JP7841959B2 - 放射性廃棄物固化体の製造方法及び放射性廃棄物固化体 - Google Patents

Description

本発明は、放射性廃棄物の固化体の養生中であっても収納容器内の圧力上昇を抑制することができる放射性廃棄物固化体の製造方法及び放射性廃棄物固化体に関する。

原子力施設から排出される放射性廃棄物はドラム缶などの収納容器の中でセメントを用いて固化され、低レベル放射性廃棄物として廃棄されている。レベルの高い放射性廃棄物を固化した場合は、固化体に含まれる水分が放射線により分解し水素が発生する。そして、時間とともに固化体中に水素が蓄積され、保管時間の長い廃棄物には多くの水素が含まれるため、長期間の埋設処分中の収納容器内の圧力上昇を抑制又は防止して、処分場の健全性を長期間にわたって確保する必要がある。

特許文献１には、放射性廃棄物と、水硬性無機固化材と、骨材とを混練した後、収納容器に供給して固化体を形成する固化体形成ステップと、収納容器内の固化体を養生した後、加熱及び／又は減圧により収納容器内の固化体から水分を除去する水分除去ステップと、水分除去ステップを経た後、収納容器に蓋をして密閉する収納容器密閉ステップと、を有する放射性廃棄物の固化処理方法が開示されている。

特開２００７－４７０３３号公報

しかしながら、放射性廃棄物の固化体は養生中であっても固化体に水素が蓄積され、収納容器内の圧力上昇が生じてしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、放射性廃棄物の固化体の養生中であっても収納容器内の圧力上昇を抑制することができる放射性廃棄物固化体の製造方法及び放射性廃棄物固化体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、本発明は、収納容器内に収納した放射性廃棄物をモルタル又はコンクリートを用いて固化した放射性廃棄物固化体の製造方法であって、気体が内部を通過可能とされた棒状体を前記モルタル又はコンクリートに埋設された状態で配置し、前記モルタル又はコンクリートを養生することを特徴とする。

また、本発明は、上記の発明において、前記モルタル又はコンクリートの硬化後に前記棒状体を前記モルタル又はコンクリートから取り除いて孔を形成することを特徴とする。

また、本発明は、上記の発明において、前記棒状体は、周囲に通気孔が形成された筒部と、先端が錐状をなした錐体部と、を有することを特徴とする。

また、本発明は、収納容器と、前記収納容器に格納された放射性廃棄物と、前記収納容器の内部で前記放射性廃棄物を固化するモルタル又はコンクリートと、を有する放射性廃棄物固化体であって、前記モルタル又はコンクリートに埋設された、気体が内部を通過可能とされた棒状体をさらに有することを特徴とする。

また、本発明は、上記の発明において、前記棒状体は、周囲に通気孔が形成された筒部と、先端が錐状をなした錐体部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、放射性廃棄物の固化体の養生中であっても収納容器内の圧力上昇を抑制することができる。

本実施の形態である放射性廃棄物固化体の製造方法に用いる、気体が内部を通過可能とされた棒状体である貫入筒の構成を示す図である。 貫入筒を用いた放射性廃棄物固化体の製造方法を説明する説明図である。 貫入筒が固化体に貫入された状態を示す平面図である。 放射性廃棄物が粉状である場合において貫入筒が固化体に貫入された状態を示す断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。

＜貫入筒＞
図１は、本実施の形態である放射性廃棄物固化体の製造方法に用いる、気体が内部を通過可能とされた棒状体である貫入筒１の構成を示す図である。図１に示すように、貫入筒１は、周囲に通気孔４が形成された筒部２と、先端が錐状をなした錐体部３とを有する。

＜放射性廃棄物固化体の製造方法＞
図２は、貫入筒１を用いた放射性廃棄物固化体の製造方法を説明する説明図である。図２に示すように、まず、収納容器１０内にガラや配管などの塊状の放射性廃棄物１１を収納し、この状態でセメントなどを含むモルタル１２を収納容器１０に充填する（図２（ａ））。なお、本実施の形態では、モルタル１２を使用したが、これに限らず、モルタル１２の代わりにセメントと砂などの骨材などを含むコンクリートを用いてもよい。その後、モルタル１２の流動性が低くなって硬化が始まる状態の時に、錐体部３を先端として貫入筒１をモルタル１２に深く突き刺し、モルタル１２に貫入筒１の一部を埋設する（図２（ｂ））。このとき、貫入筒１は、筒部２の錐体部３に繋がる一端側と反対側に位置する他端側は、モルタル１２から露出し、完全にモルタル１２の中に埋設しない状態とする。

なお、貫入筒１の貫入をモルタル１２の流動性が低くなって硬化が始まる状態の時としたのは、貫入時期が早すぎると流動性が高く、貫入筒１の通気孔４の中にモルタル１２が入って通気孔４が塞がってしまい、また貫入時期が遅すぎると、充填されたモルタル１２の硬化強度が高いため、貫入筒１を貫入するのに労力を要するからである。具体的な硬化始まり時期の判定は、貫入筒１などの棒を貫入し、一旦引き抜いた場合に、棒を入れた孔が１分以内に塞がらなければよい。

これにより、モルタル１２及び放射性廃棄物１１からなる固化体１３内の水の放射線分解で発生した水素は、貫入筒１に開けられた通気孔４及び筒部２内を通って収納容器１０内の固化体１３から外に排出される。この結果、固化体１３の水素濃度を長期に渡り、低く抑えることができ、長期の養生が可能になる。

