特許 6323663 人工バリア構造及びオーバーパックの回収方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6323663

(24)【登録日】2018年4月20日

(45)【発行日】2018年5月16日

(54)【発明の名称】人工バリア構造及びオーバーパックの回収方法

(51)【国際特許分類】

   G21F 9/36 20060101AFI20180507BHJP

【ＦＩ】

   G21F9/36 541M

   G21F9/36 G

   G21F9/36 541E

   G21F9/36 541D

【請求項の数】7

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-50911(P2014-50911)

(22)【出願日】2014年3月13日

(65)【公開番号】特開2015-175670(P2015-175670A)

(43)【公開日】2015年10月5日

【審査請求日】2017年2月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(74)【代理人】

【識別番号】100099704

【弁理士】

【氏名又は名称】久寶 聡博

(72)【発明者】

【氏名】森 拓雄

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 健一郎

(72)【発明者】

【氏名】土井 暁

【審査官】 藤本 加代子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１４８０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１３２８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２１１１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−２０１１９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０１０１８７４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ２１Ｆ ９／３６

Ｇ２１Ｆ ９／３４

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

放射性廃棄物が封入されたオーバーパックを緩衝材に埋設した人工バリア構造において、
底部とその周縁から立設された周壁部とで構成され該周壁部の上縁が開口を形成する有底円筒状の縁切り体を、該周壁部が前記オーバーパックの周面から離間した状態で該オーバーパックを取り囲むように前記緩衝材に埋設し、前記底部をその厚さ方向に沿った引張荷重伝達が遮断されるように構成するとともに、前記周壁部をその厚さ方向に直交する方向に沿ったせん断荷重伝達が遮断されるように構成したことを特徴とする人工バリア構造。

【請求項2】

放射性廃棄物が封入されたオーバーパックを緩衝材に埋設した人工バリア構造において、
底部とその周縁から立設された周壁部と該周壁部の上縁から延びる頂部とで構成された中空円柱状の縁切り体を、該周壁部が前記オーバーパックの周面から離間した状態で該オーバーパックを取り囲むように前記緩衝材に埋設し、前記底部及び前記頂部をそれらの厚さ方向に沿った引張荷重伝達がそれぞれ遮断されるように構成するとともに、前記周壁部をその厚さ方向に直交する方向に沿ったせん断荷重伝達が遮断されるように構成したことを特徴とする人工バリア構造。

【請求項3】

前記縁切り体を砂で構成した請求項１又は請求項２記載の人工バリア構造。

【請求項4】

請求項１記載の人工バリア構造から前記オーバーパックを回収する方法であって、前記緩衝材にその表面と前記周壁部の上縁との間にわたってほぼ鉛直方向に延びる環状の切削溝を形成することにより、前記緩衝材を前記切削溝の高さ範囲において前記周壁部に囲まれた領域の直上に位置する内側領域とそれを取り囲む外側領域とに分断し、
前記内側領域の緩衝材を、前記周壁部に囲まれた領域の緩衝材及び前記オーバーパックとともに引き上げることを特徴とするオーバーパックの回収方法。

【請求項5】

請求項２記載の人工バリア構造から前記オーバーパックを回収する方法であって、前記緩衝材にその表面と前記周壁部及び前記頂部の環状取合い部との間にわたってほぼ鉛直方向に延びる環状の切削溝を形成することにより、前記緩衝材を前記切削溝の高さ範囲において前記頂部の直上に位置する内側領域とそれを取り囲む外側領域とに分断し、
前記内側領域の緩衝材を引き上げるとともに前記頂部を撤去し、
前記周壁部に囲まれた領域の緩衝材を前記オーバーパックとともに引き上げることを特徴とするオーバーパックの回収方法。

【請求項6】

前記引上げ工程の前に、前記切削溝が前記底部の周縁近傍まで延びるように前記周壁部を切削する請求項４又は請求項５記載のオーバーパックの回収方法。

【請求項7】

前記縁切り体を砂で構成した請求項４乃至請求項６のいずれか一記載のオーバーパックの回収方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、主として高レベル放射性廃棄物が深地層処分される放射性廃棄物処分場の人工バリア構造及びオーバーパックの回収方法に関する。

【背景技術】

【0002】

原子力発電所からの使用済み燃料を再処理することで生じる高レベル放射性廃棄物は、ガラス固化体、オーバーパック及び緩衝材からなる人工バリアに閉じ込められた状態で天然バリアである地下数百ｍの岩盤内に深地層処分することが予定されている。

