JPH08129100A

JPH08129100A - 放射性廃棄物の処理方法

Info

Publication number: JPH08129100A
Application number: JP26653294A
Authority: JP
Inventors: Kenji Noshita; 健司野下; Masami Matsuda; 将省松田; Takashi Nishi; 高志西; Itaru Komori; 至小森; Toshiaki Matsuo; 俊明松尾; Tatsuo Izumida; 龍男泉田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1994-10-31
Publication date: 1996-05-21

Abstract

(57)【要約】【構成】貯蔵容器１内の焼却灰は、焼却灰ホッパー４内
に投入される。一部の湿った塊状の焼却灰は、破砕機６
で破砕され、粒径が小さくなる。粒径が小さくなった焼
却灰は、混練機８内でセメントペーストと混合され、固
化容器１５内に注入される。【効果】粒径が小さくて湿った塊状の焼却灰は、表面に
乾燥した焼却灰が付着し、乾燥状態になる。このため、
放射性廃棄物処理装置への焼却灰の付着量が低減され、
放射性廃棄物処理装置の保守点検時における作業員の被
爆線量が著しく低減される。なお、塊状の焼却灰の破砕
後の固化は、得られた固化体の圧縮強度を増加させると
共に固化体の軸方向における放射能濃度分布をより均一
化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放射性廃棄物の固化処
理方法に係り、特に、焼却灰及びグラニュールなどの粉
体中に塊状物質を含む放射性廃棄物を処理するのに好適
な放射性廃棄物の固化処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電所などの放射性物質取扱い施
設から発生する放射性廃棄物のうち、焼却灰は固型化材
料としてセメントを用いることにより安定に固化できる
ことが、「放射性廃棄物処理処分に関する研究開発」
（産業技術出版、ｐ６９−７０，１９８３，天沼・阪
田）に示されている。また、グラニュールなどのガラス
状物質及び土砂についても同様の方法で固化処理するこ
とができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】焼却灰は、通常、ドラ
ム缶状の貯蔵容器内に乾燥状態で貯蔵されている。しか
しながら、焼却灰は、飛散防止のために水がかけられ貯
蔵容器の側面に接触する部分及び貯蔵容器の底部などで
湿った状態で貯蔵されている場合がある。発明者らは、
焼却灰の湿った部分が固化処理装置に付着しその表面線
量率が増大し、保守点検時における作業員の被爆線量が
増加する。作業員の被爆線量の増加を抑えようとする
と、作業員１人当りの作業時間が短縮され、保守点検に
従事する作業員の人数が増える。

【０００４】発明者らは、更に、湿った焼却灰が貯蔵容
器内に貯蔵されていると、貯蔵容器に付着し貯蔵容器か
らの焼却灰の排出が困難になることを見出した。

【０００５】また、従来技術で述べた焼却灰のセメント
による固化は、焼却灰の粒子が細かいことを前提として
いた。しかしながら、発明者らは、新たな知見として、
実際に放射性廃棄物として生じる焼却灰は一部が塊状と
なることがあり、セメントペースト(セメントと水との
混練物)と共に固化容器内に注入された後の固化時に、
塊状になった焼却灰が固化容器の下部に沈降する場合が
あることを見出した。この結果、焼却灰が固化体中に均
一に分散した場合に比べて固化体強度が低下するとの物
性的な問題、及び固化体の表面線量率が局部的に高くな
り作業員の被曝線量が増加するなどの放射性廃棄物特有
の問題が生じることがわかった。

【０００６】本発明の目的は、放射性廃棄物処理装置へ
の付着量を低減できる放射性廃棄物の処理方法を提供す
ることにある。

【０００７】本発明の他の目的は、貯蔵容器からの放射
性廃棄物の排出が容易である放射性廃棄物の処理方法を
提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、固化体の圧縮強度を
著しく向上できる放射性廃棄物の処理方法を提供するこ
とにある。

【０００９】本発明の他の目的は、固化体の軸方向の放
射能濃度分布を著しく均一化できる放射性廃棄物の処理
方法を提供することにある。

【００１０】本発明の他の目的は、各固化体の表面線量
率を実質的に等しくできそれらの取扱いを容易に行える
放射性廃棄物の処理方法を提供することにある。

【００１１】本発明の他の目的は、貯蔵容器から排出さ
れる放射性廃棄物の飛散を防止することができる放射性
廃棄物の処理方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する請
求項１記載の発明の特徴は、貯蔵容器から排出された塊
状の放射性廃棄物を破砕し、破砕された放射性物質を固
化材と混合し、これらの混合物を固化容器内に注入する
ことにある。

【００１３】上記他の目的を達成する請求項２記載の発
明の特徴は、貯蔵容器を加振してその内部から貯蔵され
ていた放射性廃棄物を排出し、排出された塊状の放射性
廃棄物を破砕することにある。

【００１４】上記他の目的を達成する請求項３記載の発
明の特徴は、破砕により放射性廃棄物の最大粒径を２０
mm以下とすることにある。

【００１５】上記他の目的を達成する請求項４記載の発
明の特徴は、破砕により放射性廃棄物の最大粒径を５mm
以下とすることにある。

【００１６】上記他の目的を達成する請求項５記載の発
明の特徴は、破砕により放射性廃棄物の最大粒径を１mm
以下とすることにある。

【００１７】上記他の目的を達成する請求項８記載の発
明の特徴は、破砕された放射性廃棄物を選別手段により
選別することにある。

【００１８】上記他の目的を達成する請求項９記載の発
明の特徴は、貯蔵容器からの放射性廃棄物の排出は、貯
蔵容器に放射性廃棄物飛散防止手段を取り付けて行うこ
とにある。

