JNES-SS レポート
2009 年 7 月
独立行政法人 原子力安全基盤機構
廃棄物燃料輸送安全部
JNES-SS-0902
ペレット・グラニュール固化体及び
ペレット固化体に係る廃棄確認方法
について（改訂２）
本報告書は、独立行政法人原子力安全基盤機構 廃棄物燃料輸送安全部が検討した結 果をとりまとめたものです。
まえがき
平成 15 年 10 月における独立行政法人原子力安全機構（以下、「機構」とい う）の設立に伴い、低レベル放射性廃棄物の埋設処分に係る廃棄確認の業務は、 法令に基づき機構が行うことになったため、廃棄確認を行う上で必要となる各 種要領類や基準類等については、機構が検討、整備することとなった。 本 JNES-SS レポートは、機構が「放射性廃棄物処分に関する調査（浅地中 処分に関する調査）」の事業（経済産業省原子力安全・保安院からの交付金で実 施したもの）の中で、ペレット、グラニュール、またはそれらの混合物をセメ ント固化して製作される廃棄体（以下、「ペレット等固化体」という。）に対す る廃棄確認方法に関して検討した結果を取りまとめたものである。 本成果については、機構が行う廃棄体等に係る廃棄物埋設に関する確認業務 の新たな要領として活用していくものである。作成年月 改訂 No. 改訂理由 2005 年 10 月 － 初版作成（JNES-SS-0505） 2007 年 3 月 改訂 1 ・参考文献として、③項に平成 18 年 9 月に事業者から提出された 報告書を追加した。 ・上記報告書に基づき、初版を精査した結果、図 4.11、図 4.14 及 び図 4.15 に使用したデータの一部に誤りがあったため、当該図を 改訂した。（JNES-SS-0623） 2009 年 7 月 改訂 2 ・日本原子力発電㈱東海第二発電所における重曹等を添加したペレ ット固化体の確認方法を追加した。これに伴い、本報告書の構成を 東京電力㈱福島第一原子力発電所と日本原子力発電㈱東海第二発 電所二に区分して整理した。 ・図 4．17（改訂 1 の図 4.12）中のプロット点にデータの取り違い があったと事業者から報告があったため、当該図を改訂した。
ペレット・グラニュール固化体及びペレット固化体に
係る廃棄確認方法について（改訂 2）
目 次
1 はじめに．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 2 均質・均一固化体に対する技術基準等及び確認方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 3 福島第一で製作されるペレット等固化体の特徴と確認方法．．．．．．．．．．．．．4 3．1 福島第一で製作されるペレット等固化体の概要．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 3．2 ペレット等固化体の確認方法に係る見直し項目．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 3．2．1 一軸圧縮強度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 3．2．2 練り混ぜ・混合．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 3．2．3 有害な空げきが残らないこと．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 3．2．4 最大放射能濃度を超えないこと．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 3．2．5 埋設までの期間．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 3．2．6 健全性を損なう物質．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 3．3 ペレット等固化体の確認方法見直しに関する検討．．．．．．．．．．．．．．．12 3．3．1 一軸圧縮強度（超音波伝播速度による確認方法）．．．．．．．．．．．12 3．3．2 一軸圧縮強度（セメント／水比による確認方法）．．．．．．．．．．．17 3．3．3 練り混ぜ・混合．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20 3．3．4 有害な空げきが残らないこと．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25 3．3．5 最大放射能濃度を超えないこと．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26 3．3．6 埋設までの期間．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45 3．3．7 健全性を損なう物質．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46 4 東海第二で製作されるペレット等固化体の特徴と確認方法．．．．．．．．．．．．47 4．1 東海第二で製作されるペレット等固化体の概要．．．．．．．．．．．．．．．．．47 4．1．1 混練物の粘性上昇の原因とその対策．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49 4．1．2 機構による検討．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57 4．2 ペレット等固化体の確認方法に係る見直し項目．．．．．．．．．．．．．．．．．59 4．2．1 一軸圧縮強度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59 4．2．2 練り混ぜ・混合．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59 4．2．3 有害な空げきが残らないこと．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60 4．2．4 最大放射能濃度を超えないこと．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60 4．2．5 埋設までの期間．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60 4．2．6 健全性を損なう物質．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60 4．3 ペレット等固化体の確認方法見直しに関する検討．．．．．．．．．．．．．．．61 4．3．1 一軸圧縮強度（超音波伝播速度による確認方法）．．．．．．．．．．．61 4．3．2 一軸圧縮強度（セメント／水比による確認方法）．．．．．．．．．．．664．3．3 練り混ぜ・混合．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．69 4．3．4 有害な空げきが残らないこと．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．74 4．3．5 最大放射能濃度を超えないこと．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．78 4．3．6 埋設までの期間．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82 4．3．7 健全性を損なう物質．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82 5 廃棄確認方法の見直しについて．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82 6 まとめ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82 参考資料 添付資料：均質・均一固化体の廃棄のための確認方法（改正箇所の抜粋）
