JPH05150097A - 放射性物質収納体の地層処分方法及び地層処分体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、放射性物質収納体の地層処分方法
及び地層処分体に係るもので、放射性物質収納体の地層
処分時の作業性を向上させ、地下水侵入時にあっては緩
衝材を均一に膨潤させて安全性を確保するものである。 【構成】 岩盤に明けた処分孔に放射性物質収納体を密
封状態に埋設する場合に、放射性物質収納体の表面に、
ベントナイト等の被成形緩衝材を冷間等方圧プレス等に
より圧縮固化して一体に覆った状態の高密度緩衝層を形
成して地層処分体とし、地層処分体を処分孔の内部に装
填して密封状態に埋設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放射性物質収納体の地
層処分方法及び地層処分体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電関連施設において発生する高
レベル放射性廃棄物(廃液等 )は、例えばガラス固化処
理することによって、取り扱い性を向上させることがで
きる。

【０００３】そして、ガラス固化物を容器に収納した状
態の放射性物質収納体（固化パッケージ）は、放射線汚
染を防止するために、人工的に構築した放射性物質収納
体貯蔵施設に、放射線の放出が著しく減少するまで長期
間保管貯蔵する計画の他、深地層内に収納処分して生活
圏から隔離する計画がなされている。

【０００４】この深地層処分を行なう計画では、自然の
岩石が持つ性質を利用して、放射性核種の移動拡散を抑
制することができるが、深地層中の岩石の状態が完全に
把握できないことを踏まえて、放射性核種の漏出を人為
的な工作物を用いて抑制することが実用的であると考え
られている。また、該計画では、固化体としてホウケイ
酸ガラスを用いること、収納容器としてステンレス系合
金を用いること、オーバーパック材として金属及びセラ
ミックス等が有力であるとされている。

【０００５】図３は、放射性廃棄物の地層処分計画の構
造例を示すものであり、岩盤( 母岩)１を掘削して処分
孔２を明けておいて、該処分孔２の底部にベントナイト
からなる緩衝材を適量敷き、その上に炭素鋼等の適宜金
属材からなるオーバーパック３でキャニスタ４を密閉し
た状態の放射性物質収納体（固化パッケージ）Ａを載置
して、さらに、オーバーパック３の回りに緩衝材を均一
に充填して緩衝層５を形成した後、蓋６でその上を覆う
とともに、該蓋６を岩盤１にアンカーボルト７で固定す
るようにしている。なお、図中符号８はトンネルであ
る。

【０００６】この場合における処分孔２への緩衝材の充
填作業は、緩衝材を円盤状や環状板状に加工したものを
予め用意しておくことにより、効率良く実施することが
できる。また、このような処分構造であると、岩盤１の
一部に地下水透過層が存在して、この地下水透過層が処
分孔２と交差あるいは近接することにより、処分孔２に
地下水が浸水する現象が生じた場合には、均一に充填さ
れている緩衝層５の浸水部分が、図３に矢印で示すよう
に膨潤して、緩衝層５の内圧が高まることに基づき、水
の侵入を妨げて密封性を確保することができるものであ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、緩衝層５が前
述の円盤状や環状板状の加工物を積み重ねて形成されて
いると、積み重ね部分の境界Ｂが、地下水の挿通しやす
い通路となるため、地下水の侵入時に、緩衝層５の膨潤
による侵入抑制作用の不均一な箇所が生じて、地下水が
オーバーパック３に到達して、オーバーパック３の表面
を徐々に腐食させてしまうことが考えられる。

【０００８】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、放射性物質収納体の地層処分時の作業性を向上
させること、地下水侵入時に緩衝材を均一に膨潤させ
て、安全性を確保することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明にあっては、かか
る目的を達成する二つの手段を提案している。第１の手
段は、岩盤に明けた処分孔に放射性物質収納体を密封状
態に埋設する地層処分方法であって、オーバーパック内
に放射性物質の収納容器を閉じ込めた放射性物質収納体
を形成する工程と、該放射性物質収納体の回りにベント
ナイト等の被成形緩衝材を配し冷間等方圧プレス等の一
体成形によって地層処分体を形成する工程と、該地層処
分体を処分孔の内部に装填しその上を密封する工程とを
有するものである。第２の手段は、岩盤に明けた処分孔
に密封状態に埋設される地層処分体であって、放射性物
質収納体の表面に、その回りに配したベントナイト等の
被成形緩衝材を冷間等方圧プレス等により圧縮固化して
一体に覆った状態の高密度緩衝層を形成してなる構成の
地層処分体としている。

【００１０】

【作用】第１の手段及び第２の手段にあっては、地層処
分場所から離間した位置の関連施設等、作業環境及び設
備の完備した場所において、放射性物質収納体の形成や
地層処分体の形成が行なわれる。地層処分施設の処分孔
まで地層処分体を搬送して処分孔に装填することによ
り、地層処分作業が効率良く実施される。地層中に埋設
された地層処分体は、被成形緩衝材によって一体成形さ
れているために、水の挿通特性が均一な状態となってお
り、地下水侵入時にあっては、緩衝層が均等に膨潤して
緩衝層の内圧が高まることに基づき、以後の水の侵入を
妨ぐ所望の機能が得られる。

