(57)【要約】【課題】廃棄体を処分孔や処分坑道に定置埋設する地層処分において、廃棄体と緩衝材とを同時に定置埋設できると共に、大型で重量物の廃棄体と緩衝材とを比較的簡単な設備で短時間に安全に地下施設へ搬送できる廃棄体の地層処分方法を提供する。【解決手段】港湾施設２０の地上施設において、海上輸送されてきた廃棄体Ａを止水性の収納容器１２の内部中央に収容すると共に廃棄体Ａの周囲に緩衝材１１を配置して廃棄体パック１０とし、この廃棄体パック１０をカプセルとして空気搬送システム２１の空気搬送管路２２により地上施設から地下施設へとカプセル搬送し、地下施設へ運ばれた廃棄体パック１０をそのまま処分孔または処分坑道に定置埋設する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上施設において廃棄体を止水性の収納容器の内部に収容すると共に廃棄体の周囲に緩衝材を配置して廃棄体パックとし、この廃棄体パックを空気搬送システムにより地上施設から地下施設へと搬送し、地下施設へ運ばれた廃棄体パックをそのまま処分孔または処分坑道に定置埋設することを特徴とする廃棄体の地層処分方法。
【請求項２】
請求項１に記載の地層処分方法において、海上輸送されてきた廃棄体を港湾施設において廃棄体パックとし、港湾施設から地下施設まで配設された空気搬送管路により搬送することを特徴とする廃棄体の地層処分方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の地層処分方法において、廃棄体は、放射性廃棄物が収納された容器を厚肉密閉容器内に収納して構成されていることを特徴とする廃棄体の地層処分方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の地層処分方法において、廃棄体パックを処分孔内に定置した後、処分孔の上部空間を埋め戻し材で埋め戻して埋設することを特徴とする廃棄体の地層処分方法。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれかに記載の地層処分方法において、廃棄体パックを処分坑道内に順次押し込んで定置埋設し、処分坑道端部を埋め戻し材またはプラグで塞ぐことを特徴とする廃棄体の地層処分方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は廃棄体を処分孔や処分坑道に定置埋設する地層処分方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、地層処分事業で考えられている埋設方法として、以下に示す廃棄体竪置き方式や廃棄体横置き方式がある。
【０００３】
（１）  竪置き方式
この方式は、処分坑道を構築後、処分坑道の底版に一定間隔で処分孔を構築し、その処分孔内の底部と側部とに緩衝材を定置し、この緩衝材の中に廃棄体を定置し、その後、廃棄体の上に上部の緩衝材を定置し、その上を埋め戻し材で埋め戻す処分方法である。緩衝材の主材料はベントナイトと呼ばれる土質系材料で、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特徴があり、核種の流出を遅延させる効果が期待されている。
【０００４】
（２）  横置き方式
この方式は、処分坑道を構築後、この処分坑道内に緩衝材を設置しながら廃棄体を定置させ、処分坑道内に充填された緩衝材の中に廃棄体を所定ピッチで定置埋設する処分方法である。この場合、廃棄体の定置と緩衝材の定置とが並行して行われるため、廃棄体の定置と緩衝材の定置とを同時に行うことのできる装置を開発する必要がある。
【０００５】
また、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献１〜５がある。特許文献１の発明は、処分孔に有底鋼管を設置してから緩衝材を封入し、この緩衝材中に廃棄体を定置埋設した後、蓋状の緩衝材で廃棄体を封鎖してから処分孔の上部に緩衝材を充填するものである。特許文献２、３の発明は、廃棄物収納体と緩衝材ブロックを立坑内や斜坑内を下降させ、下り勾配の収納用の横坑内に自動的に交互に定置させるものである。特許文献４、５の発明は、放射性廃棄物を収納した所謂オーバーパックを鋼板等からなる外殻収納容器内に収容し、この容器内にオーバーパックを取り囲むように緩衝材等を充填し、このような外殻収納容器をそのまま処分孔に埋設するものである。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１８１９９５号公報
