JPH07134198A - 放射能汚染物の収納処分方法及び放射能汚染物収納複合体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 放射能汚染物の収納方法及び放射能汚染物収
納複合体に係るもので、中低レベルの放射能汚染物の自
己遮蔽効果を利用して、高レベルの放射能汚染物から照
射される放射線を減衰させて、中低レベルの放射能汚染
物と同様の取り扱い性を得るとともに、運搬、保管、処
分作業性と安全性を向上させる。 【構成】 外部容器の中に、空隙を空けた状態で高レベ
ルの放射能汚染物収納体を装填し、放射能汚染物収納体
と容器壁との空隙に低レベルの放射能汚染物を充填して
複数層構造を有する放射能汚染物収納複合体とし、高レ
ベルの放射能汚染物の放出放射線を低レベルの放射能汚
染物の層で減衰させ、外部容器表面の放射線レベルを低
レベルの放射能汚染物の収容時と同様またはそれ以下に
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放射能汚染物の収納方
法及び放射能汚染物収納複合体に係り、特に、複数種類
の放射能汚染物を共通の容器に収納する技術と、これら
を地層処分する技術とに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高・中・低放射能レベルの放射能汚染物
（放射性廃液、放射性廃棄物、使用済燃料等）は、放射
能レベル（高・中・低）毎に分類して、それらに該当す
る専用の密封容器に収納して、保管・貯蔵するようにし
ている。

【０００３】これらの技術に関連して、高レベル廃液
をガラス固化状態としたものを貯蔵する技術（例えば実
開平０２−０８５４００号公報）、使用済燃料を容器
に収納したものを貯蔵する技術（例えば特開平０３−２
７３１９８号公報）、低レベル放射性廃棄物をセメン
ト固化する技術（特開平０３−１８１９９９号公報）等
が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの技術
では、前述したように、放射性物質が専用の密封容器に
収納されるため、放射能汚染物収納体の表面の放射線レ
ベルが種類毎に異なり、放射能レベルの異なるものを個
々に管理・保管・収納・処分する必要があって、管理が
煩雑なものとなり易い。高レベルの放射能汚染物収納体
の場合は、放射線量を下げるために希釈媒体が必要にな
る場合があり、管理すべき放射能汚染物の増量を招くと
ともに、膨大な保管・収納スペースを必要として、原子
力発電所や放射性廃棄物貯蔵庫の施設の有効利用が困難
になるという課題を抱えている。

【０００５】本発明は、上記課題を有効に解決するもの
で、中低レベルの放射能汚染物の自己遮蔽効果を利用し
て、高レベルの放射能汚染物から照射される放射線を減
衰させて、中低レベルの放射能汚染物と同様の取り扱い
性を得るとともに、地層処分時にあっては、運搬、移
送、地層処分作業性と安全性とを向上させることを目的
としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決する第
１の手段として、外部容器の中に、容器壁との間に空隙
を空けた状態で高レベルの放射能汚染物収納体を装填
し、該放射能汚染物収納体と容器壁との空隙に低レベル
の放射能汚染物を充填した後、外部容器を密封する放射
能汚染物の収納方法を採用している。第２の手段とし
て、第１の手段の技術に、放射能汚染物収納体を囲む低
レベルの放射能汚染物の層の厚さをほぼ均等とする技術
が付加される。第３の手段として、外部容器と、該外部
容器の中に容器壁との間に空隙を空けて装填される高レ
ベルの放射能汚染物収納体と、該放射能汚染物収納体と
容器壁との間に介在状態に充填される低レベルの放射能
汚染物とからなる複数層構造を有する放射能汚染物収納
複合体を採用している。第４の手段として、第３の手段
の技術に、放射能汚染物収納体と外部容器との空隙に充
填される放射能汚染物の層の厚さが、放射能汚染物収納
体の回りにおいてほぼ均等に設定される技術が付加され
る。第５の手段として、オーバーパック容器内に第３の
手段または第４の手段における放射能汚染物収納複合体
をその回りに空間部を形成した状態に装填する工程と、
空間部に非流動性廃棄物を充填して処分用複合体を形成
する工程と、該処分用複合体を地層処分する工程とを有
する放射能汚染物の地層処分方法を採用している。第６
の手段として、第３の手段または第４の手段における放
射能汚染物収納複合体をその回りに空間部を形成した状
態に収納するオーバーパック容器と、該オーバーパック
容器内に充填され空間部を埋める非流動性廃棄物とから
なる地層処分用複合体としている。