図表一覧
図 2．1 均質･均一固化体の技術上の基準．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 図 3．1 ペレット製造装置の概要（福島第一）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 図 3．2 グラニュール製造装置の概要（福島第一）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 図 3．3 ペレット等固化装置の概要（福島第一）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 図 3．4 ペレット等固化装置の洗浄廃液の処理概要（福島第一）．．．．．．．．．．．7 図 3．5 ペレット等固化体の超音波伝播速度と一軸圧縮強度の関係．．．．．．．15 図 3．6 超音波伝播速度と一軸圧縮強度の関係（保守的な評価式の検討）．．16 図 3．7 ペレット等固化体の超音波伝播速度と一軸圧縮強度の関係 （JNES 取得データの追加）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16 図 3．8 セメント／水比と一軸圧縮強度の関係．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19 図 3．9 練り混ぜ性の確認（福島第一）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21 図 3．10 パイロット試験装置の攪拌装置の形状（福島第一）．．．．．．．．．．．．．23 図 3．11 超音波伝播速度と一軸圧縮強度の関係（回帰式）．．．．．．．．．．．．．．．24 図 3．12 ペレット等固化装置のレベル計の概要（福島第一）．．．．．．．．．．．．．26 図 3．13 ペレットの放射能分析結果（福島第一）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35 図 3．14 グラニュールの放射能分析結果（福島第一）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36 図 3．15 ペレットとグラニュールの放射能濃度比較（福島第一）．．．．．．．．．37 図 3．16 充填固化体の SF 継続使用に係る FP 系（I-129,Sr-90,全 α）核種の 判断フロー．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37 図 3．17 福島第一 5 号機における原子炉水中の I-131 濃度の挙動 （サイクル平均値）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38 図 3．18 福島第一 5 号機における原子炉水中の I-131 濃度の挙動 （月間平均値）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38 図 3．19 均質・均一固化体中の I-129/Cs-137 比率の経年変化 （福島第一 1 号機）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39 図 3．20 濃縮廃液処理フローの概略図（福島第一）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40 図 3．21 セメント固化体と濃縮廃液の放射能分析データ Sr-90,全αと Cs-137 の核種比分布（福島第一）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41 図 3．22 セメント固化体（1/2 号及び 5/6 号）と濃縮廃液分析値 （混合固化体換算）の検定結果 Sr-90 の場合（福島第一）．．．．．．．．42 図 3．23 セメント固化体（1/2 号及び 5/6 号）と濃縮廃液分析値 （混合固化体換算）の検定結果 全αの場合（福島第一）．．．．．．．．．43 図 3．24 グラニュールの放射能濃度評価方法 平均放射能濃度法の提案 （福島第一）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44図 3．25 グラニュールの代表サンプルの採取方法（福島第一）．．．．．．．．．．．．44 図 4．1 ペレット製造装置の概要（東海第二）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48 図 4．2 ペレット固化装置の概要（東海第二）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48 図 4．3 粘性が生じた混練物の写真（実規模模擬固化体）．．．．．．．．．．．．．．．．．52 図 4．4 微粒子の粒径別の粘性並びに重曹添加の有無による粘性の確認．．．52 図 4．5 重曹を添加した固化体の一軸圧縮強度の経時変化．．．．．．．．．．．．．．．53 図 4．6 模擬固化体の断面写真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53 図 4．7 一軸圧縮強度のセメントの種類による比較．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55 図 4．8 投入手順と粘性の関係．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56 図 4．9 実固化体製作（ホット試験）の現地調査の様子．．．．．．．．．．．．．．．．．．58 図 4．10 ペレット固化体〈重曹等添加〉の切断及びコアボーリングの概要 61 図 4．11 一軸圧縮強度と超音波伝播速度の相関．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．67 図 4．12 一軸圧縮強度とセメント／水比の相関．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．68 図 4．13 練り混ぜ性の確認（ペレット固化体）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．70 図 4．14 ペレット固化体〈重曹等添加〉製作の運転工程．．．．．．．．．．．．．．．．71 図 4．15 撹拌装置の形状及び特徴（東海第二）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．73 図 4．16 ペレット固化体〈重曹等添加〉の比重データの分布．．．．．．．．．．．．76 図 4．17 ペレットの放射能分析結果（東海第二）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．81 表 2．1 均質･均一固化体の確認方法について．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 表 3．1 ペレット等固化体の廃棄確認に係る課題（全体的な項目）．．．．．．．．10 表 3．2 ペレット等固化体の廃棄確認に係る課題（詳細な項目）．．．．．．．．．．11 表 3．3 一軸圧縮強度と超音波伝播速度の関係の文献調査結果．．．．．．．．．．．13 表 3．4 適切な練り混ぜが行われるセメント／水比の範囲．．．．．．．．．．．．．．．18 表 3．5 試験体製作時の運転条件等．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22 表 3．6 核種ごとの放射能濃度決定方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34 表 4．