JPH0731280B2 - 放射性金属廃棄物の減容固化方法 - Google Patents
放射性金属廃棄物の減容固化方法Info
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- JPH0731280B2 JPH0731280B2 JP63022208A JP2220888A JPH0731280B2 JP H0731280 B2 JPH0731280 B2 JP H0731280B2 JP 63022208 A JP63022208 A JP 63022208A JP 2220888 A JP2220888 A JP 2220888A JP H0731280 B2 JPH0731280 B2 JP H0731280B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/28—Treating solids
- G21F9/34—Disposal of solid waste
- G21F9/36—Disposal of solid waste by packaging; by baling
Landscapes
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば短尺に切断された使用済核燃料被覆管
（以下、ハルと称す）などの放射性金属廃棄物を長期に
亘って安全に貯蔵するのに好適な減容固化方法に関する
ものである。
（以下、ハルと称す）などの放射性金属廃棄物を長期に
亘って安全に貯蔵するのに好適な減容固化方法に関する
ものである。
（従来技術） 近年、上記のような放射性金属廃棄物を貯蔵するに当た
り、その減容化および安定化を目的とする減容固化方法
として、熱間静水圧プレス（以下HIPと称す）処理を用
いる方法が注目されている。
り、その減容化および安定化を目的とする減容固化方法
として、熱間静水圧プレス（以下HIPと称す）処理を用
いる方法が注目されている。
例えば特公昭57−959号公報には、予め金型内で圧縮プ
レスを施し、ブロック化した放射性金属廃棄物をHIP処
理用容器内に充填し、このHIP処理用容器内を密封した
状態で容器全体をHIP処理する方法が示されている。こ
の方法において予備圧縮を行っているのは、HIP処理用
容器への充填の際における放射性金属廃棄物の嵩密度
（HIP処理前の密度）を高めるためであり、このように
嵩密度を高めることにより、HIP処理時における容器の
変形量を最小限に抑え、大変形による容器の破損等を防
いでいる。従って、このような観点から、上記予備圧縮
（プレス成形）後における成形体の嵩密度は、真密度
（HIP処理後の密度）の60％以上とすることが望ましい
とされている。
レスを施し、ブロック化した放射性金属廃棄物をHIP処
理用容器内に充填し、このHIP処理用容器内を密封した
状態で容器全体をHIP処理する方法が示されている。こ
の方法において予備圧縮を行っているのは、HIP処理用
容器への充填の際における放射性金属廃棄物の嵩密度
（HIP処理前の密度）を高めるためであり、このように
嵩密度を高めることにより、HIP処理時における容器の
変形量を最小限に抑え、大変形による容器の破損等を防
いでいる。従って、このような観点から、上記予備圧縮
（プレス成形）後における成形体の嵩密度は、真密度
（HIP処理後の密度）の60％以上とすることが望ましい
とされている。
ところで、上記公報に示されている方法では、HIP処理
用容器に充填される１つの圧縮成形体の外径寸法は、HI
P処理用容器の内径よりも若干小さい程度であり、HIP処
理用容器とほぼ同等の断面積を有している。すなわち、
予備圧縮はHIP処理用容器の断面積とほぼ等しい断面積
を有する金型により行われている。
用容器に充填される１つの圧縮成形体の外径寸法は、HI
P処理用容器の内径よりも若干小さい程度であり、HIP処
理用容器とほぼ同等の断面積を有している。すなわち、
予備圧縮はHIP処理用容器の断面積とほぼ等しい断面積
を有する金型により行われている。
このようにHIP処理用容器とほぼ同等の断面積をする金
型で所望の真密度化（嵩密度／真密度）を得るために
は、かなりのプレス力量が必要とされ、例えば外径寸法
300mmの金型で65％の真密度比を得るためには1400tもの
プレス力量が必要になる。従って上記方法では、このよ
