JPH10153696A

JPH10153696A - 高レベル放射性廃棄物の処分容器

Info

Publication number: JPH10153696A
Application number: JP31059696A
Authority: JP
Inventors: Hiromichi Maekawa; 弘道前川
Original assignee: Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1996-11-21
Filing date: 1996-11-21
Publication date: 1998-06-09

Abstract

(57)【要約】【課題】高レベル放射性廃棄物を地下の処分穴に搬送
して埋設するに際して、遠隔操作を必要とせず容易に搬
送、埋設ができると共に、緩衝材及び土等の充填状況を
確実に監視できる高レベル放射性廃棄物の処分容器を提
供する。【解決手段】高レベル放射性廃棄物を収容したキャニ
スタ２を密閉収容したオーバーパック３を収容して地下
の処分穴１１，１２に搬送して埋設するに際して、上記
処分穴１１，１２に嵌合して収容されるべく鋼板等から
なる外殻容器６を形成し、外殻容器６内に、その内周壁
側に上記処分穴１１，１２の形成時に排土された掘削土
砂を埋め戻すべく掘削土砂からなる埋戻し層５を形成す
ると共に、埋戻し層５の内側に所定の厚さを有する緩衝
材層４を形成し、緩衝材層４に囲繞された中空部１４に
上記オーバーパック３を収納する

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高レベル放射性廃
棄物を収容したキャニスタを地下の処分穴に埋設処理す
るための高レベル放射性廃棄物の処分容器に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、原子力発電所から出た使用済燃
料は、高レベルの放射能を有すると共に、再利用可能な
ウランやプルトニウム等の燃料を含んでいることから、
核燃料再処理施設に送られて再処理されるようになって
いる。

【０００３】すなわち、この使用済燃料は、まず再処理
工場に搬入されると、搬送容器であるキャスクから取り
出され、貯蔵プールで一定期間冷却貯蔵された後、小片
にせん断されてから溶解槽へ送られ、ここで硝酸で溶解
されてウランとプルトニウムを含む溶液と、核分裂生成
物を含む溶液とに分けられる。このうちウランとプルト
ニウムを含む溶液は、さらにウランを含む溶液とプルト
ニウムを含む溶液とに分けられた後、それぞれ精製され
てウランを含む溶液は三酸化ウラン粉末に、プルトニウ
ムを含む溶液は硝酸プルトニウム溶液になり、それぞれ
加工された後、再び原子炉で燃やす燃料として再利用さ
れる。一方、これら燃料が除去された核分裂生成物を含
む高レベル放射性溶液は、廃棄物管理施設に送られ、こ
こでガラス原料と共に高温で溶かし合わされると共に、
ステンレス製の容器（キャニスタ）中で固められて、ガ
ラス固化体として安定化された後、ガラス固化体貯蔵施
設等で一定期間自然冷却される。その後、このようなガ
ラス固化体などの高レベル放射性廃棄物は、一定期間地
上の貯蔵施設で貯蔵されて放射能、発熱等が低下したた
後、図４（Ａ）に示すように、地上の受入施設４１から
延びる立坑４３を介して、地下数百メートルの地層中に
形成された総延長数百キロメートル程の坑道群からなる
処分トンネル４４内に搬送された後、その地層を形成す
る岩盤４５中に埋設されて地層処分されるようになって
いる。

【０００４】このとき、この処分トンネル４４内に搬送
された高レベル放射性廃棄物を地層処分するに際して
は、図４（Ｂ）に示すように、岩盤４５の坑道４６に形
成された複数の処分穴４７に、高レベル放射性廃棄物を
収容した円筒状容器であるオーバーパック４８をそれぞ
れ収容することになっているが、このオーバーパック４
８から廃棄物の放射性物質の流出を防ぐために、図４
（Ｃ）に示すように、オーバーパック４８の周囲には、
粘土と砂とならなる緩衝材５１が設けられることとな
る。この緩衝材５１は岩盤４５等の天然バリアに対して
人工バリアと称されている。