1 実規模模擬固化体の製作条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54 表 4．2 固化体製作条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55 表 4．3 小規模模擬固化体配合条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62 表 4．4 小規模実廃棄物固化体配合条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63 表 4．5 一軸圧縮強度と超音波伝播速度（小規模模擬固化体）．．．．．．．．．．．．63 表 4．6 一軸圧縮強度と超音波伝播速度（小規模実廃棄物固化体）．．．．．．．．64 表 4．7 一軸圧縮強度と超音波伝播速度（実規模模擬固化体）．．．．．．．．．．．．65 表 4．8 ペレット固化体〈重曹等添加〉の混練条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．70 表 4．9 ペレット固化体〈重曹等添加〉の比重（実規模模擬固化体）．．．．．．．71 表 4．10 東海第二のペレット等固化体製作時の運転条件等．．．．．．．．．．．．．．72
表 4．11 セメントと廃棄物等の投入割合．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72 表 4．12 ペレット固化体〈重曹等添加〉の比重（小規模模擬固化体）．．．．．75 表 4．13 ペレット固化体〈重曹等添加〉の比重（小規模実廃棄物固化体）．76 表 4．14 実規模模擬固化体の上部空げきの計算値と実測値．．．．．．．．．．．．．．77 表 4．15 ペレット固化体の平均放射能濃度（東海第二）．．．．．．．．．．．．．．．．．80 表 4．16 ペレット固化体〈重曹等添加〉の平均放射能濃度（東海第二）．．．80
1 はじめに 原子力発電所の運転等に伴い発生した低レベル放射性廃棄物のうち、放射能 レベルが比較的低い廃棄物については、200 リットルドラム缶に固型化（以下、 「廃棄体」という）した後、六ヶ所村にある日本原燃㈱六ヶ所低レベル放射性 廃棄物埋設センターに埋設処分を行っている。 上記廃棄体は、濃縮廃液、使用済樹脂等をセメント、アスファルト又はプラ スチックと混合してドラム缶に固型化した均質・均一固化体と金属類、フィル ター類等を必要に応じて切断・圧縮・溶融処理等を行った後、ドラム缶にモル タルで固型化した充填固化体とに区別される。前者については上記埋設センタ ーの 1 号廃棄物埋設施設に、後者については 2 号廃棄物埋設施設にそれぞれ埋 設されている。 埋設処分の際には、これら廃棄体が経済産業省令で定める廃棄体の技術基準 等に適合していることについて、経済産業大臣の確認を受ける必要がある（平 成 15 年 10 月以降、上記確認は独立行政法人原子力安全基盤機構（以下、「機構」 という）が実施している）。このため、均質・均一固化体及び充填固化体に対し て、確認方法や判断基準等がそれぞれ整備されている。しかし、今後埋設処分 が計画されている廃棄体の中には、従来の確認方法を見直す必要のあるものや 確認方法の一部が現時点で未整備なもの等が含まれる可能性がある。 東京電力㈱福島第一原子力発電所及び日本原子力発電㈱東海第二発電所（以 下、それぞれ「福島第一」、「東海第二」という）においては、ペレット等固化 体を平成 17 年度から製作する予定であったことから、機構はペレット等固化体 に対する確認方法の検討を行ない、JNES-SS レポートとして確認要領を整備し た。（注1） しかし、東海第二のペレット固化体製作時の混練過程において、混練物の粘 性が大きくなり、固化処理装置の運転性を低下させる等の問題が生じたと事業 者から報告があった。 事業者によると、粘性上昇を抑制するにはペレット固化体製作時に重曹を添 加することが有効であり、重曹を添加して製作したペレット固化体（以下、「ペ レット固化体〈重曹等添加〉」という）が経済産業省令で定める廃棄体の技術基 準に適合することを示すデータが提示された。 （注1）原子力安全基盤機構 JNES-SS-0505「ペレット･グラニュール固化体及びペレット 固化体に係る廃棄確認方法について」（2005 年 10 月） 原子力安全基盤機構 JNES-SS-0623「ペレット･グラニュール固化体及びペレット固化 体に係る廃棄確認方法について（改訂 1）」（2007 年 3 月）
機構は、事業者から提示されたデータ等に基づき、事業者提案の妥当性につ いて検討した。 本報告書は、学識経験者や専門家からも意見を聴取し取りまとめたものであ り、先に検討したペレット等固化体に対する具体的な廃棄確認方法等に加え、 重曹を添加したペレット固化体の技術基準適合性及び確認方法等について検討 した結果を記述し、改訂したものである。 2 均質・均一固化体に対する技術基準等及び確認方法 均質・均一固化体を埋設しようとする場合、その廃棄体が「核燃料物質又は 核燃料物質によって汚染された物の第二種廃棄物埋設の事業に関する規則」（以 下、「第二種埋設規則」という。）第 8 条に定める技術上の基準及び日本原燃㈱ 埋設事業許可申請書に記載された要件を満足する必要がある。 上記技術基準等を満足していることの確認については、「核原料物質、核燃料 物質及び原子炉の規制に関する法律」（以下、「原子炉等規制法」という。）第 51 条の 6 で規定されており、同法第 61 条の 25 により機構がその確認行為を行っ ている。 上記廃棄体確認を適正に行うため、旧科学技術庁は旧指定廃棄確認機関であ った(財)原子力安全技術センターに対して、「[通達]廃棄確認の実施について」を 発行した。本通達には均質･均一固化体に関する具体的な確認方法及び判断基準 等が記載されており、機構もこの記載内容に基づき廃棄体の確認を行っている。 均質・均一固化体に対する現状における確認項目及び確認方法の概要を図 2．1 及び表 2．1 に示す。 機構は、事業者からの廃棄体確認申請を受け、廃棄体 1 体ごとに全ての項目 の確認を行っている。廃棄体に係る確認については、確認項目に応じて原子力 発電所と日本原燃㈱六ヶ所低レベル放射性廃棄物埋設センターとにそれぞれ分 けて行っている。表 2．1 の確認項目のうち、「⑫著しい破損がないこと」及び 「⑬標識・整理番号の表示」については、日本原燃㈱六ヶ所低レベル放射性廃 棄物埋設センターにおいて目視による確認を行い、他の項目については原子力 発電所から廃棄体を搬出する前に各原子力発電所において廃棄体の製作記録又 は測定記録等の記録確認を行っている。
図 2．1 均質・均一固化体の技術上の基準 放 射 性 C - 0 0 ○ ○ 電 △ △ 発 廃棄体 • 放射性廃棄物を示す標識 • 整理番号 • JIS Z 1600(1993)に定める容器 またはこれと同等以上のもの • α線を放出する放射性物質0.4Bq/cm2以下 • α線を放出しない放射性物質4Bq/cm2以下 • 埋設された場合において受ける おそれのある荷重に耐える強度を 有すること • セメント：JISに定めるセメントまたはこ れと同等以上の品質を有するもの • アスファルト：JISに定めるアスファルト で針入度が100以下またはこれと同等 以上の品質を有するもの • プラスチック：スチレンに溶解した不飽 和ポリエステル • 著しい破損のないこと • 有害な空げきが残らないこと ③セメント：一軸圧縮強度が1470kPa以上 ④アスファルト：アスファルトの重量が廃棄 体の重量から容器の重量を差し引いた 重量の50%以上 ④プラスチック：プラスチックの重量が廃 棄体の重量から容器の重量を差し引い た重量の30%以上 ⑤プラスチック：硬さ値25以上（JISに定め る測定方法） • 埋設事業許可申請書に記載した最大 放射能濃度を超えないこと ②容 器 ⑨表面密度限度 ⑪耐埋設荷重 ①固型化材料 ⑧放射能濃度 ③④⑤一軸圧縮強度、配合比 硬さ値 ⑦有害な空げきが残らないこと ⑫著しい破損がないこと ⑬標識・整理番号の表示 ⑩健全性を損なう物質 • 健全性を損なうおそれのある物質を 含まないこと ⑮表面線量当量率 • 表面線量当量率が10mSv/hを超えないこと ⑭6ヶ月以上の期間 • 固型化後6ヶ月以上が経過していること ⑥練り混ぜ・混合 • 固型化材料及び混和材料と放射性廃 棄物を均質又は均一に練り混ぜ・混合
