(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性廃棄物を収納し、収納された放射性廃棄物からの放射線を遮断する放射性廃棄物処分容器の製造方法であって、
前記放射性廃棄物処分容器は、四角形平板状をなす底部と、この底部の周縁部から立設され、四角形筒状をなす側筒部と、を備え、前記底部及び前記側筒部は、遠心鋳造法によって一体に成形されており、前記遠心鋳造法によって使用される原料が、金属を主成分とするクリアランス物又は低レベル放射性廃棄物を含有しており、
四角柱状の内部空間を有する外側鋳型と、この外側鋳型の内部空間に配置され、溶湯が供給される湯口と前記外側鋳型の角部に前記溶湯が過剰に供給されることを防止する溶湯規制部とを有する中子部材と、を備えた鋳型を準備し、
前記外側鋳型の内部空間に前記中子部材を配置した状態で前記側筒部及び前記底部に相当するキャビティを画成し、前記鋳型を回転させるとともに前記湯口から溶湯を供給し、前記中子部材を配置した状態のまま前記側筒部及び前記底部を形成することを特徴とする放射性廃棄物処分容器の製造方法。
【請求項２】
放射性廃棄物を収納し、収納された放射性廃棄物からの放射線を遮断する放射性廃棄物処分容器の製造方法であって、
前記放射性廃棄物処分容器は、四角形平板状をなす底部と、この底部の周縁部から立設され、四角形筒状をなす側筒部と、を備え、前記底部及び前記側筒部は、遠心鋳造法によって一体に成形されており、前記遠心鋳造法によって使用される原料が、金属を主成分とするクリアランス物又は低レベル放射性廃棄物を含有しており、
四角柱状の内部空間を有する外側鋳型と、この外側鋳型の内部空間に配置され、溶湯が供給される湯口と前記外側鋳型の角部に前記溶湯が過剰に供給されることを防止する溶湯規制部とを有する中子部材と、を備えた鋳型を準備し、
前記外側鋳型の内部空間に前記中子部材を配置した状態で前記側筒部に相当するキャビティを画成し、前記鋳型を回転させるとともに前記湯口から溶湯を供給して前記側筒部を形成し、その後、前記中子部材を取り外した状態で、前記外側鋳型のみを回転させるとともに前記湯口から溶湯を供給して前記底部を形成する構成とされており、
前記側筒部を形成する際の前記鋳型の回転数を４００〜７００ｒｐｍとし、前記底部を形成する際の前記鋳型の回転数を４０〜１００ｒｐｍとすることを特徴とする放射性廃棄物処分容器の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の放射性廃棄物処分容器の製造方法に用いられる放射性廃棄物処分容器の製造装置であって、
四角柱状の内部空間を有する外側鋳型と、この外側鋳型の内部空間に配置され、溶湯が供給される湯口と前記外側鋳型の角部に前記溶湯が過剰に供給されることを防止する溶湯規制部とを有する中子部材と、を備えた鋳型と、この鋳型を回転させる回転駆動部と、を備え、
前記中子部材は、四角柱状をなすブロック部材とこのブロック部材を前記外側鋳型の上端面に係合させる係合部とを備えており、前記外側鋳型の底部及び前記外側鋳型の側壁部との間にキャビティを画成するように配置されていることを特徴とする放射性廃棄物処分容器の製造装置。
【請求項４】
請求項２に記載の放射性廃棄物処分容器の製造方法に用いられる放射性廃棄物処分容器の製造装置であって、
四角柱状の内部空間を有する外側鋳型と、この外側鋳型の内部空間に配置され、溶湯が供給される湯口と前記外側鋳型の角部に前記溶湯が過剰に供給されることを防止する溶湯規制部とを有する中子部材と、を備えた鋳型と、この鋳型を回転させる回転駆動部と、を備え、
前記中子部材は、４つの四角柱状をなすブロック部材とこのブロック部材を前記外側鋳型の上端面に係合させる係合部とを備えており、前記放射性廃棄物処分容器の前記側筒部を形成した後に、前記外側鋳型の上方から抜き出し可能に配置されていることを特徴とする放射性廃棄物処分容器の製造装置。
【請求項５】
前記外側鋳型の外周側には、回転軸線に対して交差する方向に延びる放熱フィンが立設されており、この放熱フィンは、前記回転軸線方向から見て円形状をなしていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の放射性廃棄物処分容器の製造装置。
【請求項６】
前記外側鋳型の周囲に、冷却機構が設けられていることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の放射性廃棄物処分容器の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力関連施設から発生する放射性廃棄物を保管・処分する放射性廃棄物処分容器の製造方法及び放射性廃棄物処分容器の製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
前述の放射性廃棄物処分容器としては、例えば特許文献１，２に開示されているように、放射性廃棄物が直接収容される内側容器と、この内側容器を収容する外側容器と、を備えた多重構造のものが使用されている。