【0003】

深地層処分は、対象となる放射性物質の半減期がきわめて長いこともあって、１万年以上にわたる管理が必要とされているが、処分後にあらたな処理技術が確立され、あるいは処分地が変更になった場合には、高レベル放射性廃棄物を回収できるようにしてはどうかという提案がなされるようになってきた。

【0004】

一方、従来においては、処分期間中に高レベル放射性廃棄物を回収することは想定されていないため、回収のためのあらたな技術開発が必要になってきた。

【0005】

高レベル放射性廃棄物は、上述したようにオーバーパックに封入された状態で緩衝材に埋設されており、高レベル放射性廃棄物を回収するにあたっては、緩衝材からオーバーパックを取り出す必要があるが、緩衝材には、地下水の浸入があっても自ら膨潤することで止水性を発揮するベントナイトが選定されている。

【0006】

これを受け、塩水によって、ベントナイトを膨潤させることなく該ベントナイトを崩壊除去する方法が提案されている（特許文献１，非特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１０−００８３７５号公報

【非特許文献】

【0008】

【非特許文献1】「廃棄体回収のための塩水を利用した緩衝材除去技術」、土木学会第６５回年次学術講演会（平成２２年９月）

【非特許文献2】「アイスブラスト工法によるベントナイト系バリア除去に関する検討」、日本原子力学会春の年会予稿集（２００８年３月）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、塩水を用いてベントナイトを崩落させる上述の方法では、そのときに発生する大量のベントナイトスラリーを別途処理する必要があるとともに、何より、ベントナイトスラリーというあらたな放射性廃棄物が発生する事態を招く。

【0010】

また、これを解決すべく、ドライアイスをブラスト材としてベントナイトに吹き付けることで、該ベントナイトを粉砕除去する方法も提案されている（非特許文献２）。

【0011】

しかしながら、オーバーパックが埋設される緩衝材は、外径が２ｍ以上、高さが３ｍ以上の大きさになるため、粉砕除去に長時間を要する懸念がある。

【0012】

すなわち、上述の粉砕除去をオーバーパックの頂部近傍が露出するだけにとどめ、その露出部分を利用してオーバーパックを引き上げようとしても、頂部近傍以外がベントナイトに埋設されたままであるため、オーバーパックの引上げに伴ってその周面にベントナイトから大きなせん断付着力が作用し、オーバーパックに不測の破損が生じる懸念がある。

【0013】

そのため、オーバーパックを取り囲むベントナイトのうち、かなりの部分を粉砕除去せざるを得ず、長時間の粉砕除去作業を余儀なくされるという問題を生じていた。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、あらたな放射性廃棄物を発生させることなく、しかも安全かつ短時間にオーバーパックを緩衝材から取り出すことが可能な人工バリア構造及びオーバーパックの回収方法を提供することを目的とする。

【0015】

上記目的を達成するため、本発明に係る人工バリア構造は請求項１に記載したように、放射性廃棄物が封入されたオーバーパックを緩衝材に埋設した人工バリア構造において、
底部とその周縁から立設された周壁部とで構成され該周壁部の上縁が開口を形成する有底円筒状の縁切り体を、該周壁部が前記オーバーパックの周面から離間した状態で該オーバーパックを取り囲むように前記緩衝材に埋設し、前記底部をその厚さ方向に沿った引張荷重伝達が遮断されるように構成するとともに、前記周壁部をその厚さ方向に直交する方向に沿ったせん断荷重伝達が遮断されるように構成したものである。

【0016】

また、本発明に係る人工バリア構造は請求項２に記載したように、放射性廃棄物が封入されたオーバーパックを緩衝材に埋設した人工バリア構造において、
底部とその周縁から立設された周壁部と該周壁部の上縁から延びる頂部とで構成された中空円柱状の縁切り体を、該周壁部が前記オーバーパックの周面から離間した状態で該オーバーパックを取り囲むように前記緩衝材に埋設し、前記底部及び前記頂部をそれらの厚さ方向に沿った引張荷重伝達がそれぞれ遮断されるように構成するとともに、前記周壁部をその厚さ方向に直交する方向に沿ったせん断荷重伝達が遮断されるように構成したものである。

