放射性廃棄材料を処理するためのシステムであって、放射性廃棄材料を受け入れるための廃棄物容器と、所定の厚さを有する放射性廃棄材料の層を供給するための廃棄物フィードと、前記放射性廃棄材料の層を受け入れ且つ前記廃棄物容器に運ぶためのコンベヤと、マイクロ波を前記コンベヤ上の前記放射性廃棄材料の薄層の一部に方向付けて前記放射性廃棄材料の層の厚さ全体に浸透させるマイクロ波供給源であって、該マイクロ波供給源は、前記廃棄物フィードによって前記コンベヤ上に堆積させた放射性廃棄材料のすべてが、前記廃棄物容器に受け入れられる前にマイクロ波によって浸透されるように位置決めされており、それによって前記放射性廃棄材料に方向付けられた前記マイクロ波が前記放射性廃棄材料から水分を除去するマイクロ波供給源とを有するシステム。マイクロ波を前記マイクロ波供給源から集束させる導波管をさらに有する請求項1に記載のシステム。前記マイクロ波供給源がマイクロ波アプリケータを含む請求項1に記載のシステム。前記廃棄物容器が、前記放射性廃棄材料の長期的な保管に適している請求項1に記載のシステム。放射性廃棄材料を処理するためのシステムであって、放射性廃棄材料を受け入れるための廃棄物容器と、放射性廃棄材料を供給するための廃棄物フィードと、前記廃棄物フィードから放射性廃棄材料を受け入れ、前記放射性廃棄材料を前記廃棄物容器に導くためのホッパと、マイクロ波を前記ホッパ内の前記放射性廃棄材料に方向付けて前記放射性廃棄材料の層の厚さ全体に浸透させるマイクロ波供給源であって、それによって、前記放射性廃棄材料に方向付けられた前記マイクロ波が前記放射性廃棄材料から水分を除去するマイクロ波供給源とを有するシステム。前記システムが、前記廃棄材料を攪拌するために前記ホッパ内にスクリューを含む請求項5に記載のシステム。前記システムが、前記廃棄材料を攪拌するために前記ホッパ内にオーガを含む請求項5に記載のシステム。前記廃棄物容器が、前記放射性廃棄材料の長期的な保管に適している請求項5に記載のシステム。放射性廃棄材料を処理するためのシステムであって、放射性廃棄材料を受け入れるための廃棄物容器と、所定の厚さを有する放射性廃棄材料の層を前記廃棄物容器の中に堆積させるための廃棄物フィードの管と、前記廃棄物容器内に堆積させた前記放射性廃棄材料の層にマイクロ波を方向付けて前記放射性廃棄材料の層の厚さ全体に浸透させるマイクロ波供給源であって、それによって、前記放射性廃棄材料に方向付けられた前記マイクロ波が前記放射性廃棄材料から水分を除去するマイクロ波供給源とを有するシステム。前記システムが、前記廃棄物容器内の前記放射性廃棄材料の層を攪拌するためにスターラを含む請求項9に記載のシステム。前記廃棄物容器が、前記放射性廃棄材料の長期的な保管に適している請求項9に記載のシステム。放射性廃棄物を処理する方法であって、放射性廃棄材料の層を所定の厚さに形成すること、マイクロ波を前記放射性廃棄材料の層に方向付けて前記層の前記所定の厚さに浸透させること、及び前記廃棄材料の層を長期的な保管のための廃棄物容器に送達することを含む方法。前記所定の厚さが、前記放射性廃棄材料に対する前記マイクロ波の浸透深さに実質的に等しい請求項12に記載の方法。前記送達操作は前記方向付け操作の前に行われ、また前記方法は、放射性廃棄材料の第1の層が前記廃棄物容器の底に送達され、そして放射性廃棄材料の次の層が前の層の上部に送達され、それによりマイクロ波が、直近に送達された層に方向付けられるように、前記形成、方向付け及び送達操作が、前記廃棄物容器が満たされるまで繰り返されることをさらに含む請求項13に記載の方法。前記方向付け操作は、前記廃棄材料の乾燥を容易にするために、前記方向付け操作の間、前記直近に送達された層を攪拌すること、及び前記直近に送達された層を前の層に対して圧縮した後、放射性廃棄材料の次の層を前記廃棄物容器に送達することを含む請求項14に記載の方法。