JPH073478B2

JPH073478B2 - 放射性廃棄物の貯蔵・処分用の地中構造体

Info

Publication number: JPH073478B2
Application number: JP7626887A
Authority: JP
Inventors: 賢一郎島辺
Original assignee: 株式会社間組
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1987-03-31
Publication date: 1995-01-18
Anticipated expiration: 2010-01-18
Also published as: JPS63243800A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、放射性廃棄物特に比較的高いレベルの放射性
廃棄物の貯蔵・処分用の地中構造体に関する。

＜従来の技術＞原子炉などの稼働によって発生する放射性廃棄物には、
気体状のもの、液体状のもの及び固体状のものがあり、
そのうち気体状の放射性廃棄物には、揮発性のものと、
浮遊性の微粒子が含まれたものとがあり、これらの浮遊
性の微粒子は、主に除去効率の高い高性能フィルターに
よって除去される。揮発性のものについては、活性炭フ
ィルターによって除去したり、活性炭ホールドアップ装
置に保留したりする方法が用いられている。液体廃棄物
は、スラッジのような高粘度のものを除いて、主にイオ
ン交換樹脂や蒸発濃縮器によって処理する。固体廃棄物
には、使用済樹脂、使用済制御棒などから、汚染機械や
放射能防護衣服などがあり、これらは前記スラッジと同
様に通常は一定の期間貯蔵して、放射能の減衰を図った
後、セメントやアスファルトで、固化し所定の貯蔵施設
に保管され、原子炉等規制法に基づいた濃度上限値を越
えないレベルの廃棄物は最終的に地中に設けられたコン
クリートピット内に埋設処分される。また、使用済み燃
料の再処理から発生する高レベルの放射性廃棄物はセラ
ミック化したり、ホウケイ酸ガラスによってガラス化
し、キャニスターなどの封入容器に収納し、所定の条件
を備えた深海に投棄したり、花崗岩層などの岩石層を主
体とした地層中に地中貯蔵・処分室を形成して、その内
部に収納する。このように地中貯蔵・処分室に放射性廃
棄物を格納して貯蔵する場合、周囲の岩盤の性質、周囲
の地層の安定度、地下水などの水理学的な適性などを勘
案して貯蔵サイトを選定することになる。この地中貯蔵
・処分室は、主に安全上と経済上の理由から、地表面か
ら少くとも数百ｍの深さに、また相当大きな広さ（例え
ば幅数100m×長さ1000m）をもつように形成すべきであ
る。

ところで、前記のようにセラミック化又はガラス化して
得た固化体又はそれを収納したキャニスターなどのいわ
ゆる工学バリヤは、それだけでも放射性廃棄物の核種の
周囲地層への移行を十分に阻止することができるが、長
年月の間には、核種が流出することが考えられる。この
場合、流出した核種は、地下水流によって移動し始め、
周囲の岩石との間の吸脱着反応によって遅延された後、
河川や、湖沼などの生活圏に到達する。このほかに、核
種の移行を送らせる要因として、鉱化作用や沈澱があ
る。しかし地下水が有用な水資源であり、種々の用途に
利用される可能性が高いことを考えると、可能なかぎり
放射性廃棄物中の核種を地下水に移行させないことが望
ましい。

従来は、このように地中に貯蔵・処分室を掘削し、貯蔵
・処分室の囲壁にコンクリートなどを吹付けることによ
って、ライニングを形成し、又は適当な材料で埋戻して
空間を十分に閉鎖し、又は貯蔵・処分室の周囲又は内部
に集水部を設け、地下水位を変えることによって、貯蔵
・処分室への地下水の浸入を防止していたが、高レベル
の放射性廃棄物のように数100年以上も貯蔵しようとす
る場合には、地下水が徐々にではあるが、地中の貯蔵・
処分室に浸入するため、十分な遮水効果を長期に渡って
期待できなかった。

本出願人は同日提出の特許願（１）において、埋戻し材
で埋戻す代りに、原油などの地下水よりも低比重の非親
水性液を充満させ貯蔵・処分室に浸入した地下水を比重
差によって集水し除去することを提案したが、この非親
水性液による遮水効果に加えて、周囲の岩石層のような
地層から隔絶された岩盤への放射性核種の吸着効果も利
用して、地下水と固化体との接触をより完全に防止する
ことが望ましい。

