(57)【要約】【課題】  廃棄物の保管用のパッケージを提供することである。【解決手段】  本発明は放射能廃棄物の保管用のパッケージに関する。そして、それは水分不浸透性、防腐用のグラファイトマトリックスを有し、かつ金属に包まれマトリックスに埋め込まれる廃棄生成物を有する安全な、超長期間最終的な廃棄に適している。このようなパッケージを製造する方法は、また、本発明の一部である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックスを具備するパッケージであって、
廃棄物コンパートメントがこのマトリックスに埋め込まれ、
前記マトリックスがグラファイトおよび無機バインダを備え、
前記バインダはガラスであることを特徴とする、パッケージ。
【請求項２】
前記マトリックスのグラファイトの部分は６０〜９０重量％である、請求項１に記載するパッケージ。
【請求項３】
前記無機バインダは、１５００℃未満の融点または軟化点を有する、請求項１又は２に記載のパッケージ。
【請求項４】
前記廃棄物コンパートメントは、金属シェル内の廃棄生成物を備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載のパッケージ。
【請求項５】
前記廃棄物コンパートメントは、好ましくはガラスであるバインダとの混合物である廃棄生成物を備える、請求項４に記載のパッケージ。
【請求項６】
前記バインダは、硼酸塩ガラスである、先行する請求項のいずれか１項に記載のパッケージ。
【請求項７】
前記無機バインダは、４０重量％までの量で前記マトリックス内に存在する、先行する請求項のいずれか１項に記載のパッケージ。
【請求項８】
廃棄生成物の保管用のパッケージを製造するための方法であって：
−  金属シェル内に廃棄生成物を満たす工程と、
−  前記廃棄生成物を圧縮する工程と、
−  圧縮されたブリケットを形成するようにグラファイトおよびガラスの混合物で、好ましくはベースボディの形で１つ以上の包まれた廃棄生成物を組立てる工程と、
−  パッケージを形成するように圧縮されたブリケットを最終的に押圧する工程とを具備する方法。
【請求項９】
前記廃棄生成物は、ガラスと混ぜられる金属シェル内に満たされる、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ベースボディは、層状に事前押圧される、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ベースボディは、前記包まれた廃棄生成物を受けるための凹所を有するように、設計される、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
理論的密度の６０〜８０％の密度は、前記ベースボディを事前押圧することによって達成される、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
圧縮は、冷間押出、高温静水圧圧縮または鍛造によって実行される、請求項８〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
金属シェル内のガラスと少なくとも１つの廃棄生成物との混合物を備えている、廃棄物コンパートメント。
【請求項１５】
放射性廃棄物の保管のために、請求項１〜７のいずれか１項に記載されたパッケージの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物の保管のためのパッケージに関する。そして、それは超長期間安全な最終的な処理に適している。そして、水分不浸透性（ｍｏｉｓｔｕｒｅ−ｉｍｐｅｒｍｅａｂｌｅ）、防腐のグラファイトマトリックスおよび少なくとも１つの廃棄物コンパートメントを有する。そして、それはマトリックスに埋め込まれる。さらにまた、パッケージを製造する方法およびそれらの用途は、記載されている。
【背景技術】
【０００２】
用語「廃棄物（ｗａｓｔｅ）」は、何らかの種類の廃棄物を指す。好ましくは、廃棄物は、それぞれ、放射能放射線（ｒａｄｉｏａｃｔｉｖｅ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ）を放射し、分裂および崩壊生成物を含む。本発明は、特に高レベル放射能を有する最終的な廃棄物処理に適しており、ここで、それは高レベル廃棄物（Ｈｉｇｈ  Ｌｅｖｅｌ  Ｗａｓｔｅ：ＨＬＷ）と称される。これは例えば使い終わった核燃料エレメントの再処理によって生じる廃棄物である。また、再処理されない使い終った核燃料エレメントは、とりわけＨＬＷとして分類される。
