(57)【要約】【課題】放射性廃棄物の保管を少量単位にして移動、場所替え及び保管性等を向上させ、且つ放射線量を低減することが可能な放射性廃棄物保管用容器を提供する。【解決手段】放射性廃棄物保管用容器１は、収容体２と、収容体２の所定部分に充填される放射線遮蔽材３とを備えて構成されている。収容体２は、放射性廃棄物を収容する内容器４と、放射線遮蔽材３を収容するために内容器４の周囲を取り囲むようにして設けられた外容器５を備える。そして、放射線遮蔽材３はブラウン管を破砕して得られた鉛ガラスレットであり、この鉛ガラスレットが収容体２の内容器４と外容器５との間に充填される。【選択図】図１
2014001962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部が開口した有底筒体の収容体であって、放射性物質を含む廃棄物を収容するための内容器と、前記内容器に収容された前記廃棄物から放射される放射線を遮蔽する放射線遮蔽材を収容するために前記内容器の周囲を取り囲むようにして設けられた外容器とを備えた収容体と、
前記開口部を閉塞する蓋体と、
を備えていることを特徴とする放射性廃棄物保管用容器。
【請求項２】
請求項１に記載の放射性廃棄物保管用容器において、
前記放射線遮蔽材は、ブラウン管を破砕した鉛ガラスレットであり、前記鉛ガラスカレットを前記内容器と外容器の間に充填したことを特徴とする放射性廃棄物保管用容器。
【請求項３】
請求項２に記載の放射性廃棄物保管用容器において、
さらに、前記収容体の底部及び前記開口部を閉塞するようにして前記鉛ガラスカレットを配置したことを特徴とする放射性廃棄物保管用容器。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の放射性廃棄物保管用容器において、
前記鉛ガラスカレットは、所定量を充填して密封したものを連続させた連続包装とされていることを特徴とする放射性廃棄物保管用容器。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の放射性廃棄物保管用容器において、
前記収容体は、鋼板、ステンレス、合成樹脂又は硬質発泡スチロールのいずれかによって形成したことを特徴とする放射性廃棄物保管用容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性廃棄物保管用容器に関し、さらに詳しくは、放射性物質によって汚染された土地や道路、建造物等を除染した除染水を凝集沈殿させて得られた放射性物質を含む処理物（放射性廃棄物）を保管して放射線を外部に漏らさないように遮蔽するのに好適な放射性廃棄物保管用容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
２０１１年３月１１日に発生した東日本大震災は地震による家屋の倒壊や津波による壊滅的被害を与えたのみではなく、福島第一原子力発電所の事故による放射性物質の拡散という深刻な被害をもたらした。震災発生から１年あまりが経過しようとしている現在においても復興・復旧は遅々として進んでいない。これは、原発事故による放射性物質の拡散によって汚染地域への立ち入りが制限されていることや放射線という目に見えない汚染に対する対処が十分でないためである。
【０００３】
放射性物質による汚染に対しては放射性物質を洗浄によって除去する、いわゆる「除染」が行われる。従来の除染は、放射性物質が付着していると思われる土地や道路あるいは建造物等に高圧洗浄水を噴射して放射性物質を洗い流すことによって行われていた。
【０００４】
除染には後工程があり、高圧洗浄工程の後には放射性物質を含む土砂等をすくい取ったり、かき集めるなどして所定の場所へ保管する保管処理が伴う。しかしながら、除染後の洗浄水や土壌を単に容器内に保管しただけでは外部に漏れる放射線による影響があるため、人の立ち入りを制限し、且つ、放射性物質が地下に浸透しないようにビニールシートを敷く等の処理を行う必要がある。そして、放射性物質を含む処理物の上部から放射線が拡散するのを防止するためにさらに土砂等で処理物の表面を覆う必要がある。
