(57)【要約】【課題】容器の内圧上昇が抑制された放射性廃棄物の収納容器及び収納方法を提供する。【解決手段】放射性廃棄物の収納容器は、放射性核種を含有する放射性廃棄物を収容する収容部と、収容部の内部に配置された水素吸蔵合金とを有することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性核種を含有する放射性廃棄物を収容する収容部と、
前記収容部の内部に配置された水素吸蔵合金と
を有することを特徴とする放射性廃棄物の収納容器。
【請求項２】
前記水素吸蔵合金は、前記放射性核種による水及び／又は有機物の放射線分解により生ずる水素を吸収することを特徴とする請求項１記載の放射性廃棄物の収納容器。
【請求項３】
前記収容部は、不活性ガスで充填され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の収納容器。
【請求項４】
前記水素吸蔵合金は、Ｍｇ２Ｎｉ系合金、ＬａＮｉ５系合金及びＴｉ−Ｆｅ系合金のうちの少なくとも１種の合金であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項記載の放射性廃棄物の収納容器。
【請求項５】
前記水素吸蔵合金は、放射性廃棄物の温度変化に対応する、Ｍｇ２Ｎｉ系合金、ＬａＮｉ５系合金及びＴｉ−Ｆｅ系合金のうちの少なくとも２種以上の合金であることを特徴とする請求項４記載の放射性廃棄物の収納容器。
【請求項６】
前記水素吸蔵合金は、水素吸収量が０．３３ｍｍｏｌ−Ｈ２／ｇ−合金以下となる量のＭｇ２Ｎｉ系合金であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項記載の放射性廃棄物の収納容器。
【請求項７】
前記水素吸蔵合金は、水素吸収量が０．１４ｍｍｏｌ−Ｈ２／ｇ−合金以下となる量のＬａＮｉ５系合金であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項記載の放射性廃棄物の収納容器。
【請求項８】
前記水素吸蔵合金は、水素吸収量が０．１６ｍｍｏｌ−Ｈ２／ｇ−合金以下となる量のＴｉ−Ｆｅ系合金であることを特徴とする請求項請求項１ないし３のいずれか一項記載の放射性廃棄物の収納容器。
【請求項９】
前記収容部は、空気で充填され、
前記水素吸蔵合金が、水素吸収量が０．０８ｍｍｏｌ−Ｈ２／ｇ−合金以下となる量のＭｇ２Ｎｉ系合金であ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の収納容器。
【請求項１０】
前記収容部は、空気で充填され、
前記水素吸蔵合金が、水素吸収量が０．０８ｍｍｏｌ−Ｈ２／ｇ−合金以下となる量のＬａＮｉ５系合金であ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の収納容器。
【請求項１１】
前記収容部は、空気で充填され、
前記水素吸蔵合金が、水素吸収量が０．０１ｍｍｏｌ−Ｈ２／ｇ−合金以下となる量のＴｉ−Ｆｅ系合金であ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の収納容器。
【請求項１２】
放射性核種を含有する放射性廃棄物を、収納容器に収容する放射性廃棄物収容工程と、
前記収納容器の内部に水素吸蔵合金を配置する水素吸蔵合金配置工程と
を有することを特徴とする放射性廃棄物の収納方法。
【請求項１３】
前記水素吸蔵合金配置工程により前記水素吸蔵合金を配置する前に、前記放射性廃棄物を収容する収納容器に不活性ガス又は空気を充填する充填工程と
をさらに有することを特徴とする請求項１２記載の放射性廃棄物の収納方法。
【請求項１４】
