JPH0786558B2 - End piece volume reduction stabilization treatment method - Google Patents
End piece volume reduction stabilization treatment methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、核燃料集合体を構成するエンドピースを長期
に亘って安全に貯蔵するのに好適な減容安定化処理方法
に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a volume reduction stabilizing treatment method suitable for safely storing end pieces constituting a nuclear fuel assembly for a long period of time.
通常、使用後に再処理される核燃料集合体は、第７図に
示されるような被覆管90内に燃料ペレットが充填され、
この被覆管90が多数本束れられてその上下端がエンドピ
ース（またはノズル）92,94に固定された状態となって
いる。Normally, a nuclear fuel assembly to be reprocessed after use is filled with fuel pellets in a cladding tube 90 as shown in FIG.
A large number of the covering tubes 90 are bundled and the upper and lower ends thereof are fixed to the end pieces (or nozzles) 92, 94.
従来、このような核燃料集合体を減容安定化処理するた
めには、まず被覆管90の上下端からエンドピース92,94
を分断し、さらに各被覆管90を細断した後に両者を濃硝
酸溶液中に浸漬する作業が行われる。これによって被覆
管90内の燃料ペレットが溶解され、残りの金属材料が残
渣物として取出される。Conventionally, in order to carry out volume stabilization treatment of such a nuclear fuel assembly, first, from the upper and lower ends of the cladding tube 90 to the end pieces 92, 94.
Is cut, and each coating tube 90 is shredded, and then both are immersed in a concentrated nitric acid solution. As a result, the fuel pellets in the cladding tube 90 are melted, and the remaining metallic material is taken out as a residue.
この残渣物である放射性金属廃棄物は、ジルコニウム合
金製の被覆管90のせん断片（以下、ハルと称す）と、燃
料棒部品としてのステンレスやインコネル製のプラグ、
スプリング、スペーサ、グリッド等からなるいわゆるハ
ードウェアと、上記エンドピース92,94とからなってい
る。Radioactive metal waste, which is this residue, is a fragment of a cladding tube 90 made of a zirconium alloy (hereinafter referred to as a hull), a plug made of stainless steel or Inconel as a fuel rod part,
It is composed of so-called hardware such as springs, spacers and grids, and the end pieces 92 and 94.
このうち、ハルおよびハードウェアは互いに似通った形
状および重量を有するため、両者をまとめて処理するこ
とが可能である。そこで従来は、これらの放射性金属廃
棄物をステンレス等の金属容器の中に入れ、両者を一軸
圧縮処理装置を用いて圧縮した後、この容器内を脱気密
封し、1000℃に近い高温下で100気圧以上の高圧を加え
て熱処理（いわゆるHIP処理）する方法がすでに知られ
ている（例えば特公昭57−959号公報参照）。このよう
な方法によれば、圧縮されたハルおよびハードウェアが
相互に拡散接合し、真密度に近い一体の鋳塊が生成され
るため、両者に付着した放射性物質は、互いに拡散接合
した界面部に閉じ込められることになる。Among them, the hull and the hardware have shapes and weights similar to each other, and thus both can be processed together. Therefore, conventionally, these radioactive metal wastes were placed in a metal container such as stainless steel, and the both were compressed using a uniaxial compression treatment device, and then the container was degassed and sealed at a high temperature close to 1000 ° C. A method of heat treatment (so-called HIP treatment) by applying a high pressure of 100 atm or more is already known (for example, see Japanese Patent Publication No. 57-959). According to such a method, the compressed hull and the hardware are diffusion-bonded to each other, and an ingot having a close to the true density is formed. Will be trapped in.
