JPH085793A

JPH085793A - 封入物品、封入装置及びその製造方法

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Publication number: JPH085793A
Application number: JP7065073A
Authority: JP
Inventors: Bryan A Roy; アーサーロイブライアン; Joseph D Ingram; ダニエルイングラムジョセフ; Hubert W Arrowsmith; ウォレスアロースミスヒューバート; Timothy B Ramsey; ブルースラムゼイティモシー
Original assignee: SCIENT ECOLOGY GROUP Inc; SCIENT EKOROJII GROUP Inc
Current assignee: SCIENT ECOLOGY GROUP Inc; SCIENT EKOROJII GROUP Inc
Priority date: 1994-02-25
Filing date: 1995-02-27
Publication date: 1996-01-12
Also published as: US5545796A; US5789648A; TW278186B; CA2143366A1; KR950031258A; EP0669626A2; EP0669626A3

Abstract

(57)【要約】【目的】有害な混合状態の廃棄物だけでなく、高レベ
ルの放射性廃棄物を有効利用できる物品、例えば封入モ
ジュール及びその製作方法を提供する【構成】放射性で有害な廃棄物を結合剤マトリックス
の状態に混合して封入モジュール（10）を形成するにあ
たり、小さな別個の形態の放射性物質、有害廃棄物、及
び混合廃棄物のうち少なくとも一つを用い、これと結合
剤を徹底的に混ぜ合わせて均質組成物を形成する。次
に、この組成物を、汚染物及びそのマトリックスとして
作用する結合剤を含む一体固体封入モジュールにし、こ
の封入モジュールを間接又は直接に放射性物質、有害廃
棄物、或いは混合廃棄物と接触させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、廃棄物で作られた物品
に関する。本発明は又、本明細書では、放射性廃棄物、
有害廃棄物、及び混合廃棄物として定義する「汚染物」
の貯蔵、隔離その他の処理のための物品及びかかる物品
の製造方法に関し、物品自体は一部が、例えば放射性金
属粒子、放射性コンクリート粒子、有害廃棄物固形物、
放射性液体等である相当多量の放射性廃棄物、有害廃棄
物又は混合廃棄物で作られる。本明細書では、「混合廃
棄物」という用語を、放射性廃棄物と有害廃棄物の混合
物として定義する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】材料の
再利用は原材料保存のために実施されることが多い。汚
染物は、その主成分を除染してこれら成分を再利用する
ために処理されることが多い。一般に、除染処理を施し
にくい隔離された汚染要因物又は汚染物品は、従来法に
よって、再利用という観点よりも破壊又は隔離に重点を
おく手法で処分されるようになっている。したがって、
その結果生じること、及び生じていることは、汚染物内
になる清浄物の量がますます増え、次にこれらを安全な
方法で処分しなければならないことである。種々多様な
物品及びこれらの用途を本明細書で説明するが、その一
形式は廃棄物を封入する容器である。

【０００３】最新式の貯蔵モジュールが使用される前
は、多くの場合、核廃棄物及び有害廃棄物は鋼製ドラム
内に貯蔵されていた。非常に低レベルの放射性廃棄物の
場合、かかるドラムが依然として使用され、プラスチッ
ク製容器、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等の容
器内に何回にもわたって過剰に詰め込まれていた。厚い
鋼壁及び調節可能な遮蔽コアを備えた一層精巧複雑な全
鋼製封入装置が、米国特許第４，４５１，７３９号（発
明者：クライスト氏等）に記載されている。かかる米国
特許では、ガンマ線を減衰させるのに役立つ外部又は内
部の鉛又は鋼ワイヤを、汚染要因物廃棄物の放射能に対
して適切なほど多くの層で包むのが良い。最近では、容
器の強度を高めるために、大きな非汚染状態の金属棒材
（「リバー（rebar)と呼ばれる）構造で強化された非汚
染コンクリート、又は鋼強化メッシュバスケットを備え
た外側廃棄物容器システムが製造されている。しかしな
がら、大きな金属棒材及び鋼メッシュを使用する場合、
一般に壁の厚い容器が必要になる。かかる容器の例が米
国特許第４，９５０，４２６号（マーコヴィッツ氏等）
に示されている。これら容器内では、充填剤は、外側容
器と、例えばぎっしりと詰め込まれた鋼壁貯蔵ドラム
（かかるドラムだけが放射性物質及び有害物質を収容し
ている）との間のボイド空間を塞ぐのに用いられる。場
合によっては、廃棄物封入容器内のコンクリートを強化
するために種々の繊維が棒材又はメッシュに代えて用い
られる。米国特許第４，９９５，０１９号（カタロユー
ド氏等）では、緊密密封性のドラム被覆状態の封入容器
が教示されており、かかる封入容器では、鋳鉄又はステ
ンレス鋼製繊維がコンクリート製容器内にランダムに分
布している。

【０００４】Atomkernenergie-Kerntechnick,Bd.41(198
2)No.4という文献の２７９〜２８０頁に収められている
W. M. Francioni の論文“Proposal for the Disposal
of Contaminated Steel Parts from Shut Down Nuclear
Power Plants"には、遮蔽材及び高放射性物質の処分に
ついて論じられている。この文献は、廃棄物を他の廃棄
物の容器として形成使用することにより廃棄物の処分を
記載している。この文献は、例えば、理論的には、任意
適当な材料、例えばコンクリート、鉄、又は鉛を容器の
構成材料とすることができる旨、記載している。この文
献は、原子炉の管類等からの溶融、注型及び固体化処理
が行われた放射性鋼で作られた追加で別個のうちが放射
性遮蔽ライナーを備えた厚いコンクリート輸送容器を詳
細に説明している。

【０００５】廃棄物輸送容器内に放射性構成要素を用い
るこの同一技術分野では、１９８９年に発行された米国
特許第４，７６７，５７２号（発明者：サポック）及び
第４，８８２，０９２号（発明者：サポック）は、放射
線遮蔽構造体の形成の際における放射性残留物の使用を
教示している。一例では、原子炉管類等から得た２５重
量％の放射性鋼を７５重量％の非汚染鋳鉄と反応させ、
この混合物を溶融して合金充填剤を得ている。しかしな
がら、かかる例では、放射性廃棄物の量は、非汚染物と
の反応により稀釈効果により３倍になる。他の例では、
単独、又は微粉砕された放射性金属合金との組合せで遮
蔽構造体として破砕された状態の放射性コンクリートが
用いられる。

【０００６】種々の有用な目的のために、有害廃棄物及
び混合廃棄物だけでなく、高レベル放射性廃棄物を有効
利用できる物品が要望されている。また、放射性廃棄
物、有害廃棄物、及び混合廃棄物として先に定義した汚
染廃棄物を、相当多量の非汚染物との混合又は反応によ
り、費用のかかる化学的除染工程を実施さず、且つ初期
の稀釈を実質的に行わないで、高放射能レベル且つ高有
害廃棄物レベルで使用でき、また、廃棄物中の放射性廃
棄物、、有害廃棄物、及び混合廃棄物を収納固定でき、
したがって溶脱が問題とならないようにする封入装置を
製造する方法が要望されている。本発明の目的の一つ
は、かかる物品、封入装置、及びその製造方法を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は一般に、種々の
汚染物が従来考えられていることよりも広範な種々の物
品を製造する際の使用に適しているという構想にある。
また、本発明は一般に、多量で種々の物品（廃棄物収納
容器を含むが、これに限定されない）の製造の際、汚染
物に対する清浄な物質の使用割合を、従来の認識程度よ
りも著しく大幅に減少させることが出来るという構想に
ある。本発明に係る汚染物は主として放射性廃棄物、有
害廃棄物、又は混合廃棄物である。

【０００８】本発明の適用可能な多くの用途のうち、本
発明の範囲を示すのに役立つ「物品」を以下に列記す
る。

【０００９】考えられる寸法、重量、及び容量の容器。

【００１０】遮蔽キャスク、ピグ、ベル、ラック、グリ
ッド、壁、パネル、煉瓦、ブロック、ショット、シー
ト、ウール、及びスラブ。

【００１１】建築構造部材、例えば、構造用鋼又は構造
部材（ビーム、柱、ポスト）、パネル、Ｔ形材、中空コ
アスラグ、シンダーブロック、ボラード、止水栓、床、
フーター（footer）、スキン、又はそのモジュール。

【００１２】内張り材、断熱材、耐火材、ブランケッ
ト、汚染状態の鋼繊維、ショット、グリット、ダスト、
及び粉末のような材料を含む汚染物である被膜。

【００１３】汚染ポリマー、プラスチック類、ゴム、有
機複合材（木又はセルロース系繊維）、鋼又は金属形材
（管類、グリッド、ケージ等）でできた廃棄物容器を包
囲した状態でコーナー、側部に取り付けられた衝撃リミ
ッタ。

