(57)【要約】【課題】廃棄体の埋設後、長期間が経過した放射性廃棄物の埋設施設であっても、緩衝材の撤去回収作業を効率的に行える放射性廃棄物の埋設処分施設における緩衝材の撤去回収方法を提供すること。【解決手段】放射性廃棄物が封入された廃棄体３がベントナイトを主成分とする緩衝材４が囲繞する態様で埋設された放射性廃棄物の埋設処分施設における緩衝材４の撤去回収方法において、緩衝材４に空気を吹き付けることにより緩衝材４を乾燥させた後、緩衝材４に塩水を浸入させることにより緩衝材４を崩壊せしめ、その後、塩水と崩壊した緩衝材４とにより構成される懸濁液を回収するようにしたので、廃棄体３の埋設後、長期間が経過した放射性廃棄物の埋設施設であっても、緩衝材４の撤去回収作業を効率的に行える。【選択図】        図６−３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性廃棄物が封入された廃棄体がベントナイトを主成分とする緩衝材が囲繞する態様で埋設された放射性廃棄物の埋設処分施設における緩衝材の撤去回収方法において、
緩衝材に空気を吹き付けることにより緩衝材を乾燥させた後、緩衝材に電解質溶液を浸入させることにより緩衝材を崩壊せしめ、その後、電解質溶液と崩壊した緩衝材とにより構成される懸濁液を回収することを特徴とする放射性廃棄物の埋設処分施設における緩衝材の撤去回収方法。
【請求項２】
廃棄体を囲繞した緩衝材に削孔し、削孔した孔から緩衝材に空気を吹き付けた後、該孔から緩衝材に電解質溶液を浸入させることを特徴とする請求項１に記載の放射性廃棄物の埋設処分施設における緩衝材の撤去回収方法。
【請求項３】
前記電解質溶液が塩化ナトリウム水溶液または塩化カルシウム水溶液であることを特徴とする請求項１または２に記載の放射性廃棄物の埋設処分施設における緩衝材の撤去回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性廃棄物の埋設処分施設における緩衝材の撤去回収方法に関するものであって、特に放射性廃棄物が封入された廃棄体がベントナイトを主成分とする緩衝材が囲繞する態様で埋設された放射性廃棄物の埋設処分施設における緩衝材の撤去回収方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所における原子力の利用に伴い発生する放射性廃棄物は、人間環境に有意な影響を及ぼすことがないよう安全に管理するために適切な方法で処理が行われた後、最終処分されるようになっている。たとえば、再処理で使用済燃料からウラン、プルトニウム等の有用物を分離した後に残存する放射能レベルの高い廃棄物（高レベル放射性廃棄物）は、ガラスで固化した後、３０〜５０年間冷却のために貯蔵され、その後、地下深く埋設処分することとなっている。
【０００３】
ガラスで固化した放射性廃棄物（ガラス固化体）を埋設する埋設処分施設（地下施設）は、地上施設から廃棄体（ガラス固化体をオーバーパック（金属製の容器）に封入したもの）や建設資材などを搬送するためのアクセス坑道や連絡坑道、廃棄体を定置するための処分坑道あるいは処分孔などから構成される。
【０００４】
廃棄体の定置方法には、処分坑道１から処分孔２を一定間隔で掘削しそこに廃棄体３を定置する廃棄体縦置き方式（図１参照）と、処分坑道１に廃棄体３を直接定置する廃棄体横置き方式（図２参照）の二種類がある。
【０００５】
廃棄体縦置き方式は、処分孔内を廃棄体３と緩衝材４によって充填するように定置する方法であって、廃棄体３と処分孔壁面との間に緩衝材４が配置される。一方、廃棄体横置き方式は、処分坑道内を廃棄体３と緩衝材４によって充填するように定置する方式であって、廃棄体３と処分坑道周囲の岩盤との間に緩衝材４が配置される。
【０００６】
緩衝材４は、たとえば、ベントナイトと砂とを混合したベントナイト系土質材料が使用され、この土質材料を締め固めることにより、所定の弾性及び遮水性を発揮するようになっている。また、緩衝材４は、遮水材とも称され、地震等の外力が加わって処分坑道１あるいは処分孔２が変形した場合に廃棄体３に加わる外力を低減するとともに、地下水の浸入を阻止するようになっている。
【０００７】
ところで、廃棄体３を埋設した後に廃棄体３を回収する事態も検討しておく必要がある。なお、廃棄体３を回収する事態として、埋設した廃棄体３がなんらかの不具合により所定の形態、あるいは所定の仕様で設置されていない場合、設計通りに廃棄体３を埋設したがそのままでは安全性を長期間維持することができないことが判明した場合、埋設した廃棄体３から有用な成分を再回収して有効利用する場合等が想定される。