【０００５】
ここで、汚染地域から撤去（回収）した汚染物質に対して何らかの手段によって除染を行う技術としては、例えば、特許文献１，２がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０７−１６７９９２号公報
【特許文献２】特開２００１−０２１６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、除染地域から撤去した土砂等の放射性廃棄物を地上に露出させた状態で保管しようとすると、放射線量を低減できず、人等の生物の接近を厳しく管理しなければならないという問題がある。
【０００８】
また、現状では、放射性廃棄物を少量単位で保管することが難しく、移動、場所替え、管理等が容易に行えないという問題がある。
【０００９】
さらに、従来の放射性廃棄物を収容するための容器としては、タングステン内縫シートによるフレキシブルコンテナや鉛板を貼付したものが利用されているが、いずれも高価であり、しかも貴重な資源が使われてしまうという問題があった。
【００１０】
そこで、放射性物質を含む処理物（放射性廃棄物）の保管を少量単位として移動、場所替えを容易にすると共に、保管性等を向上させ、且つ、低コストで、放射線量を低減することが可能な放射性廃棄物保管用容器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】
【００１１】
上記課題を解決するため請求項１に記載の本発明は、上部が開口した有底筒体の収容体であって、放射性物質を含む廃棄物を収容するための内容器と、前記内容器に収容された前記廃棄物から放射される放射線を遮蔽する放射線遮蔽材を収容するために前記内容器の周囲を取り囲むようにして設けられた外容器とを備えた収容体と、前記開口部を閉塞する蓋体とを備えていることを特徴とする放射性廃棄物保管用容器を提供する。
【００１２】
上記課題を解決するため請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の放射性廃棄物保管用容器において、前記放射線遮蔽材は、ブラウン管を破砕した鉛ガラスレットであり、前記鉛ガラスカレットを前記内容器と外容器の間に充填したことを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決するため請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の放射性廃棄物保管用容器において、さらに、前記収容体の底部及び前記開口部を閉塞するようにして前記鉛ガラスカレットを配置したことを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決するため請求項４に記載の本発明は、請求項２又は３に記載の放射性廃棄物保管用容器において、前記鉛ガラスカレットは、所定量を充填して密封したものを連続させた連続包装とされていることを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決するため請求項５に記載の本発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の放射性廃棄物保管用容器において、前記収容体は、鋼板、ステンレス、合成樹脂又は硬質発泡スチロールのいずれかによって形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る放射性廃棄物保管用容器によれば、少量単位に放射性廃棄物を保管でき、且つ、移動、場所替え及び保管性等を向上させながら放射線量を低減することができるという効果がある。
【００１７】