＜発明が解決しようとする問題点＞本発明は、前記のように貯蔵・処分室に放射性廃棄物の
固化体又はその封入容器を収容して長期に亘り貯蔵する
場合に、周囲の地層（主に岩石層）からの地下水が固化
体又はその封入容器に接触しないようにして、地下水の
放射能汚染を防止すると共に、固化体又はその封入容器
の地下水による腐蝕を防止するようにした、放射性廃棄
物の貯蔵・処分用の地中構造体を提供することを目的と
している。

本発明は、一度に大量の放射性廃棄物を貯蔵し処分する
ことができるようにした、放射性廃棄物の貯蔵・処分用
の地中構造体を提供することも目的としている。

本発明は、放射性廃棄物の核種と生物圏との隔離ができ
るだけ完全に行われるようにした、放射性廃棄物の貯蔵
・処分用の地中構造体を提供することにも目的としてい
る。

＜問題点を解決するための手段＞これらの目的のために、本発明によって、掘削によって
地層の地下水面下に形成した放射性廃棄物の固化体又は
その封入容器のための貯蔵・処分室と、該貯蔵・処分室
を囲んでいる周囲の地層から隔絶された地盤と、該貯蔵
・処分室を該地盤を経て地表面と連通させている搬出入
通路と、該搬出入通路及び該地盤を同心状に囲み地表面
に連通している非親水性液を収納している収納スペース
と、該地盤の下面を該収納スペースの底面から支持する
支持手段とを有する放射性廃棄物の貯蔵・処分用の地中
構造体が提供される。

同様に、本発明によって、掘削によって地層の地下水面
下に形成した、放射性廃棄物の固化体又はその封入容器
のための２つ以上の貯蔵・処分室と、各々の該貯蔵・処
分室を囲んでいる、周囲の地層から隔絶された地盤と、
該貯蔵・処分室を地表面と連通させている共通の搬出入
通路と、各々の該貯蔵・処分室の該地盤の周囲に形成し
た非親水性水溶液を収納した収納スペースと、各々の該
収納スペースを地表面と連通させている非親水性液の共
通の供給通路と、該収納スペースと連通するように形成
した地下水ピットと、各々の該地盤の下面を該収納スペ
ースの底面から浮動状に支持する支持手段とを有する放
射性廃棄物の貯蔵・処分用の地中構造体も提供される。

＜作用＞本発明の構成により、周囲の地層からの地下水は、非親
水性液とまず接触して比重差により、地中構造体の最も
下方のピットに集められ、非親水性液を透過した地下水
は、周囲の地層から隔絶された地盤によって遅延作用を
受けるため、結局は、貯蔵・処分室中の固化体と接触で
きなくなり、放射性廃棄物中の核種と地下水を介した生
物圏との接触が有効に防止される。

＜実施例＞次に、図面に示した実施例について一層詳細に説明す
る。

第１図において、10は地表面11から掘削によって地下水
面９よりも下方に形成した貯蔵・処分室であり、３は掘
削に当って貯蔵・処分室10の周囲に残された、周囲の地
層４から隔絶された岩盤である。岩盤３の周囲には、原
油などの非親水性液７を満たしたスペース14があり、そ
の外側に岩石層を主体とした比較的強固な地層４があ
る。５は岩盤３の底面と地層４の支持面12との間に介在
された剛性の連続多孔質体から成る支持体、例えば多孔
性セラミック又は多孔性プラスチックビーズ焼結体であ
る。支持体５は、岩盤３の下面全体をカバーするように
配置してもよいが、根太とした横長に、又は四隅を含む
要所のみに配し、その間に空所を残し、この空所に支持
体５の間を通って非親水性液が浸入するようにしてもよ
く、要は貯蔵・処分室10を囲む岩盤３全体が非親水性液
によって包みこまれるようにすればよい。

