JP6239290B2 - 放射性物質収納容器及び放射性物質収納容器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、放射性物質収納容器及び放射性物質収納容器の製造方法に関する。

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、特許文献１に開示されているように、上部が開口した底付きの円筒形状をなす胴部と、複数の放射性物質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。非特許文献１には、蓋部において、ステンレス鋼製のボスやアルミ溶射によって腐食を抑制する構造が開示されている。

特開２０１３−１０４７９３号公報 核燃料サイクル安全小委員会中間貯蔵ワーキンググループ使用済燃料貯蔵施設の溶接に関する検討会（第２回）配布資料 資料２−２

例えば水との接触により蓋部の少なくとも一部が腐食する（錆びる）と、放射性物質収納容器の性能が低下する可能性がある。腐食の発生を抑制するための従来技術の一つとして、腐食する可能性が高い蓋部の一部をステンレス鋼製の部材で形成し、他の一部を炭素鋼製の部材で形成する技術がある。蓋部の一部をステンレス鋼製にすることによってコストの抑制が図られる。しかし、従来技術では、蓋部の製造において、ステンレス鋼製の部材と炭素鋼製の部材とを接合（溶接）する作業が必要となり、接合時のひずみ修正等を含む工数の増大及び作業コストの増大をもたらす可能性がある。例えば、孔を有する蓋部を製造する場合、炭素鋼製の部材とステンレス鋼製の部材とを溶接した後、そのステンレス鋼製の部材に孔を形成し、その後、炭素鋼製の部材にアルミ溶射や塗装などの手法により防錆処理を行う手順では、工数が増大する。また、２つの部材の熱膨張係数の違いなどにより２つの部材の接合部（溶接部）が劣化して、蓋部の強度が低下する可能性がある。その結果、放射性物質収納容器の性能が低下する可能性がある。また、アルミ溶射などの防錆処理では防錆のため保護膜の膜厚が厚くなることから、強度を維持する蓋部の構造厚が相対的に薄くなることから強度が低下する可能性がある。

本発明は、性能の低下が抑制される放射性物質収納容器を提供することを目的とする。また、本発明は、作業コストの増大が抑制され、放射性物質収納容器の性能の低下が抑制される放射性物質収納容器の製造方法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に係る放射性物質収納容器は、放射性物質が収納される胴部と、前記胴部の開口部を塞ぐ蓋部と、を備え、前記蓋部は、単一の部材であり、孔が形成された蓋本体と、前記孔の内面及び前記孔の開口の周囲に配置された前記蓋本体の外面の少なくとも一部を覆うように配置され、前記蓋本体の腐食を抑制する保護膜と、を備える。

この放射性物質収納容器によれば、蓋本体が単一の部材であるため、蓋本体の強度の低下が抑制される。また、腐食する可能性が高い孔の内面及び孔の開口の周囲に配置された蓋本体の外面の少なくとも一部に保護膜が設けられるので、蓋本体において腐食（錆）の発生が抑制される。したがって、放射性物質収納容器の性能の低下が抑制される。

本発明に係る放射性物質収納容器において、前記保護膜は、無電解めっき処理で形成される金属膜を含んでもよい。これにより、腐食する可能性が高い孔の内面にも保護膜が円滑に形成される。

本発明に係る放射性物質収納容器において、前記蓋部は、ガスケットと、前記蓋本体と前記ガスケットとの間に配置され、前記ガスケットが接触する接触面を有し、前記蓋本体とは異なる材料で形成された支持部材と、を備えてもよい。支持部材が、蓋本体よりもガスケットとの間で高いシール機能を発揮できるように形成されていることにより、蓋部は高いシール機能を得ることができる。これにより、放射性物質収納容器の性能の低下が抑制される。

本発明に係る放射性物質収納容器において、前記蓋部は、ガスケットと、前記ガスケットが接触する前記蓋本体の前記外面の少なくとも一部に設けられた溝部と、を備えてもよい。ガスケットと接触する蓋本体の一部に溝部が設けられることによって、蓋部は高いシール機能を得ることができる。これにより、放射性物質収納容器の性能の低下が抑制される。

本発明に係る放射性物質収納容器において、前記保護膜の厚みは、５０μｍ以下でもよい。５０μｍ以下の厚みを有する保護膜により、十分な腐食抑制機能が得られ、保護膜の厚みを５０μｍ以下とすることで蓋本体の寸法拡大を抑制することになり、放射性物質収納容器の胴部との係合を特別な調整を行うことなく行うことができる。また、保護膜の厚みを５０μｍ以下とすることで蓋本体の強度低下を抑制することができる。

上記の目的を達成するための本発明に係る放射性物質収納容器の製造方法は、放射性物質が収納される胴部と前記胴部の開口部を塞ぐ蓋部とを備える放射性物質収納容器の製造方法であって、単一の部材である蓋本体に孔を形成する手順と、前記孔の内面及び前記孔の開口の周囲に配置された前記蓋本体の外面の少なくとも一部を覆うように前記蓋本体の腐食を抑制可能な保護膜を形成して、前記蓋部を製造する手順と、を含む。