このような放射性廃棄物処分容器は、処分場の地下に埋設されることになるため、処分場の収容スペースに効率良く配置することが求められている。また、外側容器に収容される内側容器においては、外側容器内に効率良く配置する必要がある。さらに、比較的大型の放射性廃棄物を切断することなく収納可能な放射性廃棄物処分容器が求められている。
そこで、例えば、特許文献２においては、外形が四角柱状をなすとともに、収納空間が四角柱状をなす放射性廃棄物処分容器が提案されている。
【０００３】
一方、前述の放射性廃棄物処分容器においては、機械的強度以外に、収納した放射性廃棄物から発生する放射線の外部への漏洩を防止するための遮蔽性が求められており、放射性廃棄物処分容器の底部及び側壁部の肉厚が厚くなる傾向にある。このため、放射性廃棄物処分容器を機械加工で製造する場合、切断や曲げ等の塑性加工に要する時間が大きく、また、現状の加工機械では例えば曲げ加工できる肉厚が限定されることになる。また、鋼板等を用いて製造した場合には、その製造コスト（機械加工費、鋳造費等）が非常に高くなる傾向にある。
【０００４】
そこで、例えば特許文献３には、放射性廃棄物処分容器を鋳造法によって形成し、その原料としてクリアランス物や低レベル放射性廃棄物を利用する方法が提案されている。この場合、新規の金属原料を用いることなく、処分対象物であるクリアランス物や低レベル放射性廃棄物を利用して、放射性廃棄物処分容器が生産されることになり、放射性廃棄物処分容器を低コストで製出することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１０４３８９号公報
【特許文献２】特開２００８−２６１７２３号公報
【特許文献３】特開平０６−１０６１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、クリアランス物や低レベル放射性廃棄物には、様々な物質が混在されることになり、これらを鋳造の溶解原料として使用した場合、溶湯の流動性が悪くなり、鋳造製品に内部欠陥が発生するおそれがある。放射性廃棄物処分容器においては、内部欠陥が存在した場合、放射線の遮蔽性を確保できなくなってしまう。このため、これらクリアランス物や低レベル放射性廃棄物を多く使用できないといった問題があった。
【０００７】
また、特許文献３においては、遠心鋳造法によって流動性の悪い溶湯を強制的に、鋳型内のキャビティに充填する方法が提案されているが、製出される放射性廃棄物処分容器は、その外形や収納空間が円柱状をなすことになる。外形が円柱状をなす放射性廃棄物処分容器においては、処分場の収容スペースや外側容器内に効率的に配設できないといった問題があった。また、収納空間が円柱状をなす放射性廃棄物処分容器においては、収納可能な放射性廃棄物の大きさが比較的小さくなり、放射性廃棄物に対して切断等の前処理を行う必要があった。
【０００８】
本発明は、上述した状況に鑑みてなされたものであって、内部欠陥が少なく放射線の遮蔽能力に優れ、かつ、断面が四角筒状をなして収容スペースに効率良く配置することができる放射性廃棄物処分容器の製造方法及び放射性廃棄物処分容器の製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る放射性廃棄物処分容器の製造方法は、放射性廃棄物を収納し、収納された放射性廃棄物からの放射線を遮断する放射性廃棄物処分容器の製造方法であって、前記放射性廃棄物処分容器は、四角形平板状をなす底部と、この底部の周縁部から立設され、四角形筒状をなす側筒部と、を備え、前記底部及び前記側筒部は、遠心鋳造法によって一体に成形されており、前記遠心鋳造法によって使用される原料が、金属を主成分とするクリアランス物又は低レベル放射性廃棄物を含有しており、四角柱状の内部空間を有する外側鋳型と、この外側鋳型の内部空間に配置され、溶湯が供給される湯口と前記外側鋳型の角部に前記溶湯が過剰に供給されることを防止する溶湯規制部とを有する中子部材と、を備えた鋳型を準備し、前記外側鋳型の内部空間に前記中子部材を配置した状態で前記側筒部及び前記底部に相当するキャビティを画成し、前記鋳型を回転させるとともに前記湯口から溶湯を供給し、前記中子部材を配置した状態のまま前記側筒部及び前記底部を形成することを特徴としている。
【００１０】
この構成の放射性廃棄物処分容器の製造方法によれば、遠心鋳造法によって、四角形平板状をなす底部とこの底部の周縁部から立設された四角形筒状をなす側筒部とが一体に成形された構成とされているので、溶湯が鋳型内のキャビティに強制的に充填され、内部欠陥が極めて少ない放射性廃棄物処分容器を製出することができる。
また、四角形平板状をなす底部とこの底部の周縁部から立設された四角形筒状をなす側筒部とが一体に成形されており、外形が四角柱状をなす角型容器とされているので、処分場や外側容器の収容スペースに効率良く配置することができる。また、この放射性廃棄物処分容器の収納空間が四角形柱状をなすことから、比較的大型の放射性廃棄物を切断することなく収納することができる。
【００１１】
