JP6143573B2 - 放射性物質収納用バスケットおよび放射性物質収納容器 - Google Patents

Description

本発明は、放射性廃棄物を収納し、搬送、貯蔵する放射性物質収納用バスケットおよび放射性物質収納容器に関する。

原子力発電プラントの原子炉などで発生した放射性廃棄物は、放射性物質収納容器に収納され、貯蔵施設や再処理施設などに搬送され、貯蔵または再処理される。このような放射性物質収納容器は、上部が開口した底付きの円筒形状をなす胴部と、複数の放射性廃棄物を個々に収納可能な複数のセルを有するバスケットと、胴部の上部に固定される蓋部とから構成されている。

従来の放射性物質収納容器として、例えば、特許文献１に記載された放射性物質用の金属密閉容器は、容器本体の軸方向に沿って延びた断面矩形状の細長い装填部（セル）を複数形成したバスケットを有し、当該装填部内に全体として四角柱状に形成された放射性物質集合体が挿入されるもので、装填部において、放射性物質集合体とバスケットとの間の半径方向の隙間内に、放射性物質集合体とバスケットとの衝突を防止する緩衝部材を設けたものである。

また、従来の放射性物質収納容器として、例えば、特許文献２に記載された放射性物質の受容装置は、円筒形輪郭を有する燃料要素または円筒形ライナが受容される中心円筒形孔（セル）を有する角柱形状のエレメントを複数平行に固定したものである。

特開２００４−１０１５３８号公報 特開昭６３−２８９４９５号公報

上述した特許文献１に記載された放射性物質用の金属密閉容器や、特許文献２に記載された放射性物質の受容装置のように、バスケットのセルは、放射性物質の形状に合わせた断面形状を有することが一般的である。特許文献１に示すように、断面矩形状のセルは、一様な厚さの板材により形成できるため、比較的製造が容易であり、比較的重量を軽く形成することができる。一方、特許文献２に示すように、円筒形のセルの場合、外形を角柱形状とすることで、エレメントを複数並行に固定し易いが、厚さが一様でないため、製造が難しく、厚さが厚い部分で重量が嵩む問題がある。

そこで、例えば、特許文献１に示される断面矩形状のセルに、特許文献２に示される円筒形輪郭の放射性物質を受容したとすると、放射性物質が、特許文献１に示すように燃料被覆管内に燃料を封入してなる細長い多数本の燃料棒からなり、この多数本の燃料棒を束ねた形状としたものである場合、事故事象の落下において燃料棒が上下方向で押し潰される外力により束ねられた形態が変化（例えば、燃料棒の間隔が変位）してしまうことがあり、放射性物質が臨界状態になることを防ぐ未臨界性が低下するリスクが高くなる。

本発明は上述した課題を解決するものであり、軽量で製造を容易とし、かつ放射性物質の破損を防ぐことのできる放射性物質収納用バスケットおよび放射性物質収納容器を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の放射性物質収納用バスケットは、バスケット本体と、前記バスケット本体に互いに平行かつ所定間隔で区画形成される複数の放射性物質収納部と、前記放射性物質収納部の区画内に挿入され、前記放射性物質収納部の区画内形に対して異なる外形の放射性物質を収納するように前記放射性物質収納部の区画内形を前記放射性物質の外形に合わせるガイド部と、を備えることを特徴とする。

この放射性物質収納用バスケットによれば、ガイド部により、放射性物質収納部の区画内形を放射性物質の外形に合わせることで、事故事象の落下において、多数本の燃料棒を束ねた形状とした放射性物質が上下方向で押し潰される外力により束ねられた形態が変化してしまう事態を抑制するため、放射性物質が臨界状態になることを防ぐ未臨界性能を高めることができる。しかも、ガイド部は、放射性物質収納部の区画内に挿入され、放射性物質収納部の区画内形を放射性物質の外形に合わせるため、放射性物質収納部を一様の厚さで形成できるため、軽量化を図ることができ、かつ加工性がよく製造を容易とすることができる。また、ガイド部が放射性物質収納部の区画内に挿入され、放射性物質収納部の区画内形を放射性物質の外形に合わせるため、放射性物質収納部の区画内の空間部が少なく熱伝達性が損なわれないため、除熱性能を維持することができる。

また、本発明の放射性物質収納用バスケットでは、前記放射性物質収納部は、区画内形が矩形状に形成されることを特徴とする。

この放射性物質収納用バスケットによれば、放射性物質収納部の区画内形を矩形状に形成することで、加工性がよりよくなり、製造を容易とする効果を顕著に得ることができる。また、一般的な放射性物質は、外形が矩形状であり、この放射性物質の外形に合わせた矩形状の区画内形の放射性物質収納部も一般的に用いられている。従って、この矩形状の区画内形の一般的な放射性物質収納部を利用して、ガイド部を設けることで、放射性物質収納部の区画内形とは異なる外形の放射性物質を収納し、かつ事故事象の落下において、放射性物質が上下方向で押し潰される外力により束ねられた形態が変化してしまう事態を抑制して、放射性物質が臨界状態になることを防ぐ未臨界性能を高めることができる。