【0017】

また、本発明に係る人工バリア構造は、前記縁切り体を砂で構成したものである。

【0018】

また、本発明に係るオーバーパックの回収方法は請求項４に記載したように、請求項１記載の人工バリア構造から前記オーバーパックを回収する方法であって、前記緩衝材にその表面と前記周壁部の上縁との間にわたってほぼ鉛直方向に延びる環状の切削溝を形成することにより、前記緩衝材を前記切削溝の高さ範囲において前記周壁部に囲まれた領域の直上に位置する内側領域とそれを取り囲む外側領域とに分断し、
前記内側領域の緩衝材を、前記周壁部に囲まれた領域の緩衝材及び前記オーバーパックとともに引き上げるものである。

【0019】

また、本発明に係るオーバーパックの回収方法は請求項５に記載したように、請求項２記載の人工バリア構造から前記オーバーパックを回収する方法であって、前記緩衝材にその表面と前記周壁部及び前記頂部の環状取合い部との間にわたってほぼ鉛直方向に延びる環状の切削溝を形成することにより、前記緩衝材を前記切削溝の高さ範囲において前記頂部の直上に位置する内側領域とそれを取り囲む外側領域とに分断し、
前記内側領域の緩衝材を引き上げるとともに前記頂部を撤去し、
前記周壁部に囲まれた領域の緩衝材を前記オーバーパックとともに引き上げるものである。

【0020】

また、本発明に係るオーバーパックの回収方法は、前記引上げ工程の前に、前記切削溝が前記底部の周縁近傍まで延びるように前記周壁部を切削したものである。

【0021】

また、本発明に係るオーバーパックの回収方法は、前記縁切り体を砂で構成したものである。

【0022】

［第１の発明］
第１の発明に係る人工バリア構造においては、放射性廃棄物が封入されたオーバーパックを緩衝材に埋設するにあたり、有底円筒状の縁切り体を、その周壁部がオーバーパックの周面から離間した状態で該オーバーパックを取り囲むように緩衝材に埋設してあるとともに、縁切り体の底部については、その厚さ方向に沿った引張荷重伝達が、周壁部については、その厚さ方向に直交する方向に沿ったせん断荷重伝達がそれぞれ遮断されるように構成してある。

【0023】

このようにすると、周壁部に囲まれた領域の緩衝材に鉛直上方の荷重が作用したとき、その荷重が縁切り体の底部の直下に引張力として伝達することはないし、同じく周壁部の側方にせん断力として伝達することもない。

【0024】

つまり、上述した鉛直上方の荷重に対し、縁切り体の下方や側方で反力が生じないため、周壁部に囲まれた領域の緩衝材及びオーバーパックを、その直上の緩衝材とともに、あるいは該緩衝材が除去された状態で容易に引き上げることが可能となり、かくしてオーバーパックの下面や周面に大きな引張力やせん断付着力が緩衝材から作用することなく、オーバーパックを回収することができる。

【0025】

［第２の発明］
第１の発明に係る人工バリア構造からオーバーパックを回収するにあたり、周壁部に囲まれた領域の直上に位置する緩衝材をどのように除去するかは任意であって、例えば粒状のドライアイスをブラスト材として緩衝材に吹き付けることで、上述の緩衝材を粉砕除去することが可能であるが、第２の発明においては、緩衝材にその表面と周壁部の上縁との間にわたってほぼ鉛直方向に延びる環状の切削溝を形成することにより、上述の緩衝材を切削溝の高さ範囲において周壁部に囲まれた領域の直上に位置する内側領域とそれを取り囲む外側領域とに分断し、次いで、内側領域の緩衝材を、周壁部に囲まれた領域の緩衝材及びオーバーパックとともに引き上げる。

【0026】

このようにすれば、切削溝を形成するためのわずかな範囲を切削するだけで、周壁部に囲まれた領域の直上に拡がる緩衝材をブロックとして除去可能となり、かくしてオーバーパックをさらに短い時間で回収することが可能となる。

【0027】

［第３の発明］
また、第３の発明に係る人工バリア構造においては、放射性廃棄物が封入されたオーバーパックを緩衝材に埋設するにあたり、中空円柱状の縁切り体を、その周壁部がオーバーパックの周面から離間した状態で該オーバーパックを取り囲むように緩衝材に埋設してあるとともに、縁切り体の底部及び頂部については、その厚さ方向に沿った引張荷重伝達が、周壁部については、その厚さ方向に直交する方向に沿ったせん断荷重伝達がそれぞれ遮断されるように構成してある。

【0028】

このようにすると、周壁部に囲まれた領域の直上に位置する緩衝材に鉛直上方の荷重が作用したとき、その荷重が縁切り体の頂部直下に引張力として伝達することはないし該頂部直下で反力が発生することもなく、よって周壁部に囲まれた領域の直上に位置する緩衝材を、それらを取り囲む緩衝材と分断されている状態であれば、容易に引き上げることができる。