また、前記遠心鋳造法によって使用される原料は、一般鋳造材料や一般産業廃棄物（産廃スクラップ）も使用できるが、金属を主成分とするクリアランス物又は低レベル放射性廃棄物を含有しているので、原子力関連施設で発生するクリアランス物又は低レベル放射性廃棄物を、放射性廃棄物処分容器の原料として再利用することになり、この放射性廃棄物処分容器の製造コストを低減することができる。また、これらクリアランス物又は低レベル放射性廃棄物自体も同時に処理することが可能となる。
【００１２】
なお、前記クリアランス物又は前記低レベル放射性廃棄物の含有量は、５０質量％以上とされていることが好ましい。この場合、クリアランス物又は低レベル放射性廃棄物を大量に使用することが可能となり、放射性廃棄物処分容器の製造コストを大幅に低減することができる。また、このようにクリアランス物又は前記低レベル放射性廃棄物の含有量が、５０質量％以上とされ、溶湯の流動性が低下したとしても、遠心鋳造によって鋳型内のキャビティに強制的に溶湯を充填することができ、内部欠陥の少ない高品質な放射性廃棄物処分容器を製出することができる。さらに好ましくは、前記遠心鋳造法によって使用される原料の全量をクリアランス物とするとよい。但し、これらの数値に限定されることはなく、適宜の配合量でクリアランス物又は低レベル放射性廃棄物を含有すればよい。
【００１４】
また、この構成の放射性廃棄物処分容器の製造方法によれば、外側鋳型と中子部材とを備えた鋳型を回転させた状態でこの鋳型内に溶湯を供給しているので、供給された溶湯は、外側鋳型と中子部材とによって形成されたキャビティ内に充填されることになる。ここで、外側鋳型が四角柱状の内部空間を有するように構成されていることから、この外側鋳型の角部が回転軸から最も離れた位置となるため、遠心力によって溶湯が角部に集中し易くなるが、本発明では、外側鋳型の内部空間に配設される中子部材が、前記外側鋳型の角部に前記溶湯が過剰に供給されることを防止する溶湯規制部を有しているので、外側鋳型の角部への溶湯の集中を防止し、その他の部分に溶湯を充填することができる。よって、遠心鋳造法によって、四角形平板状をなす底部とこの底部の周縁部から立設された四角形筒状をなす側筒部とが一体に成形された角型の放射性廃棄物処分容器を製出することが可能となる。
さらに、中子部材を外側鋳型内に配置した状態のままで、側筒部と底部とを形成することができ、放射性廃棄物処分容器の製造手順を簡略化することができる。
【００１５】
また、本発明に係る放射性廃棄物処分容器の製造方法は、放射性廃棄物を収納し、収納された放射性廃棄物からの放射線を遮断する放射性廃棄物処分容器の製造方法であって、前記放射性廃棄物処分容器は、四角形平板状をなす底部と、この底部の周縁部から立設され、四角形筒状をなす側筒部と、を備え、前記底部及び前記側筒部は、遠心鋳造法によって一体に成形されており、前記遠心鋳造法によって使用される原料が、金属を主成分とするクリアランス物又は低レベル放射性廃棄物を含有しており、四角柱状の内部空間を有する外側鋳型と、この外側鋳型の内部空間に配置され、溶湯が供給される湯口と前記外側鋳型の角部に前記溶湯が過剰に供給されることを防止する溶湯規制部とを有する中子部材と、を備えた鋳型を準備し、前記外側鋳型の内部空間に前記中子部材を配置した状態で前記側筒部に相当するキャビティを画成し、前記鋳型を回転させるとともに前記湯口から溶湯を供給して前記側筒部を形成し、その後、前記中子部材を取り外した状態で、前記外側鋳型のみを回転させるとともに前記湯口から溶湯を供給して前記底部を形成する構成とされており、前記側筒部を形成する際の前記鋳型の回転数を４００〜７００ｒｐｍとし、前記底部を形成する際の前記鋳型の回転数を４０〜１００ｒｐｍとすることを特徴としている。
この場合、側筒部を形成する際においては、中子部材によって外側鋳型の角部に溶湯が過剰に供給されることが防止され、角部と角部との間にも溶湯を十分に供給することができ、内部欠陥の少ない側筒部を製出することができる。一方、側筒部が形成された後に底部を形成する際には、中子部材がなくても溶湯は重力と回転の遠心力とによって拡がることになり、底部と側筒部とが一体とされた角型の放射性廃棄物処分容器を製出することができる。なお、底部を形成する際には、側筒部を形成する際よりも低い回転速度で外側鋳型を回転させることが好ましい。
【００１６】
本発明の放射性廃棄物処分容器の製造装置は、請求項１に記載の放射性廃棄物処分容器の製造方法に用いられる放射性廃棄物処分容器の製造装置であって、四角柱状の内部空間を有する外側鋳型と、この外側鋳型の内部空間に配置され、溶湯が供給される湯口と前記外側鋳型の角部に前記溶湯が過剰に供給されることを防止する溶湯規制部とを有する中子部材と、を備えた鋳型と、この鋳型を回転させる回転駆動部と、を備え、前記中子部材は、四角柱状をなすブロック部材とこのブロック部材を前記外側鋳型の上端面に係合させる係合部とを備えており、前記外側鋳型の底部及び前記外側鋳型の側壁部との間にキャビティを画成するように配置されていることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明の放射性廃棄物処分容器の製造装置は、請求項２に記載の放射性廃棄物処分容器の製造方法に用いられる放射性廃棄物処分容器の製造装置であって、四角柱状の内部空間を有する外側鋳型と、この外側鋳型の内部空間に配置され、溶湯が供給される湯口と前記外側鋳型の角部に前記溶湯が過剰に供給されることを防止する溶湯規制部とを有する中子部材と、を備えた鋳型と、この鋳型を回転させる回転駆動部と、を備え、前記中子部材は、４つの四角柱状をなすブロック部材とこのブロック部材を前記外側鋳型の上端面に係合させる係合部とを備えており、前記放射性廃棄物処分容器の前記側筒部を形成した後に、前記外側鋳型の上方から抜き出し可能に配置されていることを特徴としている。