前記方向付け操作及び前記送達操作の間、前記送達操作の前に前記方向付け操作が行われるように、放射性材料の層を前記廃棄物容器に連続的に運ぶことをさらに含む請求項12に記載の方法。前記方向付け操作を実施するために前記廃棄材料の層をホッパに運ぶこと、及び前記廃棄材料の加熱及び乾燥を容易にするために、前記方向付け操作の間、前記ホッパ内の前記廃棄材料の層を攪拌することをさらに含む請求項12に記載の方法。前記方向付け操作が、前記放射性材料の層を取り囲む空気の圧力を下げ、温度を前記廃棄材料内の水分が蒸発する温度に下げること、及びガラス化プロセスを容易にするために、前記放射性材料の層に添加される化学物質を供給することをさらに含む請求項17に記載の方法。本発明は、マイクロ波が完全に浸透できる厚さを有する放射性廃棄材料の層を生成し、それにマイクロ波を適用するための先進マイクロ波システムを提供する。先進マイクロ波システムは一般に、放射性廃棄物を安定化するためのより大きいシステムの一部であり、放射性の固体又はスラリー状の廃棄物フィードを受け入れるように適合される。廃棄物フィードは、より大きいシステムの他の構成要素によって処理される原料放射性廃棄物によってもたらされるものである。より具体的には、いくつかの実施例において、廃棄物フィードは、全懸濁固体物質TSSの除去、全溶解固体物質TDSの除去、ファウラントの除去、予備濃縮及び精製を受ける原料放射性廃棄物によってもたらされるものである。固体の廃棄物フィードには、樹脂、スラッジ、蒸発器の底及び塩廃棄物が含まれる。先進マイクロ波システムは、廃棄材料を処理して廃棄材料の層にし、その層をマイクロ波アプリケータにかける。一実施例において、廃棄材料の層は、コンベヤベルト又は同様の給送システムにより、マイクロ波アプリケータを通して移動される。廃棄材料の層がマイクロ波アプリケータを通して移動されるとき、マイクロ波アプリケータはマイクロ波を層に適用する。マイクロ波を廃棄材料の層に適用することによって、混合物を加熱及び溶融し、熱分解された生成物、又はガラス化プロセスの開始後には溶融ガラスが生成される。一般に当技術分野では、安全な処分を目的として、放射性廃棄物を加熱して廃棄物を安定化することが知られている。廃棄材料の層の厚さは、マイクロ波が層に完全に浸透できるようにされる。より具体的には、マイクロ波は、放射性廃棄物に対して特定の浸透深さを有する。それに応じて、放射性廃棄物の厚さがマイクロ波の浸透深さより大きい場合には、マイクロ波は廃棄物の最も深い部分に到達せず、したがって、放射性廃棄物全体が処理されない。しかしながら、マイクロ波が廃棄材料の層に完全に浸透できるときには、混合物全体がマイクロ波によって処理され、均質な廃産物が生じる。放射性廃棄物の薄層のマイクロ波処理は、未反応又は未処理の廃棄材料の発泡、空隙及びポケットを生じやすくすることが可能な缶内の溶融など、放射性廃棄物を処理するいくつかの他の方法に比べて優れた結果を示す。マイクロ波アプリケータを通して移動された後、廃棄材料の層は、混合物を容器に送り込むフィルヘッドfillhead組立体によって受け入れられる。一旦容器に入ると、廃棄材料が冷え、安定した熱分解された生成物を形成するか、又はガラス形成用の添加物が加えられた場合には、ガラス化して安定なガラス材料になる。廃棄材料は容器の中に密閉され、容器は適当な規定に従って保管及び/又は処分される。先進マイクロ波システムのいくつかの実施例では、アプリケータ又は導波管がマイクロ波を廃棄材料の層に適用するとき、廃棄材料の層は、マイクロ波アプリケータ又は導波管を通して、その下で、又はその近くで絶えず移動される以下では特に言及しない限り、アプリケータと導波管の両方を指すのにマイクロ波アプリケータを用いる。したがって、システムは、マイクロ波アプリケータに廃棄材料を連続的に供給し、マイクロ波処理プロセスの効率を高める。しかしながら、本発明の範囲又は趣旨の範囲内に留めるために、廃棄材料の層をマイクロ波アプリケータを通して絶えず移動させなくてもよいことに留意すべきである。