前記水素吸蔵合金が、Ｍｇ２Ｎｉ系合金、ＬａＮｉ５系合金及びＴｉ−Ｆｅ系合金のうちの少なくとも１種の合金であることを特徴とする請求項１２又は１３記載の放射性廃棄物の収納方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性廃棄物の収納容器及び収納方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、原子力発電所等から発生する放射性廃棄物は、２００Ｌドラム缶などの容器に収納され、貯蔵ないし埋設処分されている。このような放射性廃棄物には放射性核種が含まれており、廃棄物（廃棄体）の性状により比較的低温で反応する固型化媒体を添加するセメント固化、アスファルト固化、プラスチック固化をはじめ、廃棄物に必要に応じて固型化材料を添加し熱や圧力を加えて廃棄物を固型化するガラス固化、岩石固化等が実施、もしくは検討されている。廃棄物中に水分を含まない固型化方法としては、上記のうちガラス固化、岩石固化等の方法が考えられるが、これらの方式は、非常に高温での処理操作が必要となり、また、処理設備としてオフガス処理が必要になり、システム全体が複雑になる。
【０００３】
また、放射性廃棄物中に、比較的高濃度の放射性核種が含まれ、放射性廃棄物中に水分や有機物などが含まれる場合は、水や有機物が放射線分解し、水素などのガスが発生する可能性がある。ガス発生に対する対策として、例えば、放射性核種濃度の高い廃棄物である使用済み燃料被覆管の圧縮体を収納する容器に、発生したガスを放出可能なように上部にフィルタを取り付けた容器の使用が検討されているが、このようなフィルタを取り付けると、内部にトリチウムを含む水が存在した場合、トリチウムガスが発生しフィルタから容器外部へ放射性ガスが放出されることが懸念される。
【０００４】
一方、放出を押さえるため、容器を密閉することも考えられるが、長期間の保管では内部圧力の上昇も懸念され、また、通常使用される２００Ｌ缶に収納される場合は一定圧力以上になった場合、容器の膨張が懸念される。これを避けるため、例えば米国では、１．５気圧以上に容器が加圧される場合には炭素繊維の取り付けてあるフィルタを蓋上部に機械的に取り付けることが推奨されているが、この場合に関しても放射性ガスの漏洩が懸念される。
【０００５】
せん断された燃料棒を溶解槽で溶解させた際に溶け残る燃料被覆管であるハルや使用済み燃料集合体の末端部分であるエンドピースを収納するような密閉容器に関して、有機物が含有されている場合、放射線分解により内部で発生した二酸化炭素を吸収させるような構造を持つキャニスタが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、燃料からの高線量の放射線を封じ込める容器（燃料キャスク）に水素を吸収させる材料、具体的には、スポンジパラジウムなどを封入することで、水の放射線分解により生成する水素の濃度を低減させる方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００１−２２８２９６号公報
【特許文献２】特表２００５−５０７０７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような構造を持つキャニスタは、放射性廃棄物に起因する二酸化炭素を吸収させることを目的としており、すべての放射性廃棄物に対応したような収納容器に関する配慮はなされていない。
また、高線量の放射線を封じ込める容器の材料に水素を吸収させるスポンジパラジウムなどを封入する方法は、この容器内部の雰囲気の変化による水素吸収性能の変動に対する考慮はなされていない。また、パラジウムは表面が酸化されやすく、水素吸収性能の安定性が低いという課題がある。
【０００７】
