JPH0150879B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、一般に放射性廃棄物質などのよう
な有毒物質の取扱いおよび処理、さらに詳しくは
そのような有毒物質を長期貯蔵用に調製する方法
および装置に関する。

これらに関する先行技術としては、放射性廃棄
物を凝固剤と混合し、得られた混合物をドラムか
んやたるのような容器内で固化し、従つて容器が
こわれても自立性の固化廃棄物が容易に周囲へ排
出しないようにした放射性廃棄物を長期貯蔵用に
調製するシステムが知られている。そのようなシ
ステムは、例えば米国特許第3835617号、第
4119560号、第4139488号および第4168243号に記
載されている。

そのようなシステムの１つは米国特許第
3835617号およびその分割出願である米国特許第
3932979号、第3940628号、第3966175号および第
4030708号に記載されているが、これらの特許は
全て本発明の譲受人に譲渡されている。該システ
ムは混合物が固化して長期貯蔵用の自立性塊を形
成するように水を含む放射性廃棄物と乾燥セメン
トとの混合をする。

米国特許第3835617号に開示されたシステムお
よび装置は、作業者が危険な状態にさらされるの
を最少限にし、放射性廃棄物によるエリア汚染の
可能性を最少限にするように配置されている。こ
のシステムは“湿式システム”と呼ばれ、水を含
む液体と混合された放射性廃棄物が使用される。
該システムにおける廃棄物の液体分はセメントの
凝固を促進するために使用される。この先行技術
のシステムは、有害な放射線が作業者に到達しな
いしやへいされた場所から作業者がシステムの操
作を遠隔制御および監視できる装置を提供するこ
とによつて作業者の放射線被曝を防止している。
その装置は、信頼できる操作ができて、修理や保
守を必要とするシステムの部品にしやへい状態で
接近できるような設計、構造になつている。

また、ビニルエステル、不飽和ポリエステルま
たはブレンドおよびそれらの混合体を含む熱硬化
性樹脂から成る重合体系のような樹脂材料を固化
して放射性廃棄物質のカプセル化に使用すること
が知られている。該樹脂材料は廃棄物から液体を
除去することにより生じる乾燥廃棄物をカプセル
で包むために使用できるし、溶解固体分や液体と
固体微粒物質の混合体を含む液体廃棄物と共に使
用することも可能である。そのような重合体系お
よび樹脂材料は米国特許第3792006号および第
4077901号に記載されている。

本発明により、一般に、放射性廃棄物などのよ
うな有害な廃棄物を長期に貯蔵するため安全で信
頼性のある廃棄物の調製および処理をする優れた
方法および装置が提供される。

本発明により、特に、圧力室を画定するハウジ
ングと、圧力室において互に間隔を有する第１お
よび第２の弁表面を提供する弁機構と、第１およ
び第２の弁表面とそれぞれ接合してシールする第
３および第４の弁表面を提供する可動弁部材と、
第１および第２の弁表面をそれぞれ通つて開口す
る第１および第２の通路と、可動弁部材内にあつ
て第３の弁表面および第４の弁表面へ開口する第
３の通路と、可動弁部材が開口位置にあるときに
第３の通路を介して第１の通路と第２の通路を接
続し可動弁部材が閉鎖位置にあるときに第１の通
路と第２の通路を隔離する構成の前記可動弁部材
と、前記弁表面を押圧してすきまを生じさせるこ
となく相互に接合および密封係合させる弾性手段
と、第１の通路と第２の通路にそれぞれ接続され
た第１の導管と第２の導管と、該導管の少なくと
も１つとその協同する通路間の関係が前記弾性手
段の影響下において第１の弁表面と第３の弁表面
を相互に近付けるおよび離れる方向へ自由移動さ
せるためにすべり自在である構成と、前記弁表面
の少なくとも１つが、可動弁部材が開口および閉
鎖位置間を移動するときに第３の通路へ開口し該
可動弁部材が完全開口しているときに第３の通路
から隔離されるパージ用開口を備える構成と、圧
力室の圧力か、可動弁部材が開口および閉鎖位置
間を移動する際にパージ用開口に流れをもたらし
て第３の通路の浄化をさせ、かつ可動弁部材が少
なくとも開口および閉鎖位置間を移動している間
第１、第２および第３の通路における圧力より高
い値に維持されてこれらの通路から放射性微粒物
算が流出するのを防止する構成から成ることを特
徴とする乾燥微粒放射性物質を規制する弁システ
ム（装置）が提供される。

説明される本発明の実施態様は特に乾燥微粒廃
棄物の取扱いに適するが、溶解固体分およびスラ
リーを含む液体または液体と固体物質の分散系の
形で廃棄物を固化することも本発明の広い特徴の
範囲に含まれる。乾燥微粒廃棄物の処理には前記
の重合体系および樹脂材料のようなプラスチツク
材料が望ましい。本発明は以後乾燥微粒廃棄物、
および重合体系から成る凝固剤に関して説明され
る。

本発明には多くの特徴があるが、本発明の広い
範囲における特徴の１つによれば、ドラム（また
は容器）の調製は全て安全なしやへいされた場所
で行なわれる、その場所で作業者は直接ドラムに
触れて作業ができるし、放射性廃棄物質以外の全
工程に必要な全ての材料をドラムに入れることが
できる。

ドラム調製中に、廃棄物混合体をカプセルで包
むまたは凝固さすのに必要な凝固剤またはその成
分がドラムに挿入されるが、凝固剤は調製したド
ラムがかなりの時間に渡つて凝固することなく貯
蔵できるように分離される。分離された凝固剤は
ドラム内で直接混合しドラムの位置から離れた所
での制御操作によつて廃棄物混合体を凝固さすた
め分離が解除される。本実施態様における重合体
系用触媒はその分離された凝固剤成分であつて、
ドラム内に配置されたもろい容器内に封じ込めら
れている。

さらに、ドラムが調製されまたしやへいされた
場所にあるときそれは、充てん操作中に結合、混
合装置をドラム内に挿入する必要がないように分
離された物質を分離解除（または結合および混
合）する結合・混合装置を含む。

本発明の別の特徴によれば、作業者を放射性廃
棄物の危険にさらすことを完全に防ぐため該廃棄
物のドラムへの装入がしやへいされた安全な場所
から制御および監視される新規の優れた方法およ
び装置が提供される。さらに、プロセスのそれぞ
れの重要な特徴の達成を確実に立証するプロセス
の監視が用意されている。例えば、凝固開始のた
め触媒を混合する前に、廃棄物供給ノズルとドラ
ムの間に適切なシールが確立されていることを立
証する手段および廃棄物の漏れの危険がないこと
を決める手段が設けられる。しかる後に、混合を
開始し、混合装置を作動して触媒を放出させ凝固
剤以外の成分と混合させて凝固操作を開始させ
る。ドラム充てん操作の完了前に凝固が実質的に
生じないように凝固剤の成分は選択および処理さ
れる。

検出機構（本実施態様においてドラム内のミキ
サー回転体を駆動するのに必要なトルクを検知す
るトルク検出機構）は分離された凝固剤または触
媒の放出を直接に立証する。これは廃棄物の供給
開始前に行なうことが望ましい。廃棄物がドラム
に入つて適当な方法で凝固用材料に混合されるこ
とを立証するのに同じトルク検出機構が使用され
る。

本発明の別の特徴により、廃棄物供給ノズルは
廃棄物をドラムに入れる通路（または流路）およ
びドラムに入れた混合装置用駆動装置を提供する
二重の機能を果たす。

廃棄物が乾燥した微粒物質であるとき、装置は
全ての廃棄物質がドラム内の凝固用材料の表面下
に確実に運び込まれて凝固用材料で完全に覆ひ、
従つてドラムの中に未被覆廃棄物質が確実に存在
しないように配置される。そして前述のトルク検
出機構が充てんおよび廃棄物被覆の操作を監視し
てそれらの操作が適切に行われていることを立証
する。

本発明の別の重要な特徴によれば、触媒の放
出、ドラム内容物の混合および廃棄物のカプセル
化をさせる新規の優れた混合装置がドラム内に提
供される。また、その混合装置は凝固過程での混
合作用を最少限にするよう設計されている。その
ため、該混合装置は低エネルギーおよび重合体系
への低熱入力を特徴とする。該混合装置は比較的
低コストであつてシステムのしやへいされた安全
側からドラムを移動する前にドラム内に設置され
る。さらに、該混合装置は充てん操作の完了時お
よび次の凝固された廃棄物質の貯蔵中ドラムの中
に残る。これがドラムから廃棄物質が出て充てん
用ステーシヨンを汚染するのを防ぐ。

本発明の特徴によれば、廃棄物供給システムを
パージ（浄化）し、非規制汚染廃棄物が排出しな
いよう確実に廃棄物の完全規制を保つ新規の優れ
た方法および装置が提供される。例えば、ドラミ
ング・（ドラムに廃棄物を含む混合物を入れるこ
と）ステーシヨンは、起りうる漏れがドラムや廃
棄物供給システムからちり状の廃棄物を運び出さ
ないようにドラムおよび廃棄物供給システム内の
圧力よりも高い正圧に保持される。同様に、廃棄
物供給システムにおける動的シールは、廃棄物の
排出を防ぐべく起りうる漏れが全て該廃棄物供給
システムの中に生じるよう加圧環境内に閉じ込め
られる。