うな予備圧縮の際に、プレス力量の大きな大規模の装置
を用いなければならず、また設置面積の増大にもつなが
り、コストの面で好ましいとは言えなかった。
型で所望の真密度化（嵩密度／真密度）を得るために
は、かなりのプレス力量が必要とされ、例えば外径寸法
300mmの金型で65％の真密度比を得るためには1400tもの
プレス力量が必要になる。従って上記方法では、このよ
うな予備圧縮の際に、プレス力量の大きな大規模の装置
を用いなければならず、また設置面積の増大にもつなが
り、コストの面で好ましいとは言えなかった。
さらに、上記方法では、ブロック化した成形体を別の容
器等に収容せずに直接HIP処理用容器へ充填しているの
で、このような充填の際に、廃棄物に付着した放射性物
質が飛散したり、廃棄物の小片が脱落したりする可能性
がある。また、予備圧縮の際に廃棄物を直接金型に充填
しているので、金型と廃棄物とが直接擦れ合い、金型の
内壁の損傷が著しいといった問題点があった。
器等に収容せずに直接HIP処理用容器へ充填しているの
で、このような充填の際に、廃棄物に付着した放射性物
質が飛散したり、廃棄物の小片が脱落したりする可能性
がある。また、予備圧縮の際に廃棄物を直接金型に充填
しているので、金型と廃棄物とが直接擦れ合い、金型の
内壁の損傷が著しいといった問題点があった。
（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑み、従来に比べ、より小規模の装
置で放射性金属廃棄物の予備圧縮を行うことができ、か
つ、より安全に廃棄物をHIP処理用容器に充填すること
ができ、また、予備圧縮の際に使用する金型等の内壁の
損傷が少ない放射性金属廃棄物の減容固化方法を提供す
ることを目的とする。
置で放射性金属廃棄物の予備圧縮を行うことができ、か
つ、より安全に廃棄物をHIP処理用容器に充填すること
ができ、また、予備圧縮の際に使用する金型等の内壁の
損傷が少ない放射性金属廃棄物の減容固化方法を提供す
ることを目的とする。
（発明の構成） 本発明は、HIP処理用容器の横断面を分割する横断面形
状を有する複数のカプセルにおいて、１つのカプセル毎
に、その内部に放射性金属廃棄物を補充しながら予備圧
縮を行うことにより放射性金属廃棄物を圧縮状態で充填
した後、これらのカプセルを上記HIP処理用容器内に装
入し、カプセルと容器内の空隙部に対し空隙充填材とし
てステンレス粉末等の金属分を充填した後、HIP処理容
器内を密封して同容器全体をHIP処理するものである。
状を有する複数のカプセルにおいて、１つのカプセル毎
に、その内部に放射性金属廃棄物を補充しながら予備圧
縮を行うことにより放射性金属廃棄物を圧縮状態で充填
した後、これらのカプセルを上記HIP処理用容器内に装
入し、カプセルと容器内の空隙部に対し空隙充填材とし
てステンレス粉末等の金属分を充填した後、HIP処理容
器内を密封して同容器全体をHIP処理するものである。
このような構成によれば、HIP処理用容器の横断面を分
割した断面を有するカプセル内に廃棄物を充填した状態
で各カプセル毎に予備圧縮を行うので、小さなプレスカ
量で大きなプレス圧力が得られ、所望の真密度比を得る
ことができるとともに、予備圧縮で使用する金型等の内
壁に損傷が生じることもほとんどない。また、このカプ
セル内に廃棄物を収納した状態でHIP処理用容器内への
装入を行うので、放射性物質の飛散や廃棄物小片の脱落
は防止される。
割した断面を有するカプセル内に廃棄物を充填した状態
で各カプセル毎に予備圧縮を行うので、小さなプレスカ
量で大きなプレス圧力が得られ、所望の真密度比を得る
ことができるとともに、予備圧縮で使用する金型等の内
壁に損傷が生じることもほとんどない。また、このカプ
セル内に廃棄物を収納した状態でHIP処理用容器内への
装入を行うので、放射性物質の飛散や廃棄物小片の脱落
は防止される。
（実施例） 本発明の一実施例を第１図および第２図に基づいて説明
する。
する。
まず、工程P1において、円を４分割する扇形の横断面形
状のキャビティを有する金型１内に、このキャビティと
ほぼ同じ横断面形状を有する中空状のカプセル２を挿入
する。この断面形状は、後に記すHIP処理用容器５の横
断面を４分割する形状とする。そして、このカプセル２
内にハル（放射性金属廃棄物）３を充填し、このカプセ
ル２内において押棒４でハル３をプレスすることによ