表 2．1 均質・均一固化体の確認方法について 確認項目 確認方法 主に確認する記録、確認内容等 ①固型化材料 廃棄体の製作記録 ・ セメント、アスファルト又はプラスチックの試験成績書、納品書等 ②容器 同上 ・ 容器の試験成績書又は品質証明書（JIS 材等を使用しているこ と） ・ 容器の納品書又は納品証明書等（ＪＩＳ材等を使用していること） ③一軸圧縮強度 廃棄体の測定記録 ・ 超音波伝播速度の測定記録 ④配合比 廃棄体の製作記録 ・ 廃棄体の製作方法及び運転記録（配合方法、廃棄物等の配合 割合等） ⑤硬さ値 廃棄体の製作記録 廃棄体の測定記録 ・ 固型化材料の配合比及び開始剤、促進剤の添加割合 ・ 測定記録 ⑥練り混ぜ・混合 同上 ・ 廃棄体の製作方法及び運転記録 ・ 廃棄体の製作方法及び超音波伝播速度 ⑦有害な空げきが残らないこと 同上 ・ 廃棄体重量の測定記録、上部空げき計算値 ・ 透過γ線法による測定値 ・ 超音波レベル計による測定値 ⑧最大放射能濃度を超えないこ と 同上 ・ 放射能濃度の測定記録又は説明書（平均放射能濃度）等 ⑨表面密度限度 廃棄体の測定記録 ・ 表面密度限度の測定記録及び測定装置の点検・校正結果 ⑩健全性を損なう物質 廃棄体の製作記録 ・ 製作方法、工程管理・出入管理 ⑪耐埋設荷重 同上 ・ ②の確認 ⑫著しい破損がないこと 目視確認 ・ 容器外表面（廃棄物の露出、劣化、変形等のないこと） ⑬標識・整理番号の表示 廃棄体の測定記録 目視確認 ・ 容器外表面（標識、整理番号が表示されていること） ・ 線量当量率の測定記録及び測定装置の点検・校正結果 ⑭6 ヶ月以上の期間 廃棄体の製作記録 ・ 運転記録（廃棄体製作日から 6 ヶ月以上経過すること） ⑮表面線量当量率（10mSv/h を 超えないこと） 廃棄体の測定記録 ・ 表面線量当量率の測定記録等 3 福島第一で製作されるペレット等固化体の特徴と確認方法 福島第一では、ペレット等固化体を平成 17 年度から製作している。当該固化 体は投入廃棄物が濃縮廃液ではなく、破砕されたペレット等を用いることから、 新規製造方法で製作される廃棄体として、埋設時の技術基準に対する具体的な 確認方法を検討する必要がある。 事業者からの廃棄確認に関する依頼、並びに事業者から提示された廃棄確認 方法に係る事業者見解及びその根拠となった取得データ等（注2）に基づき、以下 のとおりにペレット等固化体に対する具体的な確認方法を検討した。 なお、後述する東海第二と同種の廃棄体であり、共通の方法で確認できる項 目については、各事業者のデータを合わせて評価することとした。 （注 2）本報告書の参考資料。
3．1 福島第一で製作されるペレット等固化体の概要 福島第一で新規に製作されるペレット等固化体は、投入する廃棄物に応じ て、それぞれ以下のとおりに区分される。 ①ペレット・グラニュール混合固化体 粒径約 0.1～0.2mm に粉砕したペレット（注3）及び粒径 3mm 以下にふる い分けしたグラニュール（注4）を混合させ、セメントで固型化する固化体 であり、ペレットとグラニュールの混合比率は 1:2（最大投入量はペレッ ト：約 110kg、グラニュール：約 220kg）として製作される。 ②ペレット固化体 粉砕したペレットを単独でセメントと固型化する固化体であり、ペレッ トの最大投入量は約 210kg である。 ③洗浄廃液固化体 A 粉砕したペレットとグラニュールの混合比率を 1:1（最大投入量はペレッ ト：約 100kg、グラニュール：約 100kg）の割合として、これに洗浄廃 液（注5）約 50L を加え、セメントで固型化する固化体である。1 日の固化 装置運転の初めに 1 本目の固化体として製作される。 ④洗浄廃液固化体 B 粉砕したペレットのみ約 100kg に洗浄廃液約 90L を加え、セメントで固 型化する固化体である。１回／週の頻度で洗浄廃液を多く排出し、その 廃液と混合することによって、固化体が製作される。 ペレット製造装置とグラニュール製造装置の概要をそれぞれ図 3．1～2 示 す。また、セメント固化装置の概要及び洗浄廃液処理の概要ついて、図 3．3 ～4 に示す。 （注3）原子力発電所で発生する濃縮廃液を乾燥機により水分除去させた後、粒状に圧縮成 型した廃棄物であり、福島第一では昭和 59 年度から製造されている。 （注4）原子力発電所で発生する雑固体廃棄物のうち、可燃物及び不燃物（コンクリート、 フィルター、保温材等）を高温焼却炉を用い、約 1450℃で焼却･溶融した後、水冷して粒状 にした廃棄物であり、平成元年度から製造されている。 （注5）セメント固化装置については、残留物の硬化及び配管の閉塞を防ぐため、混練機内 面及びセメント混練物の排出経路配管を 1 回／日の頻度で洗浄する予定としている。この 洗浄廃液の残渣（セメントと廃棄物の混合物）を定期的にペレット・グラニュール又はペ
図 3．1 ペレット製造装置の概要（福島第一） 図 3．2 グラニュール製造装置の概要（福島第一）
原子力発電所の運転等で発生する床ドレン廃液及び再生廃液の濃縮廃液を、
乾燥機により水分を除去し乾燥させた後、造粒設備によって粒状に圧縮成型
したものを
ペレット（造粒固化体）
という。
供給タンク ミストセパレータ 遠心薄膜 乾燥機 造粒設備 造粒固化体貯槽 ペレット （造粒固化体） 濃縮廃液● 原子力発電所の運転等で発生する雑固体廃棄物のうち、可燃物及び不燃物（コ
ンクリート、フィルタ、保温材等）を、高温焼却炉で約1,450℃で焼却・溶融した後、
グラニュレータで水冷して粒状の塊にしたものを
グラニュール
という。
廃棄物 供給装置 高温焼却炉 ドラム缶 グラニュレータ ガス冷却器 セラミック フィルタ 排ガスフィルタ 固体廃棄物貯蔵庫 に保管 グラニュール 可燃物＋不燃物図 3．3 ペレット等固化装置の概要（福島第一） 図 3．4 ペレット等固化装置の洗浄廃液の処理概要（福島第一） ・ペレットは粉砕後混合。グラニュールは破砕・ふるい掛け。 ・ペレット、グラニュール、セメント、水の投入量は計量管理。 ・アウトドラムミキシング法によりペレットとグラニュールとセメントを混練 （ドラム缶一本分）。 設置許可取得： 平成13年1月 竣工： 平成16年3月 * * * * 造粒固化体貯蔵 （濃廃ペレット） ﾍﾟﾚｯﾄ 粉砕機 粉砕ﾍﾟﾚｯ ﾄ混合機 粉砕ﾍﾟﾚｯ ﾄﾎｯﾊﾟ 粉砕ﾍﾟﾚｯﾄ 計量供給機 ｸﾞﾗﾆｭｰﾙ計量供給機 ｸﾞﾗﾆｭｰﾙ ﾎｯﾊﾟ ｸﾞﾗﾆｭｰﾙふるい機 ｸﾞﾗﾆｭｰﾙ 供給機 ｸﾞﾗﾆｭｰﾙ 破砕機 破砕ｸﾞﾗﾆｭｰ ﾙふるい機 ｾﾒﾝﾄﾎｯﾊﾟ ｾﾒﾝﾄ計量 供給機 添加水 ﾀﾝｸ 減水剤 ﾀﾝｸ 添加剤 ﾀﾝｸ ﾍﾟﾚｯﾄ移送機 上澄水ﾀﾝｸ 洗浄水 ﾀﾝｸ （空ﾄﾞﾗﾑ供給） （充填） （養生） （ｷｬｯﾋﾟﾝｸﾞ） （一時仮置） （搬出） ｸﾞﾗﾆｭｰﾙﾄﾞﾗﾑ 缶転倒機 固体廃棄物 貯蔵庫 ﾍﾟﾚｯﾄ 供給機 混練機 ﾍﾟﾚｯﾄ抜取 ｻｲｸﾛﾝ ﾍﾟﾚｯﾄ受入 ﾀﾞﾝﾊﾟ ﾍﾟﾚｯﾄ 排出機 添加水 軽量ﾎﾟｯﾄ ●設置状況 洗浄水タンク 上澄水タンク ＊1 混練機 ペレット 添加水 （充填） ＊1 グラニュール セメント 減水剤 添加剤 洗浄水タンク 上澄水タンク ＊1 混練機 ペレット 添加水 （充填） ＊1 グラニュール セメント 減水剤 添加剤
