JPH03225270A - 放射性廃棄物固化体の放射能および強度の測定方法および測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、原子力発電所等の放射性物質を取扱う施設に
おいて発生する放射性廃棄物固化体の放射能および強度
の７ｉｐ＋定方法および測定装置に関する。

（従来の技術） 現在、原子力発電所に貯蔵されている　２００βドラム
缶にて固められたいわゆるセメント固化体、プラスチッ
ク固化体、アスファルト固化体に代表される放射性廃棄
物固化体については、科学技術庁告示に明確化された処
分基準を満足するものについてのみ、特定の地域に搬出
して処分されようとしている。この告示によれば、各固
化体に特有な基準として放射能核種とその濃度、さらに
固化体の物性値としてセメント固体化では一輔圧縮強度
が１５ｋｇ／ｃｊ以上、プラスチック固化体は、ロ本工
業規格ＪＩＳ−に７２１５に定める方法によりＡ１１ｌ
定した硬さ値が２５以上であることが明示されている。

従来、放射性廃棄物固化体の性状を把握する方法として
、固化体中の放射能測定法としては固化体の一部をサン
プリングして化学分析により放射能を同定する破壊・化
学分析法や、固化体の周辺に多数の放射線、：１７ＩＰ
１機を配置して、放射線を計Ａｐｌすることにより固化
体の放射能をＡ１１ｊ定する非破壊分析法が提案され、
これに伴う装置として後者の方法を基にしたＡｐｌ定装
置が開発されていた。

一方、固化体の強度ΔＩＩＩ定法としては、固化体から
サンプルを切出し、これを実際の強度試験機にかけて強
度を測定する破壊測定法や、固化体表面を打撃し、その
反発度を４ｐ１定する反発硬度測定法、さらには固化体
に超音波を通し、その伝播速度を求めることにより強度
を計る非破壊強度測定方法が提案され、特に超音波の伝
播速度を１１？１定する方法については具体的にその装
置化も行われている。

以上に述べた技術のうち、破壊法は、固化体に穴を開け
る必要があるため、処分場搬出の際すべての放射性廃棄
物固化体の物性を把握するには不適である。

一方、非破壊分析法は、２００（ドラムａ１に入った固
化体を傷付けることなくその放射能および強度を測定す
ることが可能である。しかし、この方法では、放射能の
濃度が高く強い放射線を発する固化体を測定する場合、
感度の高い放射線計ＡＰＩ機を用いると、スケールオー
バしてしまうことがあった。そこで、通常は、放射線計
測機のコリメータを絞り、固化体をターンテーブル上で
回転上下させて固化体の位置を連続して変化させ、放射
線の強度の変化割合いを求める方法が一般に採用されて
いた。

また、超音波伝播法は、ドラム缶を挟んで対向する位置
に発振セルと受信セルをそれぞれ取付けて、発振セルと
受信セルとの間の超音波の伝播速度を測定するものであ
る。この方法では、ドラム缶の蓋と固化体との間に空隙
があるために、ドラム缶の軸方向には使用できないため
、ドラム缶の側面にそれぞれのセルを取付けて行われる
。

しかしながら、単にドラム缶にセルを密着させただけで
は、発振セルからの超音波がドラム缶体を通って固化体
内部に伝播されなかったり、伝播されてもそれが非常に
小さいため測定が良好に行えない場合があった。そこで
、ドラム缶の直径より大きな２本のジグに取付けられた
油圧プレスにセルを設置し、この油圧プレスによりセル
をドラム缶表面に押付けて／ＩＰ１定を行う方法が採用
されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、セメントやプラスチックのように固まる
時にかなり収縮する固化体では、ドラム缶の内側面と固
化体との間に隙間ができるため、セルを強力に油圧プレ
スでドラム缶に押付ける必要がある。このため大型の油
圧プレスが必要となり、セルの支持台も大型化するとい
う問題があった。またセルを強力に押付けることにより
ドラム缶に歪や傷が生じたり、セル自体を傷付ける恐れ
もあった。またセルの支持台が大型化することによって
、放射線計測機に対しセルの支持台が遮蔽効果を与えた
りする心配もあった。さらに放射線ｘｔ　ａｐｔ機、超
音波７１１１１定機およびその支持台をドラム缶の回り
に重なることなく配置するためのアレンジメントも困難
であった。そこで放射線計測と超音波測定とを別々の場
所で行う方法も考えられるが、この場合、必要となるス
ペースは床面積で約２倍以上になること、各Δ？１定装
研装置間化体取合い装置を設置する必要がある等、大規
模設備になるという問題があった。