先進マイクロ波システムの他の実施例において、マイクロ波アプリケータは容器に対して、廃棄材料の層を容器の中に堆積させた後、層にマイクロ波を適用するように位置決めされる。より具体的には、廃棄材料を処理して廃棄材料の層にした後、層を容器の底に加え、そこで前述の議論に従って、マイクロ波アプリケータがマイクロ波を層に適用する。前に処理された層に廃棄材料の他の層が加えられ、マイクロ波アプリケータが、マイクロ波を直近に加えられた層に適用する。層を加え、その層を処理するこのプロセスは、容器が充填され、容量に又は特定の限界に至るまで実施される。マイクロ波アプリケータがマイクロ波を一度に1つの層のみに適用するため、廃棄材料は、前述の議論に従って完全に処理される。さらにこの実施例では、先進マイクロ波システムは、容器、したがってマイクロ波アプリケータに廃棄材料を連続的に供給することも可能にし、処理プロセスの効率を高める。実験的な試験において、いくつかの材料をマイクロ波チャンバ内で熱分解した。回転するテーブルを有するマイクロ波チャンバを真空デバイスに接続し、それによって、試験材料の有効なマイクロ波処理の間、チャンバ内の部分真空を維持した。循環器、方向性結合器及び4スタブ型の同調器を備えるマイクロ波導波管を、e面曲りによってマイクロ波チャンバのウィンドウの中に接続した。3kWのマイクロ波電源220V、35アンペア、単相で導波管に動力を供給した。導波管の循環器を、導波管を冷却するために循環水を供給する貯水器に接続した。最初の試験では、試験材料を絶縁材料で囲まれた直径7.62cm3インチの石英の管に入れた。最初の試験の場合、試験材料を2分間、2450MHzにおいて700ワットで加熱した。試験材料は、放射性廃棄材料を作製する際に放射性同位元素を捕捉するための媒体として用いられるものと同様のいくつかの鉱物及び樹脂を含んでいた。表1は、2分後の様々な試験材料の内部温度又は結合温度を示しているすべての材料は、21°C70°Fから開始した。次の試験において、いくつかの試験材料をより長い時間にわたってマイクロ波チャンバ内で処理し、試験材料の完全な又はほぼ完全な熱分解を実施した。こうした次の試験の間、温度は649~871°C1200~1600°Fの範囲であった。試験結果は、熱分解された材料の体積が冷却後にかなり減少することを示した。前述の議論から、本発明の例示的な実施例による先進マイクロ波システムは、廃産物全体の体積を著しく減少させるために、様々な廃棄物の媒体及び混合物を含む、入ってくる廃棄材料の熱分解に適用可能であると判断することができる。本発明のいくつかの実施例では、マイクロ波システムは、入ってくる廃棄材料の熱分解及び溶融を助けるために、誘導加熱又はいくつかの他の加熱方法を用いるガラス化システムによって補われる。図1にブロック図によって示される本発明の一実施例において、先進マイクロ波システム101は、マイクロ波を、廃棄物フィードの供給源120と廃棄物容器150の間を移動する廃棄材料に方向付けるように位置決めされたマイクロ波アプリケータ110を有する。本発明の一実施例が、図2に代表的な図によって示されている。示される実施例では、層の廃棄材料がコンベヤ上でマイクロ波によって処理された後、最終的な廃棄物容器の中に堆積される。先進マイクロ波システム201は、マイクロ波を、廃棄物フィード220と廃棄物容器250の間のコンベヤ235上を移動する廃棄材料の層に方向付けるように位置決めされたマイクロ波アプリケータ210を備える。マイクロ波は、廃棄材料の正確な組成によってある程度変わるある特定の厚さまでしか廃棄材料に浸透しないため、コンベヤ235上の廃棄材料の層の最大厚さが、マイクロ波の最大浸透度より大きくないことが重要である。いくつかの実施例において、廃棄物フィード220によってコンベヤ235の上に堆積させる廃棄材料の層は、2.54cm1インチから5.08cm2インチの間の厚さを有する。