| 【発明の名称】 |
放射性廃棄物の圧縮減容廃棄体、圧縮減容処理方法、および圧縮減容用金属缶 |
| 【発明者】 |
【氏名】高橋 賢次
【氏名】植木 浩行
【氏名】牧 隆
【氏名】梅村 昭男
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| 【要約】 |
【課題】充填度を高めて十分な減容を確実に図ることが可能な放射性廃棄物の圧縮減容廃棄体、圧縮減容処理方法を提供し、さらにはこれらに用いて好適な放射性廃棄物の圧縮減容用金属缶を提供する。
【解決手段】放射性廃棄物８を収容した圧縮減容用金属缶１を減圧下で面圧２５〜６０ＭＮ／ｍ2で圧縮するとともに、圧縮減容用金属缶１内の内容物の充填度が８５vol％以上とされた圧縮減容廃棄体１１に減容処理する。また、金属缶１は缶胴部２と缶蓋部３とを有して二重構造とされるとともに、缶蓋部３による缶胴部２の封止部分には、圧縮時の放射性廃棄物８の外部への漏出防止手段４が備えられている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 放射性廃棄物を収容した圧縮減容用金属缶を減圧下で面圧２５〜６０ＭＮ／ｍ2で圧縮することにより減容処理されるとともに、上記圧縮減容用金属缶内の内容物の充填度が８５vol％以上とされていることを特徴とする放射性廃棄物の圧縮減容廃棄体。
【請求項２】 放射性廃棄物とともに結合材が上記圧縮減容用金属缶に収納されていることを特徴とする請求項１に記載の放射性廃棄物の圧縮減容廃棄体。
【請求項３】 放射性廃棄物を圧縮減容用金属缶に収納し、この圧縮減容用金属缶を減圧下で圧縮することにより圧縮減容廃棄体に減容処理することを特徴とする放射性廃棄物の圧縮減容処理方法。
【請求項４】 放射性廃棄物を収容して圧縮減容させられる放射性廃棄物の圧縮減容用金属缶であって、筒状の缶胴部とこの缶胴部の開口部を封止する缶蓋部とを有し、この缶蓋部の外周には上記缶胴部の少なくとも開口部側の外周を取り囲むように周壁部が設けられて二重構造とされるとともに、この缶蓋部による缶胴部の開口部の封止部分には、圧縮時の上記放射性廃棄物の外部への漏出を防止する漏出防止手段が備えられていることを特徴とする放射性廃棄物の圧縮減容用金属缶。
【請求項５】 上記漏出防止手段は、上記缶胴部の開口部を覆うように設けられる粉塵捕集用のフィルタと、この開口部の周縁と上記缶蓋部との間に介装されるシール材とを備えていることを特徴とする請求項４に記載の放射性廃棄物の圧縮減容用金属缶。
【請求項６】 上記缶胴部には、圧縮減容時の圧縮方向に折れ曲がり可能な折り目が付けられていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の放射性廃棄物の圧縮減容用金属缶。
【請求項７】 放射性廃棄物を請求項４ないし請求項６のいずれかに記載の放射性廃棄物の圧縮減容用金属缶に収納し、この圧縮減容用金属缶を減圧下で圧縮することにより、圧縮減容廃棄体に減容処理することを特徴とする放射性廃棄物の圧縮減容処理方法。
【請求項８】 上記圧縮減容廃棄体を処分容器に充填して処分することを特徴とする請求項７に記載の放射性廃棄物の圧縮減容処理方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子力施設等から廃棄される放射性廃棄物を処理する際の放射性廃棄物の圧縮減容廃棄体、圧縮減容処理方法、および圧縮減容用金属缶に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】原子力施設等において使用された後に廃棄される放射性黒鉛等の放射性廃棄物は、従来そのまま、あるいは粉砕した状態で廃棄物処分容器に収容してセメントなどで固形化することにより廃棄体とし、これを最終処分地に埋設することが検討されてきたが、処分地を効率的に使用するため、上記廃棄体をより高密度にすることが求められてきている。そこで、例えば特開昭６０−１５６００号公報には、このような放射性の廃棄物をドラム缶等の金属缶よりなる密閉容器に収容した上で密封し、これを水平２軸および垂直１軸の圧縮シリンダからなる３方向圧縮装置によって圧縮することにより、その容積を減少せしめた圧縮減容廃棄体として処理することが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような圧縮減容廃棄体においては、廃棄物を密閉容器に収容する際にこの容器内に取り込まれた空気も廃棄物とともに密閉容器ごと圧縮させられることとなるため、圧縮された廃棄体全体の容積に対してその内部に収容されて圧縮させられた内容物の容積の割合、すなわち廃棄体の充填度をあまり大きくすることができず、十分な減容を図ることは困難であった。