JP5079374B2 - 放射性廃棄物保管兼処分容器 - Google Patents

Description

本発明は、放射性廃棄物保管兼処分容器に関し、特に、放射線を遮蔽する内側容器と強度を有する外側容器を備えることにより、外側容器の板厚を薄くすることを可能とするとともに、内側容器の溶接を簡略化することを可能とした放射性廃棄物保管兼処分容器に関するものである。

高線量となる低レベル放射性廃棄物を収納する鋼製遮蔽付保管容器は、厚肉鋼板材を用いた突合せ溶接の一体構造となっているため、板厚鋼板は材料費が割高で、さらに、各平面同士の溶接は母材の肉厚との関係から溶接代が大きくなり、溶接作業費用・検査費用等の増加により製造コストが高い保管容器となっている。また、型枠を用いた一体鋳造とすることも考えられるが、製造に手間がかかり、完成品の検査にも時間を要するなど、同様に製造コストが高い容器となる。

図３Ａ、Ｂは、従来の放射性廃棄物収納容器の溶接部Ｂを拡大した図である。従来の放射性廃棄物収納容器においては、要求される遮蔽能力及び強度から、板厚15cm程度の炭素鋼の板材３、４を溶接したものが用いられている。

このような極厚の板材３、４を溶接するために、板材の溶接部Ａにおいては、開先約1/2tとするなどの前加工が必要となるが、板厚が厚いため加工時間が長くなるという問題がある。また、強度や密閉性、遮蔽性を確保するため、溶接部Ｂも裏はつり等の溶接作業が別途必要となる。また、板厚が厚いため溶接の自動化を行うことができず、手作業による溶接を行う必要がある。さらに、溶接部Ｂの検査は超音波探傷等による検査となるが、板厚が厚いため内部の欠陥の探査は困難である。

また、従来の放射性廃棄物の保管容器としては、放射化、及び汚染した廃棄物等を容器に収納して保管場所まで輸送し保管する場合において、輸送、及び保管に用いる容器を多重構造とした放射性廃棄物の保管容器がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の保管容器は多重構造を有し、遮蔽機能と密封機能を構成される各容器に分散することにより、輸送時に要求される遮蔽能力と密封機能との差分を取り除くことを可能としている。
特開平１０−１０４３８９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の放射性廃棄物の保管容器によれば、遮蔽機能と密封機能を複数の容器に分散することを主眼としており、すなわち、遮蔽機能と密封機能に関する同一の機能を複数の容器に分散させたものに過ぎない。したがって、保管容器の製造コストに深く係わる保管容器の強度については、何ら考慮されていない。

本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、放射線を遮蔽する内側容器と強度を有する外側容器を備えることにより、外側容器の板厚を薄くすることを可能とするとともに、内側容器の溶接を簡略化することを可能とし、製造コストを低減した放射性廃棄物保管兼処分容器を提供しようとするものである。

本発明の放射性廃棄物保管兼処分容器は、内部に収容された放射性廃棄物からの放射線を遮蔽する遮蔽用内側容器と、遮蔽用内側容器を収容し、放射性廃棄物と遮蔽用内側容器とを収容した場合の吊り上げ時の強度及び落下時の強度を備える強度保持用外側容器とを備え、遮蔽用内側容器の各面同士の境界部は、シール溶接、点溶接、又は、接着剤による接合部から構成されることを特徴とする。

本発明の放射性廃棄物保管兼処分容器によれば、放射線を遮蔽する内側容器と強度を有する外側容器を備えることにより、外側容器の板厚を薄くすることを可能とするとともに、内側容器の溶接を簡略化することを可能とし、これにより、製造コストを低減した放射性廃棄物保管兼処分容器を提供することが可能となる。