ドラム充てん操作の完了時、および廃棄物供給
システムの浄化後に廃棄物供給システムを閉鎖す
るふた締め機構によつてちり状廃棄物の確実な封
じ込め（または規制）が行われる。該ふた締めは
廃棄物がふた締め操作中およびその前に決して起
きないようにする方法で行われる。さらに、ドラ
ムがシールされるとき、ドラムの外表面は汚染の
テストをする、そして表面汚染が見出された場合
は汚染除去が行われる。

最後に、充てんそしてシールしたドラムを貯蔵
および崩壊エリア（場所）に移動する前に、充て
んドラムの放射線レベルおよび充てんおよびシー
ルしたドラムの重量を測定し、さらに凝固が実際
に起きたことを確かめる。

本発明の別の特徴によれば、修理や交換を多分
必要とするシステムの構成要素が、保守員が便利
にかつ安全に作業できるしやへいされた場所に配
置されている新規の優れた装置が提供される。例
えば、システムの各種操作要素用原動機はしやへ
いされた遠隔位置に配置される。同様に、電気検
出器、等の検出装置もしやへいされた手近で安全
な場所に配置される。

これらおよび他の本発明の特徴は添付図面と共
に以下の記載でさらに詳細に説明される。

本願明細書で説明される実施態様は特に乾燥微
粒放射性廃棄物の信頼性のある調製に適する。そ
のような廃棄物は、普通体積を減少させるシステ
ムにおいて放射性廃棄物質の液体混合物またはス
ラリーから水分を除去することによつて生成され
る。廃棄物を乾燥微粒物質に縮少することは、廃
棄物の体積を著しく減少させ、従つてカプセルに
包んで貯蔵しなければならない物質の体積を著し
く小さくするから非常に望ましい。放射性廃棄物
質の長期貯蔵は重大な環境問題を提起するので、
貯蔵しなければならない体積をできるだけ減少さ
せることが重要である。

一般に、そのような微粒物質は約20メツシユ以
下から約５ミクロン以下までの範囲の粒径を有す
るが、本発明によるシステムはそのような粒径範
囲に渡る微粒子から成る廃棄物に適応さすことが
できる。事実、使い捨ての防護衣および清掃材料
のような乾燥放射性廃棄物の燃焼によつて生じた
極微細な灰分の形の廃棄物を安全に貯蔵するため
にカプセルに包むことは本発明の広い特徴の中に
含まれる。また、ホウ酸、ホウ砂、硫酸ナトリウ
ム等のような液体から成る廃棄物質、イオン交換
樹脂床の操作から生じたもののような液体と固体
の混合物、分散系、またはスラリーからなる廃棄
物質を処理調製することも本発明の特徴の中に含
まれる。

本発明の意図する種類の乾燥微粒物質を処分の
ために調製する場合、液体廃棄物等を取扱う場合
よりも該物質を管理する方が実質的に難しい。乾
燥微粒物質はそれが高濃度であるため高放射性値
を有する。さらに、それは非常に小さなちり状で
空気漏れによつて周囲の環境へ極めて排出され易
くかなりの汚染をもたらす微粒子を含む。このた
め、本発明の実施態様は廃棄物供給システムから
およびドラム充てん操作中にドラムからの漏れを
積極的に防ぐ手段を備える。これが装置やその環
境の汚染の可能性を本質的に排除する。

第１図に示す本発明によるシステムの実施態様
は模式的に示すしやへい壁１２によつて装置の
「放射性側」１１から隔離されているしやへいさ
れた「安全側」１０においてドラムや容器の調製
をする。安全側１０も放射性側１１も先行技術に
おいて周知でありまた前記米国特許第3835617号
に記載されている一般的な形式のしやへい用囲い
１３によつて取り囲まれている。

普通、安全側と放射側に分けるしやへい壁１２
は、安全側１０における作業者を危険な放射線被
曝から守る寸法に作られる。しやへい壁１２は囲
い１３の屋根（図示せず）から間隔を置いた上方
の場所へ伸びている、そして軌道１６，１７上に
装着した動力クレーン１４が壁１２の上に伸びて
いる。クレーン１４はドラムを安全側１０から放
射性側１１へ移す操作ができるドラム・グリツパ
を有するトロリ１５を備える、そして囲い１３に
沿つて縦方向に移動可能で処理操作中にドラムを
放射性側１１内の種々の場所や初期崩壊用貯蔵の
ための場所へも移動することができる。

放射性廃棄物質を受け入れるドラムの調製は安
全側１０で行なわれる。また、作業者は安全側か
らプロセスを監視、制御する。完全調製されたド
ラムはクレー１４によつてしやへい壁１２の上に
系の放射性側１４へ移動される。実際にドラムに
入れる操作は第１図にブロツクで示すドラミン
グ・ステーシヨン１８で行なわれる。該ステーシ
ヨンでは、以下詳述するように多くの異なる工程
が行われる。最後に、ドラムは充てんそして密封
された後、クレーン１４によつてドラミング・ス
テーシヨン１８から検証場所１９へ移される。検
証ステーシヨン１９からドラムは囲い１３内の貯
蔵施設（ここで初期崩壊が起きる）へ移される。
ドラムは、ある場合には正規の貯蔵施設にかなり
の期間保持され、また別の場合には囲い１３から
永久貯蔵（または埋没）場所へ移される。

第２図はドラミング・ステーシヨン１８とこれ
に直接関連する作動装置を模式的に示す。ドラミ
ング・ステーシヨン１８は、必要ならばドラミン
グ・ステーシヨン内の装置の保守が行なえるよう
にシステムの放射性側で貯蔵ゾーンから個々にし
やへいされるゾーン内に配置されることが望まし
い。しかしながら、最大限、ドラミング・ステー
シヨン内に配置される装置は直接の保守を行うこ
となく極めて長期間操作できるように設計され
る。さらに、ドラミング・ステーシヨンの装置
は、保守を要するシステムの部分が壁１２の安全
側１０に配置されるように建造される。例えば、
弁の駆動装置およびセンサの電気部分は、殆んど
の場合に便利で安全に作動できる壁１２の安全側
に配置される、そして放射性側内に配置しなけれ
ばならないシステムの作動要素への駆動装置およ
び機械的機構へ接続される。例えば、以下に詳述
するが、ミキサーおよび乾燥品用弁の原動機は安
全側１０に配置され、壁１２を介してドラミン
グ・ステーシヨンに配置される機械部分へ連結さ
れる。

さらに、図示の実施態様におけるドラミング・
ステーシヨン１８自体は圧力容器２１内に閉じ込
められている。この圧力容器２１は、ちり状の乾
燥微粒放射性廃棄物のコントロール・ロスを決し
てもたらさないように大気圧より高い圧力に維持
することができる。

ドラミング・ステーシヨン１８の圧力容器（ま
たは囲い）２１内には、ドラム受け入れおよび送
り出し位置２３からキヤツプ取りおよびリキヤツ
プ位置２４そして充てん位置２６へ水平に移動で
きる可動ドラム・サポート（支持体）２２が配置
される。ドラム・サポート２２は、後で詳述する
ようにドラムを上下さすためそれぞれの位置にお
いて垂直に移動さすことができる。

第１図において、積み込み位置と取り出し位置
は流れ図で２つの別々の場所として２３ａと２３
ｂで示されているが、両方の位置は物理的に同一
場所であることを理解されたい。同様に、キヤツ
プ取外し位置とリキヤツプ位置がそれぞれ２４ａ
と２４ｂで示されているが、両方の操作は第２図
に示すように物理的に同一場所で行われることを
認識されたい。

第２図に示す圧力容器２１はハツチ２７を備
え、このハツチを介してドラム２８は放射性廃棄
物を充てんする前にドラミング・ステーシヨン１
８へ降下され、そして放射性廃棄物を充てん後そ
のハツチ２７を介して上昇または取り出される。

キヤツプの装着および取外し位置２４の上に、
充てん前にドラムからキヤツプを外し充てん後ド
ラムにキヤツプをもどす動作をする動力付きキヤ
ツパー２９が配置される。そのようなキヤツパー
は前記米国特許第3932979号にさらに詳しく記載
されている。キヤツプ装着位置の上には、ドラム
外表面が汚染されているかどうかを測定できる試
料分析装置（図示せず）に接続される真空式の粒
子試料採取器３１も配置されている。同様に、ド
ラムの外表面が汚染されていることがわかつた場
合に水噴霧によつてドラムの汚染を除去できるよ
うに、キヤツプ装着位置２４上に汚染除去用洗浄
システム３２が配置される。

充てん位置２６の上には廃棄物供給システムと
混合ドライブ・システムが配置される。該システ
ムは体積縮少システム３３から下降管３４を介し
て乾燥微粒放射性廃棄物を受ける。システム３３
は通常、乾燥微粒廃棄物が貯蔵されるホツパと、
廃棄物を供給する必要があるとき作動して廃棄物
質を下降管３４へ供給する動力付きオーガー（ま
たはスクリユー）を含む。下降管３４は、閉鎖時
に廃棄物の供給を完全に止め開口時に廃棄物を自
由に供給させる乾燥生成物弁３６（後で詳述）の
上端にはいる。

