JPH06294792A - 土壌の核種移行試験装置 - Google Patents

土壌の核種移行試験装置

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JPH06294792A
JPH06294792A JP8224793A JP8224793A JPH06294792A JP H06294792 A JPH06294792 A JP H06294792A JP 8224793 A JP8224793 A JP 8224793A JP 8224793 A JP8224793 A JP 8224793A JP H06294792 A JPH06294792 A JP H06294792A
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JP
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soil
pressure
sample
compression
container
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JP8224793A
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Yoshiyuki Sakata
芳幸 坂田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 土壌の核種移行試験装置に係るもので、小容
量の土壌試料を使用して、地層処分対象箇所の土壌の放
射性核種の移行状況を、実際の処分環境に模擬した状態
で正確にかつ容易に把握する。 【構成】 貫通口を有する耐圧容器と、耐圧容器の内部
に装填され試料収納室の周囲壁に複数の小孔が明けられ
貫通口に対して気密状態に係合する圧縮容器と、圧縮容
器を縦方向に圧縮する機械的加圧手段と、加圧気体を供
給して土壌試料を横方向に圧縮する加圧気体供給系と、
試料収納室に試料水を供給する試料水供給系とを具備す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、土壌の核種移行試験装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】原子力
プラント関連施設において発生する放射性廃棄物(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
態の固化パッケージ(キャニスタ)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廃棄物貯蔵施設
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、安全性を考慮した場合、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て固化パッケージとすること
が有力であるとされている。
【0005】さらに、放射性廃棄物を閉じ込めた固化パ
ッケージは、岩盤を掘削して処分孔を明けておいて、該
処分孔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
ックでキャニスタを密閉した状態で載置して、さらに、
オーバーパックの回りに緩衝材を充填して緩衝層を形成
した後、蓋でその上を覆う処分が実施される。
【0006】このような処分を行なうと、深地層中を流
れる地下水等に基づいて岩盤から浸水現象が生じた場合
に、緩衝材の一部が膨潤して緩衝層の内圧が高まること
により、水の侵入を妨げて密封性を確保することができ
る。
【0007】一方、深地層中の岩盤や地層処分対象箇所
近傍の土壌にあっては、地下水が浸水する現象が発生す
ることを踏まえて、これらの土壌に対する放射性核種の
移行状況等を予め研究調査しておくことが、地層処分の
性能評価上不可欠となる。
【0008】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、地層処分対象箇所近傍における土壌中の放射性核
種の移行状況を、実際の処分環境に模擬した状態で正確
に試験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】かかる目的を達成するた
め、土壌試料中の放射性核種の移行状況を試験する装置
とする場合に、貫通口を有する耐圧容器と、該耐圧容器
の内部に装填され土壌試料を収納する試料収納室の周囲
壁に複数の小孔が明けられ貫通口に対して気密状態に係
合する圧縮容器と、該圧縮容器に機械力を印加して土壌
試料を圧縮する機械的加圧手段と、耐圧容器と圧縮容器
との中空部に加圧気体を供給して土壌試料を中心に向け