【００１９】

【作用】貯蔵容器から排出された塊状の放射性廃棄物を
破砕することによって、粒径が小さくなった一部の湿っ
た放射性廃棄物と大部分の乾燥された放射性廃棄物が混
合される。このため、粒径が小さくなった一部の湿った
放射性廃棄物の周りに乾燥した放射性廃棄物が付着し、
湿った放射性廃棄物は表面的に乾燥状態になる。放射性
廃棄物処理装置への付着量が低減され、放射性廃棄物処
理装置の保守点検時における作業員の被爆線量が著しく
低減される。なお、塊状の放射性廃棄物の破砕後の固化
は、得られた固化体の圧縮強度を増加させると共に固化
体の軸方向における放射能濃度分布をより均一化する。

【００２０】貯蔵容器を加振してその内部から破砕され
る放射性廃棄物を排出するので、貯蔵容器に付着してい
る放射性廃棄物も容易に排出させることができる。従っ
て、放射性廃棄物排出後に貯蔵容器内に残留する放射性
廃棄物がなくなる。

【００２１】破砕により放射性廃棄物の最大粒径を２０
mm以下とし、この放射性廃棄物を固化体にすることによ
って、その固化体の圧縮強度は著しく向上する。最大粒
径が２０mmを越える放射性廃棄物を含む固化体では、最
大粒径が２０mmを越える放射性廃棄物に応力集中が生じ
ることによって、固化体の圧縮強度が低下する。しかし
ながら、最大粒径が２０mm以下の放射性廃棄物を固化体
にした場合は、その応力集中が生じなく固化体の圧縮強
度が著しく向上するのである。また、固化体の軸方向に
おける放射能濃度分布はより均一化される。

【００２２】破砕により放射性廃棄物の最大粒径を５mm
以下とし、この放射性廃棄物を固化体にすることによっ
て、固化体内の放射能濃度のばらつきが顕著に改善さ
れ、固化体の軸方向の放射能濃度分布を著しく均一化で
きる。破砕により放射性廃棄物の最大粒径を２０mm以下
にすることによって得られる作用効果を得ることもでき
る。

【００２３】破砕により放射性廃棄物の最大粒径を１mm
以下とし、この放射性廃棄物を固化体にすることによっ
て、固化体内の放射能濃度のばらつきは実質的になくな
り、固化体の軸方向の放射能濃度分布が均一になる。

【００２４】破砕された放射性廃棄物を選別手段により
選別するので、所定粒径よりも大きな粒径を有する放射
性廃棄物が除去されるので、得られる複数の固化体は軸
方向の放射能濃度分布が実質的に同じになる。これは、
各固化体の表面線量率が実質的に等しくなり、それらの
取扱いが容易になる。

【００２５】貯蔵容器からの放射性廃棄物の排出は貯蔵
容器に放射性廃棄物飛散防止手段を取り付けて行うの
で、排出された放射性廃棄物は放射性廃棄物飛散防止手
段に取り囲まれた空間を通り、周辺への放射性廃棄物の
飛散を防止できる。

【００２６】

【実施例】実施例１本発明の好適な一実施例である放射性廃棄物の処理方法
を、図１に示す放射性廃棄物固化処理装置を用いて説明
する。

【００２７】本実施例は、ＢＷＲプラントから発生した
放射性の焼却灰をセメント系の固化材で固化処理するも
のである。ＢＷＲプラントから発生した放射性の焼却灰
は、ドラム缶状の貯蔵容器１内に充填されＢＷＲプラン
ト敷地内の貯蔵施設内に、或る期間、保管されている。
放射性の焼却灰は、通常、乾燥状態で貯蔵容器１内に保
管されている。しかしながら、この焼却灰は、保管を行
う前に飛散防止のために堆積された焼却灰の表面に水が
かけられ一部が湿った状態で貯蔵容器１内に保管されて
いる場合もある。

【００２８】本実施例の放射性廃棄物固化処理装置は、
回転可能な投入装置３，破砕機６及び混練機８を備え
る。投入装置３は、焼却灰ホッパー４近傍に設置され
る。焼却灰ホッパー４はバルブ５を介して破砕機６に連
絡される。破砕機６の出口は、スクリューフィーダ７に
連絡される。スクリューフィーダ７は、撹拌機１３を有
する混練機８に接続される。固化材ホッパー９はバルブ
１１を介して、水タンク１０はバルブ１２を介してそれ
ぞれ混練機８に連絡される。電磁バルブ１４が、混練機
８の下部に接続される出口配管に設置される。

【００２９】破砕機６の詳細構造が図２に示される。こ
の破砕機６はケージミルである。円盤円周上に円筒型の
多数のピンシールド４１を同心円状に４列に配列した籠
型ローター４０（ケージ）が、ケーシング３９内に設置
される。受け容器４３が籠型ローター４０の下方に配置
される。受け容器４３はケーシング３９に取り付けられ
ている。ケージミルは、籠型ローター４０を回転させ、
その衝撃力を利用して粉砕する衝撃式破砕機である。籠
型ローター４０内のピンシールド４１は、図２で矢印で
示すように、隣合う列で互いに逆方向に回転する。

