JPH03289600A - エンドピースの減容安定化処理方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、核燃料集合体を構成するエンドピースを長期
に亘って安全に貯蔵するのに好適な減容安定化処理方法
に関するものである。

〔従来の技術〕

通常、使用後に再処理される核燃料集合体は、第８図に
示されるような被覆管９０内に燃料ペレットが充填され
、この被覆管９０が多数本束ねられてその上下端がエン
ドピース（またはノズル）９２、’９４に固定された状
態となっている。

従来、このような核燃料集合体を減容安定化処理するた
めには、まず被覆管９０の上下端からエンドピース９２
，９４を分断し、さらに各被覆管９０を細断した後に両
者を濃硝酸溶液中に浸漬する作業が行われる。これによ
って被覆−１Ｆ９０内の燃料ペレットが溶解され、残り
の金属材料が残漬物として取出される。

この残漬物である放射性金属廃棄物は、ジルコニウム合
金製の被覆管９０のせん断片（以下、）＼ルと称す）と
、燃料棒部品としてのステンレスやインコネル製のプラ
グ、スプリング、スペーサ、グリッド等からなるいわゆ
るハードウェアと、上記エンドピース９２，９４とから
なっている。

このうち、ハルおよびハードウェアは互いに似通った形
状および重量を有するため、両者をまとめて処理するこ
とが可能である。そこで従来は、これらの放射性金属廃
棄物をステンレス等の金属容器の中に入れ、両者を一軸
圧縮処理装置を用いて圧縮した後、この容器内を脱気密
封し、１０００℃に近い高温下で１００気圧以上の高圧
を加えて熱処理（いわゆるＨＩＰ処理）する方法がすで
に知られている（例えば特公昭５７−９５９号公報参照
）。このような方法によれば、圧縮された７％ルおよび
ハードウェアが相互に拡散接合し、真密度に近い一体の
鋳塊が生成されるため、両者に付着した放射性物質は、
互いに拡散接合した界面部に閉じ込められることになる
。

これに対し、上記エンドピース９２，９４も、被覆管の
一部が残った形で分断される場合があり、減容安定化処
理が必要であるが、このようなエンドピース９２，９４
は上記ハルやハードウェアに比べて形状および重量が大
きく、またステンレス製で頑丈であるために、上記方法
と同様に単に容器内に収納してＨＩＰ処理を行うと、上
記エンドピースの有する空隙部によって圧縮変形量が大
きくなり、このため容器が破れたり、またエンドピース
の突出部が容器の内壁を突き破ったりする不都合が生じ
る。

このため従来は、エンドピース９２，９４を減容化せず
に一定の場所に隔離状態で放置するといった手段がとら
れている。また近年は、エンドピース９２，９４を溶融
処理したり、機械的に小サイズに分断したりする方法も
考えられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のように、エンドピースは比較的高張り易い形状と
なっているため、減容化せずに放置するには膨大なスペ
ースが必要であり、その減容化処理は必要不可欠のもの
となりつつある。

その手段として、エンドピースを溶融処理する方法では
、大型の溶融炉が必要でコスト高になるとともに、エン
ドピースに付着した核燃料被覆管内の核燃料が溶融時に
飛散するおそれもあり、その実現化は難しい。また、切
断処理を行う場合も、これによって減容化の目的は遠戚
されるものの、その後に安定化を行うことができず、そ
のためにまた別の工程が必要である。

本発明は、このような事情に鑑み、核燃料集合体から分
断されたエンドピースを容易かつ安全に減容安定化処理
することができる方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、核燃料集合体の両端に配されたエンドピース
の減容安定化処理を行う方法であって、エンドピースお
よびエンドピース以外で核燃料集合体を構成する放射性
金属廃棄物をこの放射性金属廃棄物が上記エンドピース
の有する空隙内に侵入するように容器内に混合充填し、
この容器内で両者を同時に圧縮し、上記作業を繰返して
容器内を満たした後、容器内を脱気密封してＨＩＰ処理
するものである（請求項１）。

また本発明は、エンドピースおよび空隙充填材としての
金属粉をこの金属粉が上記エンドピースの有する空隙内
に侵入するように容器内に混合充填し、これによって容
器内を満たした後、同容器内を脱気密封してＨＩＰ処理
するものである（請求項２）。

