JPH0961595A - 放射性廃棄物保管処分施設及び該施設を用いた放射性廃棄物の地層処分方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 崩壊熱が除去されるまで放射性廃棄物を冷却
保管し、崩壊熱が除去された後、放射性廃棄物を地層処
分できるようにする。 【解決手段】 地中岩盤３の内部に形成した封入容器貯
蔵室１と、地表２から封入容器貯蔵室１の上部へ延びる
封入容器搬送坑１０と、地表２から封入容器貯蔵室１の
下部へ延びる給気坑１４と、封入容器貯蔵室１の上部か
ら地表２へ延びる排気坑１５と、放射性廃棄物を封入し
た複数の放射性廃棄物封入容器４を封入容器貯蔵室１の
内部に吊り下げ支持する容器支持部材１８及び架構形成
部材１９と、給気坑１４へ空気を供給する給気塔１６
と、排気坑１５から空気を排出させる排気塔１７とを備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は放射性廃棄物保管処
分施設及び該施設を用いた放射性廃棄物の地層処分方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】発電プラントの原子炉において使用され
る燃料は、３〜４年程度供用されると、燃料中に核分裂
生成物が蓄積して燃焼に限界が生じ、新しいものに交換
される。

【０００３】また、燃焼に限界が生じた燃料等の放射性
廃棄物は、発電プラントに設けられた放射性廃棄物貯蔵
プールにおいて水に浸漬した状態で保管される。

【０００４】この放射性廃棄物には、未燃焼のウランや
燃料の燃焼に際して生成されるプルトニウムが核分裂生
成物に混在した状態で含まれており、放射性廃棄物から
未燃焼のウラン等を回収する再処理作業を行い、これに
より得られるウラン等を原子炉の燃料として再利用する
ことが実施されようとしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、放射性
廃棄物の再処理作業は、現時点においては本格的に実施
されておらず、放射性廃棄物貯蔵プールに保管される放
射性廃棄物の総量は、年々増加する傾向を呈している。

【０００６】そこで、放射性廃棄物を、地表から約１０
００ｍ程度の地中岩盤に埋設する地層処分を行うことが
検討されているが、放射性廃棄物の崩壊熱が除去される
までには、３０年〜５０年程度の期間を要するので、上
述した地層処分を行うのにあたっては、崩壊熱が除去さ
れるまでの間、放射性廃棄物を冷却保管する必要があ
る。

【０００７】本発明は上述した実情に鑑みてなしたもの
で、崩壊熱が除去されるまで放射性廃棄物を冷却保管
し、崩壊熱が除去された後、地層処分することが可能な
放射性廃棄物保管処分施設を提供し、該放射性廃棄物保
管施設を用いて放射性廃棄物を安定した状態で地層処分
できるようにすることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１に記載した放射性廃棄物保管処分
施設においては、地中岩盤の内部に形成した封入容器貯
蔵室と、地表から封入容器貯蔵室の上部へ延びる封入容
器搬送坑と、地表から封入容器貯蔵室の下部へ延びる給
気坑と、封入容器貯蔵室の上部から地表へ延びる排気坑
と、放射性廃棄物を封入した複数の放射性廃棄物封入容
器を前記の封入容器貯蔵室の内部に吊り下げ支持する封
入容器支持架構とを備えている。

【０００９】本発明の請求項２に記載の放射性廃棄物保
管処分施設においては、上述した本発明の請求項１に記
載の放射性廃棄物保管処分施設の構成に加えて、封入容
器支持架構の下方に該封入容器支持架構に吊り下げ支持
される放射性廃棄物封入容器と略同軸に位置する通風筒
と、各通風筒の外側面の上端近傍部分と封入容器貯蔵室
の側壁面との双方に密接する上部プレナム形成板と、各
通風筒の外側面の下端近傍部分と封入容器貯蔵室の側壁
面との双方に密接する下部プレナム形成板とを設けてい
る。

【００１０】本発明の請求項３に記載した放射性廃棄物
保管処分施設を用いた放射性廃棄物の地層処分方法で
は、封入容器貯蔵室に保管された放射性廃棄物封入容器
内の放射性廃棄物の崩壊熱が除去された後、封入容器貯
蔵室、給気坑、排気坑の内部にベントナイト系充填材を
充填する。