この放射性物質収納容器の製造方法によれば、蓋本体が単一の部材であり、２つの部材を接合する作業が省かれるため、作業コストの増大が抑制され、蓋本体の強度の低下が抑制される。また、腐食する可能性が高い孔の内面及び孔の開口の周囲に配置された蓋本体の外面の少なくとも一部に保護膜が設けられるので、蓋本体において腐食（錆）の発生が抑制される。したがって、放射性物質収納容器の性能の低下が抑制される。

本発明に係る放射性物質収納容器の製造方法において、前記孔が形成された前記蓋本体を無電解めっき処理して、前記保護膜を形成する手順を含んでもよい。これにより、蓋本体を溶液（めっき液）に浸漬するだけで、腐食する可能性が高い孔の内面及び蓋本体の外面のそれぞれに保護膜が円滑に形成される。

本発明に係る放射性物質収納容器の製造方法において、前記蓋本体の前記外面の少なくとも一部に、前記蓋本体とは異なる材料で形成された支持部材を接続する手順と、前記支持部材が接続された状態で、前記蓋本体を前記無電解めっき処理する手順と、前記支持部材の接触面に接触するようにガスケットを配置する手順と、を含んでもよい。支持部材が、蓋本体よりもガスケットとの間で高いシール機能を発揮できるように形成されていることにより、蓋部は高いシール機能を得ることができる。また、支持部材が、蓋本体よりも保護膜が形成され難い材料で形成されていることにより、支持部材に保護膜が形成されることが抑制されるため、支持部材とガスケットとの間において高いシール機能が得られる。これにより、放射性物質収納容器の性能の低下が抑制される。

本発明に係る放射性物質収納容器の製造方法において、前記無電解めっき処理において、前記支持部材をマスク部材で覆う手順を含んでもよい。これにより、支持部材に保護膜が形成されることが抑制されるため、支持部材とガスケットとの間において高いシール機能が得られる。

本発明に係る放射性物質収納容器の製造方法において、前記蓋本体の前記外面の少なくとも一部をセレーション加工する手順と、前記セレーション加工により前記蓋本体に形成された溝部に接触するようにガスケットを配置する手順と、を含んでもよい。ガスケットと接触する蓋本体の一部に溝部が設けられることによって、蓋部は高いシール機能を得ることができる。これにより、放射性物質収納容器の性能の低下が抑制される。

本発明に係る放射性物質収納容器の製造方法において、前記無電解めっき処理は、前記蓋本体に第１の保護膜を形成する第１の無電解めっき処理と、前記第１の保護膜の上に第２の保護膜を形成する第２の無電解めっき処理と、を含んでもよい。すなわち、所謂、二重めっき処理が行われてもよい。これにより、保護膜が十分に形成されるため、放射性物質収納容器の性能の低下が抑制される。

本発明に係る放射性物質収納容器によれば、性能の低下が抑制される。また、本発明に係る放射性物質収納容器の製造方法によれば、作業コストの増大が抑制され、放射性物質収納容器の性能の低下が抑制される。

図１は、第１実施形態に係る放射性物質収納容器の一例を示す縦断面図である。 図２は、第１実施形態に係る放射性物質収納容器の一例を示す平断面図である。 図３は、第１実施形態に係る蓋部の一例を示す側断面図である。 図４は、第１実施形態に係る蓋部の一例を示す平面図である。 図５は、図３の一部を拡大した図である。 図６は、図４のＣ−Ｃ断面図である。 図７は、図４のＤ−Ｄ断面図である。 図８は、図５のＥ−Ｅ断面図である。 図９は、図５のＦ−Ｆ断面図である。 図１０は、図５の一部を拡大した図である。 図１１は、第１実施形態に係る放射性物質収納容器の製造方法の一例を説明するための模式図である。 図１２は、第１実施形態に係る放射性物質収納容器の製造方法の一例を説明するための模式図である。 図１３は、第１実施形態に係る放射性物質収納容器の製造方法の一例を説明するための模式図である。 図１４は、第１実施形態に係る放射性物質収納容器の製造方法の一例を説明するための模式図である。 図１５は、第２実施形態に係る放射性物質収納容器の一例を示す図である。

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。

＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。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縦断面図であり、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、その内面がバスケット１４の外周形状に合わせた形状となっている。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。バスケット１４は、図１に示すようにバスケット本体１４Ａを有する。バスケット本体１４Ａは、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１４Ｂが上下方向で連続して形成されている。上下方向とは、キャスク１１において胴部１２の円筒形状の中心軸に沿う方向であり、胴本体２１の上下方向に相当する。そして、胴本体２１は、下部に底部２３が溶接または一体成形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（中性子遮蔽材）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（中性子遮蔽材）２９が設けられている。なお、連結板２７を設けないこともある。更に、胴部１２は、外周部における所定の位置にトラニオン４１が固定されている。

