JP2013181798A - キャスク - Google Patents

Abstract

【課題】除熱性をより向上させるとともに、軽量化及び製造合理化可能なキャスクを提供する。
【解決手段】燃料集合体２を収納するキャスク１において、γ線を遮蔽する胴本体３と、中性子を遮蔽する中性子遮蔽体１２と、胴本体３内部に備えられ、燃料集合体２が収納される格子状の区画を形成するバスケット４と、を備えるキャスク１であって、胴本体３とバスケット４との間にはバスケット支持部材５が設けられ、バスケット４はバスケット支持部材５に支持固定され、バスケット４により形成される空間に収納される燃料集合体２のうちの少なくとも一部の燃料集合体２が、バスケット支持部材５に直接対向して収納されるように、バスケット４が構成されていることを特徴とする、キャスク。
【選択図】図１

Description

本発明は、キャスクに関する。

わが国では、原子力発電所で使用された燃料（使用済み燃料）は、炉心より取り出されて使用済み燃料プール等に一時保管され、崩壊熱による発熱を低減させるために冷却される。そして今後は、冷却された燃料が再処理工場に搬入されて再処理されるという計画がある。即ち、使用済みの燃料からウランとプルトニウムとが資源として再び取り出され、これらが新たな燃料として再利用される計画である。

しかしながら、原子力発電所で発生する使用済み燃料は増加の一途をたどっている。そのため、国内で発生する使用済み燃料の量は、再処理工場が十分に稼動しても、再処理工場の処理容量を上回る可能性がある。そこで、使用済み燃料が再処理されるまでの間、使用済み燃料を適切に貯蔵、管理する必要がある。

使用済み燃料の貯蔵方法としては、金属キャスク、コンクリートキャスク等のキャスクを用いた貯蔵、ボールト貯蔵、サイロ貯蔵等の乾式貯蔵方式、水プール等の湿式貯蔵方式の各方式がある。この中でも、コストと長期に亘る安定貯蔵性とを考慮すると、乾式貯蔵が好適である。

原子力発電所で発生する使用済み燃料の種類には種々のものがある。そして、使用済み燃料の中でも、燃焼度が低く、使用済み燃料プールで長期間に亘って十分に冷却された燃料は、発熱量が小さく抑えられている。そこで、このような十分に冷却された使用済み燃料については、キャスクと呼称される容器に収納され、発電所外にて貯蔵、管理されている。また、キャスクは、燃料を輸送する際にも用いられる。

このようなキャスクとして、例えば特許文献１記載のキャスクが知られている。特許文献１に記載のキャスクは、胴本体の内部に燃料集合体を収納するための格子状の複数の区画を備えたバスケットを配置し、この区画ごとに燃料を１本収納するようになっている。また、このようなバスケットとして、一の方向に互いに平行に揃えられた第一のバスケット群と、前記第一のバスケット群と直交方向に互いに平行に揃えられた第二のバスケット群とを互いに交差するスリット同士を係合させて、交互に上下方向に積層配置した菓子折り型のバスケットが知られている。

特開２００２−２５０７９０号公報

キャスクには、主に５つの性能が要求される。即ち、燃料から発生する崩壊熱をキャスク外部へ放出する除熱性能と、燃料に作用する荷重に耐えうる強度性能と、燃料から放出された中性子を吸収する未臨界性能と、燃料から放出された中性子及びγ線を遮蔽する遮蔽性能と、燃料から放出される放射性物質を密閉する密封性能と、がキャスクに対して主に要求される。特に、使用済み燃料をキャスクに収納する場合には、これらの性能がとりわけ要求される。

そして、これらの中でも、特に除熱性能の向上は、使用済み燃料のクリープ破壊を防止する上で重要となる。特に今後は、ウラン濃縮度が高められた発熱量の大きい高燃焼度燃料の貯蔵、管理が必要となることが考えられる。そのため、除熱性能のさらなる向上は、重要な課題である。また、キャスクには、輸送コストと燃料の収納体数を向上させるために、軽量化や薄肉化が要求される。

ところが、特許文献１に記載のキャスクにおいては、胴本体内部の形状をバスケット構造の外形に合わせるため、胴本体の厚みが一定とならない。そのため、胴本体から外部へ均一に効率よく放熱することが困難である。また、局所的に厚い部位が存在するため、本体重量の軽量化も困難である。

