JPH09329698A - 高レベル放射性廃棄物貯蔵処分兼用施設 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 貯蔵施設と処分施設を兼用可能とする。 【解決手段】 地下約５００ｍ〜１０００ｍ程度の位置
にある地中岩盤３９中に配置された厚肉のオーバーパッ
ク兼用収納管６１にガラス固化体４８を挿入し、オーバ
ーパック兼用収納管６１の外側に空気を通してガラス固
化体４８の除熱を行わせるようにし、ガラス固化体４８
の崩壊熱が除去されたら、そのまま、オーバーパック兼
用収納管６１を土砂などで埋め戻すようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高レベル放射性廃
棄物貯蔵処分兼用施設に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、原子力発電所などから発生する使
用済核燃料に、溶融状態のガラスを混ぜてキャニスター
と呼ばれる円筒状の金属容器へ流し込み、ガラスと共に
固化させることによりガラス固化体を作り、該ガラス固
化体を貯蔵施設に保管させるようにすることが検討され
ている。

【０００３】図４〜図６は、ガラス固化体貯蔵施設の一
例を示す縦断面図である。

【０００４】図中、１は地上に建てられた鉄筋コンクリ
ート製の建屋であり、この建屋１の地下には、使用済核
燃料などを封入したガラス固化体２を収納するための収
納管３を複数本、懸垂状態で支持させるようにしたピッ
ト４が形成されている。

【０００５】そして、ピット４の下部から上方へ延びる
外気導入路５が形成され、外気導入路５と外部とを連通
する外気導入口６が建屋１の一側に形成されている。
又、ピット４の上部から上方へ延びる空気出口流路７が
形成され、空気出口流路７と外部とを連通する空気出口
８が建屋１の他側に形成されている。

【０００６】更に、建屋１の地上階の床面９には、ピッ
ト４へほぼ鉛直に連通する複数のガラス固化体挿入口１
０が、前記収納管３に対応する位置にそれぞれ開口され
ている。該ガラス固化体挿入口１０は、遮蔽プラグ１１
と気密蓋１２によって閉鎖し得るようになっている。

【０００７】そして、前記収納管３は下端部が閉塞され
た筒状をしており、その内部には、複数のガラス固化体
２を上下方向に多段に収納できるようになっている。

【０００８】この収納管３は、上端部が前述したガラス
固化体挿入口１０に連通するように建屋１のピット４の
天井部分を形成する地上階の床面９に埋め込まれ、又、
収納管３の天井部分に埋め込まれている箇所よりも下方
の部分は、ピット４の内部に位置されている。

【０００９】収納管３のピット４の内部に位置している
部分の外周には、空気通路１３を有して通風管１４が外
嵌されており、該通風管１４はその下端部に設けられた
ステー１５により収納管３に対して同芯状に保たれるよ
うに支持されており、又、通風管１４の外周は支持架構
１６を用いて相互に連結されると共にピット４の内面に
対して固定されている。

【００１０】更に、通風管１４の下部近傍の外周とピッ
ト４の内面との間には、全面にわたり板状の下部プレナ
ム形成板１７が設けてあって、通風管１４の下部近傍で
ピット４を上下に遮断している。

【００１１】又、通風管１４の上部近傍の外周とピット
４の内面との間には、全面にわたり板状の上部プレナム
形成板１８が設けてあって、通風管１４の上部近傍でピ
ット４を上下に遮断している。

【００１２】通風管１４の下端は下部プレナム形成板１
７の下部で開口し、通風管１４の上端は上部プレナム形
成板１８の上部で開口している。

【００１３】尚、図中、１９はガラス固化体２を各ガラ
ス固化体挿入口１０へ搬送し収納管３に収容させるため
の搬送クレーンである。

【００１４】図４〜図６に示すガラス固化体貯蔵施設に
おいては、外気導入口６から導入された外部からの空気
は、外気導入路５を下降してピット４の下部に冷却用の
空気として流入される。

【００１５】通風管１４の外周とピット４の内面との間
は、全面にわたり下部プレナム形成板１７及び上部プレ
ナム形成板１８によって遮断されているので、ピット４
の下部へ流入した空気は、各通風管１４の下端から空気
通路１３内へ入り、空気通路１３を上昇しながら収納管
３内に収納されているガラス固化体２の崩壊熱を除熱す
る。

【００１６】ガラス固化体２を除熱して温められた空気
は通風管１４を上昇し、通風管１４の上端からピット４
の上部へと流れ、更に、空気出口流路７及び空気出口８
を通って建屋１の外部へと放出される。

