水を注水して、内部の緩衝材１４を吸水膨潤させる方法の例である。

緩衝材一体型廃棄体１０は、上記の実施の形態１、２と同様、廃棄体１２と緩衝材１４と格納容器１６とにより構成される。図５（１）に示すように、格納容器１６は、複数の鋼製の円筒状体１６Ａを継手１８（接合部）を介して接合してなる有蓋有底の円筒状容器である。

継手１８は、格納容器１６の外部と緩衝材１４との間で通水を許容するすき間３４を有しており、水密性を有しない。より具体的には、この継手１８は、上記の実施の形態１と同様の構造であり、図５（２）に示すように、内嵌部２０と、外嵌部２２と、抜け止めリング２４とからなる。

この継手１８の周囲に、図５（１）、（２）に示すように、注水のためにリング状の止水枠４２および止水パッキン４４を一時的に装着する。止水枠４２および止水パッキン４４は、上記の実施の形態２と同様の構造のものである。止水枠４２は内嵌部２０と外嵌部２２の外側に止水パッキン４４を介して外嵌される。このため、内嵌部２０と外嵌部２２は、抜け止めリング２４と止水枠４２により力学的に結合（機械的接合）する。

止水枠４２、止水パッキン４４、抜け止めリング２４に通じる内溝３２には、単数あるいは複数の注水口５６が設けられており、この注水口５６から内嵌部２０と外嵌部２２の間のすき間３４を通じて内部に注水可能となっている。このため、格納容器１６の外部の水は容易に緩衝材一体型廃棄体１０の内部に浸入できる。したがって、継手１８の周囲に止水枠４２を一時的に装着した後、この止水枠４２の各々の注水口５６から圧力水を注水することにより、内部の緩衝材１４を容易に吸水膨潤させることができる。

（実施の形態６）
次に、本発明の実施の形態６について説明する。
本実施の形態６は、格納容器１６の接合部に継手を兼ねた止水枠を常設するとともに、この止水枠の各々の注水口から圧力水を注水して、内部の緩衝材１４を吸水膨潤させる方法の例である。

緩衝材一体型廃棄体１０は、上記の実施の形態１、２と同様、廃棄体１２と緩衝材１４と格納容器１６とにより構成される。図５（１）に示すように、格納容器１６は、複数の鋼製の円筒状体１６Ａを継手３８（接合部）を介して接合してなる有蓋有底の円筒状容器である。

継手３８は、格納容器１６の外部と緩衝材１４との間で通水を許容するすき間を有しており、水密性を有しない。より具体的には、この継手３８は、上記の実施の形態２と同様の構造であり、図６に示すように、各円筒状体１６Ａの端部に突設したフランジ４０と、双方のフランジ４０に外嵌して円筒状体１６Ａ相互を力学的に結合（機械的接合）するリング状の止水枠４２と、止水パッキン４４とからなる。フランジ４０どうしは若干のすき間４６を隔てて対向配置される。

止水枠４２および止水パッキン４４は、その内側の水圧を維持できる水密性と、単数あるいは複数の注水口４８を有しており、この注水口４８からフランジ４０間のすき間４６を通じて内部に注水可能となっている。このため、格納容器１６の外部の水は容易に緩衝材一体型廃棄体１０の内部に浸入できる。したがって、止水枠４２の各々の注水口４８から圧力水を注水することにより、内部の緩衝材１４を容易に吸水膨潤させることができる。

なお、止水枠４２は円筒状体１６Ａ相互を力学的に結合する役割も担っているので、緩衝材一体型廃棄体１０は止水枠４２を装着したまま処分坑道に定置されることになる。

（実施の形態７）
次に、本発明の実施の形態７について説明する。
本実施の形態７は、台座の給水管の接続口に格納容器１６の注水口を接続させた状態で定置し、その後、給水管から圧力水を接続口に注入して、内部の緩衝材１４を吸水膨潤させる方法の例である。