3．2 ペレット等固化体の確認方法に係る見直し項目 ペレット等固化体は、ペレットの破砕物や粒状グラニュールをセメントと練 り混ぜて製作する廃棄体であり、均質・均一固化体に該当することから、その 技術基準の確認方法については、「［通達］廃棄確認の実施について」により従 来から定められているセメント固化体に対する確認方法に準ずることができ る。 ここで、ペレット等固化体と従来の濃縮廃液のセメント固化体では、特に 投入廃棄物の性状及び放射能濃度が異なるため、ペレット等固化体の廃棄確 認を行うに当たり、従来の確認方法から見直しが必要となる項目は以下の 6 項目が考えられる。（表 3．1～2 参照） なお、福島第一においては、ペレット・グラニュール混合固化体の他にペ レット固化体、洗浄廃液固化体（A,B）を製作する予定であるが、それぞれに 対する見直し項目はペレット・グラニュール混合固化体と共通であり、その 対応や確認方法も同様であると考えられる。 したがって、ペレット・グラニュール混合固化体の確認方法の検討のため に事業者が取得したデータや設定した運転条件等が他のペレット等固化体に 対しても同様に適用可能であるものと判断できる。 3．2．1 一軸圧縮強度 主に投入廃棄物の性状が濃縮廃液から破砕ペレット、粒状グラニュールに 変わること、及び水とセメント等の配合比率が従来セメント固化体と異なる ことから、製作される廃棄体の一軸圧縮強度並びに一軸圧縮強度と超音波伝 播速度との相関関係を確認しておく必要がある。 また、製作方法と運転記録による確認方法を採用することについても、そ の適用性を確認する必要がある。 3．2．2 練り混ぜ・混合 設置する固化装置の特性（攪拌装置の形状）と固化体製作方法（廃棄物 等の投入順序、練り混ぜ時間、回転数）によって、セメントと廃棄物が均 質に練り混ぜられることを確認しておく必要がある。 また、適切に練り混ぜられたことを確認するための基準となる一軸圧縮 強度の値を設定するため、一軸圧縮強度と超音波伝播速度の関係について も確認しておく必要がある。 3．2．3 有害な空げきが残らないこと 廃棄体重量の測定記録から上部空げきを評価する方法（従来の確認方法）
は、あらかじめ廃棄体の比重を設定しておく必要があるため、製作される 廃棄体の条件及びその比重を確認する必要がある。 また、福島第一では超音波式のレベル計を用いて上部空げきの測定を行 う計画であることから、その適用性を確認する必要がある。 3．2．4 最大放射能濃度を超えないこと ペレットについて、従来設定されている濃縮廃液のスケーリングファク タ（以下、「SF」という）が適用可能であるか確認する必要があるとともに 平均放射能濃度についても新たに設定する必要がある。 特に福島第一のペレット及びグラニュールについては、以下に示す特徴 があるため、放射能濃度評価方法の検討が必要である。 ・ペレット（福島第一）：福島第一 1～6 号機の濃縮廃液を混合した廃液 から製造するため、廃棄物の発生号機を特定することができない。福 島第一の FP 核種については、号機ごとに異なる SF を有すること（1,2 号機、3,4 号機及び 5,6 号機の 3 グループ）から、製造されるペレット の放射能濃度評価方法の検討が必要である。 ・グラニュール（福島第一）：ペレットと比べて放射能濃度が 1 桁程度低 い。このため、ペレット・グラニュール混合固化体中においては、ペ レットの放射能寄与分が支配的であり、グラニュールの放射能寄与分 を測定することが困難であることから、グラニュール中の放射能濃度 評価方法について検討する必要がある。 3．2．5 埋設までの期間 短半減期核種の減衰の観点から、現行確認方法では埋設までの期間とし て「固型化後 6 ヶ月以上」の期間が必要とされている。ペレット等固化体 の投入廃棄物は廃棄物発生後十分な期間が経過しており、短半減期核種の 寄与は無視できる程度であるため、必ずしも現行規定を適用する必要はな い。ただし、6 ヶ月に替わる新たな固型化後の経過日数等を規定することに ついて検討する必要がある。 3．2．6 健全性を損なう物質 廃棄体中に健全性を損なう恐れのある物質が含まれていないことを製造 方法等により確認する必要がある。
表 3．1 ペレット等固化体の廃棄確認に係る課題（全体的な項目） 確認項目 確認要領 検討課題 の有無 課題 固型化材料 JIS 材を示す記録等 × 特になし 容器 JIS 材を示す記録等 × 特になし 一軸圧縮強度 超音波伝播速度の測定記録 ○ 超音波伝播速度と新規相関式 の設定 運転記録による確認方法の適 用 練り混ぜ・混合 廃棄体の製作方法及び運転記録 ○ 適切な練り混ぜが行われてい ることの確認 有害な空げき 廃棄体重量の測定記録から算出 透過γ線による測定記録 ○ 比重データの確認 超音波レベル計による測定の 追加、適用性の確認 放射能濃度 測定記録 測定記録からの計算 ○ 放射能決定方法の確認（ペレ ットとグラニュールの放射能 評価方法） 表面密度限度 測定記録 × 特になし 健全性を損なう物質 廃棄体の製作方法 ○ ペレットとグラニュールに該 当物質が含まれていないこと の確認 耐埋設荷重 容器確認（JIS 材を示す記録等） × 特になし 著しい破損 容器外表面の目視確認 × 特になし 技 術 基 準 標識・整理番号 容器外表面の目視確認 × 特になし 埋設までの期間 貯蔵記録（固型化後の経過期間） ○ 新たな固型化後の経過期間の 設定等 申 請 書 表面線量当量率 表面線量当量率の測定記録 × 特になし
表 3．2 ペレット等固化体の廃棄確認に係る課題（詳細な項目） 濃縮廃液 セメント固化体 ペレット等のセメント固化体 確認項目 確認方法（通達で制定済） 確認方法 （通達の一部を改訂） 改訂に際しての確認事項 一軸圧縮強度 ・超音波伝播速度と強度の関 係式を予め設定し、 ・超音波伝播速度を測 定 ・関係式を新たに設定 ・同左 ・運転記録を主体とした確 認の適用 ・超音波伝播速度と一軸圧 縮強度データの確認 ・製作及び運転方法の確認 ・廃棄体の製作方法＆ ・運転記録 （養生期間は後段の 6 ヶ 月以上の期間の確認にて 代替） ・同左 ・同左（運転記録を主体と した確認の適用、養生期 間は固型化後の経過日 数にて代替） ・製作方法の確認 ・製作方法の確認及び一軸 圧縮強度発現期間の確認 練り混ぜ・混 合 ・廃棄体の製作方法＆ ・適切に練り混ぜられた固化 体の強度（超音波伝播速 度） ・同左 ・関係式を新たに設定 ・製作方法の確認 ・超音波伝播速度と一軸圧 縮強度データの確認 有害な空げき ・ 廃棄体重量と比重から算出 ・同左 ・超音波レベル計による 計測 ・比重データの確認 ・レベル計の仕様等の確認 放射能濃度 ・Key 核種（Co-60,Cs-137） は測定 ・平均放射能濃度設定 （H-3,C-14,Tc-99） ・スケーリングファクタ設定 (Ni-63,Nb-94,Sr-90,I-129, 全 α） ・理論比設定（Ni-59） ・同左 ・固型化方法が異なるた め、新たに設定 ・スケーリングファクタの 継続使用又は新規設定 ・同左 ・グラニュールは平均放射 能濃度法適用（Key 核 種以外） ・放射能分析データの確認 ・放射能分析データの確認 ・放射能分析データの確認 埋設までの期 間 ・（固化体製作後の）貯蔵期 間を確認 ・ペレット、グラニュール 製作後の期間確認 ・6 ヶ月に替わる期間の設 定 ・固型化後の必要日数の確 認 健全性を損な う物質 ・廃棄体の製作方法 ・同左 ―
3．3 ペレット等固化体の確認方法見直しに関する検討 3．3．1 一軸圧縮強度（超音波伝播速度による確認方法） 確認方法として、従来のセメント固化体と同様に一軸圧縮強度と超音波 伝播速度との相関関係（安全裕度を見越した保守的評価式）を用いる方法 及び従来のセメント固化体には適用実績がない運転記録等による確認方法 の適用性について検討した。 （1）事業者の取得データ 福島第一及び後述の東海第二とも実廃棄体を模擬した試験体（実規模 試験体又は小規模試験体）を製作し、固型化 28 日後における一軸圧縮強 度と超音波伝播速度の相関データを取得している。 図 3．5 に示すとおり、事業者取得データの概略は以下のとおりである。 ① 一軸圧縮強度は基準値である 1470kPa 以上を十分に満足している。 ② しかし、従来のセメント固化体に対して設定されている安全裕度を見 越んだ保守的関係式を下回るデータが存在する。 ②については、従来の濃縮廃液セメント固化体と比べて、ペレット等 の廃棄物投入量を増加させたこと、及びそのためにセメント／水比を小 さく設定していることが影響しているものと考えられる。 このため、従来の保守的関係式に替わる新たな関係式を設定する必要 がある。各事業者は独自に取得したデータに基づき一軸圧縮強度と超音 波伝播速度の相関性を検討したが、同種の廃棄体であることから、機構 は各事業者の取得データを合わせて評価することとした。 （2）新規関係式の検討 ①文献等による調査結果 一軸圧縮強度と超音波伝播速度の相関性について、文献等を調査した 結果は表 3．3 のとおりである。
