(57)【要約】【課題】処分坑道への廃棄体の定置前に、有人で処分坑道内に人工バリア（緩衝材）の構築作業を行うことができる放射性廃棄物処分施設及びその施工方法を提供する。【解決手段】放射性廃棄物を廃棄体１として天然バリアである岩盤５（地層）に処分する放射性廃棄物処分施設であって、岩盤５内に構築され、定置された廃棄体１の周辺に緩衝材２１による人工バリアが構築されている処分坑道２と、処分坑道２と所定の間隔おいて岩盤５内に構築された作業坑道３と、作業坑道３と処分坑道２とを接続して岩盤５内に構築され、作業坑道３から処分坑道２への廃棄体１の定置に用いられた後、埋め戻し材４１によって埋め戻された廃棄体定置孔４とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性廃棄物を廃棄体として地層に処分する放射性廃棄物処分施設であって、
前記地層内に構築され、定置された前記廃棄体の周辺に緩衝材による人工バリアが構築されている処分坑道と、
該処分坑道と所定の間隔おいて前記地層内に構築された作業坑道と、
前記作業坑道と前記処分坑道とを接続して前記地層内に構築され、前記作業坑道から前記処分坑道への前記廃棄体の定置に用いられた後、埋め戻し材によって埋め戻された廃棄体定置孔とを具備することを特徴とする放射性廃棄物処分施設。
【請求項２】
前記処分坑道と、前記作業坑道とは、平行に構築されていることを特徴とする請求項１記載の放射性廃棄物処分施設。
【請求項３】
前記廃棄体定置孔は、断面が前記処分坑道の断面積よりも小さく構築されていることを特徴とする請求項１又は２記載の放射性廃棄物処分施設。
【請求項４】
放射性廃棄物を廃棄体として地層に処分する放射性廃棄物処分施設の施工方法であって、
前記廃棄体を定置するための処分坑道と当該処分坑道への前記廃棄体の定置作業を行うための作業坑道とを前記地層内に所定の間隔をおいて構築する坑道構築工程と、
前記廃棄体の定置前に前記処分坑道内に緩衝材を充填して人工バリアを構築する人工バリア構築工程と、
前記作業坑道と前記処分坑道とを接続する廃棄体定置孔を構築する廃棄体定置孔構築工程と、
前記人工バリアが構築された前記処分坑道に前記廃棄体定置孔を通して前記作業坑道から前記廃棄体を定置する廃棄体定置工程と、
前記廃棄体の前記処分坑道への定置後に前記廃棄体定置孔を埋め戻し材で埋め戻す閉塞工程とを有することを特徴とする放射性廃棄物処分施設の施工方法。
【請求項５】
前記人工バリア構築工程では、前記廃棄体と同形状のダミー体を埋め込んで緩衝材を充填することを特徴とする請求項４記載の放射性廃棄物処分施設の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電等で生じた放射性廃棄物を地層処分する放射性廃棄物処分施設及びその施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電等で生じた廃棄物や、原子力発電で生じた使用済み核燃料を再処理する際に発生する廃液等は、深い安定した地層中に埋設処分する計画になっている。放射性廃棄物の地層中への埋設は、放射性廃棄物をガラス原料と共に溶かし込みガラス固化体として安定化処理し、さらにこのガラス固化体を密閉容器（オーバーパック）内に密閉収納した廃棄体として行われる。そして、廃棄体の周りには、ベントナイトあるいはベントナイト混合土で人工バリア（緩衝材）を構築し、この人工バリアと天然バリア（岩盤）とで放射性物質を封じ込める（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
人工バリア（緩衝材）の構築には、以下に示すいくつかの方式が提案されている。
１．ブロック方式
廃棄体を処分坑道に定置した後、圧縮成型したベントナイトブロック人工バリア（緩衝材）として廃棄体の周りに輸送して定置する。
２．プレアセンブル方式
人工バリア（緩衝材）と廃棄体とを全て地上でパッケージ化して地下に輸送し、定置する。
３．原位置締め固め方式
廃棄体を処分坑道に定置した後、粉体のベントナイトを人工バリア（緩衝材）として廃棄体の周りに充填し、原位置で締め固める。
４．ペレット充填方式