乾燥生成物弁３６から廃棄物は、下端部３８が
パージ室３９へ開口している垂直導管３７を通
る。パージ室３９の下端部には、微粒廃棄物が通
る通路（または流路）の機能とドラム２８内に配
置のミキサー用動力伝動体としての機能なる二重
の働きをする回転自在の駆動ノズル４１が連結さ
れる。駆動ノズル４１にはトルクを検出する歯車
駆動装置４２が連結されてノズル４１を回転し、
順次必要なときにドラム内のミキサーを回転す
る。この駆動装置４２も後述の方法でミキサーの
トルクを検出する機構を備える。

該歯車駆動装置４２は、しやへい壁１２を経て
システム用モータ・ドライブに伸びるシヤフトの
端部に取り付けたウオームギヤ４３を含む。該モ
ータは安全で容易に使用できる安全側１０に配置
される。ウオームギヤ４３は駆動歯車４６に連結
されたウオームホイール４４とかみ合う。被動歯
車４７は駆動ノズル４１に連結され、混合操作中
にノズルを回転する。遊び歯車４８が駆動歯車４
６と被動歯車４７の間に挿入されてそれらの間に
駆動連結を提供すると共に後述する方法で駆動を
介して伝達されるトルクの検出を提供する。

駆動ノズル４１の上端とパージ室３９の間４９
の所に動的シールを設けて供給システムから廃棄
物が逃げるのを防ぐ。該シールは後で詳述する。

第２図に示す閉鎖位置、すなわち帽子状弁５１
が駆動ノズル４１の下端と係合して廃棄物を供給
する必要がないときに供給システムを閉じる閉鎖
位置間を移動するためにアーム５２に帽子状弁５
１が装着される。該弁５１は、後述のようにドラ
ム２８がドラム・サポートにより持ち上げられて
駆動ノズル４１密封係合されるとき充てん位置を
越えて支持される。

エア・プレツシヤ管路５３が弁５４を介して容
器２１に接続されて、加圧が必要なとき加圧空気
を容器２１に入れる。同様に、通気管路５６が、
圧力容器２１の通気孔をあけて内部圧力を下げる
必要があるとき圧力容器２１を通気弁５７に接続
する。

乾燥生成物弁３６は、圧力容器２１が加圧され
るときに圧力管路５８を介して加圧される気密ハ
ウジングを備える。パージ室３９は、管路５９と
パージ弁６１を介してパージング・エアから飛末
同伴される微粒廃棄物を除去する適当なフイルタ
ー（図示せず）に接続される。差圧センサ６２は
第１管路６３を介して圧力容器２１へ、そして第
２管路６４を介してパージ管路５９へ接続され
る。差圧センサ６２は供給システムの圧力と容器
２１の圧力との差圧を制御するために用いる信号
を出す。

全体の操作サイクルを詳細に説明する前に、先
ずシステムの優れた新規構成要素を説明する。

ミキサー装置６５およびその駆動並びに該装置
のドラム内への取付けが第３図〜第５図に明示さ
れている。図示のドラム２８は本プロセス用に若
干改良したほとんど普通の55ガロンのたるであ
る。ドラム２８は中に中心穴７２を有する上端壁
７１を備える。穴７２の中には、穴の周囲を端壁
７１でシールし、めねじ７４を備える取付け用つ
ば７３が設けられる。該つば７３およびその取付
けは米国特許第4135639号に詳述されている。つ
ば７３の中にコツプ状軸受リング７６が設けられ
てドラム内の押し込み肩７８へ伸びる垂下円筒壁
部７７を提供する。円筒部７７の外表面はつば７
３のめねじ７４と係合して軸受リング７６をきち
んと固定するねじ７９を備える。円筒部７７の上
端には外フランジ８１が設けられ、軸受リングが
締め付けられるとき取付け用つば７３の上側に載
る。外フランジ８１とつば７３の間には適当なガ
スケツト機構を設けて耐圧継ぎ目を提供する。

押し込み肩７８内にしまりばめされるミキサー
または導管８２が軸受リング７６を下方に伸びて
いる。導管８２の上端から少し下の所に外フラン
ジが設けられ、円筒壁部７７の内表面８４へごく
接近して突出している。フランジ８３と肩７８の
間には複数の金属軸受リング８６，８７，８８が
設けられる。それら軸受リングは導管８２の外側
と軸受リング７６の内壁８４に締りばめするよう
な寸法に作られているが、それぞれ軸方向に自由
に移動できる。それら軸受リングの間および軸受
リング８８と肩７８の間には密閉セル・フオーム
プラスチツク製の複数の弾性ガスケツト８９が配
置される。これらのガスケツト８９は２つの働き
をし、第１に軸受リング７６と導管８２の間に気
密接合部を提供し、第２に軸方向に圧縮性である
のでドラム２８が駆動ノズル４１の下端と係合さ
れるときにドラムに関して軸方向下方に移動でき
る。これが、駆動ノズル４１と導管８２が第４図
に示すように結合されるときに駆動ノズル４１ま
たは導管８２に損傷を与える荷重がかかるのを防
ぐ。

導管８２の上端と駆動ノズル４１の下端は、第
５図に明示するように駆動連結およびシール構造
を備える。外フランジ８３より上の導管８２の上
端は複数の対称的に配置された軸方向に伸びる歯
９６を備える。歯９６とフランジ８３の間は短い
全壁部９７である。壁部９７とフランジ８３の間
の接合部には適当なエラストマー材料製の弾性シ
ール９８が設けられる。該シールは、一般に円す
い形の外シール表面を提供するために一般に三角
形の横断面を有する。

駆動ノズル４１の下端は、ノズル４１の外表面
から円すい形のシール面１０１へ内側へ伸びるラ
ジアル端面９９を備える。円すい形シール面１０
１は、ノズル４１と管８２が第４図に示すそれら
の結合位置（端面９９がフランジ８３と係合す
る）へ軸方向に一緒に移動されるとき弾性シール
９８と係合するのに適する形状になつている。エ
ラストマーは高放射能環境下における長期シーリ
ングには適当でないが、短期間の場合には満足な
ものである。

歯９６の外側、および相対的な締りばめをもつ
て全壁部９７に沿つてぴつたりはまる寸法に作ら
れた円筒形内壁面１０２がシーリング面１０１か
ら上方に伸びている。該壁は管８２の歯９６と嵌
合するのに適した駆動歯１０３の突起まで上方に
伸びて駆動ノズル４１と管８２との間の回転駆動
連結を提供する。円すい表面１０１とシール９８
との間に完全接触が確実に得られるように各要素
がなつていて、廃棄物がその供給操作中に決して
逃げないでミキサー管８２の中へ流入することを
保証する。軸受リング７６は、ドラム全体がキヤ
ツプ（図示せず）でシールできるようにめねじ８
０を備える。典型的なキヤツプが使用できるよう
に、ミキサー管８２の上端はめねじ８０の下にく
ぼませることが望ましい。

第３図と第４図に示すように、ミキサー６５自
身は固定要素と回転管８２を含む。第４図に明示
するように、ミキサー６５の非回転部分は、下端
が取付け用ブロツク１１２（これはさらに１１３
の所でドラム２８の底壁１１４へ溶接される）へ
固定される非回転らせん状部材１１１を含む。ら
せん状部材１１１は取付け用ブロツク１１２へ溶
接または他の適当な方法で連結される。取付用ブ
ロツク１１２の上側にコーン１１６が取り付けら
れ管８２の下端へ伸びている。らせん部材１１１
の自由端は管８２に沿つて上方、望ましくは管８
２の上端に実質的に接する上端へ伸びる。らせん
状部材１１１は棒鋼のような適当な材料で作ら
れ、その全長に渡つて実質的に均一ならせん状リ
ードを有するか、或いは必要ならば別のらせん状
リードを備えることができる。

管８２はその長さに沿つて長手方向に伸びる複
数のらせん状開口１１７が形成されている。開口
１１７は比較的長いリードを備えることが望まし
く、かつ管８２の表面の回りにそれらの開口１１
７を対称的に配置することが望ましい。開口１１
７は、管８２の長さに沿つて少なくとも１個所に
穴のない管部１１８を提供するためにそれらの長
さに沿つて１個所またはそれ以上の所で中断され
る。該無孔部１１８は、開口１１７を設けた後の
管の残部の間に中間つなぎ部を提供して管８２を
強化し、開口１１７による過度の弱体化を防ぐ。
第３図には該無孔部１１８が１つだけ示されてい
る、該無孔部は前調製したドラム２８内に位置す
る凝固用樹脂混合物１１９の自由表面に広がつて
位置する。

管８２の周囲に密閉セル、ポリウレタン・フオ
ーム材料製のプラスチツク・スリーブ１２１が焼
ばめされる。スリーブ１２１の下端は無孔部１１
８の上縁を越えて１２２の所まで伸びている。ス
リーブ１２１の上端は、開口１１７の上端に実質
的に接するが僅かの距離を置いて１２３の所まで
伸びる。スリーブ１２１の上端の上には第２のフ
オーム・スリーブ１２４が配置される。この場合
のスリーブ１２４はポリウレタン材のような開放
セル・フオーム材料製である。スリーブ１２４
は、スリーブ１２１と重なる下端から開口１１７
の少なくとも上の上端へ伸びる。