【００１４】ローラー、ブレーク、スピンドル、シヤ
ー、汚染物の切断工具及び形削り工具。

【００１５】通常は汚染されている内部環境で用いられ
る構成部品、例えば、工具、ダム、管類、管板、ノズル
及びダクト。

【００１６】用途上、放射性廃棄物及び有害廃棄物にさ
らされ、汚染ポリマー、ゴム、プラスチック類、鋼、金
属等でできたシール、ガスケット、Ｏリング等。

【００１７】汚染物でできた支柱、補強材等。

【００１８】鋼塊、プラスチック構成部品、コンクリー
ト形材、及びゴム容器の型又はモールド。

【００１９】一部又は全部が、ゴム、コンクリート又は
石、路盤のための鋼又は他の金属、歴青質コース（bitu
m course) 、プレキャスト・スラブ、レベルコース歴青
コンクリート充填材等。

【００２０】放射性廃棄物又は有害廃棄物を運搬するの
に使用されるコンベヤ、水門、トンネル、パイプ、ガレ
ー、堰、ボックスカルバート、ブリッジ、ブリッジデッ
キ等。

【００２１】機器支持体、支柱、管類、構成部品、歯、
詰め物、他の耐摩耗性構成部品に用いられるあらゆる種
類の金属形材。

【００２２】プロセス容器、コンベヤ、レール、ホイー
ル、プラットホーム、及びグリッド。

【００２３】強化用鋼ワイヤ、及び溶接ワイヤ織物。

【００２４】種々のポリマー、ゴム、コンクリート、及
び耐火物を強化し、増量し、高密度化し、補剛し、強化
し、高靭性化し、又は他の状態に改質するためのあらゆ
る形、捩じれ、曲げ、長さ、厚さ、及びアスペクト比の
鋼その他の金属繊維。

【００２５】放射性物質又は有害物を収容し、又は遮断
するフィルタ及び膜、その他の装置。

【００２６】周囲環境から放射性物質又は有害物を隔離
するスリーブ及び撓み継手。

【００２７】タンク、タンク内張り、軸受、スキッド又
はスリップシート、断熱材、衝撃リミッタ、及びバンパ
ー。

【００２８】化学的処理タンクからの蒸発を制限する球
状体。

【００２９】もっぱら汚染制御に用いられるシート材及
び袋。

【００３０】したがって、多くの実施例のうちの一つに
おいて、本発明の要旨は、放射性廃棄物、有害廃棄物、
及びこれらの混合物から成る群から選択された廃棄物か
ら成る物品であって、放射性廃棄物が金属の形態であれ
ば、該金属は物品の３５重量％以上を占めることを特徴
とする物品にある。一実施例において、物品は、注型、
冷却、及び溶融処理が行われた放射性金属構成部品だけ
で作られた汚染廃棄物物品の形態をなし、該物品中に用
いられる溶融金属は、スラグ残留物が実質的に無く、比
放射能が１３０Ｂｑ／ｇ以上であり、物品は、無支持の
独立注型金属から成る。

【００３１】驚くべきことに、本発明者の見解によれ
ば、例えば原子力発電所から得た汚染状態の金属管類
は、溶融してスラグ残留物から分離すると、稀釈又は非
汚染金属との合金化を行わなくても、汚染廃棄物のため
のスラブ及び独立の容器を得るのに使用できる。たと
え、汚染金属の比放射能レベルが実質的に１００Ｂｑ／
ｇ以上でも、例えば、１３０Ｂｑ／ｇを越えても、これ
は有害ではなく、この金属は依然として有用である。比
放射能が高い、例えば１３０Ｂｑ／ｇ以上の材料を使用
できることにより、容器その他の物品中の非汚染充填材
等の必要性が極力抑えられる。したがって、本発明の他
の実施例は、物品は部材を含み、該部材は、コンクリー
ト結合剤又はプラスチック用樹脂結合剤のマトリックス
中の放射性廃棄物、有害廃棄物、及びこれらの混合物か
ら成る群から選択された物質からなる。また、物品は部
材を含み、該部材は本質的には、放射性熱可塑性樹脂、
有害熱可塑性樹脂、及びこれらの混合物から成る群から
選択された物質から成り、或いは、物品は部材を含み、
該部材は本質的には、３５重量％以上が放射性の金属か
ら成る。かくして、物品は、部材の一部又は他の部分構
造部材であるのが良い。

【００３２】本発明者の発見によれば、有害廃棄物及び
混合廃棄物だけを使用して多種多様なスラブ、煉瓦、壁
又は他の物品を製作することができる。この物品は、使
用中、大抵の場合、放射性廃棄物又は有害廃棄物に晒さ
れ、したがって一層汚染状態になるであろう。しかしな
がら、物品、例えば、容器は、廃棄物に晒されたり、廃
棄物を収容することに限定されない。物品を、汚染廃棄
物とは考えられない種々の化学物質又は他の物質に晒さ
れ、或いはこれらを収容することができ、或いは、収容
された「新しい」放射性又は有害廃棄物に晒され、或い
はこれらを収容することができる。３５重量％以上の金
属を用いると、構造健全性又は一体性が得られ、実質的
に自立形容器等としての使用が可能になる。好ましく
は、金属を用いる場合、金属は実質的にスラグ残留物が
無い状態になる。

【００３３】また、グレードとして種々の粒径の好まし
い高密度封入装置を開発したが、本発明は、封入装置
が、その２重量％〜５５重量％を占めるばらばらな繊維
の形態の放射性金属が壁中に入ったコンクリート構造体
を含み、封入装置は、高内部空隙充填率が得られるよう
に互いに異なる大きさの粒子を含むことを特徴とする封
入装置にある。好ましくは、シリカフューム、フライア
ッシュ粒子、及びこれらの混合物から成る群から選択さ
れた少なくとも一種類の微粒子が、充填剤、セメント、
凝集粒状物、及びこれらの混合物から成る群から選択さ
れ、更に、均一分布状態の棒材、繊維、全体として球形
の粒子、無定形粒子、及びこれらの混合物から成る群か
ら選択された添加剤を含む大きな粒子間に密に詰め込ま
れていて、封入装置が理論密度の約９０％以上の密度を
有するようになっている。

【００３４】上述の実施例では、粒子及び添加剤は、非
汚染物であっても、汚染物であっても良い。封入装置の
壁は厚さ５cm未満の薄肉である。封入装置は、底部、側
壁及び関連の取付け式蓋を備えた丸形、四角、又は他の
形状の貯蔵モジュールであるのが良い。封入装置は、そ
の内側及び／又は外側のところで覆いをなす厚さ約０．
２cm〜約２．５cmの密に取り付けられるプラスチックシ
ートを有するのが良い。汚染物は使用される場合、モジ
ュール壁中に分布され、別個の内側又は外側層又は遮蔽
体として集中した状態では使用されない。

【００３５】また、本発明者は、壁中に別個の繊維又は
樹脂含浸多孔質金属メッシュの形の放射性金属を含むプ
ラスチック樹脂の構造体を有する非常に役に立つ封入装
置を開発した。

【００３６】本発明の要旨は又、放射性廃棄物、有害廃
棄物、又は混合廃棄物を結合剤マトリックス中に混合し
て封入装置を形成する方法において、小さな個別形態の
放射性物質、小さな個別形態の有害廃棄物、及び小さな
個別形態の混合廃棄物のうち少なくとも一つから選択さ
れた汚染物を準備し、結合剤と前記汚染物を完全に混合
して均質組成物を生じさせ、該均質組成物を、汚染物及
び汚染物のためのマトリックスとして働く結合剤を含む
一体固形封入装置に成形し、封入装置を直接又は間接に
放射性廃棄物、有害廃棄物、又は混合廃棄物に接触させ
ることを特徴とする方法にある。

【００３７】又、本発明の要旨は、より具体的には、構
造体の構成要素として放射性廃棄物、有害廃棄物、又は
混合廃棄物を利用して放射性廃棄物、有害廃棄物、又は
混合廃棄物の構造体を製作する方法であって、放射性金
属、放射性コンクリート、放射性サンド、放射性砂利、
放射性プラスチック、放射性液体から成る群から選択さ
れた或る量の放射性物質を準備し、放射性物質を稀釈し
ないで約１５重量％以上の非放射性物質で処理して、棒
材、繊維、全体として球形の粒子、無定形粒子、シート
状プラスチック、安定化液体のうち少なくとも一つを
得、１００重量部の結合剤と、有害固形物、有害液体及
びその混合物から成る群から選択された０〜約２５重量
部の有害廃棄物を混合し、これに約２〜５７０重量部の
処理済放射性物質を添加して均質組成物を作り、この均
質組成物を、一体固形構造体に形成することを特徴とす
る方法にある。本明細書で用いる「無定形」という用語
は、標準的な幾何学的形状を有しておらず、不規則なセ
メント形状のものであることを意味する。

