JPH10267763A - 放射性廃棄体の発熱量測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放射性廃棄体の発熱量を容易且つ正確に測定
できるようにする。 【解決手段】 開閉蓋２０を備えて開閉が可能で且つ放
射性廃棄体１を収容可能に厚肉の鉄板２１で形成された
測定容器２２と、測定容器２２の外周を包囲する断熱材
２３と、測定容器２２の一側に接続された空気取入管２
８と、測定容器２２の他側に接続された空気排出管２９
と、空気取入管２８と空気排出管２９の何れか一方に備
えた空気ファン３０と、空気取入管２８と空気排出管２
９の何れか一方に取付けた空気流量計３２と、空気取入
管２８に取付けた入口空気温度計３３と、空気排出管２
９に取付けた出口空気温度計３４と、入口空気温度計３
３からの入口空気温度３３ａと出口空気温度計３４から
の出口空気温度３４ａとを入力してその温度差から放射
性廃棄体１の発熱量を測定する発熱量測定器３５とを備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、使用済み核燃料の
再処理時に発生する高レベル廃液をガラス中に固型化し
たガラス固化体等の高放射性レベルの放射性廃棄体、及
び核燃料の被覆管等からなる中低放射性レベルの放射性
廃棄体を、放射性廃棄体貯蔵装置に受入れて貯蔵する前
に実施している発熱量の測定に用いる放射性廃棄体の発
熱量測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】使用済み核燃料の再処理時に発生する高
レベル廃液は、専用の密封容器（キャニスタ）内にガラ
ス固化体にして収容するようにしており、また使用済み
核燃料の被覆管等のような中低放射能レベルのものも圧
縮することによりハル圧縮体と称されるものに形成して
おり、上記したような高放射性レベル、及び中低放射性
レベルの放射性廃棄体は、例えば図３に示すように放射
性廃棄体１の上部にクレーン等にて吊上げ下げを行うた
めの掴み部２を備えた形状を有していて、図５に示すよ
うな放射性廃棄体貯蔵装置３に搬入して保管、貯蔵する
ようにしている。

【０００３】図５に示す放射性廃棄体貯蔵装置３は、区
画壁４によって区画された上部の取扱室５と下部の貯蔵
セル６とを備えており、下端が貯蔵セル６内に延びた多
数の収納管７の上端が、前記区画壁４に固定されるよう
になっている。

【０００４】図示しない別の部屋で形成された図３の放
射性廃棄体１は、図５に示す放射性廃棄体貯蔵装置３に
備えたクレーン等の搬送装置８により取扱室５内に搬入
され、続いて収納管７内に吊り降ろされて図６に示すよ
うに複数個積み重ねられた後、収納管７の上端開口が蓋
９により閉塞されるようになっている。前記収納管７の
周方向外側には、所要の間隔の空気通路１０を形成する
ようにした通風管１１が設けられている。

【０００５】図５に示すように、取扱室５の側方上部に
設けた空気取入口１２から取入れた空気１３は、冷却空
気取入シャフト１４を介して前記貯蔵セル６の下側に導
かれて、図６の通風管１１と収納管７との間の空気通路
１０を上方に流動することにより前記放射性廃棄体１の
冷却を行なった後、貯蔵セル６の上側から冷却空気出口
シャフト１５を通って上部の空気出口１６から外部に排
出されるようになっている。

【０００６】前記図５に示す放射性廃棄体貯蔵装置３に
放射性廃棄体１を搬入する際には、放射性廃棄体１の仕
分けなどを行って、放射性廃棄体貯蔵装置３において放
射性廃棄体１を安定して保管、貯蔵する等の目的から、
受入作業として、放射性廃棄体１の発熱量を測定するこ
とが行われている。

【０００７】図３は従来の放射性廃棄体１の発熱量を測
定するための装置の一例を示しており、放射性廃棄体１
の外周面における上下方向（長手方向）の所要間隔位置
（計測点ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ）に、複数の熱流束計１７
を取付け、該各熱流束計１７の検出信号を発熱量演算装
置１８に導いて、放射性廃棄体１の発熱量を測定するよ
うにしている。

【０００８】前記放射性廃棄体１の表面からは、内部の
放射性物質からの放散熱Ａが放散されていると共に、γ
線Ｂが放射されており、またこのγ線は物質を透過しや
すい性質を有している。