これに対し、上記エンドピース92,94も、被覆管の一部
が残った形で分断される場合があり、減容安定化処理が
必要であるが、このようなエンドピース92,94は上記ハ
ルやハードウェアに比べて形状および重量が大きく、ま
たステンレス製で頑丈であるために、上記方法と同様に
単に容器内に収納してHIP処理を行うと、上記エンドピ
ースの有する空隙部によって圧縮変形量が大きくなり、
このため容器が破れたり、またエンドピースの突出部が
容器の内壁を突き破ったりする不都合が生じる。On the other hand, the end pieces 92, 94 may also be divided in the form in which a part of the cladding tube remains, and volume stabilization treatment is necessary. It has a larger shape and weight compared to hulls and hardware, and because it is made of stainless steel and sturdy, if it is simply stored in a container and subjected to HIP processing as in the above method, it will be compressed by the void part of the end piece. The amount of deformation increases,
As a result, the container may be torn, and the protruding portion of the end piece may break through the inner wall of the container.
このため従来は、エンドピース92,94は減容化せずに一
定の場所に隔離状態で放置するといった手段がとられて
いる。また近年は、エンドピース92,94を溶融処理した
り、機械的に小サイズに分断したりする方法も考えられ
ている。For this reason, conventionally, the end pieces 92 and 94 are left in a certain state in an isolated state without being reduced in volume. In recent years, a method of melting the end pieces 92, 94 or mechanically dividing the end pieces 92, 94 into small pieces has been considered.
上記のように、エンドピースは比較的嵩張り易い形状と
なっているため、減容化せずに放置するには膨大なスペ
ースが必要であり、その減容化処理は必要不可欠のもの
となりつつある。As mentioned above, since the end piece has a shape that is relatively bulky, it requires a huge space to be left without being reduced in volume, and the volume reduction process is becoming indispensable. is there.
その手段として、エンドピースを溶融処理する方法で
は、大型の溶融炉が必要でコスト高になるとともに、エ
ンドピースに付着した核燃料被覆管内の核燃料が溶融時
に飛散するおそれもあり、その実現化は難しい。また、
切断処理を行う場合も、これによって減容化の目的は達
成されるもの、その後に安定化を行うことができず、そ
のためにまた別の工程が必要である。As a means for this, the method of melting the end piece requires a large melting furnace, which increases the cost, and the nuclear fuel in the nuclear fuel cladding tube attached to the end piece may be scattered during melting, which is difficult to realize. . Also,
Even when the cutting treatment is performed, the purpose of volume reduction can be achieved by this, but the stabilization cannot be performed thereafter, and therefore another step is necessary.
本発明は、このような事情に鑑み、核燃料集合体から分
断されたエンドピースを容易かつ安全に減容安定化処理
できる方法を提供することを目的とする。In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide a method capable of easily and safely performing volume reduction stabilization treatment on an end piece separated from a nuclear fuel assembly.
本発明は、核燃料集合体の両端に配されたエンドピース
の減容安定化処理を行う方法であって、エンドピースお
よびエンドピース以外で核燃料集合体を構成する放射性
金属廃棄物をこの放射性金属廃棄物が上記エンドピース
の有する空隙内に侵入するように容器内に混合充填し、
この容器内で両者を同時に圧縮し、上記作業を繰返して
容器内を満たした後、容器内を脱気密封してHIP処理す
るものである。The present invention relates to a method for stabilizing the volume reduction of end pieces arranged at both ends of a nuclear fuel assembly, wherein the radioactive metal waste constituting the nuclear fuel assembly other than the end piece and the end piece is treated with the radioactive metal waste. Mix and fill the container so that the substance enters the voids of the end piece,
Both are simultaneously compressed in this container, the above-mentioned operation is repeated to fill the inside of the container, and then the inside of the container is degassed and hermetically sealed for HIP treatment.
上記方法によれば、エンドピースおよびその他の放射性
金属廃棄物が容器内に混合状態で充填され、さらに予備
圧縮されることにより、放射性金属廃棄物の嵩密度が低
減されるとともに、エンドピースの有する空隙が放射性
金属廃棄物で満たされる。この状態で容器ごとHIP処理
することにより、容器の破損を招くことなくエンドピー
スおよびその他の放射性金属廃棄物が減容安定化され
る。According to the above method, the end piece and other radioactive metal waste are filled in a container in a mixed state and further pre-compressed, whereby the bulk density of the radioactive metal waste is reduced and the end piece has The void is filled with radioactive metal waste. By HIPing the entire container in this state, the volume of the end piece and other radioactive metal waste is stabilized without damaging the container.