【０００７】

【作用】第１の手段及び第３の手段にあっては、放射能
汚染物収納複合体の状態において、放射能汚染物収納体
からの放射線が、その回りを取り囲む低レベルの放射能
汚染物の層を通過することによって減衰させられ、外部
容器から放出される放射線レベルが、外部容器の内部に
高レベルの放射能汚染物を全量充填した場合よりも著し
く低下し、外部容器の内部に低レベルの放射能汚染物を
全量充填した場合を若干上回る程度に抑制される。した
がって、複数層構造を有する放射能汚染物収納複合体の
管理は、低レベルの放射能汚染物の管理に準じるものと
なるとともに、高レベルの放射能汚染物と、低レベルの
放射能汚染物とを別々に密封容器に閉じ込めて管理する
場合よりも、管理工数及び全体容積が減少する。第２の
手段及び第４の手段にあっては、低レベルの放射能汚染
物の層をほぼ均等に設定することにより、外部容器から
放出される放射線レベルが、全方向に均一化される。第
５の手段及び第６の手段にあっては、放射能汚染物収納
複合体をオーバーパック容器に装填して、空間部に非流
動性廃棄物を充填した処分用複合体とすることにより、
内部の放射能汚染物からの放射線を多段階に減衰させ、
中低レベルの放射能汚染物と同様の取り扱いにより地層
処分を行なう。地層処分後におけるオーバーパックの密
封機能が損われた場合には、非流動性廃棄物と地下水と
の接触を想定しておく一方で、放射性物質が地下水に混
入する現象の発生を多重に抑制する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明に係る放射能汚染物収納複合体
の第１実施例について、図１ないし図４に基づいて説明
する。各図において、符号１は外部容器、１ａは容器
壁、２は支持スペーサ、１０は放射能汚染物収納複合
体、Ｇは空隙、Ｈは放射能汚染物収納体、Ｌは放射能汚
染物である。

【０００９】詳細について説明すると、次の通りであ
る。放射能汚染物収納複合体１０にあっては、高低レベ
ル２種類の放射能汚染物を同一の外部容器１に収納密封
するものとされる。放射能汚染物収納体Ｈにあっては、
予め高レベルの放射能汚染物を小型の密封容器内に収納
状態としておく。該高レベルの放射能汚染物収納体Ｈの
大きさは、例えば、上下方向寸法及び半径方向寸法の双
方が、高レベルの外部容器１の半分程度となるように設
定される。相対的に低レベルの放射能汚染物Ｌにあって
は、破砕片、粒状体、固化剤を含有する流動体等が適用
される。外部容器１にあっては、例えばドラム缶が適用
される。支持スペーサ２にあっては、上下方向及び水平
方向に鋼材を組み合わせて架台状としたものが適用され
る。

【００１０】放射能汚染物収納複合体１０を形成する工
程について説明すると、外部容器１の内底部に、支持ス
ペーサ２を介在させておいて、放射能汚染物収納体Ｈを
支持スペーサ２の上に載置状態に装填し、その際に、放
射能汚染物収納体Ｈの回りに形成される空隙Ｇの厚さ寸
法を、各部においてほぼ均等となるように設定する。空
隙Ｇには、放射能汚染物収納体Ｈの放射能レベルよりも
低レベルの放射能汚染物Ｌを、必要に応じて適宜の固化
剤とともに充填し、低レベルの放射能汚染物Ｌの充填後
に外部容器１を密封状態として、放射能汚染物収納複合
体１０を形成する。

【００１１】このような放射能汚染物収納複合体１０で
は、高レベルの放射能汚染物収納体Ｈ及び低レベルの放
射能汚染物Ｌを線源とする放射線が各方向に照射される
が、中心部の放射能汚染物収納体Ｈに着目すると、放射
能汚染物収納体Ｈからの放射線は、外部容器１における
容器壁１ａを透過して大気中に照射されるまでの間に、
空隙Ｇに介在状態に充填された低レベルの放射能汚染物
Ｌの層を通過する。したがって、低レベルの放射能汚染
物Ｌの層を通過する際に、放射線が減衰させられること
になり、外部容器１における容器壁１ａの内面近傍まで
高レベルの放射能汚染物が充填されている場合と比較し
て、放射能レベルが著しく低下する。

【００１２】一方、外部容器１の容器壁１ａの内面近傍
には、低レベルの放射能汚染物Ｌが充填されているた
め、放射能汚染物収納体Ｈの減衰状態の放射線に、低レ
ベルの放射能汚染物Ｌからの照射放射線が重畳した状態
となるものの、外部容器１から照射される放射線レベル
は、外部容器１の内部に低レベルの放射能汚染物Ｌを全
量充填した場合と比較して、若干上回る程度に抑制され
る。この場合にあって、容器壁１ａと放射能汚染物収納
体Ｈとの空隙Ｇが、放射能汚染物収納複合体１０の回り
において均等、つまり、低レベルの放射能汚染物Ｌの層
の厚さが均等であると、容器壁１ａから大気中に照射さ
れる放射線レベルが、各方向について均一化される。

