(57)【要約】本発明の放射性廃棄物の固形化処理装置は、粉末状、顆粒状及びその他の多様な形態の放射性廃棄物を収容する固形化ドラム１２０と、前記固形化ドラム内の放射性廃棄物にポリマーを混合・注入するポリマー注入装置１１０と、前記固形化ドラム内に注入されるポリマーの水位を感知する計測装置１１１と、前記放射性廃棄物が充填された固形化ドラムの下端に挿入された真空吸入用内部装置１２１と、前記真空吸入用内部装置１２１と連結された真空ポンプ１３０と、前記計測装置１１１で感知された信号を処理し、前記ポリマー注入装置１１０及び前記真空ポンプ１３０の作動を制御する制御装置１４０と、前記真空吸入用内部装置１２１と連結され、前記固形化ドラムから流出したポリマーを回収し、前記固形化ドラム内のポリマーの浸透状態を確認できる回収容器１５０とを含んで構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固形化ドラムに充填されている放射性廃棄物にポリマー注入装置を通してポリマーを混合・注入する注入段階と、
前記放射性廃棄物が充填された固形化ドラムの下端に挿入された真空吸入用内部装置と前記ポリマー注入装置を通してポリマー注入と真空吸引力の交差制御を１回以上施行し、ポリマーを廃棄物の空隙間に徐々に浸透させる浸透段階と、
前記真空吸入用内部装置と連結され、前記固形化ドラムから流出したポリマーを回収する回収容器を通して前記固形化ドラム内のポリマーの浸透状態を確認する確認段階と、
ポリマーが前記固形化ドラム内の放射性廃棄物に浸透完了した状態を確認した後、前記固形化ドラム内の真空吸入用内部装置を固形化ドラム内に共に埋没して固形化する固化段階と、を含む放射性廃棄物の固形化処理方法。
【請求項２】
前記浸透段階は、前記ポリマーの水位を感知する計測装置が前記ドラム内の廃棄物の上面に積もったポリマーの厚さを感知し、前記ポリマーの水位が一定の下端の高さ未満である場合は、前記ポリマー注入装置を作動させてポリマーを注入し、注入されたポリマーは重力で放射性廃棄物の空隙間に浸透させ、
前記ポリマーの水位が一定の下端の高さ以上で、かつ一定の上端の高さ未満である場合は、前記ポリマー注入装置及び前記真空吸入用内部装置と連結された真空ポンプを同時に作動させ、前記ポリマーを真空吸引力で放射性廃棄物の空隙間に浸透させ、
前記ポリマーの水位が一定の上端の高さ以上である場合は、ポリマー注入装置の作動が中断され、前記真空ポンプのみが作動し、真空吸引力でポリマーを放射性廃棄物の空隙間に浸透させることを特徴とする、請求項１に記載の放射性廃棄物の固形化処理方法。
【請求項３】
前記ポリマーを混合・注入する注入段階で、前記ポリマー注入装置では、停電事故によるポリマーの固着時に消耗品として取替え可能な１個以上のポリマー混合用スタティックノズルが固定状態で又は回転状態でポリマーを混合・注入することを特徴とする、請求項１に記載の放射性廃棄物の固形化処理方法。
【請求項４】
放射性廃棄物を収容する固形化ドラム（１２０）と、
前記放射性廃棄物にポリマーを混合・注入するポリマー注入装置（１１０）と、
前記固形化ドラム内に注入されるポリマーの水位を感知する計測装置（１１１）と、
前記放射性廃棄物が充填された固形化ドラムの下端に挿入された真空吸入用内部装置（１２１）と、
前記真空吸入用内部装置（１２１）と連結された真空ポンプ（１３０）と、
前記計測装置（１１１）で感知された信号を処理し、前記ポリマー注入装置（１１０）及び前記真空ポンプ（１３０）の作動を制御する制御装置（１４０）と、
前記真空吸入用内部装置（１２１）と連結され、前記固形化ドラムから流出したポリマーを回収し、前記固形化ドラム内のポリマーの浸透状態を確認できる回収容器（１５０）と、を含んで構成されることを特徴とする放射性廃棄物の固形化処理装置。
【請求項５】