本発明はこのような課題を解決するためのもので、放射
能δＰ１定部走部蔽効果を与えることなく、装置サイズ
の大幅縮小化を図ることのできる放射性廃棄物固化体の
放射能および強度の４１１１定方法および７Ｉｌｌｌ定
装置を提供することを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 第１の発明は上記した目的を達成するために、ターンテ
ーブル上に放射性廃棄物固化体を載せて該固化体の放射
能および強度を測定するにあたり、固化体の重量および
寸法を測定した後、該固化体から発生する放射線を７１
７１ＦＩ　して、その旧１１ｐ１結果と固化体の重量お
よび寸法の４１１定結果から放射能を測定し、次いで固
化体にターンテーブル上から振動を与えて該固化体上表
面に配置したピックアップにより固化体の共振周波数を
求め、この共振周波数と固化体のｆｆＩ　Ｈａｌ１１定
結果から固化体の強度を測定するようにしたものである
。

また第２の発明は上記した目的を達成するために、ター
ンテーブル上に放射性廃棄物固化体を載せて該固化体の
放射能および強度を１ｌＰｊ定する装置において、固化
体の重量および寸法をａｌｌ定する重量および寸法−ｐ
１定部と、固化体から発生する放射線を計１１１１１　
Ｌで、その計測結果と固化体の重量測定結果から固化体
の放射能を測定する放射能測定部と、固化体にターンテ
ーブル上から振動を与えて固化体上表面に配置したピッ
クアップにより固化体の共振周波数を求め、この共振周
波数と固化体の重量および寸法測定結果から該固化体の
強度をハ１定する強度？１１１定部とを具備したもので
ある。

（作　用） 本発明では、固化体の重量をａ＞＋定した後、固化体か
ら発生する放射線を計Δ−１して、その計ΔＰ１結果と
固化体の重量および寸法７１ｐ１定結果から細化体の放
射能をａｌｌｌ定し、次いで固化体にターンテーブル上
から振動を与えて固化体上表面に配置したピックアップ
により該固化体の共振周波数を求め、この共振周波数と
固化体の重量測定結果から固化体の強度を測定する。

したがって、この発明によれば、ターンテーブル周辺で
の放射能Δ−ｊ定部走部度測定部との位置的な重なりを
完全に無くすことができる。つまり、放射能／ＩＰ１定
部は走部体の側面周辺に、強度７１−１定部は固化体の
軸方向にそれぞれ配置される。この結果、放射能測定部
に遮蔽効果を与えることなく、装置サイズの大幅縮小化
を図ることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図は本発明の一実施例に係る放射性廃棄物固化体の放射
能・強度＋１ｌＦ１定装置の構成を示すブロック図であ
る。

同図において、符号１は２０（ｌＪ２ドラム缶２内に固
められた放射性廃棄物固化体（以下、単に固化体と称す
。）３を載せて上下運動及び回転運動を行うターンテー
ブルを示している。このターンテーブル１は、ターンテ
ーブル駆動装置４を介してモータ５の動力が伝達される
ことにより駆動される。このターンテーブル１の下には
、固化体３の重量をＡｌ１定するためのロードセル６が
配置されており、ターンテーブル１は、その下面がロー
ドセル６と接した状態においてターンテーブル駆動装置
４と電気的に切離されるようになっている。また、ター
ンテーブル１の上には、固化体３の共振周波数から強度
ＩＩＰ１定を行うため固化体３に振動を与えるための振
動発振板７が配置されている。尚、この振動発振板７と
しては、通常の共振装置の発振器に用いられるようなも
のなら何でもよく、例えばアルミニウムと鉛でビニール
を挟み込んだ構成のものでよい。