しかも、こうして容器内に取り込まれて圧縮された空気は加圧状態となるため、その圧力に十分抗し得るだけの強度を密閉容器を構成する金属缶に与えなければならず、これに伴いこの金属缶としても上述のドラム缶のような比較的肉厚が大きくて強度の高いものを用いざるを得なくなるので、廃棄体を十分に減容することが一層困難となる。また、その一方で、かかるドラム缶のような寸胴の金属缶は、非圧縮時には応力を均等に受け止めることができて上述のように高い強度が得られる反面、これを圧縮しようとすると１点から一気に変形が生じてしまうために亀裂等の破損が生じ易く、特に内部に収容された廃棄物が放射性の黒鉛のように粉塵を生じ易いものである場合には、圧縮時に加圧された上記空気によってこの亀裂から粉塵が飛散して周囲の環境を汚染するおそれすらある。
【０００４】本発明は、このような背景の下になされたもので、充填度を高めて十分な減容を確実に図ることが可能な放射性廃棄物の圧縮減容廃棄体を提供し、また放射性廃棄物をそのような圧縮減容廃棄体に処理するための放射性廃棄物の圧縮減容処理方法を提供し、さらには特にこれらの圧縮減容廃棄体や圧縮減容処理方法に用いて好適な放射性廃棄物の圧縮減容用金属缶およびこれを用いた圧縮減容処理方法をも提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の圧縮減容廃棄体は、放射性廃棄物を収容した圧縮減容用金属缶を減圧下で面圧２５〜６０ＭＮ／ｍ2で圧縮することにより減容処理されるとともに、上記圧縮減容用金属缶内の内容物の充填度が８５vol％以上とされていることを特徴とし、また本発明の圧縮減容処理方法は、放射性廃棄物を圧縮減容用金属缶に収納し、この圧縮減容用金属缶を減圧下で圧縮することにより圧縮減容廃棄体に減容処理することを特徴とする。従って、まず本発明の処理方法では、上記金属缶が減圧下で圧縮させられるため、廃棄物とともに金属缶内に取り込まれる空気が少なく、また金属缶を圧縮してもこの空気が加圧状態となるのを抑えることができる。このため、本発明の廃棄体においては、上述のような高い充填度が得られるとともに、これに伴って金属缶とその内容物とが密着することにより金属缶だけではなく内容物でも負荷を受け止めることができ、従って金属缶が比較的肉薄でも上述のような十分な強度を得ることができる。なお、上記金属缶には放射性廃棄物とともに有機又は無機系の結合材を収納するようにしてもよい。
【０００６】一方、本発明の圧縮減容用金属缶は、放射性廃棄物を収容して圧縮減容させられる放射性廃棄物の圧縮減容用金属缶であって、筒状の缶胴部とこの缶胴部の開口部を封止する缶蓋部とを有し、この缶蓋部の外周には上記缶胴部の少なくとも開口部側の外周を取り囲むように周壁部が設けられて二重構造とされるとともに、この缶蓋部による缶胴部の開口部の封止部分には、圧縮時の上記放射性廃棄物の外部への漏出を防止する漏出防止手段が備えられていることを特徴とし、また本発明の圧縮減容処理方法は、放射性廃棄物をこのような圧縮減容用金属缶に収納し、この圧縮減容用金属缶を減圧下で圧縮することにより、圧縮減容廃棄体に減容処理することをも特徴とする。従って、このような構成の金属缶および処理方法によれば、減圧時には二重構造とされた上記缶蓋部の周壁部と缶胴部の開口部側外周との間から缶内部の空気を排気して減圧することができる一方、圧縮時には上記漏出防止手段によって缶内に収容された放射性廃棄物の漏出が防止されるので、たとえこの廃棄物が放射性の黒鉛などであっても、その粉塵が飛散したりするのを確実に防止することができる。