本発明は上述した事情を考慮してなされたものであって、容器の内圧の上昇が抑制された放射性廃棄物の収納容器及び収納方法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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一態様による放射性廃棄物の収納容器は、放射性核種を含有する放射性廃棄物を収容する収容部と、収容部の内部に配置された水素吸蔵合金とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の他の一態様による放射性廃棄物の収納方法は、放射性核種を含有する放射性廃棄物を、収納容器に収容する放射性廃棄物収容工程と、収納容器の内部に水素吸蔵合金を配置する水素吸蔵合金配置工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、容器の内圧の上昇が抑制された放射性廃棄物の収納容器及び収納方法を提供することを目的とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明を実施するための形態について図面に基づいて説明する。本発明はこれらの実施の形態に何ら限定されるものではない。
【００１２】
図１は、本発明に係る放射性廃棄物の収納容器の一例の概略構造を模式的に示す図である。図２は、図１のＡ１−Ａ２に沿って切断した状態を示す断面図である。
この放射性廃棄物の収納容器１は、放射性廃棄物を収容する収容部２と、水素を吸収する水素吸蔵合金３とを備える。図１及び図２では、収容部２は胴部２ａと蓋部２ｂとから構成される。また、水素吸蔵合金３は、水素吸蔵合金収納容器４内に収容されている。
【００１３】
収納容器１に収容される放射性廃棄物は、放射性核種を含む廃棄物であり、例えば原子力施設等から発生する放射性廃棄物である。これらの廃棄物は比較的放射能濃度の高い廃棄物を含む。ここで、比較的放射能濃度の高い廃棄物とは、いわゆる低レベル放射性廃棄物のうち比較的放射能濃度の高い廃棄物をいい、例えば、放射化金属、原子力発電所で使用される樹脂の再生のための溶離操作により生じる廃液などが挙げられる。
放射性廃棄物は、具体的には、放射性核種を含む放射性廃液をセメントなどの固型化材で固化した固化体、原子力発電所の炉内構造機器に用いられる金属などが挙げられる。
【００１４】
収納部２は、放射性核種を含有する放射性廃棄物を収容し、放射性物質が外側に放出されないように密閉できる容器であればいずれのものも使用できる。例えば、収納部２は、胴部２ａ及び蓋部２ｂにより構成される。収容部２の材質は、収容する廃棄物の種類などに応じて選択することができ、例えば、金属又は合金、例えば、鉄、アルミニウム、鋼鉄、ステンレス（例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６）などが挙げられる。これらのうち、鋼鉄製のものが低コストであるため好ましく、ステンレス製のものが耐腐食性が高いため好ましい。
【００１５】
収容部２としては、具体的には、ドラム缶、カートンボックス、キャニスタ、コンテナ、などが挙げられる。なお、収納する放射性物質の種類等に応じて、収容部２の内面に、例えばコンクリートなどを形成させたもの、例えばコンクリート内張ドラム缶などを使用することもできる。
【００１６】
この実施形態に用いられる水素吸蔵合金３は、水素を吸収できる合金であればいずれのものも使用でき、具体的には、Ｍｇ２Ｎｉ系合金、ＬａＮｉ５系合金、Ｔｉ−Ｆｅ系合金などが挙げられる。
水素吸蔵合金３は、収納部２が収容する放射性廃棄物の種類や、使用される環境条件、例えば、環境（周囲）温度や収納容器内に充填される気体の種類などに基づいて適宜選択でき、例えば、単独（１種類）での使用のほか、２種以上の合金を混合して使用することもできる。例えば、高温状態が相対的に長期間保持される放射性廃棄物（廃棄体）を収容する場合には、高温状態での水素吸収性能が相対的に高いＭｇ２Ｎｉ系合金を多く配合することができる。
