JPS62151799A - 耐衝撃性の改善された輸送・処分容器及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、中低レベルの放射性ＩＱ菓物のような危険物
を輸送するために用いる耐衝撃性の改善された輸送・処
分容器及びその製造法に関する。

【久匹且韮 近年原子力発電所、原子力事業所等の原子力施設からす
１出される各種放射性廃棄物、化学コニ揚からＪｕｌ出
される有害な重金属スラッジ等の廃棄物は増加する一方
で、関係者はその処理処分に苦１社している。

低レベルの放射性Ｉｆ！！東物の発生量は、１９９０年
度に１よドラム缶にして７万本に達し、累積では１１０
万本に達づると予想されている。この廃棄物を全て保管
すると広大４ｇ敷地と莫大な資金が必要となる。国土が
せまく、入口密１哀の高い我が国や欧州各国では、海洋
投棄等により処分しなければならない情勢にせまられて
いるが、我国では南方諸国の説得に時間がかかる見込み
である。このため政府は陸地処分計画の実施を行うべく
検討を急いでいる。

放射性物質は重金属と異って個々の核種が固そｉの半減
期で崩壊減衰していくので我々の環境から隔離しておか
なければなら４【い期間が有限である。

現在の核分裂を利用する系で艮いズを命をもつ廃棄物は
主に核燃料再処理工場から発生する。その寿命は９ｏｓ
ｒ　、　　１３７Ｇｓのようなβ−γ放射性能に着目す
れば数１００年、原子番号９３以上の超・フラン元素の
α放射能に着目すると数１０万年と５１弾される。

これらは高レベル廃棄物の代表的なりので当初は液体の
まま暫定貯蔵し次いで適当な方法で固定し、工学的貯蔵
袋処分する方法が考えられている。しかし、現在排出爪
がＩａも多く問題とされているのは濃度の低い中低レベ
ル廃棄物で、これは１ｏｏｉｖ程度以下と考えてよいと
いわれている。いいかえれば、陸地保管容器としては１
００年程麿もつものが理想的である。

ところで現在、中低レベル成用性廃棄物に関する処理処
分用容器として多種の輸送・処分容器が提案されている
。

輸送・処分容器の一種として、金属製容器内面の鋼繊維
や金網等補強材により強化したコンクリートを希望によ
りポリマーや無機物質の含浸剤を含浸して一体化するこ
とによって長期耐久性とハンドリング性を改良し、かつ
内容積の減少を小さくしたものが実用に供されている。

（が　゛しよ２としている。

輸送・処分容器はその輸送中の外部からのｉ撃、例えば
落下時の衝撃が直接内殻のコンクリートライニングに伝
わるため内殻に悪影響を与え、衝撃７゛　　　　　　力
の大ぎさによってはクラックを誘引しかねない。

従って、従来の輸送・処分容器の弱点・であった耐衝１
１１性の向上された輸送・処分容器が斯界で切９！され
ていた。

本発明者等は上述した従来技術の輸送・処分容器の欠点
を改良すべく研究した結果、金属製容器とコンクリート
ライニングとの間に含浸強化された緩！ｉｉ月層を設け
、さらに金属製容器、ＬｆＩＬ百月層及びコンクリート
ライニングの間を含浸材中間層により一体的に結合する
ことに耐衝撃性を改善できることを見出した。

ｌ旦豊旦遣 本発明に係る耐衝撃性の改善された輸送・処分容器は、
下記の如く容易に複雑な装置を用いることなく製造され
る。

（ａ）　　緩衝材層を外殻の金属製容器の内面に隣接し
て遥→→→←←設け； （ｂ）　　セメント、水及びコンクリートの全容Ｈａｔ
準の０．５〜２容聞％の補強材から主として成る原材料
を配合、混練して、補強コンクリートを生成し； （ｃ）　　緩衝材層により形成された容積内に中型枠を
設置し、緩衝材層と中型枠との間の型枠に前記補強コン
クリートを打設、養生し：（ｄ）　　養生終了後中型枠
を脱型し、加熱乾燥し、次いで冷却し： （ｃ）　　形成されたコンクリ−１−ライニングによる
容積内に中子を挿入し、天ぶたで金属製容器を閉じて真
空ポンプにより容器内部を減圧し：（［）減圧下の容器
内に含浸材を緩衝材層及びコンクリートライニングの上
限を越えて注入し、次いで大気圧にもどすかもしくはざ
らに加圧して緩衝材層及びコンクリ−ドウイニングに含
浸材を含浸さＵると同時に金属製容器、緩１４４層及び
コンクリートライニングの夫々の間隙にも含浸させ； （ｇ）　　次いで中子を取出し、余剰含浸材を除去し；
（ｈ）　　含浸材を硬化させて、外殻の金属製容器、含
浸＋Ｊ　ｒ強化された緩衝材層及びコンクリート、及び
該容器、緩衝材層及びコンクリートライニングの間に形
成された含浸材中間層により一体的に結合させる。

