JPH09318796A - 放射性物質の雰囲気制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電力供給が停止された場合でも、気密チャン
バ１内の雰囲気を大深度の地下環境（低酸素濃度および
任意の低炭酸ガス濃度）に近似した状態に維持する。 【解決手段】 内外に雰囲気が遮断され、放射性物質が
収納される気密チャンバ１と、気密チャンバ１内にガス
を供給して回収すると共に、内部を負圧にするガス循環
装置２と、気密チャンバ１とガス循環装置２とを接続す
る供給配管５１および回収配管５２と、電力供給停止時
に、供給配管５１を遮断する一方、気密チャンバ１をガ
ス供給源に連通させるように切り換える第１循環用開閉
バルブ５３ａおよびバイパス用開閉バルブ５９を有した
ガス供給系５４と、電力供給停止時に、回収配管５２を
遮断する一方、気密チャンバ１を停電等の非常時でも負
圧吸引する施設オフガス系に連通させるように切り換え
る第２循環用開閉バルブ５３ｂおよびバイパス用開閉バ
ルブ６６を有したガス排気系６１とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、停電等の非常事態
により電力供給が停止したときにおいても気密チャンバ
等の密閉ボックス内の負圧を維持させることができる放
射性物質の雰囲気制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年においては、核燃料サイクルにより
発生する高レベル放射性廃棄物の処分に関する研究開発
が進められるにつれ、その処分環境である数百ｍ以上の
大深度の地下環境（低酸素濃度および任意の低炭酸ガス
濃度）を模擬的に実現し、その雰囲気下で実験を行う必
要性が高まっている。

【０００３】そこで、通常は、大気状態から窒素ガス等
の不活性ガスを供給し、酸素および炭酸ガスを除去しな
がら不活性ガスに置き換えることによって、酸素濃度お
よび炭酸ガス濃度の極めて低い大深度の地下環境を気密
チャンバ内に実現するようになっている。

【０００４】ところで、放射性廃棄物等の放射性物質
は、環境を汚染する大きな原因物質であり、このような
放射性物質を取り扱う気密チャンバは、実験途中に停電
等の非常事態により電力供給が停止された場合でも、放
射性物質や放射性物質に曝されたガスが気密チャンバか
ら大気中に漏洩しないように、内部が負圧の状態に維持
される必要がある。そこで、従来は、非常時においても
非常用発電装置で運転される施設オフガス系に気密チャ
ンバを連通可能に接続しておき、電力供給が停止された
ときに、施設オフガス系と気密チャンバとを連通させ、
気密チャンバ内のガスを施設オフガス系により吸引させ
ることによって、気密チャンバ内を負圧の状態に維持さ
せるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、施設オフガス系のみが作動し、他の装置
における例えば不活性ガスの供給が停止された状態にな
っているため、気密チャンバ内のガスが施設オフガス系
により吸引されるのに伴って、大気中の空気（酸素や炭
酸ガス等）が気密チャンバ内に侵入することになる。従
って、電力供給の停止時において、気密チャンバ内の雰
囲気が空気の侵入により大深度の地下環境（低酸素濃度
および低炭酸ガス濃度）とは異なったものになるため、
実験結果に大きな誤差が生じる可能性があるという問題
がある。特に、この問題は、長期間にわたって連続的に
実験を行う必要がある場合のように、停電等の復旧後
に、実験をやり直すことが困難な実験テーマを行う場合
に大きなものになっている。

