(57)【要約】【課題】施工が容易でバリア機能を当初から長期に亙って維持できると共に、ガスの透気性を備えた遮水材及び廃棄物埋設処理施設を提供する。【解決手段】遮水材１１は廃棄物の周囲に配されて地盤中の地下水の浸入を防止する遮水材であって、粘土材料１２の間隙に疎水性材料１３が飽和されてなるものであり、この疎水性材料１３が粘土材料１２中の間隙に飽和されてなるので、外部からの侵入水に対して遮断効果が発揮され、超遮水効果を奏すると共に、疎水性材料１３がガス圧により間隙内微小移動することによりガス透気性が良好なものとなる。【選択図】        図１
2006289246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物の周囲に配されて地盤中の地下水の浸入を防止する遮水材であって、
粘土材料の間隙に疎水性材料が飽和されてなることを特徴とする遮水材。
【請求項２】
請求項１において、
粘土材料の間隙にピストン圧により疎水性材料を圧密充填してなることを特徴とする遮水材。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記粘土材料が粒状体、粉体、原石粉砕物のいずれかであることを特徴とする遮水材。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つにおいて、
前記粘土材料が吸水膨潤性を有することを特徴とする遮水材。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
前記粘土材料がベントナイト系粘土であることを特徴とする遮水材。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一つにおいて、
前記疎水性材料がタービンオイル、重油、アスファルト、ピッチのいずれか一種であることを特徴とする遮水材。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一つにおいて、
前記粘土系材料を相対湿度が零を超える温度１００℃未満の雰囲気にて半乾燥させた粘土を用いてなることを特徴とする遮水材。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一つの遮水材を用いてなることを特徴とする廃棄物埋設処理施設。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、施工が容易でバリア機能を当初から長期に亙って維持できると共に、ガスの透気性を備えた遮水材及び廃棄物埋設処理施設に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年における対応が望まれる最大のテーマの一つは、社会産業の発展における結果としての産業廃棄物や一般廃棄物を埋め立てるための廃棄物処分施設の設置、さらには、原子力発電における高、低レベルの放射性廃棄物に関する数百年以上に及ぶ廃棄物の処置を社会生活に障害を与えることなく如何に処理するかである。
【０００３】
産業廃棄物や一般廃棄物を埋め立てるための処分施設では、産業廃棄物が人間の生活環境に影響を与えないようにするために、そこからの漏出汚水が地下に浸透することで環境汚染を引き起こさないように処置することが義務付けられており、地下に埋設することが種々提案されている。その一例を図１１乃至図１３に示す。
【０００４】
図１１は廃棄物の貯蔵施設の一例である。このような施設では、これら廃棄物を格納する躯体として、廃棄物格納用躯体１０１が計画されており、廃棄物格納用躯体１０１と周辺地盤１０２との間に地下水を透過し難い粘土系の遮水材１０３を設置することが考えられている。
【０００５】
この粘土系遮水材１０３は、地下水が廃棄物格納用躯体１０１の内部に侵入するのを大きく遅らせる、或いは廃棄物中の有毒物質が地下水によって漏出することを防止するために、廃棄物格納用躯体１０１の全周を十分な厚さで取り囲む形態に設置すると同時に、廃棄物格納用躯体１０１の底部にも粘土系の遮水材を敷設することになる。
【０００６】
また、原子力分野における低レベルの放射性廃棄物に関しては、これらの低レベル放射性廃棄物が人間の生活環境に影響を与えないようにするために、例えば図１２に示すように、低レベルの放射性廃棄物１０４を放射性廃棄物格納用躯体１０５に貯蔵して、地下空洞１０６に埋設する施設が計画されている。
【０００７】
このような施設においても、貯蔵した放射性廃棄物を格納する放射性廃棄物格納用躯体１０５と周辺地盤１０２との間に地下水を透過しにくい粘土系の遮水材１０３を設置することが考えられている。