本発明の好ましい実施態様において、゛金属製容器″の
材質どしては鋼、ステンレススチール、アルミニウム等
種々の金属が又形状としてはドラｔ＼、四角、六角形状
等種々の形状が考えられるが、それらは容器に収納され
る内容物および容器が管理される環境、条件等により適
宜選択される。本発明で好ましく使用されるのは金属製
ドラム缶であって、就中好ましい態様としては例えばＪ
ＩＳ　Ｚ１６００の厚さ１　、２〜１−６　ｍｌ１Ｉ　
Ｎ容器　２００１のｔＩ製オープンドラムが使用される
が、要するに一枚の金属板を円筒形に成形したのら、シ
ーム溶接又は突合せ溶接によって接合された胴体、該胴
体に巻き締められている地板および該胴体に締め付けら
れている天ぶたから構成されていて、溶接及び締付けが
良好で、内外面にきず、しわ、さびなど使用上有害な欠
点がなく、気密が保持されるドラム缶であれば、その材
質、大きざ等にかかわらず如何なるものでも使用され得
る。

緩衝材層は、金属製、炭素製、アスベス１−装繊維のシ
ート又は気泡コンクリートからなり、これらを外殻の金
属製容器の内面に隣接して貼りイ］け、吹ざ付は又は型
枠内への注入などの方法により設けることができる。気
泡コンクリート４．１微細で強靭な気泡（０，１〜０．
３７７１／ｍ）を多ｒｉ＜３ｏ　〜７０容積％）に均一
に連行しているものである。その強度は材令２８日で５
〜９０Ｋｇ／ｃｍ２、好ましくは１５〜６０に９　／　
ｃｍ　２が目的に対応して選択される。

本発明の輸送・処分容器のコンクリートライニングを補
強Ｊるために使用されるパ補強材″は鋼１１ｉ　１ＩＩ
Ｔ、ガラスｌＩＮ、炭素繊維あるいはラス、鉄筋等が包
含されるが、就中鋼Ｕ＆緒が好ましい。鋼繊屑１の場合
０５〜２０容品％配合される。これら補強材を使用する
ことによってコンクリートのしん性が若しく改善され、
耐衝撃性、疲労性状おにびた（大竹等が向上ザる。本発
明では補強材の使用にＪ：って１％られる効果をコンク
リートの゛補強″′と総括する。

本発明の輸送・処分容器の内殻コンクリートを強化する
ために含浸される“含浸剤″はメタクリル酸メチル、ア
クリル酸メチル、アクリル酸エチル等の不飽和ポリニス
デル、スチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリ
ル等のラジカル重合刊モノマーの一種あるいは二種以上
の混合物または熱硬化性ポリエステル、１ポキシ樹脂の
熱硬化性樹脂を形成しうる重合性材料の一種あるいは二
種以上の混合物、およびエチルシリケート、メチルシリ
ケート、水ガラス、硫黄等の無機物質が包含される。ラ
ジｈル重合性七ツマ−を使用する１８合通常使用されて
いるジビニルベンゼン、トリメヂロールブロバントリメ
タクリレート、ポリエブーレングリコールジメタクリレ
−１へ等の架橋剤を使用してもよく又、これらの七ツマ
−や樹脂に他のポリマーを添加使用してもＪ：い。本発
明では鋼繊維等で補強したコンクリートに上述した含浸
剤を含浸させたもの（ＳＦ’ＲＰＩＣ）によって強度を
高め且つ不透水性、耐薬品性、耐海水性、耐酸性、耐食
性および密実性等を改善する。本発明では含浸剤によっ
て得られるこれらの効果をコンクリ−１゛・の゛強化″
と総括する。