胴部１２における胴本体２１の開口部２２を塞ぐ蓋部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、円盤形状であり、二次蓋部３２も、円盤形状である。図１に示すように、二次蓋部３２にレジン（中性子遮蔽材）３３が封入されている。なお、二次蓋部３２にレジン３３が封入されてなくてもよい。一次蓋部３１は、ボルト３５により胴本体２１の上端部に着脱自在に取り付けられる。二次蓋部３２も、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る。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。

次に、一次蓋部３１について詳細に説明する。図３は、本実施形態に係る一次蓋部３１の側断面図である。図４は、一次蓋部３１の平面図である。図３は、図４のＡ−Ａ断面図である。図５は、図３の一部を拡大した図である。図６は、図４のＣ−Ｃ断面図である。図７は、図４のＤ−Ｄ断面図である。図８は、図５のＥ−Ｅ断面図であり、図９は、図５のＦ−Ｆ断面図である。図１０は、図５の一部を拡大した図である。

一次蓋部３１は、単一の部材である蓋本体５０を備えている。蓋本体５０は、γ線を遮蔽する炭素鋼製の部材である。蓋本体５０には、孔５１が形成される。孔５１にボルト３５の少なくとも一部が配置される。孔５１は、蓋本体５０のフランジ部５０Ｆに形成される。ボルト３５により、一次蓋部３１が胴本体２１の上端部に固定される。孔５１は、蓋本体５０の上面６１と下面６２とを結ぶように形成される貫通孔である。下面６２は、フランジ部５０Ｆの下面である。孔５１の上端の開口５１Ａの周囲に上面６１が配置され、孔５１の下端の開口５１Ｂの周囲に下面６２が配置される。

本実施形態において、一次蓋部３１は、孔５１の内面５１Ｈ、上面６１、及び下面６２のそれぞれを覆うように配置される保護膜６０を有する。保護膜６０は、蓋本体５０の腐食（錆）を抑制する。保護膜６０は、金属膜であり、無電解めっき処理により形成される。本実施形態において、保護膜６０は、無電解ニッケルめっき処理で形成される。

図３及び図５などに示すように、一次蓋部３１は、ベントバルブ４２を備えている。蓋本体５０は、ベントバルブ４２が配置される孔５２を有する。ベントバルブ４２が配置される孔５２の一部分が、他の部分のよりも拡がっていてもよい。孔５２は、蓋本体５０の上面６１と下面６３とを結ぶように形成される。孔５２の上端の開口の周囲に上面６１が配置され、孔５２の下端の開口の周囲に下面６３が配置される。孔５２の内面５２Ｈ、上面６１、及び下面６３のそれぞれを覆うように、保護膜６０が形成される。

蓋本体５０は、下面６２の内縁と下面６３の外縁とを結ぶ接続面６４と、フランジ部５０Ｆの側面６５とを有する。接続面６４及び側面６５のそれぞれを覆うように、保護膜６０が形成される。

図６などに示すように、一次蓋部３１は、ドレンバルブ４３を備えている。蓋本体５０は、ドレンバルブ４３が配置される孔５３を有する。ドレンバルブ４３が配置される孔５３の一部分が、他の部分のよりも拡がっていてもよい。孔５３は、蓋本体５０の上面６１と下面６３とを結ぶように形成される。孔５３の上端の開口の周囲に上面６１が配置され、孔５３の下端の開口の周囲に下面６３が配置される。孔５３の内面５３Ｈ、上面６１、及び下面６３のそれぞれを覆うように、保護膜６０が形成される。

図５及び図９に示すように、孔５２の内面５２Ｈに、溝９６及び溝９７が形成される。溝９６及び溝９７のそれぞれは、孔５２の軸に対する放射方向に関して外側に向かって拡がるように形成される。溝部９６の内面及び溝部９７の内面のそれぞれは、ベントバルブ４２の外面から離れている。溝９７は、孔５２の上端の開口を含む内面５２Ｈの一部に形成される。溝９６は、溝９７よりも孔５２の上端の開口から離れて内面５２Ｈの一部に形成される。溝９６にキーが配置されてもよい。

孔５２の内面５２Ｈは、溝９７と溝９６とを結ぶ凹部９８を有する。凹部９８の内面は、ベントバルブ４２の外面から離れている。溝９６の内面とベントバルブ４２の外面との距離、及び溝９７の内面とベントバルブ４２の外面との距離は、凹部９８の内面とベントバルブ４２の外面との距離よりも長い。

ベントバルブ４２が配置される孔５２の内面５２Ｈと同様、ドレンバルブ４３が配置される孔５３の内面５３Ｈにも、孔５３の上端の開口を含む内面５３Ｈの一部に設けられた溝９７と、溝９７よりも孔５３の上端の開口から離れて内面５３Ｈの一部に形成された溝９６と、溝９７と溝９６とを結ぶ凹部９８とが形成される。