【０００３】
ヨーロッパ単独で、現在、中間的蓄積施設の再処理工場からの約８０００立方メートルのＨＬＷが存在する。毎年、ほぼ、２８０立方メートルが追加される。このようなＨＬＷ−廃棄物を包含するための全ての現在利用可能な材料および手順は、これまでの最終的な処理に適しているというわけではない。
【０００４】
例えば１０００ＭＷｅのパワーを有する軽水炉からの使い終った核燃料エレメントの再処理については、高レベル放射能を有する７２０ｋｇの廃棄物は、毎年生じる。核燃料再処理の後、廃棄物は、液体の形であって、そして、通常焼成によって固体の状態に変わる。残念なことに、一つの放射性核種（ｓｉｎｇｌｅ  ｒａｄｉｏｎｕｃｌｉｄｅｓ）の崩壊熱および半減期周期は、いくつかの十進の指数によって互いに異なる。
【０００５】
ＨＬＷの調整および保管のための一連の方法は、最終的な処理サイトの要求を満たす意図にしたがって開発された。
【０００６】
ＨＬＷの安全な超長期間最終的な処理を確実にするために、放射線分解によって起こる水分の浸透そして結果としての腐食が放射能放射線および１００℃より上の温度にもかかわらずほとんど除かれ得るように、コンテナの耐食性に関する高い要求はパッケージに求められる。またさらに、拡散プロセス（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）による放射性核種の移動度ができるだけ低いことが必要である。
【０００７】
現時点では、ガラスブロック（ｇｌａｓｓ−ｂｌｏｃｋｓ）を含有するＨＬＷを生成するための方法が最も開発されている。再処理工場から生じるＨＬＷは、好ましくは硼酸塩ガラス（ｂｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅ  ｇｌａｓｓ）に溶かされ、そして生成されたガラスブロックはステンレススチールコンテナ内に導入され、その結果、放射性廃棄物パッケージとなる。
【０００８】
ＨＬＷ−ブロックのガラス固化は、製造スケールにおいてすでに実行される。これについては、特にフランスのマルクール（Ｍａｒｃｏｕｌｅ）およびラアーグ（Ｌａ  Ｈａｇｕｅ）で製造設備が建設され、そして、それは１９７０年以降稼働中である。
【０００９】
外側のスチールコンテナは、腐食保護膜および放射性核種のための拡散隔膜の両方となる。コンテナの耐食性は、特にコンテナのタイプに依存し、水分ハット（ｍｏｉｓｔｕｒｅ  ｈａｔ）があり、１００℃より上の温度で関連した放射線分解である。
【００１０】
外側の金属容器によって囲まれる全てのＨＬＷ含有コンポーネントの欠点は、金属容器の限られた耐食性である。これは、生成コンテナのために今まで利用できる金属材料が最高でも約１０，０００年の耐食性の予想される最大値を有するという事実によるものである。結果的に、この期間を越えた放射性廃棄物の安全な埋没は、保証され得ない。さらに、周知のパッケージからの崩壊熱の除去は、低い熱伝導率によって妨げられる。
【００１１】
小さいＨＬＷ−パーティクルのコーティングを含む方法は、成功しなかった。これはキャリヤガス（最高２０ｍ３／時間）を求める高い要求と共に乱流流動層プラント（ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ  ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ  ｂｅｄ  ｐｌａｎｔｓ）の焼結廃棄物パーティクルのコーティングのホットセル動作の間、悪化する製造コンディションによるものであり、そして、パーティクルの困難で面倒な調整が続くことによるものである。更なる理由は、高価なキャリヤガスの廃棄である。
【００１２】
ドイツにおいて、塩岩のボーリングした穴または空洞にＨＬＷを入れたパッケージを埋没させ、同じく埋没の後に塩材料（Ｓａｌｚｇｒｕβ）または塩コンクリートでシールすることは、目的とされる。しかしながら、この概念に関する合意は、今までなされなかった。もう一度、ドイツのポテンシャル廃棄サイトの評価は、２００２年以降実行される。
【発明の概要】