【０００９】前記した放射性廃棄体１は、鉄板等で包囲
することによって前記γ線Ｂの透過を低減させることが
でき、例えば鉄板の板厚を４〜５ｃｍのような厚肉にす
ると、γ線Ｂの殆んど（鉄板の厚さにもよるが７０〜９
０％以上）を鉄板で吸収させることができる。この時、
鉄板に吸収されたγ線Ｂは熱に変換され、鉄板から放散
熱として放散されるようになる。

【００１０】放射性廃棄体１が放射されるγ線Ｂを発熱
量に換算すると、このγ線Ｂに基づいた換算熱量は、放
射性廃棄体１からの放散熱Ａの放散熱量とγ線Ｂに基づ
いた換算熱量とを合計した全発熱量に対して略１０〜５
０％程度に達する。

【００１１】前記放射性廃棄体貯蔵装置３に貯蔵された
放射性廃棄体１から放射されたγ線Ｂは、前記図５、図
６に示した収納管７や通風管１１、或いは貯蔵セル６内
面に内張りされた鉄板等に吸収されることにより熱に変
換されることになるので、前記γ線Ｂに基づいた換算熱
量も測定しておく必要がある。

【００１２】しかし従来においては、熱流束計１７によ
って放射性廃棄体１の外表面からの放散熱量を計測する
のみであるため、γ線Ｂに基づいた換算熱量を知ること
はできなかった。

【００１３】このため、従来においては、熱流束計１７
にて計測した各計測点ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの熱流束計測
値を積分することにより熱流束計１７を取付けた放射性
廃棄体１の縦断面での放散熱Ａによる放散熱量（図４の
ハッチング部）を求め、更に求めた放散熱量に放射性廃
棄体１の周長（３６０度方向の長さ）を掛算することに
より全表面からの放散熱量を求め、この放散熱量に、γ
線Ｂの放射によって生じると予想され換算熱量の係数を
掛算することにより、放射性廃棄体１の発熱量を予測し
て求めるようにしている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来装置
においては、放射性廃棄体１の外周面の複数箇所に熱流
束計１７を取付けて放散熱量を計測しているが、放射性
廃棄体１は放射性内容物の偏り等によって図４に示すよ
うに周面の各部の温度が異なっており、従って前記した
ように限られた計測点ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅに取付けられ
た熱流束計１７による計測では正確な計測を行うことが
できず、従って熱流束計１７の熱流束測定値から計算よ
って放散熱量を求める方式では誤差が生じやすく、更
に、従来の熱流束計１７ではγ線Ｂによる換算熱量を計
測することができないために、γ線Ｂによる換算熱量の
係数を予想して、計算によって求めた放散熱量にこの係
数を掛算することにより放射性廃棄体１の発熱量を予測
するようにしているが、γ線Ｂの強度は放射性廃棄体１
の個々によって異なるものであり、よって単に一律で決
められたγ線Ｂによる換算熱量の係数を前記放散熱量に
掛算したのでは、予測される発熱量に更に大きな誤差を
生じてしまう可能性があった。

【００１５】本発明は、斯かる実情に鑑みてなしたもの
で、放射性廃棄体の発熱量を容易且つ正確に測定するこ
とができる放射性廃棄体の発熱量測定装置を提供するこ
とを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、開閉蓋を備え
て開閉が可能で且つ放射性廃棄体を収容可能に厚肉の鉄
板で形成された測定容器と、該測定容器の外周を包囲す
る断熱材と、前記測定容器の一側に接続された空気取入
管と、測定容器の他側に接続された空気排出管と、前記
空気取入管と空気排出管の何れか一方に備えた空気ファ
ンと、前記空気取入管と空気排出管の何れか一方に取付
けた空気流量計と、前記空気取入管に取付けた入口空気
温度計と、空気排出管に取付けた出口空気温度計と、前
記入口空気温度計からの入口空気温度と出口空気温度計
からの出口空気温度とを入力してその温度差から放射性
廃棄体の発熱量を測定する発熱量測定器とを備えたこと
を特徴とする放射性廃棄体の発熱量測定装置、に係るも
のである。

【００１７】本発明では、厚肉の鉄板で形成した測定容
器内に放射性廃棄体を収容し、測定容器内に空気を通す
と共に、入口空気温度と出口空気温度を検出して温度差
を計測するようにしているので、放射性廃棄体からの放
散熱量と、γ線が鉄板に吸収されることによる鉄板から
の放散熱量とを、前記温度差から求めることができ、よ
って放射性廃棄体の発熱量を精度よく測定することがで
きる。