２つのスリーブ１２１と１２４は、共同して表
面１２０より上の開口１１７を閉じ、かつ無孔部
１１８と共同して駆動ノズル４１からドラム２８
へ流入する乾燥微粒廃棄物質が管８２の内部に限
定されて表面１２０の上およびミキサー管８２を
囲むドラム内のゾーン１２６に確実に達しないよ
うにする。しかしながら、上のスリーブ１２４
は、その多孔性のため充てん操作中にゾーン１２
６から空気が通過できる通気孔を提供する。しか
し、スリーブ１２４の孔は十分に小さいのでいず
れの粒子もスリーブ１２４から外側のゾーン１２
６へ出ることを阻止される。

安全側で行なうドラム調製中、凝固剤がミキサ
ー８２を取り付ける前にドラム２８に装入され
る。後で詳細に議論するように、凝固剤成分、即
ち本発明の重合体樹脂の場合における触媒は残部
の成分から隔離される。該触媒は第４図に示すよ
うに複数のこわれやすいアンプル１３１内に含ま
れる。

ドラム２８に添加される材料の量は、ミキサー
８２の装着後に凝固材料の表面１２０が無孔部１
１８の１つの下端より上でスリーブ１２１の下端
１２２より下に位置するように選ぶ。適量の凝固
材料をドラムに入れた後、スリーブを取り付けた
ミキサー管８２が、図示のようにらせん状部材１
１１に沿つてその周囲に伸びるようにドラム内に
取り付けられる。

ミキサー８２の取付け後、その下端１３２はコ
ーン１１６のベースから上方に少し離されてい
る。しかる後に、必要量の硬化用触媒を含む適当
数のもろいアンプル１３１がドラム２８内のミキ
サー管８２の中に装入される。アンプル１３１
は、充てん操作前の調製したドラムの貯蔵中に触
媒を凝固用材料の残部から隔離するためにガラ
ス、等で作ることが望ましい。アンプル１３１
は、開口１１７を介して管８２を排出できないよ
うな、また下端１３２とコーン１１６の先端部と
の間の隙間を介して管８２の下端から排出できな
いような大きさに作られる。アンプル１３１は、
混合管８２が駆動ノズル４６によつて回転される
ときに触媒を混合物全体に分配さすため破壊され
る。

望ましい形において、コーン１１６の先端部は
ミキサー管８２の下端１３２へ挿入され、破壊さ
れたアンプルが管８２を排出できる環状孔を画定
するため非接触関係に同軸に配置される。第４図
に示すように、アンプル１３１は、それらが管８
２の内壁とコーン１１６の先端部の間の下向テー
パ・チヤンネルを移動される際に粉砕される。該
粉砕は、管８２の壁、コーン１１６の表面、およ
びコーンのベースに対して固定されたらせん状部
材１１１の下部によつて行われることが望まし
い。

アンプル１３１を確実に破壊して触媒を放出さ
すため、充てんサイクルの所望の時点でアンプル
を壊して触媒を放出さす衝撃力を提供すべくコー
ン１１６に隣接する管の下端に複数の軸伸長みぞ
穴１３３が設けられる。さらに、側壁孔またはみ
ぞ穴１３３は、アンプル粉砕の促進の外に、粉砕
されたアンプル（それらは前述のようにコーン１
１６から離れた管８２の底の環状穴からも排出で
きる）の付加的排出路を提供する。また、鋭いコ
ーン先端は下向きに移動するアンプルをテーパの
付いた粉砕用チヤンネルに押し込むのを助けるの
で、コーン１１６は切頭形でないことが望まし
い。しかし、上部を少し切断したコーンも使用可
能である。

第６図と第６ａ図は、しやへい壁１２の安全側
にトルク検出用ロード・セルを離して配置する構
造のトルク検出駆動装置４２の一実施態様を示
す。該実施態様における駆動歯車４６は遊び歯車
４８を介して被動歯車４７に接続される、遊び歯
車４８は両歯車４６と４７の軸を含む面に実質的
に垂直な方向に限定移動できるように取り付けら
れる。第６図に示す実施態様における遊び歯車４
８は、ドラグリンク１３８の一端のヨーク１３７
に両端を支えられたシヤフト１３６にジヤーナル
される。ドラグ・リンク１３８の他端は、しやへ
い壁１２に隣接しピボツト・ピン１４１を支点に
して回転されしやへい壁１２の開口１４２を貫通
する横またはピボツト・バー１３９にピボツト連
結される。しやへい壁１２の安全側に、ピボツ
ト・バー１３９の内端１４６によつてロード・セ
ルに加えられる力に比例する値を有する電気信号
を確立するのに使用できる歪ゲージ１４４を備え
るロード・セル１４３が配置される。放射線しや
へい体１４７はロードセル１４３とピボツト・バ
ー１３９の内端上に取外し自在に装着される。該
しやへい体１４７は危険な放射線が開口１４２を
介して安全側１０に漏れるのを防ぐ鉛などで作ら
れる。

部材１３８，１３９および１４１は、横型トル
ク誘導せん断力を受ける遊び車４８の回転軸と歪
ゲージ・ロード・セル１４３の間に連結される運
動伝達機構として働くことが望ましい。図示の運
動伝達機構は遊び歯車とロード・セルの間の力倍
率器として働く一級のレバー構造体であることが
わかる、ピン１４１によつて提供される支点とド
ラグリンク１３８に連結されるピボツト・バー１
３９の端部間の距離はロード・セル１４３と支点
間のピボツト・バー１３９の長さよりも実質的に
大きい。該機構は遊び歯車軸の直線移動範囲が所
定の歪ゲージのそれによくつり合うことが望まし
い。

第６図において、駆動ノズル４１、続いてミキ
サー管８２を回転するために駆動装置４２が作動
されるとと、遊び歯車４８にトルクが伝達され
る。その回転が第６図に矢印で示す方向のとき
は、遊び歯車４８に伝達されたトルクは遊び歯車
４８に矢印１４８方向の力を与える。その力の大
きさはドライブ・システムによつて遊び歯車４８
に伝達されるトルクの正関数である。従つて、ミ
キサー管８２の駆動に必要なトルクが増すときは
いつでも矢印１４８方向の力は正関数として増
す、また駆動により伝達されるトルクが減少する
とそれに対応して矢印方向１４８の力の大きさは
減少する。

トルク誘導力はドラグリンク１３８そしてピボ
ツト・バー１３９へ伝えられ、そして歯車駆動に
よつて伝達されるトルクの関数である力をロード
セルにもたらす。歪ゲージが電気信号を生じさせ
る、この電気信号はそれぞれピボツト・バー１３
９の内端によつて歪ゲージ１４４に加えられる力
の関数であり、従つて駆動装置４２を介して伝え
られるトルクの関数である。ロード・セル１４３
によつて得られたこのトルク信号は後述の方法で
システムの操作を監視するのに用いられる。しや
へい壁１２の安全側にロード・セル１４３を配置
することによつて、必要な場合はロード・セルに
近づくのに単にしやへい体１４７を外すだけでト
ルク検出システムの整備を行うことができる。そ
のような整備作業中、供給システムは通常清浄で
あつて有害な放射線被曝の危険は実質的にない。
しかしながら、普通の操作中、しやへい体１４７
はしやへい壁１２の安全側で作業する人を保護す
るためにそこに置かれる。

トルク駆動装置の第２実施態様を第７図に示
す。この実施態様におけるトルク・センサは容易
に近づくことができない放射性側に位置する。し
かしながら、この実施態様はトルク荷重信号にお
ける摩擦に基づく誤差を排除する利点がある。こ
の実施態様における遊び歯車４８は歪ゲージ１５
２を有する管状ビボツト・シヤフト１５１に軸受
けされる。歪ゲージ１５２はシヤフト１５１の内
部に取り付けられてシヤフト１５１に加えられる
歪またはトルク−誘導せん断力を測定する、そし
て通常の多脚ブリツジ構造の電気接続することが
望ましい。該歪ゲージは駆動システムを介して伝
えられるトルクの正関数である電気信号を発生す
る。リード線１５０はシヤフト１５１の端部から
伸びてしやへい壁１２を経て安全側のシステム制
御装置に接続される、そしてしやへい構造体１４
７によつて遊び歯車４８から隔離された場所でト
ルクを監視する。前述の両方の実施態様におい
て、駆動ノズル４１は軸方向スプラインによつて
被動歯車４７に接続することが望ましい（そのス
プラインは軸方向の力が被動歯車４７に加えられ
ないように両者間の相対的な軸移動を限定させ
る。）さらに、被動歯車は伝導装置全体を囲むハ
ウジング内の回転軸受で支えることが望ましい。
そのようなスプライン結合、軸受およびハウジン
グは図面を簡単にするために図示していない。

第８図に示すように、前記両実施態様（第６図
および第７図）のロード・セルからの信号は増幅
器１５３に送られ、そこからコンパレーター（比
較器）１５４に送られる。該信号はグラフ記録計
器１５６にも送られ、そこで永久グラフ図形が記
録される。この時間の関数として歯車駆動装置を
介して伝えられたトルクのグラフ（または図形）
は、作業者に放射性廃棄物がドラムに添加されて
凝固剤と混合される充てんサイクルを目視監視さ
せる。自動化システムにおいては、コンパレータ
ー１５４は、例えばコンピユーター・メモリー１
５７などから所望の図形を供給される、従つてコ
ンパレーター１５４は充てんサイクル中に生じる
トルクの図形が所望の操作特性内にあるかどうか
を自動的に決めることができる、そしてその充て
ん操作を自動制御するために線１５８で摸式的に
示す出力信号を自動的に出すことができる。

