JPH06300894A - 照射により活性化された要素の除去方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各々異なった磁気特性を有し、活性度の高い
要素と低い要素からなる照射により活性化された要素を
効率的に除去する。 【構成】 各々異なった磁気特性を有し、活性度が高い
構成成分および低い構成成分からなる活性化要素(4)
は、これら両構成成分からなる粉砕群に粉砕される。第
１の構成成分の破片は、磁気的手段により分離されて第
１の放出および貯蔵部(18,19,20)へ送られる。第２の構
成成分の破片は、磁気的手段により分離されて連続運搬
手段(21)へ送られる。連続運搬手段(21)において第１の
構成成分の破片の検出が行われ、該成分が検出されなか
った場合には、該運搬手段に置かれた破片は第２の放出
およびパッケージ部(24,25,26)へ移される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、照射により活性化され
た要素を処理する方法および装置に係り、特に、グラフ
ァイト／ガス型原子炉の燃料要素ジャケットを除去する
方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】グラファイト／ガス型の原子炉は、グラ
ファイトによって温度が調節されるとともに二酸化炭素
ガスによって冷却されるが、係る原子炉は、管状のグラ
ファイトジャケットとして構成された燃料要素を有して
いる。このグラファイトジャケットにおいては、その一
端の厚さ方向に、該部分と垂直にステンレス鋼ワイヤが
差し込まれている。このステンレス鋼ワイヤはサドルワ
イヤと呼ばれ、サドルと呼ばれるグラファイト部分をジ
ャケットの中央部に保持するために使用されるものであ
る。

【０００３】この燃料要素ジャケットは、原子炉のコア
内においてある程度の長さが使用された後に取外され、
交換されなければならない。なぜなら、燃料要素ジャケ
ットは、原子炉のコア内において時間の経過とともに活
性化されるためであり、それらの処理には何らかの予防
措置を講じる必要がある。ジャケットのグラファイトは
穏やかに活性化されるが、ワイヤを構成するステンレス
鋼についてはこれと異なり、その構成成分の性質から非
常にすみやかに活性化される。

【０００４】従って、満足のいく条件のもとに燃料要素
用ジャケットを処分するためには、燃料要素用ジャケッ
トの上記２つの構成成分を分けて貯蔵および処分するこ
とができるように、グラファイトをステンレス鋼ワイヤ
から分離することが望ましい。グラファイトとステンレ
ス鋼ワイヤとの分離を容易に実現させる因子の１つに、
ワイヤのステンレス鋼が磁性鋼であり、グラファイトが
非磁性体であるということがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、燃料要
素のためのそのようなジャケットを自動的かつ効率的に
処分することを可能にする方法および装置は、従来知ら
れていない。さらに一般的にいうと、実質的に異なる磁
気特性を有し、活性化レベルの異なる２つの構成成分か
らなる活性化要素を処理し、処分することができる方法
および装置は従来知られていない。この発明の目的は、
各々異なった磁気特性を有する活性度の高い第１の要素
および実質的に活性度が低い第２の要素からなる照射に
より活性化される要素を除去するための処理方法を提供
することであって、この方法により、活性化要素の２つ
の構成成分を、効率的かつ完全に自動的に分離して貯蔵
することを可能とすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明における方法においては、活性化要素が、主
として第１または第２の構成成分からなる砕片群に粉砕
され、主として前記第１の構成成分からなる砕片群は、
磁気手段により分離されるとともに第１の放出およびパ
ッケージ部に送られ、前記第２の構成成分からなる砕片
群は、磁気手段により分離されるとともに連続運搬手段
に送られ、前記連続運搬手段上において、主として前記
第１の構成成分からなる砕片群に対して放射能を測定す
る検出が行われ、前記連続運搬手段上に置かれた前記砕
片群は、該連続運搬手段上において第１の構成成分を有
する砕片が検出されなかった場合には第２の放出および
貯蔵部に運ばれ、一方、該連続運搬手段上において第１
の構成成分を有する砕片が１つでも検出された場合には
前記第１の放出およびパッケージ部に運ばれることを特
徴とする。

【０００７】本発明はまた、照射により活性化される要
素を除去するためのの処理装置に関するものであり、該
装置は、粉砕用ミルと、前記粉砕用ミルの排出部に得ら
れる分割された形の生成物を運搬するための手段と、前
記粉砕用ミルの前記運搬手段に結合した供給用搬入部
と、分割された形の生成物に対する２つの搬出路とを有
する磁気分離器と、前記分離器の前記第１の搬出路が開
口している第１の貯蔵手段と、前記分離器の前記第２の
搬出路の下方であって、前記第１のパッケージ手段の上
方に配置された第１の端部を有する、２方向に動作可能
な連続運搬手段と、前記連続運搬手段に近接して設けら
れた放射能検出器と、前記連続運搬手段の第２の端部の
下方に配置され、第１の方向に動作する前記連続運搬手
段から放出される分割された生成物を収容する第２の貯
蔵および除去手段とを具備することを特徴とする。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の内容を詳細に説明するため
に、図面を参照して、本発明の１つの実施形態である実
施例について説明する。図１は、グラファイト／ガス型
の原子炉の燃料要素用ジャケットの粉砕処理を行うとと
もに、該燃料要素用ジャケットの２つの構成要素の分離
をおこなう装置の正断面図である。図１において、符号
１は、グラファイト／ガス型の原子炉の燃料要素用ジャ
ケットの構成要素の分離粉砕および処分を行うための装
置を総括的に示したものである。

【０００９】装置１は、以下に説明する各要素から構成
されている。２はフィード・ホッパであり、その排出端
は、傾斜した搬送路を有するコンベヤ３の上部に配置さ
れている。ステンレス鋼ワイヤを包含するグラファイト
製燃料要素ジャケット４はホッパ２に放出され、ホッパ
２は、それらをコンベヤ３の搬入端に供給する。コンベ
ヤ３の搬出端は、インペラ・ディスク型ミル６の供給用
シュート５に連絡している。

【００１０】インペラ・ディスク型ミル６は、互いに逆
方向に回転して粉砕用カッタとして動作する２つのロー
ラ７を有しており、燃料要素ジャケット４は、該ミル６
に定期的に要素を供給するために設けられたシュート５
に投入される。そして、粉砕用ミル６は、これらのジャ
ケット４を、数十ミリメートルの大きさを有するグラフ
ァイト片、もしくは、ステンレス鋼ワイヤの寸断片から
成る粉砕物に分離する。

【００１１】粉砕用ミル６の排出端において、収容シュ
ート８は、粉砕されたグラファイト片もしくはステンレ
ス鋼ワイヤ細片が含まれる粉砕物、すなわち、異なる成
分からなる混合物を受け取る。シュート８は、この異成
分からなる粉砕物を、コンベヤ３と同タイプのコンベヤ
１０に放出する。このコンベヤ１０の搬出端は、２段ス
テージ式磁気分離器１２の搬入開口部の上部に位置して
いる。

【００１２】上記分離器１２は、上段ステージ１２ａと
下段ステージ１２ｂとからなり、これらにはそれぞれ磁
気的分離手段が設けられている。この手段は、それぞれ
がベルトと磁気ローラのアセンブリである１３ａおよび
１３ｂからなり、強度が大きく、また、希土類永久磁石
が使用されている。以下の説明において、これらを磁気
ローラ１３ａおよび１３ｂと呼ぶ。また、分離器ステー
ジ１２ａと１２ｂは、それぞれが２つの排出部、すなわ
ち１５ａと１６ａおよび１５ｂと１６ｂとを有してい
る。

【００１３】排出部１５ａおよび１５ｂは第１排出部と
呼ばれ、主として第１の磁気的構成成分を収容する部
分、すなわち、燃料要素ジャケットの場合においてはス
テンレス鋼ワイヤの構成成分を収容する部分である。一
方、第２排出部１６ａおよび１６ｂは、主として第２の
非磁気的構成成分、すなわち、燃料要素ジャケットの場
合においてはグラファイト成分を収容する部分である。
また、これら各排出部１５ａ、１６ａ、１５ｂおよび１
６ｂには、遠隔操作可能な閉鎖手段を設けることが可能
である。