【０００８】
この粘土系遮水材１０３も、地下水の放射性廃棄物格納用躯体１０５の内部に侵入するのを大きく遅らせる、或いは放射性廃棄物１０４の中の有毒物質や放射性核種が浸入してきた地下水中に溶出することで施設外に漏出するのを防止するために、図示のように放射性廃棄物格納用躯体１０５の全周を十分な厚さで取り囲む形態で設置されると同時に、放射性廃棄物格納用躯体１０５の底部にも粘土系の遮水材１０３が敷設されることになる。
【０００９】
さらに、高レベル放射性廃棄物を人間の生活環境から安全に隔離するためには、高レベル放射性廃棄物を、例えば図１３に示すように堅固な金属容器に収納するための廃棄体パッケージ１０９を、地下数百ｍの以深に掘削された地下坑道１１０に設けた埋設孔１０８に縦向きに埋設処分する高レベル放射性廃棄物処分施設も計画されており、この処分施設でも、廃棄体パッケージ１０９と地下坑道１１０の隙間に粘土系の遮水材１０３を設置することが考えられている。
【００１０】
この粘土系遮水材１０３の場合も、地下水の廃棄体パッケージ１０９ヘの接触を抑制すること、廃棄体パッケージ１０９から放射性核種が浸入してきた地下水中に溶出することによって施設外へ漏出すること等を抑止するために、図示のように廃棄体パッケージ１０９の全周を十分な厚さで取り囲む形態に設置され、同時に廃棄体パッケージ１０９の底部にも粘土系の遮水材１０３が敷設されている。
【００１１】
しかして、上記の産業廃棄物或いは放射性廃棄物の処分施設においては、数千年や数万年単位の長期間に亘って、施設が所要のバリア機能を有していることが重要とされており、廃棄物格納用躯体や廃棄体パッケージ周囲に設置される粘土系遮水材には、長期に亘って遮水性能や放射性核種遅延性能などのバリア機能を維持できることが必要とされている。
【００１２】
このために、廃棄物格納用躯体１０１や放射性廃棄物格納用躯体１０５或いは廃棄体パッケージ１０９の周辺に充填される粘土系遮水材１０３としては、ベントナイト粉末或いはベントナイト原鉱石の粉砕物或いはベントナイトに砂あるいは砂礫などの骨材を混合したものを、１．３〜２．５Ｍｇ／ｍ3程度の密度に締固めた遮水材を使うことが考えられている。
【００１３】
このベントナイト系遮水材は、透水係数が著しく小さいので地下水が廃棄体に接触する量を抑制できるし、拡散現象による放射性核種の漏出も抑制できる。又、廃棄体容器が長期間の腐食によって体積膨張する場合を想定しても、ベントナイト系遮水材が力学的な緩衝効果を発揮すると考えられている（特許文献１）。
【００１４】
【特許文献１】特開２００３−２７９６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、前記特許文献１では、遮水性を向上させるために、粘土材料中の空気を排出し、水を圧密充填することが提案されているが、粘土に水を含有させると結果として、粘土の均一層を形成した遮水材とすることで、遮水性の向上を図ることができるものの、遮水機能が堅牢なため、透気性が備わっていないので、廃棄物内部で発生したガスを開放することができない、という問題が発生する。
【００１６】
前記廃棄物内部でガスが発生する要因としては、埋設する廃棄物中に存在していた嫌気性腐食による場合と、水の放射性分解によって水素ガスが発生する場合が想定される。これらのガスが施設内部に蓄積するとガス圧の上昇によって施設設備の破損に至る場合が想定されるので、ガス圧の低い段階で施設外部へ開放することが望まれている。
【００１７】
本発明は、上記実情に鑑みて、施工が容易でバリア機能を当初から長期に亙って維持できると共に、ガスの透気性を備えた遮水材及び廃棄物埋設処理施設を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の課題を達成する第１の発明は、廃棄物の周囲に配されて地盤中の地下水の浸入を防止する遮水材であって、粘土材料の間隙に疎水性材料が飽和されてなることを特徴とする遮水材にある。
【００１９】
第２の発明は、第１の発明において、粘土材料の間隙にピストン圧により疎水性材料を圧密充填してなることを特徴とする遮水材にある。
【００２０】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記粘土材料が粒状体、粉体、原石粉砕物のいずれかであることを特徴とする遮水材にある。
【００２１】
第４の発明は、第１乃至３のいずれか一つの発明において、前記粘土材料が吸水膨潤性を有することを特徴とする遮水材にある。
【００２２】
