KR930008247B1 - 핵 폐기물 포장 모듈 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

핵 폐기물 포장 모듈

제 1 도는 포장 설비의 절개 사시도.

제 2 도는 제 1 도의 포장 설비에 사용된 강력 콤팩터의 절개 사시도.

제 3 도는 처리장의 절개 사시도.

제 4a 도는 포장 모듈의 정부 평면도.

제 4b 도는 포장 모듈의 정부 측단면도.

제 4c 도는 포장 모듈의 저면도.

제 5a 도는 모듈 캡의 평면도.

제 5b 도는 제 5 도에 예시된 캡의 부분 측단면도.

제 6 도는 포장되어 밀봉된 모듈의 사시도.

제 7 도는 포장된 모듈의 절개 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 포장 설비 3 : 원격 조정부

85 : 접촉 조정부 110 : 강력 콤팩터

150 : 처리장 200 : 모듈

본 발명은 일반적으로 폐기물 처리장에 안전하게 영구적으로 매장될 수 있는 여러 방사선 준위의 핵 폐기물을 포장하기 위한 모듈에 관한 것이다.

핵 폐기물들을 포장하기 위한 각종 수단들이 종래의 기술에서 알려져 있다. 사용된 포장의 초기형의 한가지는 스틸벽으로 된 55갈론(208,175리터) 드럼들이었다. 그런 드럼들은 초기에 "킥 앤드 롤"형 폐기물 매장시스템들에 사용되었다. 그것들이 포장된 후, 그러한 드럼들의 표면 방사선 준위는 종종 작업자들이 그것들을 근접 처리하기에는 너무 높았다. 따라서 포장된 드럼들은 긴팔 크레인들에 의해 처리되었다. 이 크레인들은 드럼들을 그것들이 매장되는 단순한 지층 트렌치에 떨어 뜨렸다. 불행히도, 이들 트렌치들에 그러한 55갈론(208,175리터) 강철 드럼을 사용하는 것은 핵 폐기물의 지하 처리에 대하여 아주 만족스럽지 못한 방법임이 입증되었다. 이들 트렌치가 함께 채워진 느슨하게 포장된 흙은 트렌치 측부를 형성하고 있는 조밀하게 포장된 흙이나 트렌치 바닥을 형성하는 조밀한 암석층보다 물에 훨씬 더 투과하기 쉽다.

따라서 드럼들을 둘러싸고 있던 비교적 느슨하고 투수성 흙은 이들 트렌치들이 "베드 텁 효과"로 알려진 많은 양의 정지수를 수집하게 한다. 이 정지수는 이들 트렌치들에 매장된 드럼들의 강철 벽들을 부식하게하고 붕괴하게 한다. 차례로 시간이 지남에 따라 붕괴 드럼과 흙의 조밀도는 트렌치의 상단에 홈이 형성하게 하는 땅의 하강 운동 또는 침강을 초래한다. 이 함몰된 홈은 표면수를 고이게 하고 그런 까닭에 드럼위의 웅덩이에 정지수를 고이게 하고 유지시키게 하는 경향을 악화시켰다. 그 결과 정지수의 증가는 더욱 침강을 초래하고 거기에 매장된 드럼들의 부식 및 붕괴를 가속시켰다. 그 장소의 드럼 콘테이너의 부식 및 붕괴는 거기를 통해 흐르는 지하수의 방사능 오염을 초래했다.

그러한 "킥 앤드 롤" 포장 및 처리 시스템에 사용된 드럼과 관련한 문제점들을 해결하기 위하여, 비교적 두꺼운 방사선 차폐 및 불투수성 벽돌을 가진 포장들이 개발되었다. 55갈론 드럼들의 엷은 벽돌과 대조하여, 이들 콘크리트 포장들의 두꺼운 벽돌은 그런 포장들을 긴판 크레인에 의해 처리해야 하지 않고 대신 작업자들에 의해 안전하게 처리될 수 있는 점까지 포장의 표면 방사선을 감소시켰다.

또한, 두꺼운 콘크리트 층은 지하수로 부터의 붕괴에 훨씬 더 잘 견디어 냈다. 사용시, 이들 두꺼운 벽의 콘크리트 포장들은 폐기물이 발생되고 원자력 발전소가 있는 장소로 이송되었다. 폐기물들은 이들 포장들의 내부로 직접 투입되었고, 그 장소에서 포장들이 밀봉되었었다. 그리고 나서 밀봉된 포장들은 원격처리장에 이송되어 매장되었다. 이들 콘크리트 포장들과 관련한 낮은 표면 방사선은 그것들이 차폐된 포오크리프트들에 의해 매장 트렌치 내에 순서대로 적층되게 하였다.

"킥 앤드 롤" 시스템에 사용된 드럼형 포장들보다 그러한 콘크리트 포장들의 우수성에도 불구하고, 아직 이 특수형의 포장과 관련한 많은 단점들이 있다. 첫째, 이들 특수 포장들은 폐기 제어 봉들과 같은 고 준위 폐기물들을 편리하게 처리할 수 없고, 포장들의 콘크리트 벽돌은 포장의 표면 방사선을 근접할 수 있는 준위까지 감소하기에 충분할만큼 두껍지 않다. 두번째 관련 문제점은 합성 포장들의 표면 상사선이 거기에 포장된 특정 폐기물의 방사능에 따라 변화했다는 것이다. 매장 트렌치내의 가장 적은 활성 포장하에 "가장 격렬한" 포장들을 둘러싸는 것이 언제나 바람직하기 때문에, 이들 특수 포장들의 표면 방사선이 광범위하게 걸쳐 변화했다는 사실은 최적의 적층 순서를 확실히 하는 것을 어렵게 했다. 세째로 이들 포장들은 거기에 함유된 폐기물과 외측 흙과의 사이에 단일 방사선 및 장벽만을 가지고 있다. 만일 이들 포장들의 콘크리트벽돌이 지진 변동으로 인해 균열되거나 파괴된다면, 아무런 예비 물 또는 방사선 장벽이 없다. 네째, 이들 콘크리트 포장들은 처리장으로 부터 편리하게 회수할 수 없다. 만일 지진 변동이 발생하여 방사능 물질이 그 밖으로 용해되어 나올 경우까지 특수 포장이 균열 또는 파열한다면 이 최종 단점은 특히 심한 결함이다. 특수 포장을 선택적으로 회수할 수 없는 것은 처리장의 덩어리 모양의 파내기 및 격리를 하지 않을 수 없다.

분명히, 방사능이 존재하는 동안 방사능 준위 또는 그러한 폐기물들에 대한 표면 방사선의 최소한 유사한 레벨을 변화하는 방사능 폐기물을 포장할 수 있는 지하 처리가능한 핵 폐기물 포장의 필요성이 있다. 사실상, 그러한 포장은 다중 물 및 방사선 장벽들로 거기에 포함된 폐기물을 둘러싸야 하고 어떤 이유로 인한 포장 균열 또는 파괴의 외측벽들을 둘러싸야 한다. 최종적으로, 포장은 지진 사건이나 다른 천재지변으로 부터의 손상에 아주 잘 견디는 형상으로 적층할 수 있어야 하고, 손상된 적층의 특정 포장을 쉽게 회수할 수 있어야 한다.

따라서, 본 발명은 압축 하중에 견딜 수 있는 구조적으로 안정한 형태로 선적 콘테이너들에 함유된 방사능 폐기물을 캡슐화하기 위하여 폐기물에 1차 방사선 및 물 장벽을 제공하기 위하여 폐기물을 완전히 둘러싸는 견고한 외부 콘테이너와 폐기물에 2차 방사선 장벽을 제공하기 위하여 선적 콘테이너로 형성된 내부 콘테이너와, 또 다른 방사선 장벽을 제공하기 위하여 그리고 모듈의 압축 강도를 보강하는 대체로 단단하고 보강된 내부를 모듈에 제공하기 위하여 내부 콘테이너와 외부 콘테이너 사이의 공간을 채운 유동적이고 경화될 수 있는 물질의 중심 층으로 구성하는 모듈에 있다.

본 발명은 또한 매장될 수 있는 구조상 안정한 형태로 선적 콘테이너내에 함유된 방사능 폐기물을 캡슐화하기 위하여, 폐기물에 1차 방사선 및 물 장벽을 제공하기 위하여 시멘트 물질로 형성된 직각 프리즘의 형태의 견고한 외부 콘테이너와, 폐기물에 2차 방사선 및 물 장벽을 제공하기 위하여 선적 콘테이너로 형성된 내부 콘테이너와, 또 다른 방사선 및 물 장벽을 제공하기 위하여 그리고 압축하중을 지지할 수 있는 대체로 단단하고 보강된 내부를 모듈에 제공하기 위하여 내부 콘테이너와 외부 콘테이너 사이의 공간을 완전히 채우는 그라우트의 중심층으로 구성하는 모듈을 포함하고 있다.

