(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
緩衝材製のブロックを介して地中岩盤と隔てられる放射性廃棄物処分用オーバーパックであって、
放射性廃棄物をガラスに封入固化して成るガラス固化体を、耐食材製内層容器で覆い、耐食材製内層容器の外側を強度材製外層容器で覆い、
前記耐食材製内層容器は、チタンや銅やステンレスやニッケル基合金などの耐食材で構成されると共に、耐食材製内層容器の肉厚を５〜１０ｍｍ程度とし、
前記強度材製外層容器は、炭素鋼などの強度材で構成されると共に、強度材製外層容器の肉厚を５０〜２００ｍｍ程度とし、
前記緩衝材製のブロックの酸素が消費されるよう前記強度材製外層容器が酸化腐食されて、腐食の形態が還元性腐食に移行した後に初めて耐食材製内層容器による耐食性能が発揮されるよう構成したことを特徴とする放射性廃棄物処分用オーバーパック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電プラントなどの原子炉において使用後の放射性廃棄物を、安定した状態で地層処分することができるようにした放射性廃棄物処分用オーバーパックに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高・中・低放射能レベルの放射性物質（放射性廃棄物、使用済燃料等）は放射性レベル（高・中・低）毎に分類して、それらに該当する専用の密封容器に収納して、保管、貯蔵するようにしている。
【０００３】
放射性廃棄物を深地層内に収納処分して生活圏から隔離するために、放射性廃棄物をガラス固化処理した収納容器を、金属セラミックス等のオーバーパック材で囲み、オーバーパック処理を施した地層処分場所に搬入し、これらを処分孔の中に装填してその回りにベントナイト等の緩衝材を充填した状態とする地層処分を行なうようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記手段では、オーバーパックを金属製の容器とするようになっているが、単に金属製と言っても、地下約１０００ｍの地圧に耐えられる強度と、長期間に亘って腐食に耐えられる特性を併せて持つようにしなければならない。
【０００５】
本発明は、上述の実情に鑑み、放射性廃棄物を地中に長期間安定して閉じ込め得る構造とした放射性廃棄物処分用オーバーパックを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、緩衝材製のブロックを介して地中岩盤と隔てられる放射性廃棄物処分用オーバーパックであって、
放射性廃棄物をガラスに封入固化して成るガラス固化体を、耐食材製内層容器で覆い、耐食材製内層容器の外側を強度材製外層容器で覆い、
前記耐食材製内層容器は、チタンや銅やステンレスやニッケル基合金などの耐食材で構成されると共に、耐食材製内層容器の肉厚を５〜１０ｍｍ程度とし、
前記強度材製外層容器は、炭素鋼などの強度材で構成されると共に、強度材製外層容器の肉厚を５０〜２００ｍｍ程度とし、
前記緩衝材製のブロックの酸素が消費されるよう前記強度材製外層容器が酸化腐食されて、腐食の形態が還元性腐食に移行した後に初めて耐食材製内層容器による耐食性能が発揮されるよう構成したことを特徴とする放射性廃棄物処分用オーバーパックにかかるものである。
【０００９】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１０】
地層内処分場の容器収容孔に収容された処分用オーバーパックは、外層を構成する炭素鋼などの５０〜２００ｍｍ程度と厚肉の強度材製外層容器により、地下約１０００ｍの地圧に十分耐えられる強度を持たせることができる。
【００１１】
そして、数年と時間が経つうちに、地下水などに含まれる酸素分（地下水はもともと還元性であり、酸素分をほとんど含まないものとされているが、地層内処分場の開削の時に酸素が混入されたりする）によって外層を構成する炭素鋼などの強度材製外層容器が酸化して腐食されて行くが、強度材製外層容器の肉厚を５０ｍｍ以上とすることにより、初期の酸化腐食に十分耐えさせることができる。