【００１１】

【実施例】図１及び図２は、本発明に係る放射性物質収
納体の地層処分方法及び地層処分体の一実施例を示して
いる。該一実施例にあっても、図３で説明した例と同様
に、処分孔２の中に放射性物質収納体Ａを埋設するもの
であるが、図１及び図２に示すように、処分方法と地層
処分体とが相違する。

【００１２】図１は地層処分状況、図２は地層処分体の
形成状況を示すものである。各図において、符号Ｃは地
層処分体、５Ｈは高密度緩衝層、１０は耐圧容器、１０
Ａは容器本体、１０Ｂは密封蓋、１０Ｃは液流入出口、
１１はゴム型、１２は被成形緩衝材（粉末状緩衝材）、
１３は加圧液発生系、１４は加圧液供給配管、１５は液
排出配管、１６は排液貯槽、１７Ａ，１７Ｂは開閉弁、
Ｒは加圧液（加圧水）である。

【００１３】＜地層処分体の形成＞地層処分体Ｃの形成
について説明する。地層処分場所から離間した位置の関
連施設等において、放射性物質を収納容器（キャニス
タ）４に密封し、さらに、これをオーバーパック３で覆
うことによって、放射性物質収納体Ａが形成される。ま
た、ベントナイト（または必要に応じてベントナイトに
珪砂を混合したもの）を粉末化した被成形緩衝材１２を
準備する。

【００１４】該放射性物質収納体Ａ及び被成形緩衝材１
２は、図２に示す冷間等方圧プレス装置（耐圧容器１
０、ゴム型１１、加圧液発生系１３等からなるもの）の
近傍まで搬送された後、成形加工される。

【００１５】耐圧容器１０における容器本体１０Ａの中
に、処分孔２の大きさ及び形状に合わせたゴム型１１を
収容するとともに、該ゴム型１１の内部に、放射性物質
収納体Ａ及び被成形緩衝材１２を挿入する。この場合に
あっては、放射性物質収納体Ａを後述する成形体の芯材
として利用するとともに、振動を加える等の方法で、放
射性物質収納体Ａとゴム型１１との間に、被成形緩衝材
１２を十分充填させるように設定する。そして、ゴム型
１１にあっては、キャップの合わせ目等について、シー
ル性を確保するように設定する。

【００１６】放射性物質収納体Ａ及び被成形緩衝材１２
を密封した状態のゴム型１１を、冷間等方圧プレス装置
における耐圧容器１０の容器本体１０Ａの内部に装填
し、かつ、容器本体１０Ａの上部開口を密封蓋１０Ｂに
よって密封した状態とする。

【００１７】加圧液供給配管１４の開閉弁１７Ａを開放
し、液排出配管１５の開閉弁１７Ｂを閉塞した状態で、
加圧液発生系１３の作動により、加圧液（加圧水）Ｒを
加圧液供給配管１４及び液流入出口１０Ｃを経由して、
耐圧容器１０の内部に送り込み、ゴム型１１を介して被
成形緩衝材１２に均等圧力を付加し、被成形緩衝材１２
を高密度緩衝層５Ｈとして放射性物質収納体Ａと一体化
する成形を行なう。これらの成形によって、放射性物質
収納体Ａを厚い高密度緩衝層５Ｈで覆った状態の地層処
分体Ｃが形成される。この場合の加圧程度は、高密度緩
衝層５Ｈの厚さによって左右されるが、直径１１００ｍ
ｍ、長さ１６００ｍｍ、高密度緩衝層５Ｈの厚さ３００
ｍｍの地層処分体Ｃを得る場合で、３０００ｋｇ／ｃｍ
² 程度の圧力で成形することによって所望のものが得ら
れる。

【００１８】このような成形加工後、開閉弁１７Ａを閉
塞しかつ開閉弁１７Ｂを開放して、耐圧容器１０の加圧
液Ｒを、液流入出口１０Ｃ及び液排出配管１５を経由し
て排液貯槽１６に流下させて抜き取り、耐圧容器１０及
びゴム型１１から、厚い高密度緩衝層５Ｈで覆われた状
態の地層処分体Ｃを取り出す。

【００１９】＜処分孔への埋設＞地層処分体Ｃは、地層
処分場所、つまり、岩盤１に明けた処分孔２まで搬送さ
れて、処分孔２に吊り降ろす等によって装填される。こ
の場合にあって、地層処分体Ｃの大きさと処分孔２の大
きさとが同一に設定されていると、地層処分体Ｃと処分
孔２との間隙Ｇがほぼ零となる。間隙Ｇが大きい場合等
にあっては、間隙Ｇに細粒状のベントナイト等の緩衝材
を充填する等の処理がなされる。厚い高密度緩衝層５Ｈ
を有する地層処分体Ｃを処分孔２の中に挿入する場合に
は、吊り降ろす作業によって装填が終了し、その後、図
１に示すように、地層処分体Ｃの上に蓋６を被せて、ア
ンカーボルト７で密封状態に埋設する地層処分作業が効
率良く実施されるものとなる。