【００３０】この貯蔵容器１内の焼却灰を固化処理する
とき、貯蔵容器１は、搬送装置２により貯蔵施設から投
入装置３に移送される。その後、投入装置３に搭載され
た貯蔵容器１は投入装置３に固定され、密封された貯蔵
容器１上端部の蓋が開放される。投入装置３は、貯蔵容
器１の上部開放部が下向きになるまで図１の矢印方向に
回転される。貯蔵容器１内の焼却灰は、焼却灰ホッパー
４内に投入される。この焼却灰は、バルブ５が開される
ことによって、破砕機６の籠型ローター４０の内側に供
給される。湿って塊状になっている焼却灰は、隣合う列
が互いに反対方向に回転するピンシールド４１の衝撃を
受け破砕される。塊状の部分の破砕が終了した焼却灰
は、籠型ローター４０内から受け容器４３内に排出され
る。この焼却灰は、破砕機６の受け容器４３からスクリ
ューフィーダ７内に導かれる。スクリューフィーダ７の
駆動によって、焼却灰は、混練機８内に供給される。

【００３１】前もって固化材ホッパー９から１９５kgの
セメント及び水タンク１０から105kgの水が、混練機８
内に投入されている。これらの混練機８内への投入は、
バルブ１１及び１２を開することによって行われる。撹
拌機１３によってセメントと水が混練され、混練機８内
にセメントペーストが形成されている。混練機８内に供
給された焼却灰は、撹拌機１３によって、そのセメント
ペーストと混練される。焼却灰とセメントペーストとの
混練によって得られたそれらの混合物は、電磁バルブ１
４を開することによって出口配管を通して出口配管の下
方に位置する固化容器（ドラム缶）１５内に供給され
る。固化容器１５の上端は蓋によって密封される。この
固化容器１５は、固化容器貯蔵領域に搬入される。

【００３２】貯蔵容器１内に保管された焼却灰は、一部
が湿った状態であるとはいえ、大部分が乾燥した状態で
ある。破砕機６による焼却灰の破砕は、粒径が小さくな
った湿った一部の焼却灰と大部分の乾燥した焼却灰とを
混合する。従って、破砕されて粒径が小さくなった湿っ
た焼却灰の周りに乾燥した焼却灰が付着し、湿った焼却
灰は表面的には乾燥した状態となる。これにより、破砕
機６から混練機８に至るまでの焼却灰が通る通路（スク
リューフィーダ７も含む）への焼却灰の付着が防止され
る。破砕機６及びスクリューフィーダ７の焼却灰の付着
量が著しく少なくなるので、それらの機器の保守点検を
行うときにおける作業員の被爆線量が著しく低減され
る。

【００３３】また、塊状の焼却灰を破砕することによっ
て固化後におけるセメントなどの固化材と焼却灰の接触
表面積を増加させ、固化体における放射性廃棄物の核種
閉じ込め性能を向上させることができる。

【００３４】本実施例で用いたケージミルは、通常、用
いられるロータリーカッターミル，ボールミル及びハン
マーミルなどに比べると以下の利点がある。すなわち、
(1)放射性物質を扱うことから構造が非常に単純であり
故障をほとんど生じない。(2）機器配置の観点から装置
の据付け面積が小さい。(3）焼却灰のニーズに応じた中
塊（数センチ程度）のものを数ミリ程度に粉砕するのに
最も適している。(4）目的に応じ破砕された焼却灰の粒
度の調整ができる。(5）放射性物質の飛散の原因となる
極微粉が発生しない。(6）湿った状態の、または付着を
起こしやすい破砕対象物でも処理できる。(7）焼却灰な
どのようにそれほど堅くない物質の破砕に適している。
(8）環境的にも騒音が少なく静かに破砕が行える。

【００３５】実施例２本発明の他の実施例である放射性廃棄物の処理方法を図
１の装置を用いて説明する。

【００３６】本実施例においても、ＢＷＲプラントから
発生し貯蔵容器１内に充填されている放射性の焼却灰
(塊状の焼却灰を含む)は、実施例１と同様に処理され、
貯蔵容器１内に充填され固化される。塊状の焼却灰は、
実施例１で述べたように堆積された焼却灰の表面に水が
かけられることによって生じる以外に、長い貯蔵期間中
に貯蔵容器１内の底部に存在する焼却灰が上方の焼却灰
の重みによって圧縮されることによっても生じる。

【００３７】本実施例は、破砕機６の駆動条件を調節す
ることによって、破砕機６から吐出される塊状の焼却灰
の最大粒径がそれぞれ５０mm以下，２０mm以下，５mm以
下，１mm以下，０.１mm 以下となる５種類の破砕を別々
に行った。これらの５ケースにおいて、それぞれの最大
粒径の焼却灰が含まれた焼却灰は、スクリューフィーダ
７により混練機８に供給され、混練機８内に既に存在す
るセメントペーストと混合される。その後、この混合物
は、固化容器１５内に供給される。いずれのケースにお
いても、混練機８内に供給される焼却灰は１００kg、セ
メントは１９５kg、及び水は１０５kgである。これらの
５ケースのほかに、貯蔵容器１内に含まれていた塊状の
焼却灰を破砕せず混練機８内に直接投入しセメントペー
ストと混合するケースも実行した。混合される焼却灰，
セメント及び水の各重量は、他の５ケースの場合と同じ
である。