また、特許文献１に記載のキャスクは、異なる長さのバスケット板を用いて菓子折り型のバスケットが構成されている。そのため、長さの異なるバスケット板を複数用意しなければならず、製造コストや製造工程の観点から依然として課題がある。

このように、特許文献１に記載のキャスクにおいては、効率的な熱伝導性（除熱性）と、本体重量の軽量化と、バスケット板の製造合理化とには、いずれも改善の余地がある。本発明はこれらの課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、除熱性をより向上させるとともに、軽量化及び製造合理化可能なキャスクを提供することにある。

本発明者らは前記課題を解決するべく鋭意検討した結果、胴本体内部にバスケット支持部材を設け、燃料を収納した際に当該燃料と前記バスケット支持部材とが直接対向する構成のバスケットを備えることにより前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。

本発明によれば、除熱性をより向上させるとともに、軽量化及び製造合理化可能なキャスクを提供することができる。

本実施形態のキャスクの全体構造を表す一部断面斜視図である。 本実施形態のキャスクを構成するバスケット及びバスケット支持部材の構造を表す分解斜視図である。 第１実施形態のキャスク支持部材の１／４構造を表す径方向断面図である。 第１実施形態のキャスク支持部材の１／４の斜視図である。 第２実施形態のキャスク支持部材の構造断面図及び結合部の一部断面図である。 第３実施形態のキャスク支持部材の構造断面図及びバスケット支持部材の組立体の１／４の斜視図である。 第４実施形態のキャスク支持部材の構造断面図及び結合部の一部断面図である。 第５実施形態のキャスク支持部材の構造断面図及びバスケット支持部材とバスケットとの組立体斜視図である。 第６実施形態のキャスク支持部材の１／４構造を表す径方向断面図である。 第６実施形態のキャスク支持部材の斜視図である。 第６実施形態のキャスク支持部材についての変形例の組立体の構造を表す斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態（本実施形態）を、図面を適宜参照しながら説明する。なお、本明細書においては、特に指定しない限り、「高さ方向」と記載した場合には円筒形状のキャスクの中心軸に平行な方向を表すものとし、「径方向」或いは「周方向」と記載した場合には前記の高さ方向に垂直な方向を表すものとする。

［１．第１実施形態］
キャスク１は、燃料集合体２の貯蔵及び輸送に使用されるものである。即ち、キャスク１には、核燃料としての燃料集合体２が収納される。図１に示す略円筒形状のキャスク１は、燃料集合体２から発生するγ線を遮蔽する胴本体（内筒）３と、この胴本体３内部に設けられ、燃料集合体２が収納される格子状の区画を形成するバスケット４と、バスケット４を支持するバスケット支持部材５とを備えている。

胴本体３の外周面には、胴本体３の熱を外部へ放熱（除熱）する伝熱フィン１１が周方向に延在して設けられている。さらには、胴本体３の外周の伝熱フィン１１間には、中性子を遮蔽する中性子遮蔽体１２が設けられている。

胴本体３は、合金剛製の円筒形状容器である。胴本体３の開口側（図１の紙面上側）に一次蓋６が複数のボルト（図示せず）によって取り付けられている。また、この一次蓋６を覆うように、二次蓋７が複数のボルト（図示せず）によって取り付けられている。さらに、この二次蓋７を覆うように、三次蓋８が複数のボルト（図示せず）によって取り付けられている。

胴本体３の外周側には、周方向に等間隔で炭素剛製の支持フィン９が複数配設されている。そして、これら支持フィン９の先端側には、外筒１０が設けられている。外筒１０は、周方向に分割した複数の曲板で構成され、これら曲板の端部が支持フィン９の先端側に溶接されている。また、胴本体３と外筒１０との間には、熱伝導率の高い合金製の伝熱フィン１１が複数配設されている。これにより、胴本体３と外筒１０との熱伝導性が高められ、胴本体３の熱を効率よく除熱することができるようになっている。

隣接する伝熱フィン１１，１１の間の空間には中性子遮蔽体（例えば中性子吸収能の高いホウ素を含む樹脂）１２が充填されている。さらに、一次蓋６の内部及び胴本体３の底部（図示せず）にも中性子遮蔽体１２が充填されている。これらにより、燃料集合体３から発生する中性子がキャスク１の外部へ放出されることなく、遮蔽されるようになっている。また、詳細は後記するが、バスケット４を構成するバスケット板も、中性子吸収能を有している。