【００１７】
これらの水素吸蔵合金３のうち、Ｍｇ２Ｎｉ系合金が、広範囲の環境条件にわたり、良好な水素吸収性能を有するため好ましい。また、ＬａＮｉ５系合金が、不活性ガス雰囲気における低温下で良好な水素吸収性能を有するため好ましい。さらに、Ｔｉ−Ｆｅ系合金が、不活性ガス雰囲気における高温下で良好な水素吸収性能を有するため好ましい。なお、ＬａＮｉ５系合金及びＴｉ−Ｆｅ系合金の組み合わせが、不活性ガス雰囲気において高温から低温までの温度範囲にわたり、また、高温から低温への温度変化においても、良好に水素を吸収できるため好ましい。なお、このような水素吸蔵合金３の選択は、放射性廃棄物（廃棄体）の核種インベントリ（放射能量）から評価される温度変化、例えば収容部２内に存在する放射性核種の減衰などによる、収容部内の高温から低温への温度変化や収納部２の内部に充填された気体の種類などに応じて決めることができる。
【００１８】
また、水素吸蔵合金３の形状は、水素を吸収できる形状であればいずれの形状であってもよく、例えば、粉末状、ワイヤ状やリボン状、さらにユニットセルが層状に積み上げられた形状であってもよい。
【００１９】
水素吸蔵合金３の配合量は、収納容器１の収容部２に収容された放射性廃棄物が含んでいる水分及び／又は有機物の量、この放射性廃棄物の核種インベントリにより評価される温度変化、収納容器１が保存されている環境温度、また収納部２内の内部雰囲気（充填された気体の種類）などに基づいて適宜決めることができる。即ち、これらの条件から想定される水素発生量に基づいて、最適な水素吸蔵合金３の量を決めることができる。例えば、水素吸蔵合金３の量を、想定される水素発生量を最も効率的に吸収する配合量とすることができる。また、想定される水素発生量を全量吸収する配合量とすることができる。以下に、種々の条件下における、具体的な水素吸蔵合金３の配合量について説明する。
【００２０】
収容部２内に不活性ガス（例えば、アルゴン）が充填されており、水素吸蔵合金３として、Ｍｇ２Ｎｉ系合金を配置（使用）する場合には、水素吸蔵合金３の配合量は、水素吸収量が０．３３ｍｍｏｌ−Ｈ２／ｇ−合金以下となる配合量とすることができる。このような配合量は、水素吸蔵合金３の水素吸収効率が高く、経済的なため好ましい。また、同様に、収容部２内に不活性ガスが充填されており、水素吸蔵合金３として、ＬａＮｉ５系合金を配置する場合には、水素吸蔵合金３の配合量は、水素吸収量が０．１４ｍｍｏｌ−Ｈ２／ｇ−合金以下となる配合量とすることができる。さらに、収容部２内に不活性ガスが充填されており、水素吸蔵合金３として、Ｔｉ−Ｆｅ系合金を配置する場合には、水素吸蔵合金３の配合量は、水素吸収量が０．１６ｍｍｏｌ−Ｈ２／ｇ−合金以下となる配合量とすることができる。これらの配合量も、水素吸蔵合金３の水素吸収効率が高く、経済的なため好ましい。
なお、上記のうち、水素吸蔵合金３として、ＬａＮｉ５系合金を使用する場合であって、収納部２の内部又は外部温度が室温（２５℃）付近である場合には、水素吸蔵合金３の配合量は、水素吸収量が０．３３ｍｍｏｌ−Ｈ２／ｇ−合金以下となる配合量とすることができる。また、水素吸蔵合金３として、Ｔｉ−Ｆｅ系合金を使用する場合であって、収納部２の内部又は外部温度が高温（２００℃）付近である場合には、水素吸蔵合金３の配合量は、水素吸収量が０．２８ｍｍｏｌ−Ｈ２／ｇ−合金以下となる配合量とすることができる。
【００２１】