【００１１】本発明の請求項４に記載した放射性廃棄物
保管処分施設を用いた放射性廃棄物の地層処分方法で
は、各通風筒の外側面、上部プレナム形成板の下面、下
部プレナム形成板の上面、封入容器貯蔵室の側壁面によ
り囲まれる空間に、ベントナイト系充填材を予め充填し
ておき、封入容器貯蔵室に保管された放射性廃棄物封入
容器内の放射性廃棄物の崩壊熱が除去された後、封入容
器貯蔵室、給気坑、排気坑の内部にベントナイト系充填
材を充填する。

【００１２】本発明の請求項１に記載の放射性廃棄物保
管処分施設では、外部から給気坑を介して封入容器貯蔵
室へ空気を供給するとともに、封入容器貯蔵室から排気
坑を介して外部へ空気を排出し、封入容器貯蔵室に保管
されている放射性廃棄物封入容器に封入された放射性廃
棄物の崩壊熱を除去する。

【００１３】本発明の請求項２に記載の放射性廃棄物保
管処分施設では、通風筒、上部プレナム形成板、下部プ
レナム形成板によって封入容器貯蔵室の内部を流通する
空気の経路を規制し、放射性廃棄物封入容器に封入され
た放射性廃棄物の崩壊熱を除去されやすくする。

【００１４】本発明の請求項３に記載の放射性廃棄物保
管処分施設を用いた放射性廃棄物の地層処分方法では、
放射性廃棄物の崩壊熱が除去された後、封入容器貯蔵
室、給気坑、排気坑の内部にベントナイト系充填材を充
填させることにより、放射性廃棄物を封入した放射性廃
棄物封入容器を地層処分する。

【００１５】本発明の請求項４に記載の放射性廃棄物保
管処分施設を用いた放射性廃棄物の地層処分方法では、
予めベントナイト系充填材を、各通風筒の外側面、上部
プレナム形成板の下面、下部プレナム形成板の上面、封
入容器貯蔵室の側壁面により囲まれる空間に充填してお
くことによって、放射性廃棄物の崩壊熱が除去された後
に行う封入容器貯蔵室の内部へのベントナイト系充填材
の充填作業を軽減する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。

【００１７】図１から図４は本発明の放射性廃棄物保管
処分施設の実施の形態の一例を示すものである。

【００１８】１は封入容器貯蔵室であり、該封入容器貯
蔵室１は、地表２から約１０００ｍ程度の地中岩盤３の
内部に開削した空間の内壁面に、炭素鋼板製あるいはス
テンレス鋼板製のライナ部材を張設することによって形
成されている。

【００１９】この封入容器貯蔵室１を形成するライナ部
材と地中岩盤３との間には、止水性に優れたベントナイ
ト系充填材が充填されている。

【００２０】封入容器貯蔵室１の内底面の大部分は、他
の部分の内底面よりも下方に掘り下げられ、容器貯蔵ピ
ット６が形成されている。

【００２１】封入容器貯蔵室１の内底面の残りの部分
は、容器貯蔵ピット６への放射性廃棄物封入容器４の移
送準備作業を行う作業フロア７となっており、該作業フ
ロア７には、搬送台車８が備えられている。

【００２２】封入容器貯蔵室１の天井部には、作業フロ
ア７の搬送台車８近傍部分直上から容器貯蔵ピット６の
直上に位置するように、天井クレーン９が設けられてい
る。

【００２３】上記の放射性廃棄物封入容器４は、図５に
示すように、上方に開口部を有し且つ放射性廃棄物Ｓを
内装可能な封入容器本体４ａと、該封入容器本体４ａの
開口部に嵌入可能な蓋４ｂとによって構成されており、
封入容器本体４ａの上部には、外方へ向って突出するフ
ランジ部４ｃが形成されている。

【００２４】１０は封入容器搬送坑であり、該封入容器
搬送坑１０は、地表２から封入容器貯蔵室１の作業フロ
ア７に向って開削した空間の内壁面に、炭素鋼板製ある
いはステンレス鋼板製のライナ部材を張設することによ
り形成されている。