【０００７】ここで、特にこのように収容される廃棄物が放射性黒鉛である場合などには、上記漏出防止手段は、上記缶胴部の開口部を覆うように設けられる粉塵捕集用のフィルタと、この開口部の周縁と上記缶蓋部との間に介装されるシール材とを備えたものであるのが望ましい。また、上記缶胴部に、圧縮減容時の圧縮方向に折れ曲がり可能な折り目が付けておけば、金属缶は圧縮時にこの折り目から規則的に折り曲げられて変形しながら圧縮されることとなり、従来のドラム缶のように１点から一気に変形することがなくなって、亀裂が生じたりするのを防ぐことが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１ないし図８は、本発明の放射性廃棄物の圧縮減容処理方法の一実施形態を説明するものであり、以下、これらの図を用いてこの処理方法の一実施形態について説明するとともに、本発明の放射性廃棄物の圧縮減容廃棄体および圧縮減容用金属缶の一実施形態についても合わせて説明する。まず、本実施形態の圧縮減容用金属缶１について説明すると、この金属缶１は、いずれも炭素鋼等の金属材料により形成されて図１に示すように有底の四角形筒状をなす缶胴部２とこの缶胴部２の開口部２Ａを封止する缶蓋部３とから構成され、この缶蓋部３の外周には缶胴部２の開口部２Ａ側の外周よりも一回り大きな四角形枠型をなす周壁部３Ａが一体に形成されていて、この缶蓋部３を缶胴部２の開口部２Ａに被せることにより、図４および図５に示すように上記周壁部３Ａが缶胴部２の開口部２Ａ側の外周を取り囲むようにして二重構造とされる。
【０００９】そして、こうして缶蓋部３により封止される缶胴部２の開口部２Ａの封止部分には、図４および図５に示すように漏出防止手段４が備えられている。この漏出防止手段４は、上記開口部２Ａを覆うように設けられる粉塵捕集用のフィルタ５と、この開口部２Ａの周縁と缶蓋部３との間に介装されるシール材６とから構成されている。ここで、この缶胴部２の開口部２Ａ周縁は内側に折り曲げられているとともに、その端縁には内側に開口する断面Ｕ字状の取付部２Ｂが設けられてる一方、上記フィルタ５は、粉塵が通過不能な細かな網目を備えた板状のものであって、上記取付部２Ｂにその端部が嵌め込まれることによって缶胴部２の開口部２Ａに着脱可能に取り付けられる。また、上記シール材６は、金属缶１を構成する金属よりも変形し易いシリコンポリマー等の材質によって断面方形に形成されていて、缶蓋部３内側の上記周壁部３Ａが設けられる内周縁部に全周に亙って設けられ、缶蓋部３を缶胴部２の開口部２Ａに被せた状態でこの開口部２Ａの上記端縁に密着可能とされている。
【００１０】さらに、この金属缶１の缶胴部２には、その全周に、圧縮減容時の圧縮方向（本実施形態では缶胴部２の開口部２Ａから底部に向かう長手方向）に折れ曲がり可能な折り目７が設けられている（ただし、図１では缶胴部２の１側面にのみ図示されている。）。この折り目７は、例えば上記圧縮方向に沿った断面が波形をなすようにこの圧縮方向に直交する平面に沿って缶胴部２の側面に波板加工を施すことによって形成されたものであり、このような折り目７をこの圧縮方向に向けて缶胴部２の外周と内周とに交互かつ等間隔に多数設けることにより、金属缶１の缶胴部２は上記圧縮方向に圧縮された際に図７に示すようにこの折り目７から内外周に交互に折り曲げられて蛇腹状に圧縮される。
【００１１】一方、この金属缶１に収容される放射性廃棄物は、本実施形態では図１に示すように外形六角柱状とされた放射性黒鉛８であって、上記フィルタ５を取り外した状態で缶胴部２内に挿入され、缶胴部３は図２に示すようにこの放射性黒鉛８をちょうど収容可能な大きさとされている。また、本実施形態では、図１に示すようにこの放射性黒鉛８とともに結合材９も金属缶１内に収容される。ここで、この結合材９としては、エポキシ樹脂又はセメント等の有機系又は無機系結合材が用いられ、このような結合材９が固化して放射性黒鉛８の粉塵と固着することにより、その飛散が防止される。
【００１２】本実施形態の処理方法では、このように放射性黒鉛８と結合材９とが収容された金属缶１は、缶胴部２の開口部２Ａに上述のようにフィルタ５が取り付けられた上で缶蓋部３が被せられ、図３に示すように圧縮プレス装置１０に収納される。この圧縮プレス装置１０は、金属缶１を収納可能なシリンダ室１０Ａ内にピストン１０Ｂが挿入可能とされて、このシリンダ室１０Ａ内の金属缶１を上記圧縮方向に圧縮するものであり、またこのシリンダ室１０Ａの周囲には気密にカバー１０Ｃが設けられるとともに、このカバー１０Ｃ内は図示されない真空吸引装置に接続されていて、これによりシリンダ室１０Ａ内は減圧可能とされている。
