JPH06273592A - 地層シュミレーション装置 - Google Patents

地層シュミレーション装置

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JPH06273592A
JPH06273592A JP6572893A JP6572893A JPH06273592A JP H06273592 A JPH06273592 A JP H06273592A JP 6572893 A JP6572893 A JP 6572893A JP 6572893 A JP6572893 A JP 6572893A JP H06273592 A JPH06273592 A JP H06273592A
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JP
Japan
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storage container
soil
sample water
pressure plate
sample
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Withdrawn
Application number
JP6572893A
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English (en)
Inventor
Nobuhiko Matsumoto
暢彦 松本
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IHI Corp
Original Assignee
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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Publication date
Application filed by Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd filed Critical Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 地層処分対象箇所近傍における土壌中に放射
性核種の移行状況を、実際の処分環境に模擬した状態で
正確かつ簡単な構造で試験することができる地層シュミ
レーション装置を提供する。 【構成】 上下に試料水注入用開口(1d)と試料水排
出用開口(1e)をそれぞれ備える収納容器(1)と、
収納容器内に形成される土壌収納部(2)の上側の上部
フィルタ(10)上に配されて上部フイルタを下方へ押
圧する多孔板(4)と、収納容器内であって多孔板に連
結棒(13)を介して連結された加圧板(5)と、加圧
板と収納容器の内周面との間に介在されて加圧板を上下
動可能かつ気密状態で支持するベローズ(6)と、加圧
板に形成された孔(5a)に組み付けられ所定以上の荷
重が加わるときに破断されるラプチャディスク(7)と
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、地層処分対象箇所近傍
における土壌中の放射線核種の移行状況を試験するため
に用いられる地層シュミレーション装置に関する。
【0002】
【従来の技術】原子炉プラント関連施設において発生す
る放射線廃棄物(廃液等)は、例えばガラス固化処理す
ることによって、取り扱い性を向上させることができ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そして、ガラス固化物
を容器に収納した状態の固化パッケージ(キャニスタ)
は、放射線汚染を防止するために、人工的に構築した放
射線廃棄物貯蔵施設に、放射線の放出が著しく減少する
まで長時間保管貯蔵する計画の他、深地層内に収納処分
して生活圏から隔離する計画がなされている。
【0004】この深地層処分を行なう計画では、自然の
岩石が持つ性質を利用して、放射性核種の移動拡散を抑
制することができるが、安全性を考慮した場合、放射線
核種の漏出を人為的な工作物を用いて抑制することによ
り、多重の抑制策が考えられている。また、現計画で
は、固化体としてホウケイ酸ガラスを用いること、収納
容器としてステンレス系合金を用いて固化パッケージ
(キャニスタ)とすることが有力であるとされている。
【0005】さらに、放射性廃棄物を閉じ込めた固化パ
ッケージは、岩盤を掘削して処分孔を明けておいて、該
処分孔の底部にベントナイトからなる緩衝材を適量敷
き、その上に炭素鋼等の適宜金属材からなるオーバーパ
ックでキャニスタを閉塞した状態で載置して、さらに、
オーバーパックの回りに緩衝材を充填して緩衝層を形成