【００１３】
従来技術によるスチールコンテナは、スチールコンテナの腐食を回避し、同様にガラスブロックのようなＨＬＷ含有コンポーネントからの放射性核種の拡散を防ぐ機能を有する。
【００１４】
外側のスチールコンテナの耐食性が現在の最高水準の技術によって最高でも１０，０００年に限られているので、この期間を越えた放射性核種の安全な封入は保証され得ない。
【００１５】
従って、廃棄物の保管用のパッケージを提供することは、本発明の目的であり、それはこのような廃棄物の安全な超長期間最終的な廃棄を可能にし、および費用対効果を高くすることができる。
【００１６】
対象は、特許請求の範囲の内容によって解決される。
【００１７】
本発明によるパッケージは、マトリックス、およびこのマトリックスに埋め込まれる廃棄物コンパートメントを備える。廃棄物コンパートメントは、好ましくは廃棄物含有複合押圧されたエレメント（ｗａｓｔｅ−ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  ｐｒｅｓｓｅｄ  ｅｌｅｍｅｎｔｓ）（例えばロッド）を備える。そして、それは金属シェルによって継ぎ目なく囲まれる。それで、廃棄物コンパートメントは、好ましくは金属シェルの廃棄生成物（ｗａｓｔｅ  ｐｒｏｄｕｃｔｓ）を有する。廃棄生成物はバインダを混ぜ合わせられることができる。そして、それは好ましくはガラスである。マトリックスは、グラファイト（黒鉛）および無機バインダとしてガラスを備える。
【００１８】
廃棄生成物は、使い終った核燃料エレメントから好ましくは選ばれることができる。
【００１９】
この明細書の用語「廃棄生成物（ｗａｓｔｅ  ｐｒｏｄｕｃｔｓ）」を使用することは、前記廃棄物が通常いくつかの生成物の混合物であることを意味する。しかしながら、本発明に係る用語は、また、単一のコンポーネントから成る生成物をカバーする。
【００２０】
パッケージは、逆構成（逆設計：ｉｎｖｅｒｓｅ  ｄｅｓｉｇｎ）によって特徴づけられる。外側のスチールコンテナによって囲まれるガラスブロックを有する既知のパッケージとは対照的に、本発明に係る廃棄物パッケージの廃棄物コンパートメントは、防腐で水分不浸透性のガラスグラファイトマトリックス（ｇｌａｓｓ−ｇｒａｐｈｉｔｅ−ｍａｔｒｉｘ）（不浸透性のガラスグラファイトマトリックス：ｉｍｐｅｒｍｅａｂｌｅ  Ｇｒａｐｈｉｔｅ−Ｇｌａｓｓ−Ｍａｔｒｉｘ、ＩＧＧ−Ｍａｔｒｉｘ）に埋め込まれる。このコンテキストにおいて、外側のスチールコンテナの機能が廃棄生成物の金属シェルによって内側パッケージ域に移されることは、したがって「逆設計」は、基本的である。
【００２１】
放射性核種の拡散と同様に腐食を防ぐ要求は、本発明に係るパッケージにおいては互いから離れて、満たされる。ＩＧＧ−Ｍａｔｒｉｘは、好ましくは孔がなく、そして高密度を有する。そして、それは理論的密度に近いものであって、そして、それで、水分不浸透性および防腐性を有する。内側金属シェルは、拡散隔膜として機能する。
【００２２】
一方でＩＧＧ−Ｍａｔｒｉｘの高耐食、および、他方でパッケージの内部エリア内に埋め込まれた廃棄物の完全な金属シェルのために、最後に配置されるパッケージから生物圏への放射性核種の何らかの放出は、超長期間時間フレーム（１００万年以上）の間、防がれる。
【００２３】
本発明によれば、無機バインダとしてのガラスを有する不浸透性および防腐性のグラファイトマトリックスは、廃棄物の統合化のために開発された。
【００２４】
グラファイトは、放射線に対して安定、同様に高耐食を有することは公知の材料である。これは、何百万年の間、性質において不変の形にて存在する天然グラファイトで、すでに確認される。
【００２５】
マトリックス内のグラファイトの部分は、好ましくは６０〜９０重量％に達する。グラファイトが天然グラファイト若しくは合成グラファイトまたは両方のコンポーネントの混合物であることは、好まれる。本発明によるマトリックス材のグラファイト部分が６０重量％〜１００重量％の天然グラファイトおよび０重量％〜４０重量％の合成グラファイト（ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ｇｒａｐｈｉｔｅ）から成ることは、特に好まれる。合成グラファイトは、また、グラファイト化された電子グラファイトパウダー（ｇｒａｐｈｉｔｉｚｅｄ  ｅｌｅｃｔｒｏｇｒａｐｈｉｔｅ  ｐｏｗｄｅｒ）と称することができる。