【００１３】そこで、こうして金属缶１をシリンダ室１０Ａに収納した上で、まず上記真空吸引装置によってシリンダ室１０Ａ内を例えば５，０００〜１０，０００Ｐａ程度の圧力にまで減圧すると、放射性黒鉛８および結合材９の収容時に金属缶１内に同時に取り込まれた空気Ａが図４に示すように上記フィルタ５の網目から二重構造とされた缶胴部２の開口部２Ａと缶蓋部３の周壁部３Ａとの間を通って排出されて金属缶１内も減圧状態となるが、このとき放射性黒鉛８の粉塵は、フィルタ５の網目によっても遮られ、金属缶１内部から飛散することはない。そして、次にこの減圧下のまま上記ピストン１０Ｂをシリンダ室１０Ａ内に挿入して金属缶１を面圧２５〜６０ＭＮ／ｍ2で圧縮することにより、まず図５に示すように缶蓋部３に設けられた漏出防止手段４の上記シール材６が缶胴部２の開口部２Ａ端縁に密着して金属缶１内部からの粉塵の漏出がさらに防止され、さらに圧縮を続けることにより放射性黒鉛８が金属缶１ごと減容処理されて、図６に示すような当初の金属缶１よりも短い直方体状の本実施形態による圧縮減容廃棄体１１が得られる。
【００１４】しかして、この実施形態の廃棄体１１においては、減圧によって空気Ａが排出された上で、放射性黒鉛８が圧縮によって塊状及び粉末状に粉砕されることにより、この放射性黒鉛８および結合材９が図７に示すように金属缶１内面に密着させられるようにして充密させられ、これによって当該廃棄体１１の全容積に占める内容物としての放射性黒鉛８および結合材９の容積の割合、すなわち充填度は８５vol％以上とされる。また、金属缶１は、その缶胴部２が上述のように蛇腹状に折り曲げられて圧縮されるとともに、缶蓋部３の上記周壁部３Ａも圧縮によって缶胴部２の開口部２Ａ側外周に密着させられている。さらに、こうして減容処理された廃棄体１１は、図８に示すように複数個ずつ積み上げられるようにして、例えば炭素鋼等の材質よりなる箱形の処分容器１２に充填され、最終処分地に埋設されたりして処分される。
【００１５】従って、まず、このような本実施形態の放射性廃棄物の圧縮減容処理方法によれば、放射性廃棄物としての放射性黒鉛８を収容した金属缶１が上記圧縮プレス装置１０によって減圧下において圧縮させられるため、放射性黒鉛８の収容時に金属缶８内に取り込まれた空気Ａが金属缶１内から排出された後、金属缶１が圧縮されるため、金属缶１内が加圧状態となることもなく、従ってこの圧力に抗するために金属缶１を厚肉とせずともよく、上記内容物を一層緻密に金属缶１に充填することができる。
【００１６】そのため、こうして減容処理された本実施形態の圧縮減容廃棄体１１においては、上述のように８５vol％以上の高い充填度を得ることができ、従って逼迫する最終処分地をより有効に利用することが可能となって環境負荷や処分コストの軽減を促すことができるとともに、埋設後においても空隙の陥没等が生じたりすることが少なく、安全性の向上を図ることができる。なお、この廃棄体１１において充填度が８５vol％を下回ったりすると、このような効果が確実に得られなくなるおそれがある。充填度は理想的には１００vol％に近いほど望ましいのは勿論であるが、現実的に１００vol％とすることは不可能であり、９５vol％程度が上限とされる。
【００１７】さらに、本実施形態では、放射性廃棄物として粉塵が生じ易い放射性黒鉛８を金属缶１に収容するに際して、これとともに結合材９が収容されており、この結合材９が固化することによって粉塵を固着するので、金属缶１の圧縮時、あるいは万が一圧縮された廃棄体１１の金属缶１部分に破損が生じた際でも、この放射性黒鉛８の粉塵が漏出したり飛散したりして周囲の環境を損なうようなこともない。なお、本実施形態ではこのように放射性廃棄物として放射性黒鉛８を金属缶１に収容しているが、これ以外にも例えば原子力施設の解体の際に廃棄される放射性のコンクリートや金属材を減容処理するのに本発明を応用することも勿論可能である。