前記固形化ドラム内に注入されるポリマーの水位を感知する計測装置（１１１）は、装置の異常作動に備えて２個以上設置し、設置された２個以上の計測装置の計測値のうち保守的な計測値を入力として使用し、前記制御装置（１４０）を通して前記ポリマー注入装置及び前記真空ポンプの作動を制御することを特徴とする、請求項４に記載の放射性廃棄物の固形化処理装置。
【請求項６】
前記固形化ドラムから流出したポリマーを回収し、前記固形化ドラム内のポリマーの浸透状態を確認できる回収容器（１５０）は、外部から観測可能であり、前記回収容器に付けられた回収ポリマー計測装置（１３１）の計測により、回収容器内に回収されたポリマーの量によって警告信号を発し、真空ポンプとポリマー注入装置の作動が前記制御装置（１４０）を通して制御されることを特徴とする、請求項４に記載の放射性廃棄物の固形化処理装置。
【請求項７】
前記放射性廃棄物が充填された固形化ドラムの下端に挿入され、固化体と共に埋没される真空吸入用内部装置（１２１）は、真空吸入用内部装置の下面板と固形化ドラム（１２０）の底面との間隙を利用できるように下面が多数の溝や突起で形成されたり、通気性不織布が付けられたディスク板状に形成されることを特徴とする、請求項４に記載の放射性廃棄物の固形化処理装置。
【請求項８】
前記ポリマー注入装置であるインラインミキサーには、停電事故によるポリマー固着時に消耗品として取替え可能なポリマー混合用スタティックノズルが付加されることを特徴とする、請求項４に記載の放射性廃棄物の固形化処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性廃棄物の固形化処理方法及び装置に関するもので、顆粒状の放射性廃棄物はもちろん、固形化材の浸透が難しい粉末小粒子状及び多様な形態の廃棄物にポリマー注入と真空吸引力の交差制御を通して容易かつ確実に固形化材を浸透させることによって固化体内部の空隙発生を最小化し、固化体の強度を増進させ、多重安全装置を通して固形化作業中に発生しうる予期しない流出事故を事前に防止することによって稼動中の安全性を増進し、廃棄物の積載量を最大化し、放射性廃棄物を処分場により安全かつ低廉に貯蔵できる放射性廃棄物の固形化処理方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所の運営上、放射線管理区域内で必然的に多量発生する放射性液体廃棄物は、一般に蒸発器によって蒸発されて処理されるが、この過程で蒸発器の下部には濃縮された廃液が残留するようになる。この廃液は、低準位放射性廃棄物として濃縮廃液乾燥設備（ＣＷＤＳ）によって蒸発・濃縮されて粉末化され、この粉末は多様な方法で固形化処理される。
【０００３】
このときに使用される多様な固形化方法のうちセメント固形化方法は、最も古い伝統的な固形化方法であって、圧縮強度及び耐久性は優れるが、廃棄物の積載量が少ないという短所を有する。また、セメント内に存在する遊離水によって固化体の耐浸出性が低下し、長期間保管するとき、鉄材ドラムが腐食するという問題が発生し、セメントの放射性遮蔽能力の低下によって多量のセメントが必要となり、固化体の体積増加によって固化体が貯蔵空間を多く占めるという問題が発生する。
【０００４】
アスファルト固形化方法の場合、廃棄物の積載量及び耐浸出性が非常に優れるが、形態安定性、圧縮強度及び耐久性が低下し、製造過程中に火事の危険性が常に存在する。実際に、去る１９９７年に日本東海再処理施設のアスファルト固形化処理施設で火災事故が発生したことがある。
【０００５】
パラフィン固形化の場合、製造過程中に層分離によって不均質な固形化が起きやすく、圧縮強度及び耐浸出特性が不良である。
【０００６】
したがって、近年、韓国では、廃棄物処理概念の再定立のために濃縮廃液の処理方案の改善が提起され、既存の濃縮廃液処理法（セメント固形化、アスファルト固形化及びパラフィン固形化）の代わりに、前記技術的問題を解決することができ、かつ、米国原子力規制委員会（ＮＲＣ）から認証を受けたポリマー固形化技術が採択された。