【0029】

また、周壁部に囲まれた領域の緩衝材に鉛直上方の荷重が作用したとき、その荷重が縁切り体の底部の直下に引張力として伝達することはないし、同じく周壁部の側方にせん断力として伝達することもないため、縁切り体の底部直下や周壁部の側方で反力が発生することもなく、よって周壁部に囲まれた領域の緩衝材及びオーバーパックを、容易に引き上げることができる。

【0030】

したがって、オーバーパックの下面や周面に大きな引張力やせん断付着力が緩衝材から作用することなく、オーバーパックを回収することが可能となる。

【0031】

［第４の発明］
第４の発明においては、第３の発明に係る人工バリア構造からオーバーパックを回収するにあたり、まず、緩衝材に環状の切削溝を形成する。

【0032】

環状の切削溝は、緩衝材の表面と縁切り体を構成する周壁部及び頂部の環状取合い部との間にほぼ鉛直方向に延びるように形成する。

【0033】

このようにすると、緩衝材は、切削溝の高さ範囲において頂部の直上に位置する内側領域とそれを取り囲む外側領域とに分断されるので、次に、内側領域の緩衝材を引き上げ、次いで頂部を撤去した後、周壁部に囲まれた領域の緩衝材をオーバーパックと一緒に引き上げる。

【0034】

このようにすれば、上述した頂部の縁切り作用とも相俟って、切削溝を形成するためのわずかな範囲を切削するだけで、周壁部に囲まれた領域の直上に位置する緩衝材をブロックとして除去可能となり、かくしてオーバーパックをさらに短時間で回収することが可能となる。

【0035】

［第２の発明及び第４の発明共通］
第２の発明及び第４の発明においては、過大な膨潤圧が緩衝材から周壁部に作用することにより、該周壁部が上述のせん断荷重伝達を十分に遮断できず、その結果、迅速な引上げが難しくなる場合が想定されるが、周壁部は、縁切り体の一部として構成してあるため、緩衝材に比べれば脆弱な部位となっている。

【0036】

そのため、上述の場合においては、各引上げ工程の前に、切削溝が底部の周縁近傍まで延びるように周壁部を切削すればよい。

【0037】

このようにすれば、緩衝材に過大な膨潤圧が発生した場合であっても、周壁部に囲まれた領域の直上に位置する緩衝材をブロックとして除去可能となり、かくしてオーバーパックを短時間で回収することが可能となる。

【0038】

［各発明共通］
縁切り体は、底部や頂部であれば、厚さ方向に沿った引張荷重伝達が遮断されるように、周壁部であれば、厚さ方向に直交する方向に沿ったせん断荷重伝達が遮断されるように構成できる限り、どのような材料で構成するかは任意であるが、砂で構成する場合が典型例となる。

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】第１実施形態に係る人工バリア構造３１の鉛直断面図。

【図2】周壁部３５に囲まれた領域の上方に拡がる緩衝材を除去する際に用いるエアーブラスト切削装置１の概略構成図。

【図3】エアーブラスト切削装置１を用いて緩衝材２２に埋設されたオーバーパック３２を回収する手順を示した説明図。

【図4】引き続きオーバーパック３２を回収する手順を示した鉛直断面図であり、緩衝材２４、緩衝材３７及びオーバーパック３２を引き上げている様子を示した図。

【図5】オーバーパック３２を回収する別の手順を示した鉛直断面図。

【図6】第２実施形態に係る人工バリア構造６１の鉛直断面図。

【図7】エアーブラスト切削装置１を用いて緩衝材２２に埋設されたオーバーパック３２を回収する手順を示した鉛直断面図。

【図8】引き続きオーバーパック３２を回収する手順を示した鉛直断面図であり、緩衝材２４を引き上げている様子を示した図。

【図9】引き続きオーバーパック３２を回収する手順を示した鉛直断面図であり、緩衝材３７及びオーバーパック３２を引き上げている様子を示した図。

【図10】オーバーパック３２を回収する別の手順を示した鉛直断面図。

【発明を実施するための形態】

【0040】

以下、本発明に係る人工バリア構造及びオーバーパックの回収方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

