(57)【要約】【課題】  余裕深度処分廃棄体の発生水素量を評価管理することのできる、放射性廃棄物からの発生水素管理システムおよびその方法を提供する。【解決手段】  放射性廃棄物からの発生水素管理システムは、放射性廃棄物を複数の廃棄体容器内に収納して複数の廃棄体を製作する時の廃棄体ごとの廃棄物に関する廃棄体管理データを入力する製作時データ入力部１と、製作時データ入力部１から入力された廃棄体管理データに基づいて廃棄体内で発生する水素ガス量を評価して水素発生量評価データを生成する水素ガス発生量評価部２と、製作時データ入力部１から入力された廃棄体管理データおよび水素ガス発生量評価部２で生成された水素発生量評価データを蓄積し管理する水素ガス発生量管理データベース３と、を有する。【選択図】  図１
2006184204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性廃棄物を複数の廃棄体容器内に収納して複数の廃棄体を製作する時の廃棄体ごとの廃棄物に関する廃棄体管理データを入力する製作時データ入力部と、
前記製作時データ入力部から入力された廃棄体管理データに基づいて前記廃棄体内で発生する水素ガス量を評価して水素発生量評価データを生成する水素ガス発生量評価部と、
前記製作時データ入力部から入力された廃棄体管理データおよび前記水素ガス発生量評価部で生成された水素発生量評価データを蓄積し管理する水素ガス発生量管理データベースと、
を有すること、を特徴とする放射性廃棄物からの発生水素管理システム。
【請求項２】
請求項１の放射性廃棄物からの発生水素管理システムを用いて処分施設に廃棄体を定置する時期を計画すること、を特徴とする放射性廃棄物からの発生水素管理方法。
【請求項３】
請求項１の放射性廃棄物からの発生水素管理システムを用いて廃棄体からのガス抜き時期を計画すること、を特徴とする放射性廃棄物からの発生水素管理方法。
【請求項４】
前記複数の廃棄体を輸送する際の輸送前後に、前記水素ガス発生量管理データベースに蓄積された前記廃棄体管理データおよび水素発生量評価データを補正するための輸送時入力データ入力部および輸送時水素ガス発生量補正評価部と、
前記複数の廃棄体を埋設する際に、前記水素ガス発生量管理データベースに蓄積された前記廃棄体管理データおよび水素発生量評価データを補正するための埋設時入力データ入力部および埋設時水素ガス発生量補正評価部と、
をさらに有すること、を特徴とする請求項１記載の放射性廃棄物からの発生水素管理システム。
【請求項５】
前記輸送時入力データ入力部および埋設時入力データ入力部は、前記廃棄体の輸送前、輸送後および埋設側受入後に実施される前記廃棄体容器内ガス抜き時のガス量、ガス濃度、ガス中核種濃度、および廃棄体表面線量率のうちの少なくとも一つの実測値を入力するものであり、
前記輸送時水素ガス発生量補正評価部および埋設時水素ガス発生量補正評価部は、前記実測値に基づいて補正評価を行なうものであること、
を特徴とする請求項４記載の放射性廃棄物からの発生水素管理システム。
【請求項６】
前記実測値は、ガス濃度として水素濃度の実測値を含み、かつ、ガス中核種濃度としてトリチウム濃度および炭素１４濃度の実測値を含むこと、を特徴とする請求項５記載の放射性廃棄物からの発生水素管理システム。
【請求項７】
請求項５の放射性廃棄物からの発生水素管理システムを用いた発生水素管理方法において、ガス濃度実測方法として、電気検知式水素センサー、光検知式水素センサー、サンプリングによるガスクロマトグラフィー分析のうちの少なくとも一つを用い、核種濃度分析方法としてゲルマニウム検出器、ＮａＩシンチレーションカウンタ、液体シンチレーションカウンタのうちの少なくとも一つを用い、廃棄体表面線量率の測定方法としてＧＭ計数管、電離箱、半導体サーベイメーターのうちの少なくとも一つ用いること、を特徴とする、放射性廃棄物からの発生水素管理方法。
【請求項８】
前記製作時データ入力部は、前記廃棄体管理データのほかに、前記廃棄体製作時に用いた充填材の性状および充填方法に関する情報を含む製作方法データも入力データとして入力するものであること、を特徴とする請求項１または請求項４記載の放射性廃棄物からの発生水素管理システム。