本発明の輸送・処分容器の緩衝材層の厚さは３〜１０Ｉ
ＩＩＩＲの範囲で、＝１ンクリートライニングのへさは
好ましくは胴部で約１０〜３５６ＩＩＩ＋、底部で約１
５〜４５履、そして蓋部で約１０〜３５＃１１の範囲で
、収納される廃棄物の種類、形状および遮蔽性能専の諸
条件に応じて）ｎ宜決定される。含浸材中間層の厚みは
１＃以下である。この様に内殻コンクリートの肉厚を簿
く出来、従って内容積が大きくとれるということも本発
明の輸送・処分容器の構造上の特徴の一つである。

本発明の製造法の具体的な態様において、主としてセメ
ント、水、骨材Ｊ３よびＩ１４４１　Ｍから成る原料１
３１を適当な比率で配合し混練し、ドラム缶自体を外型
枠として用いその中に適当な素材の中型枠を配置して成
る型枠中に流し込み打設する。尚、原材料の配合に当っ
てはコンクリートのクラック発生防由のため膨張材を適
当量使用してもよい。

コンクリートの打設終了後約６０℃で３時間蒸気養生ザ
る。養生終了後中型枠を除去し、１００〜１５０℃で８
〜２４時間乾燥する。乾燥工程後、天ぶたを開じて真空
ポンプにより減圧して容器内部を真空にする１、この真
空工程は天ぶたをおさえるだけで特別な装置を必要どし
ない。又、内殻コンクリートが強度をＦ＋　シているの
で、ドラム缶が変形する恐れはない。真空工程終了後減
圧手段を利用して除去し、加熱重合法あるいは放射線重
合法により重合性七ツマ−を重合させ製品検査を経て製
品と成る。内殻コンクリートに含浸させた含浸剤が有機
モノマーの場合、重合に当っては従来から使用されてい
る重合開始剤例えば、アゾビスイソブヂロニトリル等の
有様窒素化合物、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチ
ルヒドロパーオキ１ナイド等有機過酸化物等が使用され
る。重合工程が密閉系で が行われるために容器表面のｔツマ−の気化が少なく、
特に外殻ドラム缶、Ｎ衝材層、コンクリートライニング
どの間隙ではポリマーフィルムが形成されて最終容器と
しての耐久性の向上が図れる。

従って本発明の方法は特別な含浸装置を必要としないた
め安１＋ｔｌｉな容器の製造が可能となる上に、従来ド
ラム缶を使用していた原子力施設の設備を何ら変更する
ことなく、長期の耐久性、Ｒ［の浸出防止性などに優れ
た輸送・処分容器が製造できるメリッ１−がある。

以下実施例により本発明の構成及び効果を具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。

尖−盈−１ 鋼板の厚さ１．２１１Ｆのドラム缶２００愛の内面に厚
ざ約四ｍｍの不織布による緩衝材層を設けたものに中型
枠を設買する。セメント４５０Ｋｇ／ＴｒＬ３、水１８
７　Ｋ’Ｊ／ＴＬ３　、砂８６５に９　／　７／Ｌ　３
、砂利７７０Ｋｆｌ／７７１３、羽織ｌｆｆ８０Ｋｇ／
ｍ３　、減水剤３Ｋｇ／７ＦＬ３の配合で、ミキサーに
より混練し、型枠中に流し込み後、振動成形を行い、２
時間ｍ直後、６０℃で３時間蒸気養生を施こした後１５
０℃−１２時間乾燥し、冷却した。容器を含浸Ｖｌ置に
入れ真空弁と注入弁を取付だ蓋をした後、１＃Ｈｇ以下
で１時間脱気ｉ　　　　　　した。熱触媒としてアゾビ
スイソブチロニトリルを１％溶解したメタクリル酸メチ
ルモノマーを注入し、大気圧にもどして１．５時間含浸
した。余剰の七ツマ−を排出後、９０℃のスチームによ
り１時間加熱重合した。この方法によりドラム缶の緩衝
材層の外側に厚さ約１５ｍの５ｔ−Ｐ［Ｃ？ｌを形成し
た。