また、本発明の放射性物質収納用バスケットでは、前記放射性物質収納部の内面に沿って設けられる中性子吸収体を有することを特徴とする。

この放射性物質収納用バスケットによれば、放射性物質収納部の区画内で中性子吸収体の内側に挿入される放射性物質から放出される中性子を適正に吸収することができ、未臨界性能を向上することができる。

また、本発明の放射性物質収納用バスケットでは、前記ガイド部が前記中性子吸収体として形成されることを特徴とする。

この放射性物質収納用バスケットによれば、ガイド部が中性子吸収体として形成されていることで、放射性物質収納部の区画内に挿入される放射性物質から放出される中性子を適正に吸収することができ、未臨界性能を向上することができる。

前記ガイド部は、前記放射性物質収納部の上下方向に連続して配置されており、前記バスケット本体の上下方向の端部と前記ガイド部の端部との相互を連結する連結部を有することを特徴とする。

この放射性物質収納用バスケットによれば、連結部によりガイド部がバスケット本体に連結されることで、ガイド部をバスケット本体の放射性物質収納部内に位置決めすることができる。しかも、バスケット本体が複数の板材や筒材で組み立てられている場合、隣接する各放射性物質収納部に配置されたそれぞれのガイド部を連結部で連結するようにすれば、バスケット本体を構成する複数の板材同士や筒材同士がズレることなくバスケット本体が一体に構成されるため、放射性物質を収納する強度を確保することができる。

また、本発明の放射性物質収納用バスケットでは、前記バスケット本体は、複数の板材が積み重ねられ、かつ積み重ね方向と交差する方向で組み合わせられて前記放射性物質収納部を区画形成し、前記ガイド部は、前記板材の積み重ねられる方向に連続して前記放射性物質収納部に配置されており、前記板材の積み重ねられた両端と前記ガイド部の両端との相互を連結する連結部を有することを特徴とする。

この放射性物質収納用バスケットによれば、複数の板材が積み重ねられ、かつ積み重ね方向と交差する方向で組み合わせられて放射性物質収納部を区画形成することで、バスケット本体を容易に組み立てることができる。しかも、ガイド部を、板材の積み重ねられる方向に連続して放射性物質収納部に配置し、板材の積み重ねられた両端とガイド部の両端との相互を連結する連結部を有することで、積み重ねられた各板材を上下で挟むようにガイド部を介して連結でき、各板材同士がズレることなくバスケット本体が一体に構成されるため、放射性物質を収納する強度を確保することができる。

また、本発明の放射性物質収納用バスケットでは、前記バスケット本体が炭素鋼またはステンレス鋼からなることを特徴とする。

この放射性物質収納用バスケットによれば、放射性物質を収納する強度を十分に確保することができる。

また、本発明の放射性物質収納用バスケットでは、前記ガイド部がアルミニウム合金からなることを特徴とする。

この放射性物質収納用バスケットによれば、ガイド部を押し出し成形により容易に製造することができ、かつ軽量化を図ることができ、しかも熱伝達性能が高まるため除熱性能を向上することができる。

また、本発明の放射性物質収納用バスケットでは、前記ガイド部が耐液性の表面処理を施されていることを特徴とする。

この放射性物質収納用バスケットによれば、放射性物質を収容するプールには、中性子を吸収するためや、隣接する放射性物質同士の臨界を防ぐために水が注入されおり、放射性物質を放射性物質収納用バスケットに収納する際にプールの水中に漬けられることになるが、この際にプールの水に対するガイド部の耐久性を向上することができる。

また、本発明の放射性物質収納用バスケットでは、前記ガイド部が放熱性の表面処理を施されていることを特徴とする。

この放射性物質収納用バスケットによれば、ガイド部の熱伝達性能が高まるため除熱性能を向上することができる。

また、本発明の放射性物質収納用バスケットでは、前記放射性物質の外形に合わせた筒状部材を有することを特徴とする。

この放射性物質収納用バスケットによれば、筒状部材で放射性物質を囲むことから、多数本の燃料棒を束ねた形状とした放射性物質が上下方向で押し潰される外力により束ねられた形態が変化してしまう事態をより抑制し、未臨界性能をより高めることができる。

また、本発明の放射性物質収納用バスケットでは、前記筒状部材は、中性子吸収体であることを特徴とする。

この放射性物質収納用バスケットによれば、中性子吸収体である筒状部材の内側に挿入される放射性物質から放出される中性子を適正に吸収することができ、未臨界性能を向上することができる。

また、本発明の放射性物質収納用バスケットでは、前記筒状部材は、炭素鋼またはステンレス鋼からなることを特徴とする。

この放射性物質収納用バスケットによれば、放射性物質を収納する強度を十分に確保することができ、多数本の燃料棒を束ねた形状とした放射性物質が上下方向で押し潰される外力により束ねられた形態が変化してしまう事態をより抑制し、未臨界性能をより高める効果を顕著に得ることができる。

また、本発明の放射性物質収納用バスケットでは、前記筒状部材は、多重に構成され、少なくとも１つが中性子吸収体であり、少なくとも他の１つが炭素鋼またはステンレス鋼からなることを特徴とする。

この放射性物質収納用バスケットによれば、中性子吸収体である筒状部材の内側に挿入される放射性物質から放出される中性子を適正に吸収することができ、未臨界性能を向上することができる。しかも、この放射性物質収納用バスケットによれば、炭素鋼またはステンレス鋼からなる筒状部材により、放射性物質を収納する強度を十分に確保することができ、多数本の燃料棒を束ねた形状とした放射性物質が上下方向で押し潰される外力により束ねられた形態が変化してしまう事態をより抑制し、未臨界性能をより高める効果を顕著に得ることができる。

上記の目的を達成するための本発明の放射性物質収納容器は、一方に開口部が形成されて他方に閉塞部が形成されて筒形状をなす胴部と、前記開口部を閉塞するように前記胴部に対して着脱可能な蓋部と、前記胴部内に収容される上述したいずれか一つの放射性物質収納用バスケットと、を有することを特徴とする。

この放射性物質収納容器によれば、放射性物質収納用バスケットのガイド部により、放射性物質収納部の区画内形を放射性物質の外形に合わせることで、事故事象の落下において、多数本の燃料棒を束ねた形状とした放射性物質が上下方向で押し潰される外力により束ねられた形態が変化してしまう事態を抑制するため、放射性物質が臨界状態になることを防ぐ未臨界性能を高めることができる。しかも、ガイド部は、放射性物質収納部の区画内に挿入され、放射性物質収納部の区画内形を放射性物質の外形に合わせるため、放射性物質収納部を一様の厚さで形成できるため、軽量化を図ることができ、かつ加工性がよく製造を容易とすることができる。放射性物質収納用バスケットが軽量であれば、放射性物質収納容器自体への組み付け作業が容易であり、かつ放射性物質収納容器自体が軽量化されて可搬性が向上する。放射性物質収納用バスケットの製造が容易であれば、放射性物質収納用バスケットおよび放射性物質収納容器自体の製造コストが低減できる。また、ガイド部が放射性物質収納部の区画内に挿入され、放射性物質収納部の区画内形を放射性物質の外形に合わせるため、放射性物質収納部の区画内の空間部が少なく熱伝達性が損なわれないため、除熱性能を維持することができる。

本発明によれば、軽量で製造を容易とし、かつ放射性物質の破損を防ぐことができる。

図１は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納容器としてのキャスクの側断面図である。 図２は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納容器としてのキャスクの平断面図である。 図３は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットの平面図である。 図４は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットの変形例の平面図である。 図５は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットの変形例の平面図である。 図６は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットの変形例の平面図である。 図７は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットの他の例の平面図である。 図８は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットの組み立て斜視図である。 図９は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットの他の例の平面図である。 図１０は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットの他の例の斜視図である。 図１１は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットの他の例の平面図である。 図１２は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットの他の例の平面図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、本実施形態に係る放射性物質収納容器としてのキャスクの側断面図であり、図２は、本実施形態に係る放射性物質収納容器としてのキャスクの平断面図である。

放射性物質収納容器としてのキャスク１１は、胴部１２と蓋部１３と放射性物質収納用バスケット１４とから構成されている。胴部１２は、胴本体２１の一方、つまり、上部に開口部２２が形成され、他方、つまり、下部に底部（閉塞部）２３が形成された円筒形状をなしており、内部に放射性物質（例えば、使用済燃料集合体）を収納可能となっている。すなわち、胴本体２１は、内部にキャビティ２４が設けられ、このキャビティ２４は、その内面が放射性物質収納用バスケット１４の外周形状に合わせた形状となっている。放射性物質収納用バスケット１４は、複数の放射性物質（図示略）を個々に収納するセルを複数有している。放射性物質収納用バスケット１４の構成の詳細については後述する。そして、胴本体２１は、下部に底部２３が溶接により結合されており、この胴本体２１および底部２３は、γ線遮蔽機能を有する炭素鋼製の鍛造品となっている。胴本体２１および底部２３は、炭素鋼の代わりにステンレス鋼を用いることもできる。また、胴本体２１および底部２３は、球状黒鉛鋳鉄や炭素鋼鋳鋼などの鋳造品を用いることもできる。

胴部１２は、胴本体２１の外周側に所定の隙間を空けて外筒２５が配設されており、胴本体２１の外周面と外筒２５の内周面との間に、熱伝達を行う銅製の伝熱フィン２５ａが周方向に等間隔で複数溶接されている。そして、胴部１２は、胴本体２１と外筒２５との空間部に、水素を多く含有する高分子材料であって中性子遮蔽機能を有するボロンまたはボロン化合物を含有したレジン（中性子遮蔽体）２６が流動状態で図示しないパイプ等を介して注入され、固化されている。

また、胴部１２は、底部２３の下側に複数の連結板２７により所定の隙間を空けて底板２８が連結されていてもよく、この連結板２７と底板２８との空間部にレジン（中性子遮蔽体）２９が設けられている。更に、胴部１２は、外周部における所定の位置にトラニオン３０が固定されている。

胴部１２における胴本体２１の開口部２２を閉塞する蓋部１３は、一次蓋部３１と二次蓋部３２によって構成されている。一次蓋部３１は、γ線を遮蔽するステンレス鋼または炭素鋼からなる円盤形状である。また、二次蓋部３２も、ステンレス鋼製または炭素鋼製の円盤形状であるが、その内部にレジン（中性子遮蔽体）３３が封入されている。この一次蓋部３１および二次蓋部３２は、ステンレス鋼製または炭素鋼製のボルト（図示略）により胴本体２１の上端部に着脱自在に取付けられている。この場合、一次蓋部３１および二次蓋部３２と胴本体２１との間に、それぞれ図示しない金属ガスケットが介装され、内部の密封性を確保している。なお、レジン３３は、一次蓋部３１の内部に設けられていてもよく、一次蓋部３１にのみ設けられていてもよい。また、蓋部１３の周囲には、レジンを封入した補助遮蔽体３４が設けられる場合もある。

放射性物質収納用バスケット１４について詳細に説明する。図３は、本実施形態に係る放射性物質収納用バスケットの平面図であり、図４〜図６は、本実施形態に係る放射性物質収納用バスケットの変形例の平面図である。

放射性物質収納用バスケット１４は、図３〜図６に示すように、バスケット本体４１と、放射性物質収納部４２と、ガイド部４３とを有する。

バスケット本体４１は、複数の板材を格子状に組み合わせることにより構成されている。または、バスケット本体４１は、複数の筒材を平行に束ね合わせることにより構成されていてもよい。これにより、図１および図２に示すように、格子状の各区画や、各筒体の区画が、互いに平行かつ所定間隔で配置されるセルとしての放射性物質収納部４２が上下方向に連続して形成される。なお、板材を格子状に組み合わせたバスケット本体４１や、筒材を平行に束ね合わせたバスケット本体４１は、放射性物質収納部４２を平面視で碁盤の目のように配列して区画形成することができる。また、筒材を平行に束ね合わせたバスケット本体４１では、放射性物質収納部４２を平面視で千鳥状に配列して区画形成することもできる。

ガイド部４３は、図３〜図６に示すように、放射性物質収納部４２の区画内形に対して異なる外形の放射性物質１００を収納するように放射性物質収納部４２の区画内形を放射性物質１００の外形に合わせるものである。

ここで、放射性物質１００は、上述したように使用済燃料集合体がある。使用済燃料集合体は、多数本の燃料棒が支持格子により外形が円形状（図３および図５参照）や６角形状（図４および図６参照）に束ねて構成されたものである。

本実施形態において、放射性物質収納部４２の区画内形は、矩形状に形成されている。従って、本実施形態では、放射性物質収納部４２の矩形状の区画内形を、図３および図５に示すように放射性物質１００の円形状の外形や、図４および図６に示すように放射性物質１００の６角形状の外形に合わせる。なお、放射性物質収納部４２の区画内形は、矩形状に限定されるものではない。例えば、放射性物質収納部４２の区画内形が円形状の場合、矩形状の放射性物質１００の外形に合わせたり、６角形状の放射性物質１００の外形に合わせたりしてもよい。

ガイド部４３は、図３において、放射性物質収納部４２の矩形状の区画内形を、放射性物質１００の円形状の外形に合わせるように、放射性物質収納部４２の矩形状の４カ所の内角部分に配置され、当該内角部分に沿う角部４３ａと、放射性物質１００の円形状の外形に沿う内側面４３ｂとを有してなる。このガイド部４３は、放射性物質収納部４２の上下方向に沿って設けられる。ガイド部４３は、放射性物質収納部４２の上下方向の寸法とほぼ同じ寸法の上下方向の長さを有している。また、ガイド部４３は、軽量化を図るために内部に中空部４３ｃが設けられている。

また、ガイド部４３は、図４において、放射性物質収納部４２の矩形状の区画内形を、放射性物質１００の６角形状の外形に合わせるように、放射性物質収納部４２の矩形状の４カ所の内角部分に配置され、当該内角部分に沿う角部４３ａと、放射性物質１００の６角形状の外形に沿う内側面４３ｂとを有してなる。このガイド部４３は、放射性物質収納部４２の上下方向に沿って設けられる。ガイド部４３は、放射性物質収納部４２の上下方向の寸法とほぼ同じ寸法の上下方向の長さを有している。また、ガイド部４３は、軽量化を図るために内部に中空部４３ｃが設けられている。

また、ガイド部４３は、図５において、放射性物質収納部４２の矩形状の区画内形を、放射性物質１００の円形状の外形に合わせるように、放射性物質１００の円形状の外形に沿う円筒状に形成されている。このガイド部４３は、放射性物質収納部４２の上下方向に沿って設けられる。ガイド部４３は、放射性物質収納部４２の上下方向の寸法とほぼ同じ寸法の上下方向の長さを有している。

また、ガイド部４３は、図６において、放射性物質収納部４２の矩形状の区画内形を、放射性物質１００の６角形状の外形に合わせるように、放射性物質１００の６角形状の外形に沿う６角筒状に形成されている。ガイド部４３は、放射性物質収納部４２の上下方向の寸法とほぼ同じ寸法の上下方向の長さを有している。