図７などに示すように、蓋本体５０には、キャスク１１の内部の気密性の試験をするための孔５４が形成される。孔５４には、プラグ４４が配置される。プラグ４４が配置される孔５４の一部分が、他の部分のよりも拡がっていてもよい。プラグ４４には、キャスク１１の内部のガスが漏洩しているか否かを検出するための気密漏洩検査装置が接続される。プラグ４４と蓋本体５０（孔５４の内面５４Ｈ）との間にガスケットが配置されてもよい。孔５４は、蓋本体５０の上面６１と下面（外面）６２とを結ぶように形成される。孔５４の上端の開口の周囲に上面６１が配置され、孔５４の下端の開口の周囲に下面６２が配置される。孔５４の内面５４Ｈ、上面６１、及び下面６２のそれぞれを覆うように、保護膜６０が形成される。

すなわち、本実施形態において、孔の内面（内面５１Ｈ、内面５２Ｈ、内面５３Ｈ、及び内面５４Ｈを含む）と、孔の外側の蓋本体５０の外面（上面６１、下面６２、下面６３、接続面６４、及び側面６５を含む)とが覆われるように、無電解ニッケルめっき処理で形成された保護膜（ニッケル膜）６０が形成される。

図５などに示すように、一次蓋部３１は、ベントバルブ４２を覆うバルブカバープレート４５を有する。バルブカバープレート４５は、ボルト９１により、蓋本体５０の上面６１に固定される。図６などに示すように、一次蓋部３１は、ドレンバルブ４３を覆うバルブカバープレート４６を有する。バルブカバープレート４６は、ボルト９２により、蓋本体５０の上面６１に固定される。

図１０は、ベントバルブ４２及びバルブカバープレート４５の一部を拡大した図である。バルブカバープレート４５には、キャスク１１の内部の気密性の試験をするための孔５５が形成されている。孔５５には、キャスク１１の内部のガスが漏洩しているか否かを検出するための圧力センサが接続されるプラグ４７が配置されている。プラグ４７が配置される孔５５の一部分が、他の部分のよりも拡がっていてもよい。プラグ４７と蓋本体５０（孔５５の内面５５Ｈ）との間にガスケットが配置されてもよい。孔５５は、バルブカバープレート４５の上面と下面とを結ぶように形成される。孔５５の上端の開口の周囲にバルブカバープレート４５の上面が配置され、孔５５の下端の開口の周囲にバルブカバープレート４５の下面が配置される。

バルブカバープレート４５が炭素鋼製でもよい。孔５５の内面５５Ｈ、及びバルブカバープレート４５の外面（上面、下面、及び側面を含む）のそれぞれに保護膜６０が形成されてもよい。

バルブカバープレート４５と同様、バルブカバープレート４６にも、キャスク１１の内部の気密性の試験をするための孔５６が形成される。孔５６には、キャスク１１の内部のガスが漏洩しているか否かを検出するための圧力センサが接続されるプラグ４８が配置される。プラグ４８が配置される孔５６の一部分が、他の部分のよりも拡がっていてもよい。プラグ４８と蓋本体５０（孔５６の内面５６Ｈ）との間にガスケットが配置されてもよい。孔５６は、バルブカバープレート４６の上面と下面とを結ぶように形成される。孔５６の上端の開口の周囲にバルブカバープレート４６の上面が配置され、孔５６の下端の開口の周囲にバルブカバープレート４６の下面が配置される。

バルブカバープレート４６が炭素鋼製でもよい。孔５６の内面５６Ｈ、及びバルブカバープレート４６の外面（上面、下面、及び側面を含む）のそれぞれに保護膜６０が形成されてもよい。

本実施形態において、一次蓋部３１は、複数のガスケット７０を有する。ガスケット７０は、金属ガスケットである。ガスケット７０により、キャスク１１の内部の気密性（密封性）が確保される。

例えば、図３、図５、図６、及び図７などに示すように、蓋本体５０（フランジ部５０Ｆ）と胴本体２１との間にガスケット７０Ａが配置される。ガスケット７０Ａの少なくとも一部は、下面６２に設けられた凹部７１に配置される。図５に示すように、ベントバルブ４２と孔５２（内面５２Ｈ）との間にガスケット７０Ｂが配置される。ガスケット７０Ｂの少なくとも一部は、ベントバルブ４２の下面に設けられた凹部に配置される。バルブカバープレート４５と上面６１との間にガスケット７０Ｃが配置される。ガスケット７０Ｃは、バルブカバープレート４５の下面に設けられた凹部７２に配置される。図６などに示すように、ドレンバルブ４３と孔５３（内面５３Ｈ）との間にガスケット７０Ｄが配置される。ガスケット７０Ｄの少なくとも一部は、ドレンバルブ４３の下面に設けられた凹部に配置される。バルブカバープレート４６と上面６１との間にガスケット７０Ｅが配置される。ガスケット７０Ｅは、バルブカバープレート４６の下面に設けられた凹部７３に配置される。