【００３８】最適には、本発明は、コンクリート及び長
さが０．５cm〜約２０cm、長さと幅のアスペクト比が２
００：１〜２０：１である２重量％〜５５重量％の汚染
金属繊維を有する容器であって、容器が異なる大きさの
粒子を収容していて、高内部空隙充填率を備えると共に
理論密度の約９０％以上の高密度を有する容器に関す
る。本明細書で用いる「高内部空隙充填率」という用語
は、多孔度が低く、ボイドが少ない構造体をもたらすボ
イド状態を意味する。

【００３９】準備した当初の汚染物は、原子炉の冷却の
際に用いられ、小片の状態に切断され、或いは小繊維の
状態に溶融注型された放射性ステンレス鋼製管、原子炉
構造体又はその周囲の解体から得られた放射性コンクリ
ートチャンク及びダスト、有害物質及び本明細書で後で
説明する他の材料を取り扱うのに用いられるゴムシート
又は手袋をも含む「プラスチック」又は「プラスチック
用樹脂」、浄化作業で用いられたイオン交換樹脂、粉末
又はスラリー、粉末状有害土壌、ポリ塩化ビフェニル等
を含むことができる。

【００４０】汚染物を通常、切断、研削又は粉砕、剪
断、加熱、溶融、溶融注型、プレス加工等のうち一又は
二以上の手法により処理して、直径が約５０mm以下の小
片又は粒子、長さが約２０mm以下の角材又は繊維を形成
する。好ましくは、本明細書で未使用の非汚染物又は非
放射性物質として定義される「非汚染物」の僅かな部分
だけを処理中に混合させ、或いは反応させて汚染物の量
又は体積が結合剤との混合に先立って実質的に増加しな
いようにする。結合剤は例えば、金属、プラスチック、
サンド、骨材及びセメントの混合物であり、場合によっ
てはこれらにシリカフューム、フライアッシュ、可塑剤
が添加されたものであるのが良い。

【００４１】汚染物を結合剤中に完全に混合し分散させ
て結合剤が汚染物のばらばらの小片又は粒子を含んだ状
態でこれらをしっかりと結合するマトリックスを形成す
るようにすることが肝要である。結合剤がコンクリート
である場合、使用するセメントは、清浄であって汚染さ
れておらず、したがって良好な結合が得られる。これ
は、例えばエポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂を結合剤
として用いる場合にも当てはまる。また、汚染状態の熱
硬化性樹脂を再溶融できず、良好な結合が得られない。

【００４２】放射性繊維及び粒子（これらを使用する場
合）を均一に分散させて、互いに絡み合ったり塊になる
のを防ぎ、かくして放射性物質の濃縮を防止するために
は、繊維を好ましくは小さな長さと幅のアスペクト比に
なるよう処理し、また粒子を小さな粒径及びグレードに
なるよう処理する。コンクリート結合剤の場合、これら
を好ましくは、結合剤中に導入するときに化学的可塑剤
と化合させる。好ましくは、高密度の詰込み及び硬化装
置内の殆どの空隙を無くすために一連の異なるサイズの
汚染物及び結合剤を準備する。

【００４３】本明細書で用いる「放射性」という用語
は、コバルト、鉛、カドミウム、セシウム、バリウム等
の放射性同位元素による汚染又は放射化によって生じた
例えば０．１ナノＣｉ／ｇ〜１０ナノＣｉ／ｇ以上
（３．７Ｂｑ／ｇ〜３７０Ｂｑ／ｇ以上）の放射能レベ
ルを意味する。本発明で実質的に多量に用いられる汚染
物は用途が限られており、汚染除去できる特別の技術が
無ければ、直接的処分に適するに過ぎない。封入装置
は、締まっていない汚染物に直に触れたり、又はこれを
保持し、或いは、標準型の又は偏平にした鋼製ドラム、
プラスチック製容器等内に入れた状態で汚染物を保持で
き、したがって鋼製ドラム又はプラスチック容器壁との
接触を介して、封入装置と廃棄物が「間接的に」接触す
るようになる。

【００４４】上述の本発明の方法により、透水性が低
く、耐溶脱性又は耐浸出性が優れ、更にコンクリートの
場合には高引張り強度及び高圧縮強度であり、また、マ
トリックス材料１００部につき２〜５７０部の放射性物
質又は有害物質を含み、それにより放射性廃棄物又は有
害廃棄物の処分のための主要な手段をなす物品、例えば
封入装置が得られる。汚染物の容器の場合、本発明で
は、通常は汚染物を収容する圧縮ドラムの形態の容器を
満たす収容汚染物を基準にして、１０重量％〜１００重
量％の容器壁内における汚染物のペイロード又は正味重
量の増加が可能である。かくして、輸送及び埋設作業に
おいて実質的に多くの廃棄物収納容器を不要にすること
ができ、多大な節約が得られると共に輸送手順を極力省
くことができる。

【００４５】本発明の一層明確な理解のために、添付の
図面を参照して本発明の好ましい実施例を例示として説
明する。

【００４６】

【実施例】今図面のうち図１を参照すると、汚染金属だ
けで作られた汚染廃棄物貯蔵容器１０の一実施例が示さ
れている。この容器は、内部または外部のコンクリート
製支持体またはそれと関連した遮蔽体を備えていない。
この容器のための金属を作るにあたり、放射性棒材、管
類、金属製原子炉構成要素等を本明細書において後で詳
細に説明するように金属溶融炉内で溶かす。炉内におい
て、底部の低グレード放射性溶融体を頂部のそれよりも
高いグレードの放射性スラグ相から分離する。この底部
溶融金属を注型して関連の蓋を含む容器の形態にし、そ
れから冷却する。金属溶融法では高価な調整機器が使用
され、この方法によって作られた容器は、放射能強さが
少なくとも１３０Ｂｑ／ｇの放射性供給金属を利用する
特定の処分ニーズに適合する。この容器は多種多様な環
境のもとで使用でき、搬送できるが、この容器は、容器
を溶融し、注型し汚染廃棄物で満杯にし、埋設または貯
蔵するのが同一場所で行なわれるような場合に特に有利
であり、したがって３７０Ｂｑ／ｇ以上という高い放射
能強さの供給金属を用いることができ、したがって、非
常に「ホット」な金属のための非常に多大な貯蔵または
埋設場所の節約が可能である。

【００４７】図２は、放射性廃棄物、有害廃棄物または
これらの混合物で作ることができる構造体または物品、
例えばスラブ壁の一実施例を示している。必ずしもこの
構造体を用いて汚染物を直接収容する必要はないので、
汚染金属をこの実施例だけに使用する場合、汚染金属
を、これが構造体の３５重量％以下を占める程度まで未
使用の充填剤等で稀釈し、或いはこれと合金化すべきで
はない。この場合、例えば金属溶融装置からの金属スラ
グ残留物を用いると、先に詳細に述べたようにかかるス
ラブ壁２、煉瓦、パネル、ブロック、シート材、スラ
ブ、グリッド又は格子、床材、内張り材、インパクトリ
ミッタ等を作ることができる。また、この構造体は例え
ば、放射性コンクリート、金属またはスラグを含む汚染
または非汚染状態の粒状物、プラスチックまたはゴムマ
トリックス、或いはプラスチックを充填した汚染金属マ
ットマトリックスを含むのがよい。

【００４８】図３は、貯蔵モジュール１０が、実質的に
または完全にプラスチック製の壁及び蓋を含む容器であ
るような本発明の別の実施例を示している。有用なプラ
スチックまたはプラスチック樹脂としては例えば、ゴム
パウンド、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエ
ステル、ポリ弗化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩
化ビニル、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレ
ン、好ましくは単位体積（cm³）当たり多数の水素原子
を含むポリエチレン、その混合物及び共重合体等が挙げ
られ、これらはすべて周知のプラスチックまたはプラス
チック樹脂である。プラスチックは熱硬化性であって、
接合性又は結合性が良好な場合（プラスチックは加熱さ
れると溶融するというよりもむしろ劣化する）、プラス
チックは非汚染状態であるべきである。このことは、熱
可塑性樹脂を用いる場合には通常それほど重要ではな
い。というのは、これらは最初に使用したあと、再溶融
できるからである。エポキシ樹脂及びフェノール樹脂は
熱硬化性樹脂の例である。プラスチックを容器の壁を構
成する結合剤として用いる場合、例えば土壌の形態の有
害固形物及び例えばポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）、石
油炭化水素（ＰＨＣ）、ペンタクロロフェノール（ＰＣ
Ｐ）等の「有害」化学物質が含まれる。このモジュール
は図示のように健全性又は一体性の高い容器を収納でき
る。