このように構成された放射性物質収納用バスケット１４は、図１および図２に示すように、キャスク１１を構成する胴部１２内に配置される。すなわち、胴部１２は、内部に内周面が円形状をなすキャビティ２４が形成され、放射性物質収納用バスケット１４は、このキャビティ２４に嵌合するように配置される。このとき、放射性物質収納用バスケット１４は、キャビティ２４に対して位置決め部材（図示略）により位置決めされ、回り止めが施される。そして、放射性物質収納用バスケット１４は、セルとして複数の放射性物質収納部４２が形成され、内部にガイド部４３が挿入されていることから、放射性物質収納部４２の区画内形に対して異なる外形の放射性物質１００を収納することができる。その後、胴部１２は、開口部２２に蓋部１３が固定されることで、複数の放射性物質１００がキャスク１１内に密封されることとなる。

このように、本実施形態の放射性物質収納用バスケット１４は、バスケット本体４１と、バスケット本体４１に互いに平行かつ所定間隔で区画形成される複数の放射性物質収納部４２と、放射性物質収納部４２の区画内に挿入され、放射性物質収納部４２の区画内形に対して異なる外形の放射性物質１００を収納するように放射性物質収納部４２の区画内形を放射性物質１００の外形に合わせるガイド部４３と、を備える。

この放射性物質収納用バスケット１４によれば、ガイド部４３により、放射性物質収納部４２の区画内形を放射性物質１００の外形に合わせることで、事故事象の落下において、多数本の燃料棒を束ねた形状とした放射性物質１００が上下方向で押し潰される外力により束ねられた形態が変化（例えば、燃料棒の間隔が変位）してしまう事態を抑制するため、放射性物質１００が臨界状態になることを防ぐ未臨界性能を高めることができる。しかも、ガイド部４３は、放射性物質収納部４２の区画内に挿入され、放射性物質収納部４２の区画内形を放射性物質１００の外形に合わせるため、放射性物質収納部４２を一様の厚さで形成できるため、軽量化を図ることができ、かつ加工性がよく製造を容易とすることができる。放射性物質収納用バスケット１４が軽量であれば、放射性物質収納容器としてのキャスク１１への組み付け作業が容易であり、かつキャスク１１が軽量化されて可搬性が向上する。放射性物質収納用バスケット１４の製造が容易であれば、放射性物質収納用バスケット１４およびキャスク１１の製造コストが低減できる。また、ガイド部４３が放射性物質収納部４２の区画内に挿入され、放射性物質収納部４２の区画内形を放射性物質１００の外形に合わせるため、放射性物質収納部４２の区画内の空間部が少なく熱伝達性が損なわれないため、除熱性能を維持することができる。

なお、ガイド部４３は、放射性物質収納部４２の上下方向の寸法とほぼ同じ寸法の上下方向の長さを有していると説明したが、この限りではない。例えば、多数本の燃料棒を束ねた形状とした放射性物質１００が上下方向で押し潰される外力により束ねられた形態が変化してしまう事態を抑制するうえで、放射性物質１００が拡がり得る箇所に部分的にガイド部４３を設けてもよい。このようにすることで、より軽量化を図ることができる。

また、本実施形態の放射性物質収納用バスケット１４では、放射性物質収納部４２は、区画内形が矩形状に形成されることが好ましい。

この放射性物質収納用バスケット１４によれば、放射性物質収納部４２の区画内形を矩形状に形成することで、加工性がよりよくなり、製造を容易とする効果を顕著に得ることができる。また、一般的な放射性物質１００は、外形が矩形状であり、この放射性物質１００の外形に合わせた矩形状の区画内形の放射性物質収納部４２も一般的に用いられている。従って、この矩形状の区画内形の一般的な放射性物質収納部４２を利用して、ガイド部４３を設けることで、放射性物質収納部４２の区画内形とは異なる外形の放射性物質１００を収納し、かつ事故事象の落下において、放射性物質１００が上下方向で押し潰される外力により束ねられた形態が変化してしまう事態を抑制して、未臨界性能を高めることができる。

図７は、本実施形態に係る放射性物質収納用バスケットの他の例の平面図である。

本実施形態の放射性物質収納用バスケット１４では、図７に示すように、放射性物質収納部４２の内面に沿って設けられる中性子吸収体４４を有することが好ましい。

中性子吸収体４４は、放射性物質収納部４２の上下方向の寸法とほぼ同じ寸法の上下方向の長さを有して板状に形成されて、放射性物質収納部４２の内面に沿って区画内形の全周に設けられる。この中性子吸収体４４は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金に中性子吸収性能をもつボロン、またはボロン化合物を添加したアルミニウム複合材またはアルミニウム合金により構成されている。なお、中性子吸収体４４としては、ボロンの他にガドリニウムを用いることができる。

この放射性物質収納用バスケット１４によれば、放射性物質収納部４２の区画内で中性子吸収体４４の内側に挿入される放射性物質１００から放出される中性子を適正に吸収することができ、未臨界性能を向上することができる。

また、本実施形態の放射性物質収納用バスケット１４では、ガイド部４３が中性子吸収体として形成されていてもよい。

ガイド部４３が中性子吸収体として形成される形態としては、図７に示すように中性子吸収体４４が設けられたうえで、さらにガイド部４３が中性子吸収体として形成されていてもよいし、図３〜図６に示すように図７の中性子吸収体４４が設けられていない形態でガイド部４３が中性子吸収体として形成されていてもよい。