【００１８】また、測定装置内に放射性廃棄体を収容し
て空気ファンを駆動するのみの簡単な操作で、放射性廃
棄体の発熱量を容易に計測できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例と共に説明する。

【００２０】図１は本発明の実施の形態の一例を示した
もので、放射性廃棄体１を内部に収容できるようにした
容器本体１９と、開閉が可能な開閉蓋２０とを肉厚の鉄
板２１で形成した測定容器２２を設け、該測定容器２２
の外周を断熱材２３で包囲する。図示の場合、開閉蓋２
０の上側に備えられている断熱材２３’は、前記開閉蓋
２０の開閉を行い易いように他の部分とは分割されてい
る。

【００２１】前記容器本体１９に備えたフランジ２４
と、開閉蓋２０とは、ボルト或いは図示しないクランプ
レバー等からなる着脱具２５により着脱可能に構成され
ており、且つフランジ２４と開閉蓋２０との対向面に
は、空気の漏出を防止し得るシール材２６が設けられて
いる。更に、開閉蓋２０の上面には、図示しないクレー
ン等により開閉蓋２０を吊り上げて開閉を行わせるため
の吊突部２７が設けられている。

【００２２】前記測定容器２２の下部一側に空気取入管
２８を接続すると共に、測定容器２２の上部他側に空気
排出管２９を接続する。このとき、前記空気取入管２８
と空気排出管２９を測定容器２２に接続する位置は、測
定容器２２内空間において最も遠い間隔位置になるよう
にするのが好ましい。

【００２３】前記空気取入管２８と空気排出管２９の何
れか一方に空気ファン３０を備える。図１の場合は、空
気排出管２９に吸引用の空気ファン３０を備えることに
より、空気取入管２８から測定容器２２内に空気３１を
吸引して空気排出管２９から排出させるようにした場合
を示しているが、空気ファン３０は吸引用以外に押込み
用として測定容器２２内に空気３１を押込んで供給する
ようにしてもよい。

【００２４】前記空気取入管２８と空気排出管２９の何
れか一方に空気流量計３２を備える。図１の場合は、空
気排出管２９に空気流量計３２を備えた場合を示してい
る。

【００２５】前記空気取入管２８に入口空気温度計３３
を備えると共に、前記空気排出管２９に出口空気温度計
３４を備える。

【００２６】また、前記空気流量計３２にて検出した空
気流量３２ａを入力すると共に、入口空気温度計３３に
て検出した入口空気温度３３ａと出口空気温度計３４に
て検出した出口空気温度３４ａを入力し、上記入口空気
温度３３ａと出口空気温度３４ａの温度差から放射性廃
棄体１の発熱量を測定し表示するようにした発熱量測定
器３５を備える。

【００２７】次に、上記実施の形態例の作用を説明す
る。

【００２８】放射性廃棄体１の発熱量を測定するには、
図１の開閉蓋２０を容器本体１９から取外して容器本体
１９内を開放した後、図１に示すように容器本体１９内
部に放射性廃棄体１を吊降ろして収容させ、その後開閉
蓋２０により容器本体１９を閉塞し、着脱具２５により
容器本体１９に開閉蓋２０を密着させてシール材２６に
よりシールする。

【００２９】続いて、空気ファン３０を駆動することに
より、空気取入管２８から測定容器２２内に空気３１を
吸引し、空気排出管２９にて外部に排出させることによ
り、測定容器２２内に空気３１の流れを形成させる。

【００３０】又、この時、前記空気流量計３２により測
定容器２２内に取込まれて排出される空気流量３２ａを
検出し、更に入口空気温度計３３により入側の空気３１
の温度を検出すると共に、出口空気温度計３４により出
側の空気３１の温度を検出する。

【００３１】前記入口空気温度計３３で検出した入口空
気温度３３ａと、出口空気温度計３４で検出した出口空
気温度３４ａとが発熱量測定器３５に入力されることに
より温度差が求められ、更に前記空気流量計３２にて検
出された空気流量３２ａが発熱量測定器３５に入力され
て前記温度差に掛算されることにより、放射性廃棄体１
の発熱量が求められて、表示される。

【００３２】前記したように、容器本体１９内に放射性
廃棄体１を収容して開閉蓋２０により閉塞すると、放射
性廃棄体１から発せられる放散熱Ａにより測定容器２２
内の空気３１が加熱されると共に、放射性廃棄体１から
放射されたγ線Ｂが測定容器２２を形成している厚肉の
鉄板２１に吸収されて、該鉄板２１から放散される放散
熱Ａ’によっても加熱されることになる。