表 3．3 一軸圧縮強度と超音波伝播速度の関係の文献調査結果 文献等 関係式 a.超音波伝播速度とヤング率の関 係 （非破壊検査便覧：超音波探傷 日本非破壊検査協会） a.超音波伝播速度はヤング率の 0.5 乗に比例 Ｖ=｛Ｅ(1-γ)／（ρ（1+γ）（1-2γ））}0.5 Ｖ：超音波伝播速度 Ｅ：ヤング率 ρ：密度 γ：ポアソン比 b.ヤング率と圧縮強度の関係 （日本建築学会 RC 基準） b.ヤング率は圧縮強度の 0.5 乗に比例 Ｅc=Ｋ×ρ1.5×ｆc0.5 Ｅc：割線弾性係数 ｆc：圧縮強度 上記 a 及び b より 圧縮強度は超音波伝播速度の 4 乗に比例 （ただし、コンクリートのヤング率は非線形であるので 割線弾性係数を採用した場合） ｆc ∝ Ｖ4 一軸圧縮強度と超音波伝播速度が 4 乗に比例するものとして、福島第 一及び東海第二のデータに対して、保守的関係式を求めた結果は以下の とおりである。（図 3．6 参照） σ＝0.05×Ｖ4 σ：一軸圧縮強度（MPa） Ｖ：超音波伝播速度（km/s） ②従来の関係式に従う場合 従来のセメント固化体に対して設定した保守的関係式で採用されてい る 2.8 乗に比例することは変更せず、比例係数のみを新たに求めた場合は、 以下の評価式になる。（図 3．6 参照）
σ＝0.24×Ｖ2.8 σ：一軸圧縮強度（MPa） Ｖ：超音波伝播速度（km/s） （3）一軸圧縮強度の確認方法について 新規の保守的関係式として、上記①、②の案が考えられる。両関係式 を比較すると、一軸圧縮強度の基準値近傍（小さい領域）においては、4 乗比例の関係式の方が超音波伝播速度は高めの値が算出されるため、保 守的な結果になる。 一軸圧縮強度の小さい領域に外挿して使用するため、ペレット等固化 体の一軸圧縮強度の確認に当たっては、より保守的な 4 乗比例の関係式 を適用することとする。 （ペレット等固化体に対する一軸圧縮強度と超音波伝播速度との関係式） σ＝0.05×Ｖ4 σ：一軸圧縮強度（MPa） Ｖ：超音波伝播速度（km/s） ここで、一軸圧縮強度が基準値である 1.47MPa 以上となる超音波伝播 速度は 2.4km/s 以上である。 （4）機構の取得データ 事業者取得データに加えて、機構においても小規模模擬試験体を製作 し、新たにデータを取得した。 これら機構の取得データが上記関係式を上回っており、関係式は保守 性が確保されていることから、適切に設定できたものと判断できる。（図 3．7 参照） （5）既往のセメント固化体に対する評価式 今回検討したペレット等固化体については、新たな保守的関係式を採 用するが、既往の製作方法で製作されたセメント固化体については、従 来の保守的関係式を継続使用するものとする。 既往のセメント固化体については、実廃棄体から多数のサンプルを採取 可能であったため、経験的にそれらデータ分布の下側を包絡する安全裕度 を有した関係式を採用したものである。 今回のペレット等固化体では、実廃棄体が発生していないため、パイ ロット試験装置等で製作した模擬試験体のデータを用いていること、デ
ータ数も従来設定時よりも少ないことから、関係式の指数項を設定する に当たり、理論的拠り所について検討を行った。その結果、超音波伝播 速度とヤング率の関係式並びに日本建築学会等で定めるヤング率と圧縮 強度の関係式から、圧縮強度は超音波伝播速度の 4 乗に比例するものと 評価できたため、上記 4 乗比例の関係式を適用するものとした。 図 3．5 ペレット等固化体の超音波伝播速度と一軸圧縮強度の関係 超音波伝播速度ｖｓ一軸圧縮強度 0 10 20 30 40 50 60 0 1 2 3 4 5 超音波伝播速度（km/s) 一軸圧 縮強 度( M Pa ) 東電ﾍﾟﾚｯﾄ･ｸﾞﾗﾆｭｰﾙ 東電ﾍﾟﾚｯﾄ 東電洗浄廃液A 東電洗浄廃液B 原電ﾍﾟﾚｯﾄ 基準値1470kPa 従来(保守的評価) 従来(回帰式)
3．3．2． 練り混ぜ・混合 3．3．3． 有害な空げきが残らないこと 3．3．4． 最大放射能濃度を超えないこと 3．3．5． 埋設までの期間 3．3．6． 健全性を損なう物質 図 3．6 超音波伝播速度と一軸圧縮強度の関係（保守的な評価式の検討） 図 3．7 ペレット等固化体の超音波伝播速度と一軸圧縮強度の関係（JNES 取得 データの追加） 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 超音波伝播速度(km/s) 一軸圧 縮強度( MP a)
σ=0.05×V^4
σ=0.24×V^2.8
一軸圧縮強度
σ=0.05×V^4の方が一軸圧 縮強度の小さい領域では超音 波伝播速度の値が大きくなり、 保守的であるため、こちらの評 価式を適用する。 超音波伝播速度ｖｓ一軸圧縮強度 0 10 20 30 40 50 60 0 1 2 3 4 5 超音波伝播速度（km/s) 一軸 圧縮 強度 (M Pa ) 東電取得データ 原電取得データ 基準値1470kPa 従来(保守的評価) 従来(回帰式) JNES取得データ 新規(保守的評価)3．3．2 一軸圧縮強度（セメント／水比による確認方法） （1） 事業者及び機構の取得データ 今後新たに製作するペレット等固化体については、事業者は確認条件を 満足すべく適切に運転記録等を採取･管理することが可能であることか ら、運転記録による確認方法の適用性を以下のとおりに検討した。 運転記録については、文献及び事業者取得データ等から一軸圧縮強度 と比較的良い相関の得られる指標であるセメント／水比を採用した。 福島第一及び後述の東海第二及び機構が模擬試験体を製作し、取得し たデータについてセメント／水比と一軸圧縮強度との相関性として整理 した。（図 3．8 参照） なお、本確認方法の検討には、ペレット等固化体の他に日本原子力発 電㈱東海発電所において新たに製作を予定している蒸発固化体のセメン ト固化体に係るデータも併せて整理している。 （2）セメント／水比と一軸圧縮強度との関係式の検討 データを整理した結果、両者間に比較的良い相関が得られることから、 新たに関係式を設定することが可能であると判断した。 一軸圧縮強度を評価する関係式については、データのばらつきを考慮 し、保守的に回帰式から標準偏差の 2 倍を差引くことにより、安全裕度 を見込んだものとする。具体的には、以下のとおりに設定する。 σ＝１１．７４×(C/W)－５．１７ σ：一軸圧縮強度（MPa） （C/W）：セメント／水比（－） 図 3．8 によると、関係式より下側のデータが 2 点存在するが､以下の 理由より上記関係式を用いて一軸圧縮強度を評価しても問題ないものと 考える。 ①2 点外れたデータは、東海第二のペレットを 100kg 充填した場合を 模擬した試験体のデータであるが、当面の間は、当該条件により固 化体を製作する計画がないこと。（固化体特性を把握するため、製作 条件を幅広く変動させ、取得したデータの一部であること） ②標準偏差の 2 倍幅を安全裕度として見込んでいるため、統計的には 標準偏差の２倍を逸脱するデータは約 2.5%（片側で）存在すること。 ③実際に製作される廃棄体については、事業者がコールド試験により