【００４９】図３には示されていないが、プラスチック
製容器は、壁、底部及び蓋全体にわたって分布した別個
の形態の汚染金属繊維、及び／又は汚染金属メッシュま
たは汚染金属マットを含むのがよい。別個の形態で使用
できる汚染金属繊維は、コンクリート製容器について本
明細書において後述の範囲と同一の性状範囲を有するの
がよい。汚染金属メッシュまたはマットは、６０％〜９
５％の多孔率（５％〜４０％の理論密度）であるのがよ
い。プラスチック製容器内で金属メッシュまたはマット
を用いるとき、これは液状プラスチック用樹脂材料で容
易に完全に含浸された金属、オープンマトリックスとな
る。図３に示すプラスチック製容器の肉厚は０．５ｃｍ
（０．２インチ）〜約７．６ｃｍ（３インチ）の範囲で
あるのがよく、金属メッシュまたはマットは最終の肉厚
の１０％〜１００％をなすのがよく、即ち、もしプラス
チック製容器の壁が５ｃｍの厚さであれば、中央の金属
メッシュまたはマットスケルトンまたはマトリックスは
０．５ｃｍ〜５ｃｍの厚さであるのがよい。しかしなが
ら、金属繊維は外部の壁表面を貫通しないことが好まし
い。処理にあたり、メッシュまたはマットを型内に配置
し、流動性の液状プラスチック樹脂を型内に注入し、ま
たは注ぎ込んでオープン状態の多孔質メッシュまたはマ
ットを完全に含浸し、次にプラスチック／メッシュまた
はその組合わせを加圧下で加熱してプラスチック樹脂を
硬化させ、これがすべてのボイド又は空隙を塞いで容器
の壁の密度を高める。プラスチックは、２つの共重合性
成分または単一のプラスチック樹脂を含むのがよく、こ
れらにはすべて、適当な稀釈剤、硬化剤、流れ調整剤、
解媒、開始剤、他の適当な添加剤が加えられている。

【００５０】次に、図面のうち図４を参照すると、一体
構造体、例えば貯蔵モジュール１０の一実施例が示され
ており、この貯蔵モジュール１０は、底部及び側壁を備
えたコンクリートまたは他の適当な材料で形成された容
器１２を含む。容器１２は容器の最も上の縁部の頂部に
配置された蓋１４によって閉じられている。蓋１４は、
容器１２に用いられた隆起部１３と蓋１４に設けられた
凹部の嵌合により容器に取り付けられている。

【００５１】貯蔵モジュール１０が隣接するコラム又は
柱状体の状態に互いに積み重ね関係になりやすいよう
に、貯蔵モジュール１０を図４に示すように六角柱とし
て形作るのがよい。六角柱の側部の各々は、実質的に平
らな側部１６として図示されており、側部１６の各々の
間にはコーナー側部１８が設けられる。貯蔵モジュール
１０を互いに積み重ねると、隣り合うモジュール１０の
側部１６は互いに当接して上から平面図で見ると、ハニ
カムタイプの構造を形成する。フォークリフト用溝２２
がモジュールの底部に示されている。あらゆる場合にお
いて、本明細書に記載の容器を処理、予想、貯蔵及び／
または埋設のために多目的容器として使用でき、そして
容器の製造場所から廃棄場所へ輸送し、汚染廃棄物を詰
め込み、埋設または貯蔵のために埋設場所まで輸送でき
る。また、固体化、脱水等の処理を容器の密封前に容器
内で実施できる。

【００５２】図４の容器１２内において、側壁１６，１
８は、好ましくは円筒形の内部空間２０を形成する。内
部空間２０内では、鋼製ドラム２６のいくつかの積重ね
体が示されている。これらのドラムは、液体状、固体状
または圧縮形態の放射性廃棄物又は有害廃棄物を含むこ
とができる。本明細書では、モジュールの壁は廃棄物に
直に接していない。本発明では、容器及び蓋の壁２４は
また、別個の繊維、粒子等としてコンクリート及び他の
添加物と一緒に混ぜ合わされた処理済みの放射性廃棄
物、有害廃棄物または混合廃棄物を含む。廃棄物収納容
器またはパッケージ２６とコンテナ１２の側部との間で
円筒形内部空間２０内に形成されたボイド空間又は空隙
を汚染状態または非汚染状態の粒状充填剤３６、例えば
セメント状グラウトで充填するのがよい。

【００５３】図面のうち図５は、側部１６及び蓋１４を
備えたコンクリートまたは他の適当な材料で作られた正
方形または丸形の汚染廃棄物貯蔵容器の一実施例を示し
ており、かかる容器は底部を備える場合と備えない場合
がある。側部及び頂部を突出部３０で定位置にセットで
き、ボルト３２で定位置に保持できる。このモジュール
は、一体性の高い容器３４を収納することができる。本
発明における容器及び蓋の壁２４は、上述したような処
理後の放射性廃棄物、有害廃棄物、または混合廃棄物を
収容する。プラスチック製ライナーが符号３５で示され
ている。

【００５４】図６は、上述の封入装置の幾つかの壁２４
の一例を理想化した拡大断面図で示している。図示のよ
うに、中程度の大きさの白丸で示す粒状サンド充填剤３
６、中程度の大きさの陰影付きの丸で示すセメント３８
は、壁２４の本体の大部分を形成するマトリックス４２
を構成する。壁本体又はマトリックス材料２４の中に
は、符号４０で示すフライアッシュ微粒子、放射性金属
繊維４４及び／またはハッチングの入った大きな白丸で
示す放射性の粉砕された大きなコンクリート骨材又は他
の有害物４６及び大きな白丸５０で示す未使用の粉砕さ
れた大きな骨材が分散して設けられている。図示してい
ないが、切断された汚染プラスチック片も、このマトリ
ックス内に含まれている。全部が未使用非汚染物質で作
られた封入構造体の壁内に繊維又は骨材を使用するのと
は異なり、本明細書で用いる放射性物質は非凝集物形態
であり、望ましくは、塊となって放射能の強い繊維−骨
材粒４８を形成することがなく、或いは少なくともかか
る凝集物の生成を最少限に抑えなければならない。

【００５５】放射性繊維、放射性コンクリート及び有害
固形廃棄物は、マトリックス４０全体にわたり均一且つ
均質に分布し、したがってこれらは本質的に、分離され
てマトリックス材料で封じ込められたばらばらの繊維及
び粒子であるようになる。プラスチック製シートまたは
プラスチック製粒状マトリックスの場合、金属繊維また
は金属マットを用いないで、汚染粒状物４６または繊維
４４は、封入プラスチック製粒子または連鎖（connecte
d chains) または重合体の間に分布して存在する。

【００５６】図６で分かるように、最も大きな粒子は、
骨材粒子４６，５０であり、次に大きな粒子はセメント
３８及びサンドまたは他の充填剤３６である。セメント
粒子３８はサンドまたは他の充填粒子３６と一緒になっ
て、すべての他の物質を含むマトリックスを形成する。
フライアッシュ粒子４０（もし使用した場合）は、２番
目に小さなものであり、陰影を施して示した非常に小さ
なシュリカフューム粒子５２（もし使用した場合）と一
緒になって、一連の異なるサイズの粒子となって、内部
空隙を実質的に完全に満たし、本質的に空隙のない多孔
度の低い物品をもたらす。上述のように、例えばステン
レス鋼のような小さな金属繊維物も構造体中に使用でき
る。また、円形及び無定形粒子を図示の金属繊維４４に
代えて、或いはこれと一緒に使用することができる。ま
た、非汚染状態の炭素、セラミックプラスチックまたは
ガラス繊維を追加の強化剤として含むのが望ましい場合
がある。マトリックス中におけるかかる放射性分布を達
成するために、放射性繊維、コンクリート粒子及び有害
固形廃棄物は、重要なサイズ及び輪郭のパラメータを満
たし、ある順序で組成混合物に加える必要がある。

【００５７】図７は、本発明の方法の一実施例を示して
おり、かかる方法を、一例として非汚染状態のサンド、
セメントマトリックス、放射性金属及び放射性コンクリ
ート添加剤の使用のためにかなり詳細に説明する。ただ
し、本発明の方法はそのようには限定されるものではな
く、物品としては、先に詳細に指摘したように、金属自
体、有害または混合状態の廃棄物を備えた金属、或いは
種々の金属またはプラスチック結合剤、例えば鋼、ポリ
エチレン樹脂、金属マットマトリックスを備えたプラス
チック等が挙げられる。