【０００８】
このように、廃棄体３を埋設した後に廃棄体３を回収する場合には、廃棄体３の回収に先立って廃棄体３を囲繞する緩衝材４を撤去回収する必要があるが、緩衝材を撤去回収する方法として、緩衝材を塩水に浸すことにより緩衝材を崩壊させ、スラリー化した緩衝材を撤去回収する方法が提案されている（たとえば、非特許文献２参照）。
【０００９】
【非特許文献１】原子力発電環境整備機構、“高レベル放射性廃棄物地層処分の技術と安全性”、［online］、［平成２０年６月１８日検索］、インターネット＜URL：http://www.numo.or.jp/siryou/gijyutsu/4alldl/tr0401all.pdf＞
【非特許文献２】Pal Kalbantner and Rolf Sjoblom、[online]、２０００年６月、Svensk Karnbranslehantering AB、[平成２０年６月１８日検索]、インターネット＜URL：http://www.skb.se/upload/publications/pdf/TR-00-15webb.pdf＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、図３に示すように、緩衝材を構成する圧縮ベントナイトの飽和度（材料の間隙を満たす水分の体積率）Ｓｒが大きくなると、緩衝材を構成する圧縮ベントナイトの崩壊速度が著しく遅くなり、緩衝材を構成する圧縮ベントナイトの崩壊に多大な時間を要することになる。一方、放射性廃棄物の埋設処分施設において廃棄体の埋設後、長期間が経過すると、廃棄体を囲繞する緩衝材に地下水が浸透することにより、緩衝材の飽和度が大きくなる。したがって、廃棄体の埋設後、長期間が経過した放射性廃棄物の埋設処分施設では、緩衝材の撤去回収作業が困難なものとなる。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、廃棄体の埋設後、長期間が経過した放射性廃棄物の埋設施設であっても、緩衝材の撤去回収作業を効率的に行える放射性廃棄物の埋設処分施設における緩衝材の撤去回収方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、放射性廃棄物が封入された廃棄体がベントナイトを主成分とする緩衝材が囲繞する態様で埋設された放射性廃棄物の埋設処分施設における緩衝材の撤去回収方法において、緩衝材に空気を吹き付けることにより緩衝材を乾燥させた後、緩衝材に電解質溶液を浸入させることにより緩衝材を崩壊せしめ、その後、電解質溶液と崩壊した緩衝材とにより構成される懸濁液を回収することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、上記発明において、廃棄体を囲繞した緩衝材に削孔し、削孔した孔から緩衝材に空気を吹き付けた後、該孔から緩衝材に電解質溶液を浸入させることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上記発明において、前記電解質溶液が塩化ナトリウム水溶液または塩化カルシウム水溶液であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかる放射性廃棄物の埋設処分施設における緩衝材の撤去回収方法は、緩衝材に空気を吹き付けることにより緩衝材を乾燥させ、緩衝材の飽和度を小さくした後、緩衝材に電解質溶液を浸入させることにより緩衝材を崩壊せしめるので、廃棄体の埋設後、長期間が経過した放射性廃棄物の埋設施設であっても、緩衝材の撤去回収作業を効率的に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明にかかる放射性廃棄物の埋設処分施設における緩衝材の撤去回収方法（以下、単に「緩衝材の撤去回収方法」と称する）の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１７】
図４は、図３と同様に、圧縮ベントナイトの塩水中における崩壊速度試験の試験結果を示す図である。この崩壊速度試験において用いる圧縮ベントナイトの試験片は、ベントナイト７０％にケイ砂３０％を配合し、乾燥密度が１．６Ｍｇ／ｍ３となるようにプレス成形したものであって、濃度４％の塩化ナトリウム水溶液（塩水）に浸漬した場合の崩壊速度を示している。また、図４では、飽和度Ｓｒが８８％の圧縮ベントナイトを強制的に乾燥させたものの崩壊速度を飽和度Ｓｒ＝０％として示している。