した後、蓋でその上を覆う処分が実施される。
【0006】このような処分を行なうと、深地層中を流
れる地下水等の基づいて岩盤から浸透水が生じた場合
に、緩衝材の一部が膨潤して緩衝層の内圧が高まること
により、水の浸入を妨げて密封性を確保することができ
る。
【0007】一方、深地層中の岩盤や地層処分対象箇所
近傍の土壌にあっては、地下水が浸水する現象をも仮定
して、これらの土壌に対する放射線核種の移行状況等を
予め研究調査しておくことは、地層処分の性能評価上必
要とされ、実施が図られている。
【0008】従来、地層処分対象箇所近傍における土壌
中の放射線核種の移行状況を試験するため、土壌を所定
圧まで加圧しこの状態で試料水を注入する地層シュミレ
ーション装置が考えられているが、従来の地層シュミレ
ーション装置では、土壌を加圧するために試料供給系と
は別に土壌加圧系を備えるものであり、構造が複雑にな
る欠点があった。
【0009】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、地層処分対象箇所近傍における土壌中に放射性核種
の移行状況を、実際の処分環境に模擬した状態で正確か
つ簡単な構造で試験することができる地層シュミレーシ
ョン装置を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明にかかる地層シュミレーション装置にあっ
ては、上下に試料水注入用開口と試料水排出用開口をそ
れぞれ備える収納容器と、該収納容器内に上下をフイル
タにより覆われて形成される土壌収納部と、該土壌収納
部を形成する前記上部フィルタの上側に配されて該上部
フイルタを下方へ押圧する多孔板と、前記収納容器内で
あって前記多孔板に連結棒を介して連結された加圧板
と、該加圧板と前記収納容器の内周面との間に介在され
て加圧板を上下動可能かつ収納容器の内周面に対して気
密状態で支持するベローズと、前記加圧板に形成された
孔に組み付けられ所定以上の荷重が加わるときに破断さ
れるラプチャディスクと、前記試料水注入用開口に接続
され前記収納容器の内部に試料水を加圧状態で供給する
試料水供給手段とを備える構成としている。
【0011】
【作用】上記構成の地層シュミレーション装置によれ
ば、まず、収納容器内の土壌収納部に土壌試料を充填
し、該土壌試料の上から上部フイルタを被せ、さらにそ
の上に多孔板を配する。多孔板に連結した加圧板をベロ
ーズにより上下動可能かつ気密状態で支持させる。この
状態から、試料水供給手段により試料水注入用開口を介
して収納容器内に試料水を加圧状態で供給する。
【0012】収納容器内に試料水が加圧状態で供給され
ると、収納容器内の上方の空間すなわち加圧板で仕切ら
れた上側の空間が加圧され、これにより、加圧板が下方
へ押圧される。加圧板と一体になっている多孔板も下方
へ押圧され、これにより土壌が加圧される。
【0013】そして、収容容器内の圧力が所定圧に達す
ると、ラプチャディスクが破断され、前記収納容器の上
側に存する試料水は、該壊れたラプチャデイスクを通っ
て加圧板の下側の空間に至り、多孔板からフイルタを通
って土壌試料に浸透する。試料水が浸透された試験後の
土壌試料中には、放射線核種が残留することとなり、こ
れにより放射性核種の移行状況を等価的に把握すること
ができる。
【0014】
【実施例】図1ないし図3は、本発明にかかる地層シュ
ミレーション装置の一実施例を示している。これら各図
において、符号1は収納容器、2は土壌収納部、3は土
壌収納部2に収納される土壌試料、4は多孔板、5は加
圧板、6はベローズ、7は加圧板5に組み込まれたラプ
チャディスク、8は試料水供給手段である。
【0015】前記収納容器1は、円筒状に形成された胴
部1aの上下に上蓋1bと下蓋1cがフランジ30a、
30bをボルト・ナット31にて締め付けられている。
上蓋1bと下蓋1cの中心部には開口が形成され、該開
口には試料水注入用ノズル1dと試料水排出用ノズル1
eが取り付けられている。
【0016】収納容器1の下部には上下をそれぞれフイ
ルタ10、11により覆われて前記土壌収納部2が形成
されている。下側のフイルタ11は試料水排出用ノズル
1eの基端部を覆うことができる程度の小径にとどめら
れている。これらフイルタ10、11は土壌試料3に所
定の圧力が加わるときに、該土壌試料3の外部への流出
を阻止しつつ、試料水の侵入および排出を許容するもの
であり、具体的にはナイロンクロスあるいは不織布等に
よって作られる。上記土壌収納部2には深地層中の土砂
等の土壌、地層処分対象箇所近傍から採取した前記土壌
試料3が収納される。
【0017】前記多孔板4は、図2にも示すように上下
に貫通する多数の孔4aを備えるものであって、前記上
部フィルタ10を介して土壌試料3を下方へ押圧できる
程度の剛性を備えるものである。該多孔板4の中央には