第５の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記粘土材料がベントナイト系粘土であることを特徴とする遮水材にある。
【００２３】
第６の発明は、第１乃至５のいずれか一つの発明において、前記疎水性材料がタービンオイル、重油、アスファルト、ピッチのいずれか一種であることを特徴とする遮水材にある。
【００２４】
第７の発明は、第１乃至６のいずれか一つの発明において、前記粘土系材料を相対湿度が零を超える温度１００℃未満の雰囲気にて半乾燥させた粘土を用いてなることを特徴とする遮水材にある。
【００２５】
第８の発明は、第１乃至７のいずれか一つの遮水材を用いてなることを特徴とする廃棄物埋設処理施設にある。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る遮水材によれば、疎水性材料は水よりも粘度が大きいので、地中に設置した後に、地下水が当該遮水材に浸透することはできないため、より確実な遮水効果を発揮する。
また、本発明に係る遮水材によれば、疎水性材料が間隙に飽和されているので、廃棄物を埋設した設備に遮水性材料を適用することにより、粘土材料中の間隙に充填された疎水性材料をガスが押しのけ、結果として遮水材を透過して外部にガスが開放される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る遮水材の好適な実施の形態を詳細に説明する。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。
【００２８】
［実施の形態］
図１は本実施の形態にかかる遮水材のミクロ構造を顕微鏡視イメージで示した模式図である。図１に示すように、遮水材１１は廃棄物の周囲に配されて地盤中の地下水の浸入を防止する遮水材であって、粘土材料１２の間隙に疎水性材料１３が飽和されてなるものである。
この疎水性材料１３が粘土材料１２中の間隙に飽和されてなるので、外部からの侵入水に対して遮断効果が発揮され、超遮水効果を奏することになる。これと共に、疎水性材料１３がガス圧により間隙内微小移動することによりガス透気性が良好なものとなる。
【００２９】
ここで、この超遮水効果を発揮することの作用機構について図１及び図２を参照して説明する。図１は前述したように、本発明にかかる疎水性材料１３が粘土材料１２の間隙中に飽和されてなる遮水材１１のミクロ構造の模式図である。一方、図２は従来技術にかかる水１５が粘土材料１２の間隙中に飽和されて膨潤一体化してなる遮水材２１のミクロ構造の模式図である。
【００３０】
先ず、図１に示すように、粘土材料１２の間隙に疎水性材料１３が存在しているので、遮水材１１の外部から地下水１４が侵入してきた場合、間隙中に存在する疎水性材料１３を排除しなければ、侵入した水１５は遮水材１１内部を透過することができない。よって、本来粘土材料が保有している遮水効果以上に地下水の侵入を阻止する効果を奏することになる。
これは、間隙中に存在する疎水性材料１３が侵入する地下水１４の圧力を受けて粘土材料１１中の間隙を移動しようとする。しかしながら、疎水性材料１３は親水性を有していないので、該疎水性材料１３と侵入した水１５との境目には界面１６が形成される。そして、疎水性材料１３が遮水材１１の非常に狭い間隙を通過する際には、疎水性材料１３と水１５との界面１６を移動させるための圧力が、粘土粒子との間に生じる摩擦力に対して打ち勝たなくてはならないことになる。
よって、地中に埋設された廃棄物処分施設において、地下水１４が遮水材１１を透過するための圧力は非常に微小であるため、実際には疎水性材料１３と水１５とにより形成される界面１６は粘土材料１２の間隙において移動することができないものとなる。すなわち、粘土材料１２の間隙中に疎水性材料１３が存在する場合には水１５が浸透するための限界圧は原理的に存在することになる。
【００３１】
一方、図２に示すように、通常の粘土材料１２の間隙に地下水１４が浸入して水１５で満たされた場合には、所定時間の経過により均質化し膨潤一体化する。この膨潤一体化した遮水材２１は、外部から侵入してきた地下水１４が間隙中に存在する水を押し出しながら、移動することができる。すなわち、膨潤一体化した遮水材２１は非常に小さい透水係数の材料であるので、通過する水量は極微量ではあるが、まったく水が浸透しない限界圧のようなものは原理的には存在しない。なお、この現象は予め間隙中に水を一体化させた粘土粒子の場合においても同様である。
【００３２】
この結果、本発明にかかる粘土材料１２の間隙に疎水性材料１３が飽和されてなる遮水材１１は材料外部から侵入しようとする水の圧力が浸透するための限界圧を超えない範囲において、従来の水一体化により膨潤して均質化した遮水材よりもさらに遮水機能を有するものとなる。