【００２０】＜地層処分体の状態＞地層処分体Ｃは、高
密度緩衝層５Ｈによって覆われており、その成形に際し
て冷間等方圧プレス加工がなされているために、高さ方
向及び周方向の各部において均質状態に形成されてい
る。地下水侵入時を考えると、処分孔２の内部に侵入し
た地下水は、処分孔２と地層処分体Ｃとの境界の間隙Ｇ
に沿って上下方向や周方向に拡散して、高密度緩衝層５
Ｈが各部において均等に膨潤する。また、高密度緩衝層
５Ｈの均質化により、水の挿通特性が均一な状態となっ
ており、地下水が一部のみ挿通する現象の発生が生じに
くく、膨潤による高密度緩衝層５Ｈの圧力上昇により、
以後の地下水の侵入を妨ぐ機能が得られるものと期待さ
れる。

【００２１】＜他の実施態様＞なお、本発明に係る放射
性物質収納体の地層処分方法及び地層処分体にあって
は、実施例に代えて、次の技術を採用することができ
る。 （１）放射性物質収納体Ａを高密度緩衝層５Ｈで覆う場
合に、その一部が従来技術例で説明した緩衝層５である
こと。 （２）その場合にあって、少なくとも放射性物質収納体
Ａに接触する部分が、高密度緩衝層５Ｈであること。 （３）高密度緩衝層５Ｈの形状が角を丸めた形状等の任
意形状であること。 （４）放射性物質収納体Ａが固化パッケージ以外の放射
性廃棄物や放射性物質を収納した容器等であること。

【００２２】

【発明の効果】本発明に係る放射性物質収納体の地層処
分方法及び地層処分体によれば、岩盤に明けた処分孔に
放射性物質収納体を密封状態に埋設する場合に、放射性
物質収納体の表面に、ベントナイト等の被成形緩衝材を
冷間等方圧プレス等により圧縮固化して一体に覆った状
態の高密度緩衝層を形成して地層処分体とし、地層処分
体を処分孔の内部に装填して密封状態に埋設するように
しているから、以下のような効果を奏する。 （１） 放射性物質収納体の表面を高密度緩衝層で覆っ
た状態の地層処分体を処分孔に装填するものであるか
ら、緩衝材を処分孔に充填することによる緩衝層の形成
作業を省略し、地層処分時の作業性を著しく向上させる
ことができる。 （２） 均質な高密度緩衝層が一体成形されているため
に、地下水が処分孔に浸水する現象が生じた場合には、
高密度緩衝層が均一に膨潤して内圧上昇により、水の侵
入を妨げて密封性と安全性とを確保することができる。 （３） 地下水の侵入時に、高密度緩衝層には継ぎ目が
なく、地下水の侵入時には表面側から緩衝層が均等に膨
潤することによって、地下水がオーバーパックに到達す
る現象の発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放射性物質収納体の地層処分方法
の一実施例を示す正断面図である。

【図２】本発明に係る地層処分体の形成例を示す正断面
図である。

【図３】放射性物質収納体の地層処分計画の構造例を示
す正断面図である。

【符号の説明】

Ａ 放射性物質収納体（固化パッケージ） Ｂ 境界 Ｃ 地層処分体 １ 岩盤( 母岩 ) ２ 処分孔 ３ オーバーパック ４ 収納容器（キャニスタ） ５ 緩衝層 ５Ｈ 高密度緩衝層 ６ 蓋 ７ アンカーボルト ８ トンネル １０ 耐圧容器 １０Ａ 容器本体 １０Ｂ 密封蓋 １０Ｃ 液流入出口 １１ ゴム型 １２ 被成形緩衝材 １３ 加圧液発生系 １４ 加圧液供給配管 １５ 液排出配管 １６ 排液貯槽 １７Ａ 開閉弁 １７Ｂ 開閉弁 Ｒ 加圧液（加圧水） Ｇ 間隙

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 岩盤に明けた処分孔に放射性物質収納体
   を密封状態に埋設する地層処分方法であって、オーバー
   パック内に放射性物質の収納容器を閉じ込めた放射性物
   質収納体を形成する工程と、該放射性物質収納体の回り
   にベントナイト等の被成形緩衝材を配し冷間等方圧プレ
   ス等の一体成形によって地層処分体を形成する工程と、
   該地層処分体を処分孔の内部に装填しその上を密封する
   工程とを有することを特徴とする放射性物質収納体の地
   層処分方法。
2. 【請求項２】 岩盤に明けた処分孔に密封状態に埋設さ
   れる地層処分体であって、放射性物質収納体の表面に、
   その回りに配したベントナイト等の粉末を冷間等方圧プ
   レス等により圧縮固化して一体に覆った状態の高密度緩
   衝層を形成してなることを特徴とする地層処分体。