【０００６】従って、本発明は、停電等により電力供給
が停止された場合でも、気密チャンバ内の雰囲気を大深
度の地下環境に近似した状態に維持することができる放
射性物質の雰囲気制御装置を提供しようとするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、内外に雰囲気が遮断され、放射
性物質が収納される密閉ボックスと、前記密閉ボックス
内に所定ガスを供給して回収すると共に、内部を負圧に
するガス循環装置と、前記密閉ボックスと前記ガス循環
装置とを接続する供給配管および回収配管と、電力供給
停止時に、前記供給配管を遮断する一方、前記密閉ボッ
クスをガス供給源に連通させるように切り換える第１切
換手段を有したガス供給系と、電力供給停止時に、前記
回収配管を遮断する一方、前記密閉ボックスを非常時で
も負圧吸引する排気手段に連通させるように切り換える
第２切換手段を有したガス排気系とを備えており、前記
ガス供給系に設けられ、前記密閉ボックス内の負圧を所
定値に維持するように前記ガス供給源から前記密閉ボッ
クスへのガス流量を制御する保圧バルブと、前記ガス排
気系に設けられ、前記排気手段の負圧吸引の吸引量を調
整可能なバイパスダンパとの少なくとも一つを有してい
ることを特徴としている。これにより、ガス供給系の保
圧バルブが密閉ボックス内の負圧を所定値に維持するよ
うにガス流量を制御したり、ガス排気系のバイパスダン
パが排気手段の過剰な吸引を抑制するため、内外の圧力
差により密閉ボックスが損傷しない程度の負圧に維持さ
れながら、密閉ボックス内にガスが供給されることにな
る。従って、大深度の地下環境（低酸素濃度および任意
の低炭酸ガス濃度）に近似した状態を電力供給停止時に
おいても維持させることができるため、実験結果の誤差
の発生を最小限に抑制することが可能になっている。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１記載の放射性
物質の雰囲気制御装置であって、前記ガス排気系および
前記ガス供給系は、ガス流量の異なる大流量ラインと小
流量ラインとを並列して有しており、これらラインに
は、任意に切り換え可能な開閉バルブがそれぞれ設けら
れていることを特徴としている。これにより、大流量ラ
インと小流量ラインとにそれぞれ設けられた開閉バルブ
を任意の組み合わせで切り換えることによって、模擬す
る地下環境の仕様や初期状態からの立ち上げ時間等を考
慮した運転を行うことが可能になる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１および
図２に基づいて以下に説明する。本実施の形態に係る放
射性物質の雰囲気制御装置は、図１に示すように、気密
状態に内外の雰囲気が遮断され、放射性物質が収納され
る気密チャンバ１（密閉ボックス）と、気密チャンバ１
に対して炭酸（ＣＯ₂ ）ガスや窒素（Ｎ₂ ）ガス等の所
定ガスを供給して回収すると共に、気密チャンバ１の内
部を負圧にするガス循環装置２とを有している。気密チ
ャンバ１には、吸気口１ａおよび排気口１ｂが形成され
ており、これらの吸気口１ａおよび排気口１ｂは、ＨＥ
ＰＡ(HighEfficiency Particulate Air) フィルタ３・
３に接続されている。尚、ＨＥＰＡフィルタ３とは、原
子力設備特有のエアロゾル状の放射性物質を補集するも
のであり、具体的には、定格流量で粒径が０．３μｍの
粒子に対して９９．９７％以上の粒子補集率を有し、且
つ、初期圧力損失が一般に３００Ｐａ以下の性能を有す
るものである。

【００１０】上記の吸気口１ａ側のＨＥＰＡフィルタ３
は、供給配管５１を介してガス循環装置２に接続されて
いる。一方、排気口１ｂ側のＨＥＰＡフィルタ３は、回
収配管５２を介してガス循環装置２に接続されている。
これらの供給配管５１および回収配管５２には、通電時
に開栓状態となるように設定された第１循環用開閉バル
ブ５３ａ（第１切換手段）および第２循環用開閉バルブ
５３ｂ（第２切換手段）がそれぞれ設けられており、こ
れらの循環用開閉バルブ５３ａ・５３ｂは、電力供給の
停止時に閉栓状態に切り替わることによって、気密チャ
ンバ１とガス循環装置２とを遮断するようになってい
る。

【００１１】上記の第１循環用開閉バルブ５３ａと吸気
口１ａ側のＨＥＰＡフィルタ３との間における供給配管
５１には、ガス供給系５４が接続されている。このガス
供給系５４は、大口径の供給用メイン配管５６（大流量
ライン）と、小口径の供給用バイパス配管５７（小流量
ライン）とを並列して有しており、これらの配管５６・
５７は、ガスボンベ等からなる窒素（Ｎ₂ ）ガス供給源
５５に接続されている。