【0041】

［第１実施形態］
図１は、本実施形態に係る人工バリア構造を示した鉛直断面図である。本実施形態に係る人工バリア構造３１は、天然バリアである地下数百ｍの岩盤内に直径５ｍ程度の処分坑道を構築し、その処分坑道から鉛直下方に直径２ｍ程度の処分孔を形成した上、該処分孔の内部空間に設置されるものであって、同図に示すように、底部３４とその周縁から立設された周壁部３５とで構成され該周壁部の上縁３６が開口３８を形成する有底円筒状の縁切り体３３を、その周壁部３５がオーバーパック３２の周面から離間した状態で該オーバーパックを取り囲むようにベントナイトからなる緩衝材２２に埋設してある。

【0042】

オーバーパック３２は、高レベル放射性廃棄物をガラスで固化した上、これを炭素鋼等で形成された円筒状の鋼製容器に封入したものである。

【0043】

縁切り体３３の底部３４は、その厚さ方向に沿った引張荷重伝達が遮断されるように構成してあるとともに、同じく周壁部３５は、その厚さ方向に直交する方向に沿ったせん断荷重伝達が遮断されるように構成してある。

【0044】

縁切り体３３の底部３４や周壁部３５は、例えば砂で構成することが可能である。

【0045】

このように構築された人工バリア構造３１においては、周壁部３５に囲まれた領域の緩衝材３７に鉛直上方の荷重が作用したとき、その荷重が縁切り体３３を構成する底部３４の直下に引張力として伝達することはないし、同じく周壁部３５の側方にせん断力として伝達することもない。

【0046】

すなわち、緩衝材３７に作用する鉛直上方の荷重に対し、縁切り体３３の下方や側方で反力が生じないため、緩衝材３７及びオーバーパック３２を、緩衝材３７の直上に位置する緩衝材とともに簡単に引き上げることができる。

【0047】

図２は、周壁部３５に囲まれた領域の緩衝材３７及びオーバーパック３２を、該緩衝材の直上に位置する緩衝材とともに引き上げる際に用いるエアーブラスト切削装置１を示した概略構成図である。

【0048】

同図に示すように、エアーブラスト切削装置１は、噴射ノズル２を介してドライアイスを圧縮空気とともに噴射する噴射機構３と、噴射ノズル２の噴射方向と平行であって該噴射ノズルの材軸と離間する位置に延びる軸線９の回りに噴射ノズル２が回動自在となりかつ該噴射方向に進退自在となるように該噴射ノズルを保持する駆動機構４とで構成してある。

【0049】

噴射機構３は、ドライアイスを作製供給するドライアイス供給機５と圧縮空気を供給するコンプレッサー６とを備えており、ドライアイス供給ホース７を介してドライアイス供給機５を噴射ノズル２に接続するとともに、圧縮空気供給ホース８を介してコンプレッサー６を噴射ノズル２に接続することにより、該噴射ノズルからドライアイスを圧縮空気とともに噴射できるようになっている。

【0050】

駆動機構４は、軸線９に沿って配置される回転軸１０と、該回転軸の一端に連結されたモータ１１と、他端に連結された旋回アーム１２と、該旋回アームの先端に取り付けられた送り機構１３とで概ね構成してある。

【0051】

ここで、噴射ノズル２は、中空管で構成されたロッド１４の先端に取り付けてあり、送り機構１３は、ロッド１４を進退自在に保持するようになっているとともに、ドライアイス供給ホース７及び圧縮空気供給ホース８は、ロッド１４の内部空間に挿通された状態で噴射ノズル２に接続してある。

【0052】

送り機構１３は、例えばロッド１４の周面にその材軸方向に沿ってラックギア（図示せず）を取り付けておき、該ラックギアに噛合するピニオンギアが回転軸に取り付けられたモータ（図示せず）を内蔵した構成とすることができる。

【0053】

ロッド１４は、ドライアイス及び圧縮空気の噴射によって緩衝材２２の切削深さ、すなわち後述する切削溝の深さに応じて、その長さを適宜設定すればよい。

【0054】

エアーブラスト切削装置１を用いて周壁部３５に囲まれた領域の緩衝材３７及びオーバーパック３２を、該緩衝材の直上に位置する緩衝材とともに引き上げるには、まず図３に示すように、軸線９が緩衝材２２の表面に対しほぼ垂直になるように駆動機構４を位置決めするとともに、送り機構１３を適宜作動させてロッド１４を前進又は後退させることにより、ロッド１４がその下端近傍で送り機構１３に保持されるよう、該ロッドを位置決めする。

【0055】

次に、モータ１１を作動させることで噴射ノズル２を軸線９の回りに回動させながら、ドライアイス供給機５及びコンプレッサー６を作動させてドライアイスを圧縮空気とともに噴射ノズル２から噴射する。