キャスク１の蓋側（一次蓋６等が配設される側）及び底側（一次蓋６等が配設される側とは逆側）には、緩衝体取付用のフランジ１３ａ，１３ｂがそれぞれ設けられている。そして、蓋側のフランジ１３ａの上側及び底側のフランジ１３ｂの下側には、緩衝体（図示せず）が取り付けられている。これにより、キャスク１が落下する等した際に受けうる衝撃荷重を緩和することができるようになっている。また、キャスク１の外側には、クレーン運搬等の際に吊り具を掛けるための複数のトラニオン１４が設けられている。

バスケット支持部材５の内面には、図２に示すように、高さ方向に延在する複数の溝２１が形成されている。そして、これらの複数の溝２１に格子状に組み立てられたバスケット４が挿入されて、バスケット４がバスケット支持部材５に支持されるようになっている。

バスケット４は、４段のバスケット板群１５〜１８により構成される。具体的には、バスケット４は、紙面下方から上方へ向かって、４枚のバスケット板１５ａ〜１５ｄが平行に備えられてなる１段目のバスケット板群１５、４枚のバスケット板１６ａ〜１６ｄが平行に備えられてなる２段目のバスケット板群１６、４枚のバスケット板１７ａ〜１７ｄが平行に備えられてなる３段目のバスケット板群１７、及び、４枚のバスケット板１８ａ〜１８ｄが平行に備えられてなる４段目のバスケット板群１８により、構成される。そして、バスケット板群１５〜１８は、この順で高さ方向に積層されてなる。

この際、バスケット板群１５を構成するバスケット板１５ａ〜１５ｄの延在方向と、バスケット板群１７を構成するバスケット板１７ａ〜１７ｄの延在方向と、は同方向である。さらに、バスケット板群１６を構成するバスケット板１６ａ〜１６ｄの延在方向と、バスケット板群１８を構成するバスケット板１８ａ〜１８ｄの延在方向と、は同方向である。そして、バスケット板群１５を構成するバスケット板１５ａ〜１５ｄの延在方向と、バスケット板群１６を構成するバスケット板１６ａ〜１６ｄの延在方向と、は、垂直になっている。

バスケット板１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄ，１７ａ〜１７ｄ，１８ａ〜１８ｄは、図２に示すように、胴本体３の径方向に全て同じ長さを有している。また、バスケット板１６ａ〜１６ｄ，１７ａ〜１７ｄの高さ方向の長さ（即ち高さ）は同じである。一方で、バスケット板１５ａ〜１５ｄ，１８ａ〜１８ｄの高さ方向の長さ（即ち高さ）は、バスケット板１６ａ〜１６ｄ，１７ａ〜１７ｄの高さの半分になっている。

そして、高さ方向に隣接するバスケット板群（例えばバスケット板群１５及びバスケット板群１６等）を構成するバスケット板には、互いに交差するようにそれぞれのバスケット板にスリット１９が形成されている。そして、隣接するバスケット板に形成されているスリット１９同士が係合される（噛み合わせられる）ことにより、バスケット板群１５〜１８が交互に積層されてバスケット４が構成されるようになっている。

スリット１９は、燃料集合体２を収納する一区画分に対応したピッチで設けられている。また、スリット１９の高さ方向の寸法（深さ寸法）は、互いに係合するスリット１９の深さ寸法の合計がバスケット板１６ａ〜１６ｄ，１７ａ〜１７ｄの高さの約半分となるようになっている。これにより、バスケット板群１５〜１８が積層された場合、１段目のバスケット板群１５の上側端部と３段目のバスケット板群１７との下側端部、及び、２段目のバスケット板群１６の上側端部と４段目のバスケット板群１８の下側端部とがそれぞれ接するようになっている。

以上のように、バスケット４は、交互に異なる方向に延在しているバスケット板群１５〜１８がスリット１９を介して積層されてなる。そして、積層されてバスケット支持部材５に支持固定された後、バスケット板１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄ，１７ａ〜１７ｄ，１８ａ〜１８ｄにより囲まれて形成される区画と、これらとバスケット支持部材５との間の区画とに、燃料集合体２が収納されるようになっている。