また、収容部２内に空気が充填されており、水素吸蔵合金３として、Ｍｇ２Ｎｉ系合金を配置（使用）する場合には、水素吸蔵合金３の配合量は、水素吸収量が０．０８ｍｍｏｌ−Ｈ２／ｇ−合金以下となる配合量とすることができる。同様に、収容部２内に空気が充填されており、水素吸蔵合金３として、ＬａＮｉ５系合金を配置する場合には、水素吸蔵合金３の配合量は、水素吸収量が０．０８ｍｍｏｌ−Ｈ２／ｇ−合金以下となる配合量とすることができる。さらに、収容部２内に不活性ガスが充填されており、水素吸蔵合金３として、Ｔｉ−Ｆｅ系合金を配置する場合には、水素吸蔵合金３の配合量は、水素吸収量が０．０１ｍｍｏｌ−Ｈ２／ｇ−合金以下となる配合量とすることができる。これらの配合量は、水素吸蔵合金３の水素吸収効率が高く、経済的なため好ましい。
なお、上記のうち、水素吸蔵合金３として、Ｍｇ２Ｎｉ系合金を使用する場合であって、収納部２の内部又は外部温度が室温（２５℃）付近である場合には、水素吸蔵合金３の配合量は、水素吸収量が０．２１ｍｍｏｌ−Ｈ２／ｇ−合金以下となる配合量とすることができる。また、水素吸蔵合金３として、Ｔｉ−Ｆｅ系合金を使用する場合であって、収納部２の内部又は外部温度が室温（２５℃）付近である場合には、水素吸蔵合金３の配合量は、水素吸収量が０．０１ｍｍｏｌ−Ｈ２／ｇ−合金以下となる配合量とすることができる。
【００２２】
収納容器１の収容部２中の水素吸蔵合金３を配置する場所は、水素吸蔵合金３が収納容器１内の水素を吸収できる場所であればいずれの場所にも配置（設置）できる。図３は、水素吸蔵合金３の収容部２中への配置の例を示す断面図である。このように、水素吸蔵合金３は、例えば収容部２の胴部２ａに配置することができ、また、蓋部２ｂに配置することもできる。水素吸蔵合金３の配置場所は、放射性核種による放射線分解により発生する水素は軽く、上部に滞留する可能性があるため、収容部２の上部、例えば胴体２ａの上部及び／又は蓋部２ｂに配置するのが好ましい。また、蓋部２ｂに配置する方がより好ましい。水素吸蔵合金３は、収容部２のうち２箇所以上の場所に配置してもよい。
【００２３】
ここで、水素吸蔵合金３の配置とは、収容部２の内面の少なくともいずれかの場所に水素吸蔵合金３を設置することを含む。
水素吸蔵合金３の配置は、例えばワイヤー状の水素吸蔵合金３を、後述する水素吸蔵合金収納容器４内に入れて、水素吸蔵合金収納容器４を収容部２内に配置することができる。図３を用いて、水素吸蔵合金３を配置する場所について説明する。
【００２４】
図３（ａ）は、収容部２中に収納された放射性廃棄物上に、水素吸蔵合金３を収容した水素吸蔵合金収納容器４を配置した図である。このように配置することにより、放射性廃棄物中の放射性核種による水及び／又は有機物の放射線分解により発生し、収容部２の上部の空隙部に上昇する水素を吸収することができる。図３（ａ）では、水素吸蔵合金３を収容した水素吸蔵合金収納容器４は１個しか配置していないが、２個以上配置することもできる。また、水素吸蔵合金３は、そのままの形態で配置できる場合には、水素吸蔵合金収納容器４に収容された状態ではなくそのまま配置することができる。水素吸蔵合金３を収容した水素吸蔵合金収納容器４を、蓋部２ｂにさらに配置することもできる。
【００２５】
図３（ｂ）は、収容部２中に配置された放射性廃棄物の上部の空隙部において、収容部２の胴体２ａの上部の内面上に水素吸蔵合金３を収容した水素吸蔵合金収納容器４を配置（設置）した図である。このように設置することにより、発生する水素を効率よく吸収することができる。なお、この水素吸蔵合金３を収容した水素吸蔵合金収納容器４の設置は、例えば、収容部２内に放射性廃棄物を収容した後に、水素吸蔵合金収納容器の一方の面に、金属製接合部材（図示せず）などを用いて設置することができる。この水素吸蔵合金３を収容した水素吸蔵合金収納容器４は、任意の数で設置できる。また、水素吸蔵合金３を収容したフィルター部４を、蓋部２ｂにさらに配置することもできる。
【００２６】
水素吸蔵合金収納容器４としては、通気性を有する容器、すなわち収容された水素吸蔵合金３が水素を吸収できる容器であればいずれのものも使用できる。例えば、焼結金属や金属で形成されたフィルター容器が挙げられる。このようなフィルター容器としては、例えば、金網を何層も重ね合わせた積層金網焼結フィルターなどが挙げられる。積層金網焼結フィルターは金網を多数枚重ね合わせ真空中で高温焼結したもので、金網のメッシュ、積層数によって通気量を調節する。