【0056】

このようにすると、噴射ノズル２から噴射されたドライアイス及び圧縮空気は、軸線９を中心とした円に沿って緩衝材２２の表面を切削し、緩衝材２２には、環状の切削溝２３が形成されるので、さらに送り機構１３を作動させてロッド１４、ひいてはその先端に取り付けられた噴射ノズル２を前進させることにより、切削溝２３の底面を掘り下げる。

【0057】

モータ１１及び送り機構１３を作動させるにあたっては、切削溝２３の底面が周方向に沿って均等に掘り下げられるよう、例えば旋回アーム１２が３６０゜ごとに反転するようにモータ１１を作動させるとともに、その反転時にロッド１４が前進するように送り機構１３を作動させればよい。

【0058】

なお、旋回アーム１２は、切削溝２３の直径が周壁部３５の直径とほぼ同じになるようにその長さを適宜設定しておく。

【0059】

切削溝２３の底面が周壁部３５の上縁３６に到達したならば、緩衝材２２の切削を終了する。

【0060】

このようにして切削溝２３の底面を鉛直方向に掘り下げると、緩衝材２２は、切削溝２３の高さ範囲において該切削溝の内側に位置する円柱状内側領域、すなわち周壁部３５に囲まれた領域の緩衝材３７の直上に位置する緩衝材２４とその外側領域に拡がる緩衝材２５とに分断されるので、次に図４に示す通り、緩衝材３７及びオーバーパック３２を、緩衝材２４とともにブロックとして引き上げる。

【0061】

以上説明したように、本実施形態に係る人工バリア構造３１によれば、オーバーパック３２を緩衝材２２に埋設するにあたり、有底円筒状の縁切り体３３を、その周壁部３５がオーバーパック３２の周面から離間した状態で該オーバーパックを取り囲むように緩衝材２２に埋設するとともに、縁切り体３３の底部３４をその厚さ方向に沿った引張荷重伝達が遮断され、周壁部３５をその厚さ方向に直交する方向に沿ったせん断荷重伝達が遮断されるようにそれぞれ構成したので、周壁部３５に囲まれた領域の緩衝材３７に鉛直上方の荷重が作用したとき、その荷重が縁切り体３３の底部３４の直下に引張力として伝達することはないし、同じく周壁部３５の側方にせん断力として伝達することもない。

【0062】

つまり、上述した鉛直上方の荷重に対し、縁切り体３３の下方や側方で反力が生じないため、周壁部３５に囲まれた領域の緩衝材３７及びオーバーパック３２を、その直上の緩衝材２４とともに容易に引き上げることが可能となり、かくしてオーバーパック３２の下面や周面に大きな引張力やせん断付着力が緩衝材から作用することなく、該オーバーパックを安全かつ短時間に回収することができる。

【0063】

また、本実施形態に係るオーバーパックの回収方法によれば、緩衝材２２に環状の切削溝２３を形成することにより、該緩衝材を切削溝２３の高さ範囲において周壁部３５に囲まれた領域の直上に位置する緩衝材２４とその外側の緩衝材２５とに分断し、しかる後、周壁部３５に囲まれた領域の緩衝材３７及びオーバーパック３２を、緩衝材２４とともにブロックとして引き上げるようにしたので、切削溝２３を形成するためのわずかな範囲を切削するだけで、周壁部３５に囲まれた領域の緩衝材３７やオーバーパック３２、さらには緩衝材３７の直上に位置する緩衝材２４を一括して引き上げることが可能となり、かくしてオーバーパック３２をさらに短い時間で回収することが可能となる。

【0064】

本実施形態では、エアーブラスト切削装置１を用いて緩衝材２２に環状の切削溝２３を形成するようにしたが、これに代えて公知の切削装置を適宜用いるようにしてもかまわない。

【0065】

また、本実施形態では、緩衝材２２に環状の切削溝２３を形成することで、緩衝材３７の直上に位置する緩衝材２４をブロックとして除去するようにしたが、これに代えて、緩衝材３７の直上に位置する緩衝材を、ドライアイスその他の粒状体をブラスト材とした吹付けにより、あるいはその他の公知の方法によって粉砕除去するようにしてもかまわない。

【0066】

また、本実施形態では特に言及しなかったが、過大な膨潤圧が緩衝材から周壁部３５に作用することにより、該周壁部が上述のせん断荷重伝達を十分に遮断できず、その結果、迅速な引上げが難しくなる場合が想定されるが、周壁部３５は、縁切り体の一部として構成してあるため、緩衝材に比べれば脆弱な部位となっている。