【００５８】図７は、放射性添加剤の処理のための２つ
のフローパスを示している。フローパスＩは放射性金属
の処理に関し、フローパスＩＩは放射性コンクリートの
処理に関する。フローパスＩでは、放射性金属、例えば
原子炉の冷却の際に用いられたステンレス鋼管、原子力
現場で用いられた管類、金属製使用済み燃料チャンネル
ボックス、ウラン濃縮のために用いられた遠心機、圧縮
機及びモータ、原子炉現場の建屋で用いられた羽目（si
ding）、原子炉内、或いはその近傍で用いられた他のス
テンレス鋼、ニッケル、鉄、鉛、クロム、テクネチウム
または他の放射性金属構成要素が放射性出発原料であ
る。たいていの場合、放射性出発金属原料を検査し、金
属のタイプにしたがって区別し、例えば、一連のすべて
のステンレス鋼を所望の最終製品に基づいて一連のすべ
ての炭素鋼から分離して製造し、放射性金属供給物
（Ａ）を得る。あらゆる製造法の利用が可能であるが、
たいていの場合、金属供給物を次の処理に有利な大きさ
に、シャー、アセチレントーチまたは必要ならば水中プ
ラズマトーチ等を用いて切断する。

【００５９】次に、放射性金属供給物を金属溶融装置、
例えば約１２００℃以上の温度で動作する誘導電気炉に
送る。これについては、実験例において後で説明する。
金属溶融炉では、精製された低グレードの放射性全金属
底部相を形成し、不純なそれよりも高いグレードの放射
性金属スラグ頂部相から分離する。添加剤として、最高
１５重量％の非汚染状態の金属、好ましくは、最高１０
重量％の非汚染状態の金属例えばニッケル、クロム等を
ある場合では添加し、炉内で反応させ、この場合、繊維
または他の物品または構造体を注型するのに必要な特定
の強度特性を有する底部層金属組成物を提供することが
必要である。

【００６０】全金属底部相を金属繊維への次の処理のた
めに用いるのがよく、或いはパス５３によって種々の物
品、例えばブロック、スラブ、壁、容器等に直接、注型
してもよい。一般に、もしスラグ相を分離しない場合、
生産された任意の金属繊維は、これらを添加するコンク
リートマトリックスに高引張り強度を与えるのに必要な
物理的性質を有しておらず、或いは金属物品または構造
体、例えばスラブは必要とされる実施例の所要の組成を
有していない。しかしながら、まれには、非常に純度の
高い放射性金属供給物を用いる場合、頂部スラグ相が形
成されない場合がある。図７におけるステップ（Ｂ）
は、溶融金属または注型金属インゴットからスパン金属
繊維を生産することができる。かかる繊維の溶融紡糸は
当該技術分野において周知である。頂部相スラブを型内
へ注入するとパス５３´によって放射性の強い遮蔽ブロ
ックインゴットが形成されるが、スラグの一部を水で急
冷して、無定形金属の全体として円形の粒子または凝集
物を形成し、かかる粒子または凝集物をパス５４を介し
て充填剤として別個に用いてもよく、或いは図７に示す
ようにサンドに加えてもよい。

【００６１】含まれた金属棒材、繊維、全体として球形
の粒子及び無定形粒子のサイズ及び幅または直径は、こ
れらを用いる封入装置の引張り強度及び圧縮強度に影響
を及ぼす。放射性または非放射性の注型強化棒材（使用
した場合）の実質的な長さは好ましくは約２５ｃｍ〜約
５０ｃｍ、直径は約０．１０ｃｍ〜約３ｃｍであるのが
よい。放射性金属繊維は長さが約０．５ｃｍ〜約２０ｃ
ｍ、好ましくは約１．０ｃｍ〜約３．５ｃｍ、長さと幅
の（幅に対する長さ）のアスペクト比が２００：１〜２
０：１、好ましくは１５０．１〜７５．１であるべきで
ある。したがって、もし繊維の長さが１０ｃｍである場
合、幅または直径の範囲は約０．０５ｃｍ〜０．５ｃｍ
であるのがよい。不適格な寸法形状の繊維を金属溶融及
び繊維注型操作に戻す。最も好ましい繊維は、クロム含
有量が１５％〜２６％、ニッケル含有量が８％〜１４％
のステンレス鋼繊維である。コンクリートに用いる場
合、好ましい金属繊維の重量％の範囲は、約２％〜約５
５％、最も好ましくは、２重量％〜３０重量％である。
全体として球形の金属粒子の直径は、約０．００１ｍｍ
〜約３０ｍｍ、無定形金属粒子の厚さは、約０．０１ｍ
ｍ〜約３０ｍｍであるのがよい。

【００６２】繊維の長さが０．５ｃｍ未満の場合、これ
ら繊維はコンクリートの引張り強度に対して有利な影響
を及ぼさない。繊維の長さが２０ｃｍを越えると、これ
ら繊維は塊となって形が変わり、コンクリートの引張り
強度に対する所望の影響を及ぼさない。金属は、溶融注
型中、油残留物がなく、慎重な取扱い及び貯蔵を要しな
い。

【００６３】フローパスIIのコンクリート処理段階で
は、放射性コンクリートの大部分またはスラブ、或いは
大きなサイズの放射性の砂利がステップ（Ａ）で用いら
れる。コンクリートは、原子炉構造部材の解体またはそ
の周りの解体から生じる壁部分、チャンク、スラブ及び
ダストであるのがよく、或いは取得された低レベル放射
能の使用済み廃棄物容器等であってもよい。コンクリー
トを、ステップ（Ｂ）において、直径（大まかな直径）
が約０．００１mm〜約３０mmの全体として球形の粒子と
なるよう粉砕するのがよい。かかる砂利を用いて原子炉
現場の路上を走行するビークル等に起因して何年間もの
うちに放射性になっている道路用砂利を、濾過池等から
の砂利と同様に用いることもできる。この砂利がもし大
きなサイズのものであれば粉砕するのがよい。その最終
サイズは、粉砕されたコンクリートと同一の範囲にある
べきである。もし粒子の直径が０．００１mm以下であれ
ば、コンクリートの強度特性を損なう場合がある。もし
粒子の直径が３０mm以上であれば、特に、薄い壁を備え
る容器等を形成することが困難になる。

【００６４】好ましくは放射性砂利またはコンクリート
粒子は同一サイズのものではないが、直径が０．００１
mm〜３０mmの間で実質的に均一に分布している。本発明
の方法の実施例では、種々の粒子サイズが必要であり、
最も大きなものは放射性コンクリート骨材または放射性
道路用砂利及び任意の未使用骨材であり、次に最も微細
なものは、ポルトランドセメントと一緒に用いられる充
填剤及び未使用サンドであり、次に後述のように微細な
フライアッシュ及び超微細なシリカフュームが続き、こ
れらはすべて相互作用して小さな粒子を大きな粒子マト
リックス内に保持し、最も大きな空隙を無くすことによ
り高い密度及び低い水透過性をもたらすようになる。放
射性コンクリートダストを図７のパス５２に示すように
非汚染状態のサンドと連携して用いてもよい。好ましく
は、すべての放射性コンクリート材料の寸法を粉砕作業
によって減少させ、新たな湿潤性表面が得られるように
する。

【００６５】上述のように、川にある非汚染状態の「え
んどうまめ」状の砂利または人造の未使用骨材を放射性
コンクリート粒子とに加えて用いるのがよい。非汚染状
態の骨材は、放射性コンクリート粒子と同一の約０．０
０１mm〜３０mmの大まかな直径粒子サイズを有する。使
用されるべき放射性コンクリート粒子の量に基づき、未
使用の砂利の量を求めて、（骨材）：（サンド）：（セ
メント）：（水）の重量比が（１０）：（５〜７）：
（３〜４）：（１〜２）に近い有用な乾燥状態のコンク
リート配合物を得ることができる。

【００６６】川砂または微粉砕された石または骨材であ
り、充填剤として働くサンドの粒径は、大まかな直径粒
径範囲が、約０．０１５mm〜約１０mmであり、骨材サイ
ズよりも小さな範囲である。図６に示すように、スラグ
の水による冷却で得られる無定形放射性金属スラグ粒子
を、もし必要であればサンドの粒径範囲に入るよう、即
ち厚さが約０．０１５ｍｍ〜約１０ｍｍならば、丸くさ
えあれば、サンドの一部に代えて充填剤として使用する
ことができる。