廃棄体を処分坑道に定置した後、粒状（ペレット）ベントナイトを人工バリア（緩衝材）として廃棄体の周りに充填する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−２９４６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術において、ブロック方式、原位置締め固め方式及びペレット充填方式では、廃棄体を処分坑道に定置した後に人工バリア（緩衝材）を構築する必要があるため、放射線のために人が近づけず、遠隔操作で人工バリア（緩衝材）を構築しなければならず、高度で且つ信頼性の高い機械技術が必要であった。
また、ブロック方式及びプレアセンブル方式では、廃棄体を定置する処分坑道の壁面、すなわち天然バリア（岩盤）と人工バリア（緩衝材）との間に隙間が発生し、この隙間がバリアとしての弱点となってしまう。さらに、原位置締め固め方式は、施工時に廃棄体を痛める危険があり、ペレット充填方式は、遮断に必要な十分な密度が得られない虞がある。
また、従来技術では、処分坑道には、隣接する坑道や処分坑道自体を用いて廃棄体を定置しているため、処分坑道と共に、隣接する坑道も埋め戻されるのが一般的であり、一旦定置した廃棄体を再び取り出すことは困難であった。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上述の課題を解消し、処分坑道への廃棄体の定置前に、有人で処分坑道内に人工バリア（緩衝材）の構築作業を行うことができると共に、廃棄体の再度の取り出しを容易に行うことができる放射性廃棄物処分施設及びその施工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の放射性廃棄物処分施設は、放射性廃棄物を廃棄体として地層に処分する放射性廃棄物処分施設であって、前記地層内に構築され、定置された前記廃棄体の周辺に緩衝材による人工バリアが構築されている処分坑道と、該処分坑道と所定の間隔おいて前記地層内に構築された作業坑道と、前記作業坑道と前記処分坑道とを接続して前記地層内に構築され、前記作業坑道から前記処分坑道への前記廃棄体の定置に用いられた後、埋め戻し材によって埋め戻された廃棄体定置孔とを具備することを特徴とする。
さらに、本発明の放射性廃棄物処分施設において、前記処分坑道と、前記作業坑道とを、平行に構築しても良い。
さらに、本発明の放射性廃棄物処分施設において、前記廃棄体定置孔の断面を前記処分坑道の断面積よりも小さく構築しても良い。
また、本発明の放射性廃棄物処分施設の施工方法は、放射性廃棄物を廃棄体として地層に処分する放射性廃棄物処分施設の施工方法であって、前記廃棄体を定置するための処分坑道と当該処分坑道への前記廃棄体の定置作業を行うための作業坑道とを前記地層内に所定の間隔をおいて構築する坑道構築工程と、前記廃棄体の定置前に前記処分坑道内に緩衝材を充填して人工バリアを構築する人工バリア構築工程と、前記作業坑道と前記処分坑道とを接続する廃棄体定置孔を構築する廃棄体定置孔構築工程と、前記人工バリアが構築された前記処分坑道に前記廃棄体定置孔を通して前記作業坑道から前記廃棄体を定置する廃棄体定置工程と、前記廃棄体の前記処分坑道への定置後に前記廃棄体定置孔を埋め戻し材で埋め戻す閉塞工程とを有することを特徴とする。
さらに、本発明の放射性廃棄物処分施設の施工方法は、前記人工バリア構築工程では、前記廃棄体と同形状のダミー体を埋め込んで緩衝材を充填しても良い。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、処分坑道内の人工バリアの構築を廃棄体の定置前に行うことができるため、充填する緩衝材と地層との隙間の手当てを、有人が近傍で行うことができ、確実な人工バリアを構築することができると共に、廃棄体の再度の取り出しを容易に行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る放射性廃棄物処分施設の実施形態の構成を示す斜視図及び断面図である。
【図２】図１に示す作業坑道に対する処分坑道の配置例を示す断面図である。
【図３】本発明に係る放射性廃棄物処分施設の施工方法の坑道構築工程を説明する説明図である。
【図４】本発明に係る放射性廃棄物処分施設の施工方法の人工バリア構築工程及び廃棄体定置孔構築工程を説明する説明図である。
【図５】本発明に係る放射性廃棄物処分施設の施工方法の廃棄体定置工程を説明する説明図である。
【図６】本発明に係る放射性廃棄物処分施設の他の実施形態の構成を示す斜視図及び断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明を実施するための形態（以下、単に「実施形態」という）を、図面を参照して具体的に説明する。
【００１１】
本実施形態の放射性廃棄物処分施設は、図１を参照すると、放射性物質を封じ込める天然バリアとして機能する安定した岩盤５中に構築され、放射性破棄物が廃棄体１として納められる処分坑道２と、処分坑道２に対して所定の間隔をおいて平行に構築された作業坑道３と、作業坑道３と処分坑道２とを接続する廃棄体定置孔４とを備えている。そして、処分坑道２内には、放射性物質を封じ込める人工バリアとして機能する緩衝材２１が充填されていると共に、廃棄体定置孔４は、埋め戻し材４１によって埋め戻されている。なお、図１（ａ）において、ｚ軸が鉛直方向、ｘｙ平面が水平面である。また、図１（ｂ）は、処分坑道２、作業坑道３及び廃棄体定置孔４をｙｚ平面で切断した断面図である。
【００１２】
処分坑道２は、ｘ軸方向、すなわち水平に構築されている。処分坑道２には、複数の廃棄体１が所定の間隔をおいて定置され、処分坑道２内に充填されている緩衝材２１（人工バリア）と、岩盤５（天然バリア）とで放射性物質を封じ込める構成になっている。なお、廃棄体１は、例えば、放射性廃棄物をガラス原料と共に溶かし込んだガラス固化体を、さらに円筒状の密閉容器（オーバーパック）内に密閉収納したものである。また、処分坑道２は、廃棄体定置孔４よりも大きく、且つ緩衝材２１の充填によって構築される人工バリアが必要な透水係数が確保できる外径を有している。
【００１３】
作業坑道３は、ｘ軸方向、すなわち水平に処分坑道２と平行して構築されている。作業坑道３は、廃棄体定置孔４の構築及び埋め戻し作業や、処分坑道２への廃棄体１の定置作業や処分坑道２からの廃棄体１の搬出作業を行うためのものであり、これらの作業に用いる各種作業機械の通行や設置が可能な大きさに構築されている。
【００１４】
また、処分坑道２と作業坑道３とは、１対１である必要はなく、図２に示すように、１本の作業坑道３に対して複数本の処分坑道２、２ａ、２ｂを構築するようにしても良い。また、処分坑道２ａのように、作業坑道３に対して鉛直方向（ｚ軸方向）の異なる位置に構築するようにしても良い。
【００１５】
廃棄体定置孔４はｙ軸方向、すなわち処分坑道２及び作業坑道３と直交する方向に所定の間隔をおいて複数構築されている。廃棄体定置孔４は、作業坑道３から処分坑道２に廃棄体１を定置する際に用いられる孔であり、処分坑道２における廃棄体の定置位置に対応してそれぞれ構築される。廃棄体定置孔４は、廃棄体１を作業坑道３から処分坑道２に定置した後は、埋め戻し材４１によって埋め戻される。従って、廃棄体定置孔４の断面は、廃棄体１が通り抜け可能で有れば良く、構築及び埋め戻しの作業量を考慮すると、処分坑道２の断面積よりも小さく、できるだけ小さい断面積であることが好ましい。なお、本実施形態のように、処分坑道２と作業坑道３とが平行に構築されている場合には、処分坑道２と作業坑道３とを接続する廃棄体定置孔４は、全て同じ方向及び長さに構築すれば良く、専用の作業機械の製作も容易であり、作業効率を向上させることができる。
【００１６】
緩衝材２１及び埋め戻し材４１としては、例えば、ベントナイトあるいはベントナイト混合土が用いることができる。ベントナイトは、透水係数が小さいこと等の理由により、緩衝材２１及び埋め戻し材４１として好適に使用することができる。また、緩衝材２１及び埋め戻し材４１として、ベントナイトを含む土質系材料を用いると、水と触れ合うと膨潤し、内圧が高まることで水の侵入を抑制する効果が期待される。
【００１７】
次に本実施形態の放射性廃棄物処分施設の施工方法について図３乃至図５を参照して詳細に説明する。
まず、図３に示すように、地層処分を行う安定した岩盤５を掘削することで、処分坑道２と作業坑道３とを平行に構築する坑道構築工程を実行する。この坑道構築工程は、廃棄体１の搬入前に行うことができるため、有人で行うことができる。なお、図１及び図３に示す例では、処分坑道２及び作業坑道３の断面が円形に構成されているが、処分坑道２及び作業坑道３の断面は馬蹄形や矩形等の他の形状に構成しても良い。また、処分坑道２及び作業坑道３は、水平方向に構築することで後工程の作業効率を向上させることができるが、処分坑道２及び作業坑道３を傾斜させて構築するようにしても良い。さらに、処分坑道２と作業坑道３とを平行に構築することで、後工程の作業効率を向上させることができるが、処分坑道２と作業坑道３とを必ずしも平行に構築しなくても、略平行であれば良い。
【００１８】
作業坑道３と処分坑道２との間には、天然バリアである岩盤５が介在している。従って、作業坑道３と処分坑道２との間隔によって、処分坑道２に定置された廃棄体１から作業坑道３に到達する放射線量を制御することができる。例えば、廃棄体１の放射能レベルが高い場合には、作業坑道３と処分坑道２との間隔を広く取ることで、作業坑道３に到達する放射線量を容易に低減させることが可能になる。
【００１９】
次に、図４に示すように、処分坑道２内に緩衝材２１を充填して人工バリアを構築する人工バリア構築工程と、作業坑道３から処分坑道２に向けて岩盤５を掘削することで、作業坑道３と処分坑道２とを接続する廃棄体定置孔４を構築する廃棄体定置孔構築工程とを実行する。人工バリア構築工程と廃棄体定置孔構築工程とは、どちらを先に実行しても良く、並行して実行するようにしても良い。
【００２０】
処分坑道２内への緩衝材２１の充填方式には、限定がなく、ブロック方式、原位置締め固め方式、ペレット充填方式のいずれの方式で行っても良い。人工バリア構築工程は、廃棄体１の搬入前に行う。従って、人工バリア構築工程において、充填する緩衝材２１と天然バリア（岩盤５）との隙間の手当てを、有人が近傍で行うことができ、確実な人工バリアを構築することができる。
【００２１】
また、廃棄体定置孔構築工程も、廃棄体１の搬入前に行う。従って、有人で行うことができ、既存の作業機械を用いて効率良く作業を行うことが可能になる。さらに、廃棄体定置孔構築工程において、図４に示すように、廃棄体１を定置する定置空間Ａを、処分坑道２内に充填された緩衝材２１内に形成しておく。すなわち、廃棄体１の定置は、遠隔で行う必要があるが、廃棄体１を定置する定置空間Ａを予め形成しておくことで、廃棄体１の定置作業を容易に行うことができる。
【００２２】
さらに、人工バリア構築工程において、廃棄体１と同形状のダミー体を埋め込んで緩衝材２１を充填するようにしても良い。この場合には、廃棄体定置孔構築工程において、ダミー体を抜き出すだけで、廃棄体１を定置する定置空間Ａを簡単に形成することが可能になる。
【００２３】
次に、図５に示すように、作業坑道３から廃棄体定置孔４を介して処分坑道２内に形成された定置空間Ａに廃棄体１を定置する廃棄体定置工程を実行する。処分坑道２内に形成された定置空間Ａへの廃棄体１の定置は、例えば、図５（ｂ）に示すように、廃棄体１を支持し、廃棄体定置孔４を通して定置空間Ａまで搬送可能なアーム６１を備えた作業機械６を用いて行うことができる。なお、廃棄体定置工程は、廃棄体１を取り扱うため、有人で行うことができず、作業機械６は、無線で操縦可能なものが用いられる。
【００２４】
次に、作業坑道３から廃棄体定置孔４を通して廃棄体１の周辺に緩衝材２１を充填することで、廃棄体１の廃棄体定置孔４側に人工バリアを構築するとともに、廃棄体定置孔４を埋め戻し材４１で閉塞する閉塞工程を実行する。閉塞工程を実行することで、図１に示す状態になる。閉塞工程は、廃棄体１を定置した後の作業であるため、有人で行うことができず、無線で操縦可能な図示しない作業機械を用いて行われる。
【００２５】
廃棄体定置孔４を閉塞した後は、処分坑道２と作業坑道３との間の天然バリア（岩盤５）によって、作業坑道３内の放射線量が低減されるため、作業坑道３を埋め戻す必要がない。換言すると、作業坑道３内の放射線量が問題のないレベルまで低減されるように、処分坑道２と作業坑道３との間隔を設定すると良い。これにより、作業坑道３から処分坑道２内に定置された廃棄体１の状態の検査等の維持管理を行うことができると共に、作業坑道３を用いることで廃棄体１の再度の取り出しを容易に行うことができる。また、処分坑道２内に定置された複数の廃棄体１の中から選択的に取り出すことも容易である。
【００２６】
なお、本実施形態では、図１に示すように、円筒状である廃棄体１の軸を、処分坑道２の構築方向に対して直交する向きで定置する例について説明したが、図６に示すように、円筒状である廃棄体１の軸を処分坑道２ａの構築方向に定置するようにしても良い。廃棄体１の形状は、通常、直径よりも軸方向の長さの方が長く設定されている。廃棄体１の軸を処分坑道２の構築方向に定置する場合には、廃棄体１の軸を処分坑道２ａの構築方向に対して直交する向きで定置する場合に比べて、処分坑道２ａの断面積を小さくすることができる。しかし、廃棄体定置孔４ａの断面積は、大きく設定する必要があると共に、処分坑道２ａに廃棄体１を定置する間隔を広くとる必要がある。従って、岩盤５の状態等にも左右されるが、円筒状である廃棄体１の軸を、処分坑道２の構築方向に対して直交する向きで定置する方が有効であると考えられる。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態は、放射性廃棄物を廃棄体１として天然バリアである岩盤５（地層）に処分する放射性廃棄物処分施設であって、岩盤５内に構築され、定置された廃棄体１の周辺に緩衝材２１による人工バリアが構築されている処分坑道２と、処分坑道２と所定の間隔おいて岩盤５内に構築された作業坑道３と、作業坑道３と処分坑道２とを接続して岩盤５内に構築され、作業坑道３から処分坑道２への廃棄体１の定置に用いられた後、埋め戻し材４１によって埋め戻された廃棄体定置孔４とを備えている。
この構成により、処分坑道２内の人工バリアの構築を廃棄体１の定置前に行うことができるため、充填する緩衝材２１と天然バリア（岩盤５）との隙間の手当てを、有人が近傍で行うことができ、確実な人工バリアを構築することができる。また、処分坑道２と作業坑道３との間の岩盤５（天然バリア）によって、作業坑道３を埋め戻す必要がない。これにより、作業坑道３から処分坑道２内に定置された廃棄体１の状態の検査等の維持管理を行うことができると共に、作業坑道３を用いることで廃棄体１の再度の取り出しを容易に行うことができる。
【００２８】
さらに、本実施形態において、処分坑道２と、作業坑道３とは、平行に構築されている。
この構成により、処分坑道２に定置された廃棄体は、作業坑道３から同じ方向で且つ同じ距離をあるため、維持管理や再度の取り出しを容易に行うことができる。
【００２９】
さらに、本実施形態において、廃棄体定置孔４は、断面が処分坑道２の断面積よりも小さく構築されている。
この構成により、処分坑道２の断面は廃棄体１のサイズと廃棄体１の周辺に緩衝材２１の充填によって構築される人工バリアを包括したものが必要であるのに対し、廃棄体定置孔４の断面は廃棄体が通り抜け可能であれば良く、廃棄体定置孔４によるバリア機能の損失を少なくすることができ、処分坑道２と作業坑道３との間の岩盤５（天然バリア）を有効に活用することができる。
【００３０】
また、本実施形態は、放射性廃棄物を廃棄体１として天然バリアである岩盤５（地層）に処分する放射性廃棄物処分施設の施工方法であって、廃棄体１を定置するための処分坑道２と、処分坑道２への廃棄体１の定置作業を行うための作業坑道３とを岩盤５内に所定の間隔をおいて構築する坑道構築工程と、廃棄体１の定置前に処分坑道２内に緩衝材２１を充填して人工バリアを構築する人工バリア構築工程と、作業坑道３と処分坑道２とを接続する廃棄体定置孔４を構築する廃棄体定置孔構築工程と、人工バリアが構築された処分坑道２に廃棄体定置孔４を通して作業坑道３から廃棄体１を定置する廃棄体定置工程と、廃棄体１の処分坑道２への定置後に廃棄体定置孔４を埋め戻し材４１で埋め戻す閉塞工程とを有している。
この構成により、人工バリア構築工程において、充填する緩衝材２１と天然バリア（岩盤５）との隙間の手当てを、有人が近傍で行うことができ、確実な人工バリアを構築することができる。
【００３１】
さらに、本実施形態において、人工バリア構築工程では、廃棄体１と同形状のダミー体を埋め込んで緩衝材４１を充填する。
この構成により、廃棄体定置孔構築工程において、ダミー体を抜き出すだけで、廃棄体１を定置する定置空間Ａを簡単に形成することが可能になる。
【００３２】
以上、実施形態をもとに本発明を説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせ等にいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００３３】
１  廃棄体
２、２ａ、２ｂ  処分坑道
３  作業坑道
４、４ａ  廃棄体定置孔
５  岩盤
６  作業機械
２１  緩衝材
４１  埋め戻し材
６１  アーム
Ａ  定置空間
【図１】
2015072154.tif 000003
【図２】
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【図３】
2015072154.tif 000005
【図４】
2015072154.tif 000006
【図５】
2015072154.tif 000007
【図６】
2015072154.tif 000008