【０００５】そして、このような緩衝材５１を用いた処
分方法としては、図５（Ａ）に示すように、まず、上部
が開放された筒状の下部緩衝材５１ａを処分穴４７の底
部にセットした後、図５（Ｂ）に示すように、下部緩衝
材５１ａ内に高レベル放射性廃棄物を収容したオーバー
パック４８をセットする。このオーバーパック４８の搬
送及びセットは、作業員が直接オーバーパック４８に近
付けないので、図示するようなキャスク（遮蔽容器）５
２及び遮蔽ポート５３からなる収容手段５４を用いて遠
隔操作によって行われることになる。次に、このように
して下部緩衝材５１ａ内にオーバーパック４８が収容さ
れたなら、図５（Ｃ）に示すように、さらに、別のキャ
スク５５を用いて、その下部緩衝材５１ａの上部に上部
緩衝材５１ｂをセットしてオーバーパック４８の周囲を
緩衝材５１で囲むようにして収容する。このようにし
て、一つの坑道４６の全ての処分穴４７にオーバーパッ
ク４８を収容したならば、図５（Ｄ）に示すように、キ
ャスク５５を坑道４６から移動させた後、図４（Ｂ）に
示すように、この坑道４６内を別の緩衝材または岩石５
６で埋設する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな従来の方法では、キャスクに収納したガラス固化体
を含むオーバーパックを取り扱うために、重量の大きい
キャスクを地上と地下との間を往復させなければならな
い。また、処分穴にオーバーパックをセットする際に
は、遮蔽機能が不足したオーバーパックがキャスクから
取り出されるので、遠隔操作によって作業を行わなけれ
ばならず、さらに、不足する遮蔽機能を補うために遮蔽
ポート等の機器が必要となる。

【０００７】また、オーバーパックを処分穴にセットし
た後、オーバーパックの上部に緩衝材及び土等を設置充
填するが、この作業も遮蔽機能が完全でない状態で行わ
れるので遠隔操作によって行われる必要がある。この作
業は狭い坑道内で行われるため、作業機器や監視機器等
が限定されて困難となり、処分の重要な位置を占める緩
衝材及び土等の充填状況の確認が十分にできない。

【０００８】そこで、本発明はこれらの問題を解決する
ために案出されたものであり、高レベル放射性廃棄物を
地下の処分穴に搬送して埋設するに際して、遠隔操作を
必要とせず容易に搬送、埋設ができると共に、緩衝材及
び土等の充填状況を確実に監視できる高レベル放射性廃
棄物の処分容器及びその処分方法を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決すべく本
発明は、高レベル放射性廃棄物を収容したキャニスタを
密閉収容したオーバーパックを収容して地下の処分穴に
搬送して埋設するに際して、上記処分穴に嵌合して収容
されるべく鋼板等からなる外殻容器を形成し、この外殻
容器内に、その内周壁側に上記処分穴の形成時に排土さ
れた掘削土砂を埋め戻すべく掘削土砂からなる埋戻し層
を形成すると共に、この埋戻し層の内側に所定の厚さを
有する緩衝材層を形成し、この緩衝材層に囲繞された中
空部に上記オーバーパックを収納するものである。

【００１０】また、上記外殻容器が、上部が開放された
有底筒体と、この有底筒体の開口部を塞ぐ蓋体とからな
るものが望ましい。

【００１１】さらに、上記外殻容器内に形成される埋戻
し層と緩衝材層とが、上記有底筒体の内壁側から順次形
成され、有底筒体状の上記中空部を形成し、この中空部
内に上記オーバーパックが収納された後、開放された上
記中空部上に緩衝材層と埋戻し層とを被覆して形成した
ものである。

【００１２】上述の構成によれば、設備の整った地上で
予め処分容器を製作するので、緩衝材等が確実に充填さ
れ、処分容器が完全な遮蔽機能を有することができる。
従って、処分穴への搬送、埋設が特殊な機器を用いるこ
となく容易に行うことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を添
付図面に従って説明する。

【００１４】図１は本発明に係る高レベル放射性廃棄物
の処分容器の製作工程を示した断面図である。

【００１５】まず、高レベル放射性廃棄物の処分容器の
構成について説明する。図１（Ｄ）に示すように、処分
容器１は、高レベル放射性廃棄物を収容したキャニスタ
２を密閉収容するオーバーパック３をその内部に収容す
るものであり、このオーバーパック３の外周に形成され
る緩衝材層４と、この緩衝材層４の外周に形成される埋
戻し層５と、この埋戻し層５を収容する外殻容器６とか
ら構成されている。

【００１６】キャニスタ２は、略円筒形の容器であり、
その内部には高レベル放射性廃棄物がガラス原料と共に
溶かし合わされ固められて収容されている。オーバーパ
ック３は、金属により成形されており、円筒形状でキャ
ニスタ２の周部、上部及び下部を覆って密閉されるよう
に構成されている。