乾燥生成物弁３６は第１０図〜第１３図に明示
されている。該弁３６は下ハウジング部材１６１
から成るハウジングと取外し自在のハウジング・
カバー１６２を含む。２つの部材１６１と１６２
はフランジ・ボルト１６３でボルト締めすること
が望ましく、共同して弁の作動部品を配置する気
密の弁キヤビテイ１６４を画定する。３６の主要
素は所定の間隔を保つて互に対向する一対の弁板
１６６，１６７と、両者の間に位置する移動自在
の弁部材１６８を含む。下弁板１６６は上弁表面
１６９と該表面に開口する通路１７１を備える。
通路１７１は弁の出口導管１７２（図示の実施態
様では板１６６と一体成形されている）に接続し
ている。上弁板１６７も弁表面１７３と該表面１
３に開口する通し通路１７４を形成している。

移動自在の弁部材１６８は下板１６６の弁表面
１６９と嵌合する下弁表面１７５と、上板１６７
の弁表面１７３と嵌合する上弁表面１７６を備え
る。また、弁部材１６８は２つの弁表面１７５，
１７６に開口する通し通路１７７を備える。弁３
６が開口位置にあるとき、通路１７７は通路１７
１と１７４と整列して、これら３の通路は廃棄微
粒物質の流れに対して通し導管を提供する。

全ての弁表面は密封係合を提供するために精密
に研磨およびラツプ仕上げする、そして１７８で
模式的に示すばね上板１６７を下板１６６へ弾性
的に偏寄させて各種弁表面をすき間を与えること
なく接触維持させる。

可動弁部材１６８は下ハウジング部材１６１上
のピボツト・ピン１７９によつてピボツト取付け
されて、図示開口位置と弁閉鎖位置の間をアーチ
状の移動をする。ビボツト１７９には十分なすき
まを設けて２つの板１６６，１６７と完全係合さ
すために取外し自在の弁部材１６８自体を正確に
整列させる。移動自在の弁部材１６８は第１２図
に示すように成形される、そして弁駆動システム
（図示せず）へカバー部材１６２を介して伸びる
回転軸１８３の端部に装着した小歯車１８２とか
み合う歯１８１を備える。

放射性廃棄物を弁に流入さす下降管３４はカバ
ー３６を経て上板１６７の通路１７４へ締りばめ
をもつて伸びる。しかしながら、上板１６７自体
を可動弁部材１６８に対して適切に整合させて両
者を係合さすため十分なクリアランスが提供され
る。下降管３４と上弁板１６７との接合部をシー
ルするためにベロー型シール１８６が設けられ
る。該ベロー・シール１８６は両者間の漏れを積
極的に防ぐと共に、システムにおける、例えば熱
膨張や収縮に伴う限られた相対移動をさせる。同
様に、カバー部材１６２と下降管３４の間には別
のベロー１８７によつて固定用シールが設けられ
る。弁の出口導管１７２はハウジングに関して自
由に移動できないから、導管１７２と下ハウジン
グ部材１６１の間の固定用シールにはグランドパ
ツキン１９５が提供される。

カバー１６２に装着したベロー１８８は室１６
４からの漏れる防ぐためにシヤフト１８３に設け
たフランジ１９１と係合する面シール１８９を支
え、同時に相対的回転をさせる。圧力管路５８は
室１６４に接続して、少なくとも弁の開閉中に室
１６４の圧力を下降管３４内の圧力以上に保つ、
そしてパージング圧力を与えて弁閉鎖時に放射性
廃棄物質が弁構造体に排出する傾向を最少限にす
る。

第１１図と第１３図に示すように、上板１６７
は弁が開口しているとき通常可動弁部材１６８に
よつて閉鎖され弁部材１６８が弁閉鎖位置（通路
１７７が２つの通路１７１，１７４から変位す
る）に移動する際に漸次開口する複数の傾斜通路
１９２を備える。これらの通路１９２は上端が加
圧室１６４へ開口している。可動弁部材１６８が
図示の完全開口位置から完全閉鎖位置へ矢印１９
３方向に旋回されると、通路１７７は第１１図に
おける左方へ変位して第１グループの傾斜通路１
９２を開口させ、パージ・エアを可動弁部材１６
８の通路１７７に流入させて該通路から放射性微
粒物質のパージングを始める。傾斜通路１９２は
第１３図に示すように、最初に比較的多数の傾斜
通路が開口して比較的多量のパージ・エアが生成
し、かつ可動弁部材１６８が完全閉鎖位置へ移動
するにつれて弁が完全閉鎖するまでパージング流
を逐次減少さすように実質的に群列に配列さすこ
とが望ましい。弁部材は、弁が完全閉鎖されるき
可動弁部材１６８の通路１７７がパージング通路
を越えてパージング通路並びに主弁通路が閉鎖さ
れるような寸法に作ることが望ましい。

材料サービスの必要がなく長期間に渡つて信頼
できる弁操作を提供することが重要である。従つ
て、黒鉛を含む組成物のような潤滑材料を可動弁
部材の面に設けたみぞ１９４に装着して長期の潤
滑を提供して摩耗の低下をさせることが考えられ
る。

本システムにおいては汚染防止が最も重要であ
るから、発生する恐れのある漏れが廃棄物供給シ
ステムからではなくて該システムの中へ生じるよ
うに、加圧環境内に弁機構を設けることが重要で
ある。従つて、少なくとも弁操作中に室１６４が
廃棄物システムの圧力より高い圧力に加圧され
る。

以下に詳細に議論するように、弁３６は実際の
廃棄物供給中に通常操作されないので、システム
の通常操作中に廃棄物の流れを中断する必要がな
い。従つて、微粒物質の存在によつてもたらされ
る弁表面の摩耗は特に重大な問題ではない。パー
ジング・システムは、微粒物質が清浄化されて摩
耗を減じかつ弁が汚染される傾向を最少限にす
る。しかしながら、弁はその操作を必要とする緊
急状態が発生する場合には放射性廃棄物流の中断
操作をすることができる。

パージ室３９と駆動ノズル４１の間に設けられ
る動的シール４９の構造を第１４図に示す。該シ
ール４９は駆動ノズル４１とパージ・ホツパとの
相対的回転に適合しなければならない。該シール
は廃棄物供給路に直接関係するから、それはシス
テムにおいて重大なシールであつて、汚染などを
防ぐのに完全な信頼性をもつて長期間動作しない
ればならない。パージ室３９の円すい形外表面２
０２と低摩擦で永続的シール材料のブロツク２０
４に形成された嵌合する円すい形表面２０３の間
の界面２０１に動的シールが提供される。該材料
２０４は、例えば加圧成形した黒鉛のブロツクで
ある。シール材料のブロツク２０４は肩２０６と
直立円筒形スカート２０７によつて形成される駆
動ノズルの上端におけるポケツトに固定される。
ばねシステムが２つの面２０２と２０３を弾性的
に偏寄させて接合および密封係合させる。該シス
テムはハウジング肩２０９とスラスト軸受２１１
の間に伸びるばね２０８を含む。

肩２０９は円筒形ハウジング２１２と共同して
動的シールを囲む圧力室２１３を画定する。適当
な回転シール２１４（面シールまたはグランドパ
ツキン）が駆動ノズル４１の外表面とハウジング
の肩２０９の間に設けられる。該シール２１４
は、実際に廃棄物流をシールしなくて単に圧力室
２１３内に圧力を保つのに十分なシールを提供す
るものであるから、特に重要でない。圧力管路２
１６は室２１３に開口して管路５８から該室２１
３へ圧力下の空気を供給する。

室２１３の圧力を廃棄物供給システム内の圧力
より高い圧力に保つことによつて、界面２０１に
おいて生じる可能性のある漏れは全て室２１３か
ら廃棄物供給路の中へ生じる。