【００２６】
天然グラファイトは、適正価格であり、グラファイトグレインがナノ−クラックを有さず、および、それが適度な圧力を適用することによってほとんど理論上の密度を有する成形されたボディに圧縮されることができるという長所がある。
【００２７】
本発明によるバインダとして使用されるガラスは、好ましくは硼酸塩ガラスである。硼酸塩ガラスの利点は、それらの良好な腐食安定性である。硼酸塩ガラスは、高い化学的および温度の耐性（ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を有するガラスである。良好な耐薬品性（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）は、例えば水および多くの化学製品に対してガラスのホウ素含有量によって説明されることができる。温度耐性および温度の急激な変動に対する硼酸塩ガラスの不感度は、約３．３ｘ１０−６  Ｋ−１の低い熱膨張係数の結果である。一般的な硼酸塩ガラスは、例えばＤｕｒａｎ（登録商標），Ｐｙｒｅｘ（登録商標），Ｉｌｍａｂｏｎ（登録商標），Ｓｉｍａｘ（登録商標），Ｓｏｌｉｄｅｘ（登録商標）およびＦｉｏｌａｘ（登録商標）である。さらにまた、本発明によるバインダは、それらがマトリックスの孔の形成をもたらす熱処理の間、ガス状のクラック生成物を形成しないという利点がある。これは、本発明による無機バインダが反応のプロセスの部分でなく、従って孔は形成されないことを意味する。使用された無機バインダは、利点を有しており、それは、形成されうる孔を閉じて、記載されている高密度、水分に対する不浸透性および特別な耐食性をもたらす。
【００２８】
無機バインダがマトリックスの４０重量％までの量にて使用されることは、有利である。さらに、無機バインダは、マトリックスの１０〜３０重量％の量、およびより好ましくは、マトリックスの１５〜２５重量％の量であることが好ましい。
【００２９】
このようなマトリックスが超長期間の時間フレームの間、腐食バリアとしての機能を果たすために適切であることが示された。本発明による廃棄物コンパートメントの構成との組合せにおいて、パッケージの特別な特性は得られる。特に、マトリックスは、孔で基本的に孔がなく、好ましく理論的密度の９９％を越える範囲にある密度を有する。グラファイトマトリックスがパッケージ内への水分の進入を防ぐために高密度を有することは、重要である。これは、一方では材料の選択によって、他方では製造の方法によって、保証される。
【００３０】
放射性核種の崩壊熱の消散は、本発明によるＩＧＧ−Ｍａｔｒｉｘ内へ金属で覆われた形にて廃棄生成物を埋め込むことによって著しく改善される。そして、それはＩＧＧ−Ｍａｔｒｉｘの高い熱伝導率によるものである。
【００３１】
基本的に、廃棄生成物は、何らかの考えうる形状を有することができる。廃棄生成物は、パッケージボリュームの良好な利用を達成するために、形状において好ましくは円筒状である。廃棄物パッケージが六角柱の好ましい形態を有する場合、これはとりわけ事実である。パッケージは、好ましくは４００〜６００ｍｍのレンチサイズおよび８００〜１２００ｍｍの好適な高さを有する。
【００３２】
ロッド形状の２１０の廃棄物コンパートメントは、このような六角柱の三角の８−列のデザイン（ａ  ｔｒｉｇｏｎａｌ  ８−ｓｅｒｉｅｓ  ｄｅｓｉｇｎ  ｉｎ  ｓｕｃｈ  ａ  ｈｅｘａｇｏｎａｌ  ｐｒｉｓｍ）にて配置されることができる。その一部（５−１０％）は、中性子吸収のためのアブソーバロッドでカバーされることができる。アブソーバ材料として、Ｂ４Ｃは使用されることができる。
【００３３】
ＩＧＧ−Ｍａｔｒｉｘは、パウダー化された形状の原材料を混合することによって製造できる。押圧パウダーは、ガラスパウダーとグラファイトパウダーとを混合することによって、好ましくは製造される。押圧パウダーは、総量に基づいていくつかのパーセント量の補助賦形剤（ａｕｘｉｌｉａｒｙ  ｅｘｃｉｐｉｅｎｔｓ）を含むことができる。これらは例えば補助押圧材料（ａｕｘｉｌｉａｒｙ  ｐｒｅｓｓ  ｍａｔｅｒｉａｌｓ）であり、そして、それはアルコールを備えることができる。
【００３４】
グラファイトパウダーは、３０ｕｍ未満の粒径にて、好ましくは使用される。残りのコンポーネントは、好ましくは、ほとんどグラファイトパウダーと同じグレインサイズを有する。