【００１２】
又、厚肉の強度材製外層容器の一部又は全部が酸化腐食されると、緩衝材製のブロックにしみこんだ地下水などに含まれる酸素が消費し尽くされてしまうため、以後は、非常に進行速度の遅い還元性の腐食が始まることとなるが、処分用オーバーパックは内層にチタンや銅やステンレスやニッケル基合金などの耐食材製内層容器を備えているので、厚肉の強度材製外層容器が或る程度酸化腐食されて腐食の形態が還元性腐食に移行した後に初めて耐食材製内層容器による耐食性能が発揮されることとなり、依って、耐食材製内層容器が酸化腐食にさらされない分だけ処分用オーバーパックの寿命が長期化されると共に、長期間に亘り安定してガラス固化体を閉じ込めることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図示例と共に説明する。
【００１４】
図１〜図３は、本発明の実施の形態の一例である。
【００１５】
先ず、図１を用いて地層内処分場について説明する。
【００１６】
地上１から地下約１０００ｍ程度の位置にある地中岩盤２へ向けて縦穴３を掘削し、地中岩盤２に、縦穴３の下端からほぼ水平方向へ拡がる容器収容空間４を形成し、容器収容空間４の床面５に円筒状の容器収容孔６を複数形成して地層内処分場７を構成する。
【００１７】
そして、地上１に前記縦穴３を取囲むように建屋８を設置すると共に、建屋８内にウインチなどの巻取装置９を設け、巻取装置９に巻取られたワイヤロープ１０の先端を縦穴３に昇降可能に配置された昇降機１１へ接続して昇降機構１２を構成する。
【００１８】
又、前記容器収容空間４の天井部１３に、特に詳細には図示しないが、前後方向や左右方向などへ移動することにより各容器収容孔６に対して処分用オーバーパック１４を搬送及び挿入可能な、天井クレーンなどの挿入装置１５を設け、昇降機構１２と挿入装置１５との間に、処分用オーバーパック１４を受け渡し可能な搬送台車１６などの受渡装置を設ける。
【００１９】
そして、上記処分用オーバーパック１４を、図２・図３に示すような構成とする。即ち、放射性廃棄物をガラスに封入固化して成るガラス固化体１７を、チタンや銅やステンレスやニッケル基合金などの耐食材製内層容器１８で覆い、耐食材製内層容器１８の外側を炭素鋼などの強度材製外層容器１９で覆う。
【００２０】
尚、耐食材製内層容器１８は肉厚Ａを５〜１０ｍｍ程度とし、強度材製外層容器１９は肉厚Ｂを５０〜２００ｍｍ程度とする。
【００２１】
尚、図中、２０は容器収容孔６に予め挿入配置された、地中岩盤２と処分用オーバーパック１４とを隔てるため容器収容孔６内部に配置されたベントナイトを主成分とする緩衝材製のブロック、２１は容器収容孔６を閉止するための緩衝材製の収容孔蓋、２２は耐食材製内層容器１８を構成する内層容器本体、２３は耐食材製内層容器１８を構成する内層容器蓋体、２４は内層容器本体２２と内層容器蓋体２３との溶接部、２５は強度材製外層容器１９を構成する外層容器本体、２６は強度材製外層容器１９を構成する外層容器蓋体、２７は外層容器本体２５と外層容器蓋体２６との溶接部である。
【００２２】
次に、作動について説明する。
【００２３】
放射性廃棄物をガラスに封入固化して成るガラス固化体１７を、地上にて処分用オーバーパック１４に収容する。
【００２４】
該処分用オーバーパック１４は、図２・図３に示すように、チタンや銅やステンレスやニッケル基合金などの耐食材製内層容器１８と、耐食材製内層容器１８の外側を覆う炭素鋼などの強度材製外層容器１９とによる二重構造を備えている。
【００２５】
こうして処分用オーバーパック１４ができたら、図１に示すように、処分用オーバーパック１４を昇降機構１２の昇降機１１に乗せ、ウインチなどの巻取装置９を巻戻すことにより、地上１の建屋８から縦穴３を介して地下約１０００ｍ程度の位置にある地中岩盤２に形成された水平方向へ拡がる地層内処分場７の容器収容空間４へ送る。