適切な練り混ぜが行われる配合条件を予め設定し、その範囲内で製作 さされるため、一軸圧縮強度の値は基準値である 1.47MPa を満足でき るものと考えられること。 以上より、今後新たに製作するペレット等固化体及び蒸発固化体のセ メント固化体については、上記関係式を用いることにより、運転記録（セ メント／水比）から一軸圧縮強度の値を評価することが可能である。 上記関係式によると、一軸圧縮強度が基準値である 1.47MPa 以上とな るセメント／水比は 0.57 以上と算出される。 （3）一軸圧縮強度の確認方法について 上記で設定した関係式により、セメント／水比により一軸圧縮強度を 評価することが可能であるが、当該関係式を用いるためには、適切な練 り混ぜが行われていることが前提となる。 個々の固化体種類毎に適切な練り混ぜが行われる条件（セメント／水 比）は異なることから、固化体種類毎に当該関係式が適用可能となる範 囲を限定する必要がある。 したがって、事業者が取得したコールド試験データに基づき、当該関 係式を適用することが可能であるセメント／水比の範囲をそれぞれ表 3． 4 のとおりに設定した。 表 3．4 適切な練り混ぜが行われるセメント／水比の範囲 固化体種類 セメント／水比*1 ﾍﾟﾚｯﾄ･ｸﾞﾗﾆｭｰﾙ混合固化体 ０．５８～１．５６ ペレット固化体 ０．９０～１．５６ 福島第一 洗浄廃液固化体（A,B）*2 １．１５～１．８１ *1：適切な練り混ぜ・混合が行われる条件を水／セメント比で設定した場合は、その逆数 を適用可能なセメント／水比の範囲とする。この場合は、より細かく端数を算出すること も可能とする。 *2：福島第一の洗浄廃液固化体（A,B）に投入する洗浄廃液中には、セメント及び廃棄物の 残渣が含まれるが、セメント／水比の評価の際には保守的に洗浄廃液全量が水であるもの として評価することを基本とする。ただし、実際に洗浄廃液の性状分析を行い、洗浄廃液 中の標準的な水分率を設定する場合もある。
以上のとおり、一軸圧縮強度の確認方法を検討した結果、超音波伝播 速度並びにセメント／水比による確認方法の 2 方法を適用可能とした。 したがって、ペレット等固化体については、2 方法のいずれかによる確 認方法により 1.47MPa 以上であることを確認するものとする。 ①超音波伝播速度の測定記録による評価（3．3．1 節参照） ②セメント／水比の練り混ぜ運転記録による評価（3．3．2 節参照） 図 3．8 セメント／水比と一軸圧縮強度の関係 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 セメント／水比［-］ 一軸 圧縮強度 ［M Pa ］ 東電ﾍﾟﾚｯﾄ･ｸﾞﾗﾆｭｰﾙ 東電ﾍﾟﾚｯﾄ 東電洗浄廃液Ａ 東電洗浄廃液B 原電ﾍﾟﾚｯﾄ（200ｋｇ充填） 原電ﾍﾟﾚｯﾄ（150ｋｇ充填） 原電ﾍﾟﾚｯﾄ（100kg充填） 原電ﾍﾟﾚｯﾄ（50kg充填） 原電（濃縮廃液) 原電蒸発固化体 JNESデータ JNESデータ（参考値） ﾍﾟﾚｯﾄ&蒸発固化体回帰式 回帰式±2σ
3．3．3 練り混ぜ・混合 セメント固化体（インドラムミキシング方式又はアウトドラムミキシン グ方式）については、良好な練り混ぜが行われ、廃棄物とセメントが均質 に固型化される必要がある。このためには、適切な運転条件に従い、かつ セメントと廃棄物等の投入割合を適切な範囲内に管理する必要がある。ま た、練り混ぜが可能な範囲内においては適切な一軸圧縮強度が得られるよ うになっている。 上記に基づき、現行の確認方法は以下の 2 方法が認められている。 ①廃棄体の製作方法及び運転記録 ②廃棄体の製作方法及び超音波伝播速度の測定記録 ここで、練り混ぜ性に影響を与える因子として、以下の 4 項目が挙げら れており、これらデータが適切な範囲内であることが確認できれば、適切 な練り混ぜが行われていると判断されている。（注6） ・廃棄物等の投入順序 ・攪拌装置の形状 ・練り混ぜ時間及び練り混ぜ回転数 ・セメントと廃棄物等の投入割合 従来のセメント固化体については、廃棄体製作後に確認手法が定められ たため、事業者が廃棄体製作時に採取した記録だけでは確認条件を十分満 足できない場合があったことから、上記②の方法により確認している。（注7） ペレット等固化体については、今後新規に製作する固化体であることか ら事業者は廃棄体製作時において確認の際に必要となる運転記録を適切に 採取・管理することが可能であるため、上記①の方法による確認方法も可 能になる。 したがって、ペレット等固化体に対して、上記①及び②による具体的確 認方法を以下のとおりに検討した。 （注6）平成 4 年 10 月 22 日付け（平成 10 年 5 月 1 日に最終改正）「廃棄確認の実施につい て［通達］」（科技庁通達 4 安局第 205 号）より （注7）一軸圧縮強度と超音波伝播速度の間に相関性のあることを利用し、両者の回帰式を 用い、良好な練り混ぜが行われた場合における超音波伝播速度を求めている。 適切な練り混ぜが行われた固化体中から、最小となる一軸圧縮強度の値を与える超音波 伝播速度を回帰式から算出し、この値以上の超音波伝播速度の場合には良好な練り混ぜが 行われたものとしている。
（1）事業者の取得データ 事業者において、実規模模擬試験体を製作し、その性状を確認した結 果を図 3．9 に、試験体製作時の具体的な運転条件等を表 3．5 に示す。 廃棄物が均質に固型化されており、かつ十分な一軸圧縮強度が発現し ている。 図 3．9 練り混ぜ性の確認（福島第一） ●試験条件 ｸﾞﾗﾆｭｰﾙ ペ レット 50 ０.６４ 条 件3 1.０５ 条 件2 1.４６ 25 条 件1 水 ／ ｾﾒﾝﾄ 比 廃 棄 物(wt%) ｸﾞﾗﾆｭｰﾙ ペ レット 50 ０.６４ 条 件3 1.０５ 条 件2 1.４６ 25 条 件1 水 ／ ｾﾒﾝﾄ 比 廃 棄 物(wt%) ●比重測定結果 3. 固 化 体 高 さ 方 向 の 圧 縮 強 度 分 布 0 1 2 3 0 20 40 60 80 床 か ら の 距 離 高 さ ［cm ］ 比重 [g /c m 3] 条 件 1 条 件 2 条 件 3 0 10 20 30 0 20 40 60 80 床 か ら の 距 離 高 さ［cm ］ 圧縮 強 度 [M P 条 件 1 条 件 2 条 件 3 ●外観写真 条件3 条件2 条件1
表 3．5 試験体製作時の運転条件等 項目 福島第一 廃棄物等の投入順 序 水→セメント→廃棄物→練り混ぜ 攪拌装置の形状 アウトドラムミキシング方式 攪拌装置の形状（図 3．10 参照） 練り混ぜ時間 5 分以上 練り混ぜ回転数 攪拌装置の外周速度約 6～7.5m/s* （パイロットプラントでは回転数 200～250rpm に相当） セメントと廃棄物 等の投入割合 表 3．4 参照 *：福島第一では、攪拌装置の外周速度が所定の範囲内となるよう実機装置の運転範囲 を設定する予定である。 なお、ペレット・グラニュール混合状態の方が廃棄物量が多いため、練り混ぜを行 う上では厳しい条件であることから、当該固化体条件を代表として行った確認試験 の結果については、ペレット固化体及び洗浄廃液固化体（A,B）に対する試験結果を 包絡するものと考えられる。 （2）運転記録による確認について 事業者が設定する運転条件・製作方法に従い廃棄体を製作することに より、良好な練り混ぜが行われることを試験の実施状況も含めて確認し た。したがって、事業者が設定した製作方法に明示された運転範囲内で あることを固化体製作時の運転記録等にて確認することは妥当である。 具体的には、表 3．5 に記載された項目及び運転記録等を確認すること により、良好な練り混ぜ･混合が行われたものと判断することが可能であ る。 ただし、上記運転条件等はパイロットプラント等における設定値であ ることから、実際に原子力発電所に設置する固型化装置では、機械特性 や寸法が異なる等の理由により、運転条件に係る具体的な数値が異なる 可能性も生じる。この場合は、別途検討するものとする。
図 3．10 パイロット試験装置の攪拌装置の形状（福島第一） （3）一軸圧縮強度による確認について 3．3．1 節に記述したようにペレット等固化体に関する一軸圧縮強度と 超音波伝播速度のデータを見ると、従来のセメント固化体に対する回帰 式を下回ることから、練り混ぜ性を確認するためには、新たに新規の回 帰式を設定する必要がある。 新規回帰式について検討した結果、従来の評価式と同様に 2.8 乗に比例 するものとして、以下のとおりに設定した。（図 3．11 参照） σ＝0.46×Ｖ2.8 σ：一軸圧縮強度（MPa） Ｖ：超音波伝播速度（km/s） 597mm