【００３８】各ケースにおける焼却灰とセメントペース
トとの混合物は、固化容器１５内に供給された後、固化
容器１５が密封された状態で、一ヶ月間、室温で養生さ
れた。上記した６ケースにより得られた各固化体につい
て、固化体の圧縮強度及び放射能濃度の分布を測定し
た。

【００３９】焼却灰の破砕粒径と固化体の圧縮強度との
関係が、図２に示される。固化体の圧縮強度は、焼却灰
に対する破砕処理を行わない場合(点線で示す特性)に比
べて焼却灰に対する破砕処理を行った場合(実線で示す
特性)には著しく増加する。貯蔵容器１から取り出され
た焼却灰の破砕は、これを含む固化体の圧縮強度を増加
させる。固化体の圧縮強度は、焼却灰の最大粒径が０.
１mm 以下，１mm以下，５mm以下、及び２０mm以下の４
ケースではほとんど変化がない。しかし、焼却灰の最大
粒径が５０mm以下のケースは、固化体の圧縮強度が急激
に低下する。２０mm以下で最大粒径を有する焼却灰を固
化体にすることによって、その固化体の強度は著しく向
上する。焼却灰が或る粒径以上になるとその粒径の焼却
灰に応力集中が生じることによって、固化体の圧縮強度
が低下する。２０mm以下で最大粒径を有する焼却灰を固
化体にした場合は、その応力集中が生じなく固化体の圧
縮強度が著しく向上するのである。

【００４０】塊状物質の固化時の沈降による固化体内の
放射能濃度のばらつきについても検討した。固化体の放
射能濃度のばらつきが大きい場合には固化体の表面線量
率が局部的に高くなるため、固化体一体当りの放射性廃
棄物の充填可能量が制限される。

【００４１】表１は、上記６ケースにおける固化体の放
射能濃度の分布を示している。ケー

【００４２】

【表１】

【００４３】ス１は貯蔵容器１内から取り出した焼却灰
を破砕せずに固化したものであり、ケース２〜６はその
焼却灰を前述のように破砕機６により破砕した後に固化
したものである。固化体の放射能濃度の分布は、固化体
を上部，中部，下部の３つの部分にわけ、それぞれの部
分からコアボーリングによりサンプリングを行いその放
射能濃度を測定することによって求めた。

【００４４】表１に示すように、塊状の焼却灰の破砕を
行わない場合には固化体内部で放射能濃度のばらつきが
著しく大きい。焼却灰の最大粒径が小さくなる程、固化
体内部での軸方向の放射能濃度分布がより一様になる。
特に、焼却灰の最大粒径が５mm以下になると、その放射
能濃度分布は軸方向においてほぼ一様になる。従って、
塊状の焼却灰を破砕して焼却灰の最大粒径を５mm以下に
することによって、固化体内の放射能濃度のばらつきが
顕著に改善される。特に、その最大粒径が１mm以下にな
ると、固化体内の放射能濃度のばらつきは実質的になく
なる。

【００４５】発明者らは、塊状物質の固化時の沈降現象
について検討を行った。この検討結果を以下に説明す
る。塊状物質を半径ｒの球とし、その比重をρ、重力加
速度をｇとする。セメントペースト等の固化材ペースト
の粘性率をηとする。塊状物質が重力により受ける下向
きの力は、４πρｒ³ｇ／３で表される。塊状物質が速
度Ｕで下方に移動したときに上向きに受ける抵抗力は、
６πηｒＵで表される。固化容器１５内の塊状物質は、
((４πρｒ³ｇ／３)−６πηｒＵ）の力を下向きに受け
ることになる。例えば、塊状物質の半径ｒがｎ倍になっ
た場合は、重力はｎ³倍になる。しかし、塊状物質が上
向きに受ける抵抗力は、ｎ倍になるだけである。従っ
て、塊状物質の粒径が大きくなるほど、塊状物質に作用
する下向きの力が増加し、それだけ固化容器１５の下部
に沈降しやすくなる。固化容器１５内で固化材中に存在
する塊状物質の粒径の差が大きい場合には、固化体内の
放射能濃度のばらつきが大きくなる。

【００４６】本実施例のように塊状の焼却灰を破砕する
ことによって焼却灰の粒径の差が小さくなるので、固化
容器１５内のセメントペースト中で最大粒径の焼却灰と
最小粒径の焼却灰とに作用する下向きの力の差が小さく
なる。このため、塊状の焼却灰を破砕することによっ
て、固化体内の放射能濃度のばらつきが小さくなる。こ
のような効果は、前述の実施例１においても生じる。

【００４７】特に、焼却灰の最大粒径を２０mm以下にす
ることによって固化体の軸方向における放射能濃度分布
がより均一化され、かつ固化体の圧縮強度が著しく向上
する。固化体の圧縮強度は、最大粒径が５mm以下である
焼却灰を用いたときと最大粒径が２０mm以下である焼却
灰を用いたとき実質的に同じである。しかしながら、固
化体の軸方向の放射能濃度分布は、最大粒径が５mm以下
である焼却灰を用いたときのほうが実質的に一様にな
る。

