JPH10319191A - 使用済み核燃料のエンドクロップ封入処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放射性物質の封じ込め性を高め、よって１個
の廃棄体に詰込むエンドクロップの数を増加して高レベ
ル廃棄体として処分できるようにする。 【解決手段】 上部が開口１０した耐食耐熱容器９に、
使用済み核燃料のエンドクロップ４と、ガラス原料１９
を装入し、耐食耐熱容器９を外部から加熱することによ
りガラス原料１９を溶融させて固化することによりエン
ドクロップ４及び該エンドクロップ４に付着した放射性
物質を封じ込めたガラス固化体３９を形成し、その後開
口１０を閉塞する。

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
エンドクロップ封入処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電プラントなどの原子炉におい
て、マグネシウムＭｇを主体にした合金マグノックスに
よる被覆管で被覆した核燃料が用いられており、このよ
うな核燃料は使用した後、図３に示すように燃料棒１の
両端を切断部２で切り落とすようにしており、中間部分
３は再処理施設に送って再処理を行い、また切り落とし
た両端のエンドクロップ４はその内部に使用済み核燃料
の一部が付着して残っていることから、放射性廃棄物と
して専用の容器へ収納させることにより廃棄体を形成
し、該廃棄体を保管、或いは深地層内に収納処分するこ
とにより生活圏から隔離するようにしている。

【０００３】図４は前記使用済みマグノックス被覆核燃
料の燃料棒１のエンドクロップ４を廃棄体として処理す
るための方法の一例を示したもので、ドラム缶５の内部
に、前記エンドクロップ４を詰込み、詰込んだエンドク
ロップ４の空隙にセメント６等を充填することによりエ
ンドクロップ４をセメント固化体７として固定化した廃
棄体８を形成することが考えられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したよう
に、ドラム缶５に詰込んだエンドクロップ４の空隙にセ
メント６を充填して固化させる方式による廃棄体８は、
セメント固化体７による放射性物質の封じ込め性が小さ
く、そのために、廃棄体８を前記したように保管、或い
は地層処分した際に放射性物質が外部に移行してしまう
危険性がある。

【０００５】また、上記したように廃棄体８のセメント
固化体７における放射性物質の封じ込め性が小さいため
に、廃棄体８を低レベル廃棄体とする必要があり、その
ために廃棄体８に詰込むことができるエンドクロップ４
の数が、廃棄体８が有する放射能量により制限されてし
まい、そのために、廃棄体８の数が増加することにな
り、よって前記廃棄体８の取扱作業が増加すると共に、
保管、及び地層処分のための施設スペースが増加すると
いう問題がある。

【０００６】本発明は、かかる従来方法の問題点を解決
すべくなしたもので、放射性物質の封じ込め性を高め、
よって１個の廃棄体に詰込むエンドクロップの数を増加
して高レベル廃棄体として処分できるようにすることに
より廃棄体の数を減少することができる使用済み核燃料
のエンドクロップ封入処理方法を提供することを目的と
している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、上部が開口した耐食耐熱容器に、使用済み核燃料の
エンドクロップと、ガラス原料を装入し、前記耐食耐熱
容器を外部から加熱することにより前記ガラス原料を溶
融させて固化することにより前記エンドクロップ及び該
エンドクロップに付着した放射性物質を封じ込めたガラ
ス固化体を形成し、その後前記開口を閉塞することを特
徴とする使用済み核燃料のエンドクロップ封入処理方
法、に係るものである。

【０００８】請求項２に記載の発明は、耐食耐熱容器内
に装入するエンドクロップを耐食耐熱容器内面から離す
ように耐食耐熱容器内径より小径のバスケットを予め耐
食耐熱容器内に装入しておくことを特徴とする請求項１
に記載の使用済み核燃料のエンドクロップ封入処理方
法、に係るものである。