帽子状弁（またはキヤツプ状導管閉鎖体）５１
およびそのサポート（または制御アーム）５２を
第１５図に示す。弁５１は円すい形密封表面１０
１と端面９９の交差する円形エツジ２２２とと係
合する回転表面２２１を備える（第５図参照）。
第１５図に示すように弁自体は、完全に旋回心軸
の自由を有して駆動ノズル４１の端へ適当に着座
してシールするようにアーム５２上のボールおよ
びソケツト継手で支えられる。以下に詳細に議論
するように、帽子状弁５１はパージング操作中に
閉鎖されて汚染廃棄物が廃棄物供給システムから
確実に出ないようにする、そして供給システム廃
棄物の供給準備ができているとき差圧に対して開
口して直ちにパージングを行なう。最終パージン
グに対して存在する恐れのある微粒物質をノズル
４１の内壁から揺り落すべく、弁が（一部吸引力
のために）閉じる際および開口する際に弁（およ
び隣接導管またはノズル４１）を多少振動さす手
段を備える。図示の実施態様における帽子状弁５
１は、それが駆動ノズル４１に近づく際に弁５１
が完全着座の位置ではなく、従つてノズル４１の
円形端部上の１点のみでノズル４１と最初の限定
接触によつて適当な供給位置へ回転するように偏
心用おもり２２４を備える。この作用は振動をも
たらす傾向にあり、それが、より完全なパージン
グを与えるように弁の完全閉鎖前に供給システム
から前に一掃されなかつた全ての粒子を解放しや
すくする。同様に、弁５１が開口し始める際に偏
心用おもり２２４の存在は弁５１をフイードに関
して傾けさせる傾向があり、従つて振動をもたら
し、それが、弁の開口開始時に流れ始めるパージ
ング・エア中に微粒子が飛末同伴されるように存
在の可能性のある粒子を全て解放さす傾向にあ
る。振動作用は、キヤツプ構造体５１と導管４１
端部の中間面から離れた少なくとも２点において
これらのエレメント５１，４１の間の不均等な流
体または空気の流量によつて少なくとも或る程度
もたらされる。キヤツプ５１は、ノズル４１端部
との間に金属−金属間シールを提供して長期間動
作するため金属製が望ましい。

本発明による全工程は第１図と第２図を参照す
ることによりよく理解できる。異なる４つの工程
からなるドラム調製は、作業者が危険な放射線照
射に遭偶することなくドラムに関して直接作業が
できるしやへい壁の安全側で行われる。第１図の
流れ図に示す第１工程でドラムは検査される。こ
の検査において、ドラムは以後いつでも確認でき
るように番号をつける。

ドラムの製造中、検査の前に取付け用つば７３
を端壁の中心に装着し、取付け用ブロツク１１２
とらせん状体（つる巻線）１１１を設置する。さ
らに、殆んどの場合、軸受リング７６およびめね
じ８０へねじ込むキヤツプは検査前に取り付け
る。検査中および検査後、キヤツプはキヤツプ取
外しステーシヨン２３２で除去される。ドラム調
製の次の工程は場所２３３で示すようにドラムに
入れる凝固用材料の計量を含む、前述のように、
硬化剤（または触媒）を除く凝固材料系の全ての
成分はサイクルにおけるこの時点でドラムに入れ
られる。充てん前に凝固剤がポリスチレンのスリ
ーブ１２１と早期に接触しないように、軸受リン
グ７６とミキサー管８２は除去することが望まし
い。充てん後、ミキサー管８２を取り付け、第１
図の場所２３５で示すように、硬化用触媒を含む
複数の脆性アンプルを管８２内に入れる。この点
において、凝固用成分の全てがドラム内にある
が、触媒は残りの凝固用成分から分離されている
ので促進重合は始まらない。ドラム調製の最終工
程は、リキヤツピング（キヤツプ再装着）場所２
３４においてドラムを密封するキヤツプの再装着
を含む。

通常、多数のドラムが、それらへの廃棄物の充
てん開始前に調製される。例えば、１日で３個の
ドラムを充てんしたい場合、通常３個のドラムが
それらへの充てん開始前に調製される。触媒は残
りの凝固材料成分から分離されているから、調製
されたドラムは早期重合の危険がなく、かなりの
期間貯蔵することができる。

次に、クレーン１４を使用して調製したドラム
をステージ・プラツトホームの１つ２３６または
２３７、或いは直接ドラム・ステーシヨンの積込
みステーシヨン２３ａへ移動する。いずれの場合
にもドラミング・ステーシヨン１８内の操作は次
の通りである。

廃棄物供給弁を閉鎖確認する、次にハツチ２７
を開けてドラム・サポート２２を受取り位置２３
へ移動させ、さらに受取り位置２３におけるドラ
ム・サポート２２によつて支持されるまでドラム
がハツチの開口を介して降下できるようにドラ
ム・サポート２２を上昇さす。ドラムをドラム・
サポート２２の適当な位置に配置した後、クレー
ン１４を外してドラム・サポート２２を第２図に
破線で示す位置まで下げる。次に、ドラム・サポ
ート２２は第２図に実線で示す（および第１図に
２４ａで示す）ようにキヤツプ脱着位置２４へ移
動さす。その位置におけるドラムは、キヤツパー
２９の下に整列され、ハツチを閉じて圧力容器２
１を密封できるようハツチ２７に接触していな
い。

次に、ドラム・サポート２２は、キヤツパー２
９の方向キヤツプ取外し位置へ鉛直に持ち上げら
れる、そして、キヤツパーのコレツト・グリツパ
がドラムのキヤツプと係合できるようにキヤッパ
ーを伸ばす。次に、コレツト（図示せず）を操作
してキヤツプが取り外せるようにキヤツプをつか
む。キヤツパーはキヤツプの適切なつかみを行う
信号機構をとり入れることが望ましい。次にキヤ
ツプを回してドラムから出し、キヤツプをつかみ
ながら後退さす。満足なキヤツプの取外しは、キ
ヤツパーの後退時にキヤツプの把握を継続させる
センサによつて監視される。

次にドラム・サポートは第２図に示す実際の位
置へ下げ、さらに破線で示す充てん位置２６へ水
平移動される。この位置において、調製されたド
ラムは廃棄物供給システムの直下に配置される。
帽子状弁５１を開く前にパージング操作の条件を
確立するため、弁５４を開けて圧力容器２１を加
圧し、弁６１を開ける、従つて帽子状弁５１を開
けた瞬間にパージング流が流れ始まることができ
る。パージ室３９内の圧力と圧力容器２１の圧力
間の差圧は差圧センサ６２によつて監視される。

圧力容器２１内の圧力がパージ室３１内の圧力
より所望の差圧以上に高いときは、帽子状弁５１
を徐々に開けて、弁を振動させ、供給システムに
存在する恐れのある微粒物質を全て揺つて解離さ
す。同時に、パージング流を流がし始めて、差圧
のため解離された微粒物質をパージ室３９に運び
そこから弁６１に送る。弁６１を通る空気は微粒
物質が大気中に排出しないようにろ過される。

帽子状弁５１が後退して充てんステーシヨンを
完全に離れたとき、パージング操作を続ける、そ
して必要ならばドラムに加えられる過剰な差圧を
防ぐため、パージ室３９と圧力容器２１間の差圧
をドラムが駆動ノズル４１でシールされるように
なつたときドラムがへこまない値に調節する。

次にプラツトホーム２２を駆動ノズル４１の下
端まで完全に上昇させる。駆動ノズル４１とミキ
サー管８２の上端とも間に僅かな非整列がある場
合には、円すい形シール表面１０１によつてドラ
ムを動かして適当に整合させてミキサー管８２の
上端と駆動ノズル４１の下端とをぴつたり係合さ
せる。要素が第４図に示す位置、即ちシール９８
が円すい形表面１０１と係合するまで上昇移動を
続けてドラムと駆動ノズル４１との間に気密接合
をさせる。

駆動ノズル４１とドラムとの適当な密封の確認
は、弁５４と６１を操作して両者の間に差圧セン
サ６２によつて所望の既知差圧を得ることによつ
て行われる。適切な差圧が得られたとき、両方の
弁５４と６１を閉鎖して差圧を監視する。その差
圧が存続しない場合は、駆動ノズルとドラムとの
間にシールが確立されていないか、或いは、他に
漏れがある、即ち工程の継続に有害なプラスの表
示をする。しかしながら、適当な方法で差圧が存
続する場合は、ドラムと廃棄物供給システム間の
シールが確立されていることを示し、工程が進行
される。

廃棄物質を下降管３２へ供給する乾燥微粒物質
供給システムが大気圧に維持される場合は、弁６
１を開けて確実に乾燥微粒物質用弁の圧力を等し
くする。しかしながら、圧力容器２１内の圧力
は、廃棄物供給操作中に圧力容器２１への廃棄物
質の漏れが確実にないようにするため大気圧より
高い圧力に保つ。しかしながら、ドラムの回りの
圧力容器内の圧力は廃棄物供給システム内の圧力
を越えてはならず、ドラム内の圧力よりドラムを
へこます程高くてはいけない。

廃棄物を下降管３４へ供給する供給システムが
大気圧と異なる、例えば大気圧以上の圧力に維持
される場合には、弁６１を閉じて、乾燥生成物弁
の圧力を等しくする機構を設け、圧力容器２１内
のドラムを囲む圧力を下降管の圧力以上の値で供
給廃棄物が室内へ漏出しなくてドラムのへこみの
可能性を防ぐ十分な低さの差圧になるまでの圧力
に調節する。また、第１４図に示す室２１３内の
圧力は廃棄物供給システム内の圧力より高い値に
保持される。

シールの確認後、および各種の差圧を確立した
後に工程を進めることができる。次に駆動ノズル
４１の歯車駆動装置４２を作動してミキサー管８
２の回転を開始させる。ミキサー管８２の適切な
操作は駆動装置４２のトルク検出機構によつて監
視する。適当な操作の確認は、前述のように駆動
装置４２を介して伝えられるトルクを検出するこ
とによつて行われる。記録計１５６は混合が始ま
るときにグラフをプロツトし始める。アンプル１
３１が適当に破壊されて触媒が残部の凝固用材料
に放出されることの確認は第９図に示す一連のス
パイク（またはトルク信号インパルス）２４１に
よつて行う。これらのスパイクは種々のアンプル
を壊すのに必要な瞬間的に増大するトルクから生
じる、そして瞬間的であるがグラフに識別できる
トルクの変化として現われる。実際に、多数のア
ンプルがドラム充てん中にドラムへ挿入される。
発生するスパイクの数を計数することによつて、
十分な触媒が凝固用材料内へ放出されて廃棄物の
供給が実際に始まる前に適切な重合をもたらすこ
とが確認される。