図７に示すように、処分坑道２の底部に定置用の台座５８が設けられている。この台座５８は処分坑道２の延在方向に延びており、台座５８の内部には給水管６０が設けられている。この給水管６０は、処分坑道２の図示しない端部から連設されており、端部の注水口から供給される圧力水を導水可能となっている。給水管６０には枝管６２が所定の間隔で設けられており、枝管６２の端部は台座５８の上面に設置された水密性の接続口６４に連通している。この接続口６４は、台座５８の上に定置される緩衝材一体型廃棄体１０の格納容器１６の注水口（例えば、上記の注水口３６、４８、５６など）に接続可能となっている。

この構成において、格納容器１６の注水口３６等が接続口６４にドッキングするように緩衝材一体型廃棄体１０を台座５８の上に定置すると、格納容器１６の注水口３６等と給水管６０とが導水可能な状態になる。その後、給水管６０に圧力水を注水すると、圧力水は枝管６２から接続口６４、格納容器１６の注水口３６等、すき間（例えば、上記のすき間３４、４６等）を通って緩衝材一体型廃棄体１０の内部に注水される。このようにすることで、内部の緩衝材１４を吸水膨潤させることができる。あるいは、注水口３６は格納容器１６の底部ではなく側部に位置させて、給水管６０から分岐させた注水管あるいは注水ホースをこれに連結させることによって、注水してもよい。

給水管６０への注水時期は、処分坑道２の台座５８に緩衝材一体型廃棄体１０を定置した直後でもよいし、緩衝材一体型廃棄体１０と坑道内壁２Ａとの間に、坑道内周すき間埋め戻し材６６を構築した後でもよい。なお、図７は後者の場合を示している。また、台座５８に設ける給水管６０の構造としては、例えば上記の特許文献４に記載の技術を適用してもよい。

（実施の形態８）
次に、本発明の実施の形態８について説明する。
本実施の形態８は、格納容器１６と緩衝材１４との間に透水性の面材を設けた例である。

図８に示すように、緩衝材一体型廃棄体１０の格納容器１６と緩衝材１４の境界には透水性の面材６８が設置されている。この緩衝材一体型廃棄体１０に上記の実施の形態１〜７を適用して格納容器１６の外側から内側に向けて注水すると、格納容器１６から内側に浸入した水は透水性の面材６８を介して速やかに緩衝材１４と格納容器１６の境界面に広がるので、より早く緩衝材１４を吸水膨潤させることができる。

なお、水が浸入して吸水膨潤した領域は膨張して透水性の面材６８の間隙を埋めてシールするので、短時間で水密性を発揮するようになる。このため、透水性の面材６８が放射能汚染水の漏出経路となることはない。

以上説明したように、本発明に係る緩衝材への注水方法によれば、放射性廃棄物を含有する廃棄体と、この廃棄体の周囲に設けられた吸水膨潤性を有する粘土材料からなる緩衝材と、この廃棄体と緩衝材とを一体的に格納する格納容器とにより構成された緩衝材一体型廃棄体を処分坑道に定置する際に緩衝材に注水する緩衝材への注水方法であって、緩衝材一体型廃棄体を処分坑道に定置する前に、緩衝材一体型廃棄体を水槽に浸漬して、緩衝材一体型廃棄体の格納容器の内側の緩衝材に吸水させるので、緩衝材を確実に吸水膨潤させることができる。また、このように緩衝材を早期に人工的に吸水膨潤させておくと、格納容器の内側には吸水膨潤した緩衝材が密着するようになるので、その後、格納容器に腐食孔が生じた場合に水の浸入を抑止することができる。さらに、吸水膨潤した緩衝材内部には均質に膨潤圧が存在しているので力学的に安定し、格納容器に局部的に腐食孔が生じたときに、緩衝材一体型廃棄体の中心部に存在する廃棄体が偏った位置に変位したり、曲げ変形を受けて力学的安定性を損なうことは起きない。

また、本発明に係る他の緩衝材への注水方法によれば、緩衝材一体型廃棄体を圧力容器である水槽に浸漬して、この水槽内の圧力水を緩衝材一体型廃棄体の格納容器の内側の緩衝材に吸水させるので、大気圧下の通常の水槽に浸漬する場合に比べて、より短期間で緩衝材を吸水膨潤させることができる。