【００１８】
これらの構成の放射性廃棄物処分容器の製造装置によれば、外側鋳型と中子部材とを備えた鋳型と、この鋳型を回転させる回転駆動部と、を備えているので、前述の放射性廃棄物処分容器の製造方法を実施するのに適しており、遠心鋳造法によって、四角形平板状をなす底部とこの底部の周縁部から立設された四角形筒状をなす側筒部とが一体に成形された角型の放射性廃棄物処分容器を製出することが可能となる。また、遠心力によって、溶湯を強制的に鋳型内のキャビティに充填することができ、内部欠陥の少ない放射性廃棄物処分容器を製出することができる。
【００１９】
ここで、前記外側鋳型の外周側には、回転軸線に対して交差する方向に延びる放熱フィンが立設されており、この放熱フィンは、前記回転軸線方向から見て円形状をなしていることが好ましい。
この場合、放熱フィンによって鋳型（外側鋳型）の冷却能が向上されることになり、鋳型（外側鋳型）の肉厚を薄くして、鋳型（外側鋳型）の軽量化を図ることができる。また、この放熱フィンが、前記回転軸線方向から見て円形状をなしているので、鋳型を回転させた際に、その回転が安定することになる。よって、回転駆動部への負荷を低減することが可能となり、安定した製造を行うことができる。
【００２０】
また、前記外側鋳型の周囲に、冷却機構が設けられていることが好ましい。
この場合、冷却機構によって鋳型（外側鋳型）の冷却能が向上されることになり、鋳型（外側鋳型）の肉厚をさらに薄くして、鋳型（外側鋳型）のさらなる軽量化を図ることができる。よって、回転駆動部への負荷を低減することが可能となり、安定した製造を行うことができる。
【発明の効果】
【００２１】
このように、本発明によれば、内部欠陥が少なく放射線の遮蔽能力に優れ、かつ、断面が四角筒状をなして収容スペースに効率良く配置することができる放射性廃棄物処分容器の製造方法及び放射性廃棄物処分容器の製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態である放射性廃棄物処分容器の縦断面説明図である。
【図２】本発明の実施形態である放射性廃棄物処分容器の横断面説明図である。
【図３】本発明の実施形態である放射性廃棄物処分容器の製造装置の側面説明図である。
【図４】図３に示す放射性廃棄物処分容器の製造装置の上面説明図である。
【図５】図３に示す放射性廃棄物処分容器の製造装置において使用される鋳型の縦断面説明図である。
【図６】図５に示す鋳型の横断面説明図である。
【図７】本発明の第１の実施形態である放射性廃棄物処分容器の製造方法を示す説明図である。
【図８】本発明の第１の実施形態である放射性廃棄物処分容器の製造方法を示す説明図である。
【図９】本発明の第２の実施形態である放射性廃棄物処分容器の製造方法において使用される鋳型の縦断面説明図である。
【図１０】図９に示す鋳型の横断面説明図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態である放射性廃棄物処分容器の製造方法を示す説明図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態である放射性廃棄物処分容器の製造方法を示す説明図である。
【図１３】比較例の鋳造解析結果を示す図である。
【図１４】本発明例の鋳造解析結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明の実施形態である放射性廃棄物処分容器、及び、この放射性廃棄物処分容器の製造装置並びに放射性廃棄物処分容器の製造方法について添付した図面を参照にして説明する。
まず、第１の実施形態について、図１から図８を参照して説明する。
本実施形態である放射性廃棄物処分容器１０は、図１及び図２に示すように、概略四角形平板状をなす底部１１と、この底部１１の周縁部から立設されて概略四角形筒状をなす側筒部１２と、を備え、外形が四角柱状をなし、内部に四角柱状の収納空間Ｓが形成された角型容器とされている。
【００２４】
この放射性廃棄物処分容器１０は、後述するように、遠心鋳造法によって、底部１１と側筒部１２とが一体に成形された遠心鋳造品とされている。大きさは、例えば、幅１〜２ｍ、奥行き１〜２ｍ、高さ１〜２ｍとされている。
また、この遠心鋳造において使用される原料は、金属を主成分とするクリアランス物又は低レベル放射性廃棄物を含有しており、クリアランス物又は低レベル放射性廃棄物の含有率が５０質量％以上とされている。なお、本実施形態においては、原料のすべてをクリアランス物で構成するものとした。ここで、クリアランス物とは、原子力関連施設から発生する廃棄物であって、放射能のレベルが自然放射能のレベルに比較して十分低いものであって、放射性物質として扱う必要がないと認定されたものである。