【００３３】
さらに、本発明の遮水材１１はガス透過性をも併せ持つものである。
廃棄物の周囲に本発明にかかる遮水材１１を配置することにより、閉鎖空間における内部で発生したガスが遮水材１１の内面にたまる。このガスは所定の内圧となったところで、粘土材料１２の間隙に存在する疎水性材料１３を押し出しながら粘土材料の間隙中に脈状に侵入していく。その結果、遮水材１１をガスが透過し、結果として遮水材１１を透過して外部にガスが開放される。
【００３４】
ここで、本発明で、前記粘土材料としては、粒状体、粉体、原石粉砕物のいずれかであればよく、特に限定されるものではない。
【００３５】
また、前記粘土材料としては、材料が吸水膨潤性を有するものが特に好ましく、例えばベントナイト系粘土を挙げることができる。以下の実施の形態では粒状のベントナイトを用いて説明する。
【００３６】
また、前記疎水性材料としては、例えばタービンオイル、重油、アスファルト、ピッチのいずれか一種を挙げることができる。以下の実施の形態では、タービンオイルを用いて説明する。
【００３７】
次に、本発明にかかる遮水材の製造方法について図面を参照にして説明する。
図１０−１乃至図１０−４は本発明に係る遮水材の製造方法の工程の概略図である。
【００３８】
図１０−１乃至図１０−４に示すように、実施の形態における遮水材の製造装置１は、両端を開放されているシリンダー２とこのシリンダー２の下方端２ａに配置されている蓋４及びシリンダー２の上方端２ｂから嵌入されるピストン３から構成されている。
【００３９】
前記蓋４には、シリンダー２の中央部に該当する位置に通気孔７を設けており、この通気孔７には、図示されていない真空ポンプが接続されている。尚、蓋４は本実施の形態に限定されるものでなく、上記ピストン３と同様の形状であってシリンダー２の下方端２ａから嵌入されるピストンでも採用できるものである。
【００４０】
又、通気孔７は、図１０−１に見られる本実施の形態のように、蓋４に特定して設けるものでなく、シリンダー２に投入される粘土材料（例えば粒状若しくは粉状のベントナイトと砂等の骨材及びタービンオイルのような疎水性流体とを混錬したオイル粘土混合材料）から空気を吸引できる位置であれば、任意の位置に設けられるものであり、ピストン３もしくはシリンダー２のいずれの位置に設置することも可能である。
【００４１】
そして、図１０−２に示すように、シリンダー２に乾燥した粘土材料９を投入した後に、ピストン３をシリンダー２に嵌入している。なお、本実施の形態では粘土材料９の投入に先だって、ポーラス板８が、シリンダー２の下方端２ａ側に配置されている。即ち、本発明では、蓋４で封鎖しているシリンダー２に粘土材料９を投入した後にピストン３を嵌入してベントナイト固状体中に含まれる空気を吸引するが、前記ポーラス板８は、この際にベントナイト固状体中の空気が容易に吸引されるように機能している。
【００４２】
その後、図１０−２に示すように、シリンダー２に乾燥した粘土材料９を投入してピストン３を嵌入する。次に、図１０−３に示すように、真空ポンプを稼働させている。これによって、シリンダー２内は真空状態に形成されるので、乾燥された粘土材料９は、真空ポンプの吸引によってその内部に含まれている空気を蓋４の通気孔７から排除されており、粘土材料９は、含入空気量がほぼゼロの状態に構成されることになる。
【００４３】
また、図１０−３に示すように、本実施の形態では、ピストン３に別途の通気孔７とその先端に配置されるポーラス板５を設けており、粘土材料９の内部に含まれている空気を急速かつ完全に除去することができる。
【００４４】
尚、本実施の形態では、ピストン３の外周面にＯリング等のシール構造３ａを装備させており、外側からシリンダー２に空気が侵入するのを防止しているが、このような処置は、他の部位においても必要に応じて適宜に採用できるものである。
【００４５】
所定時間真空ポンプにより内部の空気の吸引が終了すると、ピストン３が、所定の圧力Ｐでシリンダー２に圧入され、シリンダー２をさらに挿入することで粘土材料を圧縮して所定の圧縮密度に成形する。これにより、空気が除去された間隙中に疎水性材料であるタービンオイルが充填された粘土成形体１０を製造している。
【００４６】
なお、シリンダー２の内面には、ピストン３を所定の圧入位置に停止させるための図示しないストッパーが設けられており、ピストン３で計量された所定量の粘土材料をこの位置まで圧縮することで、粘土材料を所定の高密度に成形している。
【００４７】
その後において、遮水材である粘土成形体１０は、シリンダー２内から取り出される。
