(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を備え、この開口部から原子燃料を受け入れて収納する内容器と、前記内容器の開口部を密封するシール材として用いられ、前記内容器のフランジ面とこの開口部を塞ぐ上蓋のフランジ面との間に所定圧力が加えられて狭持される円環形状の金属ガスケットとを備えたキャスクにおいて、
前記金属ガスケットに備えられ、前記両フランジ面に直交する直交方向に沿った前記金属ガスケットの歪み量と、前記金属ガスケットの円環方向に沿った前記金属ガスケットの歪み量と、前記直交する方向と前記円環方向とを合成してなる任意方向に沿った前記金属ガスケットの歪み量とを測定する３方向歪みゲージと、
前記３方向歪みゲージによって測定された各歪み量および測定時刻に基づいて、前記上蓋の前記内容器に対する動的変位量を算出する動的変位量算出手段と
を備えたキャスク。
【請求項２】
開口部を備え、この開口部から原子燃料を受け入れて収納する内容器と、前記内容器の開口部を密封するシール材として用いられ、前記内容器のフランジ面とこの開口部を塞ぐ上蓋のフランジ面との間に所定圧力が加えられて狭持される円環形状の金属ガスケットとを備えたキャスクにおいて、
前記金属ガスケットに備えられ、前記両フランジ面に直交する直交方向に沿った前記金属ガスケットの歪み量を測定する第１の歪みゲージと、
前記金属ガスケットに備えられ、前記金属ガスケットの円環方向に沿った前記金属ガスケットの歪み量を測定する第２の歪みゲージと、
前記金属ガスケットに備えられ、前記直交方向と前記円環方向とを合成してなる任意方向に沿った前記金属ガスケットの歪み量を測定する第３の歪みゲージと、
前記各歪みゲージによって測定された各歪み量および測定時刻に基づいて、前記上蓋の前記内容器に対する動的変位量を算出する動的変位量算出手段と
を備えたキャスク。
【請求項３】
開口部を備え、この開口部から原子燃料を受け入れて収納する内容器と、この開口部を塞ぐ円盤形状の上蓋とを、前記上蓋の外周側に円周方向に沿って配置された複数の締付ボルトによって前記内容器と前記上蓋とを互いに接近するように締め付けることによって、前記内容器の開口部を前記上蓋で閉塞してなるキャスクにおいて、
前記複数の締付ボルトのうちの少なくとも何れかに備えられ、前記円周方向を含む断面に直交する直交方向に沿った前記上蓋の前記内容器に対する歪み量と、前記円周方向に沿った前記上蓋の前記内容器に対する歪み量と、前記直交方向と前記円周方向とを合成してなる任意方向に沿った前記上蓋の前記内容器に対する歪み量とを測定する３方向歪みゲージと、
前記３方向歪みゲージによって測定された各歪み量および測定時刻に基づいて、前記上蓋の前記内容器に対する動的変位量を算出する動的変位量算出手段と
を備えたキャスク。
【請求項４】
開口部を備え、この開口部から原子燃料を受け入れて収納する内容器と、この開口部を塞ぐ円盤形状の上蓋とを、前記上蓋の外周側に円周方向に沿って配置された複数の締付ボルトによって前記内容器と前記上蓋とを互いに接近するように締め付けることによって、前記内容器の開口部を前記上蓋で閉塞してなるキャスクにおいて、
前記複数の締付ボルトのうちの少なくとも何れかに備えられ、前記円周方向を含む断面に直交する直交方向に沿った前記上蓋の前記内容器に対する歪み量を測定する第１の歪みゲージと、
前記複数の締付ボルトのうちの少なくとも何れかに備えられ、前記円周方向に沿った前記上蓋の前記内容器に対する歪み量を測定する第２の歪みゲージと、
前記複数の締付ボルトのうちの少なくとも何れかに備えられ、前記直交方向と前記円周方向とを合成してなる任意方向に沿った前記上蓋の前記内容器に対する歪み量を測定する第３の歪みゲージと、
前記各歪みゲージによって測定された各歪み量および測定時刻に基づいて、前記上蓋の前記内容器に対する動的変位量を算出する動的変位量算出手段と
を備えたキャスク。
【請求項５】