【０００７】
放射性廃棄物にポリマー固形化技術を適用するとき、固形化ドラムに充填されている粉末化された廃棄物は、粒径が数μｍの粉末小粒子状を初めとして、多様な大きさと形態を有するようになるが、そのうちほとんどを占めている粉末小粒子状は、固形化材であるポリマーの浸透が極めて難しいので、これまではポリマーを機械的に混合して固形化させる方法が採択されていた。しかしながら、固形化材を機械的方法で混合して固形化させると、単位固化体内の廃棄物の積載量が減少し、追加的な廃棄物量が増加するので、莫大な処分費用のために経済性が低下するだけでなく、混合過程は放射線安全側面で非常に不利である。
【０００８】
また、固形化処理作業は、放射性廃棄物の有害性のために遠隔で行わなければならないが、作業中の停電などの予期しない事態や装置の故障によってポリマーが流出したり、突然の停止によってポリマーの固着が誘発されるおそれがある。このような小さな過ちや事故の発生時にも、放射性廃棄物の特性上、原状回復に多くの努力と犠牲が要求されるので、作業中に発生しうる予期しない事故を事前に防止できる安全装置の考案が何よりも切実に要求されている。
【０００９】
関連性のある技術として、特許文献１は、放射性廃棄粉末の固化処理装置及び方法に関するもので、放射性廃棄粉末を噴射すると同時にポリマーを噴射して粘着体を作り、これを加熱して固形化したり、又は、前記粘着体を環状成形体に成形し、この環状成形体に再びポリマーを注入・加熱して固形化する装置と方法を開示している。この技術は、機械的混合方法の変形された形態であって、廃棄物粉末間にポリマー注入と真空吸引力の交差制御を通して固形化材を強制的に浸透させる本発明とは根本的に異なり、単位固化体内の廃棄物の積載量が減少する機械的混合方法の短所を有することはもちろん、放射性粉末の噴射によって放射線安全側面でも非常に不利であり、また、ポリマー硬化段階で必要な固化体の加熱技術は、ポリマーの発熱量を制限する技術要件に対立するもので、原子力発電所の内部施設では収容しにくい技術である。
【００１０】
特許文献２は、放射性廃棄物の固化処理装置をコンテナに内蔵して車両に搭載することによって、移動しながら放射性スラッジや廃液などの液状放射性廃棄物を収去し、現場で放射性廃棄物を直接固形化処理できるようにする装置を開示しているが、これは、本発明とは関係のない技術である。
【００１１】
特許文献３は、放射性廃棄物の固形化装置に関するもので、固形化材をドラムの外部から機械的に混合し、混合された固形化材を蓋の閉まった密閉された固形化ドラムに注入するのに脱気手段を用いることによって密閉されたドラム内で発生する負圧で固形化材の注入を促進させ、充填感知手段が備えられており、固形化材が一定量以上注入されると、注入を停止した後、間接加熱装置を用いてドラム内の固形化材を熱で硬化させて廃棄物固形体を作る装置を開示している。
【００１２】
しかしながら、前記装置は、低い粘性のポリマーを重力と浸透圧などを通して自然に浸透させた後、熱を用いて硬化させる装置技術として特別に考案・製作された廃棄物ドラムの密閉状態のみで適用可能であり、高い粘性のポリマーには適用が不可能であるが、高い粘性のポリマーもポリマー注入と真空吸引力の交差制御を通して廃棄物の空隙間に浸透させることができ、蓋の開いた全ての大きさのドラムに適用が可能であり、多重の安全装置を通して作業中に発生しうる予期しない過ちや事故を事前に防止する本発明とは根本的に異なっている。また、固化段階で間接加熱装置を用いてドラム内の固形化材を熱で硬化させる技術は、ポリマーの発熱量を制限する技術要件に対立するもので、原子力発電所の内部施設では収容しにくい技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】韓国特許第０８４８５０７号
【特許文献２】韓国特許第０８４８５０５号