【００１３】放射能汚染物収納複合体１０の管理は、外
部容器１の表面位置における放射能レベルが、低レベル
の放射能汚染物Ｌを外部容器１に全量充填した場合と近
似するために、実質的に低レベルの放射能汚染物Ｌとし
ての取り扱いをすればよい。

【００１４】図３及び図４は、低レベルの放射能汚染物
Ｌの厚さを１５０ｍｍ、外部容器１の表面線量を２００
ミリレム／時、表面から１ｍの距離で１０ミリレム／時
とした場合の放射能汚染物収納体Ｈと低レベルの放射能
汚染物Ｌとの放射能レベルの相対値に対する放射能汚染
物収納体Ｈの放射能レベル（相対値）と総放射線量（相
対値）とを示している。補足説明すると、放射能汚染物
収納体Ｈと低レベルの放射能汚染物Ｌとの放射能レベル
が、１：１、つまり、同一放射能レベルのものを収納し
た場合の表面レベルを１として比較すると、例えば放射
能汚染物収納体Ｈと低レベルの放射能汚染物Ｌとの放射
能レベルを１：０．１に設定した場合には、放射能レベ
ルが約２５倍である放射能汚染物収納体Ｈを収納できる
ことになる。この際に、放射能汚染物収納複合体１０と
しての総放射線量は、同一レベルのものを収納した場合
と比較して約３．５倍となり、それだけ多くの放射能汚
染物を収納できることを意味している。

【００１５】図５は、放射能汚染物収納複合体１０の第
２実施例を示すもので、放射能汚染物収納体Ｈが、高レ
ベル廃液をガラス固化状態としたもの（いわゆるキャニ
スタ）とされるとともに、外部容器１の内部上方に、放
射能汚染物収納体Ｈの振れ止めをするための振れ止め板
１１が配され、該振れ止め板１１には流動性を一次的に
付与し、かつ、中低レベルの放射能汚染物を混入させた
状態のコンクリートモルタルやガラス溶融物を注入充填
して、中低レベルの放射能汚染物Ｌの層を形成するため
の注入口１１ａが複数明けられる。

【００１６】次いで、図６及び図７に基づいて放射能汚
染物の地層処分方法及びこれに使用される処分用複合体
について説明する。

【００１７】図６及び図７は、複数の放射能汚染物収納
複合体１０を密封した処分用複合体２０の状態にしてか
ら、地層処分する場合の実施例を示している。各図にお
いて、符号２０は処分用複合体、２１はオーバーパック
容器（コンテナ状容器）、２２は非流動性廃棄物、３１
は地上、３２は岩盤（地層）、３３は縦坑、３４は坑
道、３５は処分孔、３６は地層処分建屋、３７は昇降
機、３８はレール、３９はトロリー、４０は台車、４１
はロボットクレーン、４２は搬送トラック、Ｂは緩衝材
（ベントナイト）である。

【００１８】前記処分用複合体２０にあっては、ステン
レス鋼板等によって密閉構造に形成された角型のオーバ
ーパック容器２１の中に、例えば複数の放射能汚染物収
納複合体１０をその回りに空間部を形成した状態に収納
するとともに、空間部に非流動性廃棄物２２を充填する
ことによって形成される。この場合におけるオーバーパ
ック容器２１は、搬送性を考慮してコンテナ状とされ、
また、非流動性廃棄物２２としては、低レベルの放射性
廃棄物、非放射性物を有する一般の産業廃棄物、ベント
ナイト等が利用され、定常状態（処分状態）において流
動性を持たないものが適用される。

【００１９】以下、処分用複合体２０の地層処分作業に
ついて説明する。図１及び図２あるいは図５に示す状態
とした放射能汚染物収納複合体１０は、通常の場合、こ
れらを複数個まとめた処分用複合体２０に加工される。

【００２０】該処分用複合体２０の状態とすると、放射
能汚染物収納複合体１０の中心部の高レベルの放射能汚
染物収納体Ｈから放射される放射線が、低レベルの放射
能汚染物Ｌ及び非流動性廃棄物２２を経由してから外部
に放射するため、その減衰が一層促進されることにな
る。

【００２１】したがって、前述したように、非流動性廃
棄物２２を低レベルの放射能汚染物の層とすることやベ
ントナイト層で構成して、放射能汚染物収納複合体１０
の放射能レベルをさらに低減し、保管時や搬送時の作業
性を向上させる。