또한, 본 발명에 의하면 배열이 지반내에 매장된 후 대지의 형상의 변화와 융통성 있게 조화할 수 있는 견고하게 포장된 핵 폐기물 처리 모듈의 배열에 있어서, 상기 배열은 동일한 크기 및 형상의 다수의 측벽들과 동일한 크기 및 형상의 다수의 단부 벽들을 가진 각각 프리즘과 같이 각각 외부적으로 형상된 다수의 모듈들로 구성하고, 상기 모듈들이 상호 인접하는 컬럼(column)들에 단부 대 단부로 적층되고, 특정 컬럼의 모든 모듈들의 측벽들이 동일 평면성이어서 모듈들의 각 컬럼이 인접 컬럼들에 대해 수직으로 이동 가능한 것을 특징으로 하고 있다.

또한 본 발명에 의하면, 압착가능한 선적 콘테이너들에 압착가능한 핵 폐기물을 캡슐화하기 위한 방법에 있어서, 콘테이너와 그 속의 처리 폐기물을 압착하는 단계와, 최소한 하나의 압착된 콘테이너를 모듈 콘테이너에 배치하는 단계와, 압착된 콘테이너와 경화성 유동 물질을 가진 모듈 콘테이너 사이의 환상 공간을 채우는 단계로 구성하는 것을 특징으로 하고 있다.

모-듈의 콘테이너는 다수의 방사능 폐기물 선적 콘테이너를 보유할 수 있다. 이들 각각의 콘테이너는 모듈 콘테이너에 포장될 콘테이너들의 수를 최대화하기 위하여 압착될 수 있다. 그러한 압착은 폐기물을 견고화 함에 의해 모듈의 전체 압축강도를 증가시키고, 또한 물에의 폐기물 흡수 그리하여 용해하는 것을 적게한다. 본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 선적 콘테이너들은, 그라우트가 플라스틱 상태로 여전히 존재할 동안 "스프링-백(spring-back)"이 발생할 경우에 모듈내에 균열이나 속이 빈 공동의 형성을 초래할 수 있는, 압착된 선적 콘테이너 및 그 내용물의 "스프링-백"을 피하기 위하여 선적 콘테이너 및 그 내용물들을 비탄성적으로 변형시키는 압착력을 받는다.

압착된 선적 콘테이너들은 합성 모듈의 표면 방사선을 등화시키기 위하여 모듈의 견고한 외부 콘테이너내에 중심 배치될 수 있다. 또한 견고한 외부 콘테이너내에 그라우팅된 선적 콘테이너들의 수는 합성 모듈의 표면 방사선이 미리 선택된 한계를 초과하지 않도록 선택된다. 모듈의 처리를 용이하게 하기 위하여, 모듈의 외부 콘테이너의 바닥부는 포오크리프트의 포오크를 수납하기 위한 대체로 병렬 홈들의 패턴을 포함하고, 이 콘테이너의 상단부는 호이스트의 후크에 분리 가능하게 연결할 수 있는 다수의 I-보울트 앵커들을 포함할 수 있다. 또한, 견고한 외부 콘테이너는 그라우트가 비경화 상태로 있을때 그라우트내에 삽입할 수 있고 그라우트가 경화상태일때 외부 콘테이너에 뚜껑을 고착시키는 역할을 하는 최소한 하나의 뚜껑 고착부재를 가진 슬랩형 뚜껑을 포함할 수 있다.

마지막으로, 모듈의 견고한 외부 콘테이너의 형상은 양호하게도 모듈들이 상호인접 모듈에 견고하게 적층될 수 있도록 하기 위하여 동일한 크기 및 형상의 다수의 측벽들을 가진 직각 프리즘이다. 양호한 실시에에 있어서, 모듈들은 육방 프리즘들이다. 그러한 육방 프리즘들이 대지형 트렌치 캡을 지지하기에 충분한 압축 강도를 가질 여우가 있는 침강없는 단단히 포장된 배열은 또한 가진 변동이나 다른 천재지변에 의해 융통성 있게-조화될 수 있다.

본 발명은 좀더 확실히 이해하기 위해 양호한 실시에가 부수 도면을 참고로 서술될 것이다.

전체 도면에서 동일한 참고번호는 동일한 부품을 지시한다. 제 1 도에서 본 발명에 따른 시스템중 포장 설비(1)는 빌딩 좌측의 원격 조정 폐기물 포장부(3)와, 빌딩의 중앙에 있는 모듈 적재 및 수송부(60)와, 빌딩우측의 접촉 조정 폐기물부(85) 둘러싸고 있는 4개의 격리벽(2a,2b,2c,2d)로 구성되어 있다. 원격 및 접촉 조정 폐기물부(3,85)는 각각 구동 통로(7,87)를 포함하고 있다. 이들 구동 통로(7,87)에서, 트럭(13,95)은 비교적 무겁고 단단하게 포장된 모듈로 캡슐화하기 위해 멀리 떨어져 위치한 폐기물 발생 지역에서 비교적 경량의 선적 콘테이너(즉, 라이너, 55갈론, 드럼, 그리고 LSA 콘테이너)로 원격 및 접촉 조정 핵 폐기물을 전달한다. 양호한 실시예에서, 포장 설비(1)에 포장된 모듈(200)의 최후 처리장(150)은 포장된 모듈(200)(30,000 파운드 이상의 중량임)이 수송되는 거리를 최소로 하기 위해 설비(1)에 아주 근접하여 위치된다.

먼저 폐기물 발생 지역에서는 멀리 떨어져 위치되지만, 최후 처리장(150)에는 아주 인접되어 있는 격리벽에 의해 둘러싸인 설빙에 대해 최소한 3개의 중요한 장점이 있다는 것을 알야야 한다. 첫째로 비교적 무거운 모듈(200)을 폐기물 발생 지역으로 수송할 필요가 없으며, 두번째로 폐기물 발생 지역이 포장 사고로 부터 오염될 가능성이 없어지며, 세번째로 격리벽(2a,2b,2c,2d)은 처리장(150)이 어떤 포장 사고로 부터 오염될 가능성을 최소화 해준다는 것이다.

이제 설비(1)의 원격 조정 폐기물부(3)의 좀더 상세한 설명으로 돌아가서, 상기부(3)는 수송 트럭(13) 수용을 위해 입구(도시안됨)와 출구(11)를 갖는 구동로(9)를 포함하고 있다. 그러한 트럭(13)은 미합중국 운수성 또는 핵 규제 위원회에서 허용된 행태의 재사용 가능한 차폐된 선적 캐스크(cask)(15)에 핵 폐기물의 짐을 운반하게 된다. 이와같이 차폐된 선적 캐스크(15)내에 설치되어 있는 것은 폐기물을 간직하게 되는 금속 또는 플라스틱 라이너(도시안됨)들이다.

또한 설비(1)의 폐기물부(3)는 트럭(13)의 베드와 동일한 높이에 있는 처리 플랫포옴(18)과 후크 조립체(21)를 갖는 차폐벨(19)과, 원격 제어되는 주행 크레인(23) 등을 포함하고 있다. 차폐벨(19)은 비접촉 폐기물에서 발생되는 방사선의 양을 허용가능한 수준으로 감소하기에 충분한 두께를 갖는 리이드 라이너를 갖는 강철 외피로 형성되는 것이 바람직하다. 크레인(23)은 전기 모우터로 작동되는 풀리 조립체(27)를 통하여 차폐벨(19)의 후크 조립체(21)에 떨어질 수 있게 연결되는 1차 호이스트(25)를 포함하고 있다. 또한 주행 크레인(23)은 "x"방향(구동 통로(7)의 구동로(9)에 평행한 방향)으로 1차 호이스트(25)를 이동하기 위한 캐리지(29)와 "Y"방향(설비(1)의 전면에 평행한 방향)으로 1차 호이스트(25)를 이동하기 위한 트롤리(33)를 포함하고 있다. 캐리지(29) 및 트롤리(33)와 함께 수직으로 조정 가능한 전기 모우터로 작동되는 풀리 조립체(27)는 주행 크레인(23)을 조정하여 수송 트럭(13)의 선적 캐스크(15) 위로 차폐벨(19)을 스윙시키고, 캐스크(15) 밖으로 폐기물이 포함된 라이너를 꺼내고 라이너를 처리 플랫포옴(18) 상의 필요한 위치에 위치시키도록 해준다.

T.V 모니터를 통하여 작동되는 원격 제어 주행 크레인(23)이 본 실시예에 사용되었지만, 수에 관계없이 다른 형태의 현존 원격 제어 크레인 기구가 본 발명을 실시하는데 사용되어도 무방하다. 1차 호이스트(25)에 추가하여 2차 호이스트(35)가 또한 주행 크레인(23)과 차폐벨(19) 사이에 연결되어 있다. 2차 호이스트(35)는 차폐된 선적 캐스크(15)내에 설치된 폐기물 함유 라이너를 떨어질 수 있게 속박할 수 있는 차폐벨(19)내의 캐이블과 후크(도시안됨)의 위치를 제어한다.

빌딩 설비(1)의 원격 조정 폐기물부(3)는 선적 캐스크(15)내에 있는 라이너의 내용물이 적하 요건에 따르는 가를 확인하기 위해 여러가지 방사선 측정기(39)와 초음파 측정기(41)를 가지고 있는 특정지역(37)을 포함하고 있다.