【００１７】尚、上記ガラス固化体貯蔵施設における空
気の流れには、ガラス固化体２の崩壊熱による空気の自
然対流を利用した自然通風式のものと、ブロワなどを利
用した強制通風式のものとがある。

【００１８】こうして、ガラス固化体２から使用済核燃
料の崩壊熱が除去されたら、再利用の見込みがない使用
済核燃料を地表から約５００ｍ〜１０００ｍ程度の地中
岩盤へ埋設する、いわゆる地層処分を行い、数年におよ
ぶ長期間に亘り安定して使用済核燃料を地中岩盤内に保
管させるようにする。

【００１９】上記地層内処分施設は、図７に示すよう
に、地上２０から地下約５００ｍ〜１０００ｍ程度の位
置にある地中岩盤２１へ向けて縦穴２２を掘削し、地中
岩盤２１に、縦穴２２の下端からほぼ水平方向へ拡がる
容器収容空間２３を形成し、容器収容空間２３の床面２
４に円筒状の容器収容孔２５を複数形成して地層内処分
場２６を構成する。

【００２０】そして、地上２０に前記縦穴２２を取囲む
ように建屋２７を設置すると共に、建屋２７内にウイン
チなどの巻取装置２８を設け、巻取装置２８に巻取られ
たワイヤロープ２９の先端を縦穴２２に昇降可能に配置
された昇降機３０へ接続して昇降機構３１を構成する。

【００２１】又、前記容器収容空間２３の天井部３２
に、特に詳細には図示しないが、前後方向や左右方向な
どへ移動することにより各容器収容孔２５に対してガラ
ス固化体２を収容した最終処分用オーバーパック３３と
呼ばれる金属製の容器を搬送及び挿入可能な、天井クレ
ーンなどの挿入装置３４を設け、昇降機構３１と挿入装
置３４との間に、最終処分用オーバーパック３３を受け
渡し可能な搬送台車３５などの受渡装置を設ける。

【００２２】更に、容器収容孔２５に地中岩盤２１と最
終処分用オーバーパック３３とを隔てるためベントナイ
トなどを主成分とする緩衝材製のブロック３６を配置す
る。

【００２３】尚、図中、３７は容器収容孔２５を閉止す
るための緩衝材製の収容孔蓋である。

【００２４】そして、使用済核燃料をガラスに封入固化
して成るガラス固化体２を、地上にて最終処分用オーバ
ーパック３３と呼ばれる金属製の容器に収容する。

【００２５】こうして最終処分用オーバーパック３３が
できたら、図７に示すように、最終処分用オーバーパッ
ク３３を昇降機構３１の昇降機３０に乗せ、ウインチな
どの巻取装置２８を巻戻すことにより、地上２０の建屋
２７から縦穴２２を介して地下約５００ｍ〜１０００ｍ
程度の位置にある地中岩盤２１に形成された水平方向へ
拡がる地層内処分場２６の容器収容空間２３へ送る。

【００２６】そして、容器収容空間２３へ送られた最終
処分用オーバーパック３３を搬送台車３５などの受渡装
置で受け取り、搬送台車３５から天井クレーンなどの挿
入装置３４へ受け渡す。

【００２７】そして、最終処分用オーバーパック３３を
受け取った天井クレーンなどの挿入装置３４を前後方向
や左右方向などへ移動することにより目的とする容器収
容孔２５の位置まで搬送し、容器収容孔２５へ最終処分
用オーバーパック３３を嵌入させる。

【００２８】ここで、容器収容孔２５には、内部に予
め、ベントナイトなどを主成分とする緩衝材製のブロッ
ク３６が配置されており、容器収容孔２５へ挿入された
最終処分用オーバーパック３３が地中岩盤２１から隔て
られて保管されるようになっている。

【００２９】そして、容器収容孔２５に最終処分用オー
バーパック３３を挿入したら、容器収容孔２５に収容孔
蓋３７をして、収容孔蓋３７が容器収容空間２３の床面
２４と面一になるようにする。

【００３０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たように、高レベル放射性廃棄物の貯蔵施設と処分施設
はそれぞれ別個に設けられるようになっていたので、施
設の建設費用が高額になると共に、高レベル放射性廃棄
物の運搬などの取扱が大変になるという問題がある。

【００３１】本発明は、上述の実情に鑑み、貯蔵施設と
処分施設を兼用可能とし得るようにした高レベル放射性
廃棄物貯蔵処分兼用施設を提供することを目的とするも
のである。