この放射性物質収納用バスケット１４によれば、ガイド部４３が中性子吸収体として形成されていることで、放射性物質収納部４２の区画内に挿入される放射性物質１００から放出される中性子を適正に吸収することができ、未臨界性能を向上することができる。図７に示すように中性子吸収体４４が設けられたうえで、さらにガイド部４３が中性子吸収体として形成されれば、放射性物質１００から放出される中性子をより適正に吸収することができ、未臨界性能をより向上することができる。図３〜図６に示すように図７の中性子吸収体４４が設けられていない形態でガイド部４３が中性子吸収体として形成されれば、放射性物質１００から放出される中性子を吸収し、かつ軽量化を図ることができる。

図８は、本実施形態に係る放射性物質収納用バスケットの組み立て斜視図であり、図９は、本実施形態に係る放射性物質収納用バスケットの他の例の平面図であり、図１０は、本実施形態に係る放射性物質収納用バスケットの他の例の斜視図である。

本実施形態の放射性物質収納用バスケット１４は、図８に示すように、バスケット本体４１が、複数の板材４１ａが積み重ねられ、かつ積み重ね方向と交差する方向で組み合わせられて放射性物質収納部４２を区画形成するように構成されている。板材４１ａは、直交する他の板材４１ａと相互に噛み合うように切欠４１ｂが設けられており、かつ切欠４１ｂにより、同方向に延在して上下に積み重なる板材４１ａ同士の上端と下端とが当接するように形成されている。これにより、格子状のバスケット本体４１が組み上げられる。なお、板材４１ａは、長手方向に貫通する貫通孔４１ｃが設けられており、当該貫通孔４１ｃが放射性物質１００からの高速中性子を減速させるためのフラックストラップとして機能する。

また、ガイド部４３は、放射性物質収納部４２の上下方向の寸法とほぼ同じ寸法の上下方向の長さを有している。

そして、図９および図１０に示すように、板材４１ａの積み重ねられた上下両端と、ガイド部４３の上下両端との相互を連結する連結部４５が設けられている。連結部４５は、本実施形態において、板材４１ａを間において配置される２つのガイド部４３の各中空部４３ｃに挿入される２つの固定片４５ａを有して、板材４１ａおよび２つのガイド部４３の一部を跨ぐコ字形状に形成されている。そして、２つの固定片４５ａを、板材４１ａおよび２つのガイド部４３の一部を貫通する固定手段（例えば、ボルトなど）４５ｂで固定することで、積み重ねられた各板材４１ａを上下で挟むようにガイド部４３を介して連結される。なお、図９および図１０では、図３に示す形態のガイド部４３を示しているが、図４〜図６に示す形態のガイド部４３であっても同様に板材４１ａを間において配置される２つのガイド部４３を連結するようにすれば、積み重ねられた各板材４１ａを上下で挟むようにガイド部４３を介して連結することができる。

このように、本実施形態の放射性物質収納用バスケット１４では、バスケット本体４１は、複数の板材４１ａが積み重ねられ、かつ積み重ね方向と交差する方向で組み合わせられて放射性物質収納部４２を区画形成し、ガイド部４３は、板材４１ａの積み重ねられる方向に連続して放射性物質収納部４２に配置されており、板材４１ａの積み重ねられた両端とガイド部４３の両端との相互を連結する連結部４５を有する。

この放射性物質収納用バスケット１４によれば、複数の板材４１ａが積み重ねられ、かつ積み重ね方向と交差する方向で組み合わせられて放射性物質収納部４２を区画形成することで、バスケット本体４１を容易に組み立てることができる。しかも、ガイド部４３を、板材４１ａの積み重ねられる方向に連続して放射性物質収納部４２に配置し、板材４１ａの積み重ねられた両端とガイド部４３の両端との相互を連結する連結部４５を有することで、積み重ねられた各板材４１ａを上下で挟むようにガイド部４３を介して連結でき、各板材４１ａ同士がズレることなくバスケット本体４１が一体に構成されるため、放射性物質１００を収納する強度を確保することができ、かつキャスク１１へのバスケット本体４１の組み付けを容易に行うことができる。

なお、連結部４５は、図９に示す構成のバスケット本体４１以外のバスケット本体４１にも適用することができる。図９に示す構成のバスケット本体４１以外のバスケット本体４１は、上述したように、複数の板材を格子状に組み合わせることにより構成されたもの、または、複数の筒材を平行に束ね合わせることにより構成されたものがある。すなわち、ガイド部４３は、バスケット本体４１の構成に関わらず、放射性物質収納部４２の上下方向に連続して配置されており、バスケット本体４１の上下方向の端部（少なくとも一方の端部）とガイド部４３の端部（少なくとも一方の端部）との相互を連結する連結部４５を有していてもよい。