〔作　用〕

まず、請求項１記載の方法によれば、エンドピースおよ
びその他の放射性金属廃棄物が容器内に混合状態で充填
され、さらに予備圧縮されることにより、放射性金属廃
棄物の嵩密度が低減されるとともに、エンドピースの有
する空隙が放射性金属廃棄物で満たされる。そして、こ
の状態で容器ごとＨＩＰ処理することにより、容器の破
損を招くことなくエンドピースおよびその他の放射性金
属廃棄物が減容安定化される。

また、請求項２記載の方法によれば、容器内に、エンド
ピースとともに金属粉が混合充填されることにより、こ
の金属粉でエンドピースの有する空隙が埋められ、この
状態で容器ごとＨＩＰ処理することにより、容器の破損
を招くことなくエンドピースが減容安定化される。

（実施例） 本発明の一実施例を第１図の工程図に基づき第２〜６図
を参照しながら説明する。

まず、工程Ｐ□において、図外の一軸圧縮処理成形用金
型の内部に、第２図に示されるようなステンレス鋼等か
らなる容器１０を挿入し、この容器１０内に、エンドピ
ース以外の放射性金属廃棄物であるハルおよびハードウ
ェアの混合物１２を充填しく工程Ｐ２）、図外の押棒で
予備圧縮する（工程Ｐａ）。これによって、第２図に示
されるように、容器１０の底部にハルおよびハードウェ
アの混合物１２からなる圧縮層が形成される。

次に、この容器１０内にエンドピース１４を供給しく工
程Ｐ４）、このエンドピース１４の上から同エンドピー
ス１４を覆うようにしてハルおよびハードウェアの混合
物１２を充填した後（工程Ｐ５）、両者を圧縮処理する
（工程Ｐａ）。このとき、第３図に示されるようにエン
ドピース１４が開口部を有する形状をもつ場合には、こ
の開口部を上にし、この開口部が圧縮時にハルおよびハ
ードウェアの混合物１２で埋められるようにする。

これによって、同図に示されるようにエンドピース１４
のもつ空隙が埋められ、容器１０内に空気が閉じ込めら
れることが防がれる。

また、エンドピース１４の上部にハルおよびハードウェ
アの混合物１２を配することにより、エンドピースエ４
が複雑な形状を有する場合にも、−軸圧縮処理装置の押
棒に偏荷重が作用しないため、押棒先端部の傷みが少な
く、また押棒自身が曲がるのを防ぐことができる利点が
ある。

この工程Ｐ４〜Ｐ６を所定回数繰返し、容器１０内を充
満させた後、容器１０を金型内から取出し、第５図に示
されるように容器ＩＯの開口部に脱気管１６付の蓋１８
を装着する。そして、上記脱気管１６から容器１０内の
空気を吸引して脱気し、密封した後（工程Ｐ７）、容器
１０全体にＨＩＰ処理を施すことにより（工程Ｐ８）、
ハルおよびハードウェアの混合物１２とエンドピース１
４との双方を同時に減容安定化処理することができる。

具体的には、例えば上記容器１０を１０００℃、１００
０ｋｇ／ａ［ｒの高圧・高温条件下で１時間熱処理する
ことにより、内部のエンドピース１４がその周囲のハル
およびハードウェアの混合物１２と熱的に相互拡散し、
これらに含まれる放射性物質が金属相互間の拡散層に閉
じ込められ、あるいは耐食性が良好なジルコニウム合金
からなるハルの層の中に閉じ込められることにより、減
容安定化が果される。

このような方法によれば、エンドピースエ４をハルおよ
びハードウェアの混合物１２と同じ工程で容易に減容安
定化することができる。しかも、エンドピース１４の有
する空隙部分はハルおよびハードウェアの混合物■２で
埋められるため、容器１０内に空気が閉じ込められたま
まＨＩＰ処理が行われて容器が破損するおそれもない。

さらに、この実施例に示されるように容器１０の底部に
予めハルおよびハードウェアの混合物１２からなる層を
形成してその上にエンドピース１４を供給し、このエン
ドピース１４と容器１０の底壁や側壁との間にハルおよ
びハードウェアの混合物１２を介在させれば、エンドピ
ース１４が突出部の多い形状を有する場合でも、このエ
ンドピース１４によって容器１０が突き破られるのを確
実に防ぐことができる。また、通常ハルは耐食性の高い
ジルコニウム合金からなっているので、このハルとハー
ドウェアの混合物１２を容器１０の内壁に近い部分に配
することにより、エンドピース１４の周囲に耐食層を形
成することができる。