なお、バスケット板１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄ，１７ａ〜１７ｄ，１８ａ〜１８ｄの材質（即ち、バスケット４の材質）としては、中性子吸収能を有する材料が好ましい。しかも、バスケット板１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄ，１７ａ〜１７ｄ，１８ａ〜１８ｄの材質としては、強度及び熱伝導性の優れた材料が好ましい。このような材料としては、例えばホウ素を添加した合金（アルミニウム合金）等が好適である。

バスケット支持部材５は、胴本体３の内壁に密着する大きさを有する。バスケット支持部材５は、その外周が１／４の円弧形状を有するブロック状部材２２ａ〜２２ｄと、ブロック状部材２２ａ〜２２ｄと同様の外形状を有するブロック状部材２３ａ〜２３ｄと、ブロック状部材２２ａ〜２２ｄと同様の外形状を有するブロック状部材２４ａ〜２４ｄと、により構成される。即ち、これらのブロック状部材（バスケット支持部材分割体）がボルト２８やナット２９（図３参照）、図示しない通しボルト（いずれも後記する）等によって固定されて、バスケット支持部材５が形成される。

バスケット支持部材５の内壁面は、その径方向の断面が略矩形（正方形）状に加工されている。ただし、四隅は、図２や図３に示すように切除されている。内壁面における対向する二面には、同位置に一組の溝２１が形成されている。即ち、各内壁面において、それぞれ４本ずつ溝２１が形成されている。

溝２１は、バスケット４を構成するバスケット板に対応する位置（径方向）及び長さ（高さ方向）となるように形成される。そして、図３に示すように、前記したバスケット４を構成する各バスケット板が溝２１に嵌合され、バスケット４がバスケット支持部材５に支持固定されるようになっている。

ブロック状部材２３ａ〜２３ｄ及びブロック状部材２３ａ〜２３ｄの内壁面は、同様の溝２１が形成され、同様の形状になっている。ただし、バスケット支持部材２２ａ〜２２ｄ（即ち、最下段のバスケット支持部材）の内壁面に形成される溝２１は、図２及び図４に示すように、底面まで達しない程度の長さ（高さ方向）になるように形成されている。即ち、バスケット支持部材２２ａ〜２２ｄの内壁面に形成される溝２１の下端部と、バスケット支持部材２２ａ〜２２ｄの下端面との間には、ストッパ部２５が形成されている。

さらに、ストッパ部２５に接触するように、バスケット板１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄの下縁部両端には、切欠き２０がそれぞれ形成されている（図２参照）。これにより、１段目のバスケット板群１５及び２段目のバスケット板群１６を胴本体３の底面近傍まで挿入することができるようになっている。

ブロック状部材２２ａ〜２２ｄ，２３ａ〜２３ｄ，２４ａ〜２４ｄには、その高さ方向に貫通して、複数の貫通穴２６が形成されている。そして、この貫通穴２６に図示しない通しボルトが挿入され、当該通しボルトに対応するナットによってかしめることにより、高さ方向に隣接するブロック状部材同士が固定される。

なお、全ての貫通穴２６に通しボルトが挿入されるのではなく、そのうちの一部の貫通穴２６は、使用済み燃料プール内で燃料を収納した後に水を排出するためのベント管（図示しない）が挿入される。

また、ブロック状部材２２ａ〜２２ｄ，２３ａ〜２３ｄ，２４ａ〜２４ｄには、貫通部２７が一つ又は複数形成されている。即ち、バスケット支持部材５は、肉抜きされた形状になっている。貫通部２７は、バスケット支持部材２２ａ〜２２ｄ，２３ａ〜２３ｄ，２４ａ〜２４ｄにおいて高さ方向に肉抜きされた部位である。これにより、キャスク１全体のさらなる軽量化が図られるようになっている。

また、図３に示すように、貫通部２７の内部には、径方向に隣接するバスケット支持部材（例えば、バスケット支持部材２２ａに対するバスケット支持部材２２ｂ，２２ｄ）と連通する貫通穴３１が形成されている。そして、この貫通穴３１にボルト２８が挿入され、ナット２９によってかしめることで、径方向に隣接するブロック状部材同士が固定される。

以上のようにして、ブロック状部材２２ａ〜２２ｄ，２３ａ〜２３ｄ，２４ａ〜２４ｄ（即ち、バスケット支持部材分割体）同士を径方向及び高さ方向に結合することにより、バスケット支持部材５が構成される。

なお、第１実施形態のキャスク１においては、バスケット支持部材５を構成する材料として、強度に優れ、胴本体３あるいはバスケット４よりも熱伝導性の高い金属や合金を用いることが好ましい。このような材料の具体例としては、アルミニウムやアルミニウム合金等が挙げられる。

バスケット４を組み立てる場合、例えば、はじめにバスケット板群１５を構成する各バスケット板をバスケット支持部材５の溝２１に挿入する。そして、挿入されたバスケット板群１５を構成するバスケット板の延在方向と垂直な方向に、バスケット板群１６を構成するバスケット板を溝２１に挿入する。これにより、バスケット板群１５の上段にバスケット板群１６が積層（配置）されることになる。同様にして、バスケット板群１７，１８も、バスケット板群１６の上段に積層する。

このようにしてバスケット支持部材５の内部に、バスケット４が支持固定される。そして、バスケット４が支持固定されたバスケット支持部材５は、それらが一体物として胴本体３の内部に挿入される。その後、胴本体３、バスケット４及びバスケット支持部材５の一体物の外周に支持フィン９や伝熱フィン１１、中性子遮蔽体１２等を配置することにより、第１実施形態のキャスク１が得られる。

第１実施形態のキャスク１においては、複数のバスケット板１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄ，１７ａ〜１７ｄ，１８ａ〜１８ｄは、熱伝導性の高い材料からなるバスケット支持部材５の内周面に形成された溝２１に挿入支持される。これにより、バスケット４が形成され、バスケット４は、胴本体３よりも熱伝導性の高いバスケット支持部材５に接触される。このように、熱伝導性の高いバスケット支持部材５を介することにより、単にバスケット４を胴本体３内部に直接接触又は近接させた場合と比較して、熱伝導性が高められ、除熱性能の向上を図ることができる。即ち、胴本体３とバスケット４との間に効率的に熱を伝える経路が形成されることにより、熱伝導性の向上を図ることができる。

また、キャスク１に燃料集合体２を収納する際、最外周に収納される燃料集合体２がバスケット支持部材５と直接対向するように、バスケット４が構成されている。即ち、バスケット４により形成される空間に収納される燃料集合体２のうちの少なくとも一部の燃料集合体２が、バスケット支持部材５に直接対向して収納されるようになっている。このように、最も外側に収納される燃料集合体２とバスケット支持部材５との間にバスケット板を設けないことにより、胴本体３を細く形成し、キャスク１の軽量化を図ることができる。

しかも、胴本体３内部の燃料集合体２以外の空間（即ち空気が存在する空間）を少なくすることができる。このように、熱伝導性の低い空間を少なくすることができるため、燃料集合体２からの熱が胴本体３に効率よく伝達される。これにより、除熱性能が向上する。

さらに、第１実施形態のキャスク１においては、バスケット板１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄ，１７ａ〜１７ｄ，１８ａ〜１８ｄは、全て同一の長さで形成されている。また、スリット１９の位置及び深さも、全て同様になっている。このように、バスケット板の長さが全て同じであるため、バスケット板の製造時に部品の種類の削減を図ることができる。しかも、バスケット板の製造時、製造時間の短縮化を図ることができる。さらには、スリット１９の形成時、スリット１９の位置及び深さが全て同じであるため、全てのバスケット板に対してスリット１９を一度の工程で形成することができ、製造工程の簡素化を図ることができる。

［２．第２実施形態］
次に、第２実施形態のキャスクについて、図５を参照しながら説明する。ただし、第２実施形態のキャスクにおいては、バスケット支持部材５として、図５（ａ）に示すブロック状部材５Ｂ（バスケット支持部材分割体）を結合したものを用いたこと以外は、第１実施形態のキャスク１の構成と同様である。そのため、第２実施形態のキャスクにおけるブロック状部材５Ｂ以外の構成の説明は省略する。また、前記した各部と同じものについては同じ符号を付すものとし、その詳細な説明を省略する。

図５（ａ）に示すブロック状部材５Ｂは、その外径として１／４の円弧形状を有する。ブロック状部材５Ｂにおいては、一方の周方向端面７０に、高さ方向に延在する、断面Ｔ字状の突起７１ａが形成されている。さらに、他方の周方向端面７０に、高さ方向に延在するスリット７１ｂが形成されている。

ブロック状部材５Ｂ同士を結合する際には、突起７１ａを、別のブロック状部材５Ｂのスリット７１ｂに挿嵌することで、複数のブロック状部材５Ｂが周方向に結合される（図５（ｂ）参照）。このようにすることで、ブロック状部材５Ｂ同士の周方向の結合に際してボルト等を用いる必要がない。そのため、結合が容易になるとともに、部品点数が削減される。また、高さ方向の結合は、第１実施形態と同様に、貫通穴２６に通しボルト等（図示しない）を挿入することにより行われる。

［３．第３実施形態］
次に、第３実施形態のキャスクについて、図６を参照しながら説明する。ただし、第３実施形態のキャスクにおいては、前記したバスケット支持部材５として、図６（ａ）に示すブロック状部材５Ｃ（バスケット支持部材分割体）を結合したものを用いたこと以外は、第１実施形態のキャスク１の構成と同様である。そのため、第３実施形態のキャスクにおけるブロック状部材５Ｃ以外の構成の説明は省略する。また、前記した各部と同じものについては同じ符号を付すものとし、その詳細な説明を省略する。なお、図６（ａ）においては、ブロック状部材５Ｃ（即ち、バスケット支持部材５）は、胴本体３に収納された状態で示されている。

ブロック状部材５Ｃは、その内壁面に、高さ方向に延在する溝２１，３３が形成されている。これらの溝２１，３３の深さ（周方向の長さ）は異なっている。具体的には、溝３３の深さは、溝２１の深さよりも深い（長い）ものになっている。また、溝２１，３３の各深さに対応するように、長さの異なるバスケット板によってバスケット４が構成されている。

このように、第１実施形態のキャスク１に設けられた溝２１よりも深い溝３３が形成されることにより、溝３３において、バスケット板とブロック状部材５Ｃとの接触面積が大きくなる。即ち、異なる長さのバスケット板を用い、これに対応する溝２１，３３を設けることにより、バスケット板とブロック状部材５Ｃとの接触面積を大きくすることができる。これにより、燃料集合体２からの熱をブロック状部材５Ｃにより効率良く伝達させることができ、除熱性能が向上する。

また、ブロック状部材５Ｃの外周面側にはザグリ部３２が設けられている（図６（ｂ）参照）。即ち、ブロック状部材５Ｃにおいては、径方向に肉抜きがなされている。ザグリ部３２内には、端面７０と連通する貫通穴３１が設けられている。そして、ブロック状部材５Ｃは、この貫通穴３１を介してボルト２８及びナット２９により、別のブロック状部材５Ｃと固定される。このような形状とすることにより、伝熱性能がより向上したものとなるとともに、軽量化を図ることもできる。

［４．第４実施形態］
次に、第４実施形態のキャスクについて、図７を参照しながら説明する。ただし、第４実施形態のキャスクにおいては、前記したブロック状部材５として、図７（ａ）に示すバスケット支持部材５Ｄ（バスケット支持部材分割体）を結合したものを用いたこと以外は、第１実施形態のキャスク１の構成と同様である。そのため、第４実施形態のキャスクにおけるブロック状部材５Ｄ以外の構成の説明は省略する。また、前記した各部と同じものについては同じ符号を付すものとし、その詳細な説明を省略する。

図７（ａ）に示すように、ブロック状部材５Ｄは、図５（ａ）を参照しながら説明した突部７１ａ及びスリット７１ｂと、図６（ａ）を参照しながら説明した溝２１，３３と、を備えている。溝３３において、バスケット４（図示しない）とブロック状部材５Ｄとの接触面積が大きくなる。これにより、燃料集合体２からの熱をブロック状部材５Ｄにより効率良く伝達させることができ、除熱性能が向上する。また、図７（ｂ）に示すように、ブロック状部材５Ｄ同士の結合に際してボルト等を用いる必要がない。そのため、結合が容易になるとともに、部品点数が削減される。

［５．第５実施形態］
次に、第５実施形態のキャスクについて、図８を参照しながら説明する。ただし、第５実施形態のキャスクにおいては、前記したバスケット支持部材５として、図８（ａ）に示すブロック状部材５Ｅ（バスケット支持部材分割体）を結合したものを用いたこと以外は、第１実施形態のキャスク１の構成と同様である。そのため、第５実施形態のキャスクにおけるブロック状部材５Ｅ以外の構成の説明は省略する。また、前記した各部と同じものについては同じ符号を付すものとし、その詳細な説明を省略する。