この放射性物質収納用バスケット１４によれば、連結部４５によりガイド部４３がバスケット本体４１に連結されることで、ガイド部４３をバスケット本体４１の放射性物質収納部４２内に位置決めすることができる。また、複数の板材を格子状に組み合わせることにより構成されたバスケット本体４１に対しては、隣接する筒材の各放射性物質収納部４２に配置された２つのガイド部４３をコ字形状の連結部４５（図１０参照）で連結するようにすれば、隣接する筒材を連結することになり、隣接する筒材同士がズレることなくバスケット本体４１が一体に構成されるため、放射性物質１００を収納する強度を確保することができ、かつキャスク１１へのバスケット本体４１の組み付けを容易に行うことができる。さらに、複数の筒材を平行に束ね合わせることにより構成されたバスケット本体４１に対しては、隣接する筒材の各放射性物質収納部４２に配置された２つのガイド部４３をコ字形状の連結部４５（図１０参照）で連結するようにすれば、隣接する筒材を連結することになり、隣接する筒材同士がズレることなくバスケット本体４１が一体に構成されるため、放射性物質１００を収納する強度を確保することができ、かつキャスク１１へのバスケット本体４１の組み付けを容易に行うことができる。

また、上述した実施形態において、バスケット本体４１が炭素鋼またはステンレス鋼からなることが好ましい。

従って、この放射性物質収納用バスケット１４によれば、放射性物質１００を収納する強度を十分に確保することができる。

また、上述した実施形態において、ガイド部４３がアルミニウム合金からなることが好ましい。

従って、この放射性物質収納用バスケット１４によれば、ガイド部４３を押し出し成形により容易に製造することができ、かつ軽量化を図ることができ、しかも熱伝達性能が高まるため除熱性能を向上することができる。

また、上述した実施形態において、ガイド部４３が耐液性の表面処理を施されていることが好ましい。耐液性の表面処理は、封孔処理やメッキ処理（例えば、ニッケルメッキ）がある。

従って、この放射性物質収納用バスケット１４によれば、放射性物質１００を収容するプールには、中性子を吸収するためや、隣接する放射性物質１００同士の臨界を防ぐために水が注入されおり、放射性物質１００を放射性物質収納用バスケット１４に収納する際にプールの水中に漬けられることになるが、この際にプールの水に対するガイド部４３の耐久性を向上することができる。

また、上述した実施形態において、ガイド部４３が放熱性の表面処理を施されていることが好ましい。放熱性の表面処理は、封孔処理やメッキ処理（例えば、ニッケルメッキ）や着色処理（例えば黒色の着色）がある。

従って、この放射性物質収納用バスケット１４によれば、ガイド部４３の熱伝達性能が高まるため除熱性能を向上することができる。

図１１および図１２は、本実施形態に係る放射性物質収納用バスケットの他の例の平面図である。

本実施形態の放射性物質収納用バスケット１４は、図１１に示すように、放射性物質１００の外形に合わせた筒状部材４６を有する。筒状部材４６は、放射性物質収納部４２の上下方向の寸法とほぼ同じ寸法の上下方向の長さを有し、ガイド部４３と放射性物質１００との間に配置される。なお、ここでは、放射性物質収納部４２の矩形状の区画内形を、放射性物質１００の円形状の外形に合わせるようにした図３に示す形態のガイド部４３を備えて、円形状の筒状部材４６を有している。その他、図には明示しないが、放射性物質収納部４２の矩形状の区画内形を、放射性物質１００の６角形状の外形に合わせるようにした図４に示す形態のガイド部４３を備えた場合、６角形状の筒状部材を有する。

この放射性物質収納用バスケット１４によれば、筒状部材４６で放射性物質１００を囲むことから、多数本の燃料棒を束ねた形状とした放射性物質１００が上下方向で押し潰される外力により束ねられた形態が変化してしまう事態をより抑制し、未臨界性能をより高めることができる。

また、本実施形態において、筒状部材４６は、中性子吸収体であることが好ましい。

従って、この放射性物質収納用バスケット１４によれば、中性子吸収体である筒状部材４６の内側に挿入される放射性物質１００から放出される中性子を適正に吸収することができ、未臨界性能を向上することができる。

また、本実施形態において、筒状部材４６は、炭素鋼またはステンレス鋼からなることが好ましい。

従って、この放射性物質収納用バスケット１４によれば、放射性物質１００を収納する強度を十分に確保することができ、多数本の燃料棒を束ねた形状とした放射性物質１００が上下方向で押し潰される外力により束ねられた形態が変化してしまう事態をより抑制し、未臨界性能をより高める効果を顕著に得ることができる。

また、本実施形態において、図１２に示すように、筒状部材４６は、多重に構成され、少なくとも１つが中性子吸収体であり、少なくとも他の１つが炭素鋼またはステンレス鋼からなることが好ましい。図１２では、筒状部材４６は、筒状部材４６Ａ，４６Ｂの二重に構成され、その一方が中性子吸収体であり、他方が炭素鋼またはステンレス鋼からなる。

従って、この放射性物質収納用バスケット１４によれば、中性子吸収体である筒状部材４６（例えば、筒状部材４６Ｂ）の内側に挿入される放射性物質１００から放出される中性子を適正に吸収することができ、未臨界性能を向上することができる。しかも、この放射性物質収納用バスケット１４によれば、炭素鋼またはステンレス鋼からなる筒状部材４６（例えば、筒状部材４６Ａ）により、放射性物質１００を収納する強度を十分に確保することができ、多数本の燃料棒を束ねた形状とした放射性物質１００が上下方向で押し潰される外力により束ねられた形態が変化してしまう事態をより抑制し、未臨界性能をより高める効果を顕著に得ることができる。