なお、この実施例ではエンドピース１４等を充填した容
器１０に直接蓋１８を取付け、そのままＨＩＰ処理を行
うようにしているが、第６図に示されるように複数の容
器１０を別の大型容器２゜に挿入し、この大型容器２０
の開口部に蓋１８を装着してＨＩＰ処理を行うようにし
てもよい。また、同図に示されるように容器１０の開口
部分にステンレス等からなる金属粉１９を充填し、容器
１０内の空隙を埋めるようにすれば、より効果的である
。

次に、第２実施例を第７図の工程図に基づいて説明する
。

まず、容器１０内に空隙充填材として金属粉（ここでは
ステンレス粉）を充填しく工程Ｐ１１）、次いで容器１
０内にエンドピース１４を供給した後（工程Ｐ１２）、
このエンドピース１４の空隙を埋めるようにしてステン
レス粉を充填する（工程Ｐ工３）。これらの工程ｐ１２
．ｐ工、を繰返し、容器１０内に所定個数のエンドピー
ス１４を充填した後、蓋１６を装着して脱気密封処理を
行い（工程Ｐ１４）、さらに容器１０ごとＦ（ＩＰ処理
を行う（工程Ｐ１５）。

このような方法によれば、エンドピース１４の空隙をス
テンレス粉で埋めるようにしているので、容器１０内で
の予備圧縮を行うことなく、直接ＨＩＰＩＰ処理行する
ことができる。しかも、ハルおよびハードウェアの混合
物１２に比べ、粉体である金属粉はエンドピース１４の
空隙部分に侵入し易く、容器１０内の空間をより減少さ
せることができる 〔発明の効果〕 以上のように本発明によれば、次の効果を得ることがで
きる。

まず、請求項１記載の方法は、エンドピースの空隙部分
をそれ以外の放射性金属廃棄物で埋めるようにしながら
両者を容器内に混合充填して予備圧縮し、その後に脱気
密封処理およびＨＩＰＩＰ処理うものであるので、従来
は減容安定化処理が困難とされていたエンドピースをハ
ル等の放射性金属廃棄物とともに同じ工程で容易に減容
安定化処理することができる効果がある。しかも、上記
空ＦＪＩ分が放射性金属廃棄物で埋められているため、
ＨＩＰ処理中に容器破損等の不都合が生じるおそれもな
い。

また、請求項２記載の方法は、エンドピースの空隙部分
を金属粉で埋めるようにしながら両者を容器内に混合充
填するものであるので、上記請求項１記載の方法と同様
に不都合なく容易にエンドピースの減容化処理が行える
とともに、容器内での予備圧縮処理も省くことができる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例方法を示す工程図、第２図
は同方法による工程中において容器内にハルおよびハー
ドウェアの混合物からなる圧縮層が形成された状態を示
す断面図、第３図は同容器にエンドピースが供給されさ
らにその周囲にハルおよびハードウェアの混合物が充填
された状態を示す断面図、第４図は同容器がエンドピー
スとノ＼ルおよびハードウェアの混合物とで満たされた
状態を示す断面図、第５図は同容器の開口部に蓋が装着
された状態を示す断面図、第６図は同容器が別の大型容
器内に挿入された状態を示す断面図、第７図は本発明の
第２実施例方法を示す工程図、第８図は分断される前の
核燃料集合体の一例を示す正面図である。 １０・・・容器、１２・・・ハルおよびハードウェアの
混合物（エンドピース以外の放射性金属廃棄物）、１４
・・・エンドピース、１６・・・蓋。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、核燃料集合体の両端に配されたエンドピースの減容
   安定化処理を行う方法であって、エンドピースおよびエ
   ンドピース以外で核燃料集合体を構成する放射性金属廃
   棄物をこの放射性金属廃棄物が上記エンドピースの有す
   る空隙内に侵入するように容器内に混合充填し、この容
   器内で両者を同時に圧縮し、上記作業を繰返して容器内
   を満たした後、容器内を脱気密封してＨＩＰ処理するこ
   とを特徴とするエンドピースの減容安定化処理方法。 ２、核燃料集合体の両端に配されたエンドピースの減容
   安定化処理を行う方法であって、エンドピースおよび空
   隙充填材としての金属粉をこの金属粉が上記エンドピー
   スの有する空隙内に侵入するように容器内に混合充填し
   、これによって容器内を満たした後、同容器内を脱気密
   封してＨＩＰ処理することを特徴とするエンドピースの
   減容安定化処理方法。