【００２５】
次に、図３及び図４を参照して、本実施形態である放射性廃棄物処分容器の製造装置２０について説明する。
図３及び図４に示す放射性廃棄物処分容器の製造装置２０は、四角柱状の内部空間を有する外側鋳型３１及びこの外側鋳型３１の内部空間に配置される中子部材４１を備えた鋳型３０と、この鋳型３０を回転軸線Ｏを中心に回転させる回転駆動モータ２１と、鋳型３０内に供給する溶湯Ｌが貯留される注湯桶２２と、を備えている。
【００２６】
鋳型３０は、ベース部２３の上に載置されており、このベース部２３とともに回転駆動モータ２１によって回転させられることになる。また、鋳型３０の周囲（外周側）には、この鋳型３０を冷却するための冷却機構として、水冷配管２４が配設されている。この水冷配管は、図４に示すように、回転軸線Ｏを中心に周方向に分散して配置されており、本実施形態では５本の水冷配管２４が設けられている。
【００２７】
また、鋳型３０は、図４に示すように、回転軸線Ｏ方向から見て四角形断面をなしている。この鋳型３０の外周面には、回転軸線Ｏに交差する方向に延びる複数の放熱フィン２５が、回転軸線Ｏ方向に間隔を開けて配設されており、本実施形態では、図３に示すように、回転軸線Ｏに直交するように延在する８枚の放熱フィン２５が回転軸線Ｏ方向に間隔を開けて配設されている。
そして、この放熱フィン２５は、図４に示すように、回転軸線Ｏ方向から見て、回転軸線Ｏを中心とした円形状をなしている。
【００２８】
ここで、鋳型３０は、図５及び図６に示すように、外側鋳型３１の底部外方に、回転軸部３５が形成されており、この回転軸部３５が回転駆動モータ２１に接続される構成とされている。
また、中子部材４１は、図６に示すように、４つの四角形柱状をなすブロック部材４２と、このブロック部材４２を外側鋳型３１の上端面に係合させる係合部４３と、を備えており、これら４つのブロック部材４２が、外側鋳型３１の回転軸線Ｏを中心として周方向に等間隔に配列されている。なお、このブロック部材４２は、外側鋳型３１の底面に接するように配設されている。
【００２９】
そして、これらの４つのブロック部材４２によって、回転軸線Ｏに沿って延びる湯口４５が画成されるとともに、湯口４５から外側鋳型３１の側壁部３２に向けて延びる溶湯経路４６が画成されることになる。
また、４つのブロック部材４２の夫々の角部が、外側鋳型３１の角部３１Ａに向くように配列されており、これら４つのブロック部材４２の角部が、外側鋳型３１の角部３１Ａに溶湯Ｌが過剰に供給されることを防止する溶湯規制部４４とされているのである。
【００３０】
以下に、このような構成とされた放射性廃棄物処分容器の製造装置２０を用いた、放射性廃棄物処分容器の製造方法について、図７及び図８を用いて説明する。
まず、図７（ａ）に示すように、外側鋳型３１の内部空間に中子部材４１を配置し、湯口４５と溶湯経路４６とを画成した状態で、鋳型３０をベース部２３の上に載置する。そして、図７（ｂ）に示すように、回転駆動モータ２１によって鋳型３０を回転軸線Ｏを中心に回転させるとともに、湯口４５を通じて溶湯Ｌを供給する。なお、このときの回転数（回転速度）は、例えば４００〜７００ｒｐｍ（約７〜約１２回転／秒）に設定されている。
【００３１】
すると、図７（ｃ）に示すように、重力と回転の遠心力とによって、溶湯Ｌは、溶湯経路４６を通じて外側鋳型３１の側壁部３２に向けて移動する。
側壁部３２に衝突した溶湯Ｌは、図７（ｄ）に示すように、回転の遠心力によって回転軸線Ｏから離間する方向、すなわち、外側鋳型３１の角部３１Ａに向けて移動していく。
【００３２】
そして、図７（ｅ）に示すように、外側鋳型３１の角部３１Ａに溶湯Ｌが集中することになる。ここで、本実施形態では、外側鋳型３１の内部空間に配置された中子部材４１の４つのブロック部材４２の角部（溶湯規制部４４）によって、外側鋳型３１の角部３１Ａに溶湯Ｌが集中することが抑制され、図７（ｆ）に示すように、外側鋳型３１の角部３１Ａから外側鋳型３１の側壁部３２に向けて溶湯Ｌが拡がっていく。さらに、湯口４５を介して溶湯Ｌを注入することによって、外側鋳型３０の側壁部３２の内面及び角部３１Ａに溶湯Ｌが充填されることになる。
【００３３】
このように、溶湯Ｌが鋳型３０内のキャビティに充填されていく間に、鋳型３０の周囲（外周側）に配設された水冷配管２４及び鋳型３０の外周面に形成された放熱フィン２５によって、鋳型３０が冷却され、図７（ｇ）及び図８（ｈ）に示すように、鋳型３０内の溶湯Ｌが凝固することになる。このようにして、まず、放射性廃棄物処分容器１０の側筒部１２が形成されることになる。
【００３４】
次に、図８（ｉ）に示すように、中子部材４１を上方に抜き出して、形成された側筒部１２を露出させる。
そして、図８（ｊ）に示すように、外側鋳型３１を回転軸線Ｏを中心として回転させるとともに、外側鋳型３１内に溶湯Ｌを供給する。このとき、外側鋳型３１の回転数（回転速度）は、側筒部１２を形成する際よりも低く設定されており、例えば、１００ｒｐｍ（約２回転／秒）程度以下とされている。さらに好ましくは、４０〜１００ｒｐｍ（約０．７〜２回転／秒）に設定されている。
【００３５】
