(57)【要約】【課題】放射線量率、材質、形状、寸法が異なる種々雑多なものが渾然一体となった廃棄物を放射線量率の高いもの低いもの、可燃物、不燃物に効率よく分別する放射性廃棄物分別装置を実現する。【解決手段】振動篩１により廃棄物の混合体を極小、小、中、大に分別する。極小物は可燃物容器５に収納され、小の物は色彩差分別機２で金属と可燃物に分別され可燃物は可燃物容器５に収納されて金属は不燃物容器７に収納される。中の物は線量率分別機３２で金属と可燃物に分別され可燃物は可燃物容器５に収納され金属は不燃物容器６に収納される。大の物は画像認識分別機４で金属と可燃物に分別され可燃物は可燃物容器５に収納され金属は不燃物容器７に収納される。この結果、可燃物は可燃物容器５に収容され線量率が高い金属は不燃物容器６に収納され線量率が低い金属は不燃物容器７に収納される。【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、少なくとも、大、中、小の3種類の大きさに分別する大きさ分別手段と、
上記大きさ分別手段により、小の大きさに分別された放射性廃棄物を、性状別に分別する小サイズ物分別手段と、
上記大きさ分別手段により、中の大きさに分別された放射性廃棄物を、性状別に分別する中サイズ物分別手段と、
上記大きさ分別手段により、大の大きさに分別された放射性廃棄物を、性状別に分別する大サイズ物分別手段と、
を備えることを特徴とする放射性廃棄物分別装置。
【請求項２】
請求項１記載の放射性廃棄物分別装置において、上記大きさ分別手段は、少なくとも、上記中と小の大きさに対応する篩目を有し、この篩目から落下させることにより上記放射性廃棄物を小サイズと、中サイズとを分別し、篩目から落下しない物を大サイズとして分別することを特徴とする放射性廃棄物分別装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の放射性廃棄物分別装置において、上記小サイズ物分別手段は、小の大きさに分別された放射性廃棄物を、基準色彩からの色彩差に基づいて性状別に分別する色彩差分別手段であることを特徴とする放射性廃棄物分別装置。
【請求項４】
請求項３記載の放射性廃棄物分別装置において、上記中サイズ物分別手段は、中の大きさに分別された放射性廃棄物を、放射線量率の相違に基づいて性状別に分別する線量率分別手段であることを特徴とする放射性廃棄物分別装置。
【請求項５】
請求項４記載の放射性廃棄物分別装置において、上記大サイズ物分別手段は、大の大きさに分別された放射性廃棄物の形状を認識し、認識した形状に基づいて性状別に分別する形状認識分別手段であることを特徴とする放射性廃棄物分別装置。
【請求項６】
請求項５記載の放射性廃棄物分別装置において、上記大きさ分別手段は、放射性廃棄物を、大、中、小、極小の４種類の大きさに分別することを特徴とする放射性廃棄物分別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電所、原子力燃料製造工場及び核廃棄物処理工場等の原子力施設から発生する放射性廃棄物を分別する放射性廃棄物分別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術における、放射性廃棄物の分別を対象とした分別装置としては、特許文献１に記載された技術がある。
【０００３】
この特許文献１に記載された放射性廃棄物の分別装置は、放射性廃棄物の処理過程で装置外部へ放射性物質が拡散することを防止するため、各種の機器及びそれらを接続する部分を外部から隔離するとともに選別能力を高めようとする装置である。
【０００４】
つまり、この特許文献１に記載された技術によれば、放射性物質の拡散を防止する方法として、密閉容器に入れられた状態で搬入される放射性廃棄物を取出し得るようにした廃棄物取出部を設けたものである。
【０００５】
また、廃棄物取出部の後方に放射性廃棄物を破砕する破砕部を設け、放射性廃棄物を破砕した後、分別の効率を上げるために廃棄物の乾燥装置を備えている。