【請求項９】
廃棄体製作側、輸送側、廃棄体保管側、廃棄体埋設側のそれぞれのシステム管理者が、各評価部位および水素ガス発生量管理データベースに通信回線を通じてアクセスして内容を確認でき、かつ実測値等の最新情報に基づいた評価の更新ができる、請求項４記載の放射性廃棄物からの発生水素管理システム。
【請求項１０】
請求項９の放射性廃棄物からの発生水素管理システムを用いて、将来の廃棄体製作、輸送、埋設の各処理計画を立案することを特徴とする、放射性廃棄物からの発生水素管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性廃棄物からの発生水素を管理するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電施設から発生する放射性廃棄物は、処分容器に収納後、所定の水／セメント比の充填材を充填し固形化した後に処分場に輸送し埋設処分することになっている。
【０００３】
一般に廃棄体内では、廃棄物に含まれているＣｏ−６０等の核種により水分の放射線分解が起こり、水素ガスが発生することが知られている。しかし、これまで原子力発電施設から発生し埋設処分している放射性廃棄物、均一・均質固化体あるいは雑固体廃棄物と称される低レベル放射性廃棄物は、βγ核種濃度レベルが比較的低いため、廃棄体内の水素ガス発生は無視して処理を行なっても問題なかった。そのため科学技術庁原子力安全局（当時）の通達「廃棄確認の実施について」（非特許文献１参照）においても、水素ガス発生量の確認や管理については規定されていない。
【０００４】
一方、発電所から発生する放射性廃棄物の処理方法検討や管理システムに関して、放射性廃棄物データベースの廃棄物属性データと廃棄物処理プロセスデータベースの廃棄物処理プロセス仕様を用いて、廃棄物の処理方法を評価するという技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
このシステムは、廃棄物データベースと廃棄物処理プロセス仕様データベースの各データを用いて廃棄物の種類、量、レベル等に応じた処理方法を特定する物量評価フロー部と、この評価結果と経済評価に係る各種処理費用データベースとを用いて評価する処理費用算出部と、さらにこれら評価結果から廃棄物処理全体の経済評価部位から構成されている。このシステムは、廃棄物発生時の初期データをインプットとしてその最適な処理方法を評価するというものである。
【０００６】
このシステムは、経済的観点から、対象とする全廃棄物の合理的方法を事前のシミュレーションにより検討するためのシステムである。そのため、実際に発生する個々の廃棄物の管理を対象にしたものではない。また、廃棄体中の水素ガス発生が問題になる廃棄物を管理しようとした場合、管理はむずかしかった。さらに、このシステムは、一体一体の個々の廃棄物に見合った最適処理時期計画評価という時間的な要因を決定するようにはなっていなかった。
【特許文献１】特開２００２−３６１２２５号公報（第４頁右段１０−２３行）
【非特許文献１】科学技術庁原子力安全局  通達「廃棄確認の実施について」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
原子力発電施設から発生する低レベル放射性廃棄物であっても、使用済チャンネルボックスや、制御棒等炉心内で使用されていた金属製廃棄物は、余裕深度処分廃棄物として埋設処分することが計画されている。従来の均一・均質固化体あるいは雑固体廃棄物と称される低レベル放射性廃棄物と比較すると、この廃棄物はＣｏ−６０濃度が１×１０１３Ｂｑ／ｔ以上、Ｎｉ−６３濃度が１×１０１２Ｂｑ／ｔ以上と、βγ核種濃度が高い。そのため、廃棄体内で充填材に用いた水を放射線分解し、水素ガスが発生する懸念がある。発生した水素ガスは処分容器内の上部空隙に徐々に蓄積し、そのまま放置すると可燃限界に達する可能性があるため、廃棄体内の水素ガス発生の懸念について考慮する必要がある。
【０００８】