【特許文献３】米国特許第４，８５１，１５５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、前記のような従来の問題を考慮してなされたもので、顆粒状の放射性廃棄物はもちろん、固形化材の浸透が難しい粉末小粒子状及び多様な形態の廃棄物にポリマー注入と真空吸引力の交差制御を通して容易かつ密実に固形化材を浸透させることによって固化体内部の空隙発生を最小化し、固化体の強度を増進させ、多重安全装置を通して固形化作業中に発生しうる予期しない流出事故を事前に防止することによって稼動中の安全性を増進し、廃棄物の積載量を最大化し、より安全かつ低廉に放射性廃棄物を貯蔵できる放射性廃棄物の固形化処理方法及び装置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】
【００１５】
前記目的を達成するための本発明に係る放射性廃棄物の固形化処理方法は、固形化ドラムに充填されている粉末状、顆粒状及び多様な形態の放射性廃棄物に固化用ポリマーをポリマー注入装置を通して注入する段階と、固形化ドラムの下端に挿入された真空吸入用内部装置と前記ポリマー注入装置を通してポリマー注入と真空吸引力の交差制御を１回以上実施し、ポリマーを廃棄物の空隙間に徐々に浸透させる浸透段階と、前記真空吸入用内部装置と連結され、前記固形化ドラム内のポリマーの浸透状態を確認できる回収容器を通してポリマーの浸透状態を確認する確認段階と、前記固形化ドラム内の真空吸入用内部装置を固化体内に共に埋没して固形化する固化段階とを含んで構成されることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の方法は、前記浸透段階で前記ポリマーの水位を感知する計測装置が前記ドラム内の廃棄物の上面に積もったポリマーの高さを感知し、前記ポリマーの水位が一定の下端の高さ未満である場合は、前記ポリマー注入装置を通してポリマーを注入し、注入されたポリマーは重力で廃棄物の空隙間に浸透させ、前記ポリマーの水位が一定の下端の高さ以上で、かつ一定の上端の高さ未満である場合は、前記ポリマー注入装置及び前記真空吸入用内部装置と連結された真空ポンプを同時に作動し、前記ポリマーを前記固形化ドラムに浸透させ、前記ポリマーの水位が一定の上端の高さ以上である場合は、ポリマー注入装置の作動が中断され、前記真空ポンプのみが作動し、真空吸引力でポリマーを廃棄物の空隙間に浸透させることを特徴とする。
【００１７】
前記ポリマーを混合・注入する注入段階で、前記ポリマー注入装置では、停電事故によるポリマーの固着時に消耗品として取替え可能な１個又は２個以上のポリマー混合用スタティックノズルが固定状態で又は回転状態でポリマーを混合・注入することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る放射性廃棄物の固形化処理装置は、放射性廃棄物を収容する固形化ドラムと、前記放射性廃棄物にポリマーを混合・注入するポリマー注入装置と、前記固形化ドラム内に注入されるポリマーの水位を感知する計測装置と、前記放射性廃棄物が充填された固形化ドラムの下端に挿入された真空吸入用内部装置と、前記真空吸入用内部装置と連結された真空ポンプと、前記計測装置で感知された信号を処理し、前記ポリマー注入装置及び前記真空ポンプの作動を制御する制御装置と、前記真空吸入用内部装置と連結され、前記固形化ドラムから流出したポリマーを回収し、前記固形化ドラム内のポリマーの浸透状態を確認できる回収容器とを含んで構成されることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の装置は、前記固形化ドラム内に注入されるポリマーの水位を感知する計測装置を装置の異常作動に備えて２個以上設置し、設置された２個以上の計測装置の計測値のうち最も保守的な計測値を入力として使用し、前記制御装置を通して前記ポリマー注入装置及び前記真空ポンプの作動を自動的に制御することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の装置は、前記固形化ドラムから流出したポリマーを回収し、前記固形化ドラム内のポリマーの浸透状態を確認できる回収容器が外部から肉眼又はＣＣＴＶで観測可能であり、前記回収容器に付けられた回収ポリマー計測装置の計測により、回収容器内に回収されたポリマーが一定量を超えると警告を発し、真空ポンプとポリマー注入装置の作動が中断されるように制御されることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の装置は、前記放射性廃棄物が充填された固形化ドラムの下端に挿入された真空吸入用内部装置は、埋没される真空吸入用内部装置によって追加される放射性固化体の量を低減させるために、固形化ドラム内に充填される廃棄物の自重と固形化ドラムの下端面との間隙を利用できるように真空吸入用内部装置の末端（下面）に溝又は突起が形成されたり、通気性不織布が付けられたディスク板状に形成されることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の装置において、前記ポリマー注入装置であるインラインミキサーには、停電事故によるポリマーの固着時に消耗品として取替え可能な１個又は２個以上のポリマー混合用スタティックノズルが付加されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
前記のように構成された本発明に係る放射性廃棄物の固形化処理方法及び装置によると、放射性廃棄物にポリマーを全体的に均一に沈積させて固化体を形成するので、ホウ酸とパラフィンを用いて放射性廃棄物を固形化処理する場合に比べて耐浸出性及び強度が著しく増加し、安全性を大きく高めることができる。
【００２４】
また、本発明の方法及び装置によると、従来のポリマー固化方式と比べると、固形化材の浸透が難しい粉末小粒子状及び多様な形態の廃棄物にポリマー注入と真空吸引力の交差制御を通して容易かつ密実に固形化材を浸透させることによって固化体内部の空隙発生を最小化し、固化体の強度を増進させることができる。
【００２５】
さらに、本発明の方法及び装置によると、多重安全装置を通して放射性廃棄物の固形化作業中に発生しうる予期しない流出事故を事前に防止することによって稼動中の安全性を増進し、廃棄物の積載量を最大化し、放射性廃棄物を永久処分場により安全かつ低廉に貯蔵できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例による放射性廃棄物の固形化処理装置を示した図である。
【図２】本発明の一実施例による真空吸入用内部装置の末端構造を底面から示した図である。
【図３】本発明の一実施例による真空吸入用内部装置の末端構造を側面から示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の特徴及び長所は、添付の図面に基づいた下記の詳細な説明を通してより明確になるだろう。
【００２８】
図１は、本発明の一実施例に係る放射性廃棄物の固形化処理装置を示している。本発明の装置は、固形化ドラム１２０、ポリマー注入装置１１０、計測装置１１１、真空吸入用内部装置１２１、真空ポンプ１３０、制御装置１４０及び回収容器１５０を含んで構成される。
【００２９】
前記固形化ドラム１２０は、放射性廃棄物を収容するものであるが、必要に応じて、機械的振動発生装置、マイクロ波発生装置又は超音波発生装置などの衝撃発生装置が追加的に付けられ、ポリマーが放射性廃棄物の空隙間に充分に浸透できるように補助することができる。
【００３０】