【００１８】
図４に示すように、圧縮ベントナイトの飽和度（材料の間隙を満たす水分の体積率）Ｓｒが大きくなると、圧縮ベントナイトの崩壊速度が著しく遅くなり、圧縮ベントナイトの崩壊に多大な時間を要することになる。一方、飽和度Ｓｒが８８％の圧縮ベントナイトであっても強制的に乾燥させた後、塩化ナトリウム水溶液（塩水）に浸漬させると、非常に速い速度で崩壊する。
【００１９】
このことを踏まえて、本発明にかかる放射性廃棄物の埋設処分施設における緩衝材の撤去回収方法は、飽和度Ｓｒが大きい緩衝材に空気を吹き付けることにより緩衝材を強制的に乾燥させた後、緩衝材に電解質水溶液（例えば、塩化ナトリウム水溶液（塩水）または塩化カルシウム水溶液）を吹き付ける、あるいは注入する、あるいは溶液で満たして浸潤させることにより緩衝材を崩壊せしめ、その後、電解質溶液と緩衝材とにより構成される懸濁液（スラリー）を回収するようにしたものである。
【００２０】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１である緩衝材の撤去回収方法が用いられる放射性廃棄物の埋設処分施設について説明する。本実施の形態１にかかる放射性廃棄物の埋設処分施設は、上述した廃棄体縦置き方式（図１参照）を適用した放射性廃棄物の埋設処分施設であって、処分坑道１から処分孔２を一定間隔で掘削し、そこに廃棄体３を定置したものである。
【００２１】
廃棄体３は、放射性廃棄物が封入されたガラス固化体をさらにオーバパックと称される金属製の容器（例えば、厚さ２００ｍｍ程度の鉄製の容器）に封入されており、廃棄体３と処分孔壁面との間に厚さ３００ｍｍ程度の緩衝材４が配置されている。
【００２２】
緩衝材４は、廃棄体３を物理的に保護するとともに、オーバパックの閉じ込め機能が失われた後も放射性核種の移行を抑制することが期待されているもので、地下水の移動の抑制、溶解した核種の吸着、コロイドの移行の防止といった機能が求められる。緩衝材４は、ベントナイトに骨材としてケイ砂を混合したもので構成する。
【００２３】
具体的には、ベントナイト＝Ｎａ型ベントナイト、骨材：ケイ砂＝ケイ砂１号とケイ砂５号とを１：１の比率で混合したもの、ベントナイトとケイ砂の混合比＝７０％：３０％、乾燥密度＝１６００ｋｇ／ｍ３、緩衝材の間隙体積率＝約４０％としたものが好ましい。
【００２４】
上述した放射性廃棄物の埋設処分施設において、緩衝材４を撤去回収する場合には、まず、図５−１に示すように、温風を吹き付けることにより、緩衝材４の上部表面付近を乾燥させ、緩衝材４の飽和度Ｓｒを小さくする（乾燥工程）。つづいて、図５−２に示すように、塩水（塩化ナトリウム）を撒くことにより、塩水を緩衝材４に浸入させ、緩衝材４を崩壊せしめる（塩水浸入工程）。すると、崩壊した緩衝材４が塩水によってスラリー化した懸濁液となるので、図５−３に示すように、ポンプ等により回収すればよい（撤去回収工程）。以後、これらの工程を繰り返せば、廃棄体３を傷つけることなく、効率的に廃棄体３を回収撤去することができる。
【００２５】
上述した実施の形態１である放射性廃棄物の埋設処分施設における緩衝材の撤去回収方法によれば、廃棄体３の埋設後、長期間が経過した放射性廃棄物の埋設施設であっても、緩衝材４の飽和度を小さくした後、緩衝材４に塩水を浸入させることにより緩衝材４を崩壊せしめるので、緩衝材４の撤去回収作業を効率的に行うことができる。
【００２６】
なお、塩水（塩化ナトリウム水溶液）に代えて、塩化カルシウム水溶液等の電解質溶液によって緩衝材４を崩壊させてもよい。
【００２７】
（実施の形態２）
まず、本発明の実施の形態２である緩衝材の撤去回収方法が用いられる放射性廃棄物の埋設処分施設について説明する。本実施の形態２にかかる放射性廃棄物の埋設処分施設は、上述した廃棄体横置き方式（図２参照）を適用した放射性廃棄物の埋設処分施設であって、処分坑道１に廃棄体３を直接定置したものである。
【００２８】
廃棄体３は、放射性廃棄物が封入されたガラス固化体をさらにオーバパックと称される金属製の容器（例えば、厚さ２００ｍｍ程度の鉄製の容器）に封入されており、廃棄体３と処分坑道周囲の岩盤との間に厚さ３００ｍｍ程度の緩衝材４が配置されている。
【００２９】
緩衝材４は、廃棄体３を物理的に保護するとともに、オーバパックの閉じ込め機能が失われた後も放射性核種の移行を抑制することが期待されているもので、地下水の移動の抑制、溶解した核種の吸着、コロイドの移行の防止といった機能が求められる。緩衝材４は、ベントナイトに骨材としてケイ砂を混合したもので構成する。