廃棄体の発電施設内のハンドリング、輸送時等取り扱い、あるいは処分施設内の保管や定置に際しては、可燃限界に達する前の安全な状態で実施することが重要であり、可燃限界に達する時期を予め把握し、必要に応じて処分容器内の水素ガスを放出しする必要がある。そのため適切なガス放出時期あるいは定置時期等を計画するためには、水素ガス発生量を評価し管理するシステムが必要となる。
【０００９】
上述のような従来システムでは、個々の廃棄体について、ガス発生量と処理時期を評価するシステムではないため、発生する水素ガスを管理するシステム・手法の構築が課題であった。
【００１０】
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、余裕深度処分廃棄体の発生水素量を評価管理することのできる、放射性廃棄物からの発生水素管理システムおよびその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】
【００１１】
本発明は上記目的を達成するための、放射性廃棄物からの発生水素管理システムであって、放射性廃棄物を複数の廃棄体容器内に収納して複数の廃棄体を製作する時の廃棄体ごとの廃棄物に関する廃棄体管理データを入力する製作時データ入力部と、前記製作時データ入力部から入力された廃棄体管理データに基づいて前記廃棄体内で発生する水素ガス量を評価して水素発生量評価データを生成する水素ガス発生量評価部と、前記製作時データ入力部から入力された廃棄体管理データおよび前記水素ガス発生量評価部で生成された水素発生量評価データを蓄積し管理する水素ガス発生量管理データベースと、を有すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、放射性廃棄物を余裕深度処分廃棄体として処理する場合の発生水素量を評価管理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る放射性廃棄物からの発生水素管理システムおよびその管理方法の実施形態について、図面を参照して説明する。ここで、各実施形態について同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００１４】
（第１の実施形態）
まず、図１を用いて第１の実施形態を説明する。本実施形態のシステムは、廃棄体ごとに管理されている廃棄体管理データを入力するデータ入力部１と、入力した廃棄体管理データからは廃棄体容器内に発生する水素ガス量を評価する水素ガス発生量評価部２と、データ入力部１で入力した廃棄体管理データと水素ガス発生量評価部２の評価結果として得られた水素発生量評価データとの両データを管理する水素ガス発生量管理データベース３とから構成される。
【００１５】
データ入力部１で入力される廃棄体管理データには、廃棄体番号、インベントリ（Ｃｏ−６０等）、廃棄物収納量、線量、充填時期などが含まれる。また、水素ガス発生量評価部２で評価される水素発生量評価データには、空隙量、廃棄体内線量率、Ｇ（Ｈ２)値、ガス発生量、ガス移行量、廃棄体内圧などが含まれる。
【００１６】
水素ガス発生量管理データベース３で管理されるデータには、廃棄体番号、インベントリ（Ｃｏ−６０等）廃棄物収納量、線量、充填時期、モルタル充填量、モルタル性状（Ｗ／Ｏなど）、空隙量、廃棄体内線量率、Ｇ（Ｈ２)値、ガス発生量、ガス移行量、廃棄体内圧などが含まれる。
【００１７】
このように構成された発生水素管理システムにより、評価され蓄積されたデータベース中に、廃棄体内圧データ等、埋設までの処理作業で安全上重要なデータを保管することができる。データベースに保管管理された評価結果により、輸送前後での廃棄体内のガス抜きの最適時期、あるいは廃棄体の処分場への定置時期を計画することが可能となるため、廃棄体が可燃限界を超えることなく、廃棄体を安全に取り扱うことができる。
【００１８】
ここで、本実施形態の放射性廃棄物からの発生水素管理システムで評価された廃棄体製作時点での水素ガス発生積算量の時間変化の例を図５に示す。この評価結果から、廃棄体製作後に容器内が可燃限界に達する時期を把握することができる。したがって、廃棄体を安全に取り扱うために、可燃限界に達する前に容器内の水素ガスを脱気する必要がある。脱気後は再び容器内ガス量が増加し、次に可燃限界に達するべき時期を把握することができる。