【0067】

そのため、周壁部３５がせん断荷重伝達を十分に遮断できない場合には、図５に示すように、切削溝２３が底部３４の周縁近傍まで延びるように周壁部３５を切削し、しかる後、緩衝材３７及びオーバーパック３２を、緩衝材２４とともにブロックとして引き上げればよい。

【0068】

このようにすれば、緩衝材に過大な膨潤圧が発生した場合であっても、上述した実施形態と同様、周壁部３５に囲まれていた領域の緩衝材３７及びオーバーパック３２を、その直上の緩衝材２４とともに容易に引き上げることができる。

【0069】

［第２実施形態］
図６は、本実施形態に係る人工バリア構造を示した鉛直断面図である。本実施形態に係る人工バリア構造６１は、天然バリアである地下数百ｍの岩盤内に直径５ｍ程度の処分坑道を構築し、その処分坑道から鉛直下方に直径２ｍ程度の処分孔を形成した上、該処分孔の内部空間に設置されるものであって、同図に示すように、底部３４とその周縁から立設された周壁部３５と該周壁部の上縁から延びる頂部５１とで構成された中空円柱状の縁切り体５２を、その周壁部３５がオーバーパック３２の周面から離間した状態で該オーバーパックを取り囲むようにベントナイトからなる緩衝材２２に埋設してある。

【0070】

縁切り体３３の頂部５１は底部３４と同様、その厚さ方向に沿った引張荷重伝達が遮断されるように構成してあり、底部３４や周壁部３５と同様、例えば砂で構成することが可能である。

【0071】

このように構築された人工バリア構造６１においては、周壁部３５に囲まれた領域の直上に位置する緩衝材に鉛直上方の荷重が作用したとき、その荷重が縁切り体５２の頂部５１直下に引張力として伝達することはないし、該頂部の直下で反力が発生することもなく、よって周壁部３５に囲まれた領域の直上に位置する緩衝材を、それらを取り囲む緩衝材と分断されている状態であれば、容易に引き上げることができる。

【0072】

また、周壁部３５に囲まれた領域の緩衝材３７に鉛直上方の荷重が作用したとき、その荷重が縁切り体５２の底部３４の直下に引張力として伝達することはないし、同じく周壁部３５の側方にせん断力として伝達することもないため、縁切り体５２の底部３４直下や周壁部３５の側方で反力が発生することもなく、よって周壁部３５に囲まれた領域の緩衝材３７及びオーバーパック３２を容易に引き上げることができる。

【0073】

周壁部３５に囲まれた領域の直上に位置する緩衝材を除去するには、第１実施形態と同様、エアーブラスト切削装置１を用いればよい。

【0074】

すなわち、まず図７に示すように、軸線９が緩衝材２２の表面に対しほぼ垂直になるように駆動機構４を位置決めするとともに、送り機構１３を適宜作動させてロッド１４を前進又は後退させることにより、ロッド１４がその下端近傍で送り機構１３に保持されるよう、該ロッドを位置決めする。

【0075】

次に、モータ１１を作動させることで噴射ノズル２を軸線９の回りに回動させながら、ドライアイス供給機５及びコンプレッサー６を作動させてドライアイスを圧縮空気とともに噴射ノズル２から噴射する。

【0076】

このようにすると、噴射ノズル２から噴射されたドライアイス及び圧縮空気は、軸線９を中心とした円に沿って緩衝材２２の表面を切削し、緩衝材２２には、環状の切削溝２３が形成されるので、さらに送り機構１３を作動させてロッド１４、ひいてはその先端に取り付けられた噴射ノズル２を前進させることにより、切削溝２３の底面を掘り下げる。

【0077】

モータ１１及び送り機構１３を作動させるにあたっては、切削溝２３の底面が周方向に沿って均等に掘り下げられるよう、例えば旋回アーム１２が３６０゜ごとに反転するようにモータ１１を作動させるとともに、その反転時にロッド１４が前進するように送り機構１３を作動させればよい。

【0078】

なお、旋回アーム１２は、切削溝２３の直径が縁切り体５２の直径とほぼ同じになるようにその長さを適宜設定しておく。

【0079】

切削溝２３の底面が周壁部３５及び頂部５１の環状取合い部７１に到達したならば、緩衝材２２の切削を終了する。

【0080】

このようにして切削溝２３の底面を鉛直方向に掘り下げると、緩衝材２２は、切削溝２３の高さ範囲において該切削溝の内側に位置する円柱状内側領域、すなわち頂部５１の直上に拡がる緩衝材２４とその外側に位置する領域に拡がる緩衝材２５とに分断されるので、次に図８に示す通り、緩衝材２４をブロックとして引き上げる。