【００１２】上記の供給用メイン配管５６には、通電時
に開栓状態となるように設定されたメイン用開閉バルブ
５８が設けられている。そして、メイン用開閉バルブ５
８は、例えば初期動作時のように気密チャンバ１に大量
に窒素ガスを供給する必要があるときに開栓状態にさ
れ、供給用メイン配管５６を介して大量の窒素ガスを気
密チャンバ１に供給させるようになっている。一方、供
給用バイパス配管５７には、通電時に閉栓状態となるよ
うに設定されたバイパス用開閉バルブ５９（第１切換手
段）と、外部からの電力供給がなくても動作する自立式
の保圧バルブ６０とが設けられている。そして、バイパ
ス用開閉バルブ５９は、停電等の非常事態により電力が
供給されないときに開栓状態となり、窒素ガスを供給用
バイパス配管５７を介して気密チャンバ１に供給させる
ようになっている。また、保圧バルブ６０は、供給用バ
イパス配管５７から窒素ガスが気密チャンバ１に供給さ
れる際に、外部の電力状態とは無関係に気密チャンバ１
を所定の圧力に保持するようにガス流量を制御するよう
になっている。

【００１３】一方、気密チャンバ１の排気口１ｂ側のＨ
ＥＰＡフィルタ３と第２循環用開閉バルブ５３ｂとの間
における回収配管５２には、ガス排気系６１が接続され
ている。ガス排気系６１は、大口径の排気用メイン配管
６２（大流量ライン）と、小口径の排気用バイパス配管
６３（小流量ライン）とを並列して有しており、これら
の配管６２・６３は、非常時においても非常用の発電装
置で運転されて負圧吸引を行う施設オフガス系６４（排
気手段）に接続されている。

【００１４】上記の排気用メイン配管６２には、通電時
に開栓状態となるように設定されたメイン用開閉バルブ
６５が設けられている。そして、メイン用開閉バルブ６
５は、例えば初期動作時のように気密チャンバ１から大
量のガスを排気させる必要があるときに開栓状態にされ
るようになっている。一方、排気用バイパス配管６３に
は、通電時に閉栓状態となるように設定されたバイパス
用開閉バルブ６６（第２切換手段）が設けられている。
そして、バイパス用開閉バルブ５９は、電力が供給され
ないときに開栓状態となり、気密チャンバ１と施設オフ
ガス系６４とを連通状態にさせ、気密チャンバ１内を負
圧の状態に維持させるようになっている。また、排気用
バイパス配管６３と施設オフガス系６４との間における
ガス排気系６１には、カウンターウエイトに対応した開
口度でガス排気系６１を大気側に連通可能なバイパスダ
ンパ６７が設けられている。バイパスダンパ６７は、カ
ウンターウエイトの変更により施設オフガス系６４の吸
引量を調整し、気密チャンバ１に対する施設オフガス系
６４による過剰な減圧を防止すると共に窒素ガスの過剰
な消費を防止するようになっている。

【００１５】上記の構成により電力供給停止時において
も窒素ガスが供給されながら負圧の状態が維持される気
密チャンバ１は、上述のように供給配管５１および回収
配管５２を介してガス循環装置２に接続されている。ガ
ス循環装置２は、図２に示すように、気密チャンバ１内
の窒素ガス等の各種のガスを循環ガスとして回収および
供給するガス循環系６を有している。ガス循環系６の入
口側には、ガス圧を検出する循環ガス圧調整器１０と、
窒素ガスや炭酸ガス等を成分として有した循環ガスを外
部に排気するオフガス排気系７と、循環ガスの循環を停
止可能な循環系開閉バルブ１１と、ガス循環系６に窒素
ガスを供給する窒素（Ｎ₂ ）ガス供給系１２（ガス供給
部）と、循環ガスの逆流を防止する逆止弁１３とが入口
側からこの順に設けられている。