本発明によるマイクロ波システムの一実施例が、図3A、3B及び3Cに断面図として示されている。示される実施例では、廃棄材料の薄層が最終的な廃棄物容器の中に堆積された後、マイクロ波によって処理される。図に示されるように、図3Aから始まり、廃棄材料が、容器750の内部を通る供給管737を介して容器750に入る。マイクロ波導波管710が、マイクロ波を容器750内の廃棄材料の上層に方向付けるように位置決めされる。供給管737及びマイクロ波導波管710は、フィルヘッドキャップ748を通る容器750の内部への進入路を有し、フィルヘッドキャップ748は、廃棄材料から排出される蒸発した水及び他のガスが容器750から出るのを可能にする、オフガス出口724も含む。図3Aから3Cの例は、既に進行中の充填及びマイクロ波処理プロセスを示している。したがって、図3Aに見られるように、容器は最終的な廃産物Aの下層を含む。最終的な廃産物Aの下層の上部に、供給管737が廃棄材料の薄層B1を堆積させる。次いで、導波管710がマイクロ波を廃棄材料の薄層B1に方向付け、それによって、廃棄材料を乾燥させ、また場合によっては熱分解する。マイクロ波は、廃棄材料の正確な組成によってある程度変わるある特定の厚さまでしか廃棄材料に浸透しないため、廃棄材料の層B1がマイクロ波の最大浸透度より厚くないことが重要である。いくつかの実施例では、供給管737によって堆積させる層B1は、2.54cm1インチから5.08cm2インチの間の厚さを有する。多くの場合、廃棄材料B1の上層を乾燥及び加熱するマイクロ波は、廃棄材料を発泡、或いは膨張させ、また多くの場合、図3Bに示すように、マイクロ波処理によって、最初に、炭化した廃棄材料の膨張した低密度の層B2が生じる。炭化した廃棄材料の発泡又は他の膨張は、放射性の有機樹脂の廃棄物を処理するときに特に一般的である。そのように廃棄材料の膨張した低密度の層B2が形成される場合、供給管737は、多くの実施例において、供給管737の下端にスターラ、パドル又はミキサ738を備える。廃棄材料の上層をマイクロ波処理する間及びその後、膨張した低密度の層B2が形成されると、スターラ、パドル又はミキサ738は、廃棄材料を攪拌及び圧縮するように動作し、図3Cに見られるように圧縮された層B3を形成する。廃棄材料の最上層がマイクロ波処理され圧縮されると、供給管737を通して廃棄材料の新しい層Cが加えられ、プロセスが繰り返される。最終的な廃産物の全体量が容器750の安全な保管容量を満たすまで、廃棄材料の追加の層が加えられ、マイクロ波処理され、圧縮される。本発明によるマイクロ波システムの一実施例が、図4にブロック図として示されている。示される実施例では、廃棄材料の層が、ホッパ内でマイクロ波によって処理された後、最終的な廃棄物容器の中に堆積される。先進マイクロ波システム301は、マイクロ波アプリケータ310及びホッパ330を有する。ホッパ330は、廃棄材料を廃棄物フィード320から受け入れる。多くの実施例において、ホッパ330は、廃棄物フィード320から入ってくる廃棄材料を受け入れる円錐形のじょうご状のものを含み、廃棄材料を廃棄物容器350の上に位置決めされたフィルヘッドキャップ345の方へ方向付ける。示される実施例において、システム301は、ホッパ330の内部で動作するスクリュー又はオーガ334をさらに含む。様々な実施例において、システム301は、ホッパ内の空気の圧力を下げ、温度を廃棄材料内の水分が蒸発する温度に下げる真空構成要素336、又は廃棄材料を混合し、廃棄材料の加熱及び乾燥についてマイクロ波ベースではない方法を使用し、それにより、マイクロ波アプリケータ310によって実施される加熱及び乾燥を補う組み合わせ式のミキサ-ドライヤ338など、1つ又は複数の追加の構成要素も含む。本発明のいくつかの実施例において、システム301は、ホッパ330内でのマイクロ波処理の間、廃棄材料から排出される蒸発した水及び他のガスを除去するために、ホッパ330から延びるオフガスライン324も含む。