【００６７】上述のように、サンド粒径範囲内の非常に
微細な放射性コンクリートダストを、初期のセメント混
合物を作る際にサンドと一緒に加えるのはよいが、その
重量は、添加が許容される重量％で表した放射性コンク
リートに対する限度によって定まる。ポルトランドセメ
ントを上述の（骨材）：（サンド）：（セメント）：
（水）の比によって定まる量で使用する。ポルトランド
セメントは非汚染状態であり、好ましくは低熱水和セメ
ントであり、これは硬化中に生じる熱は最少であって、
必要な水の量は標準セメントよりも少ない。かかるセメ
ントは市販されており、一般に中〜低程度の水和または
低水和セメントとして表示されている。

【００６８】コンクリート混合物で用いられる水の量を
制限し、可塑剤との作業性をよくするための水の必要量
を補うことが好ましい。使用する水は、普通の非汚染状
態の水または放射性の水であるのがよい。もし水が放射
性である場合、この水を濾過処理して有機不純物を除去
し、安定化された液体を得るのがよい。

【００６９】可塑剤をコンクリートと一緒に用いて長期
間にわたりコンクリート混合物の可塑性を増大させる。
有用な可塑剤は市販されており、通常はβ−ナフタレン
スルホネートポリマーまたは他のハイブリッド混合物の
塩、例えばカルシウムまたはナトリウムである。本発明
の目的にとっては、可塑剤を加えて含水量を減少させる
だけではなく、コンクリート配合物の作業性及びその流
動性を増大させるとともに予想混合時間を伸ばして、す
べての構成要素の完全な混合が生じるようにする。骨
材、サンド、セメント及び他の化学的添加剤を「乾燥」
配合物に導入した後に最終段階で可塑剤をコンクリート
混合物に加える必要があり、そして初期スランプ試験を
実施する。初期スランプ試験に先立って可塑剤を用いる
と、水−セメント比の計算を誤る場合がある。

【００７０】本発明で用いる水の量は、上述の重量比に
従う。最少量の水を用いると、所望の比較的乾燥したコ
ンシステンシーセンメント混合物が得られる。引き続い
て、可塑剤を加えると、コンクリートのスランプレベル
及び流動性または可塑性が増すことになる。放射性の
水、例えば図７に示すような冷却スラグから得られた放
射性の水をパス５６によって送り、コンクリート混合物
中に用いられた水の幾分かまたはすべてを交換すること
ができる。

【００７１】図６に示すようにコンクリート混合物に加
えられる他の成分は、フライアッシュ４０及びシリカフ
ューム５０である。フライアッシュは粉末状石炭を強制
通風で燃焼させて得られた微細なアッシュであり、しば
しばかかる処理からの燃料ガスと一緒に運び出される。
バグハウスフィルタまたは電気集じん装置が効率的な回
収を行なうために必要である。フライアッシュ中には、
ＣａＯ、ＭｇＯ、シリカ及びアルミナが相当多くの割合
で存在している。フライアッシュの粒径は好ましくは約
０．００１mm〜約０．０１mmである。これにより、サン
ドよりも細かい粒子及びシリカフュームよりも大きな粒
子が得られる。

【００７２】シリカフュームまたはフューム状のシリカ
は、水素−酸素炉内における四塩化珪素の燃焼により生
じたコロイド状態のシリカ（ＳｉＯ₂）である。これは
白色の微粉であり、本発明の目的のためには、粒径範囲
が約０．０００１５mm〜約０．００１５mmであり、硬化
した封入装置の強度を増すと共にその密度を増加させる
際に極めて重要な超微粒子を生じさせ、したがって漏れ
の可能性を無くす低浸透性を有するようになる。。これ
ら成分の好ましい範囲は、結合剤を１００部として、シ
リカフュームは約０．２〜約２重量部であり、フライア
ッシュは約０．５〜約４重量部であり、約０．１〜約１
重量部の化学的可塑剤が、配合物作業性要件に基づいて
処理済みの放射性物質と一緒に加えられる。

【００７３】他の添加剤を用いてもよく、これには例え
ばＡＥ剤が挙げられ、これは少量の有効量の添加を行う
と、硬化の際に、硬化封入装置内の顕微鏡的気泡を生じ
させる。これら顕微鏡的気泡は、断熱効果を生じさせ、
耐寒性／亀裂に対する耐融解性を増加させる。他の有用
な添加剤は、硬化剤であり、これはまた水分を減少させ
ると共に作業性及び仕上がりを向上させる。

【００７４】事実上任意の環境が可能であるが、清浄で
非汚染状態のセメントが結合剤である場合にこれを用
い、熱可塑性樹脂、例えばエポキシ樹脂は、上述のよう
に結合剤として用いられる場合には常に清浄且つ非汚染
状態であり、それにより良好な接合性又は結合性が確保
される。

【００７５】コンクリート混合物を完全に混合した後、
可塑剤及び放射性金属を、９００〜２７００ｋｇのバッ
チにつき、好ましくは約３０ｒｐｍ〜５０ｒｐｍの撹拌
−混合速度で好ましくは１０分〜２０分間かけてゆっく
りと加える。

【００７６】その結果得られた形態の注型組成物は、図
面に示すもののうち任意のもの、例えば図４及び図５の
容器構造または図２の壁または障壁構造等であるのがよ
い。これら構造体は、例えば図５に示す例では、内部ま
たは内部に設けられるライナー被覆または層３５、例え
ばプラスチック樹脂、水障壁被膜、金属化被膜を有する
のがよく、これらにより拡散された液体が溶脱しないよ
うにすること、または外部水または液体が漏れ込まない
ようにするという種々の目的に適合する。上述のプラス
チックまたはプラスチック用樹脂、例えばポリエチレ
ン、ポリ弗化ビニリデン、及びポリ塩化ビニルが、容器
の外部の内側及び／または外側プレートまたはシートカ
バーにとって特に有利であり、或いは形状が非常に一致
する内側ライナとして特に有利であり、厚さは約０．２
ｃｍ〜約２．５ｃｍである。これらライナ及び外側カバ
ーは、封入及び漏れ防止特性だけではなくて耐破損性を
実質的に増すことができる。これらプラスチック用樹脂
ライナ及び外側カバーを、容器のコンクリート製造中
に、コンクリートのための内側及び外側の形として使用
することができる。

【００７７】これらライナー及び外部カバーは好ましく
は、コンクリートに密接して取り付けられ、最適には、
コンクリートに埋め込まれているアンカー手段により、
ライナー又はカバーに一体に取り付けられる。たとえ
ば、ライナー又はカバーリブ、或いはライナ又はカバー
からコンクリート内へ延びてコンクリート硬化時にプラ
スチック用樹脂とコンクリートを固着させ、連結し、或
いはインターロックさせるダブテール又はＴ字形部分等
が有利である。またライナー又はカバーを単に注型し、
或いは注入してコンクリートの表面に締まり嵌め状態と
なり、場合によってはこれに含浸してコンクリート製容
器との結合部を形成し、或いは、ライナー又はカバーを
適当な高強度耐水性接着剤で定位置にぴったりと付けて
も良い。

【００７８】図３に示すようなプラスチック製容器を製
作する場合、以下に述べる一般的な工程を採用する。先
ず最初に、汚染状態のプラスチック製ドラム、袋等を適
当な大きさに切断してこれらを溶解して流体、即ち或る
量の注ぎ込み可能な状態にする。次に、有害流体を一般
に、当該技術分野において周知の方法で遠心注型する。
この注型工程は、上述のような金属繊維又は金属メッシ
ュ若しくは金属マットと関連して利用できる。

【００７９】以下の実験例は、本発明を更に分かりやす
く示すものであるが、いかなる点においても本発明を限
定するものではない。

【００８０】実験例１認可されたパイロット金属溶解装置誘導電気炉を利用し
て、冷却され、注型され、溶解された放射性金属管類廃
棄物からブロックの形態の汚染廃棄構造体を形成した。
全金属ブロックの比放射能は、約１３０Ｂｑ／ｇ以上で
あり、支持体を備えていなかった。ブロックは実質的に
スラグ残留物が無かった。この種のブロックは遮蔽材と
して有用であった。また、図１に示すものと類似してい
る輸送可能な多目的容器もかかる放射性金属管類廃棄物
から容易に注型できた。