【００３０】
具体的には、ベントナイト＝Ｎａ型ベントナイト、骨材：ケイ砂＝ケイ砂１号とケイ砂５号とを１：１の比率で混合したもの、ベントナイトとケイ砂の混合比＝７０％：３０％、乾燥密度＝１６００ｋｇ／ｍ３、緩衝材の間隙体積率＝約４０％としたものが好ましい。
【００３１】
上述した放射性廃棄物の埋設処分施設において、緩衝材４を撤去回収する場合には、図６−１に示すように、緩衝材４の天端となる部位を削孔し、通風注入孔４ａを設ける（削孔工程）。つぎに、図６−２に示すように、管Ｐを用いて通風注入孔４ａの奥方に温風（空気）を吹き込み、通風注入孔４ａの内表面を強制的に乾燥させる（乾燥工程）。この後、図６−３に示すように管Ｐを用いて通風注入孔４ａの奥方から塩水（塩化ナトリウムの水溶液）を注入し、通風注入孔４ａの内壁面を構成する緩衝材４を崩壊せしめるとともに、崩壊した緩衝材４を洗い流す（塩水注入工程）。
【００３２】
以後、この乾燥工程と塩水注入工程とを交互に繰り返すことにより、通風注入孔４ａを拡大させ、図６−４に示すように、廃棄体３の周りの緩衝材４を撤去回収する。そして、図６−５に示すように、緩衝材４を撤去回収することにより露出した廃棄体３を回収する（撤去回収工程）。
【００３３】
上述した実施の形態２である放射性廃棄物の埋設処分施設における緩衝材の撤去回収方法によれば、廃棄体３の埋設後、長期間が経過した放射性廃棄物の埋設施設であっても、緩衝材４の飽和度を小さくした後、緩衝材４に塩水を浸入させることにより緩衝材４を崩壊せしめるので、緩衝材４の撤去回収作業を効率的に行うことができる。
【００３４】
なお、塩水（塩化ナトリウム水溶液）に代えて、塩化カルシウム水溶液等の電解質溶液によって緩衝材４を崩壊させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】廃棄体縦置き方式を適用した放射性廃棄物の埋設処分施設を示す概念図である。
【図２】廃棄体横置き方式を適用した放射性廃棄物の埋設処分施設を示す概念図である。
【図３】圧縮ベントナイトの塩水中における崩壊速度試験の試験結果を示す図である。
【図４】圧縮ベントナイトの塩水中における崩壊速度試験の試験結果を示す図である。
【図５−１】実施の形態１である放射性廃棄物の埋設処分施設における緩衝材の撤去方法を示した模式図であって、乾燥工程を示したものである。
【図５−２】実施の形態１である放射性廃棄物の埋設処分施設における緩衝材の撤去方法を示した模式図であって、塩水浸入工程を示したものである。
【図５−３】実施の形態１である放射性廃棄物の埋設処分施設における緩衝材の撤去方法を示した模式図であって、撤去回収工程を示したものである。
【図６−１】実施の形態２である放射性廃棄物の埋設処分施設における緩衝材の撤去方法を示した模式図であって、削孔工程を示したものである。
【図６−２】実施の形態２である放射性廃棄物の埋設処分施設における緩衝材の撤去方法を示した模式図であって、乾燥工程を示したものである。
【図６−３】実施の形態２である放射性廃棄物の埋設処分施設における緩衝材の撤去方法を示した模式図であって、塩水注入工程を示したものである。
【図６−４】実施の形態２である放射性廃棄物の埋設処分施設における緩衝材の撤去方法を示した模式図であって、廃棄体が露出した状態を示したものである。
【図６−５】実施の形態２である放射性廃棄物の埋設処分施設における緩衝材の撤去方法を示した模式図であって、撤去回収工程を示したものである。
【符号の説明】
【００３６】
１    処分坑道
２    処分孔
３    廃棄体（放射性廃棄物）
４    緩衝材
４ａ    通風注入孔
Ｐ    管
Ｓｒ    飽和度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５−１】
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【図５−２】
2010008375.tif 000008
【図５−３】
2010008375.tif 000009
【図６−１】
2010008375.tif 000010
【図６−２】
2010008375.tif 000011
【図６−３】
2010008375.tif 000012
【図６−４】
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【図６−５】
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