以上説明した地中構造体を形成するには、地表面から、
地層（主に岩石層）中に、非親水性液７のスペース14の
直径に円形断面の坑道を形成し、予定された貯蔵・処分
室10のところに到達したら、中央部に岩盤体を残すよう
に、垂直断面でみて徳利形に横方向に広げるように掘進
する。地中構造体のほぼ底部まで掘進したら、この底部
の外周から中心部に向って掘進する。その際に、或る所
定距離掘進した後に、少くとも四隅を含めた要所に剛性
の連続多孔質体の支持体５を配設し、支持体５の間の空
間にも非親水性液が回るようにする。このようにして地
中構造体の底部の中心部まで掘進すると、非親水性液の
スペース14は、地表面11からひと続きになり、スペース
14によって囲まれ支持体５によって地層４の支持面12上
に支持された岩盤体が、中央部に残される。次に、地中
構造体の底面から、地下水ピット８を掘削によって形成
する。この地下水ピットも、貯蔵・処分室10と同様に、
図示のように垂直断面でみて徳利形とすると有利である
が、これ以外の任意の形状としてもよい。次に、中央部
に残された岩盤体の頂端に通し孔を形成し、その内部を
くり抜いて、垂直断面で横方向に広がった形状の貯蔵・
処分室10を形成する。この貯蔵・処分室は、図示のよう
に、前記通し孔に対応した上端部からその下端部まで周
囲が岩盤３によって囲まれている。

貯蔵・処分室10の大きさは、主として経済上の理由か
ら、例えば横方向（第１図の左右方向）に数十ｍ、長手
方向（第１図の紙面と直角の方向）に約1000mの大きさ
とし、また構造の直径は、固体化１又はそれを収容した
容器及び必要な機械装置その他を仮設エレベーターによ
って搬出入しうる大きさとする。

次に前記通し孔まで、地表面から、搬出入通路２となる
コンクリートパイル６のような剛性のある管を挿入し、
その下端部を岩盤３に例えばロックアンカーによって固
定して、搬出入通路２を形成すると共に、その回りに環
状の非親水性液７のスペース14の上半部を画定する。

放射性廃棄物の固化体１は、スラッジ又は廃液のような
液状のものから使用済樹脂又は使用済制御棒などの固体
状のものまでの放射性廃棄物、特に高レベルの放射性廃
棄物を、セメント又はアスファルトを混合して固化させ
たり、ホウケイ酸ガラスによってガラス化したものであ
る。必要に応じて、キャニスターなどの封入容器に収納
した上で封止する。

固化体１を貯蔵・処分室10の床面上に並べて設置し、室
10の壁面から地下水が湧出し始める前は、できるだけ早
く、地表面11からスペース14に非親水性液７を周囲の地
層からの地下水と平衡する液位７′まで充満する。非親
水性液としては、原油のほかに、種々の製造工程から得
られる廃油など、地下水よりも低比重でコストの低廉な
各種の液を使用することができる。周囲の地層４からの
地下水は、この非親水性液７と岩盤３とによって二重に
阻止され、固体体１に到達できないため、地下水の放射
性核種による汚染が防止される。地下水は、室10の底面
からその内部に浸入しようとするが、連続多孔質体５に
含浸し、その回りも空所も満たした非親水性液７と岩盤
３の底部とが存在するため、固化体１と地下水とは直接
接触できない。

周囲の地層４から非親水性液７中に浸入した地下水は、
比重差によって、下方の地下水ピット８に集水され、水
中ポンプ15によって、図示しない配管を介し地表面11上
に随時揚水され除去される。

第２図の実施例は、搬出入通路２と非親水性液７の供給
通路16とを、同心的に形成する代りに、別々に形成し、
貯蔵・処分室10を２個並べて形成し、これらの室10を共
通に搬出入通路２に接続し、非親水性液７のスペース14
は共通にその共通通路16に接続したことを除いては、第
１図の実施例と同様である。第２図に示した地中構造体
を形成するには、共通通路16及び搬出入通路２を地表面
11から形成し、地下水ピット８を供給通路16の下端部に
形成し、次に横方向に掘進して、両方の室10の底部に到
達する。室10は周囲の地層４から隔絶された地盤３を残
すように底面側から掘上げる。岩盤３の底部は第１図の
実施例と同様にして支持する。

搬出入通路２が供給通路16を通り抜ける部分について
は、例えば鉄製の配管を使用することができる。搬出入
通路２と共通通路16とはコンクリートパイルのような剛
性のある管を通すことによって形成する。２個より大き
な数の貯蔵・処分室10を横に並べて形成してもよい。