（実施例） 本発明の一実施例を第１図の工程図に基づき第２〜６図
を参照しながら説明する。(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 6 based on the process chart of FIG.
まず、工程P1において、図外の一軸圧縮処理成形用金型
の内部に、第２図に示されるようなステンレス鋼等から
なる容器10を挿入し、この容器10内に、エンドピース以
外の放射性金属廃棄物であるハルおよびハードウェアの
混合物12を充填し（工程P2）、図外の押棒で予備圧縮す
る（工程P3）。これによって、第２図に示されるよう
に、容器10の底部にハルおよびハードウェアの混合物12
からなる圧縮層が形成される。First, in step P 1 , a container 10 made of stainless steel or the like as shown in FIG. 2 is inserted into the uniaxial compression molding die, which is not shown in the figure, and the containers 10 other than the end pieces are inserted into the container 10. A mixture 12 of hull and hardware, which is radioactive metal waste, is filled (step P 2 ) and pre-compressed with a push rod (not shown) (step P 3 ). This results in a mixture of hull and hardware 12 at the bottom of the container 10, as shown in FIG.
To form a compressed layer.
次に、この容器10内にエンドピース14を供給し（工程
P4）、このエンドピース14の上から同エンドピース14を
覆うようにしてハルおよびハードウェアの混合物12を充
填した後（工程P5）、両者を圧縮処理する（工程P6）。
このとき、第３図に示されるようにエンドピース14が開
口部を有する形状をもつ場合には、この開口部を上に
し、この開口部が圧縮時にハルおよびハードウェアの混
合物12で埋められるようにする。これによって、同図に
示されるようにエンドピース14のもつ空隙が埋められ、
容器10内に空気が閉じ込められることが防がれる。Next, the end piece 14 is fed into the container 10 (process
P 4 ), after filling the mixture 12 of the hull and the hardware from above the end piece 14 so as to cover the end piece 14 (step P 5 ), both are compressed (step P 6 ).
At this time, when the end piece 14 has a shape having an opening as shown in FIG. 3, the opening is turned up so that the opening is filled with the mixture 12 of the hull and the hardware during compression. To As a result, as shown in the figure, the void of the end piece 14 is filled,
Air is prevented from being trapped in the container 10.
また、エンドピース14の上部にハルおよびハードウェア
の混合物12を配することにより、エンドピース14が複雑
な形状を有する場合にも、一軸圧縮処理装置の押棒に偏
荷重が作用しないため、押棒先端部の傷みが少なく、ま
た押棒自身が曲がるのを防ぐことができる利点がある。Further, by arranging the mixture 12 of the hull and hardware on the upper part of the end piece 14, even if the end piece 14 has a complicated shape, an unbalanced load does not act on the push bar of the uniaxial compression processing device, so that the tip of the push bar. There are advantages that there is little damage to the part and that the push rod itself can be prevented from bending.
この工程P4〜P6を所定回数繰返し、容器10内を充満させ
た後、容器10を金型内から取出し、第５図に示されるよ
うに容器10内の開口部に脱気管16付の蓋18を装着する。
そして、上記脱気管16から容器10内の空気を吸引して脱
気し、密封した後（工程P7）、容器10全体にHIP処理を
施すことにより（工程P8）、ハルおよびハードウェアの
混合物12とエンドピース14との双方を同時に減容安定化
処理することができる。具体的には、例えば上記容器10
を1000℃、1000kg/cm2の高圧・高温条件下で１時間熱処
理することにより、内部のエンドピース14がその周囲の
ハルおよびハードウェアの混合物12と熱的に相互拡散
し、これらに含まれる放射性物質が金属相互間の拡散層
に閉じ込められ、あるいは耐食性が良好なジルコニウム
合金からなるハル層の中に閉じ込められることにより、
減容安定化が果される。After repeating the steps P 4 to P 6 a predetermined number of times to fill the inside of the container 10, the container 10 is taken out of the mold, and the degassing pipe 16 is attached to the opening of the container 10 as shown in FIG. Attach the lid 18.