【００１６】上記のオフガス排気系７は、並列接続され
たオフガス用開閉バルブ８とオフガス用制御バルブ９と
を有しており、電力供給停止時においても吸引状態を継
続する上述の施設オフガス系６４に接続されている。そ
して、オフガス用開閉バルブ８は、ガス循環装置２の初
期動作時等において気密チャンバ１やガス循環系６内の
ガスを大量に排気するときに開栓されるようになってい
る。一方、オフガス用制御バルブ９は、ガス循環装置２
の通常動作時においてガス循環系６のガス圧が所定の圧
力となるように、循環用ガス圧調整器１０によりバルブ
開度が調整されるようになっている。また、窒素
（Ｎ₂ ）ガス供給系１２は、窒素ガス用制御バルブ１４
を有しており、窒素ガス用制御バルブ１４は、上述の循
環ガス圧調整器１０によりオフガス用制御バルブ９と連
動されながらバルブ開度が調整され、バルブ開度に応じ
た供給量でもって窒素ガスをガス循環系６に供給するよ
うになっている。

【００１７】上記のようにして窒素（Ｎ₂ ）ガス供給系
１２から窒素ガスが供給された循環ガスは、圧送工程２
０に流動するようになっている。圧送工程２０は、並列
接続されたブロア１５ａ・１５ｂを有しており、ブロア
１５ａ・１５ｂの運転台数（１台または２台）の選択に
より循環ガスのガス流量を調整可能になっていると共
に、一方のブロア１５ａ・１５ｂの故障時においても他
方のブロア１５ｂ・１５ａにより運転を継続可能にされ
ている。また、圧送工程２０は、両ブロア１５ａ・１５
ｂの入口側と出口側とに接続された流量制御バルブ１６
と、ブロア１５ａ・１５ｂの出口側に設けられた流量調
整器１７とを有しており、流量調整器１７は、循環ガス
のガス流量を検出し、検出したガス流量を所定の流量と
するように流量制御バルブ１６のバルブ開度を調整し、
循環ガスの一部をブロア１５ａ・１５ｂの入口側に循環
させるようになっている。

【００１８】上記の圧送工程２０の後工程には、循環ガ
ス中の炭酸ガスを吸収する炭酸ガス吸収工程２１が設け
られている。炭酸ガス吸収工程２１は、オリフィス１８
と、オリフィス１８に並列接続されたＣＯ₂ 吸収器１９
とを有している。ＣＯ₂ 吸収器１９の入口側および出口
側には、開閉バルブ２６が設けられている。そして、炭
酸ガス吸収工程２１は、循環ガスの炭酸ガス濃度等の運
転状況に応じて開閉バルブ２５・２５を開栓および閉栓
させ、開栓時においてＣＯ₂ 吸収器１９により循環ガス
中の炭酸ガスを吸収させるようになっている。

【００１９】また、炭酸ガス吸収工程２１の後工程に
は、炭酸（ＣＯ₂ ）ガス供給系２６（炭酸ガス供給手
段）と混合（Ｎ₂/Ｈ₂ ）ガス供給系２７とが設けられて
いる。これらの炭酸（ＣＯ₂ ）ガス供給系２６および混
合（Ｎ₂/Ｈ₂ ）ガス供給系２７には、ＣＯ₂ 用制御バル
ブ２８およびＮ₂/Ｈ₂ 用制御バルブ２９がそれぞれ設け
られていると共に、ＣＯ₂ ガス流量調整器３０およびＮ
₂/Ｈ₂ ガス流量調整器３１がそれぞれ設けられている。
そして、ＣＯ₂ ガス流量調整器３０は、後述のパーナル
コンピュータ等の情報処理装置４０からの指令値となる
ように、ＣＯ₂ 用制御バルブ２８のバルブ開度を調整
し、指令値のガス流量でもって炭酸ガスを循環ガスに供
給させることによって、オペレータにより設定された炭
酸ガス濃度を循環ガスに存在させるようになっている。
また、Ｎ₂/Ｈ₂ ガス流量調整器３１は、情報処理装置４
０からの指令値となるように、Ｎ₂/Ｈ₂ 用制御バルブ２
９のバルブ開度を調整するようになっている。そして、
メタンガスを生成する際には、混合（Ｎ₂/Ｈ₂ ）ガス供
給系２７が大きなバルブ開度で開栓され、酸素濃度に対
して過剰なＮ₂/Ｈ₂ ガスが供給されることによって、後
述の酸水素反応器３４における炭酸ガスと水素ガスとの
副反応によりメタンガスが生成されるようになってい
る。