【００２２】また、高レベルの放射能汚染物収納体Ｈに
あっては、低レベルの放射能汚染物Ｌ、外部容器１、非
流動性廃棄物２２、オーバーパック容器２１で多重に囲
まれるため、搬送途中等において外荷重が加わった場合
の衝撃力を緩和し、かつ、一部が破損した場合における
内容物の流出を抑制して、破損状態が大きい場合にあっ
ても、非流動性廃棄物２２が露出する程度とする。オー
バーパック容器２１が損傷した場合には、破損箇所の補
修が実施されるが、その場合にあっても、低レベル以下
の作業雰囲気中で実施可能となる。

【００２３】このような処分用複合体２０は、図６に示
すように、例えば搬送トラック４２に搭載して地層処分
建屋３６まで搬送され、昇降機３７によって縦坑３３を
経由して坑道３４まで降ろされて、坑道３４に配設され
たレール３８またはトロリー３９及び台車４０により、
図７に示すように、処分孔３５まで水平各方向に移送さ
れる。

【００２４】処分孔３５にあっては、図７例では坑道３
４がそのまま利用され、ロボットクレーン４１等によっ
て処分用複合体２０を誘導しながら、処分用複合体２０
の回りの処分孔３５との空間に緩衝材Ｂを充填した状態
に密封する。

【００２５】地層処分後において、地下水が処分孔３５
の中に侵入した際には、緩衝材Ｂが吸水して膨潤状態と
なることにより、緩衝材Ｂの部分の圧力が上昇して地下
水の侵入を妨げ、処分孔３５と処分用複合体２０との間
を密封する。

【００２６】地下水の侵入にともなう腐食等によって、
万一、オーバーパック容器２１の密封性が損われるよう
な事態が発生しても、地下水と非流動性廃棄物２２とが
接触するものの、非流動性廃棄物２２の移動及び流出が
妨げられ、加えて、地下水が、非流動性廃棄物２２、外
部容器１、低レベルの放射能汚染物Ｌ、高レベルの放射
能汚染物収納体Ｈの容器壁を経由しなければ、高レベル
の放射能汚染物に到達しないので、高レベルの放射能汚
染物収納体Ｈは幾重にも地下水から守られ、好適環境を
維持する。

【００２７】〔他の実施態様〕本発明にあっては、実施
例に代えて、次の技術を採用することができる。 ａ）低レベルの放射能汚染物Ｌが、放射性物質を吸着す
ることにより放射化したフィルタ等の固体状態の廃棄物
の破砕片であること。 ｂ）低レベルの放射能汚染物Ｌが、ガラス・セメント固
化処理された粒状体であること。 ｃ）放射能汚染物収納複合体１０が、一つの外部容器内
に複数の高レベルの放射性物質収納体を収納し、放射能
レベルの相違する３層以上の放射能汚染物を複合するも
のであること。 ｄ）放射性物質収納体が再利用目的の使用済燃料等であ
ること。 ｅ）地層処分を行なう際の処分孔が縦穴状であること。 ｆ）処分用複合体２０が角型以外の円筒状、球形等のオ
ーバーパック容器に放射能汚染物を密封したものである
こと。 ｇ）処分用複合体２０の内部に任意数の放射能汚染物収
納複合体１０を収納すること。 ｈ）処分用複合体２０を形成する場合に、放射能汚染物
収納複合体１０の内部から外部に順に、高レベル、中レ
ベル、低レベルの放射能汚染物を収納する設定を行なう
こと。