本実施形態において、一次蓋部３１は、蓋本体５０とガスケット７０との間に配置され、蓋本体５０とは異なる材料で形成された支持部材８０を有する。支持部材８０は、蓋本体５０に固定される。支持部材８０は、例えば溶接により蓋本体５０に接合される。支持部材８０は、ガスケット７０が接触可能な接触面を有する。支持部材８０は、ガスケット７０の少なくとも一部と接触するように配置される。ガスケット７０と接触する支持部材８０の接触面を、シール面と称してもよいし、シート面と称してもよい。上述のように、本実施形態において、蓋本体５０は、炭素鋼製である。本実施形態において、支持部材８０は、ステンレス鋼製である。

例えば、図３、図５、図６、及び図７などに示すように、蓋本体５０（フランジ部５０Ｆ）とガスケット７０Ａとの間に支持部材８０Ａが配置される。凹部７１の内面は、支持部材８０Ａの下面（接触面）を含む。支持部材８０Ａは、ガスケット７０Ａと接触するように配置される。図５などに示すように、蓋本体５０とガスケット７０Ｃとの間に支持部材８０Ｃが配置される。支持部材８０Ｃは、ガスケット７０Ｃと接触するように配置される。なお、蓋本体５０とガスケット７０Ｂとの間に支持部材８０がガスケット７０Ｂと接触するように配置されてもよい。図６などに示すように、蓋本体５０とガスケット７０Ｅとの間に支持部材８０Ｅが配置される。支持部材８０Ｅは、ガスケット７０Ｅと接触するように配置される。なお、蓋本体５０とガスケット７０Ｄとの間に支持部材８０がガスケット７０Ｄと接触するように配置されてもよい。

本実施形態において、一次蓋部３１は、蓋本体５０とカバー部材８１との間に配置されたレジン（中性子遮蔽材）８２と、バルブカバープレート４５とカバー部材８３との間に配置されたレジン（中性子遮蔽材）８４と、バルブカバープレート４６とカバー部材８５との間に配置されたレジン（中性子遮蔽材）８６と、を有する。レジン８２は、蓋本体５０の上面６１側に配置される。図３などに示すように、カバー部材８１は、蓋本体５０に固定される。図５などに示すように、レジン８４は、バルブカバープレート４５の上面側に配置される。カバー部材８３は、ボルト９３によりバルブカバープレート４５に固定される。図６などに示すように、レジン８６は、バルブカバープレート４６の上面側に配置される。カバー部材８５は、ボルト９４によりバルブカバープレート４６に固定される。

カバー部材８１が、炭素鋼製でもよい。カバー部材８１の表面に保護膜６０が形成されてもよい。同様に、カバー部材８３及びカバー部材８５がそれぞれ炭素鋼でもよい。カバー部材８３の表面及びカバー部材８５の表面のそれぞれに保護膜６０が形成されてもよい。

本実施形態において、保護膜６０の厚みは、５０μｍ以下である。保護膜６０の厚みは、例えば１μｍ以上５０μｍ以下でもよい。保護膜６０の厚みは、例えば２５μｍ程度でもよいし、１μｍ程度でもよいし、１μｍよりも薄くてもよい。５０μｍ以下の厚みを有する保護膜６０により、十分な腐食抑制機能が得られる。

なお、ガスケット７０Ａが円環状である場合において、そのガスケット７０Ａの直径が１．４ｍ以上２．４ｍ以下に定められてもよい。また、ガスケット７０Ａの径方向に関して、支持部材８０Ａの寸法が、１５ｍｍ以上４０ｍｍ以下に定められてもよい。なお、ガスケット７０Ｃ（７０Ｅ）が円環状である場合において、そのガスケット７０Ｃ（７０Ｅ）の直径が０．１ｍ以上０．２ｍ以下に定められてもよい。また、ガスケット７０Ｃ（７０Ｅ）の径方向に関して、支持部材８０Ｃ（８０Ｅ）の寸法が、１５ｍｍ以上４０ｍｍ以下に定められてもよい。

なお、図５などに示すように、ガスケット７０Ａは雄ねじ部材３００によって支持部材８０Ａに固定される。支持部材８０Ａには、その雄ねじ部材３００と結合（螺合）される雌ねじ孔が形成される。雌ねじ孔は、支持部材８０Ａに形成され、蓋本体５０には形成されない。換言すれば、雄ねじ部材３００の軸と平行な方向に関して、支持部材８０Ａの寸法は、その支持部材８０Ａの内部（雌ねじ孔）に配置された雄ねじ部材３００の寸法よりも大きい。

次に、一次蓋部３１の製造方法の一例について、図１１から図１４を参照して説明する。なお、図１１から図１３は、一次蓋部３１を模式的にしめす。

図１１に示すように、炭素鋼製の単一の部材である蓋本体５０が成型される。蓋本体５０には、孔５１、孔５２、孔５３、孔５４、孔５５、及び孔５６が形成される。以下の説明においては、これらの孔を合わせて適宜、孔５００と総称する。また、これらの孔の内面を適宜、孔５００Ｈと称する。また、孔５００の外側の蓋本体５０の表面を適宜、蓋本体５０の外面６００と称する。蓋本体５０の外面６００は、上面６１、下面６２、下面６３、接続面６４、及び側面６５を含む。

図１２に示すように、蓋本体５０の外面の少なくとも一部に、蓋本体５０とは異なる材料で形成された支持部材８０が接続される。蓋本体５０と支持部材８０とは、溶接によって接続される。支持部材８０は、ステンレス鋼製である。

上述のように、蓋本体５０の外面６００には、複数の支持部材８０（支持部材８０Ａ、支持部材８０Ｃ、及び支持部材８０Ｅなど）が接続される。

単一の部材である蓋本体５０に孔５００が形成され、蓋本体５０に支持部材８０が接続された後、孔５００の内面５００Ｈと、孔５００の開口の周囲に配置された蓋本体５０の外面６００とのそれぞれを覆うように保護膜６０が形成される。保護膜６０は、蓋本体５０の腐食（錆）を抑制する機能（腐食抑制機能、防錆機能）を有する。

本実施形態においては、孔５００が形成された蓋本体５０を無電解ニッケルめっき処理することにより、孔５００の内面５００Ｈ及び蓋本体５０の外面６００の少なくとも一部に保護膜６０が形成される。

図１３に示すように、溶液（めっき液）に蓋本体５０が浸漬される。めっき液に蓋本体５０が浸漬されることによって、そのめっき液と孔５００の内面５００Ｈとが接触し、めっき液と蓋本体５０の外面６００とが接触する。これにより、孔５００の内面５００Ｈ及び蓋本体５０の外面６００に保護膜６０が形成される。

図５及び図９を参照して説明したように、孔５２に溝９６がある場合、蓋本体５０をめっき液に浸漬したときに、溝９６の内側から気体（空気）が排出されず、めっき液が溝９６に十分に入り込むことができず、溝９６の内面に保護膜６０が形成されない可能性がある。本実施形態においては、溝９７及び凹部９８が設けられているため、めっき液は、上面６１側の溝９７から凹部９８に流入し、その凹部９８を通って溝９６に入り込むことができる。すなわち、溝９７及び凹部９８は、めっき液を溝９６に流入させることができる通路として機能する。これにより、溝９６の内面にも保護膜６０が円滑に形成される。

本実施形態においては、蓋本体５０に支持部材８０が接続された状態で、蓋本体５０が無電解ニッケルめっき処理される。すなわち、蓋本体５０と支持部材８０とが接続された状態で、蓋本体５０及び支持部材８０がめっき液に浸漬される。蓋本体５０は炭素鋼製であり、支持部材８０はステンレス鋼製である。無電解ニッケルめっき処理において、めっき膜（金属膜）は、炭素鋼の表面には形成されるものの、ステンレス鋼の表面には形成され難い。すなわち、ステンレス鋼は、炭素鋼よりもめっき膜が形成され難い材料である。したがって、蓋本体５０と支持部材８０とが接続された状態で蓋本体５０及び支持部材８０がめっき液に浸漬されることにより、孔５００の内面５００Ｈ及び蓋本体５０の外面６００に保護膜６０が形成され、支持部材８０の表面（接触面、シール面）に保護膜６０が形成されることが抑制される。

図１４に示すように、無電解ニッケルめっき処理において、支持部材８０がマスク部材１００で覆われてもよい。すなわち、支持部材８０の表面がマスク部材１００で覆われた状態で、蓋本体５０及び支持部材８０がめっき液に浸漬されてもよい。支持部材８０の表面がマスク部材１００で覆われた状態で無電解ニッケルめっき処理が行われることにより、支持部材８０の表面（接触面、シール面）に保護膜６０が形成されることが抑制される。

無電解ニッケルめっき処理は、少なくとも２回行われてもよい。すなわち、蓋本体５０に保護膜６０を形成するための無電解ニッケルめっき処理が行われた後、その保護膜６０の上にさらに保護膜６０を形成するための無電解ニッケルめっき処理が行われてもよい。つまり、所謂、二重めっき処理が行われてもよい。これにより、孔５００の内面５００Ｈ及び蓋本体５０の外面の全部を覆うように保護膜６０が形成される。例えば、１回の無電解ニッケルめっき処理では保護膜６０にピンホールなどの欠陥が生じる可能性が高い場合、無電解ニッケルめっき処理が複数回行われることによって、保護膜６０に欠陥が発生することが抑制される。

無電解ニッケルめっき処理によって蓋本体５０に保護膜６０が形成された後、支持部材８０の表面（接触面）に接触するようにガスケット７０が配置される。また、蓋本体８０に、ベントバルブ４２及びドレンバルブ４３が配置される手順、バルブカバープレート４５及びバルブカバープレート４６が蓋本体５０に接続される手順、レジン８２及びカバー部材８１が蓋本体５０に接続される手順、レジン８４及びカバー部材８３がバルブカバープレート４５に接続される手順、レジン８６及びカバー部材８５がバルブカバープレート４６に接続される手順などが適宜行われる。以上により、一次蓋部３１が製造される。

なお、バルブカバープレート４５及びバルブカバープレート４６のそれぞれが無電解ニッケルめっき処理され、バルブカバープレート４５及びバルブカバープレート４６のそれぞれに保護膜６０が形成された後、それらバルブカバープレート４５及びバルブカバープレート４６が蓋本体５０に接続されてもよい。カバー部材８１が無電解ニッケルめっき処理され、そのカバー部材８１に保護膜６０が形成された後、そのカバー部材８１が蓋本体５０に接続されてもよい。カバー部材８３が無電解ニッケルめっき処理され、そのカバー部材８３に保護膜６０が形成された後、そのカバー部材８３がバルブカバープレート４５に接続されてもよい。カバー部材８５が無電解ニッケルめっき処理され、そのカバー部材８５に保護膜６０が形成された後、そのカバー部材８５がバルブカバープレート４６に接続されてもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、蓋本体５０が単一の部材であるため、蓋本体５０の強度の低下が抑制される。すなわち、複数の部材を溶接などにより接合することによって蓋本体を製造する場合、その接合部（溶接部）の劣化により、蓋本体の強度が低下する可能性がある。本実施形態によれば、蓋本体５０が単一の部材なので、強度の低下が抑制される。

また、本実施形態によれば、蓋本体５０が単一の部材であり、複数の部材を接合する作業が省かれるため、作業コストの増大が抑制される。すなわち、複数の部材を溶接などにより接合することによって蓋本体を製造する場合、溶接する作業、溶接により蓋本体に生じたひずみを修正する作業、及び蓋本体（溶接部）を平坦化する作業などが必要となり、工数の増大、作業時間の増大がもたらされ、作業コストが増大する可能性がある。本実施形態によれば、蓋本体５０が単一の部材なので、作業コストの増大が抑制される。

また、本実施形態によれば、孔５００の内面５００Ｈ及び孔５００の開口の周囲に配置された蓋本体５０の外面６００の少なくとも一部に保護膜６０が設けられるので、蓋本体５０の腐食（錆）の発生が抑制される。例えば、一次蓋部３１が水中で処理される場合、狭隘部である孔５００に水が残留する可能性が高い。その結果、孔５００の内面５００Ｈなどが腐食する（錆びる）可能性が高い。すなわち、一次蓋部３１に孔５００などの狭隘部が存在する場合、その狭隘部に残留した水によって、一次蓋部３１が腐食する（錆びる）可能性が高くなる。また、水の残留のみならず、外気に晒されることによっても、蓋部１３の少なくとも一部が腐食する（錆びる）可能性がある。本実施形態においては、腐食する可能性が高い孔５００の内面５００Ｈ及び孔５０の開口の周囲に配置された蓋本体５０の外面６００の少なくとも一部に保護膜６０が設けられるので、蓋本体５１の腐食（錆）が抑制される。したがって、蓋部１３を含むキャスク１１の性能の低下が抑制される。

本実施形態においては、蓋本体５０を無電解ニッケルめっき処理することによって、保護膜６０が形成される。蓋本体５０を溶液（めっき液）に浸漬するだけで、狭隘部である孔５００にめっき液が流入し、腐食する可能性が高い孔５００の内面５００Ｈ及び蓋本体５０の外面６００のそれぞれに保護膜６０が均一に形成される。

また、本実施形態においては、蓋本体５０は炭素鋼製であり、炭素鋼はステンレス鋼に比べて安価である。その炭素鋼製の蓋本体５０に、防錆機能を有する保護膜６０が設けられるので、製品コストの増大も抑制される。

本実施形態においては、ガスケット７０が接触するように、ステンレス鋼製の支持部材８０が配置される。支持部材８０は、蓋本体５０よりもガスケット７０との間で高いシール機能を発揮できる。また、支持部材８０は、蓋本体５０よりも保護膜６０が形成され難い材料で形成されている。支持部材８０は、保護膜６０よりもガスケット７０との間で高いシール機能を発揮できる。本実施形態において、支持部材８０に保護膜６０が形成されることが抑制される。したがって、支持部材８０とガスケット７０との間において高いシール機能が得られ、キャスク１１の性能の低下が抑制される。また、支持部材８０には保護膜６０が形成され難いため、蓋本体５０と支持部材８０とが接続（溶接）された後、無電解ニッケルめっき処理することにより、支持部材８０に保護膜６０が形成されることが抑制されつつ、蓋本体５０に保護膜６０が形成される。