以下、本発明の実施形態である放射性廃棄物保管兼処分容器について、図を参照して詳細に説明をする。

図１Ａは、本実施形態の放射性廃棄物保管兼処分容器の構成を示す断面図である。本実施形態の放射性廃棄物保管兼処分容器１は気密性能と落下強度を有する容器であって、上蓋１０と内側容器２０と外側容器３０とから構成される二重構造の容器である。また、本実施形態の放射性廃棄物保管兼処分容器１は、幅、奥行き、高さともに約1.5ｍの外形寸法を有する。なお、内側容器２０の外側と外側容器３０の内側の面がほぼ隙間なく接触している方が廃棄物を収納する容量が多くなり、好ましい。

外側容器３０は、取っ手となる把持部３０ａを備える。また、上蓋１０は、取っ手となる把持部１０ａと上蓋１０を閉じる際にガイドとなる蓋ガイド１０ｂを備える。

本実施形態の外側容器３０は、上面が開放された箱状の形状を有する。外側容器３０は、収納する廃棄物と内側容器２０との総吊り上げ荷重及び落下時の強度を考慮した板厚の鋼材で製作する。外側容器３０の材質は炭素鋼材（板材）であり、板厚は約5ｃｍである。外側容器３０の各面同士の境界部については、箱折方式による曲げ加工部と突合せ溶接による接合部との組み合わせにするか、全面の突合せ溶接による接合部にするかは、製作コストを考慮して判断する。

従来の放射性廃棄物保管容器では、強度的には厚さ5ｃｍ程度の溶接構造で十分あるにもかかわらず、遮蔽のために板厚を15〜20ｃｍ程度と更に厚くしなければならなかった。一方、本実施形態の外側容器３０では、遮蔽機能の一部は内側容器２０が担うこととなるため、許容可能な範囲で板厚を薄くすることが可能となり、材料費、製作・検査費用の削減を可能としている。

図２Ａは、外側容器３０を箱折方式と突合せ溶接との組み合わせで製造する場合の原材料となる板材５０の展開図である。

板材５０は、板材を十字状に切断した板材である。ここで、十字状の板材５０の各部を側板部５０ａ〜ｄと底板部５０ｅとし、最終的に外側容器３０の側板及び底板となるように製造を行う。

ここで、図中の点線部（例えば、図中のＣ部）については、曲げ加工を行うものとする。そして、曲げ加工により隣接する側板部５０ａ〜ｄの接合部（例えば、図中のＡ部及びＢ部）については突合せ溶接を行う。このように、箱折方式及び突合せ溶接を組み合わせて行うことにより、板材５０から外側容器３０を製造する。

なお、本実施形態では板材５０の形状の代表例として図２Ａの十字形を示したが、これに限定されるものではない。例えば、板材５０の形状は、図２Ｂに示すＴ字状でもよい。

また、図２Ｃに示すように、Ｉ字状の側板と底板から板材５０を構成してもよい。Ｉ字状の側板は、５０ａ１、５０ａ２、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄの各部から構成され、図２Ｃ（ｂ）に示すように、外側容器３０を構成する際には、図２Ｃ（ａ）に示す点線部で折り曲げるとともに、５０ａ１と５０ａ２との接する部分５０ｆで突合せ溶接を行い、平面部５０ａを構成するものとする。そして、底板５０ｅを底部に溶接する。このように溶接を行うことにより、平面部５０ａに突合せ溶接部５０ｆが配置され、側面部５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄの各面の境界部は箱折方式により構成されることとなる。一般に、外側容器３０を構成する際には、側面部５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄの各面の境界部に荷重が集中しやすいが、境界部に溶接部が配置されず、曲げ加工により構成されることにより、外側容器３０の強度を増加させることが可能となる。

また、５枚の鋼板を突合せ溶接により接合して外側容器３０を製造してもよい。ただし、コスト削減の効果を考慮した場合には、箱折方式を採用するのがよい。

本実施形態の外側容器３０は、板厚は約5ｃｍと従来の容器より薄くすることが可能であるため、箱折方式を用いて製造することが可能である。これにより、溶接箇所を減らすことが可能となり、製造コストを低減することが可能となる。

