(57)【要約】      （修正有）【課題】重大事故状況中の軽水型原子炉（ＬＷＲ）の１次格納容器からのガス状、粒状および液体の放射性物質を捕獲するシステムおよび方法を提供する。【解決手段】システムは、原子炉圧力容器２および１次格納容器３の部分に接続されて、放射性物質の様々なレベルの吸着／吸収をもたらす、地下媒体領域を含む。この媒体領域は、オンサイトに位置し、原子炉を安定化させるための、受動式の自己調整式構造を提供する。捕獲システムは、放射性物質の液体排液およびガスベントとともに、原子炉の安定化に続いて媒体の処理が可能な処理を提供する。【選択図】図１
2014115289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下に位置するとともに、原子炉の１次格納容器構造の近くに位置する媒体領域と、
前記媒体領域内部の媒体と、
前記媒体領域を前記１次格納容器構造に流体接続する排出配管と
を備える、捕獲システム。
【請求項２】
前記媒体は、岩、砂、樹脂、シリカ、ビーズ、石および活性化アルミナの内の少なくとも１種を含む、請求項１記載の捕獲システム。
【請求項３】
前記媒体領域の壁が、天然地質媒体、ゴムライナー、プラスチック、砂、コンクリート、鉄筋強化コンクリート、および鋼の内の少なくとも１種を含む、請求項１記載の捕獲システム。
【請求項４】
前記媒体領域の前記壁に接続されたバッフルをさらに備える、請求項３記載の捕獲システム。
【請求項５】
前記バッフルが、横方向バッフルおよび縦方向バッフルの内の少なくとも一方を含む、請求項４記載の捕獲システム。
【請求項６】
前記縦方向バッフルが、重力方向にほぼ垂直な面に対して勾配が付けられている、請求項５記載の捕獲システム。
【請求項７】
前記媒体領域の底部表面が、重力方向にほぼ垂直な面に対して勾配が付けられている、請求項１記載の捕獲システム。
【請求項８】
前記排出配管内にバルブをさらに備える、請求項１記載の捕獲システム。
【請求項９】
前記媒体領域の底部分に流体結合された液体出口管であって、前記媒体領域の下方を延びる液体出口管をさらに備える、請求項１記載の捕獲システム。
【請求項１０】
前記媒体領域の頂部部分に流体結合されたガス出口管であって、地上に延びるガス出口管をさらに備える、請求項１記載の捕獲システム。
【請求項１１】
地上に位置し、前記ガス出口管の先端部に接続された、ベントシステムをさらに備える、請求項１０記載の捕獲システム。
【請求項１２】
前記ベントシステムが、安全開放バルブ、破断ディスクおよび破裂ディスクの内の少なくとも１種を含む、請求項１１記載の捕獲システム。
【請求項１３】
前記ベントシステムが、ベントバルブをさらに含む、請求項１２記載の捕獲システム。
【請求項１４】
前記媒体領域内に位置するガススペース領域であって、前記ガス出口管が流体的に接続されている、ガススペース領域をさらに備える、請求項１０記載の捕獲システム。
【請求項１５】
前記媒体領域内にあって、前記排出管の先端部に接続されている下部排出管と、
前記媒体領域内にあって、前記ガス出口管に接続されている上部ガス出口管であって、前記媒体領域の頂部部分に沿って位置する上部ガス出口管と、
前記媒体領域によって画定された流路であって、前記下部排出管と前記上部ガス出口管の間に位置し、前記下部排出管と前記上部ガス出口管の間で放射性物質を移送するように構成された流路と
をさらに備える、請求項１０記載の捕獲システム。
【請求項１６】
前記放射性物質が、ガス、液体および粒子材料の内の少なくとも１種を含む、請求項１５記載の捕獲システム。
【請求項１７】
前記媒体の粒体寸法が、前記下部排出管から前記上部ガス出口管への前記流路に沿って減少する、請求項１５記載の捕獲システム。
【請求項１８】
前記上部ガス出口管の下部表面と、前記下部排出管の下部表面および上部表面とに画定された穴をさらに備え、
前記上部ガス出口管は、前記媒体領域の前記頂部部分に沿って水平に延びており、
前記下部排出管は、前記媒体領域の底部分に沿って水平に延びている、請求項１５記載の捕獲システム。
【請求項１９】
前記バッフルがバッフルセルを画定する捕獲システムであって、前記媒体領域の下部高さに位置するバッフルセルの底部表面に沿った排液接続部をさらに備える、請求項５記載の捕獲システム。
【請求項２０】
前記媒体領域の下方に位置し、前記液体出口管に流体結合されている勾配付き排液路と、
前記勾配付き排液路の下方に位置し、前記勾配付き排液路に流体結合されているドラムと
をさらに備える、請求項９記載の捕獲システム。
【請求項２１】
前記媒体領域が２つ以上の金属タンクを含む、捕獲システムであって、
各金属タンク上の入口接続部と、