【００２０】上記の循環ガスは、循環ガス中の酸素と水
素とを反応(2H₂＋O ₂ →2H₂O) させて酸素を除去する酸
水素反応工程２２に流動するようになっている。酸水素
反応工程２２は、ガスミキサ３２を前段に有しており、
ガスミキサ３２は、循環ガスに供給された炭酸ガスおよ
びＮ₂/Ｈ₂ ガスを混合するようになっている。ガスミキ
サ３２の後段には、循環ガスを加熱するプレヒータ３３
ａ（加熱手段）と、循環ガス中の酸素と水素とを反応さ
せる酸水素反応器３４とがこの順に設けられている。酸
水素反応器３４は、酸水素反応を生じさせるように貴金
属触媒の無機質の担体を内蔵しており、この担体は、炭
酸ガスが貴金属触媒に吸着させるのを防止するように比
表面積が２５０ｍ² ／ｇ以下に設定されている。尚、比
表面積とは、粒子の単位質量当たりの表面積のことであ
り、例えば同じ触媒の材質であれば、比表面積が大きい
ほど活性が高い状態を示すものである。また、酸水素反
応器３４の側方には、貴金属触媒および循環ガスを加熱
するメインヒータ３３ｂ（加熱手段）が設けられてい
る。そして、これらのメインヒータ３３ｂおよびプレヒ
ータ３３ａは、循環ガスおよび酸水素反応器３４内の貴
金属触媒を所望の温度に加熱することによって、炭酸ガ
スが貴金属触媒に吸着させるのを十分に防止するように
なっている。

【００２１】さらに、酸水素反応器３４の後工程には、
酸水素反応工程２２で生成された水を循環ガスから分離
して除去する気水分離工程２３が設けられている。気水
分離工程２３は、２段に直列接続された冷却器３５・３
５を前段に有している。これらの冷却器３５・３５は、
酸水素反応工程２２において加熱された循環ガスを冷却
することによって、循環ガス中に生成された水分子を凝
集させるようになっている。冷却器３５・３５の後段に
は、凝集された水と循環ガスとを下層と上層とに分離す
る気水分離器３６が設けられている。そして、気水分離
器３６の底面には、排水用開閉バルブ３７を介して排水
タンク３８が接続されており、排水用開閉バルブ３７
は、気水分離器３６の液面が所定高さになったときに開
栓され、気水分離器３６内の水を排水タンク３８に排出
するようになっている。一方、気水分離器３６内の上面
には、ガス排出配管３９が接続されており、ガス排出配
管３９は、気水分離器３６の上層に存在する乾燥した循
環ガスをガス循環系６の出口から排出し、この循環ガス
を上述の気密チャンバ１に供給するようになっている。

【００２２】また、ガス排出配管３９には、酸素濃度、
水素濃度、および炭酸ガス濃度を監視するガス濃度モニ
タ４１（濃度測定手段）が接続されている。ガス濃度モ
ニタ４１は、情報処理装置４０に接続されており、検出
結果である各種のガス濃度を情報処理装置４０に出力す
るようになっている。また、情報処理装置４０には、上
述の流量調整器１７からガス流量の検出結果が入力され
るようになっていると共に、炭酸（ＣＯ₂ ）ガス供給系
２６と混合（Ｎ₂/Ｈ₂ ）ガス供給系２７との間に設けら
れたガス圧検出器４２および低Ｏ₂ モニタ４３からガス
圧および酸素濃度の検出結果が入力されるようになって
いる。そして、情報処理装置４０は、オペレータにより
設定された炭酸ガス濃度となるように、上記のガス濃度
モニタ４１等からの検出結果に基づいて指令値をＣＯ₂
ガス流量調整器３０およびＮ₂/Ｈ₂ ガス流量調整器３１
に出力し、循環ガスに対して炭酸ガスおよびＮ₂/Ｈ₂ ガ
スを供給させたり、プレヒータ３３ａやメインヒータ３
３ｂの温度設定等の各種の制御処理および監視処理を行
うようになっている。