방사선 측정기(39)는 라이너에 포함된 폐기물로 부터 발산되는 방사선의 강도를 측정 하고, 적하 요건에 알맞는 가를 확인하기 위해 상기 폐기물의 방사선 스펙트럼 "기호"를 검사하는데 사용된다. 초음파 측정기(41)는 어떠한 방사성 측정기 액체가 라이너와 함께 존재하는가 존재하지 않는가를 결정 하기 위해 사용된다. 연방 규제 조항은 액체 형태로 방사성 폐기물을 매장하는 것을 엄격히 금지하고 있으며, 따라서 초음파 측정기(41)에 의해 제공된 정보는 상당한 중요성을 갖는다. 방사선 측정기(39)와 초음파 측정기(41)는 처리 플랫포옴(18) 내의 홈(43)에 설치된 케이블에 의해 전기적으로 판독 다이알(45)의 뱅크에 연결되어 있다. 어느 도면에서도 정확하게 도시되지는 않았지만 방사성 측정기(39)와 초음파 측정기(41)의 출력은 기록 간직의 목적을 위해 그리고 모듈(200)의 표면 방사선이 설정된 제한치를 초과하기 전에 얼마나 많은 특정 종류의 폐기물이 특정 모듈속에 적재되었는가를 결정하기 위해 중앙 컴퓨터로 공급된다. 중앙 컴퓨터는 또한 폐기물을 적절히 캡슐화 하기 위해 특정 적재 모듈 속으로 얼마 만큼의-그라우트를 집어 넣어야 할 것인가를 계산할 수 있으며, 초음파 측정기(41)가 라이너에 포함된 폐기물이 수용 불가능한 퍼센트의 액체 형상이라는 것을 지적할 때 경-보 회로를 작동하는 능력을 가지고 있다.

양호한 실시예에서 처리 플랫포옴(18)의 높이는 트레일러 트럭(13)의 베드 높이와 대략 동일하게 하여 캐스크(15)로 부터 덮개가 제거되었을때 플랫포옴(18) 상에 있을 수 있는 어떤 작업원이 캐스크의 정부로 부터 발사되는 방사선에 피폭되지 않도록 한다. 작동중에 차폐 벨(19)은 개방된 캐스크(15) 속으로 내려와 그 속에 있는 라이너를 속박한 다음 특정 지역(37)의 측정기(39,41) 위로 스윙하고 플랫포옴(18)에서 반사되는 차폐 벨(19)의 저부로 부터 발사되는 어떤 방사선에 폐기물부(3)가 피폭되는 것을 최소화 하기 위해 이들 측정기로 부터 몇 인치내로 신속하게 하향한다. 양호한 실시예에서, 처리 플랫포옴(18)은 전체적으로 설비(1)의 구조적인 강직성을 위해 그리고 차폐목적을 위해 콘크리트의 단단한 슬랩으로 형성되어 있다.

상기 차폐 목적은 랙 저장 웰(50)의 구조와 기능이 서술된 후 더욱 명확하게 될 것이다. 양호한 실시예의 특정 지역(37)이 단지 방사선 측정기(39)와 초음파 측정기(41) 만을 포함하고 있지만, 다른 형태의 측정기(폐기물을 눈으로 식별하기 위한 원격 T.V 모니터와 같은)도 필요하다면 포함될 수 있다.

마지막으로 설비(1)의 원격 조정 폐기물부(3)는 4개의 랙저장 웰(50)와 차폐벽(54)으로 형성되어 차폐 도어(55)를 통해 접근할 수 있는 보수 작업실(53)을 포함하고 있다. 각각의 랙저장 웰(50)은 디스크형 커버로 덮혀 있는 원통형 웰을 포함하고 있다. 랙 저장 웰(50)은 특정 지역(37)이 과도한 양의 액체나 다른 수용될 수 없는 상황이 존재하는 가를 검사한 다음 핵 폐기물 선적을 위한 안전하고 편리한 저장 지역을 제공한다.

추가로 핵저장 웰은 그라우팅 지역(118)이 채워졌을대 원격 조정 폐기물을 일시적으로 저장하는데 사용될 수도 있다. 웰(50)의 꼭대기에 있는 디스크형 캡의 재료와 두께는 그속에 저장될 수 있는 원격 조정 폐기물로 부터 폐기물부(3)의 작업 지역으로 발사되는 방사선의 양을 안전한 수준 이내로 감소하도록 선택된다. 보수 작업실은 설비(1)의 원격 조정 폐기물부(3) 내에 분리된 지역을 제공하며, 여기서 파손된 라이너(또는 액체를 함유한 라이너)는 전체적인 설비(1 또는 원격 조정 폐기물부(3)의 주요 부분을 오염시킬 위험이 없이 적절히 수선 되거나 처리된다. 다음에 좀더 명확하게 서술되겠지만 라이너의 파손된 벽을 수선하기 위한 분리된 작업실(53)의 설치는 라이너가 한 모듈(200) 내에서 그라우트될 때 라이너의 벽이 모듈(200)내에 있는 세개의 방사선 및 물 장벽 중 하나를 제공하기 때문에 중요한 것이다. 폐기물 라이너 내에서 유리된 액체가 발견 되었을때 보수 작업실(53)은 액체가 적당한 흡수제나 다른 고화 매체와 혼합될 수 있는 지역을 제공하여 상기 액체가 현 연방 규제 조건의 범위내에서 매장을 할 수 있는 고체 형태로 되도록 한다.

정상적인 상황하에서는 랙저장 웰(50)이나 보수 작업실(53)이 원격 조정 폐기물을 처리하는데 사용되지 않는다. 대신 특정 시험이 완료된 후 이들 폐기물은 통상 원격 게양되어서 차폐 벽(57a,57b)에 의해 형성된 미로 출구(56)를 통과하게 되며, 상기 차폐 벽들은 폐기물부(3)의 뒷면을 형성하며, 통과한 폐기물은 그라우팅 지역(118)으로 통하는 통로상의 메일 카아트(64)위에 있는 모듈(200) 속에 위치시킨다.

모듈 적재 및 수송부(60)는 원격 조정부(3)와 접촉 조정부(85) 사이의 설비(1) 중앙에 위치되어 있다. 모듈 적재 및 수송부(60)를 중앙에 위치 시키면 (1)의 원격 및 접촉 조정부(3,85)의 작업을 편리하게 수행 할 수 있게 된다. 일반적으로, 모듈 적재 및 수송부(60)는 설비(1)의 외부의 레일 카아트(64) 상에 쌓여 있는 모듈(200)을 적재하기 위해 종래의 주행 크레인(62)(이는 상술한 주행 크레인 (23)의 모든 부품과 능력을 가지고 있음)을 포함하고 있다.

상기 레일 카아트(64)는 한쌍의 평행한 적재 레일 조립체(66a,66b)를 따라 자유롭게 이동할 수 있다. 레일 카아트(64)를 자유롭게 이동하도록 하기 위해 트랙(68a,68b)이 설치되어 있는 베드(70a,70b)는 약간 기울어져 있어서 적재 레일 조립체(66a,66b)의 트랙(68a,68b)에 속박되는 카아트(64)가 중력에 의해 상기 트랙을 자유롭게 굴러 내려 가도록 한다. 도면에 도시되지는 않았지만 각각의 적재 레일 조립체(66a,66b)는 적재 레일 조립체(66a,66b)를 따라 적재, 그라우팅 및 캡핑(capping) 위치에서 레일 카아트(64)를 정지시키기 위해 다수의 공기압 작동 정지 기구들을 포함하고 있다. 모듈 적재 및 수송부(60)는 적재 레일 조립체(66a,66b)의 베드(70a,70b)와는 반대 방향으로 경사진 베드(78)를 갖는 복귀 레일 조립체(74)를 포함하고 있다. 복귀 레일 조립체(74)의 베드(78)가 반대 방향으로 경사져 있으므로 해서 레일 카아트는 중력에 의해 자유롭게 트랙(76) 상을 굴러다니며, 그라우팅 되고 캡핑된 모듈(200)이 떨어져 나간 후 적재 및 수송부(60) 내의 적재 위치로 되돌아 올 수 있게 된다. 마지막 차폐벽(79)(이는 최소한 12인치 정도의 두께를 갖는 단단한 콘크리트 벽으로 형성되는 것이 바람직함)은 원격 조정 폐기물이 하나의 모듈(200)속에-적재되어 그라우팅 됨에 따라 차폐벨(19) 내에 포함된 원격 조정 폐기물로 부터 접촉부(85)가 피폭되는 것을 방지하기 위해 레일 조립체(66a)와 복귀 레일 조립체(74)사이에 위치되어 있다. 상기 차폐 벽(79)은 일반적으로 두가지 기능을 가지고 있는데, 그중 하나는 접촉 조정 폐기물부(85)가 원격 조정 폐기물부(3)와 동일한 설비내에 밀봉되도록 하는 것이며, 다른 하나는 설비(1)의 원격 및 접촉 조정부(3,85)를 위해 공동 모듈 적재 및 수송부(60)를 사용할 수 있게 하는 것이다. 상기 마지막 기능은 두개의 중복되는 적재 및 수송 시스템을 설치할 필요성을 제거해 주는 이점을 가지고 있다.