前記入口接続部を前記排出配管に接続する、第１のマニホールド配管と、
各金属タンク上の出口接続部であって、前記ガス出口管に接続されている出口接続部と、
前記出口接続部を前記ガス出口管に接続する第２のマニホールド配管と
をさらに含む、請求項１０記載の捕獲システム。
【請求項２２】
前記金属タンクのそれぞれの頂部部分の近くに位置する水素再結合器をさらに備える、請求項２１記載の捕獲システム。
【請求項２３】
前記排出配管内にあって、地上に位置する水素緩和装置であって、点火器および受動式自己融解再結合器の内の少なくとも一方を含む、水素緩和装置をさらに備える、請求項１記載の捕獲システム。
【請求項２４】
地上に位置し、媒体領域の上方に配置された処理システムであって、ポンプ／処理システムである処理システムをさらに備える、請求項１記載の捕獲システム。
【請求項２５】
前記処理システム内部の処理媒体であって、活性化アルミナとフミン酸塩の内の少なくとも一方を含む処理媒体をさらに備える、請求項２４記載の捕獲システム。
【請求項２６】
原子炉の１次格納容器構造の近くに地下媒体領域を掘削するステップと、
前記媒体領域に媒体を充填するステップと、
前記１次格納容器構造を前記媒体領域に流体接続するステップと
を含む、捕獲システムを製作する方法。
【請求項２７】
前記媒体が、岩、砂、樹脂、シリカ、ビーズ、石および活性化アルミナの内の少なくとも１種を含む、請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
前記媒体領域の壁が、天然地質媒体、ゴムライナー、プラスチック、砂、コンクリート、鉄筋強化コンクリート、および鋼の内の少なくとも１種を含む、請求項２６記載の方法。
【請求項２９】
バッフルを前記媒体領域の壁に接続するステップをさらに含む、請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
前記バッフルが、横方向バッフルおよび縦方向バッフルの少なくとも一方を含む、請求項２９記載の方法。
【請求項３１】
地上に延びているガス出口管を前記媒体領域の頂部部分に接続するステップと
ベントシステムを前記ガス出口管の先端部に接続するステップと、
前記媒体領域の下方に延びている液体出口管を前記媒体領域の底部分に接続するステップと
をさらに含む、請求項２６記載の方法。
【請求項３２】
前記媒体領域内にガススペース領域を設けるステップであって、前記ガス出口管が前記ガススペース領域に流体接続されているステップをさらに含む、請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
前記媒体領域内に位置している下部排出管を前記排出管の先端部に接続するステップと、
前記媒体領域の頂部部分に沿って位置している上部ガス出口管を前記ガス出口管に接続するステップと
をさらに含む、請求項３１記載の方法。
【請求項３４】
前記媒体の粒体寸法を変化させるステップであって、前記媒体の粒体寸法が、前記下部排出管と前記上部ガス出口管の間の流路に沿って減少するステップをさらに含む、請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
前記上部ガス出口管の下部表面と、前記下部排出管の下部表面および上部表面とに穴を設置するステップと、
前記上部ガス出口管を、前記媒体領域の前記頂部部分に沿って水平に延ばすステップと、
前記下部排出管を前記媒体領域の底部分に沿って水平に延ばすステップと
をさらに含む、請求項３３記載の方法。
【請求項３６】
前記バッフルがバッフルセルを画定する方法であって
前記媒体領域の下部高さに位置するバッフルセルの底部表面に沿って、排液接続部を設けるステップを
さらに含む、請求項２９記載の方法。
【請求項３７】
前記媒体領域の下方に勾配付き排液路を設けるステップと、
前記勾配付き排液路を前記液体出口管に流体結合するステップと、
前記勾配付き排液路の下方にドラムを設けるステップと、
前記ドラムを前記勾配付き排液路に流体結合するステップと
をさらに含む、請求項３１記載の方法。
【請求項３８】
前記媒体領域が２つ以上の金属タンクを含む方法であって、
第１のマニホールド管を使用して前記金属タンクの入口接続部を流体接続するステップと、
第２のマニホールド管を使用して前記金属タンクの出口接続部を流体接続するステップと
をさらに含む、請求項３１記載の方法。
【請求項３９】
前記媒体領域の上方で、かつ地上に処理システムを設けるステップであって、前記処理システムがポンプ／処理システムであるステップと、