前記ポリマー注入装置１１０は、前記固形化ドラム１２０に収容された放射性廃棄物にポリマーを混合・注入するもので、前記固形化ドラム１２０の上部に位置する。ポリマー注入装置１１０では、スタティックノズルが付加されたインラインミキサーを用いて主剤と硬化剤を混合することが望ましい。前記スタティックノズルは２個以上設置することができ、１〜２個のスタティックノズルを回転させながらポリマーを固形化ドラム１２０に注入したり、２〜６個のスタティックノズルを用いてポリマーを注入する。スタティックノズルを２個以上設置する場合、多数のノズルを介してポリマーを均等に注入するようになるので、ポリマーの注入時間が短縮される。また、真空条件を与える場合、気泡発生が低減され、より効率的なポリマー注入が可能である。
【００３１】
ポリマーは、固化された後、固化要件を満たす耐熱性と一定の強度を有するものであれば特別に制限されず、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン―ジビニルベンゼン樹脂などのポリマー樹脂から選択された１種以上のポリマーを用いることができる。
【００３２】
前記計測装置１１１は、前記固形化ドラム１２０内に注入されるポリマーの水位（高さ）を距離感知センサなどを用いて感知するもので、前記ポリマー注入装置１１０に付けることができる。前記計測装置１１１は、前記制御装置１４０と連結され、感知した信号を制御装置１４０に送り、制御装置１４０がポリマー注入装置１１０と真空ポンプ１３０の作動を適宜制御するように助ける。
【００３３】
前記計測装置１１１は、装置の異常作動に備えて２個以上設置することができ、設置された２個以上の計測装置の計測値のうち最も保守的な計測値を入力として使用し、前記制御装置１４０を通して前記ポリマー注入装置１１０及び前記真空ポンプ１３０の作動を制御する。
【００３４】
前記真空吸入用内部装置１２１は、前記粉末状、粒子状などの多様な形状の放射性廃棄物が充填された固形化ドラムの下端に挿入され、固形化ドラム内部の空気を除去できるように管状に形成されており、その材質に特別な制限はないが、ステンレススチールやプラスチック材質などで形成可能である。また、前記真空吸入用内部装置１２１は、最終的に固形化ドラム１２０内部のポリマー固化体に埋没されるが、このとき、埋没される真空吸入用内部装置１２１によって追加される放射性固化体の量を低減させるために真空吸入用内部装置１２１の体積を減少させる必要があるので、固形化ドラム１２０の下端面との接合間隙を利用できるように真空吸入用内部装置１２１の末端を、充填される廃棄物の自重によって固形化ドラム１２０の底面に密着されるディスク板状に形成することができる。このとき、ディスク板状に形成される真空吸入用内部装置１２１の下面には、中央の管から延長される多数の突起が形成されたり、通気性不織布が付けられることによって、真空吸入用内部装置１２１の下面が固形化ドラム１２０の底面に完全に密着されて真空吸入の通路が形成される。
【００３５】
前記回収容器１５０は、前記真空吸入用内部装置１２１及び真空ポンプ１３０と連結され、前記真空吸入によって前記固形化ドラム１２０から流出するポリマーを回収し、ポリマーの固形化ドラム１２０内の浸透状態を確認することができる。前記回収容器１５０は、透明体として形成されたり、透明体でない場合は、前記回収容器１５０に透明窓が形成されることによって、回収されるポリマーの量を確認できるように製造される。その他の場合は、回収容器１５０内部の内容物の水位を測定できる装置、例えば、ロードセルなどの回収ポリマー計測装置１３１が前記回収容器１５０に付けられる。
【００３６】
前記回収ポリマー計測装置１３１は、前記制御装置１４０と連結されており、回収容器１５０内に回収されたポリマーの量が一定量を超えると、真空ポンプ１３０とポリマー注入装置１１０の作動が中断されるように制御され、必要に応じて警告信号を発することができる。
【００３７】
前記真空ポンプ１３０は、前記真空吸入用内部装置１２１と連結されており、放射性廃棄物が充填された固形化ドラムから廃棄物の空隙間に存在する空気を脱気させることによってポリマーの密実な浸透を可能にする。
【００３８】