また、本発明に係る放射性廃棄物保管用容器によれば、従来よりもコスト大幅に低減することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）は本発明に係る放射性廃棄物保管用容器の斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は他の実施形態の断面図である。
【図２】放射線遮蔽材集合体の正面一部断面図である。
【図３】除染システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係る放射性廃棄物保管用容器の好ましい一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１（ａ）は本発明に係る放射性廃棄物保管用容器の斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は他の実施形態の断面図である。
【００２０】
図示された放射性廃棄物保管用容器１は、例えば、放射性物質によって汚染された地域において行われた除染作業によって発生した除染水を回収し、この除染水を凝集沈殿処理して得られた放射性廃棄物を含む凝集沈殿物（放射性廃棄物）１９を収納する等のために好適に用いられるものである。尚、沈殿物の生成方法及びそのシステムについては後述する。
【００２１】
放射性廃棄物保管用容器１は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、概略として、強度及び耐腐食性を備えた材料によって二重構造に形成された収容体２と、収容体２の内壁に沿って所定の厚みに詰められる放射線遮蔽材３とを備えて構成されている。強度及び耐腐食性を備えた材料としては、例えば、冷延鋼板（ＳＰＣＣ等）、ステンレス（ＳＵＳ）又は合成樹脂がある。これらの材料によって形成することで従来のようなタングステン内縫シートによるフレキシブルコンテナや鉛板を貼付したものよりも収容缶２を低コストで製造することができる。また、さらなる低コスト化を図るために、硬質発泡スチロールを用いて収容体２を形成することができる。硬質発泡スチロールは軽く取り扱いも容易である。
【００２２】
収容体２は、図１（ｂ）に示すように、内容器４と外容器５とが同心円となるように配置された構造とされている。そして、内容器４及び外容器５の上部は開口される一方、内容器４及び外容器５の底部はいずれも共通の連結部材７によって閉鎖されている。さらに、外容器５の外側上部には把手５０が取り付けられており、持ち運びの便を図っている。そして、内容器４内の収納スペース６には放射性廃棄物、例えば、上述したような除染工程の最終段階で生成された沈殿物が収納され、内容器４の周囲を取り囲むようにして設けられた外容器５との間の空間には放射線遮蔽材３が充填される。
【００２３】
また、他の実施形態として、図１（ｃ）に示すように、収容体２の底部と、収容体２の開口部を閉塞するようにして放射線遮蔽材３を配置した構成とすることもできる。この場合、底部と開口部に配置する放射線遮蔽材３は、初めに底部に敷き詰めた後、沈殿物を収容し、収容した沈殿物の上にさらに放射線遮蔽材３を被せるようにしても、収容体２の底部及び開口部の内径に合わせて放射線遮蔽材３を円盤状に形成したものを配置することもできる。尚、底部と開口部に配置する放射線遮蔽材３の厚さは連結部材７の幅サイズとほぼ同様とすることが好ましい。
【００２４】
放射線遮蔽材３は放射線を遮蔽する効果のある物質、例えば、鉛や鉛を含む（又は混在した）物質である。しかし、鉛自体は蓄電池の主要な材料である等、有効な資源であり高価である。そこで、本発明者らは鉛が用いられているアナログテレビジョン時代の代表的なディスプレィであったブラウン管に着目した。日本では２０１１年に地上デジタル放送（所謂、地デジ）が本格的に開始されたため、表示器にブラウン管を用いていたアナログのテレビ受像機が大量にリサイクルされている。このブラウン管には鉛を１０〜２５％含むファンネルと呼ばれる部分があり、この鉛がブラウン管処理の課題になっている。ブラウン管を砕いた鉛ガラスレット（ガラス破砕屑）は安価で良質な放射線遮蔽材である。