【００２８】

【発明の効果】本発明に係る放射能汚染物の収納方法及
び放射能汚染物収納複合体によれば、以下の効果を奏す
る。 （１） 高レベルの放射性物質収納体を低レベルの放射
能汚染物で囲んだ状態にして外部容器に密封するもので
あるから、放射性物質収納体から放射される放射線を低
レベルの放射能汚染物で減衰させて外部容器の表面線量
を低減し、低レベルの放射能汚染物のみを収納した場合
と同様の放射能レベルとして、取り扱い性及び安全性を
向上させることができる。 （２） 低レベルの放射能汚染物を利用する放射線減衰
であるために、高レベルの放射能汚染物の保管や隔離に
際して、容器回りに放射線遮蔽材を配することや、容器
内に希釈材を充填することを省略して、収納する総放射
線量を大きくすることができる。 （３） 放射能レベルの相違する放射能汚染物を同一容
器内に収納することにより、放射能汚染物の保管容積及
び保管個数を少なくし、原子力発電所や放射性廃棄物貯
蔵庫等の施設における保管容積を減少させ、施設の有効
利用を図ることができる。 （４） 外部容器内の低レベルの放射能汚染物の層をほ
ぼ均等な厚さに設定することにより、方向による放射線
レベルのばらつきを少なくし、放射線管理性を向上させ
ることができる。 また、本発明に係る地層処分方法及び地層処分用複合体
によれば、以下の効果を奏する。 （１） オーバーパック容器内に非流動性廃棄物を介在
させた状態で放射能汚染物収納複合体を密封することに
より、処分用複合体の表面の放射線レベルを著しく低減
して、低レベルの放射能汚染物と同様の取り扱い性を得
て、処分孔までの搬送、移送作業を容易にし、従事作業
員の被曝低減を図ることができる。 （２） 放射能汚染物収納複合体の回りに非流動性廃棄
物を介在させた処分用複合体とすることにより、外部ま
たは落下事故等による衝撃力が高レベルの放射能汚染物
収納体に及ぶことを低減し、搬送、移送時の安全性を高
めることができる。 （３） オーバーパック容器の中に放射能汚染物収納複
合体を複数収納して処分用複合体を形成することによ
り、放射能汚染物収納複合体の地層処分時の搬送効率、
処分効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放射能汚染物収納複合体の第１実
施例を示す一部を切欠した状態の斜視図である。

【図２】本発明に係る放射能汚染物収納複合体の第１実
施例を示す正断面図である。

【図３】図１に示す放射能汚染物収納複合体における放
射能レベルの差と放射能汚染物収納体の許容放射能レベ
ルとの関係曲線図である。

【図４】図１に示す放射能汚染物収納複合体における放
射能レベルの差と収納される放射能容量との関係曲線図
である。

【図５】本発明に係る放射能汚染物収納複合体の第２実
施例を示す正断面図である。

【図６】本発明に係る地層処分方法の実施状況を示す一
部の記載を省略した斜視図である。

【図７】図６の要部を拡大した一部切欠状態の斜視図で
ある。

【符号の説明】

１ 外部容器 １ａ 容器壁 ２ 支持スペーサ １０ 放射能汚染物収納複合体 １１ 振れ止め板 １１ａ 注入口 ２０ 処分用複合体 ２１ オーバーパック容器（コンテナ状容器） ２２ 非流動性廃棄物 ３１ 地上 ３２ 岩盤（地層） ３３ 縦坑 ３４ 坑道 ３５ 処分孔 ３６ 地層処分建屋 ３７ 昇降機 ３８ レール ３９ トロリー ４０ 台車 ４１ ロボットクレーン ４２ 搬送トラック Ｇ 空隙 Ｈ 高レベルの放射能汚染物収納体（放射能汚染物収納
体） Ｌ 低レベルの放射能汚染物（放射能汚染物） Ｂ 緩衝材（ベントナイト）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部容器の中に、容器壁との間に空隙を
   空けた状態で高レベルの放射能汚染物収納体を装填し、
   該放射能汚染物収納体と容器壁との空隙に低レベルの放
   射能汚染物を充填した後、外部容器を密封することを特
   徴とする放射能汚染物の収納方法。
2. 【請求項２】 放射能汚染物収納体を囲む低レベルの放
   射能汚染物の層の厚さをほぼ均等とすることを特徴とす
   る請求項１記載の放射能汚染物の収納方法。
3. 【請求項３】 外部容器と、該外部容器の中に容器壁と
   の間に空隙を空けて装填される高レベルの放射能汚染物
   収納体と、該放射能汚染物収納体と容器壁との間に介在
   状態に充填される低レベルの放射能汚染物とからなる複
   数層構造を有する放射能汚染物収納複合体。
4. 【請求項４】 放射能汚染物収納体と外部容器との空隙
   に充填される放射能汚染物の層の厚さが、放射能汚染物
   収納体の回りにおいてほぼ均等に設定されることを特徴
   とする請求項３記載の放射能汚染物収納複合体。
5. 【請求項５】 オーバーパック容器内に請求項３または
   請求項４における放射能汚染物収納複合体をその回りに
   空間部を形成した状態に装填する工程と、空間部に非流
   動性廃棄物を充填して処分用複合体を形成する工程と、
   該処分用複合体を地層処分する工程とを有する放射能汚
   染物の地層処分方法。
6. 【請求項６】 請求項３または請求項４における放射能
   汚染物収納複合体をその回りに空間部を形成した状態に
   収納するオーバーパック容器と、該オーバーパック容器
   内に充填され空間部を埋める非流動性廃棄物とからなる
   地層処分用複合体。