【００１９】
このように、本システムの評価結果から、容器内からガス抜きすべき時期を評価し計画を立てることができる。
【００２０】
（第２の実施形態）
次に、図２を用いて第２の実施形態を説明する。本実施形態では、廃棄体製作時の廃棄体管理データを水素ガス発生量評価のインプットデータにするほか、輸送時ガス抜き時期等輸送時データを入力するデータ入力部４とそのデータを用いて水素ガス発生量を補正評価する補正評価部５、受入時期や受入時ガス抜き時期等埋設側データを入力するデータ入力部６とそのデータを用いて水素ガス発生量を補正評価する補正評価部７とを有する。補正評価部５および７の評価データは、水素ガス発生量管理データベース３中に保管管理されている水素ガス発生量評価部での評価データを補正する構造となっている。
【００２１】
輸送時あるいは埋設側受入時等のタイミングで廃棄体内のガス抜きが実施された場合、廃棄体内圧は一時的に低減し、その後再び徐々に放射線分解ガス（水素ガス）が発生して、廃棄体内圧が上昇すると考えられる。輸送前後のガス抜き時期のデータを入力し、ガス抜き量、残存ガス量、廃棄体内圧などを再評価して、水素ガス発生量管理データベースに保管されているデータを補正する。これにより、管理されているデータは実態を反映した評価精度の高いデータとなる。廃棄体時で評価したガス発生量と廃棄体内圧を最新の状態に修正されるため、次回の最適ガス抜き時期または最適提示時期をより精度良く計画することが可能となる。
【００２２】
（第３の実施形態）
図３を用いて第３の実施形態を説明する。本実施形態では、廃棄体製作時の水素ガス発生量評価部２での評価のためのインプットデータとして、廃棄体管理データの他に廃棄体の製作方法データ８もデータ入力部に入力する構成となっている。製作方法データ８としては、モルタル充填量、モルタル性状、モルタル種類、Ｗ／Ｏ比などが含まれる。さらに、輸送時あるいは埋設時の入力データとして、ガス抜き期間、受入時期等のデータの他に、廃棄体表面線量率やガス抜き時のガス濃度、ガス抜き量あるいは核種濃度等の実測値を補正評価５、６の入力データとして入力する構成となっている。
【００２３】
実測値を得る方法としてはたとえば以下の方法がある。ガス濃度想定方法としては、水素ガス濃度を測定する電気検知式水素センサー、光検知式水素センサー、またその他の成分も加味したガス濃度測定方法としてガスサンプリングしガスクロマトグラフィーを用いた分析方法がある。ガス中の核種濃度分析の方法としては、ゲルマニウム検出器、ＮａＩシンチレーションカウンタ、液体シンチレーションカウンタの装置を用いた分析方法がある。また廃棄体表面線量率を測定する方法としては、ＧＭ（ガイガー・ミューラー）計数管、電離箱、半導体サーベイメーターを用いて行なう方法がある。
【００２４】
本実施形態は、上記第２の実施形態の応用システムである。放射線分解で生成する水素の発生量は、廃棄体が含有する水分量で異なることが予想される。また、発生した水素は廃棄体内の空隙等の状態によりガスの移行量が異なったり、再結合して水に戻る場合がある。廃棄体内の水分量は充填モルタルの性状により異なるため、モルタル等充填材の性状等廃棄体製作に係るデータをインプット条件に加えることで、より精度の高いガス発生量評価を行なうことが可能となる。
【００２５】
第２の実施形態では、輸送時および廃棄体受入れ時のデータで、廃棄体内圧データ等を高精度に最新の状況に補正する方法を示した。第３の実施形態では、このタイミングで、線量や各核種データを実測値として入手し、そのデータで水素ガス発生量の補正評価をすることで、一段と補正評価精度が高いものになる。廃棄体製作時の水素ガス発生量評価と、輸送時および埋設時の補正評価の評価精度を向上させることにより、最適ガス抜き時期または最適提示時期を一段と精度良く計画することが可能となる。
【００２６】
（第４の実施形態）