ロードセル６による固化体３の重量　８１ｊ定は、ター
ンテーブル１がターンテーブル駆動装置４と切離された
状態において、ターンテーブル１が固化体３の重量によ
り下降して、固化体３のｆｆ１ｆｆｉがロードセル６に
かかることにより行われる。すなわち、ロードセル６に
固化体３の重量がかかると、その重量に応じた電気信号
がロードセル６から和算機８を介して演算機９に送られ
、これにより固化体３の重量が算出されるようになって
いる。

ターンテーブルの上方には超音波を用いた高さ測定機１
７と、ＴＶ右カメラ８および画像処理装置を用いた固化
体３の直径ΔＰ１定機１９が配置されている。なお、こ
れらのｏ＋　１機は、光を用いたものなど、ドラム缶２
内の固化体３の高さとその直径が測定できるものならば
、機種による差異はない。ターンテーブル１上に載せら
れた固化体３に、まず超音波が発射され、あらかじめ測
定されたターンテーブル１までの伝達時間と、固化体３
をおいた場合の伝達時間の差から、固化体３の高さが測
定される。また固化体直径測定機１９ではＴＶ右カメラ
８により固化体３を撮映し、その濃淡部、の長さを画像
により処理し、長さが求められる。

また、ターンテーブル１上に載せられたドラム缶２の周
囲には、固化体３内の放射能により発生する放射線を計
測するための複数の放射線計７１力１機１０が配置され
ている。この放射線計ＡＰｊ機１０としては、例えばＧ
ｅ（Ｌｉ）波高分析機やＮａｌシンチレションカウンタ
等が用いられる。またこれらを併用するようにしてもよ
い。

この放射線計７１−１機１０による測定対象は、放射線
の波数とその強度であり、これらのハ１定は、固化体３
を載せたターンテーブルｌを上下回転させながら行われ
る。これにより固化体３の放射線の分布が正確に求めら
れる。

さて、上述のロードセル６で求めた固化体３の重量寸法
と放射線計ｌ１ｐｒ機１０で計測された放射線の波数お
よび強度は、それぞれ放射能計算機１１に送られ、ここ
で所定の演算処理が行われる。すなわち、放射能計算機
１１は、まずロードセル６で求めた重量寸法から固化体
３の密度を算出した後、固化体３の種類からデータベー
スの検索を行って、固化体３の構成元素を判断する。さ
らに放射線計ａｌｌ＋機１０で計ａ？Ｉされた放射線の
波数から、固化体３が持つ放射能の種類を判断する。そ
して、放射線計ｆｌｕ機１０で計ｉ１Ｐ＋された放射線
の強度と、上述の処理て求めた固化体３の密度および構
成元素から散乱因子を求め、この散乱因子から、固化体
３内の放射能の量を算出する。

以上の演算処理により、固化体３が持つ放射能の種類と
その量が得られる。この後、ターンテーブル１はρノ期
位置に戻される。

次に強度演算機２０において固化体３の強度測定を行う
。

まずドラム缶２の蓋を取外して、固化体３の上表面にピ
ックアップ１２を当てる。そして発振器１３より増幅器
１４を介してターンテーブル１上の振動発振板７に電流
を供給して、この振動発振板７を、振動数を連続的に変
化させながら振動させる。ピックアップ１２は、このと
きの固化体３の振動数を検出し、これを増幅器１５を介
して陰極線オッシロスコープ１６に出力する。尚、この
ピックアップ１２としては、ここでは振動を電気信号に
変える装置として、振動をコイル中に入っている磁石に
与え、ローレンツの法則から、磁石の振動に応じてコイ
ルに電流が流れる原理によるピックアップを用いている
が、通常の共振装置に用いられるものであれば何でもよ
い。