【００１７】緩衝材層４は、粘土と砂とを混ぜ合わせて
乾燥させ固めてなるものであり、オーバーパック３の外
周と底部を囲む有底筒体状の下部緩衝材層４ａと、この
下部緩衝材層４ａの上方に位置し、オーバーパック３を
覆う円盤状の上部緩衝材層４ｂとからなっている。これ
らの上部緩衝材層４ｂ及び下部緩衝材層４ａは、所定の
遮蔽性能を得るために、それぞれ所定の肉厚ｔ₁が確保
されている。

【００１８】埋戻し層５は、処分穴を形成したときに排
土された掘削土砂を固めてなるものであり、緩衝材層４
の外周と底部を囲む有底筒体状の下部埋戻し層５ａと、
この下部埋戻し層５ａの上方に位置し、緩衝材層４を覆
う円盤状の上部埋戻し層５ｂとからなっている。これら
の上部埋戻し層５ｂ及び下部埋戻し層５ａは、所定の遮
蔽性能を得るために、それぞれ所定の肉厚ｔ₂が確保さ
れている。

【００１９】上述のオーバーパック３、緩衝材層４及び
埋戻し層５が、それぞれ遮蔽性能を有しており、これら
が一体化され遮蔽性能が合わさることによって、その外
部で作業員が直接作業できるようになっている。

【００２０】外殻容器６は、埋戻し層５の外周を覆う円
筒状の容器側面部６ａと、底部を覆う円盤状の容器底部
６ｂとからなる有底筒体８と、上部を覆う円盤状の容器
蓋６ｃからなる蓋体９とから構成されている。これらの
容器側面部６ａ、容器底部６ｂ及び容器蓋６ｃは、鋼板
により成形されており、それぞれ着脱自在に形成されて
いる。なお、この外殻容器６は遮蔽機能を有していな
い。

【００２１】次に、この処分容器１の製作工程について
説明する。

【００２２】図１（Ａ）に示すように、地上の作業場
で、容器底部６ｂに容器側面部６ａを装着し、有底筒体
状の埋戻し層５の形枠を形成する。そして、作業員が直
接、掘削土砂を容器蓋６ｃのない外殻容器６内側の底部
と側面部に所定の肉厚ｔ₂になるように手で詰めて固め
て下部埋戻し層５ａを形成する。その後、粘土と砂とを
混ぜ合わせてなる緩衝材を下部埋戻し層５ａ内側の底部
と側面部に所定の肉厚ｔ₁になるように手で詰めて乾燥
させ固めて下部緩衝材層４ａを形成して、その内部に有
底筒体状の中空部１４を形成する。その後、これらの下
部埋戻し層５ａ及び下部緩衝材層４ａの形成状況の検査
を行う。このとき、作業員が直接作業をすることによっ
て、緩衝材及び掘削土砂等の充填状況を確実に監視でき
るので、確実に緩衝材層４と埋戻し層５とが形成される
と共に、正確な検査を行うことができる。

【００２３】次に、図１（Ｂ）に示すように、遮蔽機能
を有した場所に、この下部緩衝材層４ａと下部埋戻し層
５ａが形成された容器側面部６ａと容器底部６ｂとから
なる有底筒体８を移動させる。そして、予めキャニスタ
２が内部に収納されたオーバーパック３を、上述の有底
筒体８の上方まで搬送する。そして、遠隔操作によっ
て、オーバーパック３を下部緩衝材層４ａの内部の中空
部１４に吊り下ろす。

【００２４】次に、図１（Ｃ）に示すように、遠隔操作
によって、肉厚ｔ₁となるように形成された上部緩衝材
層４ｂを吊り下ろし、その後、同じく遠隔操作によって
掘削土砂を詰めて肉厚ｔ₂となるように上部埋戻し層５
ｂを形成する。そして、放射能が確実に遮蔽されている
かを検査する。この上部緩衝材層４ｂと上部埋戻し層５
ｂの形成及び検査は、遠隔操作にて行われるが、広くて
設備の整った地上の施設内で行われるために、容易で確
実かつ正確に行うことができる。

【００２５】そして、放射能が遮蔽されていることを確
認した後、容器蓋６ｃを装着して、処分容器１が完成す
ることになる。

【００２６】次に、この処分容器１を地下の処分穴に搬
送して埋設する工程を説明する。

【００２７】処分容器１を、図４（Ａ）に示す地上の受
入施設４１からリフト（図示せず）等を介して、立坑４
３を下降させて、地層中の処分トンネル４４内に搬送す
る。

【００２８】処分容器１を横置きにして埋設する場合に
は、坑道４６内を走行するフォーク７に、図２（Ａ）に
示すように、横向きに搭載させて坑道４６内を搬送す
る。そして、図２（Ｂ）に示すように、埋設する所定の
位置である横方向に形成された処分穴１１に処分容器１
を下ろして設置してセットすると共に、フォーク７を後
退させる。図２（Ｃ）に示すように、設置された処分容
器１の周りに掘削土砂１０を詰めて処分穴１１を完全に
埋め戻してしまう。