すると、溶湯Ｌは重力によって外側鋳型３１の底面に移動していく。このとき、遠心力によって溶湯Ｌが外周側へと拡がっていき、図８（ｋ）に示すように、側筒部１２に接する部分に多く配置されることになる。この状態で、水冷配管２４及び放熱フィン２５によって鋳型３０（外側鋳型３１）が冷却され、放射性廃棄物処分容器１０の底部１１が、側筒部１２と一体に形成されることになる。
そして、この底部１１と側筒部１２とを外側鋳型３１から取り出すことによって、図８（ｌ）に示すように、本実施形態である放射性廃棄物処分容器１０が製出されることになる。
【００３６】
このようにして製出された放射性廃棄物処分容器１０は、その収納空間Ｓに原子力関連施設から排出された放射性廃棄物が収納され、そのまま、あるいは、図示しない外側容器に収容され、処分場の地下に埋設されることになる。
【００３７】
以上のような構成とされた本実施形態である放射性廃棄物処分容器１０によれば、遠心鋳造法によって、四角形平板状をなす底部１１とこの底部１１の周縁部から立設された四角形筒状をなす側筒部１２とが一体に成形された構成とされているので、遠心力によって溶湯Ｌが鋳型３０内に画成されたキャビティに強制的に充填されることになり、内部欠陥が極めて少ない放射性廃棄物処分容器１０を製出することができる。
また、四角形平板状をなす底部１１とこの底部１１の周縁部から立設された四角形筒状をなす側筒部１２とが一体に成形されており、外形が四角柱状をなす角型容器とされているので、処分場や外側容器の収容スペースに効率良く配置することができる。また、収納空間Ｓが四角柱状をなしているので、比較的大型の放射性廃棄物であっても、切断することなく収納することができる。
【００３８】
また、遠心鋳造法において使用される原料が、金属を主成分とするクリアランス物を含有したものとされ、本実施形態では、原料としてクリアランス物を１００％利用しているので、この放射性廃棄物処分容器１０の製造コストを大幅に低減することができる。また、クリアランス物自体も処理することができる。また、クリアランス物の中に、溶湯Ｌの流動性を阻害するような物質が含有されていたとしても、遠心鋳造によって鋳型３０内のキャビティに強制的に溶湯Ｌを充填することができ、内部欠陥の少ない高品質な放射性廃棄物処分容器１０を製出することができる。
【００３９】
また、本実施形態である放射性廃棄物処分容器の製造装置２０は、四角柱状の内部空間を有する外側鋳型３１とこの外側鋳型３１の内部空間に配置される中子部材４１とを有する鋳型３０と、この鋳型３０を回転軸線Ｏを中心に回転させる回転駆動モータ２１と、鋳型３０内に供給する溶湯Ｌが貯留される注湯桶２２と、を備えているので、回転駆動モータ２１によって鋳型３０を回転させながら、注湯桶２２を介して溶湯Ｌを鋳型３０に注入することができる。したがって、遠心鋳造法によって放射性廃棄物処分容器１０を製出することができる。
【００４０】
また、外側鋳型３１と中子部材４１とを有する鋳型３０を回転軸線Ｏを中心に回転させた状態でこの鋳型３０内に溶湯Ｌを注入すると、注入された溶湯Ｌは、外側鋳型３１と中子部材４１とによって形成されたキャビティ内に充填されることになる。ここで、外側鋳型３１が四角柱状の内部空間を有するように構成されていることから、この外側鋳型３１の角部３１Ａが回転軸線Ｏから最も離れた位置となり、遠心力によって溶湯Ｌが角部３１Ａに集中することになる。ここで、本実施形態においては、外側鋳型３１内に配設される中子部材４１が、外側鋳型３１の角部３１Ａに溶湯Ｌが過剰に供給されることを防止する溶湯規制部４４を有しているので、外側鋳型３１の角部３１Ａへの溶湯Ｌの集中が防止され、他の空間に溶湯Ｌを充填することができる。よって、遠心鋳造法によって、四角形平板状をなす底部１１とこの底部１１の周縁部から立設された四角形筒状をなす側筒部１２とが一体に成形された角型の放射性廃棄物処分容器１０を製出することが可能となる。
【００４１】
また、外側鋳型３０の外周面に、回転軸線Ｏに対して直交する方向に延びる複数の放熱フィン２５が立設されているので、この放熱フィン２５によって鋳型３０（外側鋳型３１）の冷却能が向上されることになり、鋳型３０（外側鋳型３１）の肉厚を薄くして、鋳型３０（外側鋳型３１）の軽量化を図ることができる。
さらに、この放熱フィン２５が、回転軸線Ｏ方向から見て円形状をなしているので、回転駆動モータ２１によって鋳型３０を回転させた場合に、回転が安定することになる。
このように、鋳型３０の軽量化と回転の安定化により、回転駆動モータ２１への負荷を低減することが可能となり、安定して本実施形態である放射性廃棄物処分容器１０を製造することができる。
【００４２】
また、外側鋳型３０の周囲に、冷却機構として水冷配管２４が配設されているので、  この水冷配管２４によって鋳型３０（外側鋳型３１）を効率良く冷却することが可能となり、鋳型３０（外側鋳型３１）の肉厚を薄くして、鋳型３０（外側鋳型３１）の軽量化を図ることができる。また、冷却時間が短縮されることによって、効率良く放射性廃棄物処分容器１０を製造することができる。
【００４３】