触媒の放出を確認した後、シヤフト１８３を回
転して可動弁部材１６８を弁開口位置へ移動する
ことによつて乾燥生成物弁を開ける。乾燥生成物
弁が開いたことを適当なセンサ（図示せず）によ
つて確認した後、供給システムの廃棄物供給オー
ガー（図示せず）を始動させて廃棄物のドラム中
への重力供給を始める。

ミキサーは、凝固用材料の温度が充てん操作中
にかなり上昇しないように高エネルギーを供給す
することなく必要な混合操作を与えるために配置
される。これは、凝固用材料の本質的な重合が始
まる前に完全な充てん操作が確実に行われるよう
にさせる。ミキサー管８２の回転方向、固定らせ
ん状部材のうず巻の方向、およびらせん開口１１
７の方向は、第４ａ図に示すように外うず巻２６
１がミキサー管８２に隣接するおよびその周囲の
凝固用材料の表面１２０に形成されるように決め
られる。内うず巻２６２もミキサー管８２内の凝
固用材料に形成される。さらに、管８２内の凝固
用材料には開口下端１３２方向への下向き流があ
り、および表面に隣接する開口１１７を介して管
８２内への内向き流がある。しかし、それらの流
れは乱流である。

乾燥微粒廃棄物質が下降管３４に供給される
と、それは開口弁３６、鉛直導管３７、駆動ノズ
ル４１、そしてミキサー管８２に落下する。しか
し、該廃棄物質は管８２内の２つのスリーブ１２
１，１２４までのゾーンに限定され、ドラムの外
ゾーン１２６には入ることはできない。

体積縮減システム３３から乾燥微粒物質供給シ
ステムによつて制御される微粒物質の供給速度は
十分に遅いのでミキサー管８２内に廃棄物の実質
的な蓄積はない、そしてその廃棄物は内部うず巻
によつて凝固用材料の表面を介して管８２に沿つ
て実質的に供給システムへ供給される速さで降下
される。しかしながら、管８２内の液体表面上に
ブリツジングが生じる場合は、固定らせん状体１
１１に関してミキサー管８２を回転して該ブリツ
ジを壊して連続流を保つ。

廃棄物質は、それが液体の凝固用材料内へ吸入
された後以外は管８２から排出されないことが本
発明の重要な特徴である。スリーブ１２１は、最
初液体の凝固用材料と接触しないようにその表面
から最初は離されている。しかしながら、無孔部
１１８は、廃棄物が第３図に示すゾーン１２６へ
排出できないように最初から凝固用液体材料の表
面下へ突出される。

廃棄物質がドラムに添加されて凝固材料へ混入
されるに伴い、廃棄物と凝固用材料の混合体の表
面１２０レベルはドラム内で管８２に沿つて徐々
に上昇する。スリーブ１２１は、凝固用液体材料
と接触されると徐々に溶解してらせん開口１１７
のより高い部分を漸次露出さす材料で作られる。
しかしながら、スリーブ１２１は、表面１２０が
管８２に沿つて上昇する際に表面１２０より先に
溶解しない、従つてスリーブ１２１は、ミキサー
管８２の上端から凝固用材料の表面へ伸びる連続
する閉鎖導管を提供して廃棄物質が管８２を流下
するが決してゾーン１２６へ入らないようにす
る。実際に、スリーブ１２１は凝固用材料の表面
より少し下の点まで無傷のままであつて充てん操
作の継続に伴い逐次溶解する。従つて凝固用液体
材を連続供給してドラムに供給される廃棄物質を
受けてそれをカプセル化するため凝固用材料の連
続流がミキサー管８２の直ぐ外側のうず巻２６１
へ内向きに進み開口１１７を介して管８２内へ入
る。ドラムが充てんされるに伴ひ、ゾーン１２６
の空気は多孔質スリーブ１２４を通つてパージ弁
６１から排出される。

充てん操作中、トルク検出用駆動装置４２は充
てん操作の監視を続ける。第９図を参照して、ド
ラムへの廃棄物質の流れが時間X₁で始まると仮
定すると、廃棄物質の添加のため材料の深さが増
すに伴いトルクが徐々に増加する。また、乾燥廃
棄物の添加により混合された材料の粘度増大をも
たらす傾向がある。また、これは第９図のグラフ
に明示されているようにミキサーの操作を維持す
るのに必要なトルクの増加をもたらす。トルクの
連続監視は適当な混合が継続していないかどうか
を決めるのにも利用される。例えば、時間X₂で
点線２４２によつて示すように必要なトルクが早
期にかつ鋭く増加する場合は、例えば、供給シス
テム３３の過剰な供給速度によつてミキサーが過
度に詰まり始めたことを示す。

適切な混合が生じているとき得られるグラフの
正常な形は第９図に実線で示され、混合管８２を
駆動するのに必要なトルクはドラムが点２４３
（時間X₄）で適切に充てんされるまで徐々に増加
する該点で廃棄物の供給が終つてミキサー管８２
を回転し続けるのに必要な駆動トルクがゾーン２
４４で示すように下傾する。必要なトルクにおけ
るこの下傾は、高濃度の廃棄物質を含む凝固用材
料連続流の管８２の流下および管８２からの流出
に起因する、そして廃棄物と凝固用液体の低濃度
混合体の流れが管８２へ流入して高濃度の混合体
と置換する。混合体の粘度は含有する廃棄物の濃
度の正関数であるから、このトルク減少ゾーン２
４４は廃棄物の供給が継続していないことを明示
する。

ミキサーに必要なトルクの早期低下を表わす時
間X₃における点線２４６は、廃棄物の供給がな
んらかの理由で早く終つたことを示す。充てん操
作中にトルクを監視することによつて、触媒の放
出が行われること、適切な充てんおよび混合が行
われること、および不適当な図形に遭偶する場合
はどんな種類の機能不全が起きているかを決める
ことができる。

所定の充てん操作中に得られたグラフが適切な
充てんを行つたことを示すと仮定すると、ドラム
が適当に充てんされているとき廃棄物供給システ
ム３３の供給を停止し該システムを止めミキサー
を作動し続けてそれを安定化し、ちり状廃棄物を
ドラムに入れて混合する。所定の休止後、前述の
ように乾燥生成物弁３６を閉じて閉鎖中に浄化さ
れる。

さらに休止時間を置いた後、圧力容器２１と駆
動ノズル４１との間の差圧を維持するため弁６１
が開口のままである間に、駆動装置４２が時間
X₅（第９図参照）で止められる。再び系内に存在
しうる全ての物質を凝固さすため所定の中断後、
ドラム・プラツトホーム２２を下げてミキサー管
８２と駆動ノズル４１間のシールを解く。ドラム
は、シール９８と円すい表面１０１との間に約1/
４インチ（0.64cm）の間隙ができるまで下げるこ
とが望ましい。パージ室３９と圧力容器２１間に
存在する差圧のため、ただちに激しい空気流が生
じ、それが残留している全ての微粒物質を運び去
つて廃棄物系を浄化する。また、これはドラム内
の圧力と圧力容器２１内の圧力とを等しくさせ
る。初パージの後、ドラムをさらに下げて、容器
２１内の圧力をパー室３９内の圧力より高圧に保
ちながら帽子状弁５１を閉鎖位置へ移動して廃棄
物供給システムをシールする。前述のように、弁
５１が閉じる際に多少振動して駆動ノズルの壁上
に存在しうる微粒物質を全て揺つて解離させて閉
鎖操作中にシステムからパージ（浄化）させるよ
うな構造にすることが望ましい。存在するかもし
れない漏れが全てノズル４１の中へ確実に生じる
ような差圧が維持される。

次に、ドラムはサポート・プラツトホーム２２
によつてキヤツパー２９の下のキヤツプ装着位置
２４へ運ばれる。適切に配置したら、ドラム２８
ををキヤツプ受け位置へ持ち上げ、キヤツパー２
９を下げてキヤツプをドラムにねじ込む。適切な
キヤツピングはキヤツプをドラムに着座させるこ
とによつてわかる。

再キヤツピング操作後でドラムが持ち上げ位置
にある間に、ドラムの外表面が汚染されているか
否かを決めるテストが行われる。これは、真空テ
スター３１を開けて分析装置へ流がすことによて
行われる。真空型粒子試料採取器がドラム表面に
接する１個以上のピツクアツプ・ノズルを提供す
る。ドラムの外側の廃棄物質粒子が存在すると、
該粒子のいくつかが真空によつて分析装置へ運ば
れる、分析装置が廃棄物質の存在または不在測定
してドラム外側が工程のいずれの時に汚染された
かを直接決定する。