【００４８】また、焼却灰の破砕は、焼却灰とセメント
ペーストとの混合物を固化容器１５内に注入する時にお
ける混合物の流量を制御する上でも有効である。すなわ
ち、放射性の焼却灰を固化容器１５内に注入する際には
固化容器１５から放射性廃棄物が飛散またはあふれない
ように、電磁バルブ１４によって上記混合物の注入量を
慎重に制御する必要がある。しかし、粒径の大きな焼却
灰が含まれていると、電磁バルブ１４の開度をわずかに
広げた（例えば１〜１０mm程度）ときに生じる開口に焼
却灰の塊がはさまり閉塞を起こす可能性がある。塊状の
焼却灰は、破砕機６によって、そのような電磁バルブ１
４による流量制御に影響を及ぼさない大きさに破砕する
ことが望ましい。

【００４９】図１に示されていないが、破砕機６とスク
リューフィーダ７との間に選別機を配置してもよい。こ
の選別機は、所定の粒径(例えば５mm)以下の焼却灰を選
別するふるい(または網目状のスクリーン)を備える。破
砕機６によって破砕された焼却灰は、選別機内のふるい
の上部に供給される。焼却灰は、斜めに配置されたふる
い上をふるいの下部に向かって落下する。そのとき、ふ
るいを通過した焼却灰は、最大粒径が所定粒径以下の大
きさとなっており、スクリューフィーダ７内に供給され
る。所定粒径よりも大きな粒径を有する焼却灰は、ふる
いを通過することができず、選別機内の所定の領域に蓄
積される。これらの焼却灰は、破砕機６に戻され、再破
砕される。このような処理によって、混練機８に供給さ
れる焼却灰は、必ず所定粒径以下の大きさのものとな
る。このため、作成された各固化体の軸方向の放射能濃
度分布はほとんど等しくなり、各固化体の表面線量率が
実質的に等しくなる。これは、固化体の取扱いを容易に
なる。

【００５０】実施例１で得られる効果は、本実施例でも
生じる。

【００５１】本実施例は、焼却灰を対象にしたが、当然
のことながらグラニュール及び土砂などの一部が塊状と
なる可能性のある放射性廃棄物に対しても適用できる。

【００５２】実施例３本発明の他の実施例である放射性廃棄物の処理方法を、
図４に示す放射性廃棄物固化処理装置を用いて説明す
る。

【００５３】まず、その放射性廃棄物固化処理装置の構
成について以下に述べる。図１と同じ構成は、同一の符
号で示す。図１の構成と異なる部分を中心に説明する。
本実施例に用いる放射性廃棄物固化処理装置は、焼却
灰，濃縮廃液の粉体を圧縮して得られたペレット及び使
用済のイオン交換樹脂(廃樹脂)を固化処理することがで
きる単一の設備である。

【００５４】ホッパー２０及びバルブ２２が、破砕機６
とスクリューフィーダ７との間に設けられる。ペレット
ホッパー２３が、バルブ２４を介してホッパー２０に接
続される。排気装置２１がホッパー２０に連絡される。
廃樹脂タンク２５がバルブ２６を介して遠心脱水機２７
に接続される。遠心脱水機２７は、ホッパー２８及びバ
ルブ２９を介してスクリューフィーダ３０に接続され
る。スクリューフィーダ３０は、混練機８に接続され
る。軸方向に伸縮可能な投入管１４が、焼却灰ホッパー
４の上端部に設けられる。加振機１８が、投入装置３に
取り付けられた貯蔵容器１が逆さまになる位置の近傍に
設置される。

【００５５】まず、焼却灰の固化処理について説明す
る。焼却灰を固化処理する際には、バルブ２４及び２６
は閉鎖されたままである。実施例１と同様に一部が湿っ
た状態の焼却灰が、貯蔵容器１内に保管されているとす
る。貯蔵容器１が投入装置３に取り付けられた後、投入
管１４が貯蔵容器１の開放端部に取り付けられる。この
状態で、投入装置３が矢印の方向に回転され、貯蔵容器
１が逆さまになる。加振機１８は、逆さまになった貯蔵
容器１に振動を加える。貯蔵容器１内の焼却灰は、加振
機１８による加振力を受けて貯蔵容器１から排出され、
投入管１７を通って焼却灰ホッパー４内に達する。湿っ
た状態の焼却灰は、貯蔵容器１の底面及び側面に付着し
ている場合もある。上記のように貯蔵容器１を加振する
ことによって貯蔵容器１に付着している焼却灰も、貯蔵
容器１外に完全に排出できる。焼却灰ホッパー４から破
砕機６に導かれた焼却灰は、前述の各実施例と同様に破
砕される。本実施例では、焼却灰は最大粒径が５mm以下
になるように破砕された。破砕後の焼却灰は、ホッパー
２０内に供給される。ここでは、微粉化した焼却灰の飛
散及び漏洩を防止するために排気装置２１により排気を
行った。バルブ２２を開することによって、焼却灰は、
スクリューフィーダ７内に導かれ、混練機８内に供給さ
れる。混練機８内には前もって１５０kgのセメントと１
００kgの水が供給され、セメントペーストが形成されて
いる。１５０kgの焼却灰と上記のセメントペーストが、
撹拌機１３の回転によって混合される。この混合物は、
電磁バルブ１４を開くことによって、固化容器１５内に
充填される。上記混合物が充填された固化容器１５は、
蓋を取り付けられた後、固化容器貯蔵領域に搬入され
る。次に、濃縮廃液を粉体化しこの粉体で作成されたペ
レットの固化処理について説明する。図示されていない
が、硫酸ソーダを主成分とする放射性の濃縮廃液は、遠
心薄膜乾燥機によって粉末になる。造粒機は、この粉末
を圧縮して長さ３cm程度ペレットに成型する。このペッ
レトはペレットホッパー２３に一時的に保管される。こ
のペレットはバルブ２４を開することによってホッパー
２０に送られる。一方、固化材ホッパー９から１５０kg
のセメントが、水タンク１０から５０kgの水が、バルブ
１１及びバルブ１２を通して混練機８内に予め投入され
る。撹拌機１３の回転によりセメントペーストが作成さ
れる。バルブ２２を開しスクリューフィーダ７を駆動す
ることによって、ホッパー２０内のペレットは、セメン
トペーストが存在する混練機８内に供給される。このペ
レットの量は、２２０kgである。セメントペーストとペ
レットを撹拌機１３により十分に撹拌した後、電磁バル
ブ１４が開けられる。混練機８内のペレットとセメント
ペーストとの混合物は、固化容器１５内に注入される。
上記混合物が充填された固化容器１５は、蓋を取り付け
られて密封された後、固化容器貯蔵領域に搬入される。

