JPH0961596A - 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の内部に形成され且つ放射性
廃棄物を封入した複数の放射性廃棄物封入容器４を保管
し得る封入容器貯蔵室１と、地表２から封入容器貯蔵室
１に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に連なる給気坑１４と、封入容器貯蔵室１から
地表２へ連なる排気坑１５とを備え、封入容器貯蔵室１
に保管された放射性廃棄物封入容器４の内部の放射性廃
棄物の崩壊熱が除去された後、封入容器貯蔵室１の内部
にベントナイト系充填材を充填することにより、放射性
廃棄物を地層処分する。

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
物質は、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、また、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され且つ放射性
廃棄物を封入した複数の放射性廃棄物封入容器を保管し
得る封入容器貯蔵室と、地表から封入容器貯蔵室に延び
る封入容器搬送坑と、地表から封入容器貯蔵室に連なる
給気坑と、封入容器貯蔵室から地表へ連なる排気坑とを
備えている。

【０００９】本発明の請求項２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され且
つ放射性廃棄物を封入した放射性廃棄物封入容器が遊嵌
可能な容器嵌入穴を内底部に複数有する封入容器貯蔵室
と、地中岩盤の内部に前記の容器嵌入穴の底部に連通し
得るように形成された空気流路と、地表から封入容器貯
蔵室に延びる封入容器搬送坑と、地表から空気流路に連
なる給気坑と、封入容器貯蔵室から地表へ連なる排気坑
とを備えている。

【００１０】また、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
法においては、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にお
いては、封入容器貯蔵室の容器嵌入穴に遊嵌された放射
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、空気流路、容器嵌入穴、封入容器貯蔵室の内部に
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、外部から給気坑、空気流路、容器嵌入
穴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。

【００１４】また、容器嵌入穴によって空気の経路を規
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。

【００１５】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
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。

【００１６】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、
放射性廃棄物の崩壊熱が除去された後、空気流路、容器
嵌入穴、封入容器貯蔵室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。

【００１７】

【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。

【００１８】図１及び図２は本発明の放射性廃棄物保管
処分施設の実施の形態の第１の例を示すものである。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】封入容器貯蔵室１の内底面の大部分は、放
射性廃棄物封入容器４を貯蔵する容器貯蔵フロア６とし
て使用されるようになっている。

【００２２】また、封入容器貯蔵室１の内底面の残りの
部分は、容器貯蔵フロア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。

【００２３】封入容器貯蔵室１の天井部には、作業フロ
ア７の直上から容器貯蔵フロア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。

【００２４】上記の放射性廃棄物封入容器４は、図３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いる。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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の上部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。

【００３１】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。

【００３２】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の内部の空気を排気する排気塔１７が構
築されている。

【００３３】なお、図２において、１８はベントナイト
系充填材を表している。

【００３４】以下、図１及び図２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。

【００３５】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の内部にアルゴン（Ａ
ｒ）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４
ａ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３参照）。

【００３６】また、給気塔１６と排気塔１７とにより、
給気坑１４、封入容器貯蔵室１、排気坑１５の順で自然
空冷によって空気を流通させる。

【００３７】上記のように空気を流通させ、放射性廃棄
物Ｓ（図３参照）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によって容器貯蔵フロ
ア６の近傍まで移送する。

【００３８】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、容器貯蔵フロア６に載置し（図１参
照）、給気坑１４から封入容器貯蔵室１を経て排気坑１
５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３参照）の崩壊熱を除
去し、崩壊熱を吸収した空気を外部へ排出する。

【００３９】このように、図１及び図２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。

【００４０】放射性廃棄物Ｓ（図３参照）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。

【００４１】これらの機器等を撤去した後、封入容器搬
送坑１０、給気坑１４、排気坑１５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の内部にベントナイト系充填材１８を充填
し（図２参照）、放射性廃棄物Ｓ（図３参照）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。

【００４２】このように、図１及び図２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。

【００４３】また、封入容器搬送坑１０には、ベントナ
イト系充填材１８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３参照）の再処理を行うことも可能であ
る。

【００４４】図４から図７は本発明の放射性廃棄物保管
処分施設の実施の形態の第２の例を示すものであり、図
中、図１及び図２と同一の符号を付した部分は同一物を
表している。

【００４５】図４から図７に示す放射性廃棄物保管処分
施設では、後述する放射性廃棄物封入容器１９が遊嵌可
能な容器嵌入穴２０を封入容器貯蔵室１の容器貯蔵フロ
ア６に多数形成し、封入容器貯蔵室１の下方の地層内に
前記の各容器嵌入穴２０の底部に連通する空気流路２１
を設け、給気坑１４を封入容器貯蔵室１に直接連通させ
ずに前記の空気流路２１の一端に連通させている。

【００４６】容器嵌入穴２０は、図６及び図７に示すよ
うに、容器貯蔵フロア６から下方へ延びる大径部２０ａ
と、該大径部２０ａの下端から径方向中心に向って略水
平に突出する環状の支持部２０ｂと、該支持部２０ｂの
内縁部から下方へ延びて空気流路２１に連なる小径部２
０ｃとによって構成されている。

【００４７】また、各容器嵌入穴２０及び空気流路２１
は、先に述べた封入容器貯蔵室１等と同様に、地中岩盤
３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
れており、容器嵌入穴２０及び空気流路２１をなすライ
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。