【００２６】
そして、容器収容空間４へ送られた処分用オーバーパック１４を搬送台車１６などの受渡装置で受け取り、搬送台車１６から天井クレーンなどの挿入装置１５へ受け渡す。
【００２７】
そして、処分用オーバーパック１４を受け取った天井クレーンなどの挿入装置１５を前後方向や左右方向などへ移動することにより目的とする容器収容孔６の位置まで搬送し、容器収容孔６へ処分用オーバーパック１４を嵌入させる。
【００２８】
ここで、容器収容孔６には、内部に予め、ベントナイトを主成分とする緩衝材製のブロック２０が配置されており、容器収容孔６へ挿入された処分用オーバーパック１４が地中岩盤２から隔てられて保管されるようになっている。
【００２９】
そして、容器収容孔６に処分用オーバーパック１４を挿入したら、容器収容孔６に収容孔蓋２１をして、収容孔蓋２１が容器収容空間４の床面５と面一になるようにする。
【００３０】
こうして容器収容孔６に収容された処分用オーバーパック１４は、外層を構成する炭素鋼などの厚肉の強度材製外層容器１９により、地下約１０００ｍの地圧に十分耐えられる強度を持たせることができる。
【００３１】
そして、数年と時間が経つうちに、緩衝材製のブロック２０にしみこんだ地下水などに含まれる酸素分（地下水はもともと還元性であり、酸素分をほとんど含まないものとされているが、地層内処分場７の開削の時に酸素が混入されたりする）によって外層を構成する炭素鋼などの強度材製外層容器１９が酸化して腐食されて行くが、強度材製外層容器１９の肉厚Ｂを５０ｍｍ以上とすることにより、初期の酸化腐食に十分耐えさせることができる。
【００３２】
又、厚肉の強度材製外層容器１９の一部又は全部が酸化腐食されると、緩衝材製のブロック２０にしみこんだ地下水などに含まれる酸素が消費し尽くされてしまうため、以後は、非常に進行速度の遅い還元性の腐食が始まることとなるが、処分用オーバーパック１４は内層にチタンや銅やステンレスやニッケル基合金などの耐食材製内層容器１８を備えているので、厚肉の強度材製外層容器１９が或る程度酸化腐食されて腐食の形態が還元性腐食に移行した後に初めて耐食材製内層容器１８による耐食性能が発揮されることとなり、依って、耐食材製内層容器１８が酸化腐食にさらされない分だけ処分用オーバーパック１４の寿命が長期化されると共に、長期間に亘り安定してガラス固化体１７を閉じ込めることが可能となる。
【００３３】
反対に、外層をチタンや銅やステンレスやニッケル基合金などの耐食材で構成し、内層を炭素鋼などの強度材で構成するようにした場合、処分用オーバーパック１４を運搬して容器収容孔６へ挿入するまでの間に耐食材性の外層の表面に傷が付き易く、傷部分から外層に酸化腐食が進行して保管の初期において耐食材性の外層が破られてしまい、腐食に弱い強度材製の内層のみが残されてしまうおそれがあるので、ガラス固化体１７に対する閉じ込め性能を長期間に亘って発揮できなくなるおそれがある。
【００３４】
尚、本発明は、上述の実施の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、放射性廃棄物を地中に長期間安定して閉じ込めることができるようになるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例にかかる地層内処分場の概略側方断面図である。
【図２】放射性廃棄物処分用オーバーパックの側方断面図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【符号の説明】
１７  ガラス固化体
１８  耐食材製内層容器
１９  強度材製外層容器
【図１】
0003852490.tif 000002
【図２】
0003852490.tif 000003
【図３】
0003852490.tif 000004