【００５６】最後に、廃樹脂を固化処理する例について
説明する。水分を含んだ廃樹脂はバルブ２６を開くこと
により廃樹脂タンク２５から遠心脱水機２７に送られ
る。遠心脱水機２７は、廃樹脂の脱水を行う。ここで、
含水率が約５０％となった廃樹脂はホッパー２８に貯え
られる。一方、バルブ１１及び１２を開して、固化材ホ
ッパー９から１２０kgのセメントを、水タンク１０から
５０kgの水を、混練機８に投入する。撹拌機１３を駆動
することにより混練機８内でセメントペーストが作成さ
れる。ホッパー２８内の廃樹脂は、バルブ２９を通して
スクリューフィーダ３０に送られる。スクリューフィー
ダ３０は、廃樹脂を混練機８に供給する。混練機８に供
給される廃樹脂は１２０kgである。セメントペーストと
廃樹脂は、混練機８内で十分に混合される。得られた混
合物は、電磁バルブ１４を開くことにより固化容器１５
内に注入される。この固化容器１５も、蓋を取り付けら
れて密封された後、固化容器貯蔵領域に搬入される。

【００５７】以上、本実施例における単一の設備を用い
た焼却灰，濃縮廃液ペレット，廃樹脂のそれぞれの放射
性廃棄物の具体的な固化処理方法を示した。以下、特に
焼却灰の固化処理方法に注目して詳述する。

【００５８】本実施例の焼却灰の固化処理は、貯蔵容器
１への加振及び塊状の焼却灰の破砕を行った。加振及び
破砕の効果を確認するために、発明者らは、「加振と破
砕を行わなかった場合」、「加振だけを行った場合」、
「破砕だけを行った場合」及び「加振と破砕を行った場
合」の４ケースについて検討した。この結果を表２に示
す。表２の「貯蔵容器への付着」は、投入装置３を逆さ
まにして焼却灰を排出した後における貯蔵容器１内面へ
の焼却灰の付着を意味する。表２の「固化処理装置への
付着」は、主に破砕機６から混練機８に至るまでの焼却
灰が通る通路（スクリューフィーダ７及びホッパー２０
も含む）への焼却灰の付着を意味する。

【００５９】

【表２】

【００６０】「加振と破砕を行わなかった場合」は、貯
蔵容器１内に保管されていた焼却灰の一部が湿った状態
にあるとき、「貯蔵容器への付着」及び「固化処理装置
への付着」があった。しかしながら、本実施例のように
「加振と破砕を行った場合」は、「貯蔵容器への付着」
及び「固化処理装置への付着」ともなかった。ちなみ
に、実施例１のように「破砕だけを行った場合」は、
「貯蔵容器への付着」があったが、「固化処理装置への
付着」がなかった。なお、「加振だけを行った場合」は、
逆に、「貯蔵容器への付着」がなかったが、「固化処理
装置への付着」があった。

【００６１】このように本実施例は、固化処理装置への
焼却灰の付着量が著しく減少するので、実施例１と同様
に、固化処理装置の保守点検時における作業員の被爆線
量が著しく低減される。さらに本実施例は、焼却灰排出
後に貯蔵容器１内に残留する焼却灰がなくなり、貯蔵容
器１内の全焼却灰を固化処理することができる。

【００６２】上記した効果以外にも、本実施例は、破砕
の前に加振を行うので、貯蔵容器１からの焼却灰の排出
の際に塊状の焼却灰が加振機１８により粗粉砕されるた
め、破砕機６による塊状の焼却灰の破砕時間が短縮され
るという効果を得ることもできる。

【００６３】本実施例で用いた破砕機６はケージミル型
を使用した。これは実施例１で述べたが、他のタイプの
破砕機に比べて湿ったものや、付着を起こしやすいもの
でも処理でき、好都合である。これは、ケージミル型で
は他のタイプの破砕機に比べて破砕範囲の及ばない死角
領域が構造上ほとんどないためである。

【００６４】本実施例で用いた加振機１８は、機械的な
打撃を利用するタイプのものである。このタイプ以外の
加振機としては、低周波または超音波を用いるものがあ
る。また、結果的に貯蔵容器１に付着する放射性廃棄物
を除去すればよいのであるから、加振機の替りに貯蔵容
器内の放射性廃棄物を掻き取るような装置を用いてもよ
い。表３は、貯蔵容器内の焼却灰を除去するこれらの装
置について、付着焼却灰除去率及び方法の比較結果を示
している。