【００１４】コンベヤ１０により分離器１２の搬入開口
部に放出された上記異成分の混合物が磁気ローラ１３ａ
に接触すると、第１の磁気的構成成分、すなわちステン
レス鋼ワイヤがローラ１３ａにより保持され、該ローラ
１３ａにより運ばれて分離ステージ１２ａの排出部１５
ａの投入口に放出される。一方、主としてグラファイト
からなる粉砕片は、ローラ１３ａにより取りのけられず
に、第２の排出部１６ａに放出される。

【００１５】排出部１５ａの投入口に放出されたステン
レス鋼ワイヤは、上記分離器のステージ１２ｂに供給さ
れ、ステージ１２ｂの第１の排出部１５ｂから直接放出
される。一方、第２の磁気ローラ１３ｂに向かって放出
された主としてグラファイトからなる混合物は、グラフ
ァイトの破片中に混入して残留していたステンレス鋼ワ
イヤが磁気ローラ１３ｂにより保持および運搬されてス
テージ１２ｂの第１排出部１５ｂから放出されることに
より、再び分離される。

【００１６】ステージ１２ｂの第１の排出部１５ｂに到
達した、主としてステンレス鋼からなる破片は、閉鎖用
ハッチ１９を有するホッパ１８に放出される。ハッチ１
９の下部にはシュート兼貯蔵部２０が設けられており、
この部分は、以下の説明において図２〜４により示され
る。

【００１７】ところで、分離器の第１の排出部１５ｂに
達したステンレス鋼ワイヤの粉砕物中に少数のグラファ
イト片が混入していることは、問題にはならない。なぜ
なら、これらグラファイト片の活性度は、ステンレス鋼
の活性度に比べて相当低いからである。従って、ステン
レス鋼ワイヤをパッケージ化または処分する条件下にお
いて、わずかに残ったグラファイト片を処理することが
可能である。

【００１８】これに対して、分離の目的は、分離器の第
２ステージにおける第２の排出部１６ｂにおいて、処分
するために処理された要素の容量のほとんどを構成する
グラファイト片を得ることであり、該グラファイト片は
中低位の活性度を有している。分離ステージ１２ｂの第
２の排出部１６ｂは、例えばベルトコンベヤにより構成
される連続運搬手段２１の搬入端の上部に配置されてい
る。係るベルトコンベヤ２１は、図中に両方向矢印２２
で示すように、いずれの方向にも動作可能な駆動手段を
有している。また、コンベヤ２１の搬入端は、上述した
ステンレス鋼ワイヤを受容するホッパ１８の上部に配置
されている。コンベヤ２１の搬出端は、下部に閉鎖用ハ
ッチ２５を有するホッパ２４の内側に配置されている。
該ハッチ２５は、詳細は図２〜４を参照して後述する
が、ホッパ２４と搬出用シュート兼パッケージ貯蔵部２
６とを隔離または連絡させるために設けられたものであ
る。

【００１９】次に、例えばシンチレーション検出器のよ
うな放射能検出器２７がコンベヤ２１のベルトの上部に
配置されている。検出器２７の感度レベルは、コンベヤ
２１により、分離器の排出部１６ｂの下方に位置する搬
入端からホッパ２４の内部に位置する搬出端まで第１の
運搬方向に搬送されるグラファイト片に含まれる、いか
なるステンレス鋼ワイヤの粉砕片をも検出可能なように
調整されている。

【００２０】また、検出器２７は、上記連続コンベヤ２
１および搬入用キャリア３の動力部を制御するユニット
２８に接続されている。検出器２７が、コンベヤ２１に
より運搬されるグラファイト片の中に少なくとも１つの
ステンレス鋼ワイヤ片を検出すると、制御ユニット２８
はコンベヤ２１を停止させ、分離器の排出部１６ｂを閉
鎖し、連続コンベヤ２１をホッパ２４からホッパ１８に
向かう第２の搬送方向に駆動する。