なお、本実施の形態では、収納容器１０内にガラや配管などの塊状の放射性廃棄物１１を収納した後、モルタル１２を収納容器１０に充填し、貫入筒１をモルタル１２に突き刺す工程を行った。しかし、これに限らず、収納容器１０内にガラや配管などの塊状の放射性廃棄物１１を収納し、貫入筒１を収納容器１０に配置した後、モルタル１２を収納容器１０に充填する工程としてもよい。この工程とした場合では、貫入筒１を動かすことなく、貫入筒１の一部をモルタル１２に埋設することができるため、貫入筒１に設けられた通気孔４がモルタル１２で目詰まりすることを抑制できる。

なお、図３は、貫入筒１が固化体に配置された状態を示す平面図である。図３に示すように、貫入筒１は、固化体１３に対して平均的に分散して配置される。

また、図２では、塊状の放射性廃棄物１１であったが、図４に示すように、切断などで生じた粉体状の放射性廃棄物２１であってもよい。

なお、貫入筒１は、貫入したままでもよいし、固化体の硬化後に取り除いてもよい。貫入筒１を取り除いても、発生した水素は、貫入筒１が除去されることによって形成された孔により外部に放出されるからである。

貫入筒１は、プラスチック系材料、アルミニウム、鉄、ステンレスなどを用いることができる。プラスチック系材料と鉄は耐腐食性が低いため、長期に渡り固化体１３中に貫入されていると腐食により貫入筒１としての形状を維持できなくなることが考えられるが、固化体１３は貫入筒１が形成した貫通孔を有した状態で固化しているので、腐食により貫入筒１が形状を維持できなくなっても問題はない。

なお、通気孔４は、多孔質形状であってもよい。例えば、貫入筒１が金属で形成される場合はポーラス金属であってもよい。貫入筒１を構成するポーラス金属の連通孔によって、水素が脱気されるからである。したがって、貫入筒１の筒部２は、内部が中空となった筒形状に限らず、気体が内部を通過可能とされていればよい。また、貫入筒１の錐体部３は、貫入筒１がモルタル１２に突き刺す際に、突き刺し易くするものである。このため、収納容器１０内に貫入筒１を配置した後、モルタル１２を収納容器１０に充填して固化体１３を形成する場合にあっては、錐体部３を有さない筒部２だけの貫入筒１を用いてもよい。

また、上記の実施の形態で図示した各構成は機能概略的なものであり、必ずしも物理的に図示の構成をされていることを要しない。すなわち、各装置及び構成要素の分散・統合の形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を各種の使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。

１ 貫入筒
２ 筒部
３ 錐体部
４ 通気孔
１０ 収納容器
１１，２１ 放射性廃棄物
１２ モルタル
１３ 固化体

Claims (5)

1. 収納容器内に収納した放射性廃棄物をモルタル又はコンクリートを用いて固化した放射性廃棄物固化体の製造方法であって、
   気体が内部を通過可能とされた棒状体を前記モルタル又はコンクリートに埋設された状態で配置し、前記モルタル又はコンクリートを養生する工程を有し、
   前記棒状体は、周囲に通気孔が形成された筒部と、先端が錐状をなした錐体部と、を有することを特徴とする放射性廃棄物固化体の製造方法。
2. 収納容器内に収納した放射性廃棄物をモルタル又はコンクリートを用いて固化した放射性廃棄物固化体の製造方法であって、
   気体が内部を通過可能とされた棒状体の少なくとも下部を前記モルタル又はコンクリートに埋設された状態で配置し、前記モルタル又はコンクリートを養生する工程を有し、
   前記棒状体は、周囲に通気孔が形成された筒部を有し、
   前記筒部は、前記モルタル又はコンクリートから前記通気孔を通って前記筒部の内部に入り込んだ気体を前記筒部の上端の開口から外部に排出可能に前記モルタル又はコンクリートに埋設された状態で配置されることを特徴とする放射性廃棄物固化体の製造方法。
3. 前記モルタル又はコンクリートの硬化後に前記棒状体を前記モルタル又はコンクリートから取り除いて孔を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の放射性廃棄物固化体の製造方法。
4. 収納容器と、
   前記収納容器に格納された放射性廃棄物と、
   前記収納容器の内部で前記放射性廃棄物を固化するモルタル又はコンクリートと、
   を有する放射性廃棄物固化体であって、
   前記モルタル又はコンクリートに埋設された、気体が内部を通過可能とされた棒状体をさらに有し、
   前記棒状体は、周囲に通気孔が形成された筒部と、先端が錐状をなした錐体部と、を有することを特徴とする放射性廃棄物固化体。
5. 収納容器と、
   前記収納容器に格納された放射性廃棄物と、
   前記収納容器の内部で前記放射性廃棄物を固化するモルタル又はコンクリートと、
   を有する放射性廃棄物固化体であって、
   前記モルタル又はコンクリートに少なくとも下部が埋設された、気体が内部を通過可能とされた棒状体をさらに有し、
   前記棒状体は、周囲に通気孔が形成された筒部を有し、
   前記筒部は、前記モルタル又はコンクリートから前記通気孔を通って前記筒部の内部に入り込んだ気体を前記筒部の上端の開口から外部に排出可能に前記モルタル又はコンクリートに埋設された状態で配置されることを特徴とする放射性廃棄物固化体。