て圧縮する加圧気体供給系と、圧縮容器に接続され試料
収納室に試料水を供給する試料水供給系とを具備する構
成を採用している。
【0010】
【作用】圧縮容器の試料収納室に土壌試料を充填した状
態で耐圧容器の内部に装填しておいて、機械的加圧手段
によって圧縮容器を圧縮するとともに、加圧気体供給系
によって圧縮容器を回りから圧縮して、各方向の圧縮力
を平衡させた等方圧を加え、試料水供給系から試料水を
供給すると、試料水が時間経過とともに土壌試料に浸透
し、所望の圧力下での土壌試料中の放射性核種の移行試
験が実施される。試料水を浸透させた試験後の土壌試料
中には、放射性核種が残留する。試料水が等方圧状態の
土壌試料中を浸透することから、小容積の土壌試料であ
っても、深地層等における地下水の浸透を模擬した状態
の放射性核種の移行状況を等価的に把握することが可能
となる。
【0011】
【実施例】図1は、本発明に係る土壌の核種移行試験装
置の一実施例を示している。これら各図において、符号
Sは土壌試料、1は耐圧容器、2は圧縮容器、3は機械
的加圧手段、4は加圧気体供給系、5は試料水供給系、
6は遮蔽膜、7は透水膜、8は中空部である。
【0012】前記土壌試料Sは、深地層中の土砂等の土
壌、地層処分対象箇所近傍から採取した土壌等が使用さ
れる。
【0013】前記耐圧容器1は、中空部8を閉塞するよ
うに被せられる上蓋11と、該上蓋11に明けられる貫
通口12と、該貫通口12と圧縮容器2との間や上蓋1
1の周囲に配されるシール部13,シール部14と、上
蓋11を取り付けるためのボルト・ナット等の締結部材
15と、圧縮容器2の上下移動を案内するためのガイド
部16と、試料水を排出するためのドレン口17とを有
している。
【0014】前記圧縮容器2は、全体として耐圧容器1
の内部に装填されるものであり、円筒状に形成され複数
の小孔21aが明けられるとともに上部にフランジ21
b及び中間にベローズ21cが配される側壁(周囲壁)
21と、該側壁21の下部に一体に配され複数の小孔2
2aが明けられる底壁(周囲壁)22と、側壁21の上
部に配され複数の小孔23aが明けられた中間壁(周囲
壁)23と、これら周囲壁21,22,23によって囲
まれる試料収納室24と、側壁21の上に被せられる閉
塞蓋25と、該閉塞蓋25の上方に突出状態に形成され
耐圧容器1の貫通口12に対して上下移動可能に気密状
態に係合するスライド部26と、中間壁23及び閉塞蓋
25の間に形成される上流プレナム部27と、底壁22
の下方に形成される下流プレナム部28と、側壁21及
び閉塞蓋25における両フランジ21b,25aの間を
密封するシール溶接部29とを有している。
【0015】前記機械的加圧手段3は、耐圧容器1に下
方への機械力を印加して後述するように土壌試料Sを縦
方向に圧縮するものであり、例えば油圧シリンダが適用
される。
【0016】前記加圧気体供給系4は、弁4aを開放す
ることによって、加圧気体を耐圧容器1と圧縮容器2と
の間の中空部8に供給して遮蔽膜6を横方向(水平方向
の中心に向かう方向)に押圧し、土壌試料Sを圧縮する
ものである。
【0017】前記試料水供給系5は、弁5aを開放する
ことによって、加圧状態の所望成分配合の試料水を、圧
縮容器2におけるスライド部26を介して上流プレナム
部27に供給するものである。
【0018】前記遮蔽膜6は、非透水性のゴムシート等
を円筒状に加工して形成され、上下端部が側壁21の内
面に一体に取り付けられる。
【0019】前記透水膜7は、遮蔽膜6における両端開
口を閉塞するように、かつ、土壌試料Sの上下面を押え
るように配され、ナイロンクロス、不織布等によって構
成されて、流体の流通を許容しながら土壌試料Sの移動
を抑制する構造とされる。
【0020】以下、土壌の核種移行試験について説明す
る。圧縮容器2を耐圧容器1から引き出した状態で、閉
塞蓋25及び中間壁23の部分を外して試料収納室24
の内部を開放し、かつ、底壁22の上に透水膜7を配し
た状態としておき、遮蔽膜6で囲まれた空間に、土壌試
料Sを装填する。
【0021】土壌試料Sを遮蔽膜6の上部位置まで装填
しておいて、土壌試料Sの上に透水膜7を配しておい
て、中間壁23及び閉塞蓋25を溶接等によって取り付
け、圧縮容器2を組み立てるとともに、圧縮容器2のス
ライド部26に上蓋11を係合させて、上蓋11を締結
部材15によって固定することによって、耐圧容器1の
内部を密封状態にする。
【0022】機械的加圧手段3の作動により、圧縮容器
2を下方に向けて圧縮するとともに、加圧気体供給系4
の作動により、加圧気体を中空部8に供給して、遮蔽膜
6を介して土壌試料Sに横圧を付加する。この際に、圧
縮容器2がベローズ21cの部分で伸縮が許容されるこ
とにより、縦方向の圧縮力が土壌試料Sに加わり、か