本実施形態においては、保護膜６０の形成のために、無電解ニッケルめっき処理が行われる。めっき処理により形成された保護膜（めっき膜）６０は、例えば塗装処理により形成された保護膜に比べて、硬度が高く、摩耗に強く、熱にも強い。したがって、保護膜６０の劣化が抑制される。例えば、ボルト３５と保護膜６０とが接触しても、保護膜６０の劣化（損傷）が抑制される。また、めっき処理により形成された保護膜６０は、例えば塗装処理により形成された保護膜に比べて、蓋本体５０から剥がれ難い。そのため、プール（水中）にキャスク１１が置かれた状態において、そのプールが汚染されることが抑制される。

なお、本実施形態においては、蓋部１３の一次蓋部３１の蓋本体５０に保護膜６０を形成する場合を例にして説明した。蓋部１３の二次蓋部３２の蓋本体に保護膜６０が形成されてもよい。二次蓋部３２の蓋本体が孔を有する場合、その蓋本体の孔の内面にも保護膜６０が円滑に形成される。以下の実施形態においても同様である。

＜第２実施形態＞
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。

図１５は、本実施形態に係る一次蓋部３１の一部を示す図である。本実施形態において、蓋本体５０は、外面６００の少なくとも一部に設けられた溝部（凹凸部）２００を有する。溝部２００が設けられた外面６００にガスケット７０が接触するように配置される。溝部２００は、外面６００の少なくとも一部をセレーション加工することにより形成される。

本実施形態においては、外面６００がセレーション加工されて溝部２００が形成された後、無電解ニッケルめっき処理が行われる。無電解ニッケルめっき処理により、溝部２００において保護膜６０が均一に形成される。溝部２００の形状が維持された状態で、その溝部２００の表面に保護膜６０が形成される。その後、溝部２００に接触するようにガスケット７０が配置される。

以上説明したように、ガスケット７０が接触する外面６００の少なくとも一部に溝部２００が設けられることにより、ガスケット７０と外面６００（溝部２００）との間において高いシール機能を得ることができる。本実施形態においては、支持部材８０を蓋本体５０に接続する代わりに、蓋本体５０に溝部２００を形成することによって、高いシール機能を得ることができる。めっき処理により形成された保護膜６０は蓋本体５０から剥がれ難く、ガスケット７０と溝部２００との間において高い気密性を得ることができる。

１１ キャスク（放射性物質収納容器）
１２ 胴部
１３ 蓋部
２２ 開口部
５０ 蓋本体
５１、５２、５３、５４、５５、５６ 孔
６０ 保護膜
６１ 上面
６２ 下面
６３ 下面
６４ 接続面
６５ 側面
７０ ガスケット
８０ 支持部材
２００ 溝部
５００ 孔
５００Ｈ 内面
６００ 外面

Claims (5)

1. 放射性物質が収納される胴部と、
   前記胴部の開口部を塞ぐ蓋部と、を備え、
   前記蓋部は、単一の部材であり、孔が形成された炭素鋼製の蓋本体と、前記孔の内面及び前記孔の開口の周囲に配置された前記蓋本体の外面の少なくとも一部を覆うように配置され、前記蓋本体の腐食を抑制する無電解めっき処理で形成される金属膜である保護膜と、ガスケットと、前記蓋本体と前記ガスケットとの間において前記蓋本体に固定され、前記ガスケットが接触する接触面を有し、前記蓋本体とは異なる材料であるステンレス鋼製の支持部材と、を備える放射性物質収納容器。
2. 前記保護膜の厚みは、５０μｍ以下である請求項１に記載の放射性物質収納容器。
3. 放射性物質が収納される胴部と前記胴部の開口部を塞ぐ蓋部とを備える放射性物質収納容器の製造方法であって、
   単一の部材である炭素鋼製の蓋本体に孔を形成する手順と、
   前記蓋本体の外面の少なくとも一部に、前記蓋本体とは異なる材料であるステンレス鋼で形成された支持部材を固定する手順と、
   前記孔が形成され前記支持部材が接続された状態で前記蓋本体を無電解めっき処理して、前記孔の内面及び前記孔の開口の周囲に配置された前記蓋本体の外面の少なくとも一部を覆うように前記蓋本体の腐食を抑制可能な保護膜を形成して、前記蓋部を製造する手順と、
   前記支持部材の接触面に接触するようにガスケットを配置する手順と、
   を含む放射性物質収納容器の製造方法。
4. 前記無電解めっき処理において、前記支持部材をマスク部材で覆う手順を含む請求項３に記載の放射性物質収納容器の製造方法。
5. 前記無電解めっき処理は、前記蓋本体に第１の保護膜を形成する第１の無電解めっき処理と、前記第１の保護膜の上に第２の保護膜を形成する第２の無電解めっき処理と、を含む請求項３又は請求項４に記載の放射性物質収納容器の製造方法。

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