分析装置がドラムの外表面が汚染されているこ
とを測定したならば、汚染除去洗浄システムを作
動してドラムを洗浄し、フロア・ドレイン２５１
から汚染物質を除去する。一方、汚染されていな
い場合は、ドラムの汚染除去をする必要がなく、
ドラムは２４の位置へ下げられる。次に、弁５４
を閉じて弁５７を開けて圧力容器２１を大気圧に
する。次にハツチ２７を開けて、ドラムを受入お
よび送出位置２３（第１図の流れ図における２３
ｂで示す位置）へ移動する。

ドラムは次にドラム・サポート２２によつて開
口ハツチ２７へ上げられ、そこでクレーン１４に
よつて持ち上げて検証場所１９へ移送され、そこ
でドラムは計量されて装入された廃棄物質の量が
測定され、その放射能レベルが放射線検出器によ
つて測定され、さらに適当な温度検出器によつて
検知された温度上昇から重合が確認される。重合
の発生がいつたん確認されたならば、クレーン１
４がドラムを第１図の流れ図に２２５で示す貯蔵
場所へ移送する、そこでドラムは一時的または永
久的に貯蔵される。殆んどの場合、ドラムは充て
ん場所に一定の期間貯蔵して最初の崩壊をさせ
る。その後ドラムは多くの場合２５３で示す永久
貯蔵場所（多分遠隔地）へ移動される。

以上説明した本発明は特に乾燥微粒廃棄物の処
分に適するが、ある種の液体廃棄物の処分にも使
用できる。そのような場合、廃棄物質と凝固用物
質とのエマルジヨンまたは分散系が生成される、
そしてそれらのエマルジヨンや分散系を作ること
ができる適当なミキサーが提供される。適切な混
合が生じたこと、およびエマルジヨンや分散系が
適切に作られることを確立するためにトルク検出
システムが使用される。該システムにおいては、
一般に前記実施態様におけるより高エネルギー・
ミキサーが必要である。例えば、該システムでは
十分な乱流を発生させて必要なエマルジヨンや分
散系を作るためミキサー管にへらが設けられる、
そして通常そのミキサーは高速度で作動される。
事実、本発明および高エネルギー・ミキサーのト
ルク検出混合操作で、その混合は混合体の温度上
昇をもたらす、そして重合を実際に引き起すため
に用いられる。そのような装置では、重合が始ま
るとき混合に必要なトルクに識別できる増加がみ
られ、トルク検出システムが重合のはつきりした
表示をする。そのような装置では、重合前に生じ
る分離の危険がなくて廃棄物と凝固用材料の良好
なブレンドが確保される。

しかしながら、乾燥微粒廃棄物が含まれる場合
には、主たる必要条件は廃棄物の各粒子が凝固用
材料と湿らされるだけであつて重合後に凝固され
た材料のマトリツクスに強固に保持されるから、
高エネルギー混合をすることは望ましくない。し
かし、乾燥微粒廃棄物の処分においては、ちり状
廃棄物質が漏れなどによつて環境に搬出されず、
かつパージングがシステム自体を決して汚染させ
ないようにするシステムを設けることが重要であ
る。

本明細書および特許請求の範囲に用いられた語
句“廃棄物のカプセル化”および“廃棄物の凝
固”とは、廃棄物と凝固剤とを混合してその凝固
剤の硬化または凝固の際に内部に実質的に捕獲、
分散、或いはその他の方法で含有させた自立性体
作ることを意味する。

以上の開示は例として挙げたものであつて、本
開示に含まれる教示の範囲を逸脱することなく、
種々の変化、改良が可能なことは明らかである。
従つて、本発明は前記特許請求の範囲における限
定以外は本発明の特定の詳記に限定されない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によつて貯蔵用に放射性廃棄物
などを調製するプロセスの流れ図、第２図は種々
の機能的構成要素を備えたドラミング・ステーシ
ヨンの略図、第３図は廃棄物供給ノズルとミキサ
ー駆動装置をドラムに接続した後、充てんステー
シヨンにおけるドラムの部分縦断面、側面図、第
４図はドラム内に装着したミキサー、その駆動装
置および触媒を含む脆性アンプルの拡大、部分縦
断面図、第４ａ図は混合操作中に凝固剤の表面に
形成される内および外のうず巻を示すと共に凝固
剤表面におけるミキサーの拡大、部分断面図、第
５図に混合装置と、廃棄物供給および駆動ノズル
間の駆動連結部の分解斜視図、第６図はミキサー
に加えられるトルクを測定するトルク検出用ミキ
サー駆動装置の一実施態様の略図、第６ａ図は第
６図のトルク検出システムに装着したロード・セ
ルの部分拡大図、第７図はトルク検出用ミキサー
駆動装置の第２実施態様の略図、第８図はトルク
検出用制御システムの電子構成要素のブロツク
図、第９図は代表的なドラム充てんおよび混合サ
イクルにおけるミキサーのトルクと時間の関係を
示す代表的なグラフ、第１０図は乾燥微粒放射性
物質の流れを制御する望ましい制御弁の断面略
図、第１１図は第１０図の線１１−１１について
さらに詳しく示す制御弁の横断面図、第１２図は
第１０図および第１１図に示した弁の可動部材の
部分平面図、第１３図は内部に形成されたパージ
ング用開口の模様を示す弁板の１つの部分平面
図、第１４図は廃棄物供給システムの縦断面にお
ける拡大、部分側面図であつて該システムの非回
転部と回転駆動ノズルとの間に設けられた動的シ
ールを示す、そして第１５図は廃棄物がドラムに
供給されていない供給ノズルを閉じる帽子状弁の
部分的略図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧力室１６４を画定するハウジングと、該圧
   力室において相互に間隔を有する第１の弁表面１
   ７３と第２の弁表面１６９を提供する弁機構と、
   該第１の弁表面１７３および第２の弁表面１６９
   とそれぞれ接合してシールをする第３の弁表面１
   ７６および第４の弁表面１７５を備えた可動弁部
   材１６８と、前記第１の弁表面１７３および第２
   の弁表面１６９へそれぞれ開口する第１の通路１
   ７４および第２の通路１７１と、前記可動弁部材
   内にあつて前記第３の弁表面１７６および第４の
   弁表面１７５へ開口する第３の通路１７７と、前
   記可動弁部材１６８が開口位置にあるときに前記
   第３の通路１７７を介して前記第１の通路１７４
   と第２の通路１７１を接続し該可動弁部材が閉鎖
   位置にあるときに前記第１の通路１７４と第２の
   通路１７１を隔離する構成の前記可動弁部材１６
   ８と、前記弁表面を押圧してすきまを生じさせる
   ことなく相互に接合および密封係合させる弾性手
   段１７８と、前記第１の通路１７４と第２の通路
   １７１にそれぞれに接続された第１の導管３４と
   第２の導管１７２と、前記導管の少なくとも１つ
   の導管３４とその協同する通路１７４間の関係が
   前記弾性手段１７８の影響下において前記第１の
   弁表面１７３と前記第３の弁表面１７６を相互に
   近付けるおよび離れる方向へ自由移動させるため
   にすべり自在である構成と、前記弁表面の少なく
   とも１つの弁表面１７３が、前記可動弁部材１６
   ８が前記開口および閉鎖位置間を移動するときに
   前記第３の通路１７７へ開口し該可動弁部材１６
   ８が完全開口しているときに第３の通路１７７か
   ら隔離されるパージ用開口１９２を備える構成
   と、前記圧力室１６４の圧力が、前記可動弁部材
   １６８が前記開口および閉鎖位置間を移動する際
   に前記パージ用開口１９２に流れをもたらして第
   ３の通路１７７の浄化をさせ、かつ前記可動弁部
   材１６８が少なくとも開口および閉鎖位置間を移
   動している間前記第１、第２および第３の通路に
   おける圧力よりも高い値に維持されて、放射性微
   粒物質が前記通路から前記圧力室へ流出するのを
   防止する構成から成ることを特徴とする乾燥微粒
   放射性物質を規制する弁装置。 ２ 前記可動弁部材１６８が前記閉鎖位置へ移動
   し始める際に複数のパージ用開口１９２が実質的
   に同時に前記第３の通路１７７へ開口するパター
   ンに配列された前記複数のパージ用開口１９２を
   備えることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の弁装置。 ３ 前記第３の通路１７７に開口する前記パージ
   用開口１９２の数が、前記可動弁部材１６８が前
   記閉鎖位置へ近付くにつれて減少することを特徴
   とする特許請求の範囲第２項に記載の弁装置。 ４ 前記可動弁部材１６８が、振動回転すべく前
   記開口位置と閉鎖位置との間を旋回することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の弁装置。 ５ 歯車１８２が前記ハウジング内に回転支持さ
   れ、前記可動弁部材１６８が前記歯車とかみ合う
   歯１８１を備え、前記歯車１８２の回転によつて
   前記可動弁部材が前記開口位置と閉鎖位置の間を
   移動されることを特徴とする特許請求の範囲第４
   項に記載の弁装置。 ６ 可撓性の金属シール１８６，１８７が、前記
   導管の１つ３４と該導管に関連した通路との間に
   設けられることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の弁装置。 ７ 前記導管３４がその関連した通路の関連弁表
   面に実質的に隣接する場所へ伸びることを特徴と
   する特許請求の範囲第６項に記載の弁装置。 ８ 前記導管３４および通路が鉛直に伸び、該導
   管の１つが上部導管であることを特徴とする特許
   請求の範囲第７項に記載の弁装置。