いくつかの実施例において、システム301は、添加される化学物質又は材料をホッパ330内の廃棄材料の混合物に供給するために、添加物入力ライン326をさらに含み、そうした添加される化学物質又は材料は、場合によっては、例えばガラス化プロセスを開始するのを助ける化学的な触媒又は材料を含む。示される実施例において、通常はスラリーの形の廃棄材料は、廃棄物フィード320からホッパ330に入る。廃棄材料がホッパ330の底を満たすと、マイクロ波アプリケータ310からのマイクロ波が、廃棄材料を加熱及び乾燥し、廃棄材料から水分を除去し、また場合によっては、廃棄材料をマイクロ波で処理することによって廃棄材料の熱分解も行い、一部の廃棄材料の結晶構造を壊すか、又は有機の廃棄材料を炭化する。圧縮後、それによって、乾燥され、多くの場合に熱分解された廃棄材料は、マイクロ波処理前に入ってくる廃棄材料より、かなり小さい体積を有するようになる。いくつかの実施例では、スクリュー又はオーガ334が、ホッパ330内で廃棄材料を攪拌してかき混ぜ、それによって廃棄材料を、ホッパ330の内側の廃棄材料の塊の底部から、塊の廃棄材料の上部へ持って行き、そこで、マイクロ波を廃棄材料により適切に浸透させ、廃棄材料を乾燥することができる。スクリュー又はオーガ334が、乾燥プロセスをさらに助け、廃棄材料が固化して固い塊にならないようにし、また廃棄材料がホッパ330の壁に貼り付くのを防止する。廃棄材料がホッパ内でマイクロ波によって処理された後、処理された廃棄材料は、ホッパ330からフィルヘッド組立体345を通って廃棄物容器350の中へ移動する。多くの実施例において、放射性廃棄材料を受け入れる廃棄物容器350は、最終的な廃産物用の長期的又は永久的な保管容器である。図5、6、7A及び7Bは、廃棄材料の層がホッパ内でマイクロ波によって処理された後、廃棄物容器又はガラス化モジュール以下では廃棄物容器の中に堆積される本発明の他の実施例を示している。図5は、廃棄物容器450の上に位置決めされた円錐形のホッパ430の斜視図を示している。マイクロ波アプリケータ又は導波管410が、マイクロ波を円錐形のホッパ430の内部に方向付けるように位置決めされる。図6の切断図及び図7Bの断面図に示されるように、廃棄材料は、廃棄物フィード420を通してホッパ430に入る。廃棄材料は、ホッパ430の底に向かって集まり、マイクロ波アプリケータ又は導波管410は、マイクロ波を廃棄材料に方向付ける。本発明のいくつかの実施例において、システムは、ホッパ430内でのマイクロ波処理の間、廃棄材料から排出される蒸発した水及び可能性のある他のガスを除去するために、ホッパ430から延びるオフガスライン424も含む。いくつかの実施例において、システムは、添加される化学物質又は材料をホッパ430内の廃棄材料の混合物に供給するために、添加物入力ライン426をさらに含み、そうした添加される化学物質又は材料は、場合によっては、例えば乾燥の用語ではブレイクbreakとして記載される粒状化又はガラス化プロセスの開始を助ける化学的な触媒又は材料を含む。駆動機構435によって制御されるスクリュー又はオーガ434は、ホッパ430内で廃棄材料を攪拌してかき混ぜ、それによって廃棄材料を、ホッパ430の内側の廃棄材料の塊の底部から塊の廃棄材料の上部へ持って行き、そこでマイクロ波は、廃棄材料により適切に浸透し、廃棄材料と反応することができる。スクリュー又はオーガ434が、乾燥プロセスをさらに助け、乾燥する廃棄材料が固化して固い塊にならないようにし、また廃棄材料がホッパ430の壁に貼り付くのを防止する。廃棄材料がホッパ内でマイクロ波によって処理された後、処理された廃棄材料は、ホッパ430からフィルヘッド組立体445を通って廃棄物容器450の中へ移動する。