【００２１】これにより、１つまたはそれ以上のステン
レス鋼ワイヤ片を包含するグラファイト片群は、ステン
レス鋼ワイヤを収容するためのホッパ１８に放出され
る。検出器２７が、連続運搬手段２１の位置において、
ステンレス鋼ワイヤの存在によりもたらされる高レベル
の放射能を検出しなくなると、運搬手段２１は、分離器
の排出部１６ｂからホッパ２４に向かう第１の運搬方向
に駆動されるとともに、分離器の排出部１６ｂの開口部
には、これを閉鎖する部材が配置される。

【００２２】一方、コンベヤ２１により運搬されるグラ
ファイト片の中のステンレス鋼ワイヤの存在割合が大き
く、検出器２７が非常に高レベルの放射能を検出する場
合、制御ユニット２８は、粉砕ミルへの供給用コンベヤ
３を停止させる。つまり、ステンレス鋼ワイヤの混在比
率が高い場合には分離器１２がうまく働かないと考えら
れるので、この粉砕・分離システム全体を閉鎖すること
が好ましい。

【００２３】上述したように、本発明による方法および
装置は、活性化要素における異なる磁気特性および活性
化レベルを有する第１の構成成分と第２の構成成分とを
効率的かつ確実に分離可能とするものである。また、本
発明による装置の操作は、完全に自動化されているの
で、装置近辺にオペレータを配置する必要はない。

【００２４】更にまた、図２〜４を用いて以下に説明す
る、上記装置の排出物を処分する手段は、環境を汚染す
ることなく、生体にとって安全な条件のもとで上記分離
処理による分離物を排出し、取りまとめ、処分すること
ができる。これらの手段は、シュート１８、耐漏れ閉鎖
用ハッチ１９およびシュート兼貯蔵部２０からなる本装
置の第１排出部を通じ、主としてステンレス鋼ワイヤを
含む物質を除去するという点において特に有益である。
図２〜４に空状態で描かれた装置は、図１の装置１の上
記第１排出部を構成する各要素１８，１９，２０であ
る。また、第２の排出部、すなわち、ホッパ２４、ハッ
チ２５およびシュート兼貯蔵部２６もまた、図２〜４と
同様に構成されていることは明かである。

【００２５】図２〜４において、本装置の排出用ホッパ
１８の下部には、ハッチ本体３０とスライド式閉鎖部材
３１からなるハッチ１９が設けられている。また、ハッ
チ本体３０の下部には、容器２０が配置可能な開口部３
０ａが設けられ、該容器は、図２に示す耐漏れ閉鎖部材
３２により閉鎖されている。容器２０は、ホッパ１８内
に収容された主としてステンレス鋼ワイヤからなる高レ
ベルの放射性砕片を収集するようになっており、肉厚の
厚い壁を有する高度に完成された容器である。容器２０
は、床面３３上を図に矢印３６で示す方向に容器２０を
動かす図示しない運搬手段により図２に示す位置に配置
される。

【００２６】図３において、容器２０を保持する上記運
搬手段と結合された昇降手段は、図において矢印３４で
示すように、容器２０の上部および耐漏れ閉鎖部材３２
を上記ハッチ本体３０の開口部３０ａに差し込むべく容
器２０を上昇させることができるようになっている。そ
して、容器２０が上方に最大移動すると、部材３１およ
び３２は互いに接触した状態となる。そして、図４にお
いて矢印３５で示すように、これら２つの閉鎖用部材３
１および３２を同時に動かし、ホッパ１８および容器２
０とを連絡させることができる。これにより、ホッパ１
８に格納されていた放射性粉砕物が容器２０に放出さ
れ、容器２０はこれら粉砕物により満たされる。

【００２７】そして、閉鎖用部材３１および３２は、そ
れぞれホッパ１８および容器２０を閉鎖する位置に戻る
ように、矢印３５と逆の方向に動かされる。そして、容
器２０は、貯蔵場所もしくは処理プラントへ移されるた
めに、運搬位置まで下降される。一方、ホッパ２４に受
容されたグラファイト片の処分についても、上述したス
テンレス鋼ワイヤの場合と同様の方式で、上記のような
容器を用いて行うことができることは言うまでもない。