【０００６】
さらに、放射性廃棄物の選別を行うための放射性廃棄物分別部を設け、永久磁石式回転ドラム等による鉄系金属とアルミなどの非鉄金属とを分別し、風力選別機等を用いて可燃物の選別を行い、さらには、回転式粒度選別機において不燃物、非鉄金属廃棄物及び可燃難燃廃棄物の純度を上げようとするものである。
【０００７】
そして、上述した処理及び分別を行った各種の廃棄物を密封した状態で運搬できるように、収納容器を装置に密着させて取付け、廃棄物を種類別に収納できるようにしたものである。
【０００８】
また、特許文献２には、原子力施設から発生する廃棄物の中から極低レベルの廃棄物を選別する選別工程を有する処理システムが記載されている。
【０００９】
この特許文献２に記載された技術は、選別された極低レベルの廃棄物を、金属とコンクリートとに分別する。さらに、金属については中空を有するものと有さないものとに分別し、コンクリートについてはブロック状のものとそれ以外のものに分別する。
【００１０】
そして、中空を有する金属廃棄物は切断等の処理を行い、ブロック状のコンクリートについては表面固定化処理を行う。また、それ以外のコンクリートについては破砕処理をする。
【００１１】
これらの処理を行った極低レベル廃棄物を、放射性物質の拡散を防止し得るよう負圧に保持された廃棄場所に埋設処分する。
【００１２】
【特許文献１】
特開平１１−１４７９７号公報
【特許文献２】
特開平４−２９１１９９号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、原子発電所等の施設からの放射性廃棄物は、放射線量率、材質（不燃物、可燃物、金属、非金属）、形状、寸法において、種々雑多なものが渾然一体となっている。このような、種々雑多なものが渾然一体となったものに対して、放射線量率の高いもの低いもの、可燃物、不燃物の分別を効率よく行う必要がある。
【００１４】
しかしながら、上記従来技術にあっては、放射線量率レベルに応じて分別するという考え方はあるものの、種々雑多なものが渾然一体となったものに対して、放射線量率の高いもの低いもの、可燃物、不燃物を効率よく分別を行うことについては考慮されていなかった。
【００１５】
つまり、従来技術によれば、種々雑多なものが渾然一体となったものに対して、全て一律に放射線量率を測定して分別する必要があり、分別に長時間が必要となってしまう。
【００１６】
本発明の目的は、放射線量率、材質、形状、寸法が異なる種々雑多なものが渾然一体となった廃棄物を、放射線量率の高いもの低いもの、可燃物、不燃物に効率よく分別を行う放射性廃棄物分別装置を実現することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下の事実に着目し、放射性廃棄物を効率よく分別するものである。
つまり、原子力発電所等からの放射性廃棄物で特に可燃の粉体が含まれる場合は、少なくとも、小、中、大の３種類の大きさに区別できる。そして、小の物は放射線量率が低い金属と、それ以外の可燃物である。また、中のものは、放射線量率が高い金属と、、それ以外の可燃物、大のものは、放射線量率が低い金属と、それ以外の可燃物である。
【００１８】
したがって、放射性廃棄物を、少なくとも小、中、大の３種類の大きさに分別し、大きさ毎に金属と可燃物とに分別すれば、放射線量率の高い金属、低い金属、可燃物とに分別することができる。
【００１９】
また、小、中、大の３種類の大きさに区別しているので、その大きさ毎に、金属と可燃物とを分別するための最適な手段を用いれば、効率良く分別が可能である。
【００２０】
すなわち、大のものについては、金属の形状が特定可能であるため、画像認識を用いて分別する。また、中の金属は、放射線量率が大であるので、放射線量率を測定することにより分別する。また、小のものについては、数量が多く、また、放射線量率が低いので、放射線量率を測定していたのでは分別に長時間を要することとなる。