【００８１】実験例２２つの小型ボックス型を製作して、外寸が幅４０６mm、
長さ４０６mm、高さ３５５mm、内部直円柱キャビティの
直径が３００mm、高さが３００mmの注型コンクリート製
容器を製作した。型を有機離型剤で被覆してコンクリー
トの注入後の抜き取りを実施しやすくした。次に、これ
ら型の接合部を更にシーラントで被覆してコンクリート
のブリードを防止するようにした。次に、これら型を放
射性コンクリート混合物で満たし、その結果、壁の肉厚
が５０mmであって底部を備えた容器を作り、４０．６cm
×４０．６cmのかかる容器に合わせて、最小厚さが５０
mm、外寸が４０．６cm×４０．６cmの別個の蓋を形成し
た。完成されたモジュールは、内部キャビティと周囲環
境との間のコンクリート厚さが最小５０mmの積重ね可能
なモジュールであった。容器は、頂部８１及び廃棄物の
ためのキャビティ８２を備えた図８において符号８０で
示すものと同一であった。この容器は対角線方向のコー
ナーで壁厚さが大きくなっている分、収納効率を犠牲に
しているが、その製作はプロトタイプとしてまずまずの
ものであったと考えられる。両方の容器のコンクリート
配合物は、高放射性金属スラグ凝集物、汚染状態の繊
維、汚染状態のコンクリート骨材及び汚染状態の水を含
み、この場合、両方のサンプルは又、非汚染状態の骨
材、サンド、セメント、及びフライアッシュを含んでい
た。放射性スラグを、米国テネシー州オーク・リッジ所
在のウエスチングハウス・エレクトリック・コーポレイ
ションのＳＥＧ（Scientific Ecology Group）金属溶融
施設から得た。このスラグをＳＯＬＯ・ＣＵＰアナリシ
スのテネレックモデル（Tennelec Model) ＣＰＶＤＳ３
０−２９１９５を用いて分析した。放射能の最も高いレ
ベルは、セシウム１３７、コバルト６０、ウラン２３
５、ウラン２３８からのものであることが判明し、総放
射能は７７５０．８８７０ｄｐｍ／ｇであることが判明
した（ここでｐはdisintegrations)。このうち相当多く
の量は容器内で使用されるべきものであった。

【００８２】日常的なＳＥＧキャスク保守及び洗浄作業
に起因する汚染状態のクリーンアップ水をコンクリート
配合物水及び汚染水としての用途に得た。使用した水を
ＳＥＧ実験施設で分析した。クリーンアップ水の分析結
果によれば、放射能レベルの主因は一放射性核種である
コバルト６０であり、総放射能は０．２２２ｄｐｍ／ｇ
であった。

【００８３】この目的のために粉砕再利用コンクリート
を、先に製造したコンクリート製容器の蓋の一部を解体
して得た。コンクリートを手作業で粉砕して、直径が１
９mm以下のペレットサイズにした。再利用コンクリート
を上述の汚染状態の水で洗浄して微粒子の除去を行っ
た。したがって、再利用コンクリートは主としてコバル
ト６０に起因する同一の放射線学的性質を有するものと
考えられる。

【００８４】ステンレス鋼製強化繊維を得た。これら繊
維を上述の汚染状態の水で濯ぎ洗いし、セメントへのス
テンレス鋼製繊維の付着を助けた。汚染状態の水の使用
により、ステンレス鋼製繊維は、主としてコバルト６０
に起因する同一の放射線学的性質を有するものと考えら
れる。繊維は長さが全て約１５mm〜１６mmであった。
水、粉砕コンクリート及びステンレス鋼製繊維は上記し
たように厳密には放射性ではないが、これらは上記自然
界の放射能レベル以上の放射能レベルを有しており、放
射性元素で確かに汚れ、汚染状態になっていた。

【００８５】クリーンな石灰石を基材とする骨材を得
た。クリーンな川砂も得た。このサンドと共にクリーン
な石灰石を基材とする骨材は、通常のプレキャストコン
クリートを製造する際に用いられるものとほぼ同一であ
る。セメントをあらゆる建造用途で市販されている。標
準コンクリート等級のフライアッシュも得た。

【００８６】両容器で用いた材料に関する事項を以下の
表１に要約して示す。

【００８７】

【表１】表１材料重量部重量％粒径（mm）セメント６０１４．８ 0.0015 0.01 サンド１１０２７．１ 0.1 1.0 骨材１４０３４．６ 0.1 10 汚染状態のステンレス鋼製繊維１５２．７ 15.87 汚染状態の破砕コンクリート２５６．２ 0.1 20 放射性スラグ２５６．２ 1 30 汚染状態の水３０７．４ −−− これら材料の混合又は取扱に先立って、全作業者は防護
衣服を着て放射線作業者安全コースを経た。コンクリー
トバッチの混合につき書面による指示に加えて口頭によ
る指示も与えた。

【００８８】組成手順は次の通りであり、全ての構成成
分を以下の順序で重量測定し、完全混合操作により加え
た。

【００８９】１）骨材２）放射性スラグ３）汚染状態破砕コンクリート４）サンド５）セメント６）汚染状態の水７）汚染状態の１５．８７mm（５／８インチ）のステン
レス鋼製繊維８）可塑剤（０．２重量％）混合手順において、先ず最初に骨材（スラグ、再利用コ
ンクリートを含む）、サンド、セメント及び水を加え、
これら材料を加えながら完全に混合した。コンクリート
配合物を得たら、ステンレス鋼製繊維をゆっくりとコン
クリート配合物に加え、均一な分布状態が得られるよう
にした。コンクリートを完全に混合し、且つ全ての成分
を適当な比率で加え、コンクリートを注ぎ込み可能な状
態にした。

【００９０】コンクリートを完全に混合し、放射性成分
を含む全ての材料の均一分布が得られるようにした。コ
ンクリートを手作業で型内に入れ、その最終位置まで回
転させた。２つの容器を型内においてプラスチックシー
ト下で２日間かけて硬化させた。

【００９１】新たに注入した容器にサービス水ミストを
噴霧し、これらをプラスチックで包み、そのままの状態
で３日間かけてミスト硬化させた。３日間の硬化の後、
容器の包みを取って木及びプラスチック型を取り外し
た。形成作業による全ての残留物を手持ち器具を用いて
容器から取り除いてきれいにした。完成した容器を検査
し、次に、水ミストを噴霧し、再び包み、そのままの状
態で残りの２５日間をかけて硬化させ、設計強度を完全
に得た。２８日間の硬化期間経過後、容器の包装を外
し、型ブリードより生じた表面の傷及びハニカム不足の
外観面における補修を行う。頂部を容器に装着し、次い
で、これらを放射線学的に放射能の有無につき検査す
る。

【００９２】容器に関する全検査の結果を次の表２に示
す。

【００９３】

【表２】表２サンプル容器１及び２放射能レベル水 3.76×10^-7μCi/ml*＝0.222 dpm/g 繊維 3.76×10^-7μCi/ml*＝0.222 dpm/g 破砕コンクリート 3.76×10^-7μCi/ml*＝0.222 dpm/g スラグ 7.75×10³dpm/gr**＝2.5 ×10^-3μCi/ml ＊・・・0.0139Bq/g ＊＊・・・129.5 Bq/g ６．２重量％の高放射性スラグの使用により、容器内に
相当多量の放射性物質が入ったことになる。コンクリー
ト製容器の最終密度は理論値の９０％以上であった。

【００９４】類似の結果が市販サイズの容器、例えば、
内寸が長さ１８２cm、幅１２２cm、高さ１２２cmの容器
について得られた。なお、蓋の重量は３１８kg、容器重
量は約１７３０kgであり、この容器は構造自体の中に最
高１３７５kgの汚染物及び正味重量が２２７０kgの汚染
物を収容できる。かくして、本発明の利用は、非汚染状
態の材料で作られた容器と比較して総汚染材料正味重量
が約６０％増大した。プロトタイプが小さなサイズ及び
独創的であることにより、容器の用途が制約された。

【００９５】サンプル容器１を、材料輸送バケット用途
に市販されている材料と類似のポリプロピレンライナー
で内張りした。容器１の外面を市販のコンクリート浸透
剤及びシーラントで被覆した。ライナーを定位置にしっ
かりと取り付けて被膜を乾燥させた状態で、ＳＥＧ実験
施設からの放射線学的廃棄物を容器に入れた。容器の蓋
を密封して、容器の外側を表面放射能強さにつき検査し
た。地面よりも低い放射能レベルを検出して記録した。
次にＳＥＧ実験施設での一時貯蔵のために容器を輸送し
た。

【００９６】サンプル容器２には、サンプル容器１のよ
うな内張りも被覆も施さなかった。その代わりに、サン
プル容器２は、サンプル容器の本体内部に配置された標
準の放射性破棄物容器であった。標準容器は、ＳＥＧ基
準に合わせて処理した廃棄物を収納していた。次にサン
プル容器内の材料を包装して密封し、蓋をサンプル容器
に取り付けた。次に、サンプル容器全体を表面放射能に
つき検査した結果、０．５ミリレム以下であることが分
かった。次いで、この密封された状態のサンプル容器に
永続的な密封及び包装処理を施し、米国テネシー州オー
ク・リッジのＳＥＧから米国サウス・カロライナ州バー
ンウエルの廃棄物処分場所まで輸送した。