また、本実施形態である放射性廃棄物処分容器の製造方法においては、外側鋳型３１の内部空間に中子部材４１を配置した状態で、側筒部１２に相当するキャビティを画成しておき、鋳型３０を回転させるとともに湯口４５から溶湯Ｌを供給して側筒部１２を形成し、その後、中子部材４１を取り外した状態で、外側鋳型３１のみを回転させるとともに、鋳型３０内に溶湯を供給して底部１１を形成する構成とされているので、側筒部１２を形成する際には、中子部材４１の溶湯規制部４４によって外側鋳型３１の角部３１Ａに溶湯Ｌが過剰に供給されることが防止され、角部３１Ａと角部３１Ａとの間にも溶湯Ｌを十分に供給することができ、内部欠陥の少ない側筒部１２を製出することができる。一方、側筒部１２が形成された後に底部１１を形成する際には、中子部材４１がなくても溶湯Ｌは重力によって広がることになるため、溶湯Ｌの注入作業を簡単に行うことができる。
【００４４】
また、底部１１を形成する際に、外側鋳型３１を回転させながら溶湯Ｌを注入しているので、図８（ｋ）に示すように、溶湯Ｌが側筒部１２との接合部分に多く配置されることになり、底部１１と側筒部１２との接合強度を向上させることができる。これにより、底部１１と側筒部１２とが一体とされた角型の放射性廃棄物処分容器１０を製出することができる。
【００４５】
次に、本発明の第２の実施形態について、図９から図１２を参照して説明する。この第２の実施形態においては、鋳型１３０の構造が第１の実施形態と異なっており、その製造方法も異なっている。なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
この鋳型１３０は、図９及び図１０に示すように、四角柱状の内部空間を有する外側鋳型１３１と、この外側鋳型１３１の内部空間に配置される中子部材１４１とを備えており、回転軸線Ｏ方向から見て四角形状をなしている。
【００４６】
ここで、中子部材１４１は、図９及び図１０に示すように、四角柱状をなすブロック部材１４２と、このブロック部材１４２を外側鋳型１３１の上端面に係合させる係合部１４３と、を備えている。ブロック部材１４２の中心部には貫通孔が穿設されており、この貫通孔が湯口１４５とされている。また、このブロック部材１４２は、外側鋳型１３１の底面から離間するように配設されている。
また、ブロック部材１４２は、その角部が、外側鋳型１３１の角部１３１Ａに向くように配列されており、このブロック部材１４２の角部が、外側鋳型１３１の角部１３１Ａに溶湯Ｌが過剰に供給されることを防止する溶湯規制部１４４とされているのである。
【００４７】
以下に、このような構成とされた鋳型１３０を使用した、放射性廃棄物処分容器の製造方法について、図１１及び図１２を用いて説明する。
まず、図１１（ａ１）、（ａ２）に示すように、外側鋳型１３１の内部空間に中子部材１４１を配置する。そして、図１１（ｂ１）、（ｂ２）に示すように、鋳型１３０を回転軸線Ｏを中心に回転させるとともに、湯口１４５を通じて溶湯Ｌを供給する。なお、このときの回転数（回転速度）は、例えば４００〜７００ｒｐｍ（約７〜約１２回転／秒）に設定されている。
【００４８】
すると、図１１（ｃ１）、（ｃ２）に示すように、溶湯Ｌは、重力によって外側鋳型１３１の底面へと移動し、回転の遠心力によって、ブロック部材１４２と外側鋳型１３１の底面との間に画成されたキャビティを通じて、外側鋳型１３１の側壁部１３２及び角部１３１Ａに向けて拡がっていくことになる。このとき、溶湯Ｌは、図１１（ｄ１）、（ｄ２）に示すように、回転の遠心力によって回転軸線Ｏから離間する方向、すなわち、外側鋳型１３１の角部１３１Ａに向けて移動していき、外側鋳型１３１の角部１３１Ａに溶湯Ｌが集中することになる。
【００４９】
このとき、本実施形態では、外側鋳型１３１の内部空間に配置された中子部材１４１のブロック部材１４２の角部（溶湯規制部１４４）によって、外側鋳型１３１の角部１３１Ａに溶湯Ｌが集中することが抑制され、図１２（ｅ１）、（ｅ２）に示すように、外側鋳型１３１の側壁部１３２の内面及び角部１３１Ａに溶湯Ｌが配置されることになる。
さらに、湯口１４５を通じて溶湯Ｌが供給されると、図１２（ｆ）に示すように、ブロック部材１４２と外側鋳型１３１の側壁部１３２との間に画成されたキャビティ内を溶湯Ｌが上方に向けて上昇するように充填されていく。
【００５０】
ここで、本実施形態では、図１２（ｇ）に示すように、溶湯Ｌがブロック部材１４２と外側鋳型１３１の側壁部１３２との間に画成されたキャビティ内及びブロック部材１４２と外側鋳型１３１の底部１３１との間に画成されたキャビティ内に充填された後に、さらに押し湯１５０として湯口１４５に向けて溶湯Ｌを供給する。
このように、溶湯Ｌが鋳型１３０内のキャビティに充填されていく間に、鋳型１３０が冷却され、図１２（ｈ）に示すように、鋳型１３０内の溶湯Ｌが凝固することになる。そして、押し湯１５０に相当する部分を切断して削除することによって、本実施形態である放射性廃棄物処分容器１０が製出されることになる。
【００５１】
以上のような構成とされた鋳型１３０を用いた本実施形態である放射性廃棄物処分容器の製造方法及び製造装置によれば、中子部材１４１を外側鋳型１３０内に配置した状態のままで、側筒部１２と底部１１とを一体成形することができ、放射性廃棄物処分容器１０の製造手順を簡略化することができる。