【００２１】
そこで、小のものについては、基準色彩を用いて色彩差を検出すること、又は比重差を検出することにより効率良く分別することができる。
【００２２】
また、放射性廃棄物を、極小、小、中、大の４種類の大きさに区別することもできる。そして、極小物は可燃物であるので、廃棄物から極小物を分別するのみで、可燃物を抽出することができる。
【００２３】
上記着目に基づき、本発明は次のように構成される。なお、性状とは、放射線量率、金属であるか可燃物であるかを示す特性を意味する。
（１）放射性廃棄物分別装置において、放射性廃棄物を、少なくとも、大、中、小の3種類の大きさに分別する大きさ分別手段と、上記大きさ分別手段により、小の大きさに分別された放射性廃棄物を、性状別に分別する小サイズ物分別手段と、上記大きさ分別手段により、中の大きさに分別された放射性廃棄物を、性状別に分別する中サイズ物分別手段と、上記大きさ分別手段により、大の大きさに分別された放射性廃棄物を、性状別に分別する大サイズ物分別手段とを備える。
【００２４】
（２）好ましくは、上記（１）において、上記大きさ分別手段は、少なくとも、上記中と小の大きさに対応する篩目を有し、この篩目から落下させることにより上記放射性廃棄物を小サイズと、中サイズとを分別し、篩目から落下しない物を大サイズとして分別する。
【００２５】
（３）また、好ましくは、上記（１）又は（２）において、上記小サイズ物分別手段は、小の大きさに分別された放射性廃棄物を、基準色彩からの色彩差に基づいて性状別に分別する色彩差分別手段である。
【００２６】
（４）また、好ましくは、上記（３）において、上記中サイズ物分別手段は、中の大きさに分別された放射性廃棄物を、放射線量率の相違に基づいて性状別に分別する線量率分別手段である。
【００２７】
（５）また、好ましくは、上記（４）において、上記大サイズ物分別手段は、大の大きさに分別された放射性廃棄物の形状を認識し、認識した形状に基づいて性状別に分別する形状認識分別手段である。
【００２８】
（６）また、好ましくは、上記（５）において、上記大きさ分別手段は、放射性廃棄物を、大、中、小、極小の４種類の大きさに分別する。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
まず、図６を参照して、本発明における、放射性廃棄物の混合物の分類を説明する。
【００３０】
図６は、本発明者による放射性廃棄物の分類表を示す図である。
図６において、混合物は、破砕片Ａ（可燃物）と、金属片Ｂ（ステンレス）と、金属片Ｃ（非鉄金属）と、金属棒Ｄ（非鉄金属）とに分類できる。
【００３１】
そして、破砕片Ａは、表面線量率レベルが１〜１０ｍＳｖ/ｈであり、粉体から大粒度のものまで存在する。また、金属片Ｂは、表面線量率レベルが６０００〜８０００ｍＳｖ/ｈであり、約２５ｍｍ×７０ｍｍの薄板である。
【００３２】
また、金属片Ｃは、表面線量率レベルが２０〜４０ｍＳｖ/ｈであり、径約６ｍｍ長さが約１０ｍｍの丸棒である。
【００３３】
また、金属棒Ｄは、表面線量率レベルが２０〜４０ｍＳｖ/ｈであり、約１０ｍｍ×２０ｍｍ×１１０ｍｍの角柱である。
【００３４】
したがって、放射性廃棄物の混合物を、例えば、極小サイズの物（最大径約６ｍｍ未満の破砕片Ａ）、小サイズの物（径約６ｍｍ〜２０ｍｍ未満の破砕片と径約６ｍｍ長さが約１０ｍｍの丸棒）、中サイズ゛の物（径約２０ｍｍ〜７０ｍｍの破砕片と約２５ｍｍ×約７０ｍｍの薄板）、大サイズの物（径約７０ｍｍを超える破砕片と約１０ｍｍ×２０ｍｍ×１１０ｍｍの角柱）に区別する。
【００３５】
そして、小サイズの物は、色彩差により、金属片と可燃物とに分別し、中サイズの物は、放射線量率により、金属片と可燃物とに分別する。また、大サイズの物は、画像認識により、角柱を認識し、金属と可燃物とに分別する。
【００３６】
図１は、上述した本発明の放射性廃棄物分別方法に従って、分別する放射性廃棄物分別装置の全体概略構成図である。
【００３７】
図１において、種々の寸法、形状、材質及び線量率レベルの廃棄物の混合体が、保管場所又は発生場所から掴み取られ、振動篩（大きさ分別手段）１に供給される。そして、この振動篩１により廃棄物の混合体を上述した大きさの区分（極小、小、中、大）に分別する。
【００３８】
極小に分別された物は、可燃物容器５に収納される。また、振動篩１で小に分別された物は、色彩差分別機（小サイズ物分別手段）２により、金属と可燃物とに分別され、可燃物は可燃物容器５に収納され、金属は不燃物容器７に収納される。
【００３９】
また、振動篩１で中に分別された物は、線量率分別機（中サイズ物分別手段）３２により、金属と可燃物に分別され、可燃物は可燃物容器５に収納され、金属は不燃物容器６に収納され、振動篩１で大に分別された物は、画像認識分別機（大サイズ物分別手段）４により、金属と可燃物に分別され、可燃物は可燃物容器５に収納され、金属は不燃物容器７に収納される。
【００４０】
この結果、可燃物は可燃物容器５に収容され、線量率が高い金属は不燃物容器６に収納され、線量率が低い金属は不燃物容器７に収納される。
【００４１】
図２は、振動篩１の概略構成図である。
図２において、取出装置（詳細な構造は図示せず）により掴み取られた廃棄物は、ホッパ８に投入され、篩１の細粒スクリーン９に載せられる。廃棄物は振動フィーダ１０により細粒スクリーン９の上を上流側から下流側に向かって運ばれる。
【００４２】
また、スクリーンは上流側から下流側に向かって篩目を順次大きく設定され、細粒、小粒度片、中粒度片及びスクリーンから落下せず下流側に運ばれる大粒度片に分別される。
【００４３】
細粒を分別する細粒スクリーン９の篩目は、破砕片Ａ破砕時に発生する細粒のみ落下させ金属片が落下しないように設定し、分別の効率をあげる。また、細粒の篩目から落下した可燃物の破砕片Ａ細粒は、細粒払い出し口１１に集められ破砕片Ａ受け容器１２に収納される。
【００４４】
細粒が篩い落とされた後の廃棄物は、小粒度スクリーン１３に運ばれる、ここでは、金属片Ｃと小粒度の破砕片Ａが篩い落とされるようにスクリーンの篩目を設定する。金属片Ｃと小粒度の破砕片Ａは、篩い落とされ小粒度片払い出し口１４に集められる。
【００４５】
細粒及び小粒度のものが篩い落とされた後の廃棄物は、中粒度スクリーン１５に運ばれる、ここでは、金属片Ｂと中粒度の破砕片Ａが篩い落とされるようにスクリーンの篩目を設定する。金属片Ｂと中粒度の破砕片Ａは、篩い落とされ中粒度片払い出し口１６に集められる。
【００４６】
スクリーンの篩目の何れにも篩い落ちない大粒度の廃棄物は、そのまま大粒度片払い出し口１７に排出されるが、大粒度として残る廃棄物は金属棒Ｄと大粒度の破砕片Ａのみに分別される。
【００４７】
ここで、細粒スクリーン９は、例えば、６ｍｍ×６ｍｍ未満のサイズの物を落下させるスクリーン、小粒度スクリーン１３は、例えば、６ｍｍ〜２０ｍｍのマス目からなり、小サイズのものを落下させるスクリーンである。また、中粒度スクリーン１５は、例えば、２５ｍｍ〜７０ｍｍのマス目からなり、中サイズの物を落下させるスクリーンである。
【００４８】
なお、各スクリーンのマス目サイズは適切な値に任意に設定可能である。
【００４９】
図３は、色彩差分別機２の概略構成図である。
図３において、振動篩１により小粒度に分別された金属片Ｃと小粒度の破砕片Ａは、色彩差分別機２のホッパ１８に運ばれフィーダ１９により順序良く整列される。
【００５０】
そして、色彩センサ２０により表面の色彩を計測し、予め定めた基準色彩との差に基づいて、色彩差判別器２１が破砕片Ａと金属片Ｃとを判別する。
【００５１】
色彩差判別機２１からの判別信号により、金属片Ｃと判別されたときは、押し出しシリンダ２２が作動して、金属片Ｃのみをシュータ２３を介して金属片Ｃ受け容器２４に収納する。
【００５２】
一方、小粒度の破砕片Ａと判別されたときは、押し出しシリンダ２２の介入を受けることなく、シュータ２５を介して破砕片Ａは、破片片受け容器２６に収納される。
【００５３】
図４は、線量率分別機３の概略構成図である。
図４において、振動篩１により中粒度に分別された金属片Ｂと中粒度の破砕片Ａは、線量率分別機３のホッパ２７に運ばれフィーダ２８により順序良く整列される。
【００５４】
そして、線量率センサ２９により表面の線量率が計測され、線量率判別機３０により、予め定めた線量率以上か否かにより、破砕片Ａと金属片Ｂとが判別される。
【００５５】
線量率判別機３０からの信号により金属片Ｂと判別されたときは、押し出しシリンダ３１が作動して、金属片Ｂのみをシュータ３２を介して金属片Ｂ受け容器３３に収納する。
【００５６】
一方、中粒度の破砕片Ａと判別されたときは、押し出しシリンダの３１の介入を受けずシュータ３４を介して破砕片Ａ受け容器３５に収納される。
【００５７】
図５は、画像認識分別機４の概略構成図である。そして、図５の（Ａ）は画像認識分別機４の平面図であり、図５の（Ｂ）は画像認識分別機４の側面図である。  なお、カメラ３８と画像認識判別機（形状認識分別手段）３９は、図の簡略化のため、図５の（Ａ）と（Ｂ）とで共用して示されている。
【００５８】
図５において、振動篩１の大粒度片払い出し口１７から排出されたスクリーン９、１３、１５の篩目の何れにも篩い落ちない大粒度の廃棄物は、画像認識分別機４のコンベア３６に運ばれる。そして、フィーダ３７により順序良く整列され、カメラ３８により撮影される。
【００５９】
カメラ３８で得られたた画像データは、画像認識判別機３９に供給され、この画像認識判別機３９により金属棒Ｄの角柱の特徴から金属棒Ｄとそれ以外の大粒度の破砕片Ａとに識別される。
【００６０】
そして、金属棒Ｄと判別されたときは、画像認識判別機３９から分別レバー４０に信号が送られ、金属棒Ｄが金属棒Ｄ受け容器４２側に導かれるように作動され、シュータ４１を介して金属棒Ｄ受け容器４２に収納される。
【００６１】
一方、画像認識判別機３９により、金属棒Ｄと判別されなかったときは、つまり、破砕片Ａのときは、この破砕片Ａは、分別レバー４０の動作によりシュータ４３を介して破砕片Ａ受け容器４４に収納される。
【００６２】
以上のように、本発明の一実施形態によれば、種々雑多な物が混在する放射性廃棄物を、極小、小、中、大の４種類のサイズに篩い分けし、小、中、大のそれぞぞれについて、金属と可燃物とを分別するに最も適切な分別手段を用いて、分別するように構成したので、放射線量率、材質、形状、寸法が異なる種々雑多なものが渾然一体となった廃棄物を、放射線量率の高いもの低いもの、可燃物、不燃物に効率よく分別を行う放射性廃棄物分別装置を実現することができる。
【００６３】
つまり、放射性廃棄物の最終処分を考慮して、焼却減容が可能で、且つ焼却後の減容物の放射線量率が焼却炉に悪影響を与えない程度の可燃物質と高放射線量率の廃棄物を含む不燃物に分別し、更に不燃物を線量率レベルの異なる廃棄物区分に効率よく分別する放射性廃棄物分別装置を実現することができる。
【００６４】
ここで、小のものを金属と可燃物とに分別する場合、金属が磁性体の場合は磁石による分離も可能である。また、比重差を利用した風力式などの分別も可能である。
【００６５】
しかし、磁石や比重差による分別では、１回の処理では完全な分離が難しく、数回の繰返しにより分離精度上げる必要がある。
【００６６】
これに対して、小粒度のものを、色彩センサを用いて分別すると、効率良く分別を行うことができる。
【００６７】
色彩センサを用いた分別機は、穀物の不良物を除去する場合に広く用いられ、短時間に大量の処理ができ、一粒毎の判別を行うため確実に分別することができる。
【００６８】
金属のなかでもステンレス系の金属と非鉄金属はいずれも磁性を有しないため、磁石による分別は適用できないが、色彩差分別機であれば、ステンレス系の金属及び非鉄金属可燃物の破砕片Ａと、可燃物との分離を容易に行うことができる。