【００９７】上述のことから理解されるように、汚染物
を種々多様な物品又は製品の形態で使用又は再使用する
ことができ、これらのうち多くを、汚染物を再び、或い
は一段と強く汚染する目的に適用できる。

【００９８】

【図面の簡単な説明】

【図１】全金属貯蔵モジュールの横断面図である。

【図２】放射線封じ込め遮蔽体として使用でき、本発明
の組成物で作られた一体固形構造体、例えば、壁部分の
斜視図である。

【図３】プラスチック材料を収容した貯蔵モジュールの
横断面図である。

【図４】ドラムが詰め込まれていて、本発明による硬化
コンクリート組成物で作られた一体貯蔵モジュールの一
実施例の部分切欠き斜視図である。

【図５】本発明の硬化コンクリート組成物で作られたボ
ルト留め式貯蔵モジュールの横断面図である。

【図６】本発明の硬化組成物で作られたコンクリート製
貯蔵モジュール壁のほんの一部の部分拡大部分横断面図
である。

【図７】本発明の方法の幾つかの実施例を記載したブロ
ック図である。

【図８】実験例２で製作した封入容器の部分切欠き斜視
図である。

【符号の説明】

１０汚染廃棄物貯蔵容器又はモジュール１２容器１４蓋２０内部空間２４壁２６ステンレス鋼製ドラム３６充填剤３８セメント４０フライアッシュ４２マトリックス４４金属繊維４６コンクリート骨材８０容器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢ 5/00 ＺＡＢＧ２１Ｆ 9/36 ５０１ＡＢ０９Ｂ 5/00 ＺＡＢＴ (72)発明者ジョセフダニエルイングラムアメリカ合衆国テネシー州 37922 ノックスビルオータム・リーブズ・レーン 11817 (72)発明者ヒューバートウォレスアロースミスアメリカ合衆国テネシー州 37922 ノックスビルウイロー・コーブ・ウェイ 12520 (72)発明者ティモシーブルースラムゼイアメリカ合衆国テネシー州 37922 ノックスビルヒッコリー・ウッズ・ドライブ 512

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放射性廃棄物、有害廃棄物、及びこれら
の混合物から成る群から選択された廃棄物から成る物品
であって、放射性廃棄物が金属の形態であれば、該金属
は物品の３５重量％以上を占めることを特徴とする物
品。
【請求項２】放射性廃棄物又は有害廃棄物にさらされ
て汚染度が更に強くなっていることを特徴とする請求項
１の物品。
【請求項３】物品は、注型、冷却、及び溶融処理が行
われた放射性金属構成部品だけで作られた汚染廃棄物物
品の形態をなし、該物品中に用いられる溶融金属は、ス
ラグ残留物が実質的に無く、比放射能が１３０Ｂｑ／ｇ
以上であり、物品は、追加支持材料の無い注型金属から
成ることを特徴とする請求項１の物品。
【請求項４】物品は輸送可能な容器の形態であること
を特徴とする請求項１の物品。
【請求項５】物品は輸送可能な容器の形態であること
を特徴とする請求項３の物品。
【請求項６】物品は部材から成り、廃棄物はコンクリ
ート結合剤のマトリックス中に存在することを特徴とす
る請求項１の物品。
【請求項７】物品は輸送可能な容器であり、廃棄物は
小さな個別形態をなし、容器は、高内部空隙充填率が得
られるように互いに異なる大きさの粒子で作られている
ことを特徴とする請求項６の物品。
【請求項８】廃棄物はプラスチック用樹脂結合剤のマ
トリックス中に存在することを特徴とする請求項１の物
品。
【請求項９】物品は輸送可能であり、廃棄物は小さな
個別形態をなし、容器の内部空隙充填率は高いことを特
徴とする請求項８の物品。
【請求項１０】物品は部材を含み、該部材は本質的に
は、放射性熱可塑性樹脂、有害熱可塑性樹脂、及びこれ
らの混合物から成る群から選択された物質から成ること
を特徴とする請求項１の物品。
【請求項１１】物品は輸送可能であり、熱可塑性樹脂
は、他の放射性物質又は有害物質及びこれらの混合物の
ためのマトリックスとなることを特徴とする請求項１０
の物品。
【請求項１２】部材を含み、該部材は本質的には、３
５重量％以上が放射性の金属から成ることを特徴とする
物品。
【請求項１３】物品は輸送可能であり、放射性金属
は、ニッケル、クロム、鉄、鋼、及びこれらの混合物か
ら成る群から選択されることを特徴とする請求項１２の
物品。
【請求項１４】封入装置が、その２重量％〜５５重量
％を占めるばらばらな繊維の形態の放射性金属が壁中に
入ったコンクリート構造体を含み、封入装置は、高内部
空隙充填率が得られるように互いに異なる大きさの粒子
を含むことを特徴とする封入装置。
【請求項１５】封入装置は輸送可能な容器の形態をな
し、容器の内部と外部のうち少なくとも一方を覆うプラ
スチック製シート材料が、容器に密接して取り付けられ
ており、繊維の長さは約０．５cm〜約２０cmであり、容
器は汚染物と直接又は間接に接触していることを特徴と
する請求項１４の封入装置。
【請求項１６】シリカフューム、フライアッシュ粒
子、及びこれらの混合物から成る群から選択された少な
くとも一種類の微粒子が、セメントを含み、更にセメン
ト中に分布していて、均一分布状態の棒材、繊維、全体
として球形の粒子、無定形粒子、及びこれらの混合物か
ら成る群から選択された添加剤を含む大きな粒子間に密
に詰め込まれていて、封入装置が高密度を有するように
なっていることを特徴とする請求項１４の封入装置。
【請求項１７】前記大きな粒子は、充填剤、セメン
ト、凝集粒状物、及びこれらの混合物から成る群から選
択され、放射性棒材の長さは約２５cm〜約１５０cm、そ
の直径は０．１０cm〜約３cmであって、長さと幅のアス
ペクト比は２００：１〜２０：１であり、全体として球
形の粒子の直径は約０．００１mm〜約３０mm、無定形粒
子の厚さは約０．０１mm〜３０mmであることを特徴とす
る請求項１６の封入装置。
【請求項１８】添加剤は放射性金属繊維であることを
特徴とする請求項１６の封入装置。
【請求項１９】添加剤は全体として球形の放射性粒子
であることを特徴とする請求項１６の封入装置。
【請求項２０】封入装置は容器の形態をなし、添加剤
は、金属棒材、放射性金属繊維、及び全体として球形の
放射性コンクリート粒子からなる群から選択された少な
くとも一つであり、密接して取り付けられたプラスチッ
ク製シート材料が、容器の内部と外部のうち少なくとも
一方を覆っていることを特徴とする請求項１６の封入装
置。
【請求項２１】壁中に、ばらばらの繊維又は樹脂を含
浸させた多孔質金属メッシュの形態の放射性金属を含む
プラスチック用樹脂から成る構造体を含むことを特徴と
する封入装置。
【請求項２２】放射性廃棄物、有害廃棄物、又は混合
廃棄物を結合剤マトリックス中に混合して封入装置を形
成する方法において、小さな個別形態の放射性物質、小
さな個別形態の有害廃棄物、及び小さな個別形態の混合
廃棄物のうち少なくとも一つから選択された汚染物を準
備し、結合剤と前記汚染物を完全に混合して均質組成物
を生じさせ、該均質組成物を、汚染物及び汚染物のため
のマトリックスとして働く結合剤を含む一体固形封入装
置に成形し、封入装置を直接又は間接に放射性廃棄物、
有害廃棄物、又は混合廃棄物に接触させることを特徴と
する方法。
【請求項２３】結合剤は、セメント、サンド、骨材、
及び水のコンクリート混合物であり、汚染物は、放射性
棒材、放射性繊維、全体として球形の放射性粒子、無定
形放射性粒子、及び安定化放射性液体のうち少なくとも
一つから選択され、硬化した封入装置は高密度であるこ
とを特徴とする請求項２２の方法。
【請求項２４】結合剤はプラスチックであり、汚染物
は有毒化学物質、プラスチック類、金属、及び土壌のう
ち少なくとも一つから選択されることを特徴とする請求
項２２の方法。
【請求項２５】結合剤は金属であることを特徴とする
請求項２２の方法。
【請求項２６】請求項２２の方法で製造された容器。