【００１８】一方、本実施形態の金属缶１においては、その缶胴部２の開口部２Ａ側外周と缶蓋部３の周壁部３Ａとが二重構造をなしているとともに、この缶蓋部３による開口部２Ａの封止部分には漏出防止手段４が備えられており、従って特に上記実施形態の処理方法のように減圧下で金属缶１を圧縮する場合において、減圧時の金属缶１内からの空気Ａの排出は阻害することなく、しかしながらこの空気Ａが排出される際の放射性廃棄物の漏出、すなわち放射性黒鉛８の粉塵の飛散等を一層確実に防止することができる。しかも、本実施形態では、この漏出防止手段４が上記開口部２Ａを覆うように設けられる粉塵捕集フィルタ５と、この開口部２Ａ周縁（端縁）と缶蓋部３との間に介装されるシール材６とを備えており、フィルタ５によって減圧時に空気Ａは円滑に排出しつつも粉塵の漏出を抑えることができるとともに、圧縮時にはシール材６によって開口部２Ａをシールして以降の粉塵等の漏出を確実に防止することができる。なお、本実施形態では二重構造とされる缶蓋部３の周壁部３Ａが缶胴部２の開口部２Ａ側外周を取り囲むようにされているが、これをさらに金属缶１の長手方向に延長するようにして、金属缶１の外周が長手方向全長に亙って二重構造とされるようにしてもよい。また、本実施形態の金属缶１の缶胴部２は、その一端に開口部２Ａが形成されて他端は有底状とされているが、この缶胴部２の両端に開口部２Ａを形成してこれらを缶蓋部３により封止するようにしてもよい。
【００１９】さらに、本実施形態の金属缶１では、その缶胴部２に圧縮減容時の圧縮方向に折れ曲がり可能な折り目７が付けられており、圧縮時にはこの折り目７から金属缶１が規則的に折り曲げられるように変形して圧縮されるので、従来の寸胴のドラム缶を圧縮する場合のように１点から一気に変形が進行する場合のように、金属缶１に亀裂が生じたりするおそれがなくなる。しかも、こうして規則的に折り曲げられて金属缶１が圧縮されることにより、内容物との間の隙間をより確実に埋めることができて、減容処理された廃棄体１１の充填度の一層の向上を図ることができる。なお、本実施形態では圧縮プレス装置１０によって金属缶１をその長手方向に圧縮するようにしており、これに対してこの圧縮方向に沿った断面が波形をなすように缶胴部２の側面に波板加工を施して折り目７を形成しているが、例えば上記従来の３方向圧縮装置のように金属缶１をその長手方向に交差する方向に圧縮するようにしてもよく、その場合に折り目７は、これら交差方向に折れ曲がり可能にされていてもよい。
【００２０】さらにまた、本実施形態の処理方法では、減容処理された廃棄体１１が図８に示すように複数ずつ処分容器１２に充填されて最終処分地に埋設されたりするようになされているため、最終処分地の一層の有効利用を図ることが可能となる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の圧縮減容処理方法によれば、放射性廃棄物を収容した金属缶を減圧下で圧縮することにより、空気を排出して高い充填度の廃棄体に減容処理することができ、従ってそのように処理された本発明の圧縮減容廃棄体によれば、少ないスペースに多くの廃棄物を保持することが可能となって、環境への負荷や処分コストの軽減を図ることができる。また、本発明の圧縮減容用金属缶によれば、缶胴部と缶蓋部とが二重構造とされるとともに缶蓋部による缶胴部の開口部の封止部分に漏出防止手段を備えることにより、特に上記処理方法や廃棄体に用いた場合に、減圧時の空気の排出を促しつつも、この減圧時や圧縮時の廃棄物の漏出を確実に防ぐことができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６２６４
【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社
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| 【出願日】 |
平成１３年５月１４日（２００１．５．１４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６４９０８
【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武 （外６名）
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| 【公開番号】 |
特開２００２−３４１０９１（Ｐ２００２−３４１０９１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年１１月２７日（２００２．１１．２７） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−１４３８２３（Ｐ２００１−１４３８２３） |
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