図４を用いて第４の実施形態を説明する。上記第１〜第３の実施形態で構築した発生水素管理システムに対し、廃棄体製作側１３、輸送側１４、埋設側１５の各管理者が相互にアクセス可能な統合的な管理システム１２の構成となっている。各処理段階でのタイムリーな廃棄体の最新状況をデータ入力部９に入力ができるようにし、それに基づき水素ガス発生量評価部１０で得た高精度の評価結果を、水素ガス発生量管理データベース１１に保管管理することができる構成となっている。保管管理後のデータを必要な時に三者がアクセスできるような構成である。
【００２７】
廃棄体製作側１３、輸送側１４、埋設側１５の各管理者が相互にタイムリーにアクセスできることで、水素ガス発生量管理データベース内に、常に最新データが保管管理されることが可能となる。また、必要な時点で即、水素ガス発生量管理データベース内のデータを閲覧することが可能となる。また、この統合システム１２の構築により、データベース内のデータを三者が、ガス抜き時期計画立案以外の検討にも活用することが可能である。
【００２８】
本システムを用いるとデータベース保管中の蓄積されている過去のデータを用いた種々の評価を行なうことも可能となる。
【００２９】
例えば、過去の製作時の水素ガス発生量データと補正データとの差異を比較することにより、水素ガス発生量評価部の計算精度を改良方法の検討に活用できる。
【００３０】
また別の例としては、データベースに蓄積されまとまったデータを用いることにより、経済性や作業時間等安全性以外の観点をも考慮した合理的な輸送計画あるいは埋設側受入定置計画立案をすることが容易となる。製作段階での初期データを輸送側あるいは埋設側が活用できることにより、長期作業計画が立て易くなる。
【００３１】
廃棄体製作側では、本データベース内に蓄積されたデータを分析評価し、取扱時に安全な廃棄体製作方法を検討するための一助とすることができる。また水素ガス発生量評価精度の向上のみならず、他の管理にも本データベースを活用することが可能となる。例えば本データベースを活用し、輸送時の実測データを蓄積し、同廃棄体の処分場受入れ時の実測データと比較することで、廃棄体の健全性を確認することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る放射性廃棄物からの発生水素管理システムの構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る放射性廃棄物からの発生水素管理システムの構成を示すブロック図。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る放射性廃棄物からの発生水素管理システムの構成を示すブロック図。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る発生水素管理総合システムの構成を示すブロック図。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る放射性廃棄物からの発生水素管理システムの作用を説明する図であって、沸騰水型原子炉内構造物の廃棄体の水素ガス発生積算量の時間推移の例を示すグラフ。
【符号の説明】
【００３３】
１…データ入力部（廃棄体製作時での廃棄体管理データ入力部）
２…水素ガス発生量評価部（廃棄体製作時での評価部）
３…水素ガス発生量管理データベース
４…データ入力部（輸送時での入力部）
５…水素ガス発生量補正評価部（輸送時での補正評価部）
６…データ入力部（埋設時での入力部）
７…水素ガス発生量補正評価部（埋設時での補正評価部）
８…データ入力部（廃棄体製作時での製作方法データ入力部）
９…水素ガス発生管理統合システムにおけるデータ入力部
１０…水素ガス発生管理統合システムにおける水素ガス発生量評価部
１１…水素ガス発生管理統合システムにおける水素ガス発生量管理データベース
１２…水素ガス発生管理統合システム
１３…廃棄体製作側システム管理者
１４…輸送側システム管理者
１５…埋設側システム管理者
【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】
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