【００２８】しかしながら、グラファイト片については
含有する放射能が低いので、該グラファイト片をシュー
トを通して、消却ユニット等のグラファイト処分ユニッ
トに供給する連続運搬手段に放出することも可能であ
る。また、図１に示す全体の装置１は、詳細は略すが、
従来の換気システムにより減圧され封じ込められたユニ
ット内に置くことができる。また、この装置を連続的か
つ完全に自動的に動かすためには、装置内に多くの検出
および制御用ユニットを設けても良い。特に、粉砕用ミ
ル６には、レベル検出手段を設けても良い。これらの検
出手段は、運搬キャリア３による粉砕用ミル６への供給
量をモニタするために粉砕用ミル自身に設けても良い
し、磁気分離器への供給量を一定にするために外側のシ
ュートに設けても良い。

【００２９】なお、本発明は、以上説明した実施例に限
られるものでないことは明らかである。すなわち、イン
ペラ・ディスク型とは異なる型の粉砕用ミル、また、希
土類永久磁石を使用した高強度のローラ分離器とは異な
るタイプの磁気分離器を使用することが可能である。ま
た、ステンレス鋼ワイヤ、より一般化すれば、上記連続
運搬手段の位置における高い放射能を有する要素を検出
する放射能検出器としては、任意のタイプのものを使用
して良い。

【００３０】以上説明したように、本発明による方法お
よび装置は、グラファイト／ガス型原子炉の燃料要素ジ
ャケット以外の活性化要素の処理にも適用することが可
能であり、本発明による方法および装置は、実質的に異
なる磁気特性および活性化レベルを有する少なくとも２
つの構成要素からなる任意の放射性要素の処分に先立つ
前処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例における、グラファイト／
ガス型の原子炉の燃料要素用ジャケットの粉砕処理を行
うとともに、該燃料要素用ジャケットの２つの構成要素
の分離をおこなう装置全体の正断面図である。

【図２】 図１の装置において、放射性粉砕物の放出お
よびパッケージを行う放出およびパッケージ部の正断面
図である。

【図３】 同様に、図１の装置において、放射性粉砕物
の放出およびパッケージを行う放出およびパッケージ部
の正断面図である。

【図４】 同様に、図１の装置において、放射性粉砕物
の放出およびパッケージを行う放出およびパッケージ部
の正断面図である。

【符号の説明】

４ 燃料要素ジャケット（活性化要素） ６ 粉砕用ミル １０ コンベヤ １２ 磁気分離器（磁気手段） １２ａ，１２ｂ ステージ（分離ステージ） １５ｂ，１６ｂ 排出部（搬出路） １８，１９，２０ 第１の放出およびパッケージ部 ２０ 容器 ２１ 連続運搬手段 ２４，２５，２６ 第２の放出およびパッケージ部 ２７ 放射能検出器 ３０ ハッチ本体 ３０ａ 開口部 ３１，３２ 閉鎖用部材