【００２５】
平成２３年７月２５日の独立行政法人物質・材料研究機構の報告によれば、鉛ガラスカレットの厚みを約５５ｃｍにすると放射線を１／１００にできることを確認した。これは約９ｃｍの厚みの鉛の遮蔽能力に相当する。また、ブラウン管の粉砕時に生じるガラス粉（ビリガラス）と粉砕カレットを混合して密度を高めると約４０ｃｍの厚さで放射線を１／１００に低減できることも分かった。また、ビリガラス粉を重量６６％の配合でシリコン樹脂に練り込んだ材料は２８．５ｃｍの厚さで、放射線を１／１０に減らせることも分かった。これは厚み４．４ｃｍの鉛板に相当する遮蔽能力である。尚、鉛ガラスカレットの粉砕物の大きさとしては約１０ｍｍ以下（０．１〜１０ｍｍ程度）とするのが好ましい。また、鉛ガラスカレットとセメント（好ましくは強度発現の早い超早強セメント）、細骨材、ＦＣ剤及び水を加えて混合し、成形、固化させることにより、鉛の経年劣化による溶出抑制効果をより向上させることができる。
【００２６】
放射線遮蔽材３としての鉛ガラスカレットを内容器４の周囲を取り囲むようにして設けられた外容器５との間の空間に直接充填しても良いが、所定量の鉛ガラスカレットを充填して密封したものを連続させた連続包装としたものを充填するようにすることもできる。すなわち、図２に示すように、所定量の鉛ガラスカレットを一方側の開口部を閉塞したビニールホースのような包装体に鉛ガラスカレットを収容し、所定間隔で包装体を融着することにより個包装化した収納袋９を連続させて放射線遮蔽材集合体８としたものを用いることで粉砕した鉛ガラスカレットを作業者が直接触れることが防止されるので思わぬケガを防ぐことができると共に、取り扱いも容易となる。
【００２７】
また、放射性廃棄物保管用容器１の市販に際しては、収容体２と放射線遮蔽材３とを分離した状態で販売し、ユーザが現場で収容体２内に充填する販売形態であってもよい。そして、使用に際しては、融着部を鋏等で適宜カットすることにより収容体２の大きさに応じて１袋単位で使用することができる。また、小分けした放射線遮蔽材３を融着部で連結した構成により、袋等に個別に収納した場合に比べ、持ち運び及び保管が容易になる。
【００２８】
収容体２の上部開口部には開口面を閉塞するための蓋体２ａが取り付けられる。蓋体２ａの周囲には収容体２の上部開口部の縁部に密接し、「てこ」の原理により密閉可能なバンド部材が設けられている。また、蓋体２ａの上面には収容体２の底面を保持する凹部が形成されており、積み重ねた放射性廃棄物保管用容器１が横ずれして崩れることを防止するようになっている。
【００２９】
［除染システム］
ところで、内容器４内に保管される放射性廃棄物１９は、例えば、以下に説明する除染システムによって除染地域から回収したものが収容される。図３は放射性廃棄物を回収する除染システムの構成を示す概略図である。図示された除染システム１０は、概略として、噴射水及びバキューム吸引によって除去対象領域（道路、グランド、工場用地、整地等）を洗浄して除染する洗浄車１１と、バキューム吸引によって洗浄車１１内の図示しない貯水タンクに取り込まれた除染水Ｗをホース１２を介して一時的に収容する洗浄水保管用タンク１３と、洗浄水保管用タンク１３に設けられた排出用のポンプ１４と、ポンプ１４によりホース１５を介して移送された洗浄水保管用タンク１３内の除染水Ｗと除染水処理用凝集沈殿剤Ｓとを混合する撹拌機１６ａを備えた処理槽１６ｂ及び除染水処理用凝集沈殿剤Ｓによって除染水Ｗ中の固形分の固液分離を行う固液分離槽１６ｃとを備えた処理装置１６と、固液分離槽１６ｃで分離した沈殿物（放射性廃棄物）１９を図示しない濾布によって濾過することにより処理水を吸引して移送するバキュームレータ１７と、バキュームレータ１７によって供給される処理水を貯留する処理水槽１８とを備えて構成されている。
【００３０】