【００６５】

【表３】

【００６６】機械的な加振機は、貯蔵容器１内に付着し
た焼却灰の除去率及びコストの両者において他の焼却灰
除去装置よりも優れている。同様に焼却灰の除去率が高
い掻き取り装置は、貯蔵容器内への出し入れを行う必要
があり貯蔵容器１からの焼却灰の放出操作との兼ね合い
でその出し入れ操作を行わなければならない。例えば、
貯蔵容器１を投入装置３により一旦逆さまにして貯蔵容
器１から焼却灰を放出した後、投入装置３を回転前の状
態に戻して上方より貯蔵容器１内に掻き取り装置を挿入
して貯蔵容器内面に付着している焼却灰を掻き取り、こ
の掻き取り装置を貯蔵容器内から抜き出して再び貯蔵容
器を回転させるといった複雑な操作を行う必要がある。
このため、１つの貯蔵容器内の焼却灰を処理するための
時間が長くなり、固化体１つ当りの処理に要するコスト
が高くなる。また、貯蔵容器内に挿入された掻き取り部
に付着した焼却灰の除去を行う必要がある。これは、設
備を複雑化し、コストを高める要因になる。

【００６７】また、本実施例は、貯蔵容器１から焼却灰
ホッパー４に焼却灰を投入する際、焼却灰ホッパー４と
貯蔵容器１とをじゃばら状の投入管１７によって接続し
た状態で焼却灰を焼却灰ホッパー４内に供給するので、
放射性の焼却灰が周囲に飛散することを防止できる。

【００６８】本実施例は、実施例２で得られる効果も生
じる。

【００６９】本実施例における投入装置３，加振機１８
及び破砕機６等を用いた放射性廃棄物固化処理装置は、
グラニュール，土砂などの一部分が湿った放射性廃棄物
を固化処理する際に適用できることは当然である。

【００７０】実施例４本実施例は、ＰＷＲプラントから発生するグラニュール
をセメントにより固化処理する方法である。図５は、本
実施例の放射性廃棄物の固化処理方法に用いられる放射
性廃棄物固化処理装置を示す。図１の放射性廃棄物固化
処理装置と同じ構成は、同じ符号で示す。図１の構成と
異なる部分について説明する。

【００７１】吸引装置３３は、グラニュール貯蔵タンク
３１に設けられた取り出し口３２に接続される。排気装
置３４は、吸引装置３３に連絡される。バルブ３５を介
して破砕機６Ａに接続されるグラニュールホッパー３５
は、吸引装置３３に接続される。他の排気装置３８は、
混練機８に接続される。他の構成は、図１と同じであ
る。

【００７２】まず、グラニュール貯蔵タンク３１に貯蔵
されている放射性のグラニュールは、取り出し口３２を
経て、吸引装置３３まで吸引される。その際、吸引装置
３３は、排気装置３４によって排気される。その後、グ
ラニュールは、グラニュールホッパー３５に送られ、さ
らにバルブ３６を経て破砕機６Ａに送られる。グラニュ
ールは、破砕機６Ａによって破砕される。一方、固化材
タンク９からセメント２００kgが、水タンク１０から水
８０kgが、それぞれバルブ１１，バルブ１２を通過して
混練機８に供給される。これらは、撹拌機１３により十
分に混練されセメントペーストになる。破砕されたグラ
ニュールはスクリューフィーダ７によって混練機８に供
給される。この供給量は１２０kgである。グラニュール
は混練機８内でセメントペーストと混合される。この
際、グラニュールの飛散防止のため排気装置３８により
排気が行われる。その後、混練機８によって得られたグ
ラニュールとセメントペーストとの混合物は、電磁バル
ブ１４を開くことにより固化容器１５内に注入される。
固化容器１５は、蓋により密封される。

【００７３】破砕機６Ａはハンマーミルを用いた。ハン
マーミルの構造の概略を図６に示す。ハンマーミルは、
円板上のローター４５に取り付けられたハンマー４６に
よる衝撃により被破砕物を破砕するタイプの破砕機であ
る。ケーシング４４の上部から供給されたグラニュール
は、ローター４５が高速回転したとき、外側に振り出さ
れるハンマー４６が打ちつけられることによって破砕さ
れる。また、これによりグラニュールはケーシング４４
の内壁面に打ち付けられさらに破砕される。破砕された
グラニュールはケーシング４４に取り付けられたスクリ
ーン４７によって選別され、十分に細かく破砕されたも
のだけがハンマーミルから排出される。このハンマーミ
ルは、他のタイプの破砕機に比べて破砕能力が非常に高
い。焼却灰も破砕できるがグラニュールなどのガラス状
の物質のように固い物質でも破砕でき、本実施例には非
常に有効な破砕機である。また、ケーシング４４に取り
付けられたスクリーン４７により確実に破砕されたもの
のみが排出されるため、ハンマーミルから塊状のグラニ
ュールが排出される危険性を排除できる。これは、放射
性廃棄物を扱う上で非常に有効である。

【００７４】他の破砕方法としては、スクリューフィー
ダ７に破砕機能を有するスクリューフィーダを用いるこ
とが効果的である。スクリュー型の破砕機をスクリュー
フィーダ７の替りに用いてもよい。これらは、設備的に
も破砕及び移送という二つの機能を一つの装置で発揮で
きるので、設置場所が少なくてすむ。