【００３５】
望ましくは、造粒（ｇｒａｎｕｌａｔｅ）は、押圧パウダーから作成される。造粒を作成するために、原材料、特に２つのコンポーネントであるグラファイトパウダーおよびガラスパウダは、一緒に混合されて、成形され、その後圧壊されて（ｃｒｕｓｈｅｄ）、そして、３．１４ｍｍ未満および０．３１ｍｍ以上の粒度を有する造粒を形成するようにふるいにかけられる。
【００３６】
造粒から、取り扱いが容易で、廃棄物含有コンポジットプレス加工されたロッドまたはカラムのような金属に包まれた廃棄物を受け取るための凹所を有するベースボディは、予め押圧される。事前プレスは、例えば、３つの液圧式駆動を有する４−カラム−プレスにおいて実行される。プレス型（ｐｒｅｓｓ  ｄｉｅ）は、プレスの下側ヨークから分離され、センタリングストップによって単に配置されるだけである。
【００３７】
凹所を作成するために、２つの部分から成る形成ロッドは、本発明によって使用される。
【００３８】
ロッドの形成部分（ｆｏｒｍａｔｉｖｅ  ｐａｒｔ）は、より薄いキャリアロッドに位置づけられるものより大きな直径を有する。
【００３９】
まず最初に、必要とされる充填空間が型の上端まで得られるように、下部パンチ（ｌｏｗｅｒ  ｐｕｎｃｈ）は上方へ移動される。予め添加される造粒部分は中に一様に注入される。型の上端まで同じ充填空間が得られるように、最初は、上部パンチによって事前プレスされ、そして、ロックがかかってない下部パンチとともに上部パンチによって押し下げられる。圧縮されたブリケット（ｂｒｉｑｕｅｔｔｅ）の必要な長さが得られるまで、この手順は繰り返される。プッシングのための所要圧力が常に加圧中の圧力下にあるときに、全体の長さに渡って密度こう配がない事前押圧されたベースボディを作成することは可能ある。これは、最後の押圧の間、廃棄物コンパートメントの何らかの曲げ（ｂｅｎｄｉｎｇ）を回避するのに重要な要件である。
【００４０】
本発明によれば、造粒の形成およびベースボディの事前押圧の両方のプロセスステップは、ホットセルの外側で実行される（リモートオペレーション）。
【００４１】
廃棄物含有ＨＬＷコンポジットプレス加工された廃棄物コンパートメントの製造は、ホットセルにて実行される。それゆえに、金属シェル（好ましくは銅からなる）は、放射性廃棄物およびバインダとしてのガラスの、好ましくは均質の混合物を入れられる。入れられたシェルを封止した後に、それらは、押出し機にて加熱され、そしてコンポジットプレス加工された廃棄物コンパートメントを形成するように押し出される。
【００４２】
このような変更された手順は、また、例えばＬＷＲおよびＳＷＲ（軽水炉および重水炉）からなる使い終って前処理されなかった核燃料エレメントを有する廃棄物パッケージの製造に適している。
【００４３】
ＬＷＲのロッドが４８００ｍｍまでの長さを有するときに、それらは最初、銅管に導入され、そしてスパイラル形状のボディに形成され、その後、層状にグラファイトガラスマトリックス内に埋められる。
【００４４】
さらに、変更された手順は、また、英国からのＭａｇｎｏｘまたはＡＧＲ、フランスからのＵＮＧＧおよびロシアからのＲＢＭＫのような黒鉛減速原子力発電所からのラジオアイソトープが混入され照射を受けたグラファイトの安全な最終的な廃棄に適している。
【００４５】
本発明による廃棄物パッケージは、高温リアクタのためのＤｒａｇｏｎ−１８−Ｐｉｎ−ＢＥ−ｄｅｓｉｇｎにならって、例えば作られる。パッケージは、好ましくは５００ｍｍのレンチサイズおよび１０００ｍｍの高さを有する六角形の角柱である。廃棄物パッケージの最終的なホットプレス成形のための温度を低下させるために、そして、従来の鋼でできている工具を使用することが可能であるように、同じくプレスサイクル（加熱および冷却）を短縮するために、バインダとして低温で溶融する硼酸塩ガラスは、好ましくは使用され、および、アルミニウムマグネシウム合金、特にＡｌＭｇ１は、銅の代わりの金属シェル（シリンダ）のために、好ましくは使用される。崩壊熱が高レベル放射性廃棄物と比較してごくわずかに低いので、照射を受けたグラファイト（ｉｒｒａｄｉａｔｅｄ  ｇｒａｐｈｉｔｅ：ＩＧ）を入れられるシリンダに対する凹所の直径は８０ｍｍまで増加する。したがって、約１２０ｋｇの照射を受けたグラファイトは、提案された廃棄物パッケージ内に埋められることができる。