ブロック状部材５Ｅは、その外形状が図８（ｂ）に示すように円筒形状になっている。バスケット支持部材５Ｅの内部は中空状になっている。そして、ブロック状部材５Ｅの内壁面には、バスケット４（図８（ｂ）参照）が挿入支持される溝２１が形成されている。

ブロック状部材５Ｅを胴本体３（図１参照）に収納する際、図８（ｂ）に示すように、ブロック状部材５Ｅは高さ方向に複数段（図示では３段）積層される。この際、各ブロック状部材５Ｅの内壁に形成されている溝２１は周方向の位置が一致するように積層される。

バスケット支持部材５Ｅを製造する方法としては、例えば一枚の金属板から図８（ａ）に示す形状を削り出す方法とすることができる。このような方法によれば、製造工程を簡素化することができるとともに、部品点数を削減することができる。

［６．第６実施形態］
次に、第６実施形態のキャスクについて、図９及び図１０を参照しながら説明する。ただし、第６実施形態のキャスクにおいては、前記したバスケット支持部材５として、図１０に示すブロック状部材５Ｆ（バスケット支持部材分割体）を結合したものを用いたこと以外は、第１実施形態のキャスク１の構成と基本的には同様である。そのため、第６実施形態のキャスクにおけるブロック状部材５Ｆ以外の構成の説明は省略する。また、前記した各部と同じものについては同じ符号を付すものとし、その詳細な説明を省略する。なお、図９（ａ）においては、ブロック状部材５Ｆは、胴本体３に収納された状態で示されている。

第６実施形態においては、ブロック状部材５Ｆに溝３４が設けられているほか、胴本体３の内壁面にも溝３５が設けられている。これらの溝３４，３５は、いずれも、高さ方向に延在している。そして、これらの溝３４，３５に対し、バスケット４が挿入支持されるようになっている。即ち、バスケット４は、胴本体３及びバスケット支持部材５のいずれにも支持固定されている。

ブロック状部材５Ｆの外側面は、図９及び１０に示すように、胴本体３の内壁面と対向する円弧形状になっている。また、ブロック状部材５Ｆの外側面（円弧）の周方向長さは、図９に示すように、胴本体３に設けられた２つの溝３５，３５間にブロック状部材５Ｆが配設可能な長さになっている。また、胴本体３に設けられた溝３５のうち、最も近接する溝３５，３５間の距離は、図９に示すように、バスケット４により形成される区画（燃料集合体２が収納される区画）の対角線の長さと略同じである。

また、ブロック状部材５Ｆの内壁面（バスケット４と接触する面）には、図９及び図１０に示すように、その上端面から下端面に延在して溝３４が設けられている。さらに、図示はしていないが、胴本体３に形成される溝３５は、図２に示したバスケット支持部材５と同様に下端面まで到達しておらず、ストッパ部（図示しない）が形成されている。そして、このストッパ部に対応するようにバスケット４も構成され、第１実施形態において説明したものと同様に、バスケット４を胴本体３の底面近傍まで挿入することができるようになっている。

第６実施形態のキャスクにおいては、バスケット４が直接胴本体３に接触される。従って、燃料集合体２からのバスケット４及びブロック状部材５Ｆを介した胴本体３への伝熱のほか、バスケット４から胴本体３に直接熱を直接伝達させることができ、除熱性能を向上させることができる。

また、バスケット４を構成するバスケット板のうち、最も外側に存在するバスケット板は、胴本体３に形成された溝部３５に挿入されるようになっている。そのため、胴本体３内部の燃料集合体２が収納されない部分を少なくすることができる。これにより、胴本体３を細くすることができ、キャスクの軽量化を図ることができる。しかも、胴本体３内部の燃料集合体２以外の空間（即ち空気が存在する空間）を少なくすることができる。このように、熱伝導性の低い空間を少なくすることができるため、燃料集合体２からの熱が胴本体３に効率よく伝達される。これにより、除熱性能が向上する。

さらには、ブロック状部材５Ｆは、バスケット４とともに胴本体３の内部に固定される。即ち、胴本体３の内壁面に溝部３５が形成されているため、ボルト等を用いてブロック状部材５Ｆ及びバスケット４を固定せずとも、胴本体３内部で移動することがない。そのため、より確実かつ容易に、ブロック状部材５Ｆを胴本体３内部に固定することができる。