この工程は、シリンダー２から下部側の蓋４を取り外し、ピストン３をシリンダー２にさらに追加挿入させることによって、粘土成形体１０をシリンダー２から外部に押し出すことにより、行うようにしている。
【００４８】
又、粘土成形体１０の取り出しは、この他にもピストン３を撤去してから、蓋４を取り外すと共にシリンダー２の下方端２ａ側から新規のピストンを挿入させてシリンダー２の上方端２ｂ側からベントナイト高密度固状体１０を取り出したり、蓋４に換えてピストンを嵌入する他の例の場合には、ピストンをそのまま挿入させたりすることで、遮水材である粘土成形体１０を取り出すこともできる。
【００４９】
そして、本発明によって製造された粘土成形体は、その用途に対応させながら、その大きさを任意に構成できるものであり、仮に試験供試体として提供する場合には、４０Φ×４０Ｈの小型形状に製作することも可能にし、実際の現場に適用する場合には、装置の大型化を図ることで種々の寸法に作製しながら要求性能に対処することができるものである。
【００５０】
以上のように、本実施の形態における粘土成形体は、上記の工程に従って疎水性材料を粘土材料の間隙内に圧密充填することで、廃棄物充填材に求められる遮水性能や放射性核種遅延性能などのバリア機能を長期に亙って維持できる特性を一層増強させると共に、疎水性材料を内部から押し出してガスを開放することができる機能を備えているので、遮水材に求められる殆ど充分な部材を短時間で容易に確保しながら確実に提供できるものである。
【００５１】
以下に、本発明にかかる遮水材を用い廃棄物を埋設する埋設処理施設の一例を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５２】
図３−１及び図３−２は放射性廃棄物を埋設する施設に本発明にかかる遮水材を適用したものであり、遮水層の蓋部に本発明の遮水材をブロック定置施工したものである。なお、図３−２は図３−１のＡ部拡大図である。
これらの図面に示すように、地盤３０中に形成された支保工３１内に、廃棄物３２の周囲にブロック状に成形した遮水材１１を定置施工し、廃棄物３２を埋設処理するものである。前記廃棄物３２の周囲には、所定間隔を有して本発明材料からなる遮水層３３及び疎水性流体を含まない粘土系遮水層３８が配設されている。ここで、廃棄物３２からのガスは上方（支保工３１の天井部３１ａ方向）へ抜ける傾向があるので、本発明の疎水性流体を含む遮水層３３は、前記廃棄物３２のガス通気性蓋部として機能している。なお、粘土系遮水層３８は遮水性のみを有していればよいので、水とベントナイト材料からなる遮水材を用いるようにしてもよい。また、遮水層３３と支保工３１との間には充填材３５により充填されている。
【００５３】
ここで、前記透気層３４を構成する透気性材料は、例えばモルタルや砂等のガス通気性が良好なものとすればよく、単一素材である必要はない。また、前記充填材３５はモルタルやコンクリート等の透気性材料とすればよい。また、支保工３１を構成する材料も貧配合のモルタルや砂とすればよい。
【００５４】
このような構成の埋設処分施設は、遮水層としての機能を発揮すると共に、ガス透気機能をも発揮することになるので、内部で発生した廃棄物由来のガス３７を外部に開放することができる。
前記ブロック１１、１１の隙間は、その施工直後においては空気であってもよく、その後経時変化により、地下水の浸入によりシールされる（なお、自己シール性については図５を用いて後述する。）。
【００５５】
図４−１乃至図４−３は放射性廃棄物を埋設する施設に本発明にかかる遮水材を適用したものであり、遮水層の一部に本発明の遮水材をブロック定置施工したものである。なお、図４−２は図４−１のＢ部拡大図である。
これらの図面に示すように、ブロック状に成形した遮水材１１及び遮水材１１’を定置施工し、支保工３１内に廃棄物３２を埋設したものである。廃棄物３２の周囲に、所定間隔を有して遮水層３６が配設されている。この遮水層３６は一部の列を本発明にかかる遮水材１１からなるブロックを積み上げて形成されている。前記遮水材１１の周囲に積み上げられる遮水材１１’には疎水性流体を含まない粘土系遮水材のブロックを用いている。また、遮水層３６の内部はガスを通気させる透気材３４により充填されている。また、遮水層３６と支保工３１との間にも充填材３５により充填されている。
【００５６】
廃棄物からのガスの発生は少量であるので、全てに亙ってガス透気性の良好な遮水材で遮水層を構成する必要がない。このような場合には、局部的に本発明にかかる遮水材１１を用い、それ以外には通常の粘土系遮水材を適用することができる。この結果、遮水層としての機能を発揮すると共に、一部ガス透気機能をも発揮することになるので、内部で発生した廃棄物由来のガス３７を外部に開放することができる。