【００２９】処分容器１を縦置きにして埋設する場合に
は、図３（Ａ）に示すように、処分容器１を坑道４６内
に設けられた処分穴１２の位置までフォーク（図示せ
ず）等で搬送した後に、クレーン等の吊下し手段（図示
せず）を介して縦方向に形成された処分穴１２内部に下
降してセットする。なお、この処分穴１２は、処分容器
１の径よりも少し大きい径と、処分容器１の高さより長
い深さとを有した円柱状の穴である。そして、図３
（Ｂ）に示すように、処分容器１と処分穴１２との隙間
に坑道等を形成した時に排土された掘削土砂１０を詰め
て塞ぐと共に、処分容器１の上方に掘削土砂１０を詰め
て処分穴１２を完全に埋め戻してしまう。

【００３０】この搬送及び埋戻しの作業は、処分容器１
が十分な遮蔽機能を有しているので、遠隔作業によるこ
となく、作業員が直接行うことができる。従って、特殊
な監視装置を設ける必要がなく、また、確実に埋戻しを
行うことができる。

【００３１】また、埋戻し層５を掘削土砂を用いて形成
するようにしているので、処分穴１２を形成するときに
排土される掘削土砂の残土処分の分量を減少させること
ができる。

【００３２】なお、上述の処分方法においては、処分容
器１の外殻容器６ごと埋設するようにしたが、容器側面
部６ａ、容器底部６ｂ及び容器蓋６ｃをそれぞれネジ部
を螺合させて一体化するようにして、処分穴１２に設置
した際に、容器蓋６ｃ及び容器側面部６ｂを取り外し、
抜き取り回収した後に、その隙間に掘削土砂を詰めて埋
戻しをするようにしてもよい。このようにすれば、回収
した容器蓋６ｃ及び容器側面部６ｂは再び地上に搬送し
て、処分容器１の製作に再利用することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、地上で予
め、遮蔽機能を有した処分容器を製作するようにしたの
で、緩衝材及び掘削土砂等の充填状況を確実に監視で
き、遮蔽性能を確保することができる。さらに、高レベ
ル放射性廃棄物を地下の処分穴に搬送して埋設するに際
して、作業員が直接作業できるので遠隔操作を必要とせ
ず容易に搬送、埋設ができるという、優れた効果を発揮
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高レベル放射性廃棄物の処分容器
の製作工程を示した断面図である。

【図２】処分容器を横方向の処分穴に埋設する工程を示
した断面図である。

【図３】処分容器を縦方向の処分穴に埋設する工程を示
した断面図である。

【図４】従来の高レベル放射性廃棄物の処理方法を示し
た断面図である。

【図５】従来のオーバーパックを処分穴に埋設する工程
を示した断面図である。

【符号の説明】

１処分容器２キャニスタ３オーバーパック４緩衝材層５埋戻し層６外殻容器８有底筒体９蓋体１１，１２処分穴１４中空部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高レベル放射性廃棄物を収容したキャニ
スタを密閉収容したオーバーパックを収容して地下の処
分穴に搬送して埋設するに際して、上記処分穴に嵌合し
て収容されるべく鋼板等からなる外殻容器を形成し、該
外殻容器内に、その内周壁側に上記処分穴の形成時に排
土された掘削土砂を埋め戻すべく掘削土砂からなる埋戻
し層を形成すると共に、該埋戻し層の内側に所定の厚さ
を有する緩衝材層を形成し、該緩衝材層に囲繞された中
空部に上記オーバーパックを収納することを特徴とする
高レベル放射性廃棄物の処分容器。
【請求項２】上記外殻容器が、上部が開放された有底
筒体と、該有底筒体の開口部を塞ぐ蓋体とからなる請求
項１記載の高レベル放射性廃棄物の処分容器。
【請求項３】上記外殻容器内に形成される埋戻し層と
緩衝材層とが、上記有底筒体の内壁側から順次形成さ
れ、有底筒体状の上記中空部を形成し、該中空部内に上
記オーバーパックが収納された後、開放された上記中空
部上に緩衝材層と埋戻し層とを被覆して形成した請求項
１又は２いずれかに記載の高レベル放射性廃棄物の処分
容器。