そして、第６実施形態におけるバスケット４は、全て同じ長さのバスケット板により構成される。そのため、部品点数の削減を図ることができる。

［７．その他の変更例］
以上説明した各実施形態の構成によれば、除熱性をより向上させるとともに、軽量化及び製造合理化可能なキャスクを提供することができる。ただし、本実施形態は、前記の具体例に何ら制限されるものではない。

例えば、第２実施形態のブロック状部材５Ｂ等においては、突起７１ａの断面形状がＴ字状になっているが、例えば断面形状が三角形状（端部７１から周方向外側に向かって突起の幅寸法が拡大する形状）や円形状等、その形状は特に制限されない。そして、この突起７１ａに対するように、スリット７１ｂが形成されればよい。

また、第５実施形態のブロック状部材５Ｅにおいては、積層されるブロック状部材５Ｅの数（段数）は３段に限られず、２段以下であってもよいし、４段以上であってもよい。

さらに、第６実施形態のブロック状部材５Ｆは、高さ方向に一体に形成されているが、例えば図１１に示すように、ブロック状部材５Ｇ（バスケット支持部材分割体）を３段積層してブロック状部材５Ｆとしてもよい。この場合、３段の積層に何ら限定されず、２段の積層又は４段以上の積層でもよい。

また、前記した各実施形態において、バスケット４は４段のバスケット板群１５〜１８を積層配置されてなるが、３段以下のバスケット板群が積層配置されてなってもよく、５段以上のバスケット板群が積層配置されてなってもよい。

また、キャスク１は円筒形状として説明したが、キャスク１の形状は円筒形状に何ら限定されるものではなく、任意の形状に適用できる。従って、その他の部材も、キャスク１の形状に合わせて任意に決定すればよい。

さらに、前記の各実施形態においては、バスケット４は複数のバスケット板をスリット１９に係合させて構成しているが、バスケット４の構成はこの構成に何ら限定されず、任意の方法でバスケット４を構成すればよい。

また、キャスク１に収納可能な燃料集合体２の本数も、図示の例に何ら限定されない。そのため、所望の本数の燃料集合体２が収納可能となるように、バスケット４を構成すればよい。

また、前記した各実施形態の構成は、適宜組み合わせて適用してもよい。例えば、図９に示す第６実施形態において、バスケット支持部材５Ｆに備えられる溝の深さ（径方向）は全て同じである必要は無く、例えば図６に示すように、異なる深さになるようにしてもよい。

１ キャスク
２ 燃料集合体（核燃料）
３ 胴本体
４ バスケット
５ バスケット支持部材
５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ，５Ｆ，５Ｇ ブロック状部材（バスケット支持部材分割体）
１２ 中性子遮蔽体

Claims (6)

1. γ線を遮蔽する胴本体と、中性子を遮蔽する中性子遮蔽体と、前記胴本体内部に備えられ、核燃料が収納される格子状の区画を形成するバスケットと、を備え、前記核燃料を収納するキャスクであって、
   前記胴本体と前記バスケットとの間にはバスケット支持部材が設けられ、前記バスケットは前記バスケット支持部材に支持固定され、
   前記バスケットにより形成される空間に収納される核燃料のうちの少なくとも一部の核燃料が、前記バスケット支持部材に直接対向して収納されるように、前記バスケットが構成されている
   ことを特徴とする、キャスク。
2. 請求項１に記載のキャスクにおいて、
   前記バスケットは、複数のバスケット板により構成され、
   前記複数のバスケット板は、長さの同じバスケット板により構成される
   ことを特徴とする、キャスク。
3. 請求項１に記載のキャスクにおいて、
   前記バスケットは、複数のバスケット板により構成され、
   前記複数のバスケット板は、長さの異なるバスケット板により構成される
   ことを特徴とする、キャスク。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載のキャスクにおいて、
   前記バスケットは、前記胴本体及び前記バスケット支持部材のいずれにも支持固定される
   ことを特徴とする、キャスク。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載のキャスクにおいて、
   前記バスケット支持部材は、肉抜きされている
   ことを特徴とする、キャスク。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載のキャスクにおいて、
   前記バスケット支持部材は、複数のバスケット支持部材分割体が結合されてなる
   ことを特徴とする、キャスク。

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