洗浄車１１は、四つの車輪１１ａ，１１ａによって走行する車体１１ｂの前部に一対の回転ブラシ１１ｃ，１１ｃが取り付けられている。また、車体１１ｂには、回転ブラシ１１ｃ，１１ｃに洗浄水を供給するための水を収容している水タンク、該水タンクからの散水に伴って回転ブラシ１１ｃ，１１ｃの近傍に生じた除染水を吸引するバキューム機構、及び該バキューム機構によって回収された除染水を収容する回収タンク（いずれも図示せず）が搭載されている。
【００３１】
洗浄水保管用タンク１３は洗浄車１１の回収タンクからの除染後の除染水Ｗを一時的に保管するための水槽であり、例えば１〜５ｍ３程度の容積を有している。また、処理装置１６は、洗浄水保管用タンク１３から移送された処理槽１６ｂ内の除染水Ｗに後述する除染水処理用凝集沈殿剤Ｓを添加し、撹拌機１６ａによって混合することによって処理水と沈殿物１９とに分離し、固液分離槽１６ｃ内で放射性物質を含む固形分を沈殿物１９として凝集沈殿させ、固液分離させる装置である。
【００３２】
撹拌機１６ａはプロペラ翼、パドル翼等が回転することにより除染水Ｗと除染水処理用凝集沈殿剤Ｓとを十分に撹拌混合する機器であり、充分に撹拌された除染水Ｗと除染水処理用凝集沈殿剤Ｓは処理槽１６ｂの下部中心から固液分離槽１６ｃ内に落下する。固液分離槽１６ｃ内では時間の経過とともに下部に沈殿物（放射性廃棄物）１９が凝集沈殿し、濁っていた除染水Ｗは次第に透明となる。この透明な処理水は図示しない濾布によって濾過することによりバキュームレータ１７によって処理水槽１８に送られる。処理水槽１８に回収された水は一定量が溜まると洗浄車１１の水タンクに移送される。処理水槽１８内の水は側溝等に廃棄することも、放射性廃棄物を含まないので次回の除染に再利用することもできる。
【００３３】
［除染水処理用凝集沈殿剤Ｓの成分］
ここで、上記した除染水処理用凝集沈殿剤Ｓについて説明する。除染水処理用凝集沈殿剤Ｓは、例えば、Ｐａｒａｃｈｌｏｒｅｌｌａ  ｓｐ．ｂｉｎｏｓを乾燥させたバイノスパウダー、硫酸アルミニウム、珪藻土、アルギン酸ナトリウム、石膏及び／又は炭酸ナトリウム、ソーダー灰等アルカリ物質、高分子フロック剤（カチオン系、アニオン系及び／又はノニオン系のいずれか含む）の８成分を含むものである。
【００３４】
［除染方法］
次に、図３を参照して除染方法を説明する。道路等の汚染された除染対象地域を洗浄車１１の回転ブラシ１１ｃ，１１ｃを回転させながら路面（地面）をブラッシングしつつ、回転ブラシ１１ｃ，１１ｃに向けて散水する。この作業によって発生した除染水Ｗをバキューム吸引しつつ所定の範囲を除染する。その過程でバキューム吸引された除染水Ｗは洗浄車１１の回収タンクに回収される。洗浄車１１の除染水Ｗの回収タンクが満杯になったら洗浄車１１の回収タンク内の除染水Ｗを洗浄水保管用タンク１３へ送水する。洗浄水保管用タンク１３内に所定量の除染水Ｗが貯留された段階で、作業者はポンプ１４を稼働させ、ホース１５を介して処理装置１６へ除染水Ｗを供給する。
【００３５】
処理装置１６では、除染水Ｗと除染水処理用凝集沈殿剤Ｓとを撹拌混合して固形分の凝集沈殿処理が行われる。処理槽１６ｂ内において洗浄水保管用タンク１３から供給された除染水Ｗに対し、自動または手動によって除染水処理用凝集沈殿剤Ｓを添加して除染水Ｗとの混合が行われる。除染水処理用凝集沈殿剤Ｓを添加して除染水Ｗとの混合が行われると沈殿物１９が凝集沈殿し、その上に透明な処理水が滞留する。この状況になったことを確認したら固液分離槽１６ｃ内に落下させる。固液分離槽１６ｃ内では沈殿物１９と処理水とを図示しない濾布を用いて濾過し、濾過された処理水はバキュームレータ１７によって固液分離槽１６ｃからホース３９ａ，３９ｂを介して処理水槽１８に移送する。そして、処理水槽１８に回収された処理水は一定量が溜まると洗浄車１１の水タンクに再び供給して放水に再利用される。このように、放射性物質を含まないので次回の除染に再利用することも、側溝等に廃棄することもできる。
【００３６】