【０００９】請求項１に記載の発明では、耐食耐熱容器
内に、エンドクロップ及び該エンドクロップに付着した
放射性物質をガラス固化体として封入するようにしたの
で、放射性物質の封じ込め性を高めることができ、よっ
て、廃棄体を保管、或いは地層処分した際に放射性物質
が外部に移行する問題を防止することができる。

【００１０】また、廃棄体のガラス固化体による放射性
物質の封じ込め性が高められることによって、耐食耐熱
容器内に多量のエンドクロップを詰込んで高レベル廃棄
体とすることができ、よって廃棄体の数が減少して、廃
棄体の取扱作業が減少し、更に廃棄体を保管、及び地層
処分するための施設スペースも減少することができる。

【００１１】請求項２に記載の発明では、耐食耐熱容器
内に装入するエンドクロップを耐食耐熱容器内面から離
すように、耐食耐熱容器内径より小径としたバスケット
を予め耐食耐熱容器内に装入しておくようにしているの
で、エンドクロップ及び該エンドクロップに付着した放
射性物質が耐食耐熱容器の内壁に近付くことなく確実に
ガラス固化体の内部に埋没するようになり、よって廃棄
体のガラス固化体による放射性物質の封じ込め性が更に
高められる。

【００１２】

【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。

【００１３】図１及び図２は本発明を実施する形態の一
例であって、前記図３に示した使用済み燃料のエンドク
ロップ４を処理する設備内に、エンドクロップ４を密封
状態に封入することができる耐食耐熱容器９を備えてい
る。

【００１４】耐食耐熱容器９は、インコネル（例えばＮ
ＣＦ６０１）等の耐食性と、ガラスの溶融温度（１１０
０℃前後）に加熱しても充分耐え得る耐熱性とを備えて
おり、耐食耐熱容器９の上部には前記エンドクロップ４
を装入できる開口１０を形成するフランジ１１が備えら
れている。

【００１５】１２は前記耐食耐熱容器９を載置するよう
にした台車であり、該台車１２は、車輪１３を備えてエ
ンドクロップ４を処理する設備内を走行可能な移動台車
１４と、該移動台車１４上に備えたターンテーブル１５
と、該ターンテーブル１５の回転中心１６上に前記耐食
耐熱容器９を載置するためにターンテーブル１５上に備
えた案内部材１７とを有している。

【００１６】また、１８は前記耐食耐熱容器９の上方に
備えて、前記エンドクロップ４とガラス原料１９を前記
耐食耐熱容器９に装入する装填装置であり、該装填装置
１８は、架台２０に支持された装填ケーシング２１を備
えており、該装填ケーシング２１の下部には、前記耐食
耐熱容器９の開口１０のフランジ１１に接続可能な接続
フランジ２２を下端に備えた装填管２３が、空気管２３
ａからの加圧空気の給排により装填ケーシング２１に対
して昇降可能に備えられており、前記装填管２３の上側
には案内シュート２４が嵌合配置されている。

【００１７】前記装填ケーシング２１の上面板２５にお
ける前記装填管２３の上部位置には、エンドクロップ４
を投入して前記案内シュート２４を介し耐食耐熱容器９
内に装入するためのエンドクロップ投入管２６が接続さ
れており、又上面板２５の所要位置にはガラス原料１９
を投入して前記案内シュート２４を介し耐食耐熱容器９
内に装入するためのガラス原料投入管２７が接続されて
おり、さらに前記装填ケーシング２１内部を吸引する排
気管２８が接続されていると共に、窒素ガス２９を供給
する窒素ガス供給管３０が接続されている。

【００１８】また、前記耐食耐熱容器９を外側から加熱
して耐食耐熱容器９内に装入されたガラス原料１９を溶
融するための加熱装置３１を備えている。

【００１９】加熱装置３１は、前記案内部材１７の外側
から前記耐食耐熱容器９の外周を包囲するように筒状に
形成された高周波加熱コイル３２を備えており、該高周
波加熱コイル３２が高周波電源３３に接続されている。