【００４６】
本発明は、廃棄生成物の保管のためのパッケージを製造する方法を備えている。それは以下の工程を備えるものである。  
−  金属シェル内に廃棄生成物を満たすこと、  
−  廃棄生成物を圧縮すること、  
−  圧縮されたブリケットを形成するようにグラファイトおよびガラスの混合物で、好ましくはベースボディの形で１つ以上の包まれた廃棄生成物を組立てること、  
−  パッケージを形成するように圧縮されたブリケットを最終的に押圧すること。
【００４７】
この方法によれば、廃棄生成物は、好ましくは、ガラスと混ぜられる金属シェル内に満たされる。
【００４８】
廃棄生成物の圧縮は、押圧によって好ましくは実行される。好適なコンプレッション法は、また、冷間押出（ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ  ｐｒｅｓｓｉｎｇ）および高温静水圧圧縮（ｈｏｔ−ｉｓｏｓｔａｔｉｃ  ｐｒｅｓｓｉｎｇ：ＨＩＰ）の他に鋳造（ｆｏｒｇｉｎｇ）を備える。
【００４９】
本発明は、金属シェル内に少なくとも１つの廃棄生成物とガラスとの混合物を備えている廃棄物コンパートメントにも関する。また、この廃棄物コンパートメントは、廃棄物パッケージの一部として上記している廃棄物コンパートメントの特性を有する。
【００５０】
放射性廃棄物の保管のために上記した廃棄物パッケージの使用は、また、本発明に係る。
【００５１】
更なる次の実施例は、廃棄物パッケージの本発明および本発明の範囲を制限することのないそれらの製造を例示する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】
【図２】
【発明を実施するための形態】
【００５３】
【実施例１】
【００５４】
ＨＬＷを有する廃棄物パッケージのデザインおよび製造  
パッケージはＩＧＧ−Ｍａｔｒｉｘでできている角柱である。そして、それは銅によって包まれるロッドの形でコンポジットプレス加工された廃棄物コンパートメントを備える。
【００５５】
会社Ｋｒｏｐｆｍｕｈｌ（ｕはウムラウト）の３０μｍ未満の粒径（ｇｒａｉｎ  ｄｉａｍｅｔｅｒ）を有する原子核グレード天然グラファイトおよび会社Ｓｃｈｏｔｔによって提供される約１０００℃の融点を有する同様のグレインサイズを有する硼酸塩ガラスは、原材料として役立つ。
【００５６】
両方のコンポーネントは、５：１のガラスに対する天然グラファイトの質量比で混ぜ合わせられ、およびブリケットを形成するように、コンパクタビーペックス（Ｃｏｍｐａｃｔｏｒ  Ｂｅｐｅｘ）Ｌ２００／５０Ｐ（会社ホソカワ）によって押圧された。ブリケットの密度は、１．９ｇ／ｃｍ３であった。３．１４ｍｍ未満および０．３１ｍｍ以上のグレインサイズ、および、約１ｇ／ｃｍ３のバルク密度を有する造粒は、その後のクラッシングおよびふるい分け（シービング：ｓｉｅｖｉｎｇ）の後で提供された。
【００５７】
ロッドを受けるための凹所を有するベースボディを作成するために、事前押圧は、いくつかのその後の工程において実行された。形成ロッドの直径は、キャリアロッドの直径より大きい０．２ｍｍであった。圧力は、４０ＭＮ／ｍ２であり、および、プッシング圧力は全ブリケットを構築しているプロセスの間、２０ＭＮ／ｍ２未満であった。
【００５８】
構築の後、形成ロッドは上部から引かれ、および、キャリアロッドは下にそれらを引くことによって取り外された。
【００５９】
コンポジットプレス加工された廃棄物含有ロッドを作成するために、銅シリンダはホウケイ酸塩パウダー内にＨＬＷ擬態（ＨＬＷ−ｓｉｍｕｌａｔｅ）の均質の混合物を入れられた。封止の後、シリンダは、１０００℃まで押出し機において加熱され、そして狭いグレード３を有するコンポジットプレス加工されたロッドに押し出された。廃棄物をベースとした理論的密度の約９０％の密度は、ロッド内に得られた。
【００６０】
コンポジットプレス加工された廃棄物ロッドを有するベースボディを組立てた後、それは、１０００℃まで加熱され、そして仕上げ（ｆｉｎａｌｉｓａｔｉｏｎ）のために処理された。最終的な押圧は、動的な押圧（ｄｙｎａｍｉｃ  ｐｒｅｓｓｉｎｇ）である。ブリケットは、上部および下部パンチによって交替に型の中で全負荷で移動される。２００℃まで冷却した後、ブリケットは、工具から放出された。
