JT 技報 Vol.3 （2023）
放射線管理区域内での廃棄物低減を目的とした使用済み蛍光灯破砕作業について

放射線管理区域内での廃棄物低減を目的とした使用済み蛍光灯破砕作業について㈱ジェイテック 飯田 健嗣、佐々木
ケンブリッジフィルターコーポレーション㈱ 成田
エステック㈱ 森山
日本原燃㈱ 岩間崇文
祐也
武史
武彦

再処理施設の放射線管理区域内で使用されている照明器具のうち、使用済み蛍光灯は汚染の有無を判断できないことから放射線管理区域内で保管されており、保管スペースを圧迫している。そこで、放射線管理区域内で使用済み蛍光灯を破砕する装置を開発し、この装置を用いて使用済み蛍光灯の破砕・減容作業を行った。これによって大幅に廃棄物容量低減に貢献した。
本稿では、2023 年の日本保全学会[1]にて発表したこれらの取り組みについて紹介する。
キーワード：放射線管理区域、使用済み蛍光灯、産業廃棄物、容量低減

１．はじめに本稿は、蛍光灯を破砕し廃棄物の容量低減を可能とし再処理施設 放射線管理区域(以下、管理区域)内で使用た装置の開発・導入内容について報告する。

されている照明器具のうち使用済み蛍光灯(以下、蛍光灯)

２．管理区域で蛍光灯を減容する装置の開発

は、約 1,000 本/月と大量に発生し、管理区域内に保管されている。蛍光灯は、使用履歴および設置状況の記録等に2.1 蛍光灯の減容より汚染がないことを判断できないことから、放射性廃管理区域内で蛍光灯を保管廃棄する方法として、ドラム棄物でない廃棄物の条件を満たすことができない。その缶やボックスパレットに収納・保管する方法がある。

ため、管理区域外に搬出し、産業廃棄物として処分するこドラム缶(JIS Z 1600)に 40 W 形以上の蛍光灯を直接収納とができず、管理区域内で保管管理する必要がある。そこする場合、管長が長いため蓋をすることができない。また、

で、廃棄物の容量低減を目的とし、蛍光灯を破砕する方法

ボックスパレットも同様に管長の影響でボックスパレッを検討した。

トの対角線上に収納することとなり、大量のボックスパ管理区域内で廃棄物を保管する際には分別区分を考慮レットが必要になる。そのため、管理区域内で使用した蛍する必要があり、また蛍光灯破砕時に発生する破砕粉や光灯は、段ボールに収納し日本原燃㈱ 指定場所に保管し蛍光灯内部に封入されている水銀ガスの適切な処理方法ている。その結果、年月が経過するにつれて、管理区域のについての問題を解決しなければならない。

スペースを圧迫する事態となった。

1

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放射線管理区域内での廃棄物低減を目的とした使用済み蛍光灯破砕作業について

上記より、蛍光灯の破砕・減容が可能な可搬式・安価で破砕処理のために、破砕機は 40W 形直管蛍光灯(φ40 mm)取り扱いが用意な蛍光灯破砕装置の導入を検討した。

を 4 本同時に処理可能なものとした。
しかし、導入にあたり、以下2点の懸案事項があった。

2.2 蛍光灯破砕ユニットの導入(1) 既製品の投入シャフト(700 mm)は 40W 形の蛍光灯導入にあたり、蛍光灯破砕に使用する破砕機、破砕時に(1,198 mm)対応のため、管長の長い 110 W 形の蛍光灯発生する破砕粉および水銀ガスを除去する活性炭フィル(2,367 mm)を投入すると、シャフトから蛍光灯およびガタユニット、ブロワーとして吸引に使用する局所排風機