落下衝撃試験 上記実施例によって形成された輸送・処分容器に模擬放
射性廃棄物をセメントで混練固化した。

この固化体は、１．２７１１の高さからコンクリート板
上に落下さぜたが、はとｌυどクラック等の劣化は認め
られなかった。他方、緩衝初層を設（〕ないで他は同様
の輸送・処分容器の固化体はクラックを生じた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の輸送・処分容器の縦断面図である。 特許出願人　　秩父セメント株式会社 （外１名） （外斗名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、外殻としての金属製容器、内殻としての金属製容器
   の内面に隣接する緩衝材層と該緩衝材層の内面に設けた
   高強度コンクリートライニングからなり、このコンクリ
   ートライニングは補強材で補強され、緩衝材層とコンク
   リートライニングは含浸材で含浸強化されており、さら
   に金属製容器、緩衝材層及びコンクリートライニングの
   夫々の間の含浸剤中間層により一体的に結合されている
   放射性廃棄物、産業廃棄物等用の耐衝撃性の改善された
   輸送・処分容器。 ２、コンクリートライニングがセメントおよび水の混合
   物、および必要に応じて砂、骨材および添加材から成る
   セメントペーストから形成される特許請求の範囲第１項
   に記載の輸送・処分容器。 ３、補強材が鋼繊維、炭素繊維、ガラス繊維、高分子繊
   維、ラスおよび鉄筋からなる群から選択される特許請求
   の範囲第１項に記載の輸送・処分容器。 ４、補強材がコンクリートの全容量基準の０．５〜２０
   容量％の量でコンクリートライニング中に存在する鋼繊
   維から成る特許請求の範囲第１項に記載の輸送・処分容
   器。 ５、含浸材がメタクリル酸メチル、アクリル酸メチル、
   アクリル酸エチル、スチレン、α−メチルスチレン、ア
   クリロニトリルのラジカル重合性モノマーの一種あるい
   は二種以上の混合物、または熱硬化性ポリエステル、エ
   ポキシ樹脂の熱硬化性樹脂を形成しうる重合性材料の一
   種または二種以上の混合物である特許請求の範囲第１項
   に記載の輸送・処分容器。 ６、含浸材がエチルシリケート、メチルシリケート、水
   ガラスおよび硫黄から成る群から選択される無機材料で
   ある特許請求の範囲第１項に記載の輸送・処分容器。 ７、外殻としての金属製容器が鋼製ドラム缶である特許
   請求の範囲第１項に記載の輸送・処分容器。 ８、緩衝材が金属製、炭素製、アスベスト製繊維のシー
   ト、気泡コンクリートから選択される特許請求の範囲第
   １項に記載の輸送・処分容器。 ９、緩衝材層の厚みが３〜１０ｍｍの範囲にある特許請
   求の範囲第１項に記載の輸送・処分容器。 １０、コンクリートライニングの厚みが１０〜３５ｍｍ
   の範囲にある特許請求の範囲第１項に記載の輸送・処分
   容器。 １１、（ａ）緩衝材層を外殻の金属製容器の内面に隣接
   して設け； （ｂ）セメント、水及びコンクリートの全容量基準の０
   ．５〜２容量％の補強材から主として成る原材料を配合
   、混練して、補強コンクリートを生成し； （ｃ）緩衝材層により形成された容積内に中型枠を設置
   し、緩衝材層と中型枠との間の型枠に前記補強コンクリ
   ートを打設、養生し； （ｄ）養生終了後中型枠を脱型し、加熱乾燥し、次いで
   冷却し； （ｅ）形成されたコンクリートライニングによる容器内
   に中子を挿入し、天ぶたで金属製容器を閉じて真空ポン
   プにより容器内部を減圧し； （ｆ）減圧下の容器内に含浸材を緩衝材層及びコンクリ
   ートライニングの上限を越えて注入し、次いで大気圧に
   もどすかもしくはさらに加圧して緩衝材層及びコンクリ
   ートライニングに含浸材を含浸させると同時に金属製容
   器、緩衝材層及びコンクリートライニングの夫々の間隙
   にも含浸させ； （ｇ）次いで中子を取出し、余剰含浸材を除去し； （ｈ）含浸材を硬化させて、外殻の金属製容器、含浸材
   で強化された緩衝材層及びコンクリートライニング、及
   び該容器、緩衝材層及びコンクリートライニングの間に
   形成された含浸材中間層により一体的に結合させる；こ
   とから成る放射性廃棄物、産業廃棄物等用の耐衝撃性を
   改善した輸送・処分容器の製造法。