【００２３】上記の構成において、放射性物質の雰囲気
制御装置の動作について説明する。先ず、情報処理装置
４０に対してオペレータが所望の炭酸ガス濃度を設定す
る。そして、情報処理装置４０に対してガス循環装置２
の動作指令が入力されると、気密チャンバ１内が大気圧
の状態である場合には、初期動作処理が開始されること
になる。即ち、オフガス排出系７のオフガス用開閉バル
ブ８が開栓状態にされ、ガス循環系６内のガスが施設オ
フガス系６４に排気される。また、図１に示すように、
供給配管５１および回収配管５２の第１および第２循環
用開閉バルブ５３ａ・５３ｂが閉栓状態にされると共
に、例えばガス供給系５４の開閉バルブ５８・５９およ
びガス排気系６１の開閉バルブ６５・６６が開栓状態に
され、気密チャンバ１内のガスが窒素ガスに置き換えら
れながら施設オフガス系６４に排気される。

【００２４】この際、ガス供給系５４の開閉バルブ５８
・５９の開閉およびガス排気系６１の開閉バルブ６５・
６６の開閉は、模擬する地下環境の仕様や立ち上げ時間
等を考慮して任意に決定されるものである。例えば上述
のようにガス供給系５４およびガス排気系６１の全開閉
バルブ５８・５９・６５・６６が開栓状態にされると、
窒素ガスへの置換が早期に達成されることになる。

【００２５】次に、気密チャンバ１およびガス循環系６
が所定の酸素濃度に達すると、ガス供給系５４およびガ
ス排気系６１の全開閉バルブ５８・５９・６５・６６が
閉栓されると共に、図１のオフガス排出系７のオフガス
用開閉バルブ８が閉栓された後、炭酸ガス濃度調整処理
が開始されることになる。

【００２６】即ち、図２に示すように、窒素（Ｎ₂ ）ガ
ス供給系１２から窒素ガスが循環ガス中に供給されなが
ら、圧送工程２０の少なくとも一方のブロア１５ａ・１
５ｂが駆動されることによって、循環ガスが気密チャン
バ１からガス循環装置２のガス循環系６に回収される。
そして、ガス濃度モニタ４１において検出された炭酸ガ
ス濃度等の検出値がオペレータにより設定された炭酸ガ
ス濃度の設定値となるように、炭酸（ＣＯ₂ ）ガス供給
系２６および混合（Ｎ₂/Ｈ₂ ）ガス供給系２７のガス流
量調整器３０・３１に対して指令値がそれぞれ出力され
る。これにより、各指令値を受信したガス流量調整器３
０・３１が制御バルブ２８・２９のバルブ開度をそれぞ
れ制御することによって、バルブ開度に応じたガス流量
でもって炭酸ガスおよびＮ₂/Ｈ₂ ガスがそれぞれ循環ガ
スに供給される。

【００２７】この後、上記の循環ガスが酸水素反応工程
２２において混合され、酸水素反応器３４の貴金属触媒
により酸素と水素とが反応される。酸水素反応により酸
素が水分子として除去されると、この水分子が気水分離
工程２３において冷却および凝縮され、気水分離器３６
に滞留された後に排水タンク３８に排出される。一方、
気水分離器３６の上層に存在する循環ガスは、ガス排出
配管３９を介してガス循環装置２から排出されることに
よって、気密チャンバ１に供給されることになる。

【００２８】これにより、気密チャンバ１およびガス循
環装置２間において循環ガスが循環されながら、酸素が
除去されると共に、所定の炭酸ガス濃度となるように炭
酸ガスが循環ガスに供給されることによって、炭酸ガス
濃度を低濃度下において調整した正確な地下環境が気密
チャンバ１内に模擬されることになる。