緩衝部材５は、収容部２中に収容される放射性廃棄物の損傷を防ぐ。  
【００２７】
水素吸蔵合金３が水の放射線分解により発生する水素を吸収する機構は、例えば、水素吸蔵合金３が、Ｍｇ２Ｎｉ合金の場合には、下記式、
Ｍｇ２Ｎｉ  ＋  ２Ｈ２        →    Ｍｇ２ＮｉＨ４．０              （１）
により水素化物が形成されて水素が吸収される。
また、同様に、水素吸蔵合金３が、ＬａＮｉ５合金の場合には、下記式、
ＬａＮｉ５  ＋  ３Ｈ２        →    Ｍｇ２ＮｉＨ６．０              （２）
により、そして、水素吸蔵合金３が、Ｔｉ−Ｆｅ合金の場合には、下記式、
Ｔｉ−Ｆｅ  ＋  １．９５Ｈ２  →    ＴｉＦｅＨ１．９５              （３）
によりそれぞれ水素化物が形成されて水素が吸収される。
【００２８】
次に、本発明に係る放射性廃棄物の収納方法について説明する。なお、上記の放射性廃棄物の収納装置においてすでに説明した部分は省略する。図４は、本発明に係る放射性廃棄物の収納方法の手順を示すフロー図である。
【００２９】
まず、放射性核種を含有する放射性廃棄物を収納容器１の収容部２中に収容する（図４、ステップ１、以下「Ｓ１」のように称する。）。
次に、放射性核種を含有する放射性廃棄物を収容した収容部２の中に不活性ガス（例えば、アルゴン）又は空気を充填する（Ｓ２）。
この不活性ガスを収納容器１の収容部２中に充填する操作は、例えば、不活性ガス充填容器から、遠隔操作を行なうことにより不活性ガスを収容部２に充填（供給）してもよい。また、例えば、放射性廃棄物を収容部２中に収容した後に、この収納容器１を、不活性ガス環境（雰囲気）下の室内へ移動させて、行なってもよい。また、真空ポンプなどにより、収容部２を真空引きした後に、不活性ガスを供給してもよい。また、収容部２への空気の充填は、例えば、空気中の環境（雰囲気）下で作業を行なうことにより、行なうことができる。予め不活性ガスを充填した後に、収納容器１中の収納部２に水素吸蔵合金３を配置して、水素含有ガスに曝露するほうが、空気の存在下（酸性雰囲気条件下）よりも水素吸収性能が高くなるため好ましい。なお、例えば不活性ガスの環境下の室内で、遠隔操作により、放射性廃棄物の収容部２への収納を行なってもよい。この場合、放射性廃棄物の収容部２の中への収容の前に、不活性ガスが収容部２中に充填（供給）さてもよい。
【００３０】
次に、収納部２内に配置する水素吸蔵合金３の種類及び量を決定する（Ｓ３）。これは、上述したように、放射性廃棄物が含んでいる水分及び／又は有機物の量、この放射性廃棄物の核種インベントリにより評価される温度変化、収納容器１が保存されている環境温度、または収納部２内の内部雰囲気（充填された気体の種類）などに基づいて適宜決めることができる。
【００３１】
さらに、不活性ガス又は空気が充填された収納容器１の収容部２中に水素吸蔵合金３（例えばＭｇ２Ｎｉ）を配置する（Ｓ４）。これは、例えば水素吸蔵合金３を収容した水素吸蔵合金収納容器４を収容部２中に収容された放射性廃棄物の上に配置することにより行われる。
【００３２】
最後に収容部２の蓋部２ａと胴体部２ｂとを密閉して保管する（Ｓ５）。
このように設置することにより、収納容器１の収容部２中に配置された水素吸蔵合金３が放射線分解により発生する水素を吸収し、収納容器１の収容部２の内圧の上昇を抑制することが可能になる。
【００３３】
このように、本実施の形態によれば、収納容器の収納部中に配置された水素吸蔵合金が、放射性核種による水及び／又は有機物の放射線分解により発生する水素を吸収するので、密封後の容器の内圧の上昇を抑制する放射性廃棄物の収納容器及び収納方法を提供することができる。