이제 접촉 조정 폐기물부(85)로 돌아가서, 설비(1)의 상기 부분은 원격 조정부(3)에 존재하는 상당수의 동일한 부품들을 포함하고 있다. 예를들어 접촉부(85)는 구동통로(7)에 관해 상술한 바와같은 동일한 종류의 구동로(89), 입구(90) 및 출구(도시안됨)를 포함하고 있는 구동통로(87)를 가지고 있다.

접촉부(85)는 또한 수송 트럭(95)으로 부터 포장된 폐기물의 하역을 용이하게 하기 위해 트럭의 베드와 대략 동일한 높이로 상승된 콘크리트의 단단한 슬랩으로 형성되는 것이 바람직한 처리 플랫포옴(93)을 포함하고 있다. 또한 접촉부(85)는 한쌍의 특정지역(107a,107b)과 랙저장 웰(113)을 가지고 있다. 마지막으로 접촉부(85)는 파손된 콘테이너를 수선하기 위해 그리고 액체 및 다른 부적절하게 포장된 폐기물을 매장을 위한 적절한 고체 형태로 전환시키기 위해 보수 작업실(112)을 포함하고 있다.

그러나 이들 원격부(3)와의 공통 부품에도 불구하고 접촉부(85)는 설비(1) 내에 유일한 몇몇 다른 부품들을 포함하고 있다.

예를들어 자기 또는 진공 호이스트(101)를 갖는 비교적 경량의 지브(jib) 크레인(99)이 원격부(3)의 비교적 무거운 주행 크레인(23) 대신에 사용된다. 접촉부(85)에서 처리된 폐기물은 충분히 낮은 방사선 준위를 가지고 있어서 작업원과 직접 접촉될 수 있기 때문에, 원격부(3)에서 사용되는 무거운 차폐 벨(19)을 들어올릴 수 있는 크레인이 필요없다.

또한 접촉부(85)에 사용된 크레인은 단지 55갈론 스틸 드럼(97)으로 설비(1)에 도착되는 가볍게 포장된 핵 폐기물을 들어올릴 수만 있으면 된다. 몇몇 경차폐체가 설비(1)의 접촉부(85)에 사용되었지만 상기 지역에서 처리되는 폐기물의 방사선 준위가 낮기 때문에 폐기물을 함유하는 각 스틸 드럼(97)을 중차폐할 필요성은 없어진다. 따라서 로울러로 부터 형성된 콘베이어 시스템(103)은 폐기물이 함유된 드럼(97)의 취급을 매우 용이하게 해주도록 구비되어 있다. 마지막으로 강력 콤펙터(110)는 폐기물을 좀더 작은 체적으로 밀집시키고, 그라우팅 처리중 폐기물이 체적내에서 "스프링 백(spring back)"할 수 없는 스틸의 비탄성 제한치 위에 있는 점을 아래에 있도록 주위의 드럼을 스퀴즈 하도록 구비되어 있다. 이는 매우 중요한 장점이며 본 명세서의 후반부에서 상세하게 설명될 것이다.

콘베이어 시스템(103)은 한쌍의 연속 배열된 콤펙터 콘베이어 벨트(105a,105b)와 보수 작업 콘베이어 벨트(106)를 포함하고 있다. 콤펙터 콘베이어 벨트(105a)는 접촉 조정 폐기물을 함유한 55갈론(97)을 지브 크레인(99)으로 부터 초음파 및 방사선 측정기(도시안됨)를 포함하는 제 1 특정지역(107a)을 통과하여 강력 콤펙터(110)의 적재기구(100.1) 속으로 이동시켜준다.

강력 콤펙터(110)는 500 내지 1,100톤 사이의 압력을 55갈론 드럼 콘테이너에 가하여 그들을 60-70파운드/큐빅 피트 사이의 밀도를 갖는 높은 밀도의 "퍽(puck)"(117)으로 축소시킨다. 양호한 실시예에서는 보통 600톤의 압축력이 사용된다.

고밀도 퍽(117)은 강력 콤펙터(110)에서 배출되며 콤펙터 콘베이어 벨트(105b) 상의 램프(111.2)를 하향 활주하며, 따라서 유사하게 초음파 및 방사선 측정기(도시안됨)를 구비하고 있는 제 2 특정 지역(107b)을 통과하는 퍽(117)의 이동을 용이하게 해준다. 그때 콘베이어 벨트(105b)는 고밀도 퍽(117)을 지브 크레인(114)의 자기 또는 진공 호이스트(116)로 이동시켜서 그라우팅 지역(118)으로 가는 도중에 모듈(200) 속으로 퍽(117)을 스윙시킨다.

보수 작업 콘베이어 벨트(106)는 특정지역(107)이 (a) 드럼(97)에 액체가 함유되어 있다는 것, (b) 드럼(97)의 벽이 파손되었다는 것, (c) 드럼(97) 내에 함유된 폐기물이 압축될 수 없다는 것 등을 측정하였을 때에 구동되기 시작한다.

상기 세개의 상황중 어느 하나가 측정되었다면, 작업원(도시안됨)이 드럼(97)을 콤펙터 콘베이어(105a)로 부터 보수 작업 콘베이어 벨트(106)로 간단히 밀어서 드럼(97)을 보수 작업실(112)로 이동시키며 상기 작업실(112)에서는 드럼(97)과 그 내용물이 모듈(200) 내에서 캡슐화 할 수 있는 적절한 상태로 되도록 적당한 벽-수선, 액체의 고체화 또는 분리된 드럼내의 그라우팅 과정등이 수행된다. 보수 작업실(112)이 채워진 상태에 있을 경우에 드럼(97)은 접촉 조정부(85)의 랙저장 웰(113)에 잠시 저장해도 좋다.

이제 제 2 도를 세밀히 관찰해 보면, 본 발명의 강력 콤펙터(110)는 도시된 바와같이 관절로 구부릴 수 있는 아암 조립체(110.3)의 단부쪽에 드럼 스쿠프(110.2)를 갖는 적재 기구(110.1)를 포함하고 있다. 콤펙터 콘베이어(105)의 단부에서 슈우트로 하향 활주한 드럼(97)은 작업원에 의해 드럼 스쿠프(110.2)로 공급된다. 그때 관절로 구부릴 수 있는 아암 조립체(110.3)는 적재 크레이들(cradle)(110.4)속으로 드럼(97)을 적재시킨다. 콤펙터(110)는 또한 적재 램(110.5)을 포함하고 있으며, 상기 램(110.5)은 주 램(110.8)의 외측 위치와 배출램프(111.2)의 정부 사이에 이동할 수 있는 수축 가능한 밀착 실린더(110.6) 속으로 드럼(97)을 공급한다.

제 2 도에서, 밀착 실린더(110.6)는 주 램(110.8)에서 멀리 떨어져 배출램프(111.2)의 정부에 인접한 신장된 위치에 도시되어 있다. 드럼(97)이 밀착 실린더(110.6) 속으로 적재된 후, 실린더(110.6)는 주 램(110.8) 속으로 수축되어 드럼(97)이 램 피스톤(110.9)(도시안됨)과 주 램(110.8)의 베드 사이에서 압착된다. 상술한 바와같이, 5000 내지 1,100톤 사이의 밀착력이 드럼(97)에 가해진다. 그러나 강력한 밀착력을 사용하면 세가지 현저한 장점이 있다.

첫째로 드럼(97)과 그 내용물 체적을 감소시켜 보다 많은 드럼이 한 모듈(200) 내에 포장하도록 한다. 분명히 그러한 높은 밀착력을 사용하면 14개 대신에 35 내지 84개의 드럼(97)이 한 모듈(200)의 내부에 포장될 수 있다.

두번째로 그러한 높은 밀착력을 사용하면 재료의 비탄성 제한치 이상으로 드럼속에 포함된-폐기물과 드럼(97)의 스틸을 변형시켜 최후의 고밀도 퍽이 배출램프(111.2)에서 배출된 후 더큰 형태로 "스프링 백" 되려고 하는 가능성을 없애준다. 그러한 "스프링 백"을 제거하면 모듈(200)이 퍽(117)을 적재하고 그라우트된 후 모듈(200) 내의 경화된 그라우트에 형성되는 내부 크랙이나 공동이 형성될 가능성을 제거하게 된다. "스프링 백"과는 별개로 그라우트로 덮혀질때 최후의 고밀도 퍽(117)은 모듈(200)의 내부에 강한 비압축성 보강 구조물을 형성하며, 이는 폐기물 처리장(150) 위에 가해지는 흙으로 만든 트렌치 캡(164) 용 구조물 지지 부재로서의 또다른 기능을 수행하게 될때 모듈을 지지하게 된다. 마지막으로 그러한 극단적인 드럼(97)내부의 폐기물 압축은(보통 랙(rag), 종이 및 오염된 유니폼 임) 물을 흡수하는데 저항성을 갖도록 해준다. 물론 이렇게 하면 그들이 젖게 되는 경우에 방사성 물질을 좀 덜여과하는 경향을 갖게 만든다. 물의 흡수에 방사성 물질을 좀 덜여과하는 경향을 갖게 만든다. 물의 흡수에 대한 그러한 저항성은 또한 분해가 지나치게 폐기물을 간직한 용기를 "할로우 아웃(hollow out)" 하여 침전 문제를 야기하기 때문에 폐기물을 캡슐화 하는데 있어서 모듈(200)의 전 기능을 중족하는 분해를 덮 일어나게 한다.