【特許文献２】
特開平１１−１５３６９９号公報
【特許文献３】
特開平１１−２２３６９９号公報
【特許文献４】
特開平１０−１５３６９６号公報
【特許文献５】
特開平９−６８５９３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来の竪置き方式や横置き方式あるいは特許文献１、２、３の発明では、次のような問題点がある。
【０００８】
▲１▼  緩衝材の定置作業、廃棄体の定置作業等は全て遠隔操作で行われるため、作業に時間がかかる。
【０００９】
▲２▼  廃棄体をそのままの状態で扱うため、不具合が生じても近づくことができず、最悪の場合、その処分坑道を閉塞させることになる。
【００１０】
▲３▼  処分孔や処分坑道において緩衝材を定置するため、緩衝材すなわち人工バリアの製作精度に疑問が残る。
【００１１】
▲４▼  緩衝材の定置作業、廃棄体の定置作業等があり、工程が多過ぎる。
【００１２】
また、特許文献４、５の発明では、地上の作業場等において外殻収納容器内に放射性廃棄物のオーバーパックと緩衝材等とを詰め込んでおき、このような外殻収納容器をそのまま処分孔に埋設するため、上記問題点を解消することができるが、大型で重量物の外殻収納容器を用いるため、地上から地下の処分坑道までの揚重設備や処分孔への定置装置などが大型化し、また作業の安全性が低下するなどの問題がある。
【００１３】
本発明は、このような問題点を解消すべくなされたもので、その目的は、廃棄体を処分孔や処分坑道に定置埋設する地層処分において、廃棄体と緩衝材とを同時に定置埋設することができると共に、大型で重量物の廃棄体と緩衝材とを比較的簡単な設備で短時間に安全に地下施設へ搬送することができる廃棄体の地層処分方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る発明は、地上施設において廃棄体を止水性の収納容器の内部に収容すると共に廃棄体の周囲に緩衝材（ベントナイト等）を配置して廃棄体パックとし、この廃棄体パックを空気搬送システムにより地上施設から地下施設へと搬送し、地下施設へ運ばれた廃棄体パックをそのまま処分孔または処分坑道に定置埋設することを特徴とする廃棄体の地層処分方法である。
【００１５】
この請求項１は、廃棄体を収納容器内の中央部に、緩衝材を廃棄体の周囲に詰め込んだ廃棄体パックをカプセルとして空気搬送システムにより地上施設から地下施設へとカプセル輸送するものである。廃棄体の定置埋設方式の代表的なものとして、処分孔竪置き方式と処分坑道横置き方式があり、地下施設へカプセル輸送された廃棄体パックは、専用の搬送車や装置に積み替えられ、処分孔内にそのまま定置埋設され、あるいは処分坑道内にそのまま押し込まれて定置埋設される。なお、その他の定置埋設方式として、処分孔横置方式や処分立坑竪置き方式などがあり、これらの場合も同様に廃棄体パックが定置埋設される。
【００１６】
本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の地層処分方法において、海上輸送されてきた廃棄体を港湾施設において廃棄体パックとし、港湾施設から地下施設まで配設された空気搬送管路により搬送することを特徴とする廃棄体の地層処分方法である。
【００１７】
この請求項２は、港湾施設と廃棄体の地上施設とを一体化し、地上施設に専用搬送船の停泊施設を設けた場合である。海上輸送されてきた廃棄体を緩衝材と共に廃棄体パック内に詰め込み、この廃棄体パックをカプセル輸送システムによって地下施設まで直接カプセル輸送する。
【００１８】
本発明の請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の地層処分方法において、廃棄体は、放射性廃棄物が収納された容器を厚肉密閉容器内に収納して構成されていることを特徴とする廃棄体の地層処分方法である。
【００１９】
この請求項３は、廃棄物が放射性廃棄物の場合である。高レベル放射性廃棄物の場合、例えば、ステンレス鋼製のキャニスターに放射性廃棄物を収納し、このキャニスターをオーバーパックと称される厚肉鋼板製の密閉容器内に密閉収納して廃棄体とする。このような廃棄体を緩衝材と共に止水性の収納容器に詰め込んで廃棄体パックとする。
【００２０】
本発明の請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の地層処分方法において、廃棄体パックを処分孔内に定置した後、処分孔の上部空間を埋め戻し材で埋め戻して埋設することを特徴とする廃棄体の地層処分方法である。
【００２１】
この請求項４は、廃棄体の処分孔竪置き方式の場合であり、カプセル輸送された廃棄体パックを、地下施設で専用の搬送車や定置装置に積み替え、処分坑道内を搬送して、所定の処分孔内に定置する。処分孔の上部空間は埋め戻し材で埋め戻し、必要に応じて処分孔の上端に蓋を取り付けて埋設する。
【００２２】
本発明の請求項５に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の地層処分方法において、廃棄体パックを処分坑道内に順次押し込んで定置埋設し、処分坑道端部を埋め戻し材またはプラグで塞ぐことを特徴とする廃棄体の地層処分方法である。
【００２３】
この請求項５は、廃棄体の処分坑道横置き方式の場合であり、カプセル輸送された廃棄体パックを、地下施設で専用の定置装置に積み替え、所定の処分坑道まで搬送して、処分坑道の入口から順次押し込んで定置埋設する。処分坑道内に廃棄体パックが縦列状態で定置埋設されると、端部を埋め戻し材またはプラグで塞いで、作業が終了する。
【００２４】
以上のような本発明によれば、地上施設において収納容器内に廃棄体と緩衝材とを詰め込んで廃棄体パックとし、この廃棄体パックをそのまま処分孔や処分坑道に定置埋設するため、▲１▼  廃棄体と緩衝材とを同時に定置することができ、定置作業を短時間に簡単に行うことができ、▲２▼  廃棄体が廃棄体パック内に緩衝材を介して収容されているため、万一不具合が生じても、近づくことができ、再取り出しを容易に行うことができ、▲３▼  地上施設において廃棄体パック内に緩衝材を充填するため、緩衝材すなわち人工バリアの製作精度が向上する。
【００２５】
さらに、廃棄体パックをカプセルとして地上施設から地下施設へカプセル輸送するため、▲１▼  廃棄体と緩衝材とを比較的簡単な設備で短時間に安全に地下施設へ搬送することができ、▲２▼  地下を搬送するため、一般人の目に触れることがなく、圧迫感や不安感を与えることがなく、▲３▼  地下を搬送するため、搬送ルートを選ぶ必要がなく、▲４▼  港湾施設と廃棄体の地上施設とを一体化し、海上輸送されてきた廃棄体を緩衝材と共に廃棄体パック内に詰め込んで、カプセル輸送すれば、廃棄体を地上施設に運搬する専用搬送車が不要となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。この実施形態は、放射性廃棄物を収納した廃棄体の地層処分に適用した例である。図１は、本発明で用いる廃棄体パックと本発明の地層処分方法を実施する施設の概要とを示したものである。図２は、本発明の地層処分方法における廃棄体の竪置き方式を示したものである。図３は、本発明の地層処分方法における廃棄体の横置き方式を示したものである。図４は、横置き方式における定置手順の例を示したものである。
【００２７】
図１（ａ）  に示すように、本発明で用いる廃棄体パック１０は、ベントナイトを主材料とする緩衝材１１を廃棄体Ａの周囲（側部と上部と下部）に巻き付け、この円柱状の緩衝材１１の周囲（側部と上部と下部）を円筒形の収納容器１２で覆って構成されている。
【００２８】
廃棄体Ａは、高レベル放射性廃棄物の場合、例えば、ステンレス鋼製のキャニスター１３をガラス固化体として安定化処理し、このガラス固化体をオーバーパックと称される厚肉鋼板製の密閉容器１４内に密閉収納したものである。
【００２９】
鋼製の収納容器１２は、底板１２ａと筒状側板１２ｂと蓋１２ｃとからなり、これら底板１２ａと筒状側板１２ｂと蓋１２ｃとは、止水が目的であり、構造部材としての効果は期待していないため、板厚が数ｍｍ程度と薄い鋼板を使用することができる。なお、収納容器１２は鋼製に限定されるものでなく、止水性の収納容器であればよい。この止水性の収納容器としては、コンクリート製、炭素繊維製等を例示することができる。
【００３０】
蓋１２ｃは、上部が開口した鋼製の収納容器１２内に緩衝材１１と密閉容器１４とを詰めた後、収納容器１２の上端に溶接で固定され、あるいは、ねじ込み式、嵌め込み式でボルト２点止めや３点止め等、簡易なもので固定される。なお、この蓋１２ｃは、処分坑道２の内部の空気に含まれる水分も止水するためのものであり、また緩衝材１１が吸水膨潤しないので膨潤圧も作用しないため、簡易なねじ込み式や嵌め込み式を用いることができる。この場合、止水のためのパッキン等を設ける必要がある。
【００３１】
地層処分場は、図１（ｂ）  に示すように、一般に、地上施設と地下施設とを結ぶアクセス坑道（立坑やスパイラル坑道など）１と、廃棄体Ａを定置するための多数の処分坑道２（処分パネル）と、処分坑道２を取り囲む主要坑道３などとから構成されている。
【００３２】
建設段階では、地上施設や地下施設の建設が行われる。処分坑道２はトンネル掘削機等で掘削され、必要に応じて支保工が施工される。操業段階では、主な作業としてガラス固化体の受け入れ、オーバーパックへの封入、緩衝材の製作、廃棄体や緩衝材の搬送・定置、処分坑道２や主要坑道３の埋め戻しが行われる。閉鎖段階では、主な作業として連絡坑道やアクセス坑道１の埋め戻し、地上施設の解体・撤去が行われる。
【００３３】
このような地層処分場において、本発明では、図１（ｂ）  に示すように、海上輸送で運ばれてきた廃棄体Ａを港湾施設２０において前述したように鋼製の収納容器１２内に詰め、廃棄体パック１０とする。港湾に近接して建設した地上施設に専用搬送船の停泊施設を設けることにより港湾施設２０が前述の地上施設の役割を果たすことになる。港湾施設２０から地下施設までは、空気輸送すなわちカプセル輸送システム２１を用いて搬送する。
【００３４】
このカプセル輸送システム２１は、港湾施設２０から地下施設に向けて空気搬送管路（カプセル輸送ライン）２２を斜めに配設し、円柱形の廃棄体パック１０をカプセルとして空気搬送管路２２内を空気搬送するものである。空気搬送管路２２には送風機等（図示省略）を設け、負圧による吸引方式や正圧による圧入方式が用いられる。空気搬送の場合には、管端の圧縮空気がバッファーとなって重量物でも安全に輸送することができ、また空気搬送管路２２を地下施設の換気の排気坑として利用できるなどの利点がある。また、空気搬送管路２２の両端部には、図示は省略したが、積み込み設備と積み下ろし設備とが設けられる。
【００３５】
なお、廃棄体Ａの輸送は、海上だけではなく、陸送や空輸とすることもできる。この場合、港湾施設２０は、駅施設や空港施設等となる。
【００３６】
地下施設に搬送された廃棄体パック１０は、専用の搬送車や装置に積み替えられ、主要坑道３を通って処分坑道２まで搬送される。処分坑道２では、次のように廃棄体パック１０の定置埋設作業が行われる。
【００３７】
（１）  竪置き方式
図２に示すように、竪置き方式の場合、処分坑道２が構築されると、処分孔４が処分坑道２の底版部から掘削することで形成される。専用の搬送車で搬送されてきた廃棄体パック１０は、さらに専用の定置装置（図示省略）に積み替えられ、処分坑道２内を所定の処分孔４まで搬送され、この処分孔４内にそのまま定置される。次いで、遠隔操作により、廃棄体パック１０の上部を処分坑道２の底版近くまで埋め戻し材１５で埋め戻し、最後に鋼製等の蓋１６を取り付けて処分孔４を塞ぐ。止水性が向上するので、操業中における緩衝材１１の膨潤は無いものと考え、蓋１６はねじ込み式の簡易なものでよい。
【００３８】
なお、この竪置き方式では、廃棄体パック１０の形状を底部に向かって小さくなるようなテーパーを付けて楔形（逆円錐台形状）にすることもできる。処分孔４の形状も楔形の廃棄体パック１０に合わせて下に向かって小さくなるようなテーパーを付ける。このような楔形であれば、定置作業に際して正確な位置決めをしなくても、テーパーのガイドにより廃棄体パック１０を処分孔４内に自動的に位置決めでき、定置作業の効率化を図ることができる。
【００３９】
（２）  横置き方式
図３に示すように、横置き方式の場合、処分坑道２が多数配列されているだけなので、廃棄体パック１０を片側から順に押し込んでいくだけでよい。この定置手順の１例を図４に示す。
【００４０】
図４に示すように、▲１▼主要坑道３を走行する専用の定置装置３０で所定の処分坑道２の手前まで搬送する。▲２▼装置３０が所定の位置に到達すると、廃棄体パック１０を載せたターンテーブル３１が９０°水平回転する。▲３▼押し出し装置（図示省略）を使用して廃棄体パック１０をターンテーブル３１上から処分坑道２内に押し出す。▲４▼廃棄体パック１０が処分坑道２内に挿入されたら、定置装置３０は主要坑道３を通って元の位置に戻る。以上の工程を順次繰り返すことにより処分坑道２内に廃棄体パック１０が縦列状態で定置埋設される。処分坑道２の端部を埋め戻し材またはプラグで塞ぎ、作業を終了する。
【００４１】
なお、この横置き方式では、処分坑道２に水平に対してある程度の傾斜を付けるようにしてもよい。このような傾斜を設ければ、廃棄体パック１０の押し込みが容易となり、定置作業をより効率的に行うことができる。また、定置作業のみならず、操業期間中の再取り出しを考慮するときにも、処分坑道２に傾斜があれば、廃棄体パック１０の取り出しが容易になる。この取り出しは、処分坑道２の一方の端部から埋め戻し材等を挿入することにより他方の端部から廃棄体パック１０を押し出して行うことになる。
【００４２】
なお、本発明は以上のような放射性廃棄物や図示例の実施形態に限定されるものでないことは言うまでもない。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は、以上のような構成からなるので、次のような効果を奏する。
【００４４】
（１）  地上施設において収納容器内に廃棄体と緩衝材とを詰め込んで廃棄体パックとし、この廃棄体パックをそのまま処分孔や処分坑道に定置埋設するため、廃棄体と緩衝材とを同時に定置することができ、定置作業を短時間に簡単に行うことができ、経済的な地層処分を実施できる。
【００４５】
（２）  廃棄体が廃棄体パック内に緩衝材を介して収容されているため、万一不具合が生じても、近づくことができ、再取り出しを容易に行うことができる。
【００４６】
（３）  地上施設において廃棄体パック内に緩衝材を充填するため、緩衝材すなわち人工バリアの製作精度が向上し、良好な人工バリアが得られる。
【００４７】
（４）  廃棄体パックをカプセルとして地上施設から地下施設へカプセル輸送するため、廃棄体と緩衝材とを比較的簡単な設備で短時間に安全に地下施設へ搬送することができ、経済的で安全な地層処分を実施できる。
【００４８】
（５）  地下を搬送するため、一般人の目に触れることがなく、圧迫感や不安感を与えることがない。
【００４９】
（６）  地下を搬送するため、搬送ルートを選ぶ必要がなく、経済的で安全な搬送が可能となる。
【００５０】
（７）  港湾施設と廃棄体の地上施設とを一体化し、海上輸送されてきた廃棄体を緩衝材と共に廃棄体パック内に詰め込んで、カプセル輸送すれば、廃棄体を地上施設に運搬する専用搬送車が不要となり、経済的で安全な搬送が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で用いる廃棄体パックと、本発明の地層処分方法を実施する施設の概要とを示したものであり、（ａ）  は廃棄体パックの一部断面にして示す斜視図、（ｂ）  は地層処分施設の鉛直断面による斜視図である。
【図２】本発明の地層処分方法における廃棄体の竪置き方式を示す鉛直断面による斜視図である。
【図３】本発明の地層処分方法における廃棄体の横置き方式を示す鉛直断面による斜視図である。
【図４】本発明の横置き方式における定置手順の例を示す鉛直断面による斜視図である。
【符号の説明】
１……アクセス坑道
２……処分坑道
３……主要坑道
４……処分孔
１０……廃棄体パック
１１……緩衝材
１２……収納容器
１２ａ…底板
１２ｂ…筒状側板
１２ｃ…蓋
１３……キャニスター
１４……密閉容器
２０……港湾施設
２１……空気輸送（カプセル輸送）システム
２２……空気搬送管路（カプセル輸送ライン）
３０……定置装置
３１……ターンテーブル
Ａ……廃棄体
【図１】
2004286451.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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