り、ハル３の予備圧縮を行う。押棒４は、その断面積が
カプセル２の中空部の断面積に比べやや小さく、押棒４
がカプセル２の上端を押し潰さないように構成されてい
る。
状のキャビティを有する金型１内に、このキャビティと
ほぼ同じ横断面形状を有する中空状のカプセル２を挿入
する。この断面形状は、後に記すHIP処理用容器５の横
断面を４分割する形状とする。そして、このカプセル２
内にハル（放射性金属廃棄物）３を充填し、このカプセ
ル２内において押棒４でハル３をプレスすることによ
り、ハル３の予備圧縮を行う。押棒４は、その断面積が
カプセル２の中空部の断面積に比べやや小さく、押棒４
がカプセル２の上端を押し潰さないように構成されてい
る。
このようなプレス作業とハル３の補充作業とを繰返すこ
とにより、カプセル２内に圧縮したハル３を一杯に充填
した状態でカプセル２全体を金型１から引抜く（工定
P2）。そして、このようにハル３を充填した４つのカプ
セル２を、上方に開口する円筒状のHIP処理用容器５内
に隙間なく充填する（工程P3）。なお、このカプセル２
は、図示のように上下方向に関して１段積みしてもよい
し、あるいは多段積みしても構わない。
とにより、カプセル２内に圧縮したハル３を一杯に充填
した状態でカプセル２全体を金型１から引抜く（工定
P2）。そして、このようにハル３を充填した４つのカプ
セル２を、上方に開口する円筒状のHIP処理用容器５内
に隙間なく充填する（工程P3）。なお、このカプセル２
は、図示のように上下方向に関して１段積みしてもよい
し、あるいは多段積みしても構わない。
このようにして充填したカプセル２の上端部やHIP処理
用容器５の内部には空隙部分が生じるが、このような空
隙部を埋めるためにステンレス粉等の金属粉を充填す
る。これによって、HIP処理によるHIP処理用容器５の変
形を最小限に抑えることができ、大変形によるHIP処理
用容器５の破損を防止することができる。
用容器５の内部には空隙部分が生じるが、このような空
隙部を埋めるためにステンレス粉等の金属粉を充填す
る。これによって、HIP処理によるHIP処理用容器５の変
形を最小限に抑えることができ、大変形によるHIP処理
用容器５の破損を防止することができる。
充填が完了した状態で、HIP処理用容器５の開口部を脱
気管６付の蓋７で塞ぎ、その周囲を溶接することによ
り、蓋７をHIP処理用容器５に固定する（工程P4）。こ
の際、蓋７と各カプセル２との間に若干の隙間が生じる
場合には、上記と同様にステンレス粉等を詰めて隙間を
埋めるようにすることが望ましい。
気管６付の蓋７で塞ぎ、その周囲を溶接することによ
り、蓋７をHIP処理用容器５に固定する（工程P4）。こ
の際、蓋７と各カプセル２との間に若干の隙間が生じる
場合には、上記と同様にステンレス粉等を詰めて隙間を
埋めるようにすることが望ましい。
このような状態で、上記脱気管６に真空ポンプ８を連結
し、この真空ポンプ８の作動によりHIP処理用容器５内
部の脱気を行った後、密封装置９で脱気管６を潰すこと
により、HIP処理用容器５内部の密封を行う（工程
P5）。そして、密封状態となったHIP処理用容器５全体
に、高温高圧下におけるHIP処理を施すことにより（工
程P6）、第２図（ａ）（ｂ）に示されるような、ほぼ真
密度に等しい密度を有する減容固化した廃棄物の塊を得
ることができ、放射性金属廃棄物の減容化および安定化
が果される。
し、この真空ポンプ８の作動によりHIP処理用容器５内
部の脱気を行った後、密封装置９で脱気管６を潰すこと
により、HIP処理用容器５内部の密封を行う（工程
P5）。そして、密封状態となったHIP処理用容器５全体
に、高温高圧下におけるHIP処理を施すことにより（工
程P6）、第２図（ａ）（ｂ）に示されるような、ほぼ真
密度に等しい密度を有する減容固化した廃棄物の塊を得
ることができ、放射性金属廃棄物の減容化および安定化
が果される。
例えば、実際に半径70mm、高さ240mm、肉厚2.5mmの寸法
をもつ扇形カプセル内で、直径10mm、長さ30mm、肉厚0.
8mmの多数のジルカロイ管小片を圧縮面圧2000〜2500Kgf
/cm2でプレス圧縮し、このカプセル４個を直径145mm、
高さ280mmのHIP処理用容器に装入し、蓋を溶接して脱気
密封し、HIP処理したところ、成形体の密度はほぼ真密
度となっていることが分った。
をもつ扇形カプセル内で、直径10mm、長さ30mm、肉厚0.