【００５７】
このように、遮水層を形成する場合には、ブロックを積み重ねて定置施工するので、ブロックの継ぎ目に地下水が侵入することが想定される。この地下水が浸入した場合における遮水機能を図５に示す。図５は粘土材料に吸水膨潤粘土を用いた場合の継ぎ目の遮水作用の模式図である。図５において、先ず、対向する遮水材１１、１１の間には継ぎ目３８が形成されている。
【００５８】
ブロックを構成する材料は遮水性に優れているが、継ぎ目３８には地下水１４が侵入し易い。この継ぎ目３８内には、吸水膨潤性の粘土材料１２が一部露出している。この露出している粘土材料１２に地下水が接触すると膨潤作用により膨潤し、一体化した水粘土１７により継ぎ目３８をほぼ塞ぐことになる。その結果、継ぎ目３８の透水性が小さくなり、水みちの欠陥は修復され、この自己シール機能により、地下水１４の侵入や漏出は抑制されることになる。
【００５９】
また、前記粘土系材料を相対湿度が零を超える温度１００℃未満の雰囲気にて半乾燥させた粘土を用いるようにしてもよい。これは、半乾燥状態にすると、粘土粒子の表面には水分子１から３個相当の厚さで水で覆われた状態にすることができるからである（例えばＴ.Ｗａｔａｎａｂｅ＆Ｔ．Ｓａｔｏ,“Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｍｏｎｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ ａｎｄ Ｓａｐｏｎｉｔｅ ｕｎｄｅｒ Ｖａｒｉｏｕｓ Ｒｅｌａｔｉｖｅ Ｈｕｍｉｄｉｔｙ Ｃｏｎｄｉｏｎｓ”,Ｃｌａｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ７,ｐｐ１２９−１３８,１９８８参照）。
このような粘土粒子の周りの間隙を疎水性材料で満たしてあるならば、粘土材料１２の親水性が向上するので、この自己シール性はより一層確実なものになる。
【００６０】
次に、放射性廃棄物の廃棄体の周囲に本発明の遮水材を用いて遮水バリアを形成した場合について説明する。
【００６１】
図６−１は地盤中に形成した坑道中に放射性廃棄物を埋設する一例であり、図６−２はその要部断面図である。
これらの図面に示すように、高レベルの放射性廃棄物の円筒形状を呈する廃棄体４０の周囲に本発明による遮水材からなる遮水層３３を形成する。この遮水層３３の周囲は充填材４２により充填されている。この遮水層３３は例えば数百ｍｍの厚さとしており、地下水は遮水層３３を透過しなければ廃棄体４０に接触することはできない。本発明の遮水材は前述したように、従来の遮水機能を超える水侵入抑制力を有するので、廃棄体４０は完全に水との接触が遮断されることになる。一方、廃棄体から発生するガスがある場合には、遮水材がガス透過機能を有するので、ガスの開放がなされることになる。図６−２はこの廃棄体４０を避けて地下水１４が充填材４２中のみを通水する様子を示した模式図である。
【００６２】
図７−１は地盤中に形成した坑道中に放射性廃棄物を埋設する一例であり、図７−２はその要部断面図である。
これらの図面に示すように、坑道４４に形成された縦孔４５内に高レベルの放射性廃棄物の円筒形状を呈する廃棄体４０が配置されており、この廃棄体４０の周囲に本発明による遮水材からなる遮水層３３を形成する。遮水機能とガス透過機能は前述したのと同様であり、遮水材は前述したように、従来の遮水機能を超える水侵入抑制力を有するので、廃棄体４０は完全に水との接触が遮断されることになる。一方、廃棄体から発生するガスがある場合には、遮水材がガス透過機能を有するので、ガスの開放がなされることになる。図７−２はこの廃棄体４０を避けて地下水１４が充填材４２中のみを通水する様子を示した模式図である。
【００６３】
図８及び図９は低レベルの放射性廃棄物を地下坑道に定置して埋設する概念図である。
これらの図面に示すように、図示しない支保工内に遮水層３１として例えば厚さ１ｍを形成したものの一部に本発明にかかる遮水材１１を配設したものである。
常時では、地盤３０中を流動する地下水１４が施設内部を通過する量は微量である。埋設する廃棄物の中には長期間の嫌気性腐食によって微量ではあるが水素ガスが発生する。この発生したガス圧が一定圧を超えた時点で粘土材料の間隙中に存在する疎水性材料が徐々に押し出され、やがてガス透気経路を形成する。この結果、内部圧力が高まる前にガス３７を開放することができる。一方、ガスの開放が終了すると、ガスが透気した経路には周囲の地下水が侵入して粘土粒子の吸水膨潤によるシール作用が機能し、再び難透水性を呈することになる。