【実施例２】
【００６１】
再処理されない使い終った核燃料エレメントを有する廃棄物パッケージの製造
パッケージを製造するために、燃料エレメントダミーは、約１ｍｍのギャップ幅を有する銅でできている管状金属シェルに押し込まれた。ロッドを封止した後に、それらは、１０００℃での押出によってコンポジットプレス加工されたギャップフリーロッドに処理された。その後、ロッドは、スパイラル形状のボディ内に作られ、そしてベースボディの製造に類似したガラスグラファイト造粒（ｇｌａｓｓ−ｇｒａｐｈｉｔｅ−ｇｒａｎｕｌａｔｅ）内に埋められる。廃棄物パッケージの最終的な押圧は、実施例１に記載されている。
【００６２】
ＩＧＧ−Ｍａｔｒｉｘキャラクタリゼーションのために、試験片が押圧方向に対して平行（軸方向）におよび垂直（半径方向）にテストパッケージから取り出され、そしてそれらの化学的および物理特性は決定された。結果は、次の表において表示される。
【表１】
2013524165.tif 000002
【００６３】
９５℃で５つからなるカーナライトベーシックソリューション（ｑｕｉｎａｒｙ  ｃａｒｎａｌｌｉｔｅ  ｂａｓｉｃ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）にて実行される腐食試験（重量％の組成物：ＭｇＣｌ２  ２６．５、ＫＣｌ  ７．７、ＭｇＳＯ４  １．５、飽和されたＮａＣｌ、バランスＨ２Ｏ）は、１．１ｘ１０−４ｇ／ｍ２ｄの腐食値を与えた。この仮定下において、表面腐食によって約１００万年後に１．２ｃｍ未満の浸入深さは、予想されなければならない。
【実施例３】
【００６４】
照射を受けおよび汚染されたグラファイト（放射線にさらされたグラファイト、ＩＧ）の廃棄のための廃棄物パッケージ
８１ｍｍの直径を有する１９の凹所を有するベーシックボディは、実施例１に類似したグラファイトガラス造粒から作成された。その後、ＡｌＭｇ１−合金でできている中空シリンダは、ガラスおよびＩＧ−グラファイトの均質の混合物によって満たされた。シリンダを入れた後に、それらは、封止され、そして、８０ｍｍの直径を有するロッドは、５００℃で押出によって形成された。１．７５ｇ／ｃｍ３のロッドの密度は、マトリックス内のＩＧ−グラファイトに基づいて得られた。ベースボディを組立てた後に、同様に、実施例１に類似した仕上げ処理がされた。
【００６５】
全ての結果は、２倍より高くかつ２．３ｇ／ｍ２ｄの値を有する腐食値を除いて、実施例１にて与えられたＩＧＧ−Ｍａｔｒｉｘの測定値と一致する。
【図１】
2013524165.tif 000003
【図２】
2013524165.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成24年12月12日(2012.12.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックスを具備するパッケージであって、
廃棄物コンパートメントがこのマトリックスに埋め込まれ、
前記マトリックスがグラファイトおよび無機バインダを備え、
前記バインダはガラスであり、
前記マトリックス内のグラファイトの部分は少なくとも６０重量％であることを特徴とする、パッケージ。
【請求項２】
前記マトリックスのグラファイトの部分は６０〜９０重量％である、請求項１に記載するパッケージ。
【請求項３】
前記無機バインダは、１５００℃未満の融点または軟化点を有する、請求項１又は２に記載のパッケージ。
【請求項４】
前記廃棄物コンパートメントは、金属シェル内の廃棄生成物を備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載のパッケージ。
【請求項５】
前記廃棄物コンパートメントは、好ましくはガラスであるバインダとの混合物である廃棄生成物を備える、請求項４に記載のパッケージ。
【請求項６】
前記バインダは、硼酸塩ガラスである、先行する請求項のいずれか１項に記載のパッケージ。
【請求項７】
前記無機バインダは、４０重量％までの量で前記マトリックス内に存在する、先行する請求項のいずれか１項に記載のパッケージ。
【請求項８】
廃棄生成物の保管用のパッケージを製造するための方法であって：
−  金属シェル内に廃棄生成物を満たす工程と、
−  前記廃棄生成物を圧縮する工程と、