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに異なる磁気的特性を有する２つの
   構成成分、すなわち、高い活性度を有する構成成分の１
   つ、あるいは第１の構成成分と、実質的により低い活性
   度を有する他の構成成分、あるいは第２の構成成分とか
   らなる、放射線が照射されて活性化された要素(4)を除
   去する目的でそれらを処理する方法であって、 活性化要素(4)は、それぞれが主として前記第１、ある
   いは第２の構成成分からなる砕片群を得るために粉砕さ
   れ、 主として前記第１の構成成分からなる砕片は、磁気手段
   (12)により分離されるとともに第１の放出、あるいはパ
   ッケージ部(18,19,20)に送られ、主として前記第２の構
   成成分からなる砕片は、磁気手段により分離されるとと
   もに連続運搬手段(21)に送られ、 前記連続運搬手段(21)上において、主として前記第１の
   構成成分からなる砕片群に対して放射能を測定する検出
   が実行され、 前記連続運搬手段(21)上に置かれた前記砕片は、該連続
   運搬手段(21)上において第１の構成成分を有する砕片が
   検出されなかった場合には第２の放出および貯蔵部(24,
   25,26)に運ばれ、該連続運搬手段(21)上において第１の
   構成成分を有する少なくとも１つの砕片が検出された場
   合には前記第１の放出およびパッケージ部(18,19,20)に
   運ばれることを特徴とする放射線が照射されて活性化さ
   れた要素(4)を除去する目的でそれらを処理する方法。
2. 【請求項２】 前記放射線が照射されることにより活性
   化された要素は、グラファイト／ガス型原子炉の燃料要
   素のジャケットであり、該燃料要素のジャケットは、管
   状のグラファイト要素と、グラファイト要素の内部に差
   し込まれたステンレス鋼ワイヤからなり、 管状のグラファイト要素は、グラファイトの破片および
   ステンレス鋼ワイヤの破片を得るために粉砕されること
   を特徴とする請求項１記載の放射線が照射されて活性化
   された要素(4)を除去する目的でそれらを処理する方
   法。
3. 【請求項３】 グラファイトの破片から分離されたステ
   ンレス鋼ワイヤの砕片は、高い保全性を有する容器(20)
   に収集されることを特徴とする請求項２記載の放射線が
   照射されて活性化された要素(4)を除去する目的でそれ
   らを処理する方法。
4. 【請求項４】 粉砕用ミル(6)と、 前記粉砕用ミルの排出部に得られる分割された形の生成
   物を運搬するための手段(10)と、 前記分割された形の生成物を供給するために前記粉砕用
   ミル(6)の前記運搬手段(10)に結合した供給用搬入部
   と、分割された形の生成物に対する２つの搬出路(15b,1
   6b)とを有する磁気分離器と、 前記分離器の前記第１の搬出路(15b)が開口している第
   １のパッケージ手段(18,19,20)と、 ２方向に動作可能で、前記分離器の前記第２の搬出路(1
   6b)の下方であって、前記第１のパッケージ手段(18,19,
   20)の上方に配置された第１の端部を有する、連続運搬
   手段(21)と、 前記連続運搬手段(21)に近接して設けられた放射能検出
   器(27)と、 前記連続運搬手段(21)の第２の端部の下方に配置され、
   第１の方向に動作する前記連続運搬手段(21)から放出さ
   れる分割された生成物を収容する第２の貯蔵および除去
   手段(24,25,26)とを具備することを特徴とする放射線が
   照射されて活性化された要素の除去装置。
5. 【請求項５】 前記粉砕用ミル(6)は、インペラ・ディ
   スク型ミルであることを特徴とする請求項４記載の放射
   線が照射されて活性化された要素の除去装置。
6. 【請求項６】 前記磁気分離器(12)は、希土類永久磁石
   からなる高強度ローラ分離器であることを特徴とする請
   求項４または請求項５記載の放射線が照射されて活性化
   された要素の除去装置。
7. 【請求項７】 前記磁気分離器(12)は、２つの分離ステ
   ージ(12a,12b)からなることを特徴とする請求項６記載
   の放射線が照射されて活性化された要素の除去装置。
8. 【請求項８】 前記放射能検出器(27)は、シンチレーシ
   ョン検出器であることを特徴とする請求項４ないし７の
   いずれかに記載の放射線が照射されて活性化された要素
   の除去装置。
9. 【請求項９】 前記第１のパッケージ手段(18,19,20)お
   よび前記第２のパッケージ手段(24,25,26)のうちの少な
   くとも１つは、 ホッパ(18,24)と、 前記ホッパ(18)の出口開口部の下方に配置されたハッチ
   本体(30)と、 前記ホッパ(18)を閉鎖するための部材(31)と、 耐漏れ閉鎖部材(32)を有する運搬および貯蔵用容器(20)
   と、 前記容器(20)を運搬するとともに、前記ハッチ本体(30)
   の開口部(30a)内にリフトさせる手段と、 前記ハッチ本体(30)の開口部(30a)の内部のリフトさ
   れ、係合された位置で、前記ホッパ(18)と前記容器(20)
   とを隔離または連絡状態にするために、前記ホッパ(18)
   および前記容器(20)の閉鎖用部材(30,31)を前記ハッチ
   体(30)の内部にスライドさせることにより移動させる手
   段とを有することを特徴とする請求項４ないし８のいず
   れかに記載の放射線が照射されて活性化された要素の除
   去装置。