【００６４】
すなわち、図９に示すように、地盤３０中をゆっくりながれる地下水１４程度の動水勾配では水が透過せず施設内部に蓄えられたガスの圧力が高くなった時点ではガスがスムースに開放されるという、従来にはない優れた作用機構を発揮することになる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上のように、本発明に係る遮水材によれば、従来と同様に遮水機能を発揮すると共に、廃棄物により発生したガスを透気する機能を併せ持つので、廃棄物から発生したガスを開放することができ、地下に廃棄物を長期間に亙って埋設する施設に適用することに適している。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明にかかる疎水性材料が粘土材料の間隙中に飽和されてなる遮水材のミクロ構造の模式図である。
【図２】従来技術にかかる水が粘土材料の間隙中に飽和されて膨潤一体化してなる遮水材のミクロ構造の模式図である。
【図３−１】本発明の遮水材を適用した埋設処分施設の概略構成図である。
【図３−２】本発明の遮水材を適用した埋設処分施設の部分拡大図である。
【図４−１】本発明の遮水材を適用した埋設処分施設の概略構成図である。
【図４−２】本発明の遮水材を適用した埋設処分施設の部分拡大図である。
【図４−３】本発明の遮水材を適用した埋設処分施設の部分拡大図である。
【図５】粘土材料に吸水膨潤粘土を用いた場合の継ぎ目の遮水作用の模式図である。
【図６−１】本発明の遮水材を適用した埋設処分施設の概略構成図である。
【図６−２】本発明の遮水材を適用した埋設処分施設の要部断面図である。
【図７−１】本発明の遮水材を適用した埋設処分施設の概略構成図である。
【図７−２】本発明の遮水材を適用した埋設処分施設の要部断面図である。
【図８】本発明の遮水材を適用した埋設処分施設の概略構成図である。
【図９】本発明の遮水材を適用した埋設処分施設を埋設した地下模式図である。
【図１０−１】本発明に係る遮水材の製造工程を示す図である。
【図１０−２】本発明に係る遮水材の製造工程を示す図である。
【図１０−３】本発明に係る遮水材の製造工程を示す図である。
【図１０−４】本発明に係る遮水材の製造工程を示す図である。
【図１１】産業廃棄物の処分施設を示す図である。
【図１２】高、低レベル放射性廃棄物の処分施設を示す図である。
【図１３】他の高、低レベル放射性廃棄物の処分施設を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１１  遮水材
１２  粘土材料
１３  疎水性材料
１４  地下水
１５  水
２１  膨潤一体化した遮水材
【図１】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図４−３】
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【図５】
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【図６−１】
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【図６−２】
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【図７−１】
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【図７−２】
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【図８】
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【図９】
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【図１０−１】
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【図１０−２】
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【図１０−３】
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【図１０−４】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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