−  圧縮されたブリケットを形成するようにグラファイトおよびガラスの混合物で、好ましくはベースボディの形で１つ以上の包まれた廃棄生成物を組立てる工程と、
−  パッケージを形成するように圧縮されたブリケットを最終的に押圧する工程とを具備する方法。
【請求項９】
前記廃棄生成物は、ガラスと混ぜられる金属シェル内に満たされる、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ベースボディは、層状に事前押圧される、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ベースボディは、前記包まれた廃棄生成物を受けるための凹所を有するように、設計される、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
理論的密度の６０〜８０％の密度は、前記ベースボディを事前押圧することによって達成される、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
圧縮は、冷間押出、高温静水圧圧縮または鍛造によって実行される、請求項８〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
放射性廃棄物の保管のために、請求項１〜７のいずれか１項に記載されたパッケージの使用。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
全ての結果は、２倍より高くかつ２．３ｇ／ｍ２ｄの値を有する腐食値を除いて、実施例１にて与えられたＩＧＧ−Ｍａｔｒｉｘの測定値と一致する。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］
マトリックスを具備するパッケージであって、
廃棄物コンパートメントがこのマトリックスに埋め込まれ、
前記マトリックスがグラファイトおよび無機バインダを備え、
前記バインダはガラスであることを特徴とする、パッケージ。
［２］
前記マトリックスのグラファイトの部分は６０〜９０重量％である、［１］に記載するパッケージ。
［３］
前記無機バインダは、１５００℃未満の融点または軟化点を有する、［１］又は［２］に記載のパッケージ。
［４］
前記廃棄物コンパートメントは、金属シェル内の廃棄生成物を備える、［１］〜［３］のいずれかに記載のパッケージ。
［５］
前記廃棄物コンパートメントは、好ましくはガラスであるバインダとの混合物である廃棄生成物を備える、［４］に記載のパッケージ。
［６］
前記バインダは、硼酸塩ガラスである、［１］〜［５］のいずれかに記載のパッケージ。
［７］
前記無機バインダは、４０重量％までの量で前記マトリックス内に存在する、［１］〜［６］のいずれかに記載のパッケージ。
［８］
廃棄生成物の保管用のパッケージを製造するための方法であって：
−  金属シェル内に廃棄生成物を満たす工程と、
−  前記廃棄生成物を圧縮する工程と、
−  圧縮されたブリケットを形成するようにグラファイトおよびガラスの混合物で、好ましくはベースボディの形で１つ以上の包まれた廃棄生成物を組立てる工程と、
−  パッケージを形成するように圧縮されたブリケットを最終的に押圧する工程とを具備する方法。
［９］
前記廃棄生成物は、ガラスと混ぜられる金属シェル内に満たされる、［８］に記載の方法。
［１０］
前記ベースボディは、層状に事前押圧される、［８］または［９］に記載の方法。
［１１］
前記ベースボディは、前記包まれた廃棄生成物を受けるための凹所を有するように、設計される、［８］〜［１０］のいずれかに記載の方法。
［１２］
理論的密度の６０〜８０％の密度は、前記ベースボディを事前押圧することによって達成される、［８］〜［１１］のいずれかに記載の方法。
［１３］
圧縮は、冷間押出、高温静水圧圧縮または鍛造によって実行される、［８］〜［１２］のいずれかに記載の方法。
［１４］
金属シェル内のガラスと少なくとも１つの廃棄生成物との混合物を備えている、廃棄物コンパートメント。
［１５］
放射性廃棄物の保管のために、［１］〜［７］のいずれかに記載されたパッケージの使用。
【国際調査報告】
2013524165.tif 000005
2013524165.tif 000006
2013524165.tif 000007
2013524165.tif 000008