【００３２】

【課題を解決するための手段】本発明は、地下約５００
ｍ〜１０００ｍ程度の位置にある地中岩盤中に、ほぼ水
平方向へ拡がる廃棄物取扱空間と上部空気排出空間と下
部空気供給空間とを上から順番に間隔を置き形成し、廃
棄物取扱空間と地上との間に、高レベル放射性廃棄物を
ガラスに封入して成るガラス固化体を搬送可能な昇降機
構を備えた廃棄物出入用縦穴を形成し、上部空気排出空
間と地上との間に空気出口流路を形成し、下部空気供給
空間と地上との間に外気導入路を形成し、更に、廃棄物
取扱空間と上部空気排出空間と下部空気供給空間との間
に相互間を貫通する貫通孔を形成し、下端部を閉塞さ
れ、上端部を閉鎖可能で、内部にガラス固化体を収容可
能なオーバーパック兼用収納管を、廃棄物取扱空間の床
面に形成された貫通孔上端のガラス固化体挿入口に上端
部が係止され、且つ、貫通孔における上部空気排出空間
と下部空気供給空間の間の部分の内面との間に空気通路
を有するよう貫通孔内に懸垂支持したことを特徴とする
高レベル放射性廃棄物貯蔵処分兼用施設にかかるもので
ある。

【００３３】この場合において、地中岩盤中に、廃棄物
取扱空間と上部空気排出空間と下部空気供給空間とが多
段に設けられるようにしても良い。

【００３４】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。

【００３５】地上にて使用済核燃料をガラスに封入固化
してガラス固化体を形成し、該ガラス固化体を昇降機構
に乗せ、地上から廃棄物出入用縦穴を介して地下約５０
０ｍ〜１０００ｍ程度の位置にある地中岩盤に一段或い
は多段に形成された水平方向へ拡がる廃棄物取扱空間の
いずれかへ送る。

【００３６】そして、廃棄物取扱空間へ送られたガラス
固化体を、目的とするガラス固化体挿入口の位置まで搬
送し、対応するオーバーパック兼用収納管へガラス固化
体を嵌入させる。

【００３７】そして、オーバーパック兼用収納管にガラ
ス固化体挿入口を挿入したら、ガラス固化体挿入口に遮
蔽プラグと気密蓋をし、ガラス固化体を地下約５００ｍ
〜１０００ｍ程度の位置にある地中岩盤中で保管する。

【００３８】このようにガラス固化体が保管された状態
では、外部からの空気は、外気導入路を下降して下部空
気供給空間に冷却用の空気として流入される。

【００３９】下部空気供給空間へ流入した空気は、各貫
通孔の下端から貫通孔とオーバーパック兼用収納管との
間の空気通路内へ入り、空気通路を上昇しながらオーバ
ーパック兼用収納管内に収納されているガラス固化体の
崩壊熱を除熱する。

【００４０】ガラス固化体を除熱して温められた空気は
貫通孔を上昇し、貫通孔の上端の上部空気排出空間へと
流れ、更に、空気出口流路を通って建屋の外部へと放出
される。

【００４１】尚、上記施設における空気の流れには、ガ
ラス固化体の崩壊熱による空気の自然対流を利用した自
然通風式のものと、ブロワなどを利用した強制通風式の
ものとがある。

【００４２】以上によりガラス固化体の崩壊熱が除去さ
れたら、そのまま、オーバーパック兼用収納管を埋め戻
す。

【００４３】これにより、オーバーパック兼用収納管
が、地中岩盤から隔てられた状態で、数年におよぶ長期
間に亘り地下約５００ｍ〜１０００ｍ程度の位置に安定
して保管されるようになる。

【００４４】このように、本発明によれば、貯蔵施設と
処分施設を兼用させるようにしたので、施設の建設コス
トを大幅に低減すると共に、貯蔵施設から処分施設への
ガラス固化体の運搬などの問題をなくすことができるよ
うになる。

【００４５】又、地中岩盤中に、廃棄物取扱空間と上部
空気排出空間と下部空気供給空間とを多段に設けること
により、一施設におけるガラス固化体の収容能力を大幅
に増大させることができる。

【００４６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例と共に説明する。

【００４７】図１〜図３は、本発明の実施の形態の一例
である。

【００４８】地上３８から地下約５００ｍ〜１０００ｍ
程度の位置にある地中岩盤３９へ向けて廃棄物出入用縦
穴４０を掘削し、地中岩盤３９に、廃棄物出入用縦穴４
０の下端部分からほぼ水平方向へ拡がる廃棄物取扱空間
４１を一段又は多段（図では四段となっている）に形成
する。

