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発明の名称 放射性物質収納容器
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−64708(P2007−64708A)
公開日 平成19年3月15日(2007.3.15)
出願番号 特願2005−248723(P2005−248723)
出願日 平成17年8月30日(2005.8.30)
代理人 【識別番号】100064414
【弁理士】
【氏名又は名称】磯野 道造
発明者 清水 仁 / 石塚 達郎 / 安井 啓裕 / 堂守 生剛 / 平沼 健
要約 課題
本発明の課題は、従来の放射性物質収納容器と比較して簡単に中性子遮蔽体を配置することができるとともに、中性子の遮蔽性能をさらに向上させることができる放射性物質収納容器を提供することにある。

解決手段
本発明の放射性物質収納容器Cは、放射性物質を収納する容器本体1と、中性子遮蔽体4が充填されるとともに前記容器本体1と別体に形成されて前記容器本体1の底部に非溶接で取り付けられた缶2とを備えることを特徴とする。この放射性物質収納容器Cでは、中性子遮蔽体4が充填された缶2が、容器本体1に非溶接で後付けされるので、熱による中性子遮蔽体4の変質が防止されるとともに、天地を逆にしなくとも底部に中性子遮蔽体4が配置可能となる。
特許請求の範囲
【請求項1】
放射性物質を収納する容器本体と、
中性子遮蔽体が充填されるとともに前記容器本体と別体に形成されて前記容器本体の底部に非溶接で取り付けられた缶とを備えることを特徴とする放射性物質収納容器。
【請求項2】
前記容器本体と前記缶との間に断熱構造を有することを特徴とする請求項1に記載の放射性物質収納容器。
【請求項3】
前記缶が、前記容器本体に係止されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の放射性物質収納容器。
【請求項4】
前記中性子遮蔽体が、前記缶に係止されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の放射性物質収納容器。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、原子力発電所から発生する使用済み燃料の輸送、貯蔵等に使用する放射性物質収納容器に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、原子力発電所の炉心での使用を終えた燃料は、炉心から取り出されて、使用済み燃料としてプール等に一時的に保管される。その後、使用済み燃料は、再処理工場で再処理されることによって、ウランとプルトニウムとが再資源として回収されることとなる。その一方で、原子力発電所での使用済み燃料の発生量は、発電需要とともに増大しており、近い将来、再処理工場での処理量を上回ることが予想される。そして、使用済み燃料は、再処理されるまでの間、安全を考慮して適切に貯蔵される必要がある。ちなみに、使用済み燃料の推定貯蔵量は、2010年で4400tU(トンウラン)規模となっており、2020年で7100tU(トンウラン)規模となっている。
使用済み燃料の貯蔵方式としては、乾式貯蔵方式と湿式貯蔵方式とが挙げられ、中でも乾式貯蔵方式は、低コストであり、長期に亘る貯蔵安定性に優れている。従来、乾式貯蔵方式で使用される放射性物質収納容器(乾式キャスク)としては、内包する使用済み燃料から放出される中性子を遮蔽するための中性子遮蔽体を備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この放射性物質収納容器は、筒状で有底の容器本体と、この容器本体の開口側を塞ぐ蓋体とを備えており、中性子遮蔽体は、容器本体の側部および底部、ならびに蓋体に充填されている。この中性子遮蔽体は、中性子を効率よく遮蔽するために硬化性樹脂等の高分子材料で形成されている。そして、放射性物質収納容器への中性子遮蔽体の配置は、例えば、容器本体の底部を例にとって説明すると、図13(a)、および図13(a)中のXIII部拡大図の図13(b)に示すように、容器本体1の底部に形成された凹部53に中性子遮蔽体4を充填するとともに、凹部53を塞ぐように配置された保持板50を容器本体1に溶接することによって行われていた。ちなみに、符号7は、放射性物質収納容器を載置する支持台を示している。
【特許文献1】特開2001−235583号公報(段落0021〜0022、図2)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、このような従来の放射性物質収納容器では、前記した溶接時の熱で中性子遮蔽体4が変質することによって中性子の遮蔽性能が低下するおそれがある。
また、図13(b)に示すように、中性子遮蔽体4への熱的負荷を低減するために、中性子遮蔽体4を溶接箇所52から容器本体1の底部の中央側に離して配置すると、中性子遮蔽体4の充填量が減少して中性子の遮蔽性能が低下するおそれがある。
また、従来の放射性物質収納容器では、凹部53に硬化性樹脂からなる中性子遮蔽体4を配置する際に、未硬化の硬化性樹脂を凹部53に流し込んでこれを硬化させるために、凹部53が上方を向くように天地を逆にする。つまり、一般にt(トン)オーダの重量となる放射性物質収納容器の天地を逆にするためには、多大の労力と時間とが必要となって、中性子遮蔽体4の配置作業が煩雑となる。
【0004】
そこで、本発明の課題は、従来の放射性物質収納容器と比較して簡単に中性子遮蔽体を配置することができるとともに、中性子の遮蔽性能をさらに向上させることができる放射性物質収納容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記課題を解決する本発明の放射性物質収納容器は、放射性物質を収納する容器本体と、中性子遮蔽体が充填されるとともに前記容器本体と別体に形成されて前記容器本体の底部に非溶接で取り付けられた缶とを備えることを特徴とする。
この放射性物質収納容器では、中性子遮蔽体が充填された缶が、容器本体に非溶接で後付けされるので、熱による中性子遮蔽体の変質が防止されるとともに、天地を逆にしなくとも底部に中性子遮蔽体が配置可能となる。
また、このような放射性物質収納容器の製造方法は、中性子遮蔽体を底部に有する放射性物質収納容器の製造方法において、放射性物質を収納する容器本体を形成する工程と、中性子遮蔽体が充填された缶を形成する工程と、前記容器本体の底部に前記缶を非溶接で取付ける工程とを含んで構成することができる。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、従来の放射性物質収納容器と比較して容易に中性子遮蔽体を配置することができるとともに、中性子の遮蔽性能をさらに向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
次に、本発明の実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図1に示すように、放射性物質収納容器Cは、蓋体5が取り付けられた容器本体1と、この容器本体1の底部に取り付けられた缶2とを備えている。
容器本体1は、有底の円筒形状を有しており、その内部には、例えば、原子力発電所から発生する使用済み燃料等の放射性物質を収納する収納部11が形成されている。この容器本体1は、炭素鋼等の公知の材料で形成されている。そして、容器本体1の周面には、中性子遮蔽体4が充填された円筒形状のケーシング3が装着されている。中性子遮蔽体4は、公知の材料で形成されており、本実施形態での中性子遮蔽体4は、硬化性樹脂で形成されている。
【0008】
容器本体1の上部には、収納部11に放射性物質を収納するための開口12が形成されており、この開口12は蓋体5で塞がれている。蓋体5は、円盤形状を有しており、その内部には円盤形状に刳り抜かれた空間に中性子遮蔽体4が充填されている。この蓋体5は、炭素鋼等の公知の材料で形成されている。
【0009】
容器本体1の底部には、図2(a)に示すように、缶2が嵌め込まれる円盤形状の凹部13が形成されている。この凹部13の周面には、後記する缶2の係止爪21に対応する位置に嵌入溝14と案内溝15とが形成されている。嵌入溝14は、容器本体1の底部側で係止爪21の平面形状と同じ形状で開口するとともに、容器本体1の上方に延びている。この嵌入溝14は、凹部13の外周縁に沿って等間隔に4つ並ぶように形成されている。案内溝15は、それぞれの嵌入溝14の上方の奥止まりから凹部13の周方向に係止爪21と略同じ厚みで延びている。ちなみに、各案内溝15は、各嵌入溝14から同じ方向に延びるように形成されている。そして、容器本体1の底部の凹部13周りには、ボルト穴16aが形成されている。ボルト穴16aは、容器本体1の底部側から上方に向けて形成されており、各案内溝15を横断するように穿たれている。各ボルト穴16aには、それぞれボルト16bが螺合するようになっている。