前記制御装置１４０は、前記計測装置１１１で感知された信号を処理し、前記ポリマー注入装置１１０及び前記真空ポンプ１３０の作動を制御する。制御装置１４０の制御方法と固形化ドラム１２０内のポリマー充填手順は、次の通りである。
【００３９】
まず、真空吸入用内部装置１２１が挿入された固形化ドラム１２０に廃濃縮顆粒廃棄物やイオン交換樹脂形態の放射性廃棄物を充填した後、固形化ドラム１２０を一定の位置に整列させる。ポリマー注入装置１１０を固形化ドラム１２０の上に装着し、真空ポンプ１３０と真空吸入用内部装置１２１を連結する。ポリマー貯蔵タンクから移送されたポリマーの主剤と硬化剤をインラインミキサーで自動的に混合し、混合されたポリマーを固形化ドラム１２０に注入する。
【００４０】
前記ポリマーの水位を感知する計測装置１１１が前記固形化ドラム１２０内の放射性廃棄物の上面に積もったポリマーの厚さを感知し、ポリマーの水位が一定の下端の高さ未満である場合は、前記ポリマー注入装置１１０が作動し、注入されたポリマーは重力で放射性廃棄物の空隙間に浸透され、前記ポリマーの水位が一定の下端の高さ以上で、かつ一定の上端の高さ未満である場合は、前記ポリマー注入装置１１０及び前記真空吸入用内部装置１２１と連結された真空ポンプ１３０が同時に作動し、真空吸引力によって前記ポリマーが放射性廃棄物の空隙間に浸透される。前記ポリマーの水位が一定の上端の高さ以上である場合は、ポリマー注入装置１１０の作動が中断され、前記真空ポンプ１３０のみが作動し、真空吸引力でポリマーを放射性廃棄物の空隙間に徐々に浸透させることによって過量のポリマーが固形化ドラム１２０内に注入されることを防止し、最適量のポリマー注入を可能にする。
【００４１】
以上のようにポリマーを浸透させる過程を１回以上施行した後、前記回収容器１５０の回収ポリマー計測装置１３１を通してポリマーが計測されると、ポリマー注入装置１１０と真空ポンプ１３０を手動で停止させるようになるが、このとき、人的過ちなどによって手動停止を行えない場合、回収ポリマー計測装置１３１の感知によって警告を発し、それ以上の一定の量では注入装置１１０と真空ポンプ１３０が自動的に停止される。
【００４２】
その後、ＣＣＴＶなどで固形化ドラム１２０内を観測し、廃棄物の上部層のポリマー状態を再び確認して、その結果に満足したならばポリマー注入装置１１０と真空吸入用内部装置１２１を分離し、真空吸入用内部装置１２１を固形化ドラム１２０内に入れた状態で固形化ドラム１２０の蓋を閉じる。その後、ポリマー反応熱を温度センサを通して計測し、硬化反応に阻害されないように一定の時間待機させた後、最終的に固形化ドラム１２０の蓋を密封する。
【００４３】
本発明の放射性廃棄物の固形化処理方法は、固形化ドラム１２０に充填されている粉末状、顆粒状及び多様な形態の放射性廃棄物にポリマー注入装置１１０を通してポリマーを混合・注入する注入段階と、前記放射性廃棄物が充填された固形化ドラム１２０の下端に挿入された真空吸入用内部装置１２１と連結された真空ポンプ１３０及び前記ポリマー注入装置１１０を通してポリマー注入と真空吸引力の交差制御を１回以上施行し、ポリマーを放射性廃棄物の空隙間に徐々に浸透させる浸透段階と、前記真空吸入用内部装置１２１と連結され、前記固形化ドラム１２０から流出したポリマーを回収する回収容器１５０を通して前記固形化ドラム１２０内のポリマーの浸透状態を確認する確認段階と、ポリマーが前記固形化ドラム１２０内の放射性廃棄物に浸透完了した状態を確認した後、前記固形化ドラム１２０内の真空吸入用内部装置１２１を固化体内に共に埋没して固形化する固化段階とを含む。
【００４４】