＜発明の効果＞本発明によれば、岩石層のような比較的強固な地層に空
洞状の貯蔵・処分室10を、その周囲に岩盤３を残すよう
に形成し、その岩盤３の周囲に、非親水性液７のスペー
ス14を形成したので、周囲の地層４から室10の内部に浸
入しようとする地下水は、この岩盤３と非親水性液７と
によって二重に阻止され、その結果として地下水の放射
能汚染と固化体又はそれを収容した容器の地下水による
腐蝕とが防止される。また非親水性液の層が液体で、地
下水圧と平衡されるため、常に安定であり、地圧の変動
等によって破壊されない。また、非親水性液を地中に貯
蔵する技術上の問題は、地下石油備蓄によって実証され
た技術をそのまま適用することによって容易に解決でき
る。更に、第２図に示した実施例のように貯蔵・処分室
10を２個以上並べて形成した場合には、放射性廃棄物の
地中処分能力が大幅に増大するなどの効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例による地中構造体を示す
垂直断面図、第２図は、本発明の第２実施例による地中
構造体を示す垂直断面図である。１……固化体、２……搬出入通路、３……地盤、５……
支持体（支持手段）、10……貯蔵・処分室、11……地表
面、12……収納スペース。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】掘削によって地層の地下水面下に形成した
放射性廃棄物の固化体又はその封入容器のための貯蔵・
処分室と、該貯蔵・処分室を囲んでいる周囲の地層から
隔絶された地盤と、該貯蔵・処分室を該地盤を経て地表
面と連通させている搬出入通路と、該搬出入通路及び該
地盤を同心状に囲み地表面に連通している非親水性液を
収納している収納スペースと、該地盤の下面を該収納ス
ペースの底面から支持する支持手段とを有する放射性廃
棄物の貯蔵・処分用の地中構造体。
【請求項２】該支持手段を、該地盤の下面全体をカバー
する剛性の連続多孔質体によって形成した特許請求の範
囲第１項記載の放射性廃棄物の貯蔵・処分用の地中構造
体。
【請求項３】該支持手段を、該地盤の下面の一部をカバ
ーする剛性の連続多孔質体によって形成し、その中間の
空所には非親水性液を満たした特許請求の範囲第１項又
は第２項記載の放射性廃棄物の貯蔵・処分用の地中構造
体。
【請求項４】非親水性液に地下水よりも低比重の液を使
用した特許請求の範囲第１〜３項のいずれか１項に記載
の放射性廃棄物の貯蔵・処分用の地中構造体。
【請求項５】前記収納スペースの最も下方の底部に、周
囲の地層から浸入する地下水を比重差によって集水し、
集水した水を地表面まで、揚水するようにしたことをピ
ットを備えてなる特許請求の範囲第１〜４項のいずれか
１項に記載の放射性廃棄物の貯蔵・処分用の地中構造
体。
【請求項６】掘削によって地層の地下水面下に形成し
た、放射性廃棄物の固化体又はその封入容器のための２
以上の貯蔵・処分室と、各々の該貯蔵・処分室を囲んで
いる、周囲の地層から隔絶された地盤と、該貯蔵・処分
室を地表面と連通させている共通の搬出入通路と、各々
の該貯蔵・処分室の該地盤の周囲に形成した非親水性液
を収納した収納スペースと、各々の該収納スペースを地
表面と連通させている非親水性液の共通の供給通路と、
該収納スペースと連通するように形成した地下水ピット
と、各々の該地盤の下面を該収納スペースの底面から浮
動状に支持する支持手段とを有する放射性廃棄物の貯蔵
・処分用の地中構造体。
【請求項７】該支持手段を、該地盤の下面全体をカバー
する連続多孔質体によって形成した特許請求の範囲第６
項記載の放射性廃棄物の貯蔵・処分用の地中構造体。
【請求項８】該支持手段を、該地盤の下面の一部をカバ
ーする剛性の連続多孔質体によって形成し、その中間の
空所には非親水性液を満たした特許請求の範囲第６項又
は第７項記載の放射性廃棄物の貯蔵・処分用の地中構造
体。
【請求項９】非親水性液に地下水よりも低比重の液を使
用した特許請求の範囲第６〜８項のいずれか１項記載の
放射性廃棄物の貯蔵・処分用の地中構造体。
【請求項１０】前記収納スペースの最も下方の底部に、
周囲の地層から浸入する地下水を比重差によって集水
し、集水した水を地表面まで揚水するようにしたピット
を備えてなる特許請求の範囲第６〜９項のいずれか１項
記載の放射性廃棄物の貯蔵・処分用の地中構造体。