【0010】
缶2は、図2(a)に示すように、容器本体1の凹部13に嵌り込むように、円盤形状を有している。この缶2は、円形の底板22と、底板22の外周縁から上方に向かって立ち上がって底板22を囲い込む環状の側板23とで主に構成されている。
【0011】
底板22には、外周縁から外側に向かって延出する係止爪21が形成されている。この係止爪21は、底板22の外周縁に沿って等間隔に4つ並ぶように形成されており、容器本体1の嵌入溝14に対応する位置に配置されることとなる。そして、図2(b)に示すように、底板22上で側板23が囲い込む空間には、中性子遮蔽体4が充填されている。
【0012】
このような缶2は、図2(a)に示すように、その係止爪21が嵌入溝14に差し入れられることによって容器本体1の凹部13に嵌め入れられるとともに、その係止爪21が案内溝15内を周方向に移動するように回される。その結果、凹部13から抜け出る方向への缶2の動きは、案内溝15に嵌り込んだ係止爪21によって規制される。そして、図3および図4に示すように、ボルト穴16a(図3参照)に螺合したボルト16bが案内溝15を途中で遮るので、係止爪21は、案内溝15内に拘束される。その結果、缶2が容器本体1の凹部13から抜け出ることは防止される。
そして、缶2は、図3に示すように、容器本体1との間に隙間6を形成するように取り付けられる。この隙間6は、特許請求の範囲にいう「断熱構造」を構成しており、収納部11(図1参照)に収納される放射性物質の崩壊熱が缶2に伝導することを防止している。
【0013】
次に、本実施形態に係る放射性物質収納容器Cの作用について適宜図面を参照しながら説明する。
この放射性物質収納容器Cでは、缶2(図1参照)が容器本体1(図1参照)と別体に形成されるとともに、容器本体1に係止される。つまり、缶2は、非溶接で容器本体1に後付けされるので、従来の放射性物質収納容器(例えば、特許文献1参照)と異なって、中性子遮蔽体4を容器本体1に取り付ける際に中性子遮蔽体4に熱的負荷が掛からない。その結果、この放射性物質収納容器Cでは、熱的負荷による中性子遮蔽体4の変質が防止される。
【0014】
また、この放射性物質収納容器Cでは、缶2が非溶接で容器本体1に後付けされるので、従来の放射性物質収納容器(例えば、特許文献1参照)のように、溶接箇所52(図13(b)参照)から中性子遮蔽体4を容器本体1の底部の中央側に離して中性子遮蔽体4への熱的負荷を低減する必要がない。その結果、この放射性物質収納容器Cでは、中性子遮蔽体4の充填量が減少することが避けられる。
【0015】
また、この放射性物質収納容器Cでは、容器本体1と缶2との間に隙間6(図3参照)が形成されているので、容器本体1の収納部11(図1参照)に収納された放射性物質(図示せず)の崩壊熱が容器本体1から缶2(図1参照)に伝導することが防止される。その結果、缶2内の中性子遮蔽体4(図1参照)の変質が防止される。
【0016】
また、この放射性物質収納容器Cでは、中性子遮蔽体4を充填した缶2が容器本体1に係止されるとともに、ボルト16b(図2(a)参照)で固定されるので、溶接によって中性子遮蔽体4が容器本体1に配置される従来の放射性物質収納容器(例えば、特許文献1参照)と異なって、中性子遮蔽体4の配置が容易となる。
【0017】
また、この放射性物質収納容器Cでは、図5に示すように、所定の支持台7上に載置した際に、缶2が凹部13内に嵌め入れられているので、放射性物質収納容器Cの自重が、凹部13周りの環状の接地面8で支えられる。これに対して従来の放射性物質収納容器(例えば、特許文献1参照)では、図13(a)および(b)に示すように、容器本体1の底部に中性子遮蔽体4を保持するための保持板50が配置されているので、放射性物質収納容器の自重が、凹部53周りの保持板50を介して支えられる。つまり、本実施形態に係る放射性物質収納容器Cは、従来の放射性物質収納容器と異なって容器本体1で直接的に自重を支える。