そして、濾布１６ｂ内に残された凝集沈殿物１９は作業者によって放射性廃棄物保管用容器１へ収容して蓋体４０によって密閉されて所定の場所で保管される。放射性廃棄物保管用容器１の内容器４と外容器５との間には、予め放射線遮蔽材３が充填されているので放射性廃棄物内に存在する放射性物質からの放射線は放射線遮蔽材３によって遮蔽される。
【００３７】
［実施形態の効果］
以上のように、本実施形態に係る放射性廃棄物保管用容器１によれば、収容体２の内容器４と外容器５との間に鉛ガラスカレットによる放射線遮蔽材３を充填し、その中に除染水Ｗを濾過して得られた凝集沈殿物（放射性廃棄物）１９を非透水性の袋に収納することにより、凝集沈殿物（放射性廃棄物）１９が発する放射線をローコストで軽減することができるという効果がある。
【実施例１】
【００３８】
上記した除染システムを用いて上記した除染方法を実施することによって得られた凝集沈殿物１９を放射性廃棄物保管用容器１に収容して放射線量を測定した結果を以下に示す。
放射性廃棄物保管用容器１は、冷延鋼板（ＳＰＣＣ等）を用いたものを用意した。具体的には、収容体２の開口部の直径が２８．５ｃｍ（内容器４の開口部の直径が２０ｃｍ）、厚みが４２．５ｍｍで、高さが２９ｃｍであり、内容器４と外容器５との間に放射線遮蔽材３としての鉛ガラスカレットを約１８ｋｇ充填したものを用いた。また、内容器４と外容器５との間の幅が２７．５ｍｍと、４２．５ｍｍのものを用意した。
また、内容器４には凝集沈殿物１９を非透水性の袋内に約１０ｋｇ収容し、蓋体２ａによって密封した。その結果を表１に示す。
また、放射線遮蔽材３である鉛ガラスカレット１００重量部に超早強セメント３７重量部、細骨材７７重量部、ＦＣ剤２．３重量部、水１６重量部を加えて得られた遮蔽物Ｃによって、底部及び周壁部の厚さが４．５ｃｍ、上部開口部の直径が１６ｃｍ、高さが１３ｃｍの模擬容器に成形したものを用意し、その模擬容器内に非透水性の袋に入れた凝集沈殿物１９を１５０ｇ収容し、さらに上部開口部に遮蔽物Ｃで成形した厚さ４．５ｃｍの蓋で閉塞して線量の測定を行った。その結果を表２に示す。
【００３９】
【表１】
2014001962.tif 000003
記号Ａは内容器４と外容器５との間の幅が２７．５ｍｍのもの
記号Ｂは内容器４と外容器５との間の幅が４２．５ｍｍのもの
【００４０】
【表２】
2014001962.tif 000004
【００４１】
以上のように、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能であることはいうまでもない。例えば、放射線遮蔽材３は、鉛ガラスレットに代えて同等の放射線遮蔽能力を持つ他の物質、例えば電気炉から排出される鋼灰等を用いてもよい。例えば、外容器５をガラス筒にし、その外面又は内面に鉛をコーティングした構成等を採用することができる。
【００４２】
また、本実施形態では除染水を処理することによって生成された凝集沈殿物１９を内容器４内に収納するものとしたが、凝集沈殿物１９に代えて、放射性物質が付着した低レベルの放射性廃棄物を収容することもできる。
【符号の説明】
【００４３】
１      放射性廃棄物保管用容器
２      収容体
２ａ      蓋体
３      放射線遮蔽材
４      内容器
５      外容器
６      収納スペース
７      連結部材
８      放射線遮蔽材集合体
９      収納袋
１０      除染システム
１１      洗浄車
１１ａ      車輪
１１ｂ      車体
１１ｃ      回転ブラシ
１２      ホース
１３      洗浄水保管用タンク
１４      ポンプ
１５      ホース
１６      処理装置
１６ａ      撹拌機
１６ｂ      処理槽
１６ｃ      固液分離槽
１７      バキュームレータ
１８      処理水槽
１９      凝集沈殿物
２０ａ，２０ｂ      ホース
５０      把手
【図１】
2014001962.tif 000005
【図２】
2014001962.tif 000006
【図３】
2014001962.tif 000007