【００２９】上記のようにして酸素濃度および炭酸ガス
濃度調整処理により所望の地下環境が気密チャンバ１内
に形成されると、放射性物質が気密チャンバ１内に搬入
されて実験が開始されることになる。そして、この実験
中に停電等の非常事態により電力供給が停止され、ガス
循環装置２が運転を停止すると、図１に示すように、供
給配管５１および回収配管５２に設けられた第１および
第２循環用開閉バルブ５３ａ・５３ｂが閉栓状態に切り
替わることによって、気密チャンバ１とガス循環装置２
とが遮断される。

【００３０】また、ガス供給系５４およびガス排気系６
１に設けられたバイパス用開閉バルブ５９・６６が通電
時に閉栓状態となるように設定されているため、これら
のバルブ５９・６６が開栓状態に切り替わる。これによ
り、気密チャンバ１は、供給用バイパス配管５７を介し
て窒素（Ｎ₂ ）ガス供給源５５に連通状態にされると共
に、排気用バイパス配管６３を介して施設オフガス系６
４に連通状態にされることによって、窒素（Ｎ₂ ）ガス
供給源５５から窒素ガスが供給されながら、内部のガス
が施設オフガス系６４により吸引されることになる。ま
た、ガス供給系５４には、保圧バルブが設けられてお
り、施設オフガス系６４による吸引量に応じた窒素ガス
が窒素ガス供給源５５より供給され、気密チャンバ１内
は密閉ボックス内外の圧力差によりボックスが損傷しな
い程度の所定の負圧に維持される。

【００３１】また、ガス排気系６１には、バイパスダン
パ６７が設けられており、バイパスダンパ６７は、気密
チャンバ１の下流側にて大気を導入することにより、気
密チャンバ１内に大気を導入することなく、窒素ガスの
消費を抑制しながら気密チャンバ１に対する施設オフガ
ス系６４の過剰な吸引を抑制している。従って、気密チ
ャンバ１内は、密閉ボックス１内外の圧力差によりボッ
クスが損傷しない程度の所定の負圧に維持されながら、
窒素ガスが供給されるため、大深度の地下環境（低酸素
濃度および任意の低炭酸ガス濃度）に近似した状態に維
持されることになる。

【００３２】これにより、電力供給の停止時において
も、気密チャンバ１内の雰囲気に殆ど変化がないため、
実験結果の誤差の発生を最小限に抑制することが可能に
なっている。さらに、ガス排気系６１に設けられたバイ
パスダンパ６７のカウンターウエイトを調整することに
よって、窒素ガスの消費を必要最小限のものとして電力
供給停止時のランニングコストを低減させることも可能
になっている。

【００３３】尚、本実施形態においては、不活性ガスで
ある窒素ガスを用いた場合について説明したが、窒素ガ
ス以外の不活性ガスが用いられていても良いし、不活性
ガス以外のガスが用いられていても良い。また、本実施
形態においては、施設オフガス系６４が排気手段として
用いられているが、排気手段は、各装置に毎にバックア
ップされた排風機やエジェクターが用いられていても良
い。また、本実施形態においては、気密チャンバ１が密
閉ボックスとして用いられているが、これに限定される
ものではなく、密閉ボックスは、金属またはアクリル等
の板材やＯリングパッキン等の密封部材により内外に雰
囲気が遮蔽されたものであれば良い。