【0081】

次に、頂部５１を適宜取り除いた後、図９に示すように、緩衝材３７及びオーバーパック３２をブロックとして引き上げる。

【0082】

以上説明したように、本実施形態に係る人工バリア構造６１によれば、オーバーパック３２を緩衝材２２に埋設するにあたり、中空円柱状の縁切り体５２を、その周壁部３５がオーバーパック３２の周面から離間した状態で該オーバーパックを取り囲むように緩衝材２２に埋設するとともに、縁切り体５２の底部３４及び頂部５１をそれらの厚さ方向に沿った引張荷重伝達が遮断され、周壁部３５をその厚さ方向に直交する方向に沿ったせん断荷重伝達が遮断されるようにそれぞれ構成したので、周壁部３５に囲まれた領域の直上に位置する緩衝材２４に鉛直上方の荷重が作用したとき、その荷重が縁切り体５２の頂部５１直下に引張力として伝達することはないし、該頂部の直下で反力が発生することもなく、よって緩衝材２４を容易に引き上げることができるとともに、周壁部３５に囲まれた領域の緩衝材３７に鉛直上方の荷重が作用したとき、その荷重が縁切り体５２の底部３４の直下に引張力として伝達することはないし、同じく周壁部３５の側方にせん断力として伝達することもないため、縁切り体５２の底部３４直下や周壁部３５の側方で反力が発生することもなく、よって周壁部３５に囲まれた領域の緩衝材３７及びオーバーパック３２を容易に引き上げることができる。

【0083】

したがって、オーバーパック３２の下面や周面に大きな引張力やせん断付着力が緩衝材から作用することなく、該オーバーパックを安全かつ短時間に回収することができる。

【0084】

また、本実施形態に係るオーバーパックの回収方法によれば、緩衝材２２に環状の切削溝２３を形成することにより、該緩衝材を切削溝２３の高さ範囲において周壁部３５に囲まれた領域の直上に位置する緩衝材２４とその外側の緩衝材２５とに分断し、緩衝材２４をブロックとして引き上げた後、周壁部３５に囲まれた領域の緩衝材３７及びオーバーパック３２を一緒に引き上げるようにしたので、切削溝２３を形成するためのわずかな範囲を切削するだけで、緩衝材２４の引上げと、それに続く緩衝材３７及びオーバーパック３２の引上げが可能となり、かくしてオーバーパック３２をさらに短い時間で回収することが可能となる。

【0085】

本実施形態では、エアーブラスト切削装置１を用いて緩衝材２２に環状の切削溝２３を形成するようにしたが、これに代えて公知の切削装置を適宜用いるようにしてもかまわない。

【0086】

また、本実施形態では特に言及しなかったが、過大な膨潤圧が緩衝材から周壁部３５に作用することにより、該周壁部が上述のせん断荷重伝達を十分に遮断できず、その結果、迅速な引上げが難しくなる場合が想定されるが、周壁部３５は、縁切り体の一部として構成してあるため、緩衝材に比べれば脆弱な部位となっている。

【0087】

そのため、周壁部３５がせん断荷重伝達を十分に遮断できない場合には、図１０に示すように、切削溝２３が底部３４の周縁近傍まで延びるように周壁部３５を切削し、しかる後、緩衝材３７及びオーバーパック３２をブロックとして引き上げればよい。

【0088】

このようにすれば、緩衝材に過大な膨潤圧が発生した場合であっても、上述した実施形態と同様、周壁部３５に囲まれていた領域の緩衝材３７及びオーバーパック３２を容易に引き上げることができる。

【0089】

なお、切削溝２３を下方に延ばして周壁部３５を切削する工程は、緩衝材２４をブロックとして引き上げる前に行ってもよいし、緩衝材２４を引き上げた後で行ってもよい。

【符号の説明】

【0090】

２２ 緩衝材
２３ 切削溝
２４ 周壁部３５に囲まれた領域の直上に位置する緩衝材
２５ その周囲に拡がる緩衝材
３１，６１ 人工バリア構造
３２ オーバーパック
３３，５２ 縁切り体
３４ 底部
３５ 周壁部
３６ 上縁
３７ 周壁部３５に囲まれた領域の緩衝材
３８ 開口
５１ 頂部
７１ 周壁部３５及び頂部５１の環状取合い部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】