【実施例】
【００３４】
以下に、本発明について、実施例を挙げてより具体的に説明するが、何ら実施例に限定されるものではない。
【００３５】
（実施例１）
まず、水素吸蔵合金による水素の吸収を評価するための水素吸収試験装置１１の概要を図５に示す。この水素吸収試験装置１１は、ガラス製の密閉容器１２と、ガラス製の密閉容器１２の一方の端部に設けられたサンプリング用のガスサンプリング孔１３と、水素吸蔵合金１４を収容した水素吸蔵合金容器１５と、ガラス製の密閉容器１２の他方の端部と水素吸蔵合金容器１５とをバルブ１６を介して接続可能に連結された連結部１７とを備える。以下に、図５に示す水素吸収試験装置１１を用いた水素吸収試験について説明する。
【００３６】
まず、密封後の収納容器１の収容部２の内部で発生する水素を模擬するため、容積が７０ｍＬのガラス製の密閉容器１２中に、所定濃度（約３％）の水素を含有した不活性ガスとしてのアルゴンを封入した。容積が１０ｍＬの水素吸蔵合金容器１５中に水素吸蔵合金１４として、ワイヤー状のＭｇ２Ｎｉ合金（株式会社高純度化学研究所製）５００μｇを配置した。まだ、この段階では、ガラス製の密閉容器１２と水素吸蔵合金容器１５とを接続するバルブ１６は閉じた状態である。
次に、この水素吸収試験装置１１の温度を２５℃にし、バルブ１６を開いて、３％濃度の水素ガスを水素吸蔵合金であるＭｇ２Ｎｉ合金に曝露させ、２４時間、Ｍｇ２Ｎｉ合金に水素ガスを吸収させた。
【００３７】
その後、サンプリング孔１３を介して密閉容器１２中の気体を採取し、ガスクロマトグラフ法によるガス分析を行い、Ｍｇ２Ｎｉ合金の水素吸収性能を評価した。なお、水素吸収性能は、下記に示す式、
水素吸収性能（ｍｍｏｌ−Ｈ２／ｇ−合金）
＝［初期水素量（ｍｍｏｌ）−曝露後水素量（ｍｍｏｌ）］／合金量（ｇ）  （４）
のように、密閉容器１２中の水素の水素吸蔵合金１４への曝露の前後の密閉容器１２内の水素量（ｍｍｏｌ）と、使用した水素吸蔵合金１４の量（ｇ）とから水素吸収性能（ｍｍｏｌ−Ｈ２／ｇ−合金）を評価した。
この結果を表１に示す。表１は、水素吸蔵合金の水素吸収性能を示す表である。水素吸収合金がＭｇＮｉ２合金であり、不活性ガスとしてアルゴンを充填した場合には、平均で約０．３７ｍｍｏｌ／ｇ−合金の水素吸収量を達成できることが確認された。
【表１】
2009162574.tif 000003
【００３８】
（実施例２及び３）
水素吸蔵合金３として、実施例１の粉末状のＭｇ２Ｎｉ合金を使用する代わりに、粉末状のＬａＮｉ５合金（フルウチ化学株式会社製）５００μｇ及びＴｉ−Ｆｅ合金（株式会社高純度化学研究所製）５００μｇを、それぞれ使用する以外は実施例１と同様の方法で実験を行なった。これらの結果を表１に示す。表１に示すように、水素吸収合金としてＬａＮｉ５合金を使用する場合には、平均で約０．３５ｍｍｏｌ／ｇ−合金の水素吸収量を、そして、Ｔｉ−Ｆｅ合金を使用する場合には、平均で約０．１８ｍｍｏｌ／ｇ−合金の水素吸収量を達成できることが確認された。
【００３９】
（実施例４−６）
また、水素吸蔵合金１４を水素含有ガスに曝露する温度を２００℃とした以外は、実施例１−３と同様の方法でそれぞれ実験を行なった。これらの結果を表１に示す。温度条件が２００℃の場合には、水素吸蔵合金としてＭｇ２Ｎｉ合金を使用する場合には、平均で約０．３３ｍｍｏｌ／ｇ−合金の水素吸収量を、ＬａＮｉ５合金を使用する場合には、平均で約０．１４ｍｍｏｌ／ｇ−合金の水素吸収量を、そしてＴｉ−Ｆｅ合金を使用する場合には、平均で約０．２８ｍｍｏｌ／ｇ−合金の水素吸収量を達成できることが確認された。
【００４０】
（実施例７−１２）