【００２５】この封入容器搬送坑１０を形成するライナ
部材と地中岩盤３との間には、止水性に優れたベントナ
イト系充填材が充填されている。

【００２６】１１は昇降機であり、該昇降機１１は、封
入容器搬送坑１０の内部に、地表２に構築された建屋１
２と前記の作業フロア７との間を昇降し得るように配置
されている。

【００２７】この昇降機１１には、建屋１２の内部に設
けた巻上げ装置５から封入容器搬送坑１０に垂下させた
ワイヤロープ１３の先端部が連結されている。

【００２８】１４は給気坑であり、該給気坑１４は、地
表２から封入容器貯蔵室１の容器貯蔵ピット６の下部へ
連通するように開削した空間の内壁面に、炭素鋼板製あ
るいはステンレス鋼板製のライナ部材を張設することに
より形成されている。

【００２９】１５は排気坑であり、該排気坑１５は、地
表２から封入容器貯蔵室１の容器貯蔵ピット６の上方に
連通するように開削した空間の内壁面に、炭素鋼板製あ
るいはステンレス鋼板製のライナ部材を張設することに
より形成されている。

【００３０】これら給気坑１４及び排気坑１５を形成す
るライナ部材と地中岩盤３との間には、止水性に優れた
ベントナイト系充填材が充填されている。

【００３１】また、地表２には、給気坑１４へ地上の空
気（外気）を給気する給気塔１６と、排気坑１５から封
入容器貯蔵室１の内部の空気を自然排気する排気塔１７
が構築されている。

【００３２】１８は上下方向に貫通する短管状に形成さ
れた複数の容器支持部材であり、該容器支持部材１８
は、前記の容器貯蔵ピット６の上部に略等間隔に配置さ
れている。

【００３３】この容器支持部材１８は、図４に示すよう
に、上方から見て容器支持部材１８を交点とするように
格子状に配置された多数の架構形成部材１９によって、
隣接するものが互いに締結され且つ容器貯蔵ピット６の
側壁面（前述したライナ部材）に対して支持されてお
り、これら容器支持部材１８と架構形成部材１９とで、
複数の放射性廃棄物封入容器４を前記の容器貯蔵ピット
６に吊り下げ支持する封入容器支持架構を構成してい
る。

【００３４】上記の容器支持部材１８の内径は、先に述
べた放射性廃棄物封入容器４の封入容器本体４ａの外径
よりも大きく且つフランジ部４ｃの外径よりも小さく形
成されている。

【００３５】２０は複数の通風筒であり、該通風筒２０
は、容器支持部材１８の直下に該容器支持部材１８に対
して略同軸に位置するように容器貯蔵ピット６の内部に
配置されている。

【００３６】この通風筒２０は、各通風筒２０の外側面
の上端近傍部分及び容器貯蔵ピット６の側壁面（ライナ
部材）に気密の固着された略水平に位置する上部プレナ
ム形成板２１と、各通風筒２０の外側面の下端近傍部分
及び容器貯蔵ピット６の側壁面（ライナ部材）に気密に
固着された略水平に位置する下部プレナム形成板２２と
によって、容器貯蔵ピット６の側壁面（ライナ部材）に
対して支持されている。

【００３７】上記の通風筒２０の内径は、放射性廃棄物
封入容器４の封入容器本体４ａの外径よりも大きく形成
されている。

【００３８】また、各通風筒２０の外側面、上部プレナ
ム形成板２１の下面、下部プレナム形成板２２の上面、
容器貯蔵ピット６の側壁面により囲まれる空間には、止
水性に優れたベントナイト系充填材２３が充填されてい
る。

【００３９】２４は温度センサであり、該温度センサ２
４は、排気坑１５の入口部（下端部）に設置され、該入
口部における温度を検出して温度検出信号２４ｓを出力
するように構成されている。

【００４０】２５は放射線センサであり、該放射線セン
サ２５は、封入容器貯蔵室１の近傍の地層内に埋設さ
れ、該地層内における放射線量を検出して放射線量検出
信号２５ｓを出力するように構成されている。

【００４１】これら温度センサ２４からの温度検出信号
２４ｓ及び放射線センサ２５からの放射線量検出信号２
５ｓは、建屋１２の内部でモニタリングされるようにな
っている。

