Overall optimization of radioactive waste processing and disposal for problematic waste management

処理困難な放射性廃棄物に対する処理処分に関する全体最適化

中川 明憲 ; 佐々木 紀樹 ; 坂本 義昭 

Nakagawa, Akinori; Sasaki, Toshiki; Sakamoto, Yoshiaki

日本原子力研究開発機構では、研究開発活動により発生した放射性廃棄物を保管している。これらの廃棄物の一部は内容物の情報がほとんどなく、鉛や水銀などの有害物質が混入しているなど、放射能濃度や性状が評価されずに圧縮されたものが含まれている。これらの廃棄物の前処理や放射能濃度評価には、多大な時間とコストを要することになることから、これらの廃棄物の処理処分を合理化するために、処理における作業量と埋設処分施設の高度化のバランスをとる手法を検討した。廃棄物処理の作業分析を行った結果、ボトルネックとなっている作業は、放射能濃度評価、並びに有害物質及び可燃物の分別作業であることが明らかとなった。放射能濃度評価に関しては、保守的なスケーリングファクタの構築及び非破壊ガンマ線測定により合理化できることを明らかにした。有害物に関しては、使用記録と非破壊検査により廃棄物容器中の有害物の有無を確認し、有害物が含まれている廃棄物容器は開梱して分別することとした。約1,000本のドラム缶に対する開梱調査を実施し、その約10%に有害物が含まれていることが判明したことから、これらの廃棄物に関しては分別が必要であることが明らかとなった。可燃物の分別に関しては、高エネルギーX線CTを用いた非破壊検査により可燃物の総量を把握し、受入基準を満足しない場合は可燃物含有量の少ない廃棄物と混合埋設することで、埋設処分場平均値で受入基準を満足させる手法を検討した。これらの対策により、圧縮体の分別作業を従来の方法より約5倍加速できる可能性があることを示した。

Japan Atomic Energy Agency (JAEA) has stored radioactive wastes generated from R&D activities related to nuclear science and technology. A part of these wastes contains compressed wastes without prior radiological, chemical or physical characterization assessed, as well as mixed wastes containing lead and mercury with little information about its contents. Pre-treatment and radiological characterization efforts for such problematic wastes are very time consuming and costly. In order to optimize the processing and disposal of the problematic wastes, a method to balance the processing work and disposal facility robustness was studied. Work analysis of waste processing showed bottleneck processes, such as radiological characterization and segregation of hazardous materials and combustibles. Establishment of a conservative scaling factor method and non-destructive gamma-ray measurement enable easier radiological characterization. Hazardous materials will be identified using records and nondestructive inspection. The waste identified as hazardous will be unpacked and segregated. Based on preliminary survey of about 1,000 drums, only 10 % of stored drums contain hazardous materials and need segregation. Regarding the separation of combustibles, total volume of the combustibles will be evaluated using nondestructive inspection technique such as high-energy X-ray CT and the waste that does not comply with the waste acceptance criteria should be mixed with waste containing a small amount of combustibles in order to satisfy the waste acceptance criteria on a disposal facility average. It was estimated that segregation throughput of compressed waste should be increased about 5 times more than conventional method by applying the countermeasures.