【0018】
以上のような放射性物質収納容器Cによれば次のような効果を奏する。
本実施形態に係る放射性物質収納容器Cは、中性子遮蔽体4の充填量が減少することが防止されるとともに、充填した中性子遮蔽体4の熱による変性が防止されるので、中性子の遮蔽性能の低下を回避することができる。
また、本実施形態に係る放射性物質収納容器Cは、従来の放射性物質収納容器(例えば、特許文献1参照)と比較して、容器本体1への中性子遮蔽体4の配置を容易に行うことができる。
また、本実施形態に係る放射性物質収納容器Cは、従来の放射性物質収納容器(例えば、特許文献1参照)と異なって、容器本体1の底部で直接的に自重を支えるので、接地安定性に優れる。
【0019】
次に、本実施形態に係る放射性物質収納容器Cの製造方法について適宜図面を参照しながら説明する。
この製造方法では、まず、凹部13を有する容器本体1(図1参照)が、鋳造法等の公知の方法で形成される。そして、容器本体1には、図1に示すように、中性子遮蔽体4が充填されたケーシング3と、中性子遮蔽体4が充填された蓋体5とが配置される。ケーシング3は、容器本体1に溶接されて取り付けられる。ちなみに、蓋体5は、収納部11内に放射性物質が収納された後に容器本体1に溶接されて取り付けられる。
【0020】
缶2は、底板22(図2(a)参照)に側板23(図2(a)参照)が溶接されて形成される。そして、缶2内には、未硬化の硬化性樹脂が流し込まれた後に、この硬化性樹脂が硬化されることによって中性子遮蔽体4(図2(b)参照)が充填される。
そして、前記したように、缶2が容器本体1の凹部13に取り付けられることによって放射性物質収納容器Cは完成する。
【0021】
以上のような放射性物質収納容器Cの製造方法によれば、容器本体1に後付けされる缶2に、予め中性子遮蔽体4が充填されているので、従来の放射性物質収納容器(例えば、特許文献1参照)の製造方法と異なって、中性子遮蔽体4を容器本体1の底部に配置するために凹部13に直に硬化性樹脂を流し込む必要がない。つまり、放射性物質収納容器Cの製造方法によれば、放射性物質収納容器Cの天地を逆にしなくとも容器本体1の底部に中性子遮蔽体4を配置することができるので、中性子遮蔽体4の配置作業が簡単となって作業効率が向上する。
【0022】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
本発明は、前記実施形態での缶2に代えて次のような缶を使用した放射性物質収納容器Cであってもよい。図6(a)、および図6(b)に示すように、缶2aは、底板22上で延びて十字に交差するリブ9を備えている。リブ9は、底板22および側板23に溶接等によって接続されている。この缶2aは、リブ9によって剛性が高められることで、充填された中性子遮蔽体4の重量で変形することが防止される。したがって、この缶2aを備えた放射性物質収納容器Cは、より多くの中性子遮蔽体4を充填することができるので、中性子の遮蔽性能がより一層向上する。
【0023】
図7(a)、図7(b)、および図7(c)に示すように、缶2bは、リブ9に切り欠き9a(図7(b)参照)が形成されている。この缶2bでは、中性子遮蔽体4が切り欠き9aに入り込んでリブ9に係止される。その結果、リブ9が缶2bを補強するとともに、リブ9が缶2bからの中性子遮蔽体4の脱落を防止する。
【0024】
図8(a)、および図8(b)に示すように、缶2cでは、缶2cの開口側で側板23(図8(b)参照)の径が底板22側よりも小さくなっている。具体的には、側板23の内壁面がアンダーカットとなるようにテーパ状に形成されている。この缶2cでは、中性子遮蔽体4が側板23の内壁面に係止される。その結果、リブ9が缶2cを補強するとともに、リブ9が缶2cからの中性子遮蔽体4の脱落を防止する。
【0025】
図9(a)、および図9(b)に示すように、缶2dでは、前記した缶2c(図8(a)および図8(b)参照)と比較して、底板22から立ち上がるリブ9(図9(b)参照)の高さが低くなっている。つまり、缶2dでは、リブ9が中性子遮蔽体4に埋もれている。その結果、この缶2dは、中性子遮蔽体4の充填量が高められることによって、さらに効率よく中性子を遮蔽することができる。
【0026】
図10(a)、および図10(b)に示すように、缶2eでは、中性子遮蔽体4を覆うカバー10が配置されるとともに、カバー10の縁部が側板23(図10(b)参照)に接続されている。その結果、カバー10が缶2eを補強するとともに、缶2eからの中性子遮蔽体4の脱落を防止する。
【0027】
図11に示すように、缶2fでは、係止爪21aが、前記した缶2aの係止爪21(図6(a)参照)と比較して側板23の周方向に長くなっている。その結果、この缶2fでは、容器本体1(例えば、図2(a)参照)に対する缶2fの取り付け強度が高められる。また、この缶2fでは、容器本体1に対する缶2fの取り付け強度を高める際に、缶2fの外側への係止爪21aの延出長さを長くしなくともよい。つまり、所定の大きさの凹部13(例えば、図2(a)参照)に缶2fが取り付けられる場合に、側板23で囲まれる中性子遮蔽体4の充填部分の大きさが減少しない。
【0028】
また、本発明は、図12に示すように、凹部13内であって底板22の下方に、例えばγ線遮蔽体24等の放射線遮蔽体をさらに配置したものであってもよい。
【0029】
また、前記実施形態では、係止爪21、嵌入溝14、および案内溝15の数がそれぞれ4つのものを示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらがそれぞれ2つ以上あればよい。
【0030】
また、前記実施形態では、凹部13内で缶2を回転させることによって缶2の係止爪21が容器本体1に係止される回転式の缶止め構造を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、凹部13に嵌入した缶2を止める係止部材が容器本体1側に配置されたものであってもよく、また、缶2側と容器本体1側の両方に係止部材が配置されているものであってもよい。この係止部材の構造は、缶2が凹部13から抜け出ないように構成されていればいかなる構造であってもよい。
【0031】
また、前記実施形態では、容器本体1と缶2との間の断熱構造が隙間6で構成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、断熱構造が容器本体1と缶2との間に配置された断熱部材で構成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】実施形態に係る放射性物質収納容器の中心軸に沿った断面図である。
【図2】図2(a)は、放射性物質収納容器の容器本体から缶を取り外したときの様子を示す分解斜視図であり、放射性物質収納容器の底部を斜め下方から見上げた様子を示す図、図2(b)は、図2(a)中に示す缶のII−II断面図である。
【図3】図1中に示すIII部分の拡大図である。
【図4】放射性物質収納容器の底面図である。
【図5】放射性物質収納容器を支持台上に載置した際の様子を示す概念図である。
【図6】図6(a)は、他の実施形態に係る放射性物質収納容器に使用する缶の平面図、図6(b)は、図6(a)のVI−VI断面図である。
【図7】図7(a)は、他の実施形態に係る放射性物質収納容器に使用する缶の平面図、図7(b)は、図7(a)のVIIb−VIIb断面図、図7(c)は、図7(a)のVIIc−VIIc断面図である。
【図8】図8(a)は、他の実施形態に係る放射性物質収納容器に使用する缶の平面図、図8(b)は、図8(a)のVIII−VIII断面図である。
【図9】図9(a)は、他の実施形態に係る放射性物質収納容器に使用する缶の平面図、図9(b)は、図9(a)のIX−IX断面図である。
【図10】図10(a)は、他の実施形態に係る放射性物質収納容器に使用する缶の平面図、図10(b)は、図10(a)のX−X断面図である。
【図11】図11は、他の実施形態に係る放射性物質収納容器に使用する缶の平面図である。
【図12】図12は、他の実施形態に係る放射性物質収納容器の部分断面図である。
【図13】図13(a)は、従来の放射性物質収納容器が支持台上に載置された際の様子を示す概念図、図13(b)は、図13(a)中に示すXIII部分の拡大図である。
【符号の説明】
【0033】
1 容器本体
2 缶
2a 缶
2b 缶
2c 缶
2d 缶
2e 缶
2f 缶
4 中性子遮蔽体
6 隙間(断熱構造)




 

 


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