【００３４】

【発明の効果】請求項１の発明は、内外に雰囲気が遮断
され、放射性物質が収納される密閉ボックスと、前記密
閉ボックス内に所定ガスを供給して回収すると共に、内
部を負圧にするガス循環装置と、前記密閉ボックスと前
記ガス循環装置とを接続する供給配管および回収配管
と、電力供給停止時に、前記供給配管を遮断する一方、
前記密閉ボックスをガス供給源に連通させるように切り
換える第１切換手段を有したガス供給系と、電力供給停
止時に、前記回収配管を遮断する一方、前記密閉ボック
スを非常時でも負圧吸引する排気手段に連通させるよう
に切り換える第２切換手段を有したガス排気系とを備え
ており、前記ガス供給系に設けられ、前記密閉ボックス
内の負圧を所定値に維持するように前記ガス供給源から
前記密閉ボックスへのガス流量を制御する保圧バルブ
と、前記ガス排気系に設けられ、前記排気手段の負圧吸
引の吸引量を調整可能なバイパスダンパとの少なくとも
一つを有している構成である。これにより、ガス供給系
の保圧バルブが密閉ボックス内の負圧を所定値に維持す
るようにガス流量を制御したり、ガス排気系のバイパス
ダンパが排気手段の過剰な吸引を抑制するため、密閉ボ
ックス内外の圧力差によりボックスが損傷しない程度の
所定の負圧に維持されながら、密閉ボックス内に窒素ガ
スが供給されることになる。従って、大深度の地下環境
（低酸素濃度および任意の低炭酸ガス濃度）に近似した
状態を電力供給停止時においても維持させることができ
るため、実験結果の誤差の発生を最小限に抑制すること
が可能になるという効果を奏する。

【００３５】請求項２の発明は、請求項１記載の放射性
物質の雰囲気制御装置であって、前記ガス排気系および
前記ガス供給系は、ガス流量の異なる大流量ラインと小
流量ラインとを並列して有しており、これらラインに
は、任意に切り換え可能な開閉バルブがそれぞれ設けら
れている構成である。これにより、大流量ラインと小流
量ラインとにそれぞれ設けられた開閉バルブを任意の組
み合わせで切り換えることによって、模擬する地下環境
の仕様や初期状態からの立ち上げ時間等を考慮した運転
を行うことが可能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】放射性物質の雰囲気制御装置の工程図である。

【図２】ガス循環装置の工程図である。

【符号の説明】

１ 気密チャンバ ２ ガス循環装置 ６ ガス循環系 ７ オフガス排出系 １２ 窒素（Ｎ₂ ）ガス供給系 ２６ 炭酸（ＣＯ₂ ）ガス供給系 ２７ 混合（Ｎ₂/Ｈ₂ ）ガス供給系 ２０ 圧送工程 ２１ 炭酸ガス吸収工程 ２２ 酸水素反応工程 ２３ 気水分離工程 ５１ 供給配管 ５２ 回収配管 ５３ａ 第１循環用開閉バルブ ５３ｂ 第２循環用開閉バルブ ５４ ガス供給系 ５５ 窒素（Ｎ₂ ）ガス供給源 ５６ 供給用メイン配管 ５７ 供給用バイパス配管 ６０ 保圧バルブ ６１ ガス排気系 ６２ 排気用メイン配管 ６３ 排気用バイパス配管 ６４ 施設オフガス系 ６７ バイパスダンパ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内外に雰囲気が遮断され、放射性物質が
   収納される密閉ボックスと、 前記密閉ボックス内に所定ガスを供給して回収すると共
   に、内部を負圧にするガス循環装置と、 前記密閉ボックスと前記ガス循環装置とを接続する供給
   配管および回収配管と、 電力供給停止時に、前記供給配管を遮断する一方、前記
   密閉ボックスをガス供給源に連通させるように切り換え
   る第１切換手段を有したガス供給系と、 電力供給停止時に、前記回収配管を遮断する一方、前記
   密閉ボックスを非常時でも負圧吸引する排気手段に連通
   させるように切り換える第２切換手段を有したガス排気
   系とを備えており、 前記ガス供給系に設けられ、前記密閉ボックス内の負圧
   を所定値に維持するように前記ガス供給源から前記密閉
   ボックスへのガス流量を制御する保圧バルブと、前記ガ
   ス排気系に設けられ、前記排気手段の負圧吸引の吸引量
   を調整可能なバイパスダンパとの少なくとも一つを有し
   ていることを特徴とする放射性物質の雰囲気制御装置。
2. 【請求項２】 前記ガス排気系および前記ガス供給系
   は、ガス流量の異なる大流量ラインと小流量ラインとを
   並列して有しており、これらラインには、任意に切り換
   え可能な開閉バルブがそれぞれ設けられていることを特
   徴とする請求項１記載の放射性物質の雰囲気制御装置。