また、同様に、本実施形態の外側容器３０は、板厚は約5ｃｍと従来の容器より薄くすることが可能であるため、突合せ溶接が容易であり、自動溶接も可能である。また、超音波探傷等による検査も可能であるため、コスト低減が可能となるとともに信頼性を高めることが可能となる。

本実施形態の内側容器２０は、上面が開放された箱状の形状を有する。内側容器２０に使用する鋼板の厚さは、収納する廃棄物の線源強度から、外側容器３０の厚さも考慮した遮蔽計算から必要な厚さのものを設定する。

内側容器２０の製作にあたっても、外側容器３０と同様に、鋼板の肉厚との関係から曲げ加工と突合せ溶接との組み合わせか、全面の突合せ溶接とするかは、製作コストを考慮して判断する。

ここで、内側容器２０は容器落下時に対する強度を必要としないため、長時間埋設処分時の地下水の流入等、気密性能、腐食代のみを担保するよう、内側容器２０の各面同士の境界部の溶接は、突合せ溶接を行う必要はなく、シール溶接による接合部とすることも可能であり、溶接費用の低減を図ることが可能である。また、気密性や水密性の要求がない場合には、内側容器２０には強度が必要ないため、境界部は点溶接、接着剤等による接合部とすることも可能である。なお、内側容器２０は、内側容器２０内への廃棄物の収納が完了するまで容器としての形状を維持できればよいため、あまり頑丈な接合が必要ない場合には、点溶接、接着剤等による接合部とすることが好適である。

また、外側容器３０と同様に、内側容器２０についても平面部に接合部を設けることも可能である。

また、内側容器２０に関しては、外側に露出せず、容器落下時に対する強度を必要としないため、素材としてクリアランス物又は多少の放射性物質を含有した低レベル放射性廃棄物を再利用して製造することも可能であり、資源の有効利用という観点からも好ましい。また、強度を必要としないため、炭素鋼等による単純形状の平板を鋳造し組み立てることにより施工性の増大を図ることができ、ステンレス等の不純物を含む素材を使用することも可能である。

なお、本実施形態においては、放射性廃棄物保管兼処分容器１が、内側容器２０と外側容器３０とから構成される例について、主に説明をしたが、これに限られるものではなく、図１Ｂに示すように、外側容器３００と、複数の内側容器２０１、２０２とから構成されていてもよい。このような構成により、収納する放射性廃棄物の線量に応じて内側容器を追加すること（二重、三重と重ねる）が可能となる。これによって、廃棄物の線量に応じて収納容積を最大限とすることが可能となる。

内側容器２０１、２０２を追加することは、収納する放射性廃棄物の線量に応じて遮へいの厚さを変えられることと同じ効果がある。即ち、線量の低い場合には、外側容器３００のみでも処分が可能で、収納容積が大きくなり、効率的に廃棄物を収納できる。線量が高くなれば、それに応じて内側容器を、一重、二重、三重と増やして行くことで、対処が可能である。

また、外側容器３００、一重用の内側容器２０１、二重用の内側容器２０２、三重用の内側容器をそれぞれ規格品として量産することで、容器の調達が容易となり、製造コストの低減が可能となる。ユーザー側は、発生した廃棄物の線量に応じて、外側容器は必ず注文するとしても、内側容器は一重用、二重用と、それぞれ必要な個数だけを購入すればよく、合理的に購入することができる。

また、収納する廃棄物の放射線量は、最終的には収納現場において放射線量を実際に測定して確定することとなるが、内側容器を複数層とすることにより、測定された放射線量に応じて遮へいの厚さを収納現場において臨機応変に変更することが可能となる。