ラス片が跳ね返るおそれがあるため、作業員がケガををフレキダクトで接続した蛍光灯破砕ユニットの製作をする危険性が高い。
(2) 蛍光灯は両端の口金とガラスの蛍光管で構成されて計画した。
なお、局所排風機には管理区域で通常配備されている機いる。管理区域内で廃棄物を保管管理する場合は、金属器を使用することとして計画した(図 1 参照)。とガラスくずに分別が必要となるが、破砕された蛍光灯は、そのままドラム缶に落下するため、ガラスくずと金属くずが混在する。

破砕機

そこで、上記 2 点を踏まえて、メーカと共同で破砕機の検討・製作・検証した。
(1) 110W 形の蛍光灯に対応するため、専用の投入シャフト(1,600 mm)を製作した。これにより、蛍光灯およびガラス片の飛散がなくなり、安全性を確保した作業が可能となった(図 3 参照)。
(2) ホッパーの出口に電動ふるい機搭載の分別網を設けた(図 4 参照)。これにより、ガラスくずと金属くずの分別が可能となった。また、常時稼働の電動ふるい機によ図 1 蛍光灯破砕ユニット概略図

り、破砕粉による分別網の目詰まりを防止するため、作破砕機は、蛍光灯破砕ユニットを複数の建屋に搬出入業を止めずに破砕作業を進めることが可能となった。

することを前提として、エステック㈱で製造・販売されて以上を踏まえ、製作・検証した結果、10 W 形、40 W 形、いる可搬式のランプクラッシャー CFR 型を当社の仕様

110 W 形の蛍光灯に対応し、管理区域内の制限に対応に合わせて改造したものを使用した (図 2 参照)。

可能な破砕機として導入することができた。

図 2 破砕機外観(40W 形用投入シャフト取り付け時)
図 3 破砕機外観(110W 形用投入シャフト取り付け時)

破砕方法は、蛍光灯をシャフトに投入し破砕機内の回転ブレードで破砕し、破砕粉をドラム缶に落下させるものである。更に、約 1,000 本/月と大量に発生する蛍光灯の2JT 技報 Vol.3 （2023）
放射線管理区域内での廃棄物低減を目的とした使用済み蛍光灯破砕作業についてがあるが、これらを総合的に勘案、成立性を検証し、表 1の通り決定した。
表 1 設計諸元

通気断面積0.28 ㎡

活性炭層厚さ0.458 m

処理流量4.2 ㎥/min

口金
破砕粉はドラム缶に落下する

圧力損失

0.93 kPa

入口ガス濃度

2.0 mg/㎥

図 4 分別網の外観

ガス除去率98.75 %

2.3 蛍光灯に含まれる水銀ガスの処理

また、活性炭フィルタは、運搬・据付交換・廃棄処理等

蛍光灯内部には微量の水銀ガスが封入されている。破が容易にできるように、5 層に分割したカートリッジ式を砕機で蛍光灯を破砕する際、水銀ガスが放出されるため、採用した。また、1 次側に粗塵除去用のプレフィルタを設労働安全衛生法で定められた水銀の作業空間の作業管理置し、6 層式の活性炭フィルタユニット(図 5 参照)とし、濃度基準(0.025 mg/㎥)以内に抑えて作業しなければなら蛍光灯破砕時に発生する水銀ガスおよび破砕粉は、活性ない。そのため、破砕機に水銀ガスを吸着させるための活炭フィルタユニット内のプレフィルタと活性炭フィルタ性炭フィルタユニットを接続することとした。

にて吸着させ、更に局所排風機付属の HEPA フィルタで蛍光灯１本あたりに含まれる水銀ガスの含有量は約 6吸着させる設計とした。

～10 mg/本[2]であるが、生産年やメーカによる個体差を蛍光灯破砕時は、作業空間でガス検知器を使用し、作考慮し、平均に 8 mg/本 含まれると仮定し、また、局所業管理濃度(0.025 mg/㎥)未満であることを確認しながら排風機を含め可搬型であること、排気出口の水銀ガスは作業を実施した。