陰極線オッシロスコープ１６は、ピックアップ１２から
送られてきた固化体３の振動数と振動発振板７の振動数
とを合成してリサジュー波形を生成する。このリサジュ
ー波形から固化体３の一次共鳴周波数が判定される。尚
、この場合、陰極線オッシロスコープ１６で合成された
りサジュー波形とこれより判定された一次共鳴周波数と
をデータベースとして保存したり、予めリサジュー波形
とこれに対応する一次共鳴周波数との関係を種々定義し
ておいてこれらをデータベースとして保存しておくこと
で、陰極線オッシロスコープ１６で得られたりサジュー
波形からコンピュータを用いて自動的に一次共鳴振動数
を求めることも可能である。

この後、寸法ａｌｌ定により得られた固化体３の高さ、
断面積およびロードセル６によって求められた固化体３
の重量から、固化体３の動弾性係数が算出される。そし
て予め求めていた固化体３の動弾性係数と強度との関係
から、固化体３の強度が求められる。尚、この場合も、
上述の固化体３の動弾性係数と強度との関係から、コン
ピュータを用いて自動的に固化体３の強度を求めること
が可能である。

この後、ピックアップ１２は上昇し、ドラム缶２の蓋が
再び閉じられる。そしてドラム缶２はターンテーブル３
上から取り外され、次のドラム缶２がターンテーブル１
上に載置される。

かくしてこの実施例の放射性廃棄物固化体の放射能・強
度測定装置によれば、ターンテーブル１上に固化体３に
振動を与えるための振動発振板７を取付けて、固化体３
の一次共鳴周波数を求めることによりその強度をｉ’１
ｌｌｌ定するようにしたので、固化体３の強度Ａｌ１定
はドラム缶２の軸方向にて行うことができる。

したがって、ターンテーブル１の周辺で、各測定装置が
位置的に重なることがなくなり、放射線計測機１０に遮
蔽効果を与えることなく、装置サイズの大幅な縮小化を
図ることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、放射能ｌＴｌ１１
定部は固化体の側面周辺に、強度測定部は固化体の軸方
向にそれぞれ配置することができ、この結果、放射能ａ
ｌｌｌｌｌｌ連部効果を与えることなく、装置サイズの
大幅縮小化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係る一実施例の放射性廃棄物固化体の放射
能・強度ｉ１？１定装置の構成を説明するためのブロッ
ク図である。 １・・・ターンテーブル、２・・・ドラム缶、３・・・
放射性廃棄物固化体、６・・・ロードセル、７・・・振
動発振板、８・・・和算機、９・・・演算機、１０・・
・放射線計ΔＰ１機、１１・・・放射能計算機、１２・
・・ピックアップ、１３・・・発振器、１６・・・陰極
線オッシロスコープ、１７・・・超音波高さ測定機、１
８・・・ＴＶカメラ、１９・・・画像処理固化体直径測
定機、２０・・・強度演算機。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ターンテーブル上に放射性廃棄物固化体を載せて
   該固化体の放射能および強度を測定するにあたり、 前記固化体の重量および固化体の寸法を測定した後、前
   記ターンテーブルを駆動しながら該固化体から発生する
   放射線を計測して、その計測結果と前記固化体の重量お
   よび寸法測定結果から該固化体の放射能を測定し、次い
   で該固化体に前記ターンテーブル上から振動を与えて固
   化体上面に配置したピックアップにて該固化体の共振周
   波数を求め、この共振周波数と前記固化体の重量および
   寸法測定結果から該固化体の強度を測定することを特徴
   とする放射性廃棄物固化体の放射能および強度測定方法
   。
2. （２）ターンテーブル上に放射性廃棄物固化体を載せて
   該固化体の放射能および強度を測定する装置において、 前記固化体の重量および寸法を測定する重量測定部と、 前記固化体から発生する放射線を計測して、その計測結
   果と前記固化体の重量および寸法測定結果から該固化体
   の放射能を測定する放射能測定部と、 前記固化体に前記ターンテーブル上から振動を与えて固
   化体上面に配置したピックアップにて該固化体の共振周
   波数を求め、この共振周波数と前記固化体の重量および
   寸法測定結果から該固化体の強度を測定する強度測定部
   とを備えたことを特徴とする放射性廃棄物固化体の放射
   能および強度測定装置。