【００４９】そして、地上３８に前記廃棄物出入用縦穴
４０の入口部を取囲むように建屋４２を設置すると共
に、建屋４２内にウインチなどの巻取装置４３を設け、
巻取装置４３に巻取られたワイヤロープ４４の先端を廃
棄物出入用縦穴４０に昇降可能に配置された昇降機４５
へシーブ４６を介し接続して昇降機構４７を構成する。

【００５０】又、前記廃棄物取扱空間４１の天井部３２
に、特に詳細には図示しないが、前後方向や左右方向な
どへ移動することにより、高レベル放射性廃棄物をガラ
スに封入して成るガラス固化体４８を搬送及び挿入可能
な、天井クレーンなどの挿入装置４９を設け、昇降機構
４７と挿入装置４９との間に、ガラス固化体４８を受け
渡し可能な搬送台車５０などの受渡装置を設ける。

【００５１】一方、各段の廃棄物取扱空間４１の下方
に、ほぼ水平方向へ拡がる上部空気排出空間５１と下部
空気供給空間５２を上下に隔てて形成し、上部空気排出
空間５１と下部空気供給空間５２に関して前記廃棄物出
入用縦穴４０から離れた位置に、地上３８の外気導入口
５３や空気出口５４へ通じる外気導入路５５と空気出口
流路５６を形成し、上部空気排出空間５１を空気出口流
路５６に、又、下部空気供給空間５２を外気導入路５５
にそれぞれ接続する。尚、外気導入路５５と空気出口流
路５６は、図１に示すように、二重構造としても良い。
但し、二重構造とした場合、両者の隔壁を断熱構造とす
るのが好ましい。

【００５２】そして、各段の廃棄物取扱空間４１の床面
５７からほぼ鉛直方向へ延びて上部空気排出空間５１と
下部空気供給空間５２へ連通する複数の貫通孔５８を形
成し、下端部を閉塞された金属製のオーバーパック兼用
収納管６１を、貫通孔５８上端におけるガラス固化体挿
入口５９に形成した段差部６０にその上端部が係止さ
れ、上部空気排出空間５１と下部空気供給空間５２の間
の部分における貫通孔５８内面との間に空気通路６２が
有するよう懸垂支持させる。尚、オーバーパック兼用収
納管６１は、長期間保存中の腐食に耐えられるように１
００ｍｍ程度以上もの厚肉とする。

【００５３】又、前記ガラス固化体挿入口５９を、遮蔽
プラグ６３と気密蓋６４によって閉鎖し得るようにす
る。

【００５４】尚、図３中、６５は埋め戻し時に、オーバ
ーパック兼用収納管６１の外周を包囲するよう設けられ
るベントナイトなどを主成分とする緩衝材、６６は埋め
戻し用の土砂である。

【００５５】次に、作動について説明する。

【００５６】地上３８にて使用済核燃料をガラスに封入
固化してガラス固化体４８を形成し、該ガラス固化体４
８を昇降機構４７の昇降機４５に乗せ、ウインチなどの
巻取装置４３を巻戻すことにより、地上３８の建屋４２
から廃棄物出入用縦穴４０を介して地下約５００ｍ〜１
０００ｍ程度の位置にある地中岩盤３９に一段或いは多
段に形成された水平方向へ拡がる廃棄物取扱空間４１の
いずれかへ送る。

【００５７】そして、廃棄物取扱空間４１へ送られたガ
ラス固化体４８を搬送台車５０などの受渡装置で受け取
り、搬送台車５０から天井クレーンなどの挿入装置４９
へ受け渡す。

【００５８】そして、ガラス固化体４８を受け取った天
井クレーンなどの挿入装置４９を、前後方向や左右方向
などへ移動させることにより、目的とするガラス固化体
挿入口５９の位置まで搬送し、対応するオーバーパック
兼用収納管６１へガラス固化体４８を嵌入させる。

【００５９】更に、オーバーパック兼用収納管６１にガ
ラス固化体４８を挿入したら、ガラス固化体挿入口５９
に遮蔽プラグ６３と気密蓋６４をし、ガラス固化体４８
を地下約５００ｍ〜１０００ｍ程度の位置にある地中岩
盤３９中で保管する。

【００６０】尚、図面の関係上、ガラス固化体４８は、
各オーバーパック兼用収納管６１内に１本のみ収容され
るように描かれているが、必ずしもこのようにする必要
はなく、複数のガラス固化体４８を上下方向に段積みす
るようにしても良い。

【００６１】このようにガラス固化体４８が保管された
状態では、外気導入口５３から導入された外部からの空
気は、外気導入路５５を下降して下部空気供給空間５２
に冷却用の空気として流入される。