【００４２】なお、図２において、２６はベントナイト
系充填材を表している。

【００４３】以下、図１から図４に示す放射性廃棄物保
管処分施設に放射性廃棄物Ｓを保管する手順を説明す
る。

【００４４】保管すべき放射性廃棄物Ｓを封入容器本体
４ａに内装し、該封入容器本体４ａの開口部に蓋４ｂを
嵌入した後、封入容器本体４ａの内部にヘリウム（Ｈ
ｅ）等の不活性ガスを充填するとともに、ボルト等の機
械的締結手段（図示せず）により蓋４ｂを封入容器本体
４ａに対して固着し、更に、蓋４ｂの外周部全周を封入
容器本体４ａの開口部縁部に対して溶接密封し、放射性
廃棄物封入容器４に放射性廃棄物Ｓを封入する（図５参
照）。

【００４５】次いで、放射性廃棄物Ｓ（図５参照）を封
入した放射性廃棄物封入容器４を、昇降機１１を用いて
地上から封入容器貯蔵室１の作業フロア７へ移送し、搬
送台車８によって容器貯蔵ピット６の近傍まで移送す
る。

【００４６】更に、放射性廃棄物封入容器４を天井クレ
ーン９によって、容器貯蔵ピット６の容器支持部材１８
に上方から嵌入支持させ、給気塔１６、給気坑１４、容
器貯蔵ピット６の下部から通風筒２０の内部を通過して
容器貯蔵ピット６の上方へ流通する空気により、放射性
廃棄物封入容器４の内装されている放射性廃棄物Ｓ（図
５参照）の崩壊熱を除去し、崩壊熱を吸収した空気を、
排気坑１５、排気塔１７を介して外部へ排出させる。

【００４７】このように、図１から図４に示す放射性廃
棄物保管処分施設では、放射性廃棄物封入容器４を、地
下の封入容器貯蔵室１に保管するので、放射性廃棄物封
入容器４を長期間にわたって保管する施設を地表２に構
築する必要がなく、地表２を有効に利用することができ
る。

【００４８】放射性廃棄物Ｓ（図５参照）の崩壊熱が除
去されたならば、搬送台車８、天井クレーン９、温度セ
ンサ２４等の封入容器貯蔵室１の内部にある機器を必要
に応じて撤去する。

【００４９】これらの機器等を撤去した後、封入容器搬
送坑１０及び封入容器貯蔵室１の作業フロア７が形成さ
れている部分を除いて、封入容器貯蔵室１、給気坑１
４、排気坑１５等の内部にベントナイト系充填材２６を
充填し、放射性廃棄物Ｓ（図５参照）を内装した放射性
廃棄物封入容器４を安定した状態で地層処分する。

【００５０】このように、図１から図４に示す放射性廃
棄物保管処分施設では、放射性廃棄物封入容器４が保管
されている封入容器貯蔵室１を地層処分に利用するの
で、放射性廃棄物封入容器４の移送作業等を改めて行う
ことなく該放射性廃棄物封入容器４の地層処分を極めて
合理的に実施することができる。

【００５１】また、封入容器搬送坑１０には、ベントナ
イト系充填材２６が充填されていないので、一旦地層処
分された放射性廃棄物封入容器４を掘り出して、放射性
廃棄物Ｓ（図５参照）の再処理を行うことも可能であ
る。

【００５２】なお、本発明の放射性廃棄物保管処分施設
及び該施設を用いた放射性廃棄物の地層処分方法は、上
述した実施の形態のみに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において種々変更を加え得る
ことは勿論である。

【００５３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の放射性廃棄
物保管処分施設及び該施設を用いた放射性廃棄物の地層
処分方法においては、下記のような種々の優れた効果を
奏し得る。

【００５４】（１）本発明の請求項１及び請求項２に記
載の放射性廃棄物保管処分施設では、放射性廃棄物を封
入した放射性廃棄物封入容器を、地下の封入容器貯蔵室
に保管するので、放射性廃棄物封入容器を長期間にわた
って保管する施設を地表上に構築する必要がなく、地表
を有効に利用することができる。

【００５５】（２）本発明の請求項２に記載の放射性廃
棄物保管処分施設では、通風筒、上部プレナム形成板、
下部プレナム形成板によって封入容器貯蔵室の内部を流
通する空気の経路を規制するので、放射性廃棄物封入容
器に封入された放射性廃棄物の崩壊熱を効率よく除去す
ることができる。