また、本発明に係る他の緩衝材への注水方法によれば、格納容器が、複数の金属製の筒状体を接合部を介して接合してなる有蓋有底の筒状容器、または、単一の金属製の筒状体の両端面に蓋板と底板を接合部を介して接合してなる有蓋有底の筒状容器であり、接合部が、格納容器の外部と緩衝材との間で通水を許容するすき間を有しており、接合部の周囲に、注水口を有するリング状の水密性の止水枠を装着した後、注水口から圧力水を注入して緩衝材一体型廃棄体の格納容器の内側の緩衝材に吸水させるので、止水枠の注水口を通じて容易に緩衝材を吸水膨潤させることができる。

また、本発明に係る他の緩衝材への注水方法によれば、放射性廃棄物を含有する廃棄体と、この廃棄体の周囲に設けられた吸水膨潤性を有する粘土材料からなる緩衝材と、この廃棄体と緩衝材とを一体的に格納する格納容器とにより構成された緩衝材一体型廃棄体を処分坑道に定置する際に緩衝材に注水する緩衝材への注水方法であって、処分坑道の底部には、緩衝材一体型廃棄体を定置するための台座が処分坑道の延在方向に設けられており、この台座には、定置される緩衝材一体型廃棄体の格納容器に設けられた注水口に対して接続可能な接続口を有する給水管が設けられており、緩衝材一体型廃棄体を台座の上に定置する際に、給水管の接続口に格納容器の注水口を接続させた状態で定置し、その後、給水管から圧力水を接続口に注入することにより、注水口から圧力水を注入して緩衝材一体型廃棄体の格納容器の内側の緩衝材に吸水させるので、台座に定置した際に緩衝材を吸水膨潤させることができる。

また、本発明に係る緩衝材一体型廃棄体によれば、上述した緩衝材への注水方法に用いられる緩衝材一体型廃棄体であって、格納容器が、複数の金属製の筒状体を接合部を介して接合してなる有蓋有底の筒状容器、または、単一の金属製の筒状体の両端面に蓋板と底板を接合部を介して接合してなる有蓋有底の筒状容器であり、接合部が、格納容器の外部と緩衝材との間で通水を許容するすき間を有するので、格納容器の外部からの注水により内側の緩衝材を容易に吸水膨潤させることができる。

また、本発明に係る他の緩衝材一体型廃棄体によれば、接合部のすき間への注入口を有する水密性のリング状の止水枠を接合部の周囲に装着可能であるので、装着した止水枠の注水口を通じて容易に緩衝材を吸水膨潤させることができる。

また、本発明に係る他の緩衝材一体型廃棄体によれば、止水枠が、接合部の機械的接合を兼ねるものであるので、効率的な構造を提供することができる。

また、本発明に係る他の緩衝材一体型廃棄体によれば、止水枠が、接合部の周囲に装着されているので、注水のために一時的に装着した後、脱着する手間をなくすことができる。

また、本発明に係る他の緩衝材一体型廃棄体によれば、上述した本発明に係る緩衝材への注水方法に用いられる緩衝材一体型廃棄体、または、上述した本発明に係る他の緩衝材一体型廃棄体であって、格納容器と緩衝材との間に透水性の面材が設けられているので、格納容器から内側に浸入した水を透水性の面材を介して速やかに緩衝材と格納容器の境界面に広げることができ、緩衝材をより早く吸水膨潤させることができる。

以上のように、本発明に係る緩衝材への注水方法および緩衝材一体型廃棄体は、高レベル放射性廃棄物の地層処分に有用であり、特に、緩衝材一体型廃棄体を処分坑道に定置する際に緩衝材を確実に吸水膨潤させるのに適している。

１０ 緩衝材一体型廃棄体
１２ 廃棄体
１４ 緩衝材
１６ 格納容器
１６Ａ 円筒状体（筒状体）
１８，３８ 継手（接合部）
２０ 内嵌部
２２ 外嵌部
２４ 抜け止めリング
２６ 段差
２８，４０ フランジ
３０ 外溝
３２ 内溝
３４，４６ すき間
３６，４８，５６ 注水口
４２ 止水枠
４４ 止水パッキン
５０ 水槽
５２ 圧力水槽
５４ 注入口
５８ 台座
６０ 給水管
６２ 枝管
６４ 接続口
６６ 坑道内周すき間埋め戻し材
６８ 透水性の面材