【００６２】下部空気供給空間５２へ流入した空気は、
各貫通孔５８の下端から貫通孔５８とオーバーパック兼
用収納管６１との間の空気通路６２内へ入り、空気通路
６２を上昇しながらオーバーパック兼用収納管６１内に
収納されているガラス固化体４８の崩壊熱を除熱する。

【００６３】ガラス固化体４８を除熱して温められた空
気は貫通孔５８を上昇し、貫通孔５８の上端の上部空気
排出空間５１へと流れ、更に、空気出口流路５６及び空
気出口５４を通って建屋１の外部へと放出される。

【００６４】尚、上記施設における空気の流れには、ガ
ラス固化体４８の崩壊熱による空気の自然対流を利用し
た自然通風式のものと、図示しないブロワなどを利用し
た強制通風式のものとがある。

【００６５】以上によりガラス固化体４８の崩壊熱が除
去されたら、そのまま、オーバーパック兼用収納管６１
を埋め戻す。

【００６６】即ち、図３に示すように、オーバーパック
兼用収納管６１の外周をベントナイトなどを主成分とす
る緩衝材６５で包囲し、その外側を土砂６６で埋めるよ
うにする。

【００６７】これにより、オーバーパック兼用収納管６
１が、緩衝材６５によって地中岩盤３９から隔てられた
状態で、数百年から千数百年におよぶ長期間に亘り地下
約５００ｍ〜１０００ｍ程度の位置に安定して保管され
るようになる。

【００６８】このように、本発明によれば、貯蔵施設と
処分施設を兼用させるようにしたので、施設の建設コス
トを大幅に低減すると共に、貯蔵施設から処分施設への
ガラス固化体４８の運搬などの問題をなくすことができ
るようになる。

【００６９】又、地中岩盤３９中に、廃棄物取扱空間４
１と上部空気排出空間５１と下部空気供給空間５２とを
多段に設けることにより、一施設におけるガラス固化体
４８の収容能力を大幅に増大させることができる。

【００７０】尚、本発明は、上述の実施の形態にのみ限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の高レベル
放射性廃棄物貯蔵処分兼用施設によれば、貯蔵施設と処
分施設を兼用させることができ、又、地中岩盤中に、廃
棄物取扱空間と上部空気排出空間と下部空気供給空間と
を多段に設けることにより、一施設におけるガラス固化
体の収容能力を大幅に増大させることができるようにな
るという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の全体概略側断面図
である。

【図２】図１の部分拡大図である。

【図３】図２を埋め戻した状態を示す図である。

【図４】貯蔵施設の破断した全体斜視図である。

【図５】図４の部分拡大図である。

【図６】図５の部分拡大図である。

【図７】処分施設の側方断面図である。

【符号の説明】

３９ 地中岩盤 ４０ 廃棄物出入用縦穴 ４１ 廃棄物取扱空間 ４７ 昇降機構 ４９ ガラス固化体 ５１ 上部空気排出空間 ５２ 下部空気供給空間 ５５ 外気導入路 ５６ 空気出口流路 ５７ 床面 ５８ 貫通孔 ５９ ガラス固化体挿入口 ６１ オーバーパック兼用収納管 ６２ 空気通路 ６３ 遮蔽プラグ ６４ 気密蓋

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地下約５００ｍ〜１０００ｍ程度の位置
   にある地中岩盤中に、ほぼ水平方向へ拡がる廃棄物取扱
   空間と上部空気排出空間と下部空気供給空間とを上から
   順番に間隔を置き形成し、廃棄物取扱空間と地上との間
   に、高レベル放射性廃棄物をガラスに封入して成るガラ
   ス固化体を搬送可能な昇降機構を備えた廃棄物出入用縦
   穴を形成し、上部空気排出空間と地上との間に空気出口
   流路を形成し、下部空気供給空間と地上との間に外気導
   入路を形成し、更に、廃棄物取扱空間と上部空気排出空
   間と下部空気供給空間との間に相互間を貫通する貫通孔
   を形成し、下端部を閉塞され、上端部を閉鎖可能で、内
   部にガラス固化体を収容可能なオーバーパック兼用収納
   管を、廃棄物取扱空間の床面に形成された貫通孔上端の
   ガラス固化体挿入口に上端部が係止され、且つ、貫通孔
   における上部空気排出空間と下部空気供給空間の間の部
   分の内面との間に空気通路を有するよう貫通孔内に懸垂
   支持したことを特徴とする高レベル放射性廃棄物貯蔵処
   分兼用施設。
2. 【請求項２】 地中岩盤中に、廃棄物取扱空間と上部空
   気排出空間と下部空気供給空間とが多段に設けられた請
   求項１記載の高レベル放射性廃棄物貯蔵処分兼用施設。