8mmの多数のジルカロイ管小片を圧縮面圧2000〜2500Kgf
/cm2でプレス圧縮し、このカプセル４個を直径145mm、
高さ280mmのHIP処理用容器に装入し、蓋を溶接して脱気
密封し、HIP処理したところ、成形体の密度はほぼ真密
度となっていることが分った。
以上のようにこの方法によれば、HIP処理用容器５の1/4
の断面積を有するカプセル２内でハル３の予備圧縮を行
っているので、従来に比べ、より小さなプレス力量で、
放射性金属廃棄物の所望の真密度比を得るためのプレス
圧力を得ることができ、よって金型１等の設備の小型化
が果せるとともに、金型１の内壁の損傷も低減させるこ
とができる。しかも、予備圧縮後からHIP処理用容器５
への搬入までの過程において、ハル３はカプセル２に収
納した状態で運搬するので、ハル３からの放射性物質の
飛散や剥離物の脱落がなく、安全性の向上を果すことが
できる。
の断面積を有するカプセル２内でハル３の予備圧縮を行
っているので、従来に比べ、より小さなプレス力量で、
放射性金属廃棄物の所望の真密度比を得るためのプレス
圧力を得ることができ、よって金型１等の設備の小型化
が果せるとともに、金型１の内壁の損傷も低減させるこ
とができる。しかも、予備圧縮後からHIP処理用容器５
への搬入までの過程において、ハル３はカプセル２に収
納した状態で運搬するので、ハル３からの放射性物質の
飛散や剥離物の脱落がなく、安全性の向上を果すことが
できる。
また、カプセル２内でハル３を少量ずつ圧縮するので、
密度の均一な予備成形体を得ることができ、よってHIP
処理時に局部変形が起こりにくい。さらに、当実施例の
ように円筒型のHIP処理用容器５を用い、かつ、このHIP
処理用容器５内にカプセル２を隙間なく充填することに
よって、HIP処理におけるHIP処理用容器５の変形をなる
べく抑えるようにすれば、HIP処理用容器５を回転テー
ブル等に載置し、回転させた状態でその表面にブレード
等を当てるだけで、容易にスミヤー検査（放射性物質の
擦り取り検査）を行うことができ、作業能率の向上も果
せる。
密度の均一な予備成形体を得ることができ、よってHIP
処理時に局部変形が起こりにくい。さらに、当実施例の
ように円筒型のHIP処理用容器５を用い、かつ、このHIP
処理用容器５内にカプセル２を隙間なく充填することに
よって、HIP処理におけるHIP処理用容器５の変形をなる
べく抑えるようにすれば、HIP処理用容器５を回転テー
ブル等に載置し、回転させた状態でその表面にブレード
等を当てるだけで、容易にスミヤー検査（放射性物質の
擦り取り検査）を行うことができ、作業能率の向上も果
せる。
なお、本発明においてカプセル２の断面形状は問わず、
第３図のようにHIP処理容器５の横断面を６分割するよ
うな形状を有するものでもよく、あるいは第４図のよう
に、中央に円筒状のカプセル2aを配置し、その周囲に複
数のカプセル2bを配置するような構成によっても同様の
効果を得ることができる。
第３図のようにHIP処理容器５の横断面を６分割するよ
うな形状を有するものでもよく、あるいは第４図のよう
に、中央に円筒状のカプセル2aを配置し、その周囲に複
数のカプセル2bを配置するような構成によっても同様の
効果を得ることができる。
また本発明では、HIP処理用容器５の横断面全体がカプ
セル２によって完全に分割されていなくてもよく、例え
ば第５図のように、円筒状のHIP処理用容器５内に若干
隙間を残して複数の円筒状のカプセル２を充填するよう
にしてもよい。ただし、この場合には、上記隙間に起因
してHIP処理の際にHIP処理容器５が大きく局部変形し、
破損等の生じるおそれがあるので、このような隙間にも
第５図に示されるようなステンレス粉10等を詰めて隙間
を埋めることが望ましい。
セル２によって完全に分割されていなくてもよく、例え
ば第５図のように、円筒状のHIP処理用容器５内に若干
隙間を残して複数の円筒状のカプセル２を充填するよう
にしてもよい。ただし、この場合には、上記隙間に起因
してHIP処理の際にHIP処理容器５が大きく局部変形し、
破損等の生じるおそれがあるので、このような隙間にも
第５図に示されるようなステンレス粉10等を詰めて隙間
を埋めることが望ましい。
また、HIP処理用容器５の横断面形状も円に限るもので
はなく、例えば第６図のように、横断面が四角形のHIP
処理用容器５′内に、この四角形を４等分するような断
面形状を有するカプセル２′を隙間なく装填するような
構成によっても上記と同様の効果を得ることができる。
はなく、例えば第６図のように、横断面が四角形のHIP
処理用容器５′内に、この四角形を４等分するような断
面形状を有するカプセル２′を隙間なく装填するような
構成によっても上記と同様の効果を得ることができる。
（発明の効果） 以上のように本発明は、HIP処理用容器の横断面を分割
する横断面形状を有する複数のカプセルにおいて、１つ
のカプセル毎に、その内部に放射性金属廃棄物を補充し
ながら予備圧縮を行うことにより放射性金属廃棄物を圧
縮状態で充填した後、これらのカプセルを上記HIP処理
用容器内に装入し、このHIP処理容器内を密封して同容
器全体をHIP処理するものであり、HIP処理用容器よりも
小さな断面積を有するカプセル内で放射性金属廃棄物の
予備圧縮を行っているので、従来に比べ、より小さなプ