Claims (9)

1. 放射性廃棄物を含有する廃棄体と、この廃棄体の周囲に設けられた吸水膨潤性を有する粘土材料からなる緩衝材と、この廃棄体と緩衝材とを一体的に格納する格納容器とにより構成された緩衝材一体型廃棄体を処分坑道に定置する際に緩衝材に注水する緩衝材への注水方法であって、
   緩衝材一体型廃棄体を処分坑道に定置する前に、緩衝材一体型廃棄体を水槽に浸漬して、緩衝材一体型廃棄体の格納容器の内側の緩衝材に吸水させることを特徴とする緩衝材への注水方法。
2. 緩衝材一体型廃棄体を圧力容器である水槽に浸漬して、この水槽内の圧力水を緩衝材一体型廃棄体の格納容器の内側の緩衝材に吸水させることを特徴とする請求項１に記載の緩衝材への注水方法。
3. 格納容器が、複数の金属製の筒状体を接合部を介して接合してなる有蓋有底の筒状容器、または、単一の金属製の筒状体の両端面に蓋板と底板を接合部を介して接合してなる有蓋有底の筒状容器であり、
   接合部が、格納容器の外部と緩衝材との間で通水を許容するすき間を有しており、
   接合部の周囲に、注水口を有するリング状の水密性の止水枠を装着した後、
   注水口から圧力水を注入して緩衝材一体型廃棄体の格納容器の内側の緩衝材に吸水させることを特徴とする請求項２に記載の緩衝材への注水方法。
4. 放射性廃棄物を含有する廃棄体と、この廃棄体の周囲に設けられた吸水膨潤性を有する粘土材料からなる緩衝材と、この廃棄体と緩衝材とを一体的に格納する格納容器とにより構成された緩衝材一体型廃棄体を処分坑道に定置する際に緩衝材に注水する緩衝材への注水方法であって、
   処分坑道の底部には、緩衝材一体型廃棄体を定置するための台座が処分坑道の延在方向に設けられており、
   この台座には、定置される緩衝材一体型廃棄体の格納容器に設けられた注水口に対して接続可能な接続口を有する給水管が設けられており、
   緩衝材一体型廃棄体を台座の上に定置する際に、給水管の接続口に格納容器の注水口を接続させた状態で定置し、その後、給水管から圧力水を接続口に注入することにより、注水口から圧力水を注入して緩衝材一体型廃棄体の格納容器の内側の緩衝材に吸水させることを特徴とする緩衝材への注水方法。
5. 放射性廃棄物を含有する廃棄体と、この廃棄体の周囲に設けられた吸水膨潤性を有する粘土材料からなる緩衝材と、この廃棄体と緩衝材とを一体的に格納する格納容器とにより構成された緩衝材一体型廃棄体であって、
   格納容器が、複数の金属製の筒状体を接合部を介して接合してなる有蓋有底の筒状容器、または、単一の金属製の筒状体の両端面に蓋板と底板を接合部を介して接合してなる有蓋有底の筒状容器であり、
   接合部が、格納容器の外部と緩衝材との間で通水を許容するすき間を有することを特徴とする緩衝材一体型廃棄体。
6. 接合部のすき間への注入口を有する水密性のリング状の止水枠を接合部の周囲に装着可能であることを特徴とする請求項５に記載の緩衝材一体型廃棄体。
7. 止水枠が、接合部の機械的接合を兼ねるものであることを特徴とする請求項６に記載の緩衝材一体型廃棄体。
8. 止水枠が、接合部の周囲に装着されていることを特徴とする請求項６または７に記載の緩衝材一体型廃棄体。
9. 格納容器と緩衝材との間に透水性の面材が設けられていることを特徴とする請求項５〜８のいずれか一つに記載の緩衝材一体型廃棄体。

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