また、図１Ｂに示すように、一重用の内側容器２０１、二重用の内側容器２０２、三重用の内側容器は隙間なく重ねて収納できる外形とすることが、スペースの効率の面から好ましい。なお、内側容器を隙間無く重ねる場合には、取っ手を取り付けることが困難であるため、内側容器の上部開口部の端面にＩボルトを着脱可能とし、Ｉボルトを介して内側容器をワイヤーにて吊り上げることにより、内側容器を収納すればよい。

上蓋１０は、収納廃棄物の線源強度から必要な遮蔽厚さの一枚の鋼板で製作し、外側容器３０と溶接・ボルト締めとする。

以上説明したように、本実施形態の放射性廃棄物保管兼処分容器１は、内側容器２０及び外側容器３０を、板厚は約5ｃｍと従来の容器より薄くすることが可能であるため、箱折方式を用いて製造することが可能である。これにより、溶接箇所を減らすことが可能となり、製造コストを低減することが可能となる。

また、同様に、本実施形態の外側容器３０は、板厚は約5ｃｍと従来の容器より薄くすることが可能であるため、突合せ溶接が容易であり、自動溶接も可能である。また、超音波探傷等による検査も可能であるため、信頼性を高めることが可能となる。

また、本実施形態の内側容器２０は、容器落下時に対する強度を必要としないため、長時間埋設処分時の地下水の流入等、気密性能、腐食代のみを担保するよう、接合部の溶接は、突合せ溶接を行う必要はなく、シール溶接も可能であり、溶接費用の低減を図ることが可能である。また、気密性や水密性の要求がない場合には、内側容器２０にはさらに強度が必要ないため、接合部は点溶接、接着剤等による組み立ても可能である。

なお、本実施形態においては、内側容器２０、及び、外側容器３０の形状を箱型としたが、形状はこれに限られるものではなく、例えば、円筒状の容器であってもよい。

本発明の実施形態の放射性廃棄物保管兼処分容器の構成を示す断面図である。 本発明の他の実施形態の放射性廃棄物保管兼処分容器の構成を示す断面図である。 本実施形態の外側容器を箱折方式と突合せ溶接との組み合わせで製造する場合の原材料となる板材の展開図である。 本実施形態の外側容器を箱折方式と突合せ溶接との組み合わせで製造する場合の原材料となる板材の展開図である。 本実施形態の外側容器を箱折方式と突合せ溶接との組み合わせで製造する場合の原材料となる板材の展開図である。 従来の放射性廃棄物収納容器の溶接部Ｂを拡大した図である。 従来の放射性廃棄物収納容器の溶接部Ｂを拡大した図である。

符号の説明

１：放射性廃棄物保管兼処分容器
１０：上蓋
２０：内側容器
３０：外側容器

Claims (4)

1. 内部に収容された放射性廃棄物からの放射線を遮蔽する遮蔽用内側容器と、
   前記遮蔽用内側容器を収容し、前記放射性廃棄物と前記遮蔽用内側容器とを収容した場合の吊り上げ時の強度及び落下時の強度を備える強度保持用外側容器と、
   を備え、
   前記遮蔽用内側容器の各面同士の境界部は、シール溶接、点溶接、又は、接着剤による接合部から構成されることを特徴とする放射性廃棄物保管兼処分容器。
2. 前記遮蔽用内側容器は、クリアランス物又は低レベル放射性廃棄物の再利用鋳造品からなることを特徴とする請求項１に記載の放射性廃棄物保管兼処分容器。
3. 前記強度保持用外側容器の各面同士の境界部は、箱折方式による曲げ加工部又は突合せ溶接による接合部から構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の放射性廃棄物保管兼処分容器。
4. 前記強度保持用外側容器の突合せ溶接による接合部の少なくとも１つは、前記強度保持用外側容器の側面部に配置され、前記強度保持用外側容器の各面同士の境界部は、箱折方式による曲げ加工部から構成されることを特徴とする請求項３に記載の放射性廃棄物保管兼処分容器。

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