連結用のボルト13の下端がナット14を介して螺合さ
れ、連結用ボルト13の上端には加圧板5がナット15
を介して螺合されている。この連結ボルト13を介し
て、加圧板5は多孔板4の上方に該多孔板4と平行とな
るように一体的に取り付けられている。
【0018】加圧板5は前記試料注入用ノズル1dから
試料水が供給されるとき、該試料水の静水圧を受ける部
分であり、したがって、試料水の静水圧が加わるときで
も損傷しない程度の剛性を備える材料によって作られて
いる。16は収納容器1の内周に形成された鍔部であ
り、この鍔部16と前記加圧板5との間には前記ベロー
ズ6が介在されている。このべローズ6によって加圧板
5が上下動可能かつ収納容器1の内周面に対して気密状
態に支持されている。したがって、加圧板5によって仕
切られる前記収納容器内の上下の空間17、18は気密
に区分けされている。
【0019】前記加圧板5には上下に貫通する複数の孔
5aが形成され、そこには前記ラプチャディスク7が組
み付けられている。ラプチャディスク7は所定以上の荷
重が加わるとき、具体的に言えば加圧板5で仕切られる
上下の空間17、18の圧力差が所定以上になるときに
破断されるものであり、プラスチックあるいは金属等の
材料によって作られる。
【0020】前記試料水注入用ノズル1dを介して前記
収納容器1の内部に試料水を加圧状態で供給する試料水
供給手段8は、試料水タンク19と、該試料水タンク1
9と前記試料水注入用ノズル1dとを接続する管路20
と、該管路20に介在される加圧ポンプ21とから構成
されている。22は前記管路20に介在された仕切弁で
ある。なお、前記管路20にはそこから分岐して開放タ
ンク23につながるバイパス通路24が形成され、この
バイパス通路24には圧力逃がし弁25が介装されてい
る。この圧力逃がし弁25は前記収納容器1の上部空間
17の圧力を検知するセンサ26によってオンオフ制御
される。なお、27は試料水を溜めるためのタンクであ
る。
【0021】このような構造の地層シュミレーション装
置を用いた土壌の核種移行試験について説明する。予
め、下部フイルタ11によって試料水排出用ノズル1e
の基部を塞いだ状態で収納容器1内の土壌収納部2に採
取した土壌試料3を充填する。そして、土壌試料3の上
から上部フイルタ10を被せ、その上に多孔板4を配置
する。次いで、加圧板5と収納容器1の内周面の鍔部1
6との間にベローズ6を配置し、加圧板5を上下動可能
に支持するとともに、かつ加圧板5で仕分けされた収納
容器内の上下の空間17、18を気密に区分けする。こ
の状態で、上蓋1bの外周を収納容器1の胴部1aに溶
接する。
【0022】加圧ポンプ21を駆動し、試料水タンク1
9に溜められている試料水を管路20および試料水注入
用ノズル1dを通じて収容容器1の上部空間17に注入
する。この試料水の注入により上部空間17の圧力が徐
々に上昇し、これとともに加圧板5および該加圧板5と
連結されている多孔板4が下方降に押され、この結果土
壌試料3に押圧力が加わる。そして、上記試料水が注入
され続けることにより土壌試料3への押圧力が次第に高
まり、ひいては地層処分対象箇所の地下水が挿通する土
壌が受ける圧力と同等の圧力となる。
【0023】収納容器1内の上部空間17の圧力が所定
値に達し、加圧板5で仕切られる上下の空間17、18
の圧力差が所定以上になるときにラプチャディスク7が
破断される。これに伴い、図1中矢印で示すように、前
記収納容器1の上部空間17に存する試料水が、壊れた
ラプチャデイスク7を通って加圧板5の下側の空間18
に至り、多孔板4の孔4aから上部フイルタ10を通っ
て土壌試料3の内部に浸透する。そして、収容容器の底
部に達した余分な試料水は、下部フイルタ11から試料
水排出用ノズル1eを介して下方の試料水タンク27に
致る。前記試料水を浸透させた試験後の土壌試料3の中
には、放射性核種が試料水の浸透方向に沿って残留する
こととなる。
【0024】実際の地層処分環境では、土壌部分の面積
および体積が大きいため、放射性核種の移行方向が相互
平行になると考えられるので、図1の試験範囲における
土壌試料3の試料核種の濃度分布は、土砂状の土壌にあ
っても深地層等における地下水の浸透方向を模擬して等
価なものとなる。
【0025】上記のように試料水を浸透させた後、放射
性核種を移行させた土壌試料3を、上蓋1bを取り除き
収納容器1から引き出し、該土壌試料3について放射性
物質の付着濃度を検出すること等によって、地層処分環
境の土壌を模擬した状態の把握が可能となる。
【0026】なお、収納容器1の上部空間17の圧力を
検知するセンサ26と圧力逃がし弁25のインタロック
により、上部空間17内の圧力を所定圧力に保つことが
でき、かつ必要に応じて上部空間17内の圧力を大気圧