いくつかの実施例では、廃棄物容器450の内部を覆い保護するフィルヘッド組立体445は、オフガスライン447及びパージガスライン448を含み、また処理された廃棄材料が廃棄物容器450の中に堆積された後、最終的な廃産物になるとき、廃棄材料の混合物の中できわめて頻繁な反応が続き、そうした反応によって、廃棄物容器450内の廃棄材料の塊からガスが排出され、こうしたガスは、しばしばパージガスライン448からのパージガスアルゴンのような不活性ガスなどの助けによって、容器の内部からオフガスライン447を通して除去される。多くの実施例において、放射性廃棄材料を受け入れる廃棄物容器450は、最終的な廃産物用の長期的又は永久的な保管容器である。図8は、廃棄材料の層がホッパ内でマイクロ波によって処理された後、廃棄物容器の中に堆積される本発明の他の実施例を示している。図8は、廃棄物容器450の上に位置決めされたホッパ830の斜視図を示している。図8に示す実施例のいくつかの特徴は、図5から7Bに示した実施例における特徴と同様であり、例えば、フィルヘッド組立体445、オフガスライン447及びパージガスライン448は、図5から7Bとほとんど同じである。この実施例では、マイクロ波アプリケータ又は導波管810が、ホッパ830の一方の側に対して位置決めされ、マイクロ波をホッパ830の内部に方向付ける。図5から7Bに示した実施例と同様に、廃棄材料は、廃棄物フィードを通してホッパ830に入り、廃棄材料は、ホッパ830の底に向かって集まり、マイクロ波アプリケータ又は導波管810は、マイクロ波を廃棄材料に方向付けている。示される実施例では、ホッパ830は、ステンレス鋼又は同様の金属の外層861、絶縁のためのプラスチック又はテフロン登録商標の中間層862、及び熱保護と摩耗保護の両方のためのセラミック材料から製造された内層863を含む、一連の層を備えた壁を有する。マイクロ波アプリケータ又は導波管810は、金属の外層861によって画定される開口部の近くに位置決めされ、マイクロ波は、図8に矢印によって示すように、マイクロ波アプリケータ又は導波管810の近くでホッパ830に入る。マイクロ波は、マイクロ波に対して透過性のある材料から製造された中間層862及び内層863を通過するが、一旦ホッパ830の内部に入ると、マイクロ波は金属の外層861によって反射され、ホッパ830の内部のあちこちを移動し続け、ホッパ830の内側の放射性廃棄材料を通過する。示される実施例では、システムは、ホッパ830内でのマイクロ波処理の間、廃棄材料から排出される蒸発した水及び他のガスを除去するために、ホッパ830から延びるオフガスライン824も含む。いくつかの実施例において、システムは、添加される化学物質又は材料をホッパ830内の廃棄材料の混合物に供給するための添加物入力ライン826をさらに含み、そうした添加される化学物質又は材料は、場合によっては、例えば乾燥の用語ではブレイクとして記載される粒状化又はガラス化プロセスの開始を助ける化学的な触媒又は材料を含む。駆動機構835によって制御されるスクリュー又はオーガ834は、ホッパ830内で廃棄材料を攪拌してかき混ぜ、それによって廃棄材料を、ホッパ830の内側の廃棄材料の塊の底部から塊の廃棄材料の上部へ持って行き、そこでマイクロ波は、廃棄材料により適切に浸透し、廃棄材料と反応することができる。廃棄材料がホッパ内でマイクロ波によって処理された後、処理された廃棄材料は、ホッパ830からフィルヘッド組立体445を通って廃棄物容器450の中へ移動する。いくつかの実施例を記述することによって本発明を例示し、例示的な実施例をかなり詳しく記述してきたが、添付の特許請求の範囲の範囲をそうした細部に制限する又は何らかの形で限定することが、出願人の意図ではない。当業者には、他の利点及び変更形態が容易に明らかになるであろう。したがって、そのより広範な態様における本発明は、図示及び記述した特定の細部、代表的な装置及び方法、並びに例示的な実例に限定されない。したがって、出願人の一般的発明概念の趣旨又は範囲から逸脱することなく、そうした細部から発展させることが可能である。