【００５６】（３）本発明の請求項３及び請求項４に記
載した放射性廃棄物保管処分施設を用いた放射性廃棄物
の地層処分方法では、放射性廃棄物封入容器が保管され
ている封入容器貯蔵室を地層処分に利用するので、放射
性廃棄物封入容器の移送作業等を改めて行うことなく該
放射性廃棄物封入容器の地層処分を極めて合理的に実施
することができる。

【００５７】（４）本発明の請求項４に記載の放射性廃
棄物保管処分施設を用いた放射性廃棄物の地層処分方法
では、各通風筒の外側面、上部プレナム形成板の下面、
下部プレナム形成板の上面、封入容器貯蔵室の側壁面に
より囲まれる空間に、ベントナイト系充填材を予め充填
しておくので、放射性廃棄物の崩壊熱が除去された後に
行う封入容器貯蔵室の内部へのベントナイト系充填材の
充填作業が軽減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の放射性廃棄物保管処分施設の一例にお
いて放射性廃棄物を封入した放射性廃棄物封入容器を保
管している状態を示す概念図である。

【図２】本発明の放射性廃棄物保管処分施設の一例にお
いて放射性廃棄物を封入した放射性廃棄物封入容器を地
層処分した状態を示す概念図である。

【図３】図１及び図２に示す放射性廃棄物保管処分施設
の一例における封入容器支持架構の部分切断側面図であ
る。

【図４】図１及び図２に示す放射性廃棄物保管処分施設
の一例における封入容器支持架構の部分切断平面図であ
る。

【図５】放射性廃棄物封入容器の一例を示す概念図であ
る。

【符号の説明】

１ 封入容器貯蔵室 ２ 地表 ３ 地中岩盤 ４ 放射性廃棄物封入容器 １０ 封入容器搬送坑 １４ 給気坑 １５ 排気坑 １８ 容器支持部材（封入容器支持架構） １９ 架構形成部材（封入容器支持架構） ２０ 通風筒 ２１ 上部プレナム形成板 ２２ 下部プレナム形成板 ２３ ベントナイト系充填材 ２６ ベントナイト系充填材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中岩盤の内部に形成した封入容器貯蔵
   室と、地表から封入容器貯蔵室の上部へ延びる封入容器
   搬送坑と、地表から封入容器貯蔵室の下部へ延びる給気
   坑と、封入容器貯蔵室の上部から地表へ延びる排気坑
   と、放射性廃棄物を封入した複数の放射性廃棄物封入容
   器を前記の封入容器貯蔵室の内部に吊り下げ支持する封
   入容器支持架構とを備えてなることを特徴とする放射性
   廃棄物保管処分施設。
2. 【請求項２】 封入容器支持架構の下方に該封入容器支
   持架構に吊り下げ支持される放射性廃棄物封入容器と略
   同軸に位置する通風筒と、各通風筒の外側面の上端近傍
   部分と封入容器貯蔵室の側壁面との双方に密接する上部
   プレナム形成板と、各通風筒の外側面の下端近傍部分と
   封入容器貯蔵室の側壁面との双方に密接する下部プレナ
   ム形成板とを設けた請求項１に記載の放射性廃棄物保管
   処分施設。
3. 【請求項３】 封入容器貯蔵室に保管された放射性廃棄
   物封入容器内の放射性廃棄物の崩壊熱が除去された後、
   封入容器貯蔵室、給気坑、排気坑の内部にベントナイト
   系充填材を充填する請求項１又は請求項２に記載の放射
   性廃棄物保管処分施設を用いた放射性廃棄物の地層処分
   方法。
4. 【請求項４】 各通風筒の外側面、上部プレナム形成板
   の下面、下部プレナム形成板の上面、封入容器貯蔵室の
   側壁面により囲まれる空間に、ベントナイト系充填材を
   予め充填しておき、封入容器貯蔵室に保管された放射性
   廃棄物封入容器内の放射性廃棄物の崩壊熱が除去された
   後、封入容器貯蔵室、給気坑、排気坑の内部にベントナ
   イト系充填材を充填する請求項２に記載の放射性廃棄物
   保管処分施設を用いた放射性廃棄物の地層処分方法。