콤팩터(110)는 필터(111.5)와, 블로워 조립체(111.6)와 배기스택(111.7)등을 갖는 공기 여과 스텝(111.4)을 포함하고 있다는 것을 알아야 한다. 공기 여과 시스템(111.4)은 접촉 폐기물을 간직하고 있는 드럼(97)상에 660-1100톤의 힘을 가한 결과로 발생하는 어떤 방사성 공기 입자들을 배출한다.

다시 제 1 도로 돌아가서, 설비(1)의 접촉부(85)는 레일 조립체(66a)(원격 조정폐기물 부(3)에 인접함) 혹은 레일 조립체(66b)(접촉 조정 폐기물부(85)에 인접함)에 결합된 레일 카아트(64)상의 모듈(200) 속으로 그라우트를 부어 넣을 수 있는 신장 가능한 트로프(120)를 갖는 그라우팅 지역(118)을 포함하고 있다. 비접촉 및 접촉 조정부(3,85)에서 적재된 모듈(200)을 위해 하나의 그라우팅 지역(118)을 사용하면 전체 시스템에서 값비싼 부품을 중복하여 설치하는 것을 피할 수 있다. 그라우팅 지역(118)을 바로 지나면 주행 크레인(126)을 가지고 있는 캡팅 지역(122) 이 있으며, 상기 크레인(126)은 캡핑 공정을 받도록 리드(220)의 모듈(200)의 정부 위로 들어 올리기 위한 호이스트(128)를 가지고 있다. 캡핑 공정의 보다 상세한 설명은 모듈(200)의 구조가 세부적으로 관련 되었을때 주어질 것이다.

모듈(200)은 통상 폐기물로 채워지고, 그라우팅 지역(118)에서 그라우트되며, 폐기물 처리장(150) 근처에 위치한 폐기물 포장설비(1)에서 캡핑되지만 그들은 또한 폐기물을 생성하는 설비에서도 처리된다.

최후 모듈의 표면 방사선이 접촉 취급을 할수 있도록 충분히 낮기 때문에 모듈(200)내의 폐기물은 처리공간을 이용하여 임지에 편리하게 저장된다. 처리 공간이 이용 가능할 때 모듈(200)은 재사용 가능한 수송 오버팩(도시 않됨) 내에서 처리장(150)으로 수송되며, 트렌치(152)속에 직접 쌓여진다.

이러한 방법은 바람직 하지는 않지만, 임지의 폐기물 저장 설비를 사용하는 것보다 저렴하다.

제 3 도는 포장설비(1)와 관련되어 사용되는 처리장(150)을 예시하고 있다. 처리장(150)은 일반적으로 평탄한 충적바닥(154)을 갖는 트렌치(152)(또는 다수의 평행한 트렌치)를 포함하고 있다. 트렌치가 경화된 그라우트를 가지고 있는 캡이 부착된 모듈로 적재되기 전에 다수의 물 수집 라이시미터(155)가 트렌치내에 있는 물의 방사선 준위를 측정하기 위해 바닥(154)을 통해 균일하게 위치되어 있다. 라이시미터(155)는 바닥에 구멍을 뚫어서 라이시미터(155)의 긴 몸체를 삽입함에 의해 트렌치 바닥(154)에 위치된다.

플라스틱 관의 네트워크(도시안됨)는 처리장(150)을 작동시켜 라이시미터(155)의 컵에 수집된 물을 주기적으로 배출하도록 한다. 이러한 물 샘풀의 방사선 준위는 주기적으로 측정되어 어떠한 방사성 물질이 모듈(200)에서 배출되었는 가를 결정하게 된다.

라이시미터(155)가 바닥(154)을 통해 적절히 파묻힌 후에 바닥(154)은 모세관 장벽으로 작용하는 약 2피이트 두께의 자갈층(156)으로 덮혀진다. 처리장(150)은 지하수의 모든 흐름이 트렌치 바닥(154) 아래로 최소한 80피이트 지점의 지역으로 선택되는 것이 바람직 할지라도 모세관 자갈층(156)은 트렌치 바닥(154)에서 모세관 현상에 의현 모듈(200)의 스택 배열(160) 속으로 지하수가 스며들지 않도록 하기 위해 바닥(154)의 정부에 걸쳐 위치된다. 본 발명의 처리장(150)에 있는 모든 모세관 장벽은 자갈로 형성되는 것이 바람직하지만, 본 발명은 물의 전도성이 높은 어떤 굵은 환상 물질의 사용도 포함된다는 것을 알아야 한다.

자갈층(156)은 약 4인치 두께의 모래 차단부(158)로 덮혀진다. 상기 모래 차단부(158)는 트렌치(152)로 모듈(200)을 수송하는데 사용하는 무거운 포오크리프트(185) 및 드레일러(184)의 바퀴를 위한 길로 작용한다. 상기부(158)가 존재하지 않는다면 상기 차량(184,185)의 바퀴들은 자갈층(156)으로 침강될 것이다.

처리장(150)의 다음 부품은 제 3 도에 도시된 육각형 모듈(200)의 단단하게 포장된 배열(160)이다. 양호한 실시예에서 모듈(200)은 서로 접해 있는 기둥으로 쌓여 있는 것이 바람직하며, 각 모듈(200)의 각 6각면은 다른 두개의 모듈의 6각면과 함께 기둥을 형성하게 된다.

그렇게 서로 인접한 기둥으로 모듈(200)을 배열하면 최소한 네가지의 현저한 장점을 가지게 된다. 첫째로 단단한 표장의 모듈(200)은 흙, 모래 및 자갈과 같은 천연적인 물질로부터 신속하고 편리하게 형성되는 비강직 트렌치 캡(164)을 위한 지지 구조물을 제공한다.

두번째로 그러한 배열은 상술한 흙 침강 문제를 야기하는 모듈(200) 사이의 갭을 거의 완전하게 제거해 준다.

세번째로 각 모듈(200)이 8개의 상이한 면(즉, 정부, 저부 및 모듈(200)을 형성하는 6각 프리즘의 6개 측면)을 따라 각각 별개로 이동할 수 있기 때문에 그러한 배열은 심각한 지진 방해에도 견딜수 있게 된다. 어떠한 모듈도 다른 인접 모듈과 강직하게 결합되어 있지 않기 때문에 그들의 각각은 지진이 일어 났을 경우에도 최소한 약간의 수직 및 수평 활주 운동이 가능하다. 이와 같이 8면의 자유로운 이동은 전체 모듈 배열(160)이 트렌치(152)의 모양 변화에 따라 유연성이 있으며, 개개의 콘테이너 벽을 파손하기에 충분한 배열(160) 내의 국지적인 응력점을 만드는 국지적 지진 방해의 가능성을 제거하거나 최소한 최소화시킨다. 네번째로 배열(160)을 기둥 형상으로 하면 회수가 필요할 경우 특별한 모듈(200)을 회수하는 것이 용이하게 되는데, 이는 필요한 모듈이 포함되어 있는 특별한 기둥 위에 단 하나의 모듈 넓이 만한 구멍을 파면 그 모듈(200)을 트렌치에서 빼낼 수 있기 때문이다. 양호한 실시예에서, 가장 강한 방사능을 갖는 또한 "핫티스트" 모듈(200)이 모듈 배열(160)의 저부층에 위치되어 더 약한 방사능의 모듈로 둘러 싸여 있기 때문에 둘레의 모듈 그리고 중간 및 정부 모듈 층은 "핫"모듈내의 물질로부터 발사되는 방사선으로부터 추가된 차폐를 제공하게 될 것이다.

또한 트렌치(152)는 단단한 모듈 배열(160)의 측면과 트렌치(152)의 벽 사이에 위치한 자갈 모세관 장벽(162a,162b)을 포함하고 있다. 이들 장벽(162a,162b)의 목적은 트렌치(152)의 측면으로부터 모듈(200)의 단단히 포함된 배열(160)의 측면으로 물이 스며들어가는 것을 방지하는 것이다. 양호한 실시예에서, 각각의 이들 측면 모세관 장벽(162a,162b)은 약 2피이트와 두께를 가진다.