【００２０】前記加熱装置３１は、前記台車１２上に備
えておくようにしてもよく、また加熱装置３１を台車１
２とは別個に昇降可能に備えて前記台車１２上の耐食耐
熱容器９の外側に上方から嵌合させるようにしてもよ
い。

【００２１】また、前記耐食耐熱容器９内に装入するエ
ンドクロップ４を耐食耐熱容器９内面から離すように、
耐食耐熱容器９の内径より小径に形成されたバスケット
３４を耐食耐熱容器９内に装入するようにしている。上
記バスケット３４は、前記加熱装置３１によってガラス
原料１９を溶融させる際に溶けない程度の材料、例えば
ステンレス等にて形成することができる。

【００２２】図２は、エンドクロップ４を処理する設備
内に設置した溶接架台３５上に溶接トーチ３６を備えた
溶接装置３７を示している。図中３８は前記開口１０を
閉塞する蓋を示す。

【００２３】次に、上記図１、図２に示した装置によ
り、エンドクロップを封入処理する作業について説明す
る。

【００２４】図１に示すように、内部にバスケット３４
が備えられた耐食耐熱容器９を、案内部材１７の内側に
挿入するようにして台車１２上に載置し、台車１２を装
填装置１８の下側に移動させて、空気管２３ａから加圧
空気を排出することによって装填管２３を下降させるこ
とにより、装填管２３の下端の接続フランジ２２を前記
耐食耐熱容器９の開口１０のフランジ１１に接続する。

【００２５】続いて、前記エンドクロップ投入管２６に
より所要量のエンドクロップ４を投入すると共に、ガラ
ス原料投入管２７により所要量のガラス原料１９を投入
する。前記エンドクロップ投入管２６及びガラス原料投
入管２７から投入されたエンドクロップ４とガラス原料
１９は、案内シュート２４に沿って耐食耐熱容器９内の
バスケット３４内に収容される。

【００２６】次に、前記排気管２８により装填ケーシン
グ２１内を吸引して、耐食耐熱容器９内のガスを吸引除
去した後、窒素ガス供給管３０により窒素ガス２９を装
填ケーシング２１内に供給することにより、前記耐食耐
熱容器９の内部を窒素ガス２９により置換する。これに
より、耐食耐熱容器９を加熱しても耐食耐熱容器９内に
装填されたマグネシウムＭｇを主体とするエンドクロッ
プ４が燃焼するのを防止する。

【００２７】続いて、加熱装置３１を作動させて、耐食
耐熱容器９内に挿入されたエンドクロップ４に付着した
放射性物質が溶融したガラス原料と共にガラス化する温
度（１１００℃前後）に加熱してガラス原料１９を溶融
させた後、加熱装置３１による加熱を停止して溶融した
ガラス原料を固化させることにより、ガラス固化体３９
を形成する。

【００２８】尚、上記において、バスケット３４内が略
満杯になるようにエンドクロップ４が装入され、且つ装
入された上部のエンドクロップ４が充分ガラス固化体３
９内に埋没するようにガラス原料１９の装入量を調整す
る。

【００２９】続いて、装填管２３の接続フランジ２２を
前記耐食耐熱容器９の開口１０のフランジ１１から切離
して空気管２３ａにより加圧空気を供給することにより
装填管２３を上昇させ、前記耐食耐熱容器９の開口１０
に、図２に示すような開口１０を閉塞するための蓋３８
を設置する。

【００３０】続いて、図２に示すように、前記開口１０
に設置した蓋３８の外周位置が溶接装置３７の溶接トー
チ３６の直下位置に来るように台車１２を移動させた
後、ターンテーブル１５により耐食耐熱容器９を回転さ
せつつ溶接トーチ３６により前記フランジ１１と蓋３８
とを溶接することにより開口１０を密閉し、これにより
エンドクロップ４を耐食耐熱容器９内に完全に封入させ
た廃棄体４０とする。