Then, the air in the container 10 is sucked from the degassing pipe 16 to be deaerated and sealed (process P 7 ), and then the entire container 10 is subjected to HIP treatment (process P 8 ), thereby removing the hull and the hardware. Both the mixture 12 and the end piece 14 can be subjected to volume stabilization treatment at the same time. Specifically, for example, the container 10
By heat-treating it at 1000 ℃ and 1000 kg / cm 2 under high pressure and high temperature condition for 1 hour, the inner end piece 14 thermally interdiffuses with the surrounding hull and hardware mixture 12 and is contained in these. The radioactive material is confined in the diffusion layer between the metals or in the hull layer made of a zirconium alloy having good corrosion resistance.
Volume reduction and stabilization are achieved.
このような方法によれば、エンドピース14をハルおよび
ハードウェアの混合物12と同じ工程で容易に減容安定化
することができる。しかも、エンドピース14の有する空
隙部分はハルおよびハードウェアの混合物12で埋められ
るため、容器10内に空気が閉じ込められたままHIP処理
が行われて容器が破損するおそれもない。According to such a method, the end piece 14 can be easily volume-stabilized in the same step as the mixture 12 of the hull and the hardware. Moreover, since the void portion of the end piece 14 is filled with the mixture 12 of the hull and the hardware, there is no possibility that the HIP process is performed while the air is confined in the container 10 and the container is damaged.
さらに、この実施例に示されるように容器10の底部に予
めハルおよびハードウェアの混合物12からなる層を形成
してその上にエンドピース14を供給し、このエンドピー
ス14と容器10の底壁や側壁との間にハルおよびハードウ
ェアの混合物12を介在させれば、エンドピース14が突出
部の多い形状を有する場合でも、このエンドピース14に
よって容器10が突き破られるのを確実に防ぐことができ
る。また、通常ハルは耐食性の高いジルコニウム合金か
らなっているので、このハルとハードウェアの混合物12
を容器10の内壁に近い部分に配することにより、エンド
ピース14の周囲に耐食層を形成することができる。Further, as shown in this embodiment, a layer made of a mixture 12 of hull and hardware is previously formed on the bottom of the container 10 and an end piece 14 is supplied thereon, and the end piece 14 and the bottom wall of the container 10 are supplied. The inclusion of the hull / hardware mixture 12 between the end piece 14 and the side wall ensures that the container 10 is not pierced by the end piece 14 even if the end piece 14 has a shape with many protrusions. You can Also, because the hull is usually made of a highly corrosion resistant zirconium alloy, this hull and hardware mixture12
The corrosion resistant layer can be formed around the end piece 14 by arranging the material near the inner wall of the container 10.
なお、この実施例ではエンドピース14等を充填した容器
10に直接蓋18を取付け、そのままHIP処理を行うように
しているが、第６図に示されるように複数の容器10を別
の大型容器20を挿入し、この大型容器20の開口部に蓋18
を装着してHIP処理を行うようにしてもよい。また、同
図に示されるように容器10の開口部にステンレス等から
なる金属粉19を充填し、容器10内の空隙を埋めるように
すれば、より効果的である。In this example, a container filled with the end piece 14 and the like
Although the lid 18 is directly attached to the 10 and the HIP process is performed as it is, a plurality of containers 10 are inserted into another large container 20 as shown in FIG. 6, and the lid is attached to the opening of the large container 20. 18
You may make it mount and perform HIP processing. Further, as shown in the figure, it is more effective if the opening of the container 10 is filled with the metal powder 19 made of stainless steel or the like to fill the void in the container 10.