前記処理システム内に処理媒体を設置するステップであって、前記処理媒体が活性化アルミナおよびフミン酸塩の少なくとも一方を含むステップと
をさらに含む、請求項２６記載の方法。
【請求項４０】
放射性物質を、前記１次格納容器構造から前記媒体領域まで転送するステップをさらに含む、請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
例示実施形態は、一般的には軽水型原子炉（ＬＷＲ）に関し、より具体的には重大事故時に１次格納容器からの放射性物質を捕獲するシステムおよび方法に関する。このシステムは、監視または外部電力の供給を必要とすることなく長期間にわたりシステムを運転できるように、受動型としてもよい。このシステムは、フィルタ付きベントシステム（filtered venting system）または「フィルタ付きベント（filtered vent）」と見なしてもよい。
【背景技術】
【０００２】
原子力事故の間に、軽水型原子炉（ＬＷＲ）は、主として１次格納容器構造３（図１を参照）に頼って、放射性物質（ガス、液体および粒子）が周辺環境に放出されるのを防いでいる。しかしながら、現代史における３つの重大な原子力事故（チェルノブイリ、スリーマイルアイランド、フクシマ）においては、原子力プラントの１次格納容器構造からの放射性物質の放出を伴った。現行の産業標準も、「強化ベント（hardened vent）」管を使用することによって、放射性エアロゾルの放出を防止するとともに、「フィルタベント」を使用することによってヨウ素が大気中に進入するのを防止するように規定している。そのようなフィルタでは、従来から、排出ガスが装置を通過して流れるときに放射性物質を洗浄するチャコールフィルタリング（charcoal filtering）を備える、湿式洗浄システムが使用されている。しかしながら、放射性汚染物質をフィルタリングすることのできる地上フィルタ装置は高価であるとともに、（ＨＥＰＡフィルタまたはチャコールベントフィルタが過負荷になるとき、）放射性物質の捕獲を保証できない場合があり、そのような場合にそのような物質は、拡散と広範囲の環境汚染を生じることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５２９５１７０号明細書
【発明の概要】
【０００４】
例示実施形態は、商用軽水型原子炉（ＬＷＲ）に応用することのできる、放射性物質を受動式に捕獲するシステムおよび方法を提供する。この捕獲システムは現場に配置して、１次格納容器から放出されることのある、放射性物質（ガス、液体および粒子）の吸収を制御する、地下媒体（below-grade media）を含めてもよい。より重大な事故、例えば大気中への放射性物質の直接的な放出を生じる可能性のある、爆発および／または１次格納容器への起り得る構造損傷を回避するために、１次格納容器からの放射性物質の放出を実行して、原子炉圧力容器（ＲＰＶ）およびＬＷＲの１次格納容器の圧力を低減する場合がある。
【０００５】
例示実施形態は、放射性毒素を地下に捕獲して大規模な現場放出を予防または軽減することによって、（連邦規則集第１０巻、第１００条（Title 10 of Code of Federal Regulation Article 100）による）法的義務と非居住区域の範囲を低減することができる。ＬＷＲの安定化に続いて、地下捕獲システムは、ポンプ／処理工程（pump-and-treat process）によって、放射性物質を濃化してもよい。したがって、例示実施形態の機構は、設計基準を超える事象が発生する間に抑制のされない放出が起こるのを防止する、大容量、地下、受動式格納容器の過圧防御を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
例示実施形態の上記およびその他の特徴および利点は、添付の図面を参照して例示実施形態を詳細に説明することによってより明白になるであろう。添付の図面は、例示実施形態を描写することを意図したものであり、特許請求の範囲の意図する範囲を限定するものと解釈すべきではない。添付の図面は、明示的に注記しない限りは、実寸通りには描かれていないものと見なすべきである。
【図１】例示実施形態による、捕獲システムの図である。
【図２】例示実施形態による捕獲システムの地下媒体領域の詳細図である。
【図２Ａ】例示実施形態による、図２の上部ガス出口管部分の詳細図である。
【図２Ｂ】例示実施形態による、図２のゴムライナーの詳細図である。
【図２Ｃ】例示実施形態による、図２の下部排出管部分の詳細図である。
【図３】例示実施形態による、捕獲システムの別の地下媒体領域構成の詳細図である。
【図３Ａ】例示実施形態による、図３のバッフルの詳細図である。
【図４】例示実施形態による、捕獲システムの別の地下媒体領域構成の詳細図である。
【図４Ａ】図４の捕獲システムによって示すように、互いに並列にマニホールド連結された一連のタンクの斜視図である。
【図５】例示実施形態による、捕獲システムの処理設備の図である。
【図６】例示実施形態による、別の捕獲システムである。
【図７】例示実施形態による、捕獲システムの別の地下媒体領域構成の詳細図である。
【図８】例示実施形態による、捕獲システムの別の地下媒体領域構成の詳細図である。
【図８Ａ】例示実施形態による、図８の捕獲システムの地下媒体領域構成の斜視図である。
【図９】例示実施形態による、捕獲システムを製作して使用する方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本明細書においては、詳細な例示実施形態を開示する。しかしながら、本明細書において開示する特定の構造的および機能的な詳細は、単に、例示実施形態を説明する目的だけのものである。しかしながら、例示実施形態は、多数の代替形態で具現化してもよく、本明細書に記載の実施形態だけに限定されるものとは解釈すべきではない。
【０００８】
したがって、例示実施形態は様々な修正形態および代替形態が可能であるのに対して、それらの実施形態を、例示として図面に示し、本明細書において詳細に説明する。しかしながら、例示実施形態を、開示する特定の形態に限定するものではなく、それとは逆に、例示実施形態は、例示実施形態の範囲に入る、すべての修正形態、均等形態、および代替形態をその範囲に含むものである。図の説明を通して、同一の番号は同一の要素を指している。
【０００９】
第１、第２、その他の用語を、本明細書において様々な要素を記述するのに使用するが、これらの要素は、これらの用語によって限定されるものではない。これらの用語は、１つの要素と他の要素を区別するためにだけ使用される。例えば、第１の要素は、第２の要素と呼んでもよく、また同様に、第２の要素は、例示実施形態の範囲から逸脱することなく、第１の要素と呼んでもよい。本明細書において使用する場合には、「および／または」という用語は、関連する列挙項目の１つまたは２つ以上の任意かつすべての組合せを含む。
【００１０】
ある要素が、他の要素に「接続」または「結合」されていると言及するときには、その要素は、その他の要素に直接的に接続もしくは結合されているか、または介在する要素が存在してもよい。対照的に、要素が「直接的に接続」または「直接的に結合」されていると言及するときには、介在する要素は存在しない。要素間の関係を説明するのに使用するその他の言語は、同様にして解釈されるべきである（例えば、「〜の間（between）」対「直接、〜の間に（directly between）」、「隣接する」対「直接、隣接する」、その他）。
【００１１】
本明細書において使用する用語は、特定の実施形態を説明する目的だけのものであり、例示実施形態を限定することを意図するものではない。本明細書において使用する場合には、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈がそうでないことを明確に示さない限り、複数形も含めることを意図している。「備える（comprises）」、「備えている（comprising）」、「含む（includes）」および／または「含んでいる（including）」という用語は、本明細書において使用する場合には、示された特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を明示するが、１つまたは２つ以上のその他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらの群の存在または追加を除外しない。
【００１２】
また、いくつかの代替的な実現形態においては、記述する機能／動作は、図に記述する順序から外れて行われることがあることに留意されたい。例えば、連続して示す２つの図は、関係する機能／動作に応じて、実際には、実質的に同時に、または時には逆の順序で実行してもよい。
【００１３】
図１は、捕獲システム１００の図である。捕獲システム１００は、特に、重大なプラント事故によって燃料被覆隔壁１の故障が生じた場合に、１次格納容器３内部の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）２から圧力を開放するのに使用してもよい。放射性物質（ガス、液体および核分裂生成物）をＲＰＶ２から放出することによって、さらに重大なプラント事故を回避するために、１次格納容器３の構造的な完全性を保つことができる。この捕獲システムには、天然地質媒体１３から掘削して、地面１２の下に設置してもよい、大きなオンサイト媒体領域４を含めてもよい。この媒体領域４は、本明細書においてさらに詳細に述べる媒体４ａで充填してもよい。媒体４ａは、放射性物質の媒体材料との吸着、吸収および／または反応を助けて、プラント要員および公衆を放射性物質の影響から遮蔽している間に、放射性物質に（現場で）崩壊する期間を与える。
【００１４】
捕獲システム１００には、ＲＰＶ２および１次格納容器３の部分を媒体領域４に接続する、放射性捕獲排出配管５を含めてもよい。排出バルブ６を使用して、放射性物質を媒体領域４に放出するのを可能にしてもよい。ベントシステム７を、ガス出口管１４を介して媒体領域４に接続して、ガス圧力を大気中に開放して、媒体領域４の圧力を低減してもよい。ベントシステム７は、フィルタ付きの強化格納容器ベントとするか、または、気相の放射性物質を大気中に放出する前にフィルタリングする、その他のそのような周知のシステムとしてもよい。ベントシステムにはまた、安全開放弁、ラプチャーディスク（rupture disc）、または破裂ディスク（bursting disc）を含めもてよい。
【００１５】
媒体４ａを介してフィルタリングされた液体を排液するために、液体出口管１５および液体出口バルブ１５ａを、媒体領域４の底部分の近くに含めてもよい。臨時ポンプ／処理システムのような、処理システム８を、地面１２の上に設けてもよい。臨時処理システム８は、重大な事故を安定化させたのに続いて、一時的に設置してもよい。臨時の処理システム８には、処理液体を処理入口管１０を介して媒体領域４中に圧送する、ポンプ９を含めてもよい。処理液体を媒体領域４中に圧送することによって、媒体領域４は満杯となり、加圧されて、本明細書においてさらに詳細に説明するように、さらなる処理と中和化のために、処理排出管１１が処理液体を処理システム８中へ排出することを可能にしてもよい。
【００１６】
図２は、捕獲システム１００の地下媒体領域４の詳細図である。媒体領域４には、様々な粒状寸法の媒体４を含めてもよい。具体的には、媒体４ａの粒体寸法は、媒体領域４によって画定される、放射性物質の流路に沿って、漸進的に小さくしてもよい（大きい媒体粒体４ａ１から、比較的小さい粒体４ａ２、小さい粒体４ａ３へ、さらに細かい粒体４ａ４へと変わる）。例えば、大きい媒体粒体４ａ１は、媒体領域４の底部分を裏張りする、岩としてもよく、これに対して、細かい粒体４ａ４は砂としてもよい。岩と砂の間の媒体４ａ２／４ａ３は、岩と砂の間の粒径を有する媒体としてもよい。媒体４ａは、樹脂、シリカ、ビーズ、石、またはその他の捕獲剤としてもよい。媒体４ａ粒体寸法を変えることによって、（排出管５を介して）媒体領域４中に排出された放射性物質は、放射性物質が地面１２に接近するにつれて、（低吸収から高吸収までの）様々なレベルの吸着／吸収を受ける。
【００１７】
図２Ｃは、例示実施形態による、図２の下部排出管部５ａの詳細図である。具体的には、排出管５には、媒体領域４の底部分に沿って水平に延びる、下部排出管部分５ａを含めてもよい。下部排出管部分５ａには、ガス２０が脱出して前記管部分５ａの上にも上昇することを可能にする、前記管部分５ａの上の穴５ａ１を含めてもよい。放出されたガス２０は、媒体４ａを通過して上昇して、様々な媒体グレード（４ａ１〜４ａ４）全体を通して吸着／吸収される。下部排出管部分５ａには、排出された液体２１が重力によって管部分５ａから流出することを可能にする、管部分５ａの底部上の穴５ａ２を含めてもよい。
【００１８】
図２Ａは、例示的実施形態による、図２の上部ガス出口管部分１４ａの詳細図である。具体的には、ガス出口管１４には、水平管部分である、上部ガス出口管部分１４ａを含めてもよい。上部ガス出口管１４は、媒体領域４の上部部分の近くで、地面１２の近くに設置してもよい。この水平の管部分１４ａには、上部ガス出口管部分１４ａの下部表面に沿った穴１４ａ１を含めてもよく、この穴１４ａ１は、ガス２０が管部分１４ａに進入して、ガス出口管１４およびベントシステム７を通過して流れることを可能にする。
【００１９】
図２Ｂは、例示的実施形態による、図２のゴムライナー２３の詳細図である。具体的には、放射性物質から環境をさらに保護するために、媒体領域４には、ゴムライナー２３、およびゴムライナー２３の両側に数インチの（砂のような）細かい媒体粒体４ａ４を含めてもよく、このゴムライナー２３は、媒体領域４の周辺において、放射性物質吸着／吸収を増大させることができる。ゴムライナー２３を追加することによって、媒体領域４が、圧力を保持することができるように補助し、このことは、放射性物質を封じ込める上で有利になり得る。
【００２０】
媒体４ａが放射性物質を吸着／吸収することに加えて、２次抑制プール（secondary suppression pool）としての役を果たすように、媒体領域４には、放射性物質を領域４中に放出する前に水を満杯にしてもよい。媒体領域４を満杯にすることによって、追加の放射性物質洗浄をもたらすことに加えて、媒体領域４の加圧速度を低減することになる。
【００２１】
媒体領域４の寸法決め、および媒体領域４内部の媒体４ａの量および表面積の決定は、原子炉の部分的または完全なメルトダウン（すなわち、最悪ケースの原子力事故）に伴う放射性物質に付随する放射能を適切に減少させるために、決定しなくてはならないことを理解すべきである。そのような事象において、以下のサンプル核分裂生成物が、公衆にとって最も関心のあるものである。
【００２２】
【表１】
2014115289.tif 000003
【００２３】
【表２】
2014115289.tif 000004
【００２４】
【表３】
2014115289.tif 000005
最大放射能は、核分裂生成物および格納容器から放出された燃料材料の質量によって決まる。放射性崩壊の過程のために、合計放射能量は、事故の最初の数日内で大幅に減少する。それゆえ、現場の放射性物質の放出を、放射能の初期減少まで保持するという媒体領域４の便益によって、放出を容易に扱うことが可能になる。
【００２５】
典型的なＬＷＲからの核分裂生成物は、すべてが異なる崩壊定数および濃度を有し、７００を超える数となるので、捕獲システム１００の設計は、例えば、The Nuclear Regulatory Commission (NRC) Reg. Guide 3.54, ‘Spent Fuel Heat Generation in an Independent Spent Fuel Storage Installation’ (Revision 1)（米国原子力規制委員会（ＮＲＣ）、規制ガイド３．５４、「独立した使用済燃料貯蔵設備における使用済燃料熱発生」（改訂１））に提示されたデータを使用して容易に計算することのできる、集計崩壊定数（aggregated decay constant）を使用してもよい。放射性物質の崩壊定数、現場気象条件、および放射性物質を保持する捕獲媒体における圧力増加速度を知ることによって、事故中の放射性物質のオフサイト放出を軽減するか、または完全に回避することができる。媒体４ａがシステムの設計限界まで加圧される事態においてでも、捕獲システム１００の設計圧力に応じて、大気中に放出される放射性物質の量が、（捕獲システム１００を使用しない場合の予想される放射性放出と比較して）１００分の１から１０，０００，０００分の１に減少させることができるように、ベント７を介してガスのベントを行ってもよい。
【００２６】
図３は、捕獲システム１００の別の地下媒体領域４構成の詳細図である。媒体領域４は、媒体領域４の寸法を低減するとともにその圧力定格を増大させるために、コンクリート強化壁（または、鋼、ゴム、プラスチック、もしくはその他の好適な材料）を有してもよい。媒体領域４は、様々な粒体寸法（図２と同様に、大きい粒体媒体４ａ１から細かい粒体媒体４ａ４まで）の媒体４ａを収納してもよい。しかしながら、放射性物質が媒体領域４を通過して流れるとき、吸着／吸収のレベルを高くするために、媒体粒体４ａは、垂直ではなく（図２とは逆に）、水平方向に変えてもよい。サンプリングと検査のために、ガススペース領域３６を微細媒体４ａ４の上方に設けてもよい。
【００２７】
図３Ａは、例示実施形態による、図３のバッフル３１の詳細図である。具体的には、バッフル３１は、媒体領域４を通過して放射性物質を流すための蛇行性の経路を提供するバッフルセル（baffle cell）３０を仕切るのに使用してもよい。バッフル３１には、バリヤ被覆３３で包囲された、コンクリート強化鉄筋（concrete reinforced rebar）３２を含めてもよい（または、代替的に、鋼またはゴムのバッフルを使用してもよい）。バッフル３１は、混合と保持の時間を増大させ、それによって放射性物質の吸着／吸収を増大させるために、設けてもよい。各バッフルセル３０の底部には、液体２１を勾配付き排液路３５中へ排液することを可能にする、排液接続部３４を含めてもよい。排液路３５には、液体２１をドラム３８に排液させる、液体出口１５を含めてもよい。重大事故の安定化に続いて、捕獲液体２１をオフサイト除去する前に、ドラム３８を、その後に排出させるか、またはその他の方法で処理してもよい。
【００２８】