このとき、前記ポリマー浸透段階は、前記ポリマーの水位を感知する計測装置１１１が前記固形化ドラム１２０内の廃棄物の上面に積もったポリマーの厚さを感知し、前記ポリマーの水位が一定の下端の高さ未満である場合は、前記ポリマー注入装置１１０を作動させ、注入されたポリマーは重力で放射性廃棄物の空隙間に浸透させ、前記ポリマーの水位が一定の下端の高さ以上で、かつ一定の上端の高さ未満である場合は、前記ポリマー注入装置１１０及び前記真空吸入用内部装置１２１と連結された真空ポンプ１３０を同時に作動し、前記ポリマーを前記固形化ドラム１２０に浸透させ、前記ポリマーの水位が一定の上端の高さ以上である場合は、ポリマー注入装置１１０の作動が中断され、前記真空ポンプ１３０のみが作動し、真空吸引力でポリマーを廃棄物の空隙間に浸透させることを特徴とする。
【００４５】
本発明の一実施例による装置は、固形化ドラム１２０、ポリマー注入装置１１０、計測装置１１１、真空吸入用内部装置１２１、真空ポンプ１３０、制御装置１４０及び回収容器１５０を含んで構成される。本発明の一実施例において、内部に放射性廃棄物を収容する前記固形化ドラム１２０は、マイクロ波発生装置が付けられることによって、ポリマーが放射性廃棄物の空隙間に充分に浸透できるようにする。
【００４６】
本発明の一実施例において、前記ポリマー注入装置１１０は、前記固形化ドラム１２０の上部に位置し、固形化ドラム１２０内に収容された放射性廃棄物にポリマーを混合・注入させる。本発明の一実施例に係るポリマー注入装置１１０では、２個のスタティックノズルが付加されたインラインミキサーを用いて主剤と硬化剤を混合する。本発明の一実施例に係るポリマーとしては、固化された後、固化要件を満たす耐熱性と一定の強度を有するエポキシ樹脂を用いる。
【００４７】
前記固形化ドラム１２０内に注入されるポリマーの水位（高さ）を距離感知センサを用いて感知する前記計測装置１１１は、前記ポリマー注入装置１１０に付ける。前記計測装置１１１は、前記制御装置１４０と連結され、感知した信号を制御装置１４０に送り、制御装置１４０がポリマー注入装置１１０と真空ポンプ１３０の作動を適宜制御できるようにする。
【００４８】
本発明の一実施例において、前記計測装置１１１は、異常作動に備えて２個設置する。
【００４９】
本発明の一実施例による前記真空吸入用内部装置１２１は、前記粉末状、粒子状などの多様な形状の放射性廃棄物が充填された固形化ドラム１２０の下端に挿入され、固形化ドラム１２０内部の空気を除去するように管状に形成されており、ステンレススチール材質からなる。また、前記真空吸入用内部装置１２１は、末端を固形化ドラムの底面に密着されるディスク板状に形成し、前記真空吸入用内部装置１２１の下面には中央の管から延長される多数の放射状の突起を形成する。
【００５０】
前記回収容器１５０は、前記真空吸入用内部装置１２１及び真空ポンプ１３０と連結され、真空吸入で前記固形化ドラム１２０から流出するポリマーを回収し、透明体として形成されることによって、回収されるポリマーの量を確認することができる。
【００５１】
前記真空ポンプ１３０は、前記真空吸入用内部装置１２１と連結されており、放射性廃棄物が充填された固形化ドラムから廃棄物の空隙間に存在する空気を脱気させることによってポリマーの密実な浸透を可能にする。
【００５２】
前記制御装置１４０は、前記計測装置１１１で感知された信号を処理し、前記ポリマー注入装置１１０及び前記真空ポンプ１３０の作動を制御する。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、放射性廃棄物を高密度で固形化することによって、放射性廃棄物の安全処理に有用なものである。
【符号の説明】
【００５４】
ｐ：ポリマー
１１０：ポリマー注入装置
１１１：計測装置
１１２：スタティックノズル
１２０：固形化ドラム
１２１：真空吸入用内部装置
ｗ：放射性廃棄物
１３０：真空ポンプ
１３１：回収ポリマー計測装置
１４０：制御装置
１５０：回収容器  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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