図 3．11 超音波伝播速度と一軸圧縮強度の関係（回帰式） 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 超音波伝播速度(km/s) 一軸 圧縮 強度( MP a)
一軸圧縮強度
σ=0.24×V^2.8
σ=0.46×V^2.8
σ=0.76×V^2.8
従来の指数2.8を用いた場合3．3．4 有害な空げきが残らないこと 現行における有害な空げきの確認方法は、以下の 2 方法が認められてお り、ペレット等固化体に対しても適用可能である。ただし、①の方法につ いては、固化体の比重を予め設定する必要がある。 ①廃棄体重量の測定結果より計算 ②透過γ線法による測定記録 （1）事業者の取得データ等 有害な空げきの確認方法として、事業者はペレット等固化装置に超音 波式のレベル計が設置されていることから、当該レベル計にて上部空げ きを測定する方法を提案している。 レベル計の設置状況及び仕様は図 3．12 のとおり。 （2）事業者の取得データ等の検討 装置が精度良く測定できる範囲はドラム缶上面から深さ方向に約 50cm までであり、これは日本原燃㈱の埋設事業許可申請で設定している固化体 上部空げき約 25cm を網羅している。 また、レベル計設置位置～ドラム缶上面までの距離が約 40cm である ため、上部空げきが基準値である 25cm の場合には約 6mm の誤差が生じ ることになる。（約 65cm に対して、レベル計の測定誤差が±1％であるた め）このため、実際の上部空げきが約 26cm の際には、レベル計による 測定結果が 25cm となり、基準値を満足してしまう場合があり得る。た だし、埋設施設に係る安全評価においては上部空げきを平均値として 25cm と設定していること、また新規に製作する固化体であるため、上部 空げきの大きな固化体を製作しないよう管理・運用することが可能であ ることから、問題ないものと判断できる。 以上より、事業者が提案する確認方法を採用することが妥当であると 判断できる。
図 3．12 ペレット等固化装置のレベル計の概要（福島第一） 3．3．5 最大放射能濃度を超えないこと ペレットの原廃棄物は濃縮廃液であることから、ペレット等固化体に対 する放射能濃度評価方法については、基本的には均質・均一固化体に対す る既存の SF が適用可能であるが（固型化方法が異なるため、平均放射能濃 度は新たに設定する必要がある。）、以下の項目について確認又は検討する 必要がある。 ・ペレットに対する既存 SF の適用性 ・ペレットに対する平均放射能濃度の設定 ・異なる SF を有する号機の濃縮廃液を混合した場合の放射能評価方法 ・グラニュールの放射能評価方法（ペレットと比較すると 1 桁程度放射能 レベルが低いことから、ペレット・グラニュール混合固化体については、 グラニュールの放射能寄与分の測定が困難である。また、原廃棄物が雑
超音波式
超音波式
レベル計
レベル計
レベル計の有
レベル計の有
効測定範囲
効測定範囲
50cm
50cm
上蓋
上蓋
2.5cm
2.5cm
埋設事業許可申請で想定されてい
る上部空隙（約25cm）
±0.1％
繰り返し精度
±1％
直線性（測定誤差に相当）
200～2000mm
検出距離
仕様
項目
±0.1％
繰り返し精度
±1％
直線性（測定誤差に相当）
200～2000mm
検出距離
仕様
項目
ドラム缶
ドラム缶
約
約
40cm
40cm
●機器仕様
●設置状況
埋設事業許可申請書で設定 し て い る 上 部 空 げ き （ 約 25cm）固体廃棄物であるため、濃縮廃液とは廃棄物の発生起源が異なる。） （1）事業者の提案 ペレット及びグラニュールに対する核種ごとの放射能濃度決定方法に 関する事業者提案について表 3．6 に示す。なお、表 3．6 には後述の東 海第二に対する提案も含まれる。また、ペレット等の核種分析結果から 難測定核種と Key 核種の比率を算出し、既存の SF も含めて散布図上に 整理したものを図 3．13～14 に示す。 （2）ペレットに対する既存 SF の適用性 ①Key 核種について 原廃棄物が濃縮廃液であることから、福島第一及び東海第二ともにKey 核種である Co-60、Cs-137 に対して、非破壊外部測定が適用可能である。 なお、福島第一のペレット・グラニュール混合固化体については、図 3． 15 に示すとおりペレット放射能濃度がグラニュール放射能濃度より 1 桁 程度大きいことから、Key 核種の外部測定結果は事業者提案どおり以下 のとおりに扱うことが妥当である。 ・Co-60 及び Cs-137 放射能濃度測定値はペレット及びグラニュール双 方からの放射能寄与分の合計値として扱う。 ・ただし、ペレット中の難測定核種を算出する際には測定された Co-60 及び Cs-137 放射能濃度は全量ペレットからの寄与であるものとして 扱う。（グラニュールの寄与分は少量なので、全量をペレットからの 寄与分として扱う。） ②既存 SF の適用性 放射能濃度決定方法として、従来から SF 法を採用している核種である Ni-63、Nb-94（Co-60 を Key 核種）及び Sr-90、I-129、全α（Cs-137 を Key 核種）を検討対象とするが、福島第一の Sr-90 と全αについては 異なる SF を有する廃液を混合していることから、別途検討することとす る。 原廃棄物が濃縮廃液であるため、従来の均質･均一固化体又は充填固化 体に対する SF の継続使用に係る判断基準を満足している場合は、ペレッ トにも従来の均質・均一固化体に対する SF が適用できるものとした。 a. Ni-63、Nb-94
各放射能分析データから算出した Co-60 との核種比が、従来の均質･ 均一固化体に対する SF の 10 倍以内であることから、Ni-63、Nb-94 に ついては従来の均質・均一固化体に対する SF（従来材料プラント）が 適用可能である。（図 3．13 参照） b. I-129 事業者が取得した放射能分析データが全て検出限界値以下である。 （図 3．13 参照） そこで、図 3．16 に示す判断フロー（充填固化体に対する SF 等継 続使用の際に策定した判断フロー）に従い、判断した。 検出限界値と Cs-137 との比率が従来 SF の 10 倍を超え、かつ対象 期間中に福島第一 5 号機において燃料損傷（平成 5 年度）が発生して いるため、以下のとおり原子炉水中の I-131 濃度の挙動により判断した。 その結果、従来の均質・均一固化体に対する SF（BWR プラント）が 適用可能である。 燃料損傷が発生した際の原子炉水中の I-131 濃度の最大値は、サイク ル平均値、月平均値ともに 5×10-1Bq/g 前後であり、低セシウムプラン トにおける過去の燃料損傷時における原子炉水中 I-131 濃度の最大値 である 101Bq/g 程度を下回っていることから、従来の均質･均一固化体 に対する SF が適用可能と判断する。（図 3．17～18 参照） また、福島第一 1 号機における均質・均一固化体中の I-129/Cs-137 比率の経年変化を示すデータを図 3．19 に示す。この図中に燃料損傷 の発生した年度を矢印で示しているが、燃料損傷前後においても均質 固化体中の I-129/Cs-137 比率に大きな変動がないことから、I-129 の SF には大きな変動がないものと判断できる。 （3）ペレットに対する平均放射能濃度の設定 放射能濃度決定方法として従来から平均放射能濃度法を採用している 核種である H-3、C-14、Tc-99 が対象核種である。固型化方法が異なるた め、いずれも新規に平均放射能濃度を設定する必要がある。 平均放射能濃度の算出に当たっては、次に記載する事象を参考にして、 濃縮廃液等の放射能分析データの平均値をそれぞれ補正することとする。 濃縮廃液をペレット化する過程では、大部分の水分が乾燥除去され、 固形分のみとなる。この際、H-3 は水分と共に移行し、ペレット中にほ とんど残存しない。一方、C-14 及び Tc-99 は固形分中に存在することか