さらに、不活性ガスとしてのアルゴンの代わりに、空気（Ｎ２８０体積％及びＯ２２０体積％）をそれぞれ使用する以外は実施例７−１２と同様の方法でそれぞれ実験を行なった。これらの結果を表１に示す。ガラス製の密閉容器１２中に空気を充填する場合であり、そして温度条件が２５℃の場合では、水素吸蔵合金としてＭｇ２Ｎｉ合金を使用する場合には、平均で約０．２１ｍｍｏｌ／ｇ−合金の水素吸収量を、ＬａＮｉ５合金を使用する場合には、平均で約０．１２ｍｍｏｌ／ｇ−合金の水素吸収量を、そしてＴｉ−Ｆｅ合金を使用する場合には、平均で約０．１１ｍｍｏｌ／ｇ−合金の水素吸収量を達成できることが確認された。また、温度条件が２００℃の場合では、水素吸蔵合金としてＭｇ２Ｎｉ合金を使用する場合には、平均で約０．１０ｍｍｏｌ／ｇ−合金の水素吸収量を、ＬａＮｉ５合金を使用する場合には、平均で約０．０９ｍｍｏｌ／ｇ−合金の水素吸収量を、そしてＴｉ−Ｆｅ合金を使用する場合には、平均で約０．０１ｍｍｏｌ／ｇ−合金の水素吸収量を達成できることが確認された。
【００４１】
これらの結果より、水素吸蔵合金１４の水素吸収性能は、環境（周囲）雰囲気及び環境温度に依存して変化することが確認された。即ち、収納容器１の収容部２内が不活性ガスで充填されている、酸化反応が不活性の状態に保持されている条件（実施例１−６）では、水素吸収性能が相対的に高く、収容部２内が空気で充填されている酸化性雰囲気条件（実施例７−１２）では、水素吸収性能が相対的に低い傾向になることが確認された。また、水素吸蔵合金１４の水素吸収性能は合金の種類によって変化することが確認された。さらに、水素吸蔵合金１４のうち、Ｍｇ２Ｎｉ系合金が、比較的広い温度領域において高い水素吸収能を発揮することが確認された。また、ＬａＮｉ５合金は、不活性ガスの雰囲気及び低い温度の条件下で、高い水素吸収能を発揮することが確認された。さらに、Ｔｉ−Ｆｅ合金は、不活性ガスの雰囲気下では高い温度の条件下で、そして、空気の雰囲気下では低い温度の条件下で、高い水素吸収能を発揮することが確認された。
【００４２】
従って、実際の収納容器１の収容部２中に水素吸蔵合金を配置（設置）する場合には、水素吸蔵合金３の種類及び配置量は、収納容器１の収容部２に収容された放射性廃棄物の種類や水分含有量などから想定される水素発生量、この放射性廃棄物の核種インベントリにより評価される温度変化の状況、収納容器１が保存されている環境温度、また収納部２内の内部雰囲気（気体の種類、例えば不活性ガス又は空気）などに基づいて、表１に示すデータより、収納容器１の収容部２中に配置される水素吸蔵合金３の最適な量を選定することができる。
また、水素吸蔵合金３への水素含有ガスへの曝露に先立ち、収納容器１の収納部２内を不活性ガスで充填することにより、水素吸蔵合金３が高い水素吸収性能を発揮し得る環境とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る放射性廃棄物の収納容器の一例の概略構造を模式的に示す図である。
【図２】図１のＡ１−Ａ２に沿って切断した状態を示す断面図である。
【図３】水素吸蔵合金の収容部中への配置の例を示す断面図である。
【図４】本発明に係る放射性廃棄物の収納方法の手順を示すフロー図である。
【図５】水素吸蔵合金による水素の吸収を評価するための水素吸収試験装置の概要を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１…収納容器、２…収容部、２ａ…胴部、２ｂ…蓋部、３，１４…水素吸蔵合金、４…フィルター容器、５…緩衝部材、１１…水素吸収試験装置、１２…密閉容器、１３…ガスサンプリング孔、１５…水素吸蔵合金容器、１６…バルブ、１７…連結部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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