図４は、捕獲システム１００の別の地下媒体領域４構成の詳細図である。捕獲システム１００には、水平に対して勾配を付けた金属タンク４２を含めてもよい（すなわち、金属タンク４２が、重力の方向にほぼ垂直である面に対して勾配が付けられている）。タンク４２には、タンク４２内部の媒体として、活性化アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）４１を含めてもよい。タンク４２は加圧状態を維持する能力があるので、放射性物質から希ガスを除去するのにタンク４２を使用してもよい。受動型水素再結合器（passive hydrogen recombiner）４４も、タンク４２内部の危険な水素ガスの蓄積を（触媒を使用して）除去するために、タンク４２の頂部付近に設けてもよい。
【００２９】
タンク４２は、水平からある角度で傾斜させて（すなわち、重力の方向にほぼ垂直な面に対して勾配を付けて）、液体出口管１５をタンク４２の最低高さに接続して、捕獲された液体２１をドラム３８中に排液させてもよい。これによって、液体を、タンク４２内部のガス流および粒子流に逆流して流すことが可能になる。
【００３０】
ベントシステム７には、地面１２の上の要員に圧力情報を提供する圧力ゲージ４３を含めてもよい。この圧力情報に基づいて、プラント要員は、ベントバルブ７ａを開放してタンク４２の減圧を可能にすることができる。
【００３１】
図４Ａは、図４の捕獲システムによって示されている、余分のシステム容量をもたらすために、（図４の捕獲システム１００によって示されるタンク４２と類似の）互いに並列にマニホールド連結された一連のタンクの（４Ａ−４Ａより見た）斜視図である。具体的には、マニホールド配管４７を使用して、タンク入口４６同士を接続してもよい。入口４６寸法は、タンク４２間の流れをバランスさせるために、（排出管５に最も近い最小の入口４６ａから、排出管５から最も遠くに位置する最大の入口４６ｚまで）増大させてもよい。タンク４２のすべてからガスを収集する、共通のベントシステム７を設けてもよい。
【００３２】
図５は、捕獲システム１００の処理設備５０の図である。処理システム５０は、媒体領域４の近くの地面１２の上に存在する、（例えば）常設のポンプ／処理システムとしてもよい。処理システム５０は、媒体領域４に加圧された処理液体を供給する入口管／出口管５４／５５を介して、媒体領域４に接続してもよい。処理システム５０には、出口管５５から戻される処理液体を中和し、フィルタリングするのに使用される、活性化アルミナおよびフミン酸塩などの、処理媒体５１を含めてもよい。処理システム５０によって生成される、安定化された個体廃棄物５２は、長期貯蔵するためにオフサイトに移送してもよい。
【００３３】
図６は、別の捕獲システム１００である。この捕獲システム１００には、水素緩和装置６０を含めてもよい。水素緩和装置６０には、水素の爆燃／デトネーションを制御する、（グロー、スパーク、または触媒点火器、その他などの）点火器、および任意選択の受動式の自己融解再結合器（autolytic recombiner）を含めてもよい。点火器は、制御された、または意図的な爆燃により水素を置換することによって、引火性混合物を緩和するための、故意の点火システムを提供してもよい。点火器６０は、任意選択で、受動式自己融解再結合器を含めてもよい。
【００３４】
図７は、捕獲システム１００の別の地下媒体領域４構成の詳細図である。媒体領域４は、（媒体領域４の寸法を低減するとともに、圧力定格を増大させるために、）コンクリート補強壁を有してもよい。媒体領域４は、代替的に、コンクリート補強壁に対向して、ゴムライナーを使用して構築してもよい。媒体領域４には、縦方向バッフル７２を含めて、放射性物質に対する垂直向きの蛇行性の経路を作成してもよい。バッフル７２は、コンクリート強化鉄筋、薄い鋼板、ゴム、または重大なプラント事故に続いてある期間、放射性物質に耐えることのできる、その他の任意好適な材料としてもよい。バッフル７２は、放射性物質の捕獲と混合を改善するための、流れの逆転および低流量のポケットを可能にする。バッフル７２は、水の排水を促進するために、水平からわずかに勾配を付けてもよい（すなわち、重力の方向にほぼ垂直な面に対して勾配を付けてもよい）。
【００３５】
底部バッフルセル３０には、勾配付き排液路３５中、およびドラム３８中に液体２１を排液する、排液接続部３４を含めてもよい。媒体領域４の底部表面も、（排液接続部３４の方向に）わずかに勾配を付けて、水の排水をさらに促進してもよい。媒体４ａには、最大媒体粒体４ａ１から、最小媒体粒体４ａ３まで、変わる媒体粒体を含めて、放射性物質が媒体領域４を通過して流れるときに、吸着／吸収を増大させてもよい。ガススペース領域３６も、サンプリングおよび検査のために、ベントシステム７の近くに含めてもよい。