また、本実施形態の放射性物質収納容器（キャスク１１）は、一方に開口部２２が形成されて他方に閉塞部（底部２３）が形成されて筒形状をなす胴部１２と、開口部２２を閉塞するように胴部１２に対して着脱可能な蓋部１３と、胴部１２内に収容される上述した放射性物質収納用バスケット１４と、を有する。

このキャスク１１によれば、放射性物質収納用バスケット１４のガイド部４３により、放射性物質収納部４２の区画内形を放射性物質１００の外形に合わせることで、事故事象の落下において、多数本の燃料棒を束ねた形状とした放射性物質１００が上下方向で押し潰される外力により束ねられた形態が変化してしまう事態を抑制するため、放射性物質１００が臨界状態になることを防ぐ未臨界性能を高めることができる。しかも、ガイド部４３は、放射性物質収納部４２の区画内に挿入され、放射性物質収納部４２の区画内形を放射性物質１００の外形に合わせるため、放射性物質収納部４２を一様の厚さで形成できるため、軽量化を図ることができ、かつ加工性がよく製造を容易とすることができる。放射性物質収納用バスケット１４が軽量であれば、キャスク１１自体への組み付け作業が容易であり、かつキャスク１１自体が軽量化されて可搬性が向上する。放射性物質収納用バスケット１４の製造が容易であれば、放射性物質収納用バスケット１４およびキャスク１１自体の製造コストが低減できる。また、ガイド部４３が放射性物質収納部４２の区画内に挿入され、放射性物質収納部４２の区画内形を放射性物質１００の外形に合わせるため、放射性物質収納部４２の区画内の空間部が少なく熱伝達性が損なわれないため、除熱性能を維持することができる。

１１ キャスク（放射性物質収納容器）
１２ 胴部
１３ 蓋部
１４ 放射性物質収納用バスケット
２２ 開口部
２３ 底部（閉塞部）
４１ バスケット本体
４１ａ 板材
４２ 放射性物質収納部
４３ ガイド部
４４ 中性子吸収体
４５ 連結部
４６（４６Ａ，４６Ｂ） 筒状部材

Claims (14)

1. バスケット本体と、
   前記バスケット本体に互いに平行かつ所定間隔で区画形成される複数の放射性物質収納部と、
   前記放射性物質収納部の区画内に挿入され、前記放射性物質収納部の区画内形に対して異なる外形の放射性物質を収納するように前記放射性物質収納部の区画内形を前記放射性物質の外形に合わせるガイド部と、
   を備え、
   前記ガイド部は、前記放射性物質収納部の上下方向に連続して配置されており、前記バスケット本体の上下方向の端部と前記ガイド部の端部との相互を連結する連結部を有することを特徴とする放射性物質収納用バスケット。
2. バスケット本体と、
   前記バスケット本体に互いに平行かつ所定間隔で区画形成される複数の放射性物質収納部と、
   前記放射性物質収納部の区画内に挿入され、前記放射性物質収納部の区画内形に対して異なる外形の放射性物質を収納するように前記放射性物質収納部の区画内形を前記放射性物質の外形に合わせるガイド部と、
   を備え、
   前記バスケット本体は、複数の板材が積み重ねられ、かつ積み重ね方向と交差する方向で組み合わせられて前記放射性物質収納部を区画形成し、前記ガイド部は、前記板材の積み重ねられる方向に連続して前記放射性物質収納部に配置されており、前記板材の積み重ねられた両端と前記ガイド部の両端との相互を連結する連結部を有することを特徴とする放射性物質収納用バスケット。
3. 前記放射性物質収納部は、区画内形が矩形状に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の放射性物質収納用バスケット。
4. 前記放射性物質収納部の内面に沿って設けられる中性子吸収体を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の放射性物質収納用バスケット。
5. 前記ガイド部が中性子吸収体として形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の放射性物質収納用バスケット。
6. 前記バスケット本体が炭素鋼またはステンレス鋼からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の放射性物質収納用バスケット。
7. 前記ガイド部がアルミニウム合金からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の放射性物質収納用バスケット。
8. 前記ガイド部が耐液性の表面処理を施されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の放射性物質収納用バスケット。
9. 前記ガイド部が放熱性の表面処理を施されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の放射性物質収納用バスケット。
10. 前記放射性物質の外形に合わせた筒状部材を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の放射性物質収納用バスケット。
11. 前記筒状部材は、中性子吸収体であることを特徴とする請求項１０に記載の放射性物質収納用バスケット。
12. 前記筒状部材は、炭素鋼またはステンレス鋼からなることを特徴とする請求項１０に記載の放射性物質収納用バスケット。
13. 前記筒状部材は、多重に構成され、少なくとも１つが中性子吸収体であり、少なくとも他の１つが炭素鋼またはステンレス鋼からなることを特徴とする請求項１０に記載の放射性物質収納用バスケット。
14. 一方に開口部が形成されて他方に閉塞部が形成されて筒形状をなす胴部と、
    前記開口部を閉塞するように前記胴部に対して着脱可能な蓋部と、
    前記胴部内に収容される前記請求項１〜１３のいずれか一つに記載の放射性物質収納用バスケットと、
    を有することを特徴とする放射性物質収納容器。
    

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