【００３３】この時、鉄板２１の板厚を４〜５ｃｍのよ
うな厚肉にしておくことにより、放射性廃棄体１から放
射されるγ線Ｂの殆んど（例えば７０〜９０％以上）を
前記鉄板２１に吸収させて放散熱Ａ’に変換させること
ができる。また、測定容器２２の外周を断熱材２３によ
って包囲しているので、測定容器２２の放散熱Ａ’が外
部に放散されるのが防止され、よって総ての放散熱Ａ，
Ａ’が空気３１の加熱に有効に供されるようになる。

【００３４】前記空気ファン３０を駆動した直後は、測
定容器２２内の前記放射性廃棄体１からの放散熱Ａと鉄
板２１からの放散熱Ａ’によって加熱された高温の空気
３１が空気排出管２９に吸引されるようになり、よっ
て、出口空気温度計３４にて検出される出口空気温度３
４ａと、入口空気温度計３３にて検出される入口空気温
度３３ａ（外気温度と同じ）との温度差は、図２中実線
３６で示すように急激に上昇し、その後は、所定の温度
差Ｓに安定するようになる。

【００３５】この安定した温度差Ｓは、前記放射性廃棄
体１からの発熱量に基づくものであるので、前記温度差
Ｓに、空気流量計３２からの空気流量３２ａを掛算すれ
ば、放射性廃棄体１の発熱量を求めることができる。こ
の時、空気ファン３０による空気流量が一定値になるよ
うに設定しておけば、前記温度差を求めるのみで放射性
廃棄体１の発熱量を計測することもできる。

【００３６】また、上記によって求めた放射性廃棄体１
の発熱量に、γ線Ｂが鉄板２１を透過する割合（熱量の
逸失分）に基づいた係数を掛算してやれば、放射性廃棄
体１の発熱量の真の値に近い、高い精度の発熱量を測定
することができる。

【００３７】尚、本発明は、上述の実施の形態例にのみ
限定されるものではなく、測定容器の形状は種々変更し
得ること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内に
おいて種々変更を加え得ることは勿論である。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、厚肉の鉄板で形成した
測定容器内に放射性廃棄体を収容し、測定容器内に空気
を通すと共に、入口空気温度と出口空気温度を検出して
温度差を計測するようにしているので、放射性廃棄体か
らの放散熱量と、γ線が鉄板に吸収されることによる鉄
板からの放散熱量とを、前記温度差から求めることがで
き、よって放射性廃棄体の発熱量を精度よく測定するこ
とができる効果がある。

【００３９】また、測定装置内に放射性廃棄体を収容し
て空気ファンを駆動するのみの簡単な操作で、放射性廃
棄体の発熱量を容易に計測できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す切断側面図である。

【図２】入口空気温度と出口空気温度の温度差と時間と
の関係を示す線図である。

【図３】放射性廃棄体と、従来の計測装置の一例を示す
側面図である。

【図４】従来の計測装置による計測方式を示す線図であ
る。

【図５】放射性廃棄体貯蔵装置の一例を示す概略切断正
面図である。

【図６】図５のＶＩ部分の詳細断面図である。

【符号の説明】

１ 放射性廃棄体 ２０ 開閉蓋 ２１ 鉄板 ２２ 測定容器 ２３ 断熱材 ２３’ 断熱材 ２８ 空気取入管 ２９ 空気排出管 ３０ 空気ファン ３１ 空気 ３２ 空気流量計 ３３ 入口空気温度計 ３３ａ 入口空気温度 ３４ 出口空気温度計 ３４ａ 出口空気温度 ３５ 発熱量測定器 Ｓ 温度差

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開閉蓋を備えて開閉が可能で且つ放射性
   廃棄体を収容可能に厚肉の鉄板で形成された測定容器
   と、該測定容器の外周を包囲する断熱材と、前記測定容
   器の一側に接続された空気取入管と、測定容器の他側に
   接続された空気排出管と、前記空気取入管と空気排出管
   の何れか一方に備えた空気ファンと、前記空気取入管と
   空気排出管の何れか一方に取付けた空気流量計と、前記
   空気取入管に取付けた入口空気温度計と、空気排出管に
   取付けた出口空気温度計と、前記入口空気温度計からの
   入口空気温度と出口空気温度計からの出口空気温度とを
   入力してその温度差から放射性廃棄体の発熱量を測定す
   る発熱量測定器とを備えたことを特徴とする放射性廃棄
   体の発熱量測定装置。