【００４８】放射性廃棄物封入容器１９は、図８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１９ａと、該封入容器本体１９ａの
開口部に嵌入可能な蓋１９ｂとによって構成されてお
り、封入容器本体１９ａの外側面上端には、径方向外方
へ突出するフランジ部１９ｃが形成されている。

【００４９】この放射性廃棄物封入容器１９の封入容器
本体１９ａの外径は、容器嵌入穴２０の小径部２０ｃの
内径よりも小さく形成されている。

【００５０】また、フランジ部１９ｃの外径は、容器嵌
入穴２０の大径部２０ａの内径よりも小さく且つ小径部
２０ｃの内径よりも大きく形成されている。

【００５１】更に、図６から図８に示すように、放射性
廃棄物封入容器１９のフランジ部１９ｃの下面には、複
数（３〜８程度）の脚部材２２が周方向に略等間隔に固
着されており、放射性廃棄物封入容器１９を容器嵌入穴
２０に嵌入させた際には、脚部材２２が支持部２０ｂに
上方から当接するようになっている。

【００５２】以下、図４から図７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。

【００５３】保管すべき放射性廃棄物Ｓを封入容器本体
１９ａに内装し、該封入容器本体１９ａの開口部に蓋１
９ｂを嵌入した後、封入容器本体１９ａの内部にヘリウ
ム（Ｈｅ）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１９ｂを封入
容器本体１９ａに対して固着し、更に、蓋１９ｂの外周
部全周を封入容器本体１９ａ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１９に放射性廃棄物Ｓを
封入する（図８参照）。

【００５４】次いで、放射性廃棄物Ｓ（図８参照）を封
入した放射性廃棄物封入容器１９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によって容器貯蔵フロア６の近傍まで移送す
る。

【００５５】更に、放射性廃棄物封入容器１９を天井ク
レーン９によって、容器貯蔵フロア６の容器嵌入穴２０
に遊嵌させ（図４参照）、空気流路２１から容器嵌入穴
２０を経て封入容器貯蔵室１へ流通する空気により、放
射性廃棄物封入容器１９に内装されている放射性廃棄物
Ｓ（図８参照）の崩壊熱を除去する。

【００５６】このように、図４から図７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１９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１９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。

【００５７】放射性廃棄物Ｓ（図８参照）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。

【００５８】これらの機器等を撤去した後、封入容器搬
送坑１０、給気坑１４、排気坑１５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、容器嵌入穴２０、空気流路２１にベント
ナイト系充填材１８を充填（図５参照）し、放射性廃棄
物Ｓ（図８参照）を内装した放射性廃棄物封入容器１９
を安定した状態で地層処分する。

【００５９】このように、図４から図７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１９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１９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１９の地層処分を極
めて合理的に実施することができる。

【００６０】また、封入容器搬送坑１０には、ベントナ
イト系充填材１８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１９を掘り出して、放射
性廃棄物Ｓ（図８参照）の再処理を行うことも可能であ
る。

【００６１】なお、本発明の放射性廃棄物保管処分施設
及び該施設を使用し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、封
入容器本体のフランジ部の下面に脚部材を取り付けるこ
とに替えて該脚部材を容器嵌入穴の支持部の上面に取り
付けた構成とすること、その他、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。

【００６２】

【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。

【００６３】（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。

【００６４】（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、容器嵌入穴によって空気の経路
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。

【００６５】（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。

【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第１の例
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第１の例
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】放射性廃棄物封入容器の一例を示す概念図であ
る。

【図４】本発明の放射性廃棄物保管処分施設の第２の例
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５】本発明の放射性廃棄物保管処分施設の第２の例
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６】図４及び図５に示す放射性廃棄物保管処分施設
における容器嵌入穴の部分切断図である。

【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視図である。

【図８】放射性廃棄物封入容器の他の例を示す概念図で
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 ベントナイト系充填材 １９ 放射性廃棄物封入容器 ２０ 容器嵌入穴 ２１ 空気流路 Ｓ 放射性廃棄物

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中岩盤の内部に形成され且つ放射性廃
   棄物を封入した複数の放射性廃棄物封入容器を保管し得
   る封入容器貯蔵室と、地表から封入容器貯蔵室に延びる
   封入容器搬送坑と、地表から封入容器貯蔵室に連なる給
   気坑と、封入容器貯蔵室から地表へ連なる排気坑とを備
   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】 地中岩盤の内部に形成され且つ放射性廃
   棄物を封入した放射性廃棄物封入容器が遊嵌可能な容器
   嵌入穴を内底部に複数有する封入容器貯蔵室と、地中岩
   盤の内部に前記の容器嵌入穴の底部に連通し得るように
   形成された空気流路と、地表から封入容器貯蔵室に延び
   る封入容器搬送坑と、地表から空気流路に連なる給気坑
   と、封入容器貯蔵室から地表へ連なる排気坑とを備えて
   なることを特徴とする放射性廃棄物保管処分施設。
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、
   封入容器貯蔵室の内部にベントナイト系充填材を充填す
   る請求項１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】 封入容器貯蔵室の容器嵌入穴に遊嵌され
   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、空気流路、容器嵌入穴、封入容器貯蔵室の
   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。