レス力量で放射性金属廃棄物の所望の真密度比を得るこ
とができ、金型等の予備圧縮装置の小型化が果せるとと
もに、金型の内壁の損傷も低減させることができる効果
がある。しかも、予備圧縮後からHIP処理用容器への搬
入までの過程において、放射性金属廃棄物はカプセルに
収納した状態で運搬するので、この放射性金属廃棄物か
らの放射性物質の飛散や剥離物の脱落がなく、安全性の
向上を果すことができる。
する横断面形状を有する複数のカプセルにおいて、１つ
のカプセル毎に、その内部に放射性金属廃棄物を補充し
ながら予備圧縮を行うことにより放射性金属廃棄物を圧
縮状態で充填した後、これらのカプセルを上記HIP処理
用容器内に装入し、このHIP処理容器内を密封して同容
器全体をHIP処理するものであり、HIP処理用容器よりも
小さな断面積を有するカプセル内で放射性金属廃棄物の
予備圧縮を行っているので、従来に比べ、より小さなプ
レス力量で放射性金属廃棄物の所望の真密度比を得るこ
とができ、金型等の予備圧縮装置の小型化が果せるとと
もに、金型の内壁の損傷も低減させることができる効果
がある。しかも、予備圧縮後からHIP処理用容器への搬
入までの過程において、放射性金属廃棄物はカプセルに
収納した状態で運搬するので、この放射性金属廃棄物か
らの放射性物質の飛散や剥離物の脱落がなく、安全性の
向上を果すことができる。
第１図は本発明方法における工程を示す系統図、第２図
（ａ）は同方法により形成される成形体の側面図、同図
（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、第３図乃至第６
図は、他の実施例におけるHIP処理用容器およびカプセ
ルの断面図である。 １……金型、2,2a,2b……カプセル、３……ハル（放射
性金属廃棄物）、４……押棒、５……HIP処理用容器。
（ａ）は同方法により形成される成形体の側面図、同図
（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、第３図乃至第６
図は、他の実施例におけるHIP処理用容器およびカプセ
ルの断面図である。 １……金型、2,2a,2b……カプセル、３……ハル（放射
性金属廃棄物）、４……押棒、５……HIP処理用容器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沢田 昌久 兵庫県西宮市東鳴尾町２丁目１―30―604 (72)発明者 稲田 栄一 茨城県那珂郡東海村村松４―33 動力炉・ 核燃料開発事業団東海事業所内 (72)発明者 塩月 正雄 茨城県東茨城郡大洗町成田町4002 動力 炉・核燃料開発事業団大洗工学センタ内
Claims (1)
- 【請求項１】熱間静水圧プレス処理用容器の横断面を分
割する横断面形状を有する複数のカプセルにおいて、１
つのカプセル毎に、その内部に放射性金属廃棄物を補充
しながら予備圧縮を行うことにより放射性金属廃棄物を
圧縮状態で充填した後、これらのカプセルを上記熱間静
水圧プレス処理用容器内に装入し、次いで、空隙充填剤
として金属粉を充填した後、この熱間静水圧プレス処理
容器内を密封して同容器全体を熱間静水圧プレス処理す
ることを特徴とする放射性金属廃棄物の減容固化方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63022208A JPH0731280B2 (ja) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | 放射性金属廃棄物の減容固化方法 |
| DE8989300804T DE68902062T2 (de) | 1988-02-01 | 1989-01-27 | Verfahren zum kompaktieren radioaktiver metallabfaelle. |
| EP89300804A EP0327271B1 (en) | 1988-02-01 | 1989-01-27 | Process for compacting radioactive metal wastes |
| US07/304,218 US4929394A (en) | 1988-02-01 | 1989-01-31 | Process for compacting radioactive metal wastes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63022208A JPH0731280B2 (ja) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | 放射性金属廃棄物の減容固化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH021599A JPH021599A (ja) | 1990-01-05 |
| JPH0731280B2 true JPH0731280B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=12076376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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