트렌치 캡(164)은 흙, 모래 및 자갈과 같은 천연적인 물질로 형성된 비강적 캡이 바람직하다. 그러한 캡(164)은 강직하고 합성적인 구조물 보다 지진 방해에 대한 저항성이 강하다. 좀더 세밀히 말하면 캡(164)의 비강직성은 서로 작은 거리로 캡(164)의 여러층을 수직으로 전환시키는 작용을 하게 하여 최소한 부분적으로 나마 지진 방해에 대한 "셀프-힐링(Self-healing)"을 하게 된다. 추가로 캡(164)에 상당한 손상을 주는 심각한 지진 방해의 경우에도 캡(164)은 상당한 손상을 주는 심각한 지진 방해의 경우에도 캡(164)은 종래의 도로건설 및 흙 이동 설비에 의해 쉽게 보수되는 것이다.

상기 지적한 바와 같이, 모듈(160)을 단단하게 포장한 배열은 트렌치 캡(164)의 여러층을 건설하고 유지하는데 필요한 모든 구조적인 지지를 제공한다.

트렌치 캡(164)의 제 1 층은 충적층(166)이 바람직하며, 상기 층(166)의 범위는 측면 두께 4피이트에서 중앙 두께 7피이트 사이이다. 제 3 도에서 지적한 바와 같이, 충적층(166)(트렌치(152)를 만들때 제거된 흙으로 만드는 것이 바람직함)은 약 4.5%정도로 층의 중앙선으로부터 떨어짐에 따라 점차 얇게 된다. 이러한 지형은 캡(164)이 그의 외부층을 침투하는 물을 효과적으로 흘러내리게 하여 그 물이 측면 드레인(178a,178b)으로 흐르도록 해준다. 충적층(166)은 단단하게 포장된 모듈 배열(160)의 정부에 가해진 후 층(166)은 나머지 층이 그위에 위치되기 전에 다져 진다. 그러한 다져짐을 종래의 노면 다짐 설비에 의해 수행되거나 단지 층(166)내의 충적을 자연적으로 완전히 안착하게 함으로서 수행된다.

충적층(166)을 다지는 두가지 방법중에서 노면 다짐 설비를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 충적층의 자연 안착시간이 종래 기술의 처리장에 사용된 흙의 안착시간에 비해 매우 빠르지만 여전히 3개월 이내이며, 충적층을 형성하는 흙의 특성에 따라서 1년이 걸릴수도 있다. 이와 반대로 노면 다짐 설비를 사용하면 안착 시간은 몇일 정도로 감소된다. 배열(160)이 개개의 모듈(200)을 누적시켜 형성되는 비율과 대략 동일한 비율로 충적층(166)이 단단하게 포장된 배열(160) 위에 위치된다는 것을 알아야 한다. 이렇게 모듈 배열(160) 위에 충적층(166)을 동시에 위치 시키면 처리장(150)이 형성됨에 따라 트렌치 작업자가 피폭되는 방사선의 양이 최소화 된다.

충적층(166)이 대략 다져진 후에 약 4인치 두께의 모래층(168)이 그 위에 가해진다. 모래층(168)이 충적층(166) 위에 완전히 가해진 후 약 2 피이트 깊이의 또 다른 자갈 모세관 장벽(170)이 모래층(168) 위에 위치된다. 모래층(168)은 자갈 모세관 장벽(170)을 형성하는 비교적 거친 자갈과 층적층(166) 내의 비교적 미세한 충적도 사이에 침입된 장벽 역할을 한다.

자갈 모세관 장벽(170)이 일단 놓여지면 약 4인치 두께의 또다른 모래층(172)이 자갈 모세관 장벽(170)위에 가해진다.

다음 미세층인 물을 흘러내리게 하는 실트(164)이 자갈 모세관 장벽(170)에 겹쳐진 모래층(172) 위에 가해진다. 모래층(172)은 실트층(174)내의 실트과 자갈 모세관 장벽(170)내의 자갈 사이에 침투한 장벽으로서의 역할을 한다. 실트층(174)은 트렌치 캡(164)의 주된 물흐름 층이며, 약 2피이트 정도의 두께가 알맞으며, 밀집된 일정한 크기의 재료(타지역에서 가져오는 것이 바람직함)로 형성된다. 다른 물을 흐르게 하는 점토와 같은 자연적인 재료 대신에 실트층(174)을 사용하면 최소한 두가지의 장점이 있다. 첫째로 실트를 점토보다 좀더 쉽게 얻을 수 있어서 저렴하다. 두번째로 실트층(174)이 물로 포화상태가 되었다가 건조될때 점토와 같이 갈라지거나 파손되는 경향이 없다. 이와 같이 갈라지거나 파손되지 않는다는 것은 트렌치 캡(164)의 전체적인 강도를 유지하는데 도움을 준다.

실트층(174)의 측면은 트렌치(152)의 양측상에 위치한 한쌍의 프렌치 드레인(178a,178b)에 인접하여 종료한다. 프렌치 드레인(178a,178b)은 천공 파이프(182a,182b)가 놓여 있는 트렌치를 포함하고 있다. 실트층(174)의 측면으로 흘러 내리는 물은 파이프(182a,182b) 내의 구멍을 통해 트렌치(152)에서 멀티 떨어진 지점으로 이동하도록 배출 트렌치(180a,180b)를 따라 흐르게 된다. 비 또는 다른 표면수의 소스의 양이 상당히 많아서 실트층(174)이 완전히 물로 포화 되었을 경우 자갈모세관 장벽은 포화된 실트층(174)으로부터 모세관 현상을 통해 모듈 배열(160) 속으로 어떠한 물도 흘러내려 가는 것을 방지해 준다.

트렌치 캡(164)의 마지막 정부층(176)은 구어적인 용어로 상당히 거칠은 자갈(표석 정도의 크기임)인 조석으로 구성되어 있다. 조석층(176)은 최소한 3가지 기능을 가지고 있다.

첫째로 실트층(174)을 잠재적인 부식성 바람과 흐르는 물로부터 차단시켜 준다. 두번째로 처리장(150)의 방사선 준위를 정상적인 배경 방사선의 범위 내로 가져와야 하는 모듈 배열(160)에 대해 최후의 방사선 장벽을 제공한다.

세번째로 모듈 배열(160) 위의 지면에 인간이나 동물이 침입시 치명상을 주게 될 침입에 대한 장벽을 제공한다. 전술한 바와 같은 캡(164)의 양호한 실시예는 건조한 지역을 위한 것이다. 습윤지역에서 캡(164)의 또 다른 실시예는 모듈(200)의 단단한 배열(160) 위로 천연적인 흙의 제 1 물 침투 장벽을 포함한다.

상기층은 상술한 층(168,170,172)과 유사한 모래 및 자갈 모세관 장벽으로 덮혀 있다. 이들 모래 및 자갈 모세관 장벽은 자갈로된 생명체 침입층으로 덮혀 있으며, 초목 커버를 갖는 흙의 최후층을 지지하기 위한 추가된 모래 및 자갈층으로 덮혀 있다.

이와 같은 다른 실시예에서, 초목 커버는 흙의 상부 층에서 일어날지도 모르는 침식 작용을 방지해 줄 뿐만 아니라 캡의 정부층을 침투하는 물을 제거해 준다. 사용된 초목은 캡(164)의 완전성이 침해되지 않도록 하기 위해 피상적인 뿌리가 바람직하다. 추가로 그러한 또다른 실시예는 그러한 지역과 관련된 상당량의 빗물 때문에 약 10°이상의 가파른 경사를 가지고 있다.

이제 제 4a 도, 제 4b 도, 제 4c 도 및 제 5a 도를 참고하면, 본 발명의 모듈(200)은 핵 폐기물로 채워지고 적절히 그라우트 된 후 콘테이너(201)를 덮은 리드(220) 및 보강 콘크리트 벽을 갖는 콘테이너(201)로 구성되어 있다.

특히 제 4a 도 내지 4c 도는 참고하면, 모듈(200)의 콘테이너(201)는 원통형 내측부(216)를 갖는 육각형 프리즘(201)이다. 육각벽이 서로 접하는 코너(204)는 제 3 도에 예시된 모듈 배열(160)에 쌓여질때 인접 모듈(200) 사이에 작은 틈이 남겨지도록 적절히 옆면을 자른다.

이들 작은 공간은 모듈(200)의 어느 하나를 회수하는 것이 필요할 경우 회수 공구를 수용할 수 있을 정도로 충분히 커야 하지만, 모듈(200)이 제 3 도에 예시된 형상으로 배열될 때 상당한 양의 흙이 침몰되지 않을 정도로 작아야 한다.

또한 코너(204)의 잘려진 모양은 포오크리프트 (185)가 적재 공정에 따라 모듈 배열(160) 속으로 모듈(200)을 밀어 넣을 때 일어나게 되는 쪼개 지거나 파손되지 않도록 해준다.

이제 모듈(200)의 콘테이너(201) 정부 및 저부로 돌아가서, 정부(206)는 도시된 바와 같이 핵폐기물 및 그라우트를 적재할 수 있도록 개방되어 있다.