以上のように本発明は、エンドピースの空隙部分をそれ
以外の放射性金属廃棄物で埋めるようにしながら両者を
容器内に混合充填して予備圧縮し、その後に脱気密封処
理およびHIP処理を行うものであるので、従来は減容安
定化処理が困難とされていたエンドピースをハル等の放
射性金属廃棄物とともに同じ工程で容易に減容安定化処
理することができる効果がある。しかも、上記空隙部分
が放射性金属廃棄物で埋められているため、HIP処理中
に容器破損等の不都合が生じるおそれもない。As described above, the present invention, while filling the void portion of the end piece with other radioactive metal waste, is mixed and filled in the container and pre-compressed, after which degassing sealing treatment and HIP treatment are performed. Therefore, there is an effect that the end piece, which has been conventionally difficult to perform the volume reduction stabilization treatment, can be easily subjected to the volume reduction stabilization treatment together with the radioactive metal waste such as the hull in the same process. Moreover, since the void portion is filled with the radioactive metal waste, there is no possibility of causing inconvenience such as container damage during the HIP treatment.
第１図は本発明の第１実施例方法を示す工程図、第２図
は同方法による工程中において容器内にハルおよびハー
ドウェアの混合物からなる圧縮層が形成された状態を示
す断面図、第３図は同容器にエンドピースが供給されさ
らにその周囲にハルおよびハードウェアの混合物が充填
された状態を示す断面図、第４図は同容器がエンドピー
スとハルおよびハードウェアの混合物とで満たされた状
態を示す断面図、第５図は同容器の開口部に蓋が装着さ
れた状態を示す断面図、第６図は同容器が別の大型容器
内に挿入された状態を示す断面図、第７図は分断される
前の核燃料集合体の一例を示す正面図である。 10……容器、12……ハルおよびハードウェアの混合物
（エンドピース以外の放射性金属廃棄物）、14……エン
ドピース、16……蓋。FIG. 1 is a process drawing showing the method of the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing a state in which a compression layer made of a mixture of hull and hardware is formed in a container during the process by the method, FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which the end piece is supplied to the container and the hull and the mixture of hardware are filled around the container, and FIG. 4 shows the container with the end piece and the mixture of the hull and the hardware. Sectional view showing a filled state, FIG. 5 is a sectional view showing a state in which a lid is attached to the opening of the container, and FIG. 6 is a sectional view showing the state in which the container is inserted into another large-sized container. FIG. 7 is a front view showing an example of a nuclear fuel assembly before being divided. 10 …… container, 12 …… mixture of hull and hardware (radioactive metal waste other than end piece), 14 …… end piece, 16 …… lid.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川村 重義 茨城県東茨城郡大洗町成田町4002 動力 炉・核燃料開発事業団大洗工学センター内 (72)発明者 小松 史明 兵庫県神戸市北区筑紫が丘６丁目２―11 (56)参考文献 特開 平２−1599（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shigeyoshi Kawamura 4002 Narita-cho, Oarai-cho, Higashi-Ibaraki-gun, Ibaraki 4002 Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corporation Oarai Engineering Center (72) Fumiaki Komatsu 6 Chikushigaoka, Kita-ku, Kobe-shi, Hyogo 2-11 (56) References Japanese Patent Laid-Open No. 2-1599 (JP, A)
Claims (1)
スの減容安定化処理を行う方法であって、エンドピース
およびエンドピース以外で核燃料集合体を構成する放射
性金属廃棄物をこの放射性金属廃棄物が上記エンドピー
スの有する空隙内に侵入するように容器内に混合充填
し、この容器内で両者を同時に圧縮し、上記作業を繰返
して容器内を満たした後、容器内を脱気密封してHIP処
理することを特徴とするエンドピースの減容安定化処理
方法。1. A method for stabilizing the volume reduction of end pieces arranged at both ends of a nuclear fuel assembly, wherein the end pieces and radioactive metal waste constituting the nuclear fuel assembly other than the end pieces are treated with this radioactive metal. Mix and fill the container so that the waste enters the voids of the end piece, compress both in the container at the same time, repeat the above work to fill the container, and then degas and seal the container. A method for stabilizing the volume reduction of an end piece, which is characterized by performing a HIP process.
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|---|---|---|---|
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| JPH03289600A JPH03289600A (en) | 1991-12-19 |
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Country Status (1)
| Country | Link |
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Family Cites Families (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPH0731280B2 (en) * | 1988-02-01 | 1995-04-10 | 株式会社神戸製鋼所 | Method for solidifying volume reduction of radioactive metal waste |
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Legal Events
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |