JPH0766075B2 - Radioactive object storage container - Google Patents

Radioactive object storage container

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JPH0766075B2
JPH0766075B2 JP3159267A JP15926791A JPH0766075B2 JP H0766075 B2 JPH0766075 B2 JP H0766075B2 JP 3159267 A JP3159267 A JP 3159267A JP 15926791 A JP15926791 A JP 15926791A JP H0766075 B2 JPH0766075 B2 JP H0766075B2
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concrete
container
container body
heat
storage container
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良二 浅野
勝彦 辻
昭典 村上
威 網干
寛治郎 石崎
直昭 小柳
恕 天野
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、放射性物体収納容器に
関し、特に高レベルな放射性廃棄物の収納容器に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radioactive object storage container, and more particularly to a high level radioactive waste storage container.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、使用済核燃料などの高レベルな放
射性廃棄物を収納する収納容器(キャスクともいう)
は、金属製のものが使用されていた。しかし、金属製収
納容器はコストおよび製作日数などの点で問題があり、
最近、これらの問題点を解消するものとして、コンクリ
ート製の収納容器が使用されている。
2. Description of the Related Art Storage containers (also called casks) for storing high-level radioactive waste such as spent nuclear fuel.
Was made of metal. However, metal storage containers have problems in terms of cost and production days,
Recently, as a solution to these problems, a concrete storage container has been used.

【0003】ところで、このコンクリート製収納容器に
は、伝熱性すなわち放熱性が悪いという欠点がある。こ
のため、従来、図3および図4に示すように、容器本体
21の空間部22に配置された放射性廃棄物A収容用の
密閉容器23と容器本体21との間に、冷却空気の流通
路24を設けて放熱を促進するようにしたり、また図5
および図6に示すように、密閉容器33内に発生する熱
を外部に放出するために、容器本体31の側壁部31a
を挿通するようにして、フィン34が放射状に多数設け
られていた。
By the way, this concrete storage container has a drawback of poor heat transfer property, that is, heat dissipation property. Therefore, conventionally, as shown in FIGS. 3 and 4, a cooling air flow passage is provided between the closed container 23 for accommodating the radioactive waste A disposed in the space 22 of the container body 21 and the container body 21. 24 may be provided to facilitate heat dissipation, and FIG.
As shown in FIG. 6 and FIG. 6, in order to release the heat generated in the closed container 33 to the outside, the side wall portion 31a of the container body 31 is provided.
A large number of fins 34 are provided radially so as to pass through.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の空気冷
却の場合には、空気の比熱が小さいため、冷却用空気の
流量を多くしなければならず、したがって流通路すなわ
ち密封容器と容器本体の内壁面との隙間が大きくなるた
め、放射線のストリーミングが生じ、充分な遮蔽効果が
得られないという問題があった。
However, in the case of the air cooling described above, since the specific heat of air is small, it is necessary to increase the flow rate of the cooling air, and therefore the flow passage, that is, the sealed container and the container body. Since the gap between the inner wall surface and the inner wall surface becomes large, there is a problem that the radiation is streamed and a sufficient shielding effect cannot be obtained.

【0005】また、上記のフィン式の場合には、フィン
を多数設けなければならず、製作が面倒になり、また放
熱の効率も充分ではないため、容器本体すなわちコンク
リートの温度が高くなって(例えば、150℃〜250
℃)、コンクリート自体の長期耐用温度(100℃以
下)を上回ってしまうという問題があった。
Further, in the case of the above fin type, a large number of fins must be provided, which is troublesome to manufacture and the efficiency of heat radiation is not sufficient, so that the temperature of the container body, that is, the concrete becomes high ( For example, 150 ° C to 250
C.) and the long-term durability temperature of the concrete itself (100.degree. C. or less) is exceeded.

【0006】そこで、本発明は上記問題を解消し得る放
射性物体収納容器を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a radioactive substance storage container which can solve the above problems.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の放射性物体収納容器は、コンクリート製容
器本体の中央部に形成された放射性物体収納用空間部の
内面に内部伝熱部材を配置するとともに、フィン付外部
放熱部材を容器本体の外面から隙間を有して配置し、
記容器本体の壁体部内に、内部伝熱部材からの熱をフィ
ン付外部放熱部材に伝達するヒートパイプを複数本挿通
して設けたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the radioactive object storage container of the present invention has an internal heat transfer member on the inner surface of the space for storing radioactive objects formed in the central portion of the concrete container body. Placed and finned outside
The heat dissipation member is arranged with a gap from the outer surface of the container body, and a plurality of heat pipes for transmitting heat from the internal heat transfer member to the finned external heat dissipation member are provided in the wall of the container body. It is a thing.

【0008】また、上記構成における容器本体を構成す
るコンクリートとして、セメント固化体中に多くの結晶
水を取り込むものを使用したものである。さらに、上記
各構成における容器本体を構成するコンクリートとし
て、比重が大きい重量骨材を用いたものを使用したもの
である。
Further, as the concrete constituting the container main body in the above-mentioned constitution, one in which a large amount of crystal water is taken into the cement solidified body is used. Furthermore, as the concrete that constitutes the container body in each of the above-mentioned configurations, a concrete using a heavy aggregate having a large specific gravity is used.

【0009】[0009]

【作用】上記構成によると、容器本体の空間部内に収納
された放射性物体からの発熱は、ヒートパイプを介し
て、内部伝熱部材からフィン付外部放熱部材に伝達され
て、効率よく大気に放熱される。
According to the above construction, the heat generated from the radioactive object housed in the space of the container body is transferred from the internal heat transfer member to the external heat dissipation member with fins through the heat pipe to efficiently dissipate the heat to the atmosphere. To be done.

【0010】また、容器本体を構成しているコンクリー
トとして、セメント固化体中に多くの結晶水を取り込む
ものや、あるいは比重が大きい重量骨材を用いたものを
使用することにより、放射線、特に中性子やガンマ線が
有効に遮蔽される。
Further, by using as the concrete constituting the container body, one in which a large amount of crystal water is incorporated in a cement solidified body or one in which a heavy aggregate having a large specific gravity is used, radiation, especially neutrons can be obtained. And gamma rays are effectively shielded.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1および図2に
基づき説明する。図1および図2において、1は密閉容
器2で覆われた高レベル放射性廃棄物(放射性物体の一
例で、具体的には使用済核燃料である)Aを収納するた
めの放射性廃棄物収納容器(以下、単に収納容器とい
う)で、中央に上端が開放された円柱状の空間部3が形
成された有底筒状のコンクリート製容器本体4と、この
容器本体4の空間部3の上面を覆う蓋体5とから構成さ
れている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In FIG. 1 and FIG. 2, 1 is a radioactive waste storage container for storing high-level radioactive waste (an example of radioactive material, specifically, spent nuclear fuel) A covered with a closed container 2 ( (Hereinafter referred to simply as a storage container), a bottomed cylindrical concrete container body 4 in which a cylindrical space portion 3 having an open upper end is formed in the center, and an upper surface of the space portion 3 of the container body 4 are covered. It is composed of a lid 5.

【0012】そして、空間部3内に配置された密閉容器
2の周囲を覆うように、空間部3の内周面には有底筒状
の本体側内部伝熱部材6が配置され、また上記容器本体
4の側部外壁面には、複数個のフィン7が外周に取り付
けられた筒状の本体側外部放熱部材(以下、本体側フィ
ン付外部放熱部材という)8が隙間を有して配置されて
いる。
A cylindrical bottomed main body side heat transfer member 6 is disposed on the inner peripheral surface of the space 3 so as to cover the periphery of the closed container 2 disposed in the space 3. A cylindrical main body side external heat dissipation member (hereinafter referred to as main body finned external heat dissipation member) 8 having a plurality of fins 7 attached to the outer periphery is arranged on the outer side wall surface of the container main body 4 with a gap. Has been done.

【0013】さらに、上記容器本体4の壁体部には、本
体側内部伝熱部材6からの熱を本体側フィン付外部放熱
部材8に伝達するためのヒートパイプ9が複数本挿通し
て設けられている。
Further, a plurality of heat pipes 9 for transmitting heat from the main body side internal heat transfer member 6 to the main body side finned external heat radiating member 8 are provided through the wall portion of the container main body 4. Has been.

【0014】また、上記蓋体5には容器本体4と同様の
放熱構造が設けられている。すなわち、蓋体5の下面に
は円板状の蓋側内部放熱部材11が設けられるととも
に、蓋体5の上面には、その表面に放射状に複数個のフ
ィン12が取り付けられ円板状の蓋側外部放熱部材13
が設けられ、さらに、蓋側内部伝熱部材11からの熱を
蓋側外部放熱部材13に伝達するヒートパイプ14が蓋
体5を挿通して設けられている。
Further, the lid 5 is provided with a heat dissipation structure similar to that of the container body 4. That is, a disc-shaped lid-side internal heat dissipation member 11 is provided on the lower surface of the lid 5, and a plurality of fins 12 are radially attached to the surface of the lid 5 on the upper surface thereof to provide a disc-shaped lid. Side external heat dissipation member 13
Further, a heat pipe 14 for transmitting heat from the lid-side internal heat transfer member 11 to the lid-side external heat dissipation member 13 is provided through the lid body 5.

【0015】なお、上記各放熱部材6,8,11,13
は熱伝導率が良い金属材料で構成されている。ところ
で、上記容器本体4および蓋体5を構成するコンクリー
トには、セメント固化体中に多くの結晶水を取り込むセ
メントとともに、比重が大きい重量骨材を用いたものが
使用されている。
The heat dissipating members 6, 8, 11, 13 described above
Is made of a metal material having good thermal conductivity. By the way, as the concrete that constitutes the container body 4 and the lid body 5, one in which a heavy aggregate having a large specific gravity is used together with a cement that incorporates a large amount of crystal water in a cement solidified body is used.

【0016】セメント固体中に多結晶水を保有するセメ
ントとしては、例えばカルシウムサルホアルミネート化
合物(3CaO・3Al23 ・CaSO4 )を主成分
とするクリンカーを、カルシウムサルホアルミネート化
合物換算で3〜20重量%と、ポルトランドセメント、
混合セメントなどのケイ酸3石灰(3CaO・SiO
2 )あるいはケイ酸2石灰(2CaO・SiO2 )を主
成分とするクリンカーをカルシウムシリケート化合物換
算で3〜20重量%と、無水石膏、2水石膏などの石膏
をCaSO4 換算で6〜40重量%と、高炉水滓スラグ
を20〜88重量%と、クエン酸ナトリウムなどのオキ
シカルボン酸類を0.1〜1.5重量%とを混合し、か
つ(3Al23 +1.5SiO2 )/(CaO−SO
3 )のモル比が1以上となるようにしたものがある。
Cement having polycrystal water in cement solid
For example, calcium sulfaluminate
Compound (3CaO / 3Al2 O3 ・ CaSOFour ) Is the main component
Clinker is converted to calcium sulfaluminate
3 to 20 wt% in terms of compound, Portland cement,
Mixed lime such as cement 3 lime (3CaO ・ SiO
2 ) Or 2 lime silicate (2CaO ・ SiO2 ) Lord
Replace the clinker as a component with a calcium silicate compound
3-20% by weight in total, gypsum such as anhydrous gypsum, dihydrate gypsum
CaSOFour 6-40% by weight, blast furnace slag slag
20-88% by weight and sodium citrate
Mixing 0.1 to 1.5% by weight of carboxylic acid,
One (3Al2 O3 + 1.5SiO2 ) / (CaO-SO
3 ), The molar ratio of which is 1 or more.

【0017】そして、カルシウムサルホアルミネート化
合物は、大略次式にて示すように、水和反応の初期に水
酸化カルシウム、石膏と反応して、エトリンガイトを形
成して32モルの結晶水を取り込む。
The calcium sulphoaluminate compound reacts with calcium hydroxide and gypsum at the initial stage of the hydration reaction to form ettringite to take up 32 mol of water of crystallization, as represented by the following formula.

【0018】3CaO・3Al23 ・CaSO4 +8
CaSO4 +6Ca(OH)2 +90H2 O→3(3Ca
O・Al23 ・3CaSO4 ・32H2 O) これに対して、普通ポルトランドセメントの場合には、
大略次式に示すように、3〜6モルの結晶水しか取り込
まない。
3CaO ・ 3Al 2 O 3・ CaSO 4 +8
CaSO 4 + 6Ca (OH) 2 + 90H 2 O → 3 (3Ca
O ・ Al 2 O 3・ 3CaSO 4・ 32H 2 O) In contrast, in the case of ordinary Portland cement,
Generally, as shown in the following formula, only 3 to 6 mol of water of crystallization is incorporated.

【0019】2(3CaO・SiO2 )+6H2 O→3
Ca(OH)2 +3CaO・SiO2 ・3H2 O 2(3CaO・SiO2 )+4H2 O→Ca(OH)2
+3CaO・2SiO2 ・3H2 O 3CaO・Al23 +6H2 O→3CaO・Al2
3 ・6H2 O 4CaO・Al23 ・Fe23 +2Ca(OH)2
+10H2 O→3CaO・Al23 ・6H2 O+3C
aO・Fe23 ・6H2 O したがって、上記のようなセメントは普通ポルトランド
セメントに比べて固化体中に結晶水が多いものであるか
ら、中性子の遮蔽効果が高いと予想され、この面からも
極めて好ましいものとなる。
2 (3CaO.SiO 2 ) + 6H 2 O → 3
Ca (OH) 2 + 3CaO · SiO 2 · 3H 2 O 2 (3CaO · SiO 2 ) + 4H 2 O → Ca (OH) 2
+ 3CaO ・ 2SiO 2・ 3H 2 O 3CaO ・ Al 2 O 3 + 6H 2 O → 3CaO ・ Al 2 O
3 · 6H 2 O 4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 + 2Ca (OH) 2
+ 10H 2 O → 3CaO ・ Al 2 O 3・ 6H 2 O + 3C
aO ・ Fe 2 O 3 .6H 2 O Therefore, since the above cement has more crystal water in the solidified body than ordinary Portland cement, it is expected to have a high neutron shielding effect. Is also very preferable.

【0020】また、重量コンクリートは、骨材として比
重が大きい赤鉄鉱および磁鉄鉱を使用し、これらを使用
したコンクリートの比重が3〜4となるようにされてお
り、ガンマ線の遮蔽に有効である。なお、普通のコンク
リートの比重は2.3程度である。
Further, heavy concrete uses hematite and magnetite, which have a large specific gravity as aggregates, and the specific gravity of the concrete using these is set to 3 to 4, which is effective for shielding gamma rays. The specific gravity of ordinary concrete is about 2.3.

【0021】このように、容器本体4の空間部3に収納
された放射性廃棄物Aが発生させる熱、すなわち密閉容
器2からの熱は、それぞれヒートパイプ9,14によ
り、本体側および蓋側内部伝熱部材6,11から本体側
および蓋側フィン付外部放熱部材8,13にそれぞれ伝
達され、それらの表裏面から効率よく大気に放熱され
る。
As described above, the heat generated by the radioactive waste A stored in the space 3 of the container body 4, that is, the heat from the closed container 2, is applied to the inside of the body side and the lid side by the heat pipes 9 and 14, respectively. The heat is transferred from the heat transfer members 6 and 11 to the body side and lid side external finned heat radiation members 8 and 13, respectively, and the heat is efficiently radiated from the front and back surfaces thereof to the atmosphere.

【0022】また、容器本体4および蓋体5を構成して
いるコンクリートとして、セメント固化体中に多くの結
晶水を取り込むとともに、比重が大きい重量骨材を用い
たものを使用することにより、放射線、特に中性子やガ
ンマ線が有効に遮蔽され、しかもヒートパイプ9,14
により、密閉容器2からの熱を外部に効率よく伝達して
放熱するため、コンクリート自体の温度がそれ程高くな
く、したがってコンクリート自体の寿命を長くすること
ができる。
Further, as the concrete forming the container body 4 and the lid 5, by using a large amount of crystal water in the cement solidified body and using a heavy aggregate having a large specific gravity, the radiation can be reduced. , Especially neutrons and gamma rays are effectively shielded, and the heat pipes 9 and 14
As a result, the heat from the closed container 2 is efficiently transmitted to the outside and radiated, so that the temperature of the concrete itself is not so high, and therefore the life of the concrete itself can be extended.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上のように本発明の構成によると、容
器本体内に挿通して設けられたヒートパイプにより、空
間部内に収納されたの放射性廃棄物により発生した熱
は、フィン付外部放熱部材に伝達されてそれらの表裏面
から効率よく大気に放熱されるため、コンクリート自体
の温度がそれ程高くなく、したがってコンクリート自体
の寿命を長くすることができる。
As described above, according to the configuration of the present invention, the heat generated by the radioactive waste stored in the space is generated by the heat pipe inserted through the container body.
The front and back surfaces thereof is transmitted to the external heat member with full fin
Since the heat is efficiently radiated to the atmosphere from the concrete, the temperature of the concrete itself is not so high, and therefore the life of the concrete itself can be extended.

【0024】また、容器本体を構成するコンクリートと
して、セメント固化体中に多くの結晶水を取り込むもの
や、あるいは比重が大きい重量骨材を用いたものを使用
することにより、放射線、特に中性子やガンマ線を有効
に遮蔽することができ、安全である。
Further, as the concrete constituting the container main body, one in which a large amount of crystal water is incorporated in the cement solidified body or one in which a heavy aggregate having a large specific gravity is used is used, whereby radiation, particularly neutrons and gamma rays are used. Can be effectively shielded and is safe.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例における放射性廃棄物収納容
器の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a radioactive waste storage container according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施例における放射性廃棄物収納容器の一部
平面図である。
FIG. 2 is a partial plan view of the radioactive waste storage container according to the embodiment.

【図3】従来例の放射性廃棄物容器の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a conventional radioactive waste container.

【図4】従来例の放射性廃棄物収納容器の一部平面図で
ある。
FIG. 4 is a partial plan view of a conventional radioactive waste storage container.

【図5】従来例の放射性廃棄物容器の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional radioactive waste container.

【図6】従来例の放射性廃棄物収納容器の一部平面図で
ある。
FIG. 6 is a partial plan view of a conventional radioactive waste storage container.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 放射性廃棄物 1 放射性廃棄物収納容器 2 密閉容器 3 空間部 4 容器本体 5 蓋体 6 本体側内部伝熱部材 7 フィン 8 本体側フィン付外部放熱部材 9 ヒートパイプ 11 蓋側内部伝熱部材 12 フィン 13 蓋側フィン付外部放熱部材 14 ヒートパイプ A radioactive waste 1 radioactive waste storage container 2 closed container 3 space part 4 container body 5 lid 6 main body side internal heat transfer member 7 fins 8 main body side finned external heat dissipation member 9 heat pipe 11 lid side internal heat transfer member 12 Fin 13 External fin with lid Fin 14 Heat pipe

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 昭典 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立造船株式会社内 (72)発明者 網干 威 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立造船株式会社内 (72)発明者 石崎 寛治郎 埼玉県熊谷市月見町二丁目1番1号 秩父 セメント株式会社 中央研究所内 (72)発明者 小柳 直昭 埼玉県熊谷市月見町二丁目1番1号 秩父 セメント株式会社 中央研究所内 (72)発明者 天野 恕 埼玉県熊谷市月見町二丁目1番1号 秩父 セメント株式会社 中央研究所内 (56)参考文献 特開 平2−24599(JP,A) 特開 平2−281200(JP,A) 特開 昭63−30791(JP,A) 実開 昭61−119800(JP,U) 特公 平2−5705(JP,B2) 特公 昭52−7010(JP,B2) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Akinori Murakami 5-3-8 Nishikujo, Konohana-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Hitachi Shipbuilding Co., Ltd. (72) Wei Aboshi, Nishikujo 5-chome, Konohana-ku, Osaka City, Osaka Prefecture 3-28 Hitachi Shipbuilding Co., Ltd. (72) Inventor Kanjiro Ishizaki 2-1-1 Tsukimi-cho, Kumagaya-shi, Saitama Chichibu Cement Co., Ltd. Central Research Laboratory (72) Inventor Naoaki Koyanagi Tsukimi, Kumagaya-shi, Saitama Prefecture 2-1-1 Machi Chichibu Cement Co., Ltd. Central Research Laboratory (72) Inventor Atsushi Amano 2-1-1 Tsukimi-cho, Kumagaya City, Saitama Prefecture Chichibu Cement Co. Central Research Laboratory (56) -24599 (JP, A) JP-A-2-281200 (JP, A) JP-A-63-30791 (JP, A) Actually opened 61-119800 (JP, U) JP-B-2-5705 (JP B2) Tokuoyake Akira 52-7010 (JP, B2)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】コンクリート製容器本体の中央部に形成さ
れた放射性物体収納用空間部の内面に内部伝熱部材を配
置するとともに、フィン付外部放熱部材を容器本体の外
面から隙間を有して配置し、上記容器本体の壁体部内
に、内部伝熱部材からの熱をフィン付外部放熱部材に伝
達するヒートパイプを複数本挿通して設けたことを特徴
とする放射性物体収納容器。
1. An internal heat transfer member is arranged on an inner surface of a space for storing a radioactive object formed in a central portion of a concrete container body, and an external heat radiation member with fins is provided outside the container body.
A plurality of heat pipes are provided , which are arranged with a gap from the surface, and through which heat from the internal heat transfer member is transferred to the finned external heat dissipation member are provided in the wall body portion of the container body. Radioactive object storage container.
【請求項2】容器本体を構成するコンクリートとして、
セメント固化体中に多くの結晶水を取り込むものを使用
したことを特徴とする請求項1に記載の放射性物体収納
容器。
2. A concrete which constitutes a container body,
The radioactive substance storage container according to claim 1, wherein a cement solidified body that takes in a large amount of crystal water is used.
【請求項3】容器本体を構成するコンクリートとして、
比重が大きい重量骨材を用いたものを使用したことを特
徴とする請求項1または2に記載の放射性物体収納容
器。
3. Concrete as the container body,
The radioactive object storage container according to claim 1 or 2, wherein a heavy aggregate having a large specific gravity is used.
JP3159267A 1991-07-01 1991-07-01 Radioactive object storage container Expired - Lifetime JPH0766075B2 (en)

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