정부(206)는 콘테이너(201)가 포장 설비(1)내에 있는 그래플링 후크에 의해 취급되고 트렌치(164)에 쌓여지도록 하는 세개의 I-보울트 앵커(208a,208b,208c)를 포함하고 있다. 또한 이들 앵커(208a,208b,208c)들은 모듈(200)이 회수가 필요할 경우 트렌치(164) 밖으로 들어올려 지도록 해준다. 앵커(208a,208b,208c)의 정강이는 지적된 바와 같이 적당히 잡을 수 있도록 콘테이너(201)의 콘크리트 벽속으로 깊이 잠겨있다.

콘테이너(201)의 저부(209)는 콘테이너(201)의 내측에 있는 저부 표면(210)과 홈(212)의 형태를 갖는 외부 표면(211)을 가지고 있다. 이들 각각의 홈(212)은 차폐된 포오크 리프트(185)의 포오크 보다 약간 더 깊고 넓기 때문에 이들 홀(212)이 포오크리프트(185)에 의해 모듈(200)을 취급하는 것을 아주 용이하게 해준다.

또한 홈(212)의 각 형태는 그러한 포오크 리프트가 여러가지 상이한 각도로 특별한 모듈을 속박할 수 있게 해준다.

모듈의 콘테이너(201) 저부와 콘크리트 벽을 보강하는 것은 상용 스틸-보강 메쉬로 만들어진 "빠스켓"(215)이다.

바스켓(215)은 모듈(200)의 콘테이너(201)의 저부(209)와 벽의 인장 강도를 상당히 증가시킨다. 양호한 실시예에서, 콘테이너(201)의 벽은 최소한 3인치의 뚜께를 갖는다. 추가로 콘테이너(201)의 원통형 내측(216)은 최소한 콘테이너(201)의 원통형 내측(216)은 최소한 75인치를 직경을 가지고 있어서, 14개의 드럼 또는 7개의 고밀도 퍽(117)이 콘테이너(201)의 원통형 내측(216)에 쌓여 지도록 되었다.

콘테이너(201)의 정부(206)는 이제 상세하게 설명될 슬립형, 콘테이너 리드(220)의 캡 고정봉(232a,232b,232c,232d,232e,232f)을 수용하기 위한 다수의 홈(214a,214b,214c,214d,214e,214f)을 포함하고 있다.

이제 제 5a 도 및 5b 도를 참고하면, 슬랩형 콘테이너 리드(220)는 일반적으로 디스크형 상부(222)와 일체로 형성된 좀더 작은 직경을 갖는 디스크형 하부(228)를 포함하고 있다.

상부(222)의 연부는 서로 약 120°간격진 세부분(223.1,223.2,223.3)으로 평탄하게 되어 이다. 콘테이너 리드(220)가 콘테이너(201)의 개방된 정부(206) 위에 적절히 위치될 때 이들 평탄한 부분(223.1,223.2,223.3)들은 적절한 각도로 위치되어 앵커의 -보울트 부분을 속박하는 크레인 후크용 간격을 제공하기 위해 상술한 I-보울트 앵커(208a,208b,208c)와 직접 대향하게 된다.

리드(220)의 상부(222)의 정부표면(224)은 리드(220)의 표면에 특별히 주조된 방사선 경고표시(226)를 포함하고 있다. 또한 식별을 위한 일련번호가 리드(220)의 정부 표면(224)에 주조되어 있어서(제 3 도에서와 같이) 모듈이 회수가 필요할 경우 모듈(220)을 용이하게 식별할 수 있다.

제 5a 도에 가장 잘 도시된 바와 같이, U형 수송 러그(227a,227c,227e)는 서로 약 120°의 간격으로 콘테이너 리드(220)의 상부(222) 원주 주위에 위치되어 있다. 이들 러그(227a,227c,227e)는 상부(222)의 원주를 따라 평탄부(223.1,223.2,223.3)와 교차되는 것이 바람직하다. 이들 리그 수송 러그(227a,227c,227e)와 상술한 평탄부(223.1,223.2,223.3) 사이의 각도상 교차는 모듈 콘테이너(201)의 I-보울트 앵커중 하나와 결합되려고 하는 크레인 후크가 우연히 리드 수송 러그(227a,227c, 또는 227e)를 붙잡아 찢어버리는 가능성을 최소화 해준다. 상술한 바와 같이 콘테이너 리드(220)는 또한 디스크형 상부(222) 보다 약간 작은 직경을 갖는 일체로 형성된 하부(228)를 포함하고 있다.

층 스틸-보강 메쉬(229)는 제 6BE에 도시된 위치에 콘테이너 리드(220)를 형성하는 콘크리트 속에 주조되어 있다. 또한 리드속에 주조되어 있는 것은 6개의 동일 거리로 간격진 캡 고정봉(232a,232b,232c,232d,232e,232f)이다. 이들 봉은 콘테이너가 핵 폐기물으로 채워지고 그라우트 된 후 대응 슬롯(214a,214b,214c,214d,214e,214f )속으로 활주한다. 콘테이너 리드(220)와 모듈 콘테이너는 약 4,000Psi 정도의 압축 허용도를 갖는 비다공성 상용 콘크리트로 주조되는 것이 바람직하다. 상기 콘크리트는 강직하며 방수력이 강하다.

제 6 도 및 제 7 도는 강력 콤펙터(110)로부터 형성된 고밀도 퍽(117)으로 채워져 그라우트 되고 갭이 씌워진 모듈(200)을 예시하고 있다. 작동시 7개의 고밀도 퍽(117)이 제 7 도에 도시된 바와 같이 모듈(200)의 콘테이너(201)내에 위치된다. 밀집된 폐기물을 덮고 있는 치밀한 콘테이너는 폐기물과 모듈(200) 외부 사이의 추가된 방사선 및 물의 장벽을 형성한다. 다음 포장설비(1)의 그라우팅 지역(118)의 신장가능한 트로프(120)는 콘테이너(201) 벽의 내측 표면과 퍽(117) 사이에 그라우트의 단단한 층을 형성하기 위해 7개의 퍽(117) 위로 그라우트(218)를 부어 넣는다. 양호한 실시예에서, 모듈(200)을 채우기 위해 사용된 그라우트는 3,000 혹은 4,000Psi상용 콘크리트이다. 그러나 석고, 화산회, 비산회 또는 다른 시멘트용 재료가 그라우트용으로 사용되어도 좋다. 경화된 그라우트(218)는 도면에서 명백한 바와 같이 콘테이너(200)의 외측 표면과 퍽(117)내의 폐기물 사이에 제 3 방사선 및 물 장벽을 형성한다.

또한 그라우트(218)는 캡 고정봉(232a,232b,232c,232d,232e,232f)을 모듈(200)의 바디속에 앵커하는 역할을 하는 콘테이너(201), 리드(220) 그라우트(218) 및 퍽(117) 더미 등이 상당한 압축 및 인장강도를 갖는 단일의 강직한 구조물로 되도록 한다. 경화되어 완성된 모듈(200)은 드롬-베드 트레일러(184)에 의해 포장설비(1)에서 운반되어 차폐된 포오크리프트(185)에 의해 제 3 도에 예시된 단단한 배열(160) 속에 쌓여진다.

도면에 도시되지는 않았지만, 모듈(200)은 폐기 베어봉과 같은 특별한 고강도의 핵 폐기물을 포장하기 위해 수정될 수도 있다. 좀더 상세히 말하면 모듈(200)을 매우 두꺼운 벽으로 형성하여 비교적 작은 원통형 공간이 모듈 중앙에 남아 있도록 하는 것이다. 그때 제어봉은 차폐 수송 캐스크(15)로부터 이미 그라우트된 모듈내의 작은 원통형 공간으로 직접 수송된다.

그러한 수정된 모듈은 몇몇 완전한 제어봉을 수용할 수 있도록 길어야 한다. 또한 봉이 더 작은 길이로 절단된 경우 정상적인 높이의 이미 그라우트된 모듈(200)을 사용할 수도 있다.