【００３１】従って、上記方法によれば、耐食耐熱容器
９内に、エンドクロップ４及び該エンドクロップ４に付
着した放射性物質をガラス固化体３９として封入するよ
うにしたので、放射性物質の封じ込め性を高めることが
でき、よって、廃棄体４０を保管、或いは地層処分した
際に放射性物質が外部に移行する問題を防止することが
できる。

【００３２】また、上記したように廃棄体４０のガラス
固化体３９による放射性物質の封じ込め性が高められる
ことによって、耐食耐熱容器９内に多量のエンドクロッ
プ４を詰込んで高レベル廃棄体とすることができ、よっ
て廃棄体４０の数が減少して、廃棄体４０の取扱作業が
減少し、更に廃棄体４０を保管、及び地層処分するため
の施設スペースも減少することができる。

【００３３】また、前記したように、耐食耐熱容器９内
に装入するエンドクロップ４を耐食耐熱容器９内面から
離すように、耐食耐熱容器９内径より小径のバスケット
３４を予め耐食耐熱容器９内に装入しておくことによ
り、エンドクロップ４及び該エンドクロップ４に付着し
た放射性物質が耐食耐熱容器９の内壁に近付くことなく
確実にガラス固化体３９の内部に埋没するようになるの
で、廃棄体４０のガラス固化体３９による放射性物質の
封じ込め性が更に高められることになる。

【００３４】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、耐食耐
熱容器内に、エンドクロップ及び該エンドクロップに付
着した放射性物質をガラス固化体として封入するように
したので、放射性物質の封じ込め性を高めることがで
き、よって、廃棄体を保管、或いは地層処分した際に放
射性物質が外部に移行する問題を防止することができる
効果がある。

【００３５】また、廃棄体のガラス固化体による放射性
物質の封じ込め性が高められることによって、耐食耐熱
容器内に多量のエンドクロップを詰込んで高レベル廃棄
体とすることができ、よって廃棄体の数が減少して、廃
棄体の取扱作業が減少し、更に廃棄体を保管、及び地層
処分するための施設スペースも減少することができる効
果がある。

【００３６】請求項２に記載の発明によれば、耐食耐熱
容器内に装入するエンドクロップを耐食耐熱容器内面か
ら離すように、耐食耐熱容器内径より小径としたバスケ
ットを予め耐食耐熱容器内に装入しておくようにしてい
るので、エンドクロップ及び該エンドクロップに付着し
た放射性物質が耐食耐熱容器の内壁に近付くことなく確
実にガラス固化体の内部に埋没するようになり、よって
廃棄体のガラス固化体による放射性物質の封じ込め性が
更に高められる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例を示す縦断面図で
ある。

【図２】耐食耐熱容器の開口に蓋を溶接する溶接装置の
一例を示す側面図である。

【図３】使用済み核燃料の燃料棒の一例を示す側面図で
ある。

【図４】従来の使用済み核燃料のエンドクロップを処理
した廃棄体の一例を示す部分切断側面図である。

【符号の説明】

４ エンドクロップ ９ 耐食耐熱容器 １０ 開口 １９ ガラス原料 ３４ バスケット ３９ ガラス固化体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部が開口した耐食耐熱容器に、使用済
   み核燃料のエンドクロップと、ガラス原料を装入し、前
   記耐食耐熱容器を外部から加熱することにより前記ガラ
   ス原料を溶融させて固化することにより前記エンドクロ
   ップ及び該エンドクロップに付着した放射性物質を封じ
   込めたガラス固化体を形成し、その後前記開口を閉塞す
   ることを特徴とする使用済み核燃料のエンドクロップ封
   入処理方法。
2. 【請求項２】 耐食耐熱容器内に装入するエンドクロッ
   プを耐食耐熱容器内面から離すように耐食耐熱容器内径
   より小径のバスケットを予め耐食耐熱容器内に装入して
   おくことを特徴とする請求項１に記載の使用済み核燃料
   のエンドクロップ封入処理方法。