と同程度に設定することもできる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、以
下の効果を奏する。 試料水を土壌試料の加圧用として利用することができ
るため、収納容器に供給する流体は試料水一種でよく、
したがって装置の全体構成を簡素化でき、しかも経済性
の向上が図れる。 ラプチャディスクを種々用意しそれらを選択的に加圧
板に組み付けること並びに加圧水を試料水として用いる
ことにより、土壌試料に対し種々の設定圧力下でのシュ
ミレーション試験が可能となり、幅広いシュミレーショ
ン試験が実現でき、実用性が増す。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる地層シュミレーション装置の一
実施例を示す要部断面図。
【図2】図1のXーX線に沿う断面図。
【図3】本発明にかかる地層シュミレーション装置の一
実施例を示す全体図。
【符号の説明】
1 収納容器 1d 試料水供給用開口(ノズル) 1e 試料水排出用開口(ノズル) 2 土壌収納部 3 土壌試料 4 多孔板 5 加圧板 5a 孔 6 ベローズ 7 ラプチャディスク 8 試料水供給手段 10 上部フィルタ 11 下部フィルタ 13 連結棒(連結用ボルト) 16 鍔部 19 試料水タンク 21 加圧ポンプ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 地層処分対象箇所近傍における土壌中の
    放射線核種の移行状況を試験するために用いる地層シュ
    ミレーション装置であって、 上下に試料水注入用開口と試料水排出用開口をそれぞれ
    備える収納容器と、該収納容器内に上下をフイルタによ
    り覆われて形成される土壌収納部と、該土壌収納部を形
    成する前記上部フィルタの上側に配されて該上部フイル
    タを下方へ押圧する多孔板と、前記収納容器内であって
    前記多孔板に連結棒を介して連結された加圧板と、該加
    圧板と前記収納容器の内周面との間に介在されて加圧板
    を上下動可能かつ収納容器の内周面に対して気密状態で
    支持するベローズと、前記加圧板に形成された孔に組み
    付けられ所定以上の荷重が加わるときに破断されるラプ
    チャディスクと、前記試料水注入用開口に接続され前記
    収納容器の内部に試料水を加圧状態で供給する試料水供
    給手段とを備えてなることを特徴とする地層シュミレー
    ション装置。
JP6572893A 1993-03-24 1993-03-24 地層シュミレーション装置 Withdrawn JPH06273592A (ja)

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JP6572893A JPH06273592A (ja) 1993-03-24 1993-03-24 地層シュミレーション装置

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JP6572893A JPH06273592A (ja) 1993-03-24 1993-03-24 地層シュミレーション装置

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JPH06273592A true JPH06273592A (ja) 1994-09-30

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JP (1) JPH06273592A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4901138A (en) * 1986-12-04 1990-02-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor converter
US5801400A (en) * 1995-01-10 1998-09-01 Victor Company Of Japan, Ltd. Active matrix device
JP2001108797A (ja) * 1999-10-06 2001-04-20 Kobe Steel Ltd 実地下環境模擬装置
JP2006053151A (ja) * 2005-08-12 2006-02-23 Kobe Steel Ltd 実地下環境模擬装置
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KR20230119530A (ko) * 2022-02-07 2023-08-16 한국원자력연구원 팽윤성 점토광물의 관통확산 실험장치 및 방법

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