作業管理濃度(0.025 mg/㎥)未満であること、を設計条件とした。
局所排風機の選択理由は、HEPA フィルタを内蔵しており、活性炭フィルタで破砕粉および水銀ガスを吸着させる動力として必要なスペックを有しているため、有効利用しコスト低減を考慮した結果である。
活性炭フィルタの設計要素の一つとして、活性炭の充填体積あたりの通風量を示す空間速度(SV 値)がある。活性炭フィルタのガス除去効率は、主に対象ガスと活性炭1の接触時間によって決まるため、局所排風機の特性(流量2 3 45 プレフィルタ

6 層式/静圧)から、可搬型として許容できる活性炭フィルタのサ

図 5 活性炭フィルタユニットの外観イズを選定し設計を行った。以下、設計にあたって、考慮した点を２点例示する。

３．蛍光灯破砕ユニット導入後の実績(1) 例として空間速度(SV 値)を小さくすると、対象ガスと当社では、2013 年に蛍光灯破砕ユニット(図 6 参照)を活性炭の接触時間が長くなるため除去効率が上昇し圧導入した。日本原燃㈱ 再処理工場の管理区域内において力損失が低下するが、一方で処理できる流量が低下すグリーンハウスを設置し、作業管理濃度(0.025 mg/㎥)未満ることで、入口ガス濃度が上昇する。

かつ安全を確保した上で、2023 年 3 月末までに合計で約(2) 反対に、空間速度(SV 値)を大きくすると、除去効率は116,000 本の蛍光灯減容作業を実施した。(表 2 参照)

低下し圧力損失が上昇する一方で、処理できる流量が上昇することで、入口ガス濃度が低下する。
その他、活性炭フィルタの形状や充填体積、寿命、許容できる入口ガス濃度等、複数要因を同時に考慮する必要3

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放射線管理区域内での廃棄物低減を目的とした使用済み蛍光灯破砕作業について粉の飛散を防止しつつ、作業管理濃度の基準内で作業環境を確保でき、安全に蛍光灯の減容作業を実施できるため、再処理工場だけでなく、他の原子力施設でも有効に活用できると考える。

参考文献[1] 飯田 健嗣、佐々木 崇文 他“放射線管理区域内での廃棄物低減を目的とした使用済み蛍光灯破砕作業について”、日本保全学会 第 19 回学術講演会 要旨

図 6 蛍光灯破砕ユニットの外観

集、2023、pp.22-25.
[2] 環境省、水銀に関する国内外の状況、資料 3、p13、

表 2 蛍光灯減容実績

2013 年度

32,453 本2014 年度

17,035 本2020 年度

37,294 本

2021 年度

1,509 本2022 年度

27,700 本

合計

115,991 本

2014 年 5 月※外枠線は不要㈱ジェイテック
防消火保修部 自火報工事グループの保管スペースに梱包用段ボールで保管していた蛍光灯が、破砕された状態でドラム管に収納・保管が可能になった。梱包段ボール体積は 0.04 m3(40 W 形が 25 本入り)であり、1,000 本分では 40 箱必要になるため、0.04 m3×40箱で 1.62 m3 となる(表 3 参照)。
また、破砕した蛍光灯 1,000 本分をいれることが可能なドラム管 1 本の体積は 0.23 m3 のため、梱包段ボール体
積 1.62 cm3 に対し約 1/7 の体積比減に成功し、管理区域の保管スペースの確保および廃棄物容量低減に貢献することができた。
表 3 梱包段ボールサイズ

W×H×D

体積(mm)

(m3)

10W 形

370×65×155 (10 本入り)

0.004

40W 形

1,250×180×180 (25 本入り)

0.04

110W 形

2,410×100×250 (10 本入り)

0.06

㈱ジェイテック
電気・計装保修部 電気グループ

佐々木 崇文約 116,000 本の蛍光灯減容を実施した結果、管理区域

種類

飯田 健嗣

４．まとめ
蛍光灯を減容する作業は、管理区域という特殊環境の中では様々な制約があった。しかし、蛍光灯破砕ユニット
は、管理区域内で求められる廃棄物の分別が可能で、破砕4