【００７５】また、本実施例では処理する放射性廃棄物
としてグラニュールを対象としたが、本実施例の固化処
理方法は焼却灰，土砂などの塊状の物質を含む放射性廃
棄物を固化処理する際にも適用できる。

【００７６】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、貯蔵容器
から排出された塊状の放射性廃棄物を破砕することによ
って、放射性廃棄物処理装置への付着量が低減され、放
射性廃棄物処理装置の保守点検時における作業員の被爆
線量が著しく低減される。なお、塊状の放射性廃棄物の
破砕後の固化は、得られた固化体の圧縮強度を増加させ
ると共に固化体の軸方向における放射能濃度分布をより
均一化する。

【００７７】請求項２記載の発明によれば貯蔵容器を加
振してその内部から破砕される放射性廃棄物を排出する
ので、貯蔵容器に付着している放射性廃棄物も容易に排
出させることができ、放射性廃棄物排出後に貯蔵容器内
に残留する放射性廃棄物がなくなる。

【００７８】請求項３記載の発明によれば、破砕により
放射性廃棄物の最大粒径を２０mm以下とし、この放射性
廃棄物を固化体にすることによって、その固化体の圧縮
強度は著しく向上する。また、固化体の軸方向における
放射能濃度分布もより均一化される。

【００７９】請求項４記載の発明によれば、破砕により
放射性廃棄物の最大粒径を５mm以下とし、この放射性廃
棄物を固化体にすることによって、固化体内の放射能濃
度のばらつきが顕著に改善され、固化体の軸方向の放射
能濃度分布を著しく均一化できる。固化体の圧縮強度は
著しく向上する。

【００８０】請求項５記載の発明によれば、破砕により
放射性廃棄物の最大粒径を１mm以下とし、この放射性廃
棄物を固化体にすることによって、固化体内の放射能濃
度のばらつきは実質的になくなり、固化体の軸方向の放
射能濃度分布が均一になる。請求項８記載の発明によれ
ば、破砕された放射性廃棄物を選別手段により選別する
ので、各固化体の表面線量率が実質的に等しくなり、そ
れらの取扱いが容易になる。

【００８１】請求項９記載の発明によれば、貯蔵容器か
らの放射性廃棄物の排出は貯蔵容器に放射性廃棄物飛散
防止手段を取り付けて行うので、排出された放射性廃棄
物は放射性廃棄物飛散防止手段に取り囲まれた空間を通
り、周辺への放射性廃棄物の飛散を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な一実施例である放射性物質の固
化処理方法に用いられる放射性物質固化処理装置の構造
図である。

【図２】図１の破砕機の詳細構造図である。

【図３】本発明の第２実施例における焼却灰の最大粒径
と固化体の圧縮強度との関係を示す説明図である。

【図４】本発明の他の実施例である放射性物質の固化処
理方法に用いられる他の放射性物質固化処理装置の構造
図である。

【図５】本発明の他の実施例である放射性物質の固化処
理方法に用いられる他の放射性物質固化処理装置の構造
図である。

【図６】図５の破砕機の詳細構造図である。

【符号の説明】

１…貯蔵容器、３，１６…投入装置、４…焼却灰ホッパ
ー、６，６Ａ…破砕機、７…スクリューフィーダ、８…
混練機、９…固化材ホッパー、１５…固化容器、１８…
加振機。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小森至茨城県日立市大みか町七丁目２番１号株式会社日立製作所エネルギー研究所内 (72)発明者松尾俊明茨城県日立市大みか町七丁目２番１号株式会社日立製作所エネルギー研究所内 (72)発明者泉田龍男茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】貯蔵容器に貯蔵されていた放射性廃棄物を
前記貯蔵容器から排出し、その後、排出された塊状の放
射性廃棄物を破砕し、破砕された放射性物質を固化材と
混合し、これらの混合物を固化容器内に注入することを
特徴とする放射性廃棄物の処理方法。
【請求項２】貯蔵容器を加振してその内部から貯蔵され
ていた放射性廃棄物を排出し、その後、この排出された
塊状の放射性廃棄物を破砕し、破砕された放射性物質を
固化材と混合し、これらの混合物を固化容器内に注入す
ることを特徴とする放射性廃棄物の処理方法。
【請求項３】前記破砕により前記放射性廃棄物の最大粒
径を２０mm以下とする請求項１の放射性廃棄物の処理方
法。
【請求項４】前記破砕により前記放射性廃棄物の最大粒
径を５mm以下とする請求項１の放射性廃棄物の処理方
法。
【請求項５】前記破砕により前記放射性廃棄物の最大粒
径を１mm以下とする請求項１の放射性廃棄物の処理方
法。
【請求項６】前記放射性廃棄物が焼却灰，グラニュー
ル，土砂のうち少なくとも１種類を含む請求項１，２，
３，４または５の放射性廃棄物の処理方法。
【請求項７】前記破砕はケージミルを用いて行う請求項
１，２，３，４，５または６のいずれかの放射性廃棄物
の処理方法。
【請求項８】前記破砕された放射性廃棄物を選別手段に
より選別する請求項１の放射性廃棄物の処理方法。
【請求項９】前記貯蔵容器からの前記放射性廃棄物の排
出は、前記貯蔵容器に放射性廃棄物飛散防止手段を取り
付けて行う請求項１または２の放射性廃棄物の処理方
法。