Claims (30)

1. 압축하중을 견딜 수 있는 구조상 견고한 형태로 선적 콘테이너들에 함유된 방사능 폐기물을 캡슐화하기 위한 모듈에 있어서, 폐기물에 1차 방사선 및 물장벽을 제공하기 위하여 폐기물을 완전히 둘러싸는 견고한 외부 콘테이너와 폐기물에 2차 방사선 장벽을 제공하기 위하여 선적 콘테이너로 형성된 내부 콘테이너와 또 다른 방사선 장벽을 제공하기 위하여 그리고 모듈의 압축강도를 보강하는 대체로 단단하고 보강된 내부를 모듈에 제공하기 위하여 내부 콘테이너와 외부 콘테이너 사이의 공간을 유동적이고 경화될 수 있는 물질의 중심축으로 구성하는 것을 특징으로 하는 핵 폐기물 포장모듈.
2. 제 1 항에 있어서, 견고한 외부 콘테이너가 다수의 방사능 폐기물의 선적 콘테이너들을 포함하는 것을 특징으로 하는 핵 폐기물 포장모듈.
3. 제 2 항에 있어서, 각각의 선적 콘테이너들이 외부 콘테이너에 포장될 수 있는 콘테이너들의 수를 최대화 하기 위하여 뿐만 아니라 선적 콘테이너들의 압축강도를 증가시킴에 의해 모듈의 전체 압축강도를 증가시키기 위하여 압축되는 것을 특징으로 하는 핵 폐기물의 포장모듈.
4. 제 3 항에 있어서, 선택 콘테이너들이 선적 콘테이너 및 그 내용물들을 비탄성적으로 변형시키는 압착력을 받는 것을 특징으로 하는 핵 폐기물 포장모듈.
5. 제 4 항에 있어서, 선적 콘테이너들이 500 내지 1200돈의 압착력을 받는 것을 특징으로 하는 핵 폐기물 포장모듈.
6. 제 5 항에 있어서, 선적 콘테이너들이 약 600톤의 압착력을 받는 것을 특징으로 하는 핵 폐기물 포장모듈.
7. 제 1 항에 있어서, 선적 콘테이너가 견고한 외부 콘테이너내에 중심 배치된 것을 특징으로 하는 핵 폐기물 포장모듈.
8. 제 2 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서, 다수의 선적 콘테이너들이 견고한 외부 콘테이너에 중심 배치되는 것을 특징으로 하는 핵 폐기물 포장모듈.
9. 제 8 항에 있어서, 견고한 외부 콘테이너에 배치된 선적 콘테이너들의 수는 합성모듈의 표면 방사선이 미리 선택된 한계를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 핵 폐기물 포장모듈.
10. 제 9 항에 있어서, 견고한 외부 콘테이의 외부가 직각 프리즘의 형상으로 되는 것을 특징으로 하는 핵 폐기물 포장모듈.
11. 제 10 항에 있어서, 견고한 외부 콘테이너의 바닥부가 다수의 각들로부터 포오크리크트의 포오크들을 수납하기 위하여 대체로 병렬 홈들을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 핵 폐기물 포장모듈.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 모듈이 그 외에 상기 물질이 경화된 후 상기 외부 콘테이너상에 상기 뚜껑을 고착시키기 위하여 모듈의 외부 콘테이너와 내부 콘테이너들 사이의 공간을 채우는 유동적인 경화성 물질내에 삽입될 수 있는 최소한 하나의 뚜껑 고착부재를 가진 뚜껑을 포함하는 것을 특징으로 하는 핵 폐기물 포장모듈.
13. 제 12 항에 있어서 견고한 외부 콘테이너의 최상 단부가 호이스트의 후크에 분리 가능하게 연결할 수 있는 다수의 수단을 포함할 수 있는 것을 특징으로 하는 핵 폐기물 포장모듈.
14. 제 13항에 있어서, 유동적이고 경화성 물질이 그라우트인 것을 특징으로 하는 핵 폐기물 포장모듈.
15. 매몰될 수 있는 구조상 견고한 형태로 선적 콘테이너에 함유된 방사능 폐기물을 캡슐화 하기 위한 모듈에 있어서, 폐기물 1차 방사선 및 물 장벽을 제공하기 위하여 시멘트 물질로 형성된 직각 프리즘의 형태의 견고한 외부 콘테이너와 폐기물에 2차 방사선 및 물장벽을 제공하기 위하여 선적 콘테이너로 형성된 내부 콘테이너와 또 다른 방사선 및 물장벽을 제공하기 위하여 그리고 압축하중을 지지할 수 있는 대체로 단단하게 보강된 내부를 모듈에 제공하기 위하여 내부 콘테이너와 외부 콘테이너 사이의 공간을 완전히 채우는 그라우트의 중심층으로 구성하는 것을 특징으로 하는 핵 폐기물의 포장모듈.
16. 제 15 항에 있어서, 견고한 외부 콘테이너가 다수의 방사능 폐기물 선적 콘테이너들을 포함하는 것을 특징으로 하는 핵 폐기물 포장모듈.
17. 제 16 항에 있어서, 각각의 선적 콘테이너가 외부 콘테이너내에 포장될 수 있는 콘테이너들의 수를 최대화하기 위하여 뿐만 아니라 선적 콘테이너들의 압축강도를 증가시킴에 의해 모듈의 전체 압축강도를 증가시키기 위하여 압착될 수 있는 것을 특징으로 하는 핵 폐기물 포장모듈.
18. 제 17 항에 있어서, 선적 콘테이너들이 선적 콘테이너와 그것의 내용물들을 비탄성적으로 변형시키는 압착력을 받는 것을 특징으로 하는 핵 폐기물 포장모듈.
19. 제 18 항에 있어서, 선적 콘테이너들이 500 내지 1,100톤의 압착력을 받는 것을 특징으로 하는 핵 폐기물 포장모듈.
20. 제 16 항 내지 제 19 항중 어느 한 항에 있어서, 견고한 외부 콘테이너내에 위치된 선적 콘테이너들의 수는 합성모듈의 표면 방사선이 미리 선택된 한계를 초과하지 않도록 선택되는 것을 특징으로 하는 핵 폐기물 포장모듈.
21. 제 20 항에 있어서 견고한 외부 콘테이너의 바닥부가 여러 각도로 포오크리프트의 포오크들을 수납하기 위하여 대체로 병렬 홈들의 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 핵 폐기물 포장모듈.
22. 제 19 항에 있어서, 상기 모듈이 그 외에 그라우트가 비 경화상태로 있을 때 상기 그라우트내에 삽입될 수 있고 그라우트가 경화상태일 때 외부 콘테이너에 두껑을 고착하는 최소한 하나의 뚜껑 고착부재를 가진 뚜껑을 포함하는 것을 특징으로 하는 핵 폐기물 포장모듈.
23. 배열이 지반내에 매장된 후 대지형상의 변화와 융통성 있게 조화할 수 있는 견고하게 포장된 핵폐기물 처리모듈의 배열에 있어서, 상기 배열은 동일한 크기 및 형상의 다수의 측벽들과 동일한 크기를 및 형상의 다수의 단부벽들을 가진 직각 프리즘과 같이 각각 외부적으로 형상된 다수의 모듈들로 구성하고, 상기 모듈들이 상호 인접하는 컬럼들에 단부대 단부로 적층되고, 특정컬럼의 모든 모듈들의 측벽들이 동일 평면성이이서 모듈들의 각 컬럼이 인접 컬럼들에 대해 수직으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 핵 폐기물 처리모듈의 배열.
24. 제 23 항에 있어서, 각각의 모듈이 폐기물에 2차 방사선 및 물 장벽을 제공하기 위하여 선적 콘테이너로 형성된 내부 콘테이너와 폐기물에 또 다른 방사선 및 물 장벽을 제공하기 위하여 그리고 모듈의 압축 하중을 보강하는 대체로 견고한 내부를 모듈에 제공하기 위하여 모듈의 내부 벽들과 내부 콘테이너 사이의 공간을 채우는 유동적으로 경화할 수 있는 물질의 중심층을 포함하는 것을 특징으로 하는 핵 폐기물 처리 모듈의 어레이.
25. 제 23 항에 또는 제 24 항에 있어서, 각각의 컬럼들의 각 모듈의 단부면이 인접 컬럼들의 모듈들의 단부면과 동일 평면 이어서, 상기 모듈들의 배열은 수평방향으로 서로에 대해 미끄럼 이동가능한 모듈들의 충돌뿐만 아니라 수직방향으로 서로에 대해 미끄럼 이동 가능한 모듈들의 인접 컬럼들을 포함하는 것을 특징으로 하는 핵 폐기물 처리모듈의 배열.
26. 압착 가능한 선적 콘테이너들에 압착 가능한 핵 폐기물을 캡슐화 하기 위한 방법에 있어서, 콘테이너와 그 속의 처리폐기물을 압착하는 단계와 최소한 하나의 압착된 콘테이너를 모듈 콘테이너에 배치하는 단계와 압착된 콘테이너와 경화성 유동물질을 가진 모듈 콘테이너 사이의 환상공간을 채우는 단계로 구성하는 것을 특징으로 하는 압착가능한 핵 폐기물 캡슐화 방법.
27. 제 26 항에 있어서, 25000톤 이상의 압착력이 있는 선적 콘테이너를 전시간에 걸쳐 견고하게 남아있는 형태로 그것을 영구히 변형시키기 위하여 선적 콘테이너에 가해지는 것을 특징으로 하는 압착 가능한 핵 폐기물 캡슐화 방법.
28. 제 27 항에 있어서, 압착력이 약 600톤인 것을 특징으로 하는 압착 가능한 핵 폐기물 캡슐화 방법.
29. 제 26 항, 제 27 항 또는 제 28 항에 있어서, 상기 핵 폐기물 캡슐화 방법이 그외에 모듈내에 캡슐화되고 압착된 선적 콘테이너들의 수를 조정함에 의해 압착된 모듈의 최종 표면 방사선을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압착 가능한 핵 폐기물 캡슐화 방법.
30. 제 29 항에 있어서, 사용된 경화성 유동물질이 그라우트 인것을 특징으로 하는 압착 가능한 핵 폐기물 캡슐화 방법.

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