つ、縦方向の圧縮力に対して横圧を平衡させることによ
り、各方向の圧縮力を平衡させた等方圧が、土壌試料S
に印加される。
【0023】次いで、試料水供給系5の作動により、放
射性核種を含む試料水を上流プレナム部27に供給する
と、試料水が、中間壁23の小孔23a及び透水膜7を
経由して、等方圧を印加した状態の土壌試料Sに供給さ
れる。この際に、試料水は、時間経過とともに土壌試料
Sに図1の矢印で示すように平行状態を保持しながら浸
透し、底壁22の小孔22aから下流プレナム部28を
経由してドレン口17に集められる。
【0024】このように、所望の圧力、つまり、地層処
分対象箇所の地下水が挿通する土壌が受ける圧力等に対
応した設定圧力で、放射性核種の移行試験が実施される
と、試料水を浸透させた試験後の土壌試料Sの中に放射
性核種が残留する。試料水を等方圧状態の土壌試料Sの
中を浸透させると、小容積の土壌試料Sであっても、深
地層等における地下水の浸透を模擬した状態の放射性核
種の移行状況を等価的に把握することが可能となる。
【0025】試料水を浸透させることによって、放射性
核種を移行させた土壌試料Sは、圧縮容器2とともに耐
圧容器1から引き出されて、放射性物質の付着濃度を検
出すること等によって、地層処分環境の土壌を模擬した
状態の把握が可能となる。
【0026】〔他の実施態様〕本発明に係る土壌の核種
移行試験装置にあっては、実施例に代えて以下の技術を
採用することができる。 a)側壁21のベローズ21cを複数配すること。 b)底壁22、中間壁23及び閉塞蓋25が締結部材1
5によって分解可能に組み立てられ、その際に溶接に代
えて他のシール手段が採用されること。 c)ガイド部16が圧縮容器2に配され、耐圧容器1の
内面を摺動すること。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る土壌
の核種移行試験装置は、以下の効果を奏する。 (1) 貫通口を有する耐圧容器と、耐圧容器の内部に
装填され試料収納室の周囲壁に複数の小孔が明けられ貫
通口に対して気密状態に係合する圧縮容器と、圧縮容器
を縦方向に圧縮する機械的加圧手段と、加圧気体を供給
して土壌試料を横方向に圧縮する加圧気体供給系と、試
料収納室に試料水を供給する試料水供給系とを具備し、
機械力による縦方向の圧縮と加圧気体による横方向の圧
縮との平衡による等方圧で、土壌試料を加圧しておいて
試料水を浸透させるために、試料水を上下方向に平行に
浸透させて、実際の処分環境を模擬した状態で、土壌の
放射性核種の移行状況を容易に試験することができる。 (2) 試料水に混入させた放射性核種が、土壌試料中
に平行な浸透方向に基づいて処分環境に近い状態で残留
するため、放射性核種の移行試験を小容積の土壌試料に
よって簡単に実施することができる。 (3) 耐圧容器の中で土壌試料に試料水を浸透させる
ため、放射性核種の種類や線量に左右されることなく、
かぎられたスペースで所望の試験を容易に実施すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る土壌の核種移行試験装置の一実施
例を示す正断面図である。
【符号の説明】
S 土壌試料 1 耐圧容器 2 圧縮容器 3 機械的加圧手段 4 加圧気体供給系 5 試料水供給系 6 遮蔽膜 7 透水膜 8 中空部 11 上蓋 12 貫通口 13,14 シール部 15 締結部材 16 ガイド部 17 ドレン口 21 側壁(周囲壁) 21a 小孔 21b フランジ 21c ベローズ 22 底壁(周囲壁) 22a 小孔 23 中間壁(周囲壁) 23a 小孔 24 試料収納室 25 閉塞蓋 25a フランジ 26 スライド部 27 上流プレナム部 28 下流プレナム部 29 シール溶接部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 土壌試料中の放射性核種の移行状況を試
    験する装置であって、貫通口を有する耐圧容器と、該耐
    圧容器の内部に装填され土壌試料を収納する試料収納室
    の周囲壁に複数の小孔が明けられ貫通口に対して気密状
    態に係合する圧縮容器と、該圧縮容器に機械力を印加し
    て土壌試料を圧縮する機械的加圧手段と、耐圧容器と圧
    縮容器との中空部に加圧気体を供給して土壌試料を中心
    に向けて圧縮する加圧気体供給系と、圧縮容器に接続さ
    れ試料収納室に試料水を供給する試料水供給系とを具備
    することを特徴とする土壌の核種移行試験装置。
JP8224793A 1993-04-08 1993-04-08 土壌の核種移行試験装置 Withdrawn JPH06294792A (ja)

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