【００３６】
図８は、捕獲システム１００の別の地下媒体領域４構成の詳細図である。媒体領域４には、縦方向バッフル８４および横方向バッフル８２を含み（それによって図３および７の特徴を組み合わせて）、放射性物質に対して特に蛇行性流路８６を設けてもよい。バッフル８２／８４は、コンクリート強化鉄筋、鋼、ゴム、またはその他の好適な材料としてもよい。縦方向および横方向のバッフル８４／８２の蛇行性の性質によって、放射性物質の捕獲を改善するとともに混合を改善するための、流れの逆転および低流量に対するポケットが可能になる。
【００３７】
媒体領域４には、コンクリート補強壁、ゴム、鋼、または（コンクリートまたは鋼は、捕獲システム１００の加圧を可能にする際により効果的であることを理解した上で、）その他の好適な材料を含めてもよい。（水平から）勾配の付いた排液路３５およびドラム３８を設けてもよい。縦方向バッフル８４および媒体領域４のフロアも、（水平から）勾配を付けて、水の排水を促進してもよい。ガススペース領域３６を、サンプリングと検査のために、含めてもよい。
【００３８】
媒体領域４内部の媒体４ａは、排出管５に最も近い媒体４ａ１が、最大の粒体を有し、ベントシステム７に最も近い媒体４ａｎが、最小の粒体寸法を有するように、様々な粒体寸法を有してもよい。これによって、放射性物質が、媒体領域４を通過して移動するときに、放射性物質を、高いレベルで吸着／吸収させることができる。
【００３９】
図８Ａは、図８の捕獲システム１００の地下媒体領域４構成の（８Ａ〜８Ａで見た）の斜視図である。図８Ａは、横方向バッフル８２のまわりを動く、蛇行性流路８６を示す。
【００４０】
図９は、捕獲システムを製作して使用する方法のフローチャートである。ステップＳ９０において、この方法には、原子炉の１次格納容器構造の近くに、地下媒体領域を掘削するステップを含めてもよい。ステップＳ９２において、この方法には、媒体領域を媒体で充填するステップを含めてよい。ステップＳ９４において、この方法には、排出管を介して媒体領域に１次格納容器を流体接続するステップを含めてもよい。最終的に、ステップＳ９６において、この方法には、第１次格納容器から媒体領域中に放射性物質を転送するステップを含めてもよい。これらの方法ステップは、図１〜８Ａに示す例示実施形態のいずれにも適用してもよい。
【００４１】
なお、図１〜９に示す（とともに上述した）例示実施形態の特徴は、互いに組み合わせてもよいことを理解されたい。例えば、例示実施形態は、ガスベントシステムのいずれか、臨時または常設の処理システムのいずれか、および液体排液システムのいずれかと組み合わせてもよい。
【００４２】
以上、例示実施形態について記述したが、これらを様々な方法で変形することができることは明白である。そのような変形形態は、例示実施形態の意図する趣旨と範囲から逸脱するものとは見なさず、当業者には明白である、そのような修正形態のすべては、添付の特許請求の範囲の範囲内に含めることを意図している。
【符号の説明】
【００４３】
１  燃料被覆隔壁
２  原子炉圧力容器（ＲＰＶ）
３  １次格納容器
４  媒体領域
４ａ  媒体
５  放射性捕獲排出配管
５ａ  下部排出管部分
６  排出バルブ
７  ベントシステム
７ａ  ベントバルブ
８  処理システム
９  ポンプ
１０  処理入口管
１１  処理排出管
１２  地面
１３  天然地質媒体
１４  ガス出口管
１４ａ  上部ガス出口管部分
１５  液体出口管
１５ａ  液体出口バルブ
２０  ガス
２１  液体
２３  ゴムライナー
３０  バッフルセル
３１  バッフル
３２  コンクリート強化鉄筋
３３  バリヤ被覆
３４  排液接続部
３５  排液路
３６  ガススペース領域
３８  ドラム
４１  活性化アルミナ
４２  金属タンク
４３  圧力ゲージ
４４  受動型水素再結合器
４６  タンク入口
４７  マニホールド配管
５０  処理設備
５１  処理媒体
５２  個体廃棄物
５４  入口管
５５  出口管
６０  水素緩和装置
７２  縦方向バッフル
８２  横方向バッフル
８４  縦方向バッフル
８６  蛇行性流路
１００  捕獲システム
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図８Ａ】
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【図９】
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【外国語明細書】
2014115289000001.pdf