【００６９】
なお、上述した例においては、放射性廃棄物を、極小、小、中、大の４種類に分別したが、小、中、大の３種類に分別し、小サイズに極小サイズの物を含ませるようにすることもできる。
【００７０】
この場合は、極小サイズのものも、色彩差により、可燃物として判断されることとなる。
【００７１】
また、放射性廃棄物を、サイズ毎に分別する手段は、振動篩に限らず、例えば、中サイズ以下のものを通すゲート、小サイズ以下のものを通すゲート、極小サイズのもののみ通すゲートを用いても、放射性廃棄物をサイズ毎に分別することができる。
【００７２】
【発明の効果】
本発明によれば、放射線量率、材質、形状、寸法が異なる種々雑多なものが渾然一体となった廃棄物を、放射線量率の高いもの低いもの、可燃物、不燃物に効率よく分別を行う放射性廃棄物分別装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である放射性廃棄物分別装置の全体概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態における自動篩の概略構成図である。
【図３】本発明の一実施形態における色彩差分別機の概略構成図である。
【図４】本発明の一実施形態における線量率分別機の概略構成図である。
【図５】本発明の一実施形態における画像認識分別機の概略構成図である。
【図６】本発明者による放射性廃棄物の分類表を示す図である。
【符号の説明】
１              振動篩
２              色彩差分別機
３              線量率分別機
４              形状認識分別機
５              可燃物容器
６              不燃物容器
７              不燃物容器
８              ホッパ
９              細粒スクリーン
１０            振動フィーダ
１１            細粒払い出し口
１２            破砕片受け容器
１３            小細粒スクリーン
１４            小粒度片払い出し口
１５            中粒度スクリーン
１６            中粒度片払い出し口
１７            大粒度片払い出し口
１８            ホッパ
１９            フィーダ
２０            色彩センサ
２１            色彩差判別機
２２            押し出しシリンダ
２３            シュータ
２４            金属片受け容器
２５            シュータ
２６            破砕片受け容器
２７            ホッパ
２８            フィーダ
２９            線量率センサ
３０            線量率判別機
３１            押し出しシリンダ
３２            シュータ
３３            金属片受け容器
３４            シュータ
３５            破砕片受け容器
３６            コンベア
３７            フィーダ
３８            カメラ
３９            画像認識判別機
４０            分別レバー
４１            シュータ
４２            金属棒受け容器
４３            シュータ
４４            破砕片受け容器
【図１】
2004205396.tif 000003
【図２】
2004205396.tif 000004
【図３】
2004205396.tif 000005
【図４】
2004205396.tif 000006
【図５】
2004205396.tif 000007
【図６】
2004205396.tif 000008