また、押し湯１５０を行うことによって、溶湯Ｌの充填率をさらに向上させることができ、内部欠陥の発生がさらに抑えられた高品質の放射性廃棄物処分容器１０を製出することができる。
【００５２】
以上、本発明の実施形態である放射性廃棄物処分容器及びこの放射性廃棄物処分容器の製造装置並びに放射性廃棄物処分容器の製造方法について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、図５及び図６、図９及び図１０に記載された鋳型を用いたものとして説明したが、これに限定されることはなく、四角柱形状の内部空間を有する外側鋳型と、外側鋳型の角部に溶湯が過剰に供給されることを防止する溶湯規制部及び溶湯が供給される湯口を有する中子部材と、を備えたものであれば、本実施形態に限定されることはない。
【００５３】
また、原料については、金属を主成分とするクリアランス物又は低レベル放射性廃棄物を、５０質量％以上含有したものとし、より具体的にはクリアランス物を１００％利用するものとして説明したが、クリアランス物又は低レベル放射性廃棄物の含有量に特に限定はなく、低レベル放射性廃棄物を含有していてもよいし、これらクリアランス物及び低レベル放射性廃棄物を含有しないものであってもよい。
さらに、放射性廃棄物処分容器の角部に、僅かなＲ部が形成されていてもよい。
【００５４】
また、製造装置の構成は、図３及び図４に示す構成に限定されることはなく、適宜設計変更することができる。例えば、冷却機構として、水冷配管の代わりに他の冷媒が流通する冷却配管を配設してもよいし、空冷ファン等を配設してもよい。さらに、放熱フィンの配列も本実施形態に限定されることはない。
【実施例】
【００５５】
以下に、本発明の効果について、計算機による凝固解析を行って確認した結果を示す。      
凝固解析は、ＥＳＩ社製のＰｒｏＣＡＳＴを用いて実施した。図９及び図１０に示した鋳型１３０を用いた鋳造をモデル化して評価した。
比較例として、鋳型１３０を回転させずに通常の重力鋳造法とした。
本発明例として、鋳型１３０を回転数（回転速度）６６０ｒｐｍ（１１回転／ｓｅｃ）で回転させた遠心鋳造法とした。
【００５６】
解析条件は、以下のように設定した。
（１）材料物性
溶湯原料：炭素鋼
Ｃ：１．２２ｗｔ％、Ｓｉ：０．１６ｗｔ％、Ｍｎ：０．３５ｗｔ％、
Ｓ：０．０１５ｗｔ％、Ｐ：０．０９ｗｔ％、Ｃｒ：０．１１ｗｔ％、
Ｎｉ：０．１３ｗｔ％、残部がＦｅと不可避不純物
外側鋳型：鋳鉄
Ｃ：３．２４ｗｔ％、Ｓｉ：１．６６ｗｔ％、Ｍｎ：０．８１ｗｔ％、
Ｓ：０．００９ｗｔ％、Ｐ：０．１４ｗｔ％、Ｃｒ：０．４３ｗｔ％、
残部がＦｅと不可避不純物
中子部材：鋳鉄
Ｃ：３．２４ｗｔ％、Ｓｉ：１．６６ｗｔ％、Ｍｎ：０．８１ｗｔ％、
Ｓ：０．００９ｗｔ％、Ｐ：０．１４ｗｔ％、Ｃｒ：０．４３ｗｔ％、
残部がＦｅと不可避不純物
（２）熱伝達係数
溶湯原料と外側鋳型：３０００  Ｗ／（ｍ２・Ｋ）
溶湯原料と中子部材：３０００  Ｗ／（ｍ２・Ｋ）
（３）境界条件
注湯温度：１６００℃
注湯速度：０．４ｍ／秒
（４）初期条件
中子部材温度：２００℃
【００５７】
解析結果を図１３及び図１４に示す。
図１３に示すように、重力鋳造法とした比較例では、溶湯の粘性が高いために、中子部材と外側鋳型との間のキャビティに溶湯が十分に充填されない状態で凝固が進行し、側筒部を形成することができないことが確認された。
これに対して、遠心鋳造法とした本発明例では、溶湯の粘性が高くても、遠心力を利用することによって、中子部材と外側鋳型との間のキャビティに溶湯が十分に充填されており、角型の放射性廃棄物処分容器を製出することができることが確認された。
【００５８】
この鋳造解析の結果から、本発明によれば、内部欠陥が少なく、断面が四角筒状をなす放射性廃棄物処分容器を提供することができることが確認された。
【符号の説明】
【００５９】
１０  放射性廃棄物処分容器
１１  底部
１２  側筒部
２０  放射性廃棄物処分容器の製造装置
２１  回転駆動モータ（回転駆動部）
２４  水冷配管（冷却機構）
２５  放熱フィン
３０、１３０  鋳型
３１、１３１  外側鋳型
３１Ａ、１３１Ａ  角部
４１、１４１  中子部材
４４、１４４  溶湯規制部
４５、１４５  湯口  
【図１】
0005629458.tif 000002
【図２】
0005629458.tif 000003
【図３】
0005629458.tif 000004
【図４】
0005629458.tif 000005
【図５】
0005629458.tif 000006
【図６】
0005629458.tif 000007
【図７】
0005629458.tif 000008
【図８】
0005629458.tif 000009
【図９】
0005629458.tif 000010
【図１０】
0005629458.tif 000011
【図１１】
0005629458.tif 000012
【図１２】
0005629458.tif 000013
【図１３】
0005629458.tif 000014
【図１４】
0005629458.tif 000015