開口部を備え、この開口部から原子燃料を受け入れて収納する内容器と、前記内容器の開口部を密封するシール材として用いられ、前記内容器のフランジ面とこの開口部を塞ぐ上蓋のフランジ面との間に所定圧力が加えられて狭持される円環形状の金属ガスケットとを備えたキャスクにおいて、
前記金属ガスケットに備えられ、前記両フランジ面に直交する直交方向に沿った前記金属ガスケットの歪み量を測定する１方向歪みゲージを少なくとも１箇所以上有し、
前記１方向歪みゲージによって測定された各歪み量および測定時刻に基づいて、前記上蓋とこの上蓋に対面する前記内容器のフランジ面との動的開き量を算出する動的開き量算出手段を備えたキャスク。
【請求項６】
開口部を備え、この開口部から原子燃料を受け入れて収納する内容器と、前記内容器の開口部を密封するシール材として用いられ、前記内容器のフランジ面とこの開口部を塞ぐ上蓋のフランジ面との間に所定圧力が加えられて狭持される円環形状の金属ガスケットとを備えたキャスクにおいて、
前記金属ガスケットに備えられ、前記両フランジ面に平行な、金属ガスケットの周方向に沿って取り付けられ、前記金属ガスケットのねじれによる歪み量を測定する１方向歪みゲージを少なくとも１箇所以上有し、
前記１方向歪みゲージによって測定された各歪み量および測定時刻に基づいて、前記上蓋とこの上蓋に対面する前記内容器のフランジ面との動的ズレ量を算出する動的ズレ量算出手段を備えたキャスク。
【請求項７】
開口部を備え、この開口部から原子燃料を受け入れて収納する内容器と、前記内容器の開口部を密封するシール材として用いられ、前記内容器のフランジ面とこの開口部を塞ぐ上蓋のフランジ面との間に所定圧力が加えられて狭持される円環形状の金属ガスケットとを備えたキャスクにおける前記金属ガスケットの動的変位量を測定する方法であって、
前記両フランジ面に直交する直交方向に沿った前記金属ガスケットの歪み量と、前記金属ガスケットの円環方向に沿った前記金属ガスケットの歪み量と、前記直交方向と前記円環方向とを合成してなる任意方向に沿った前記金属ガスケットの歪み量とを、前記金属ガスケットに備えられた歪みゲージによって測定し、これら測定結果および測定時刻に基づいて、前記金属ガスケットの動的変位量を測定するようにしたキャスク部材の動的変位量測定方法。
【請求項８】
開口部を備え、この開口部から原子燃料を受け入れて収納する内容器と、この開口部を塞ぐ円盤形状の上蓋とを、前記上蓋の外周側に円周方向に沿って配置された複数の締付ボルトによって前記内容器と前記上蓋とを互いに接近するように締め付けることによって、前記内容器の開口部を前記上蓋で閉塞してなるキャスクにおける前記内容器に対する前記上蓋の動的変位量を測定する方法であって、
前記円周方向を含む断面に直交する直交方向に沿った前記上蓋の前記内容器に対する歪み量と、前記円周方向に沿った前記上蓋の前記内容器に対する歪み量と、前記直交方向と前記円周方向とを合成してなる任意方向に沿った前記上蓋の前記内容器に対する歪み量とを、前記複数の締付ボルトのうちの少なくとも何れかに備えられた歪みゲージによって測定し、これら測定結果および測定時刻に基づいて、前記上蓋の前記内容器に対する動的変位量を測定するようにしたキャスク部材の動的変位量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子燃料を収納する内容器と、内容器を閉塞する上蓋とを備えたキャスク、およびキャスク部材の動的変位量測定方法に係り、更に詳しくは、落下試験時における内容器と上蓋との変位量を動的に測定するキャスク部材の動的変位量測定方法、およびこの動的変位量測定方法を適用したキャスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電所から取り出された使用済みの原子燃料は、図１１に示すようなキャスク１と呼ばれる略円筒形状の専用容器に収納され、所定の貯蔵施設まで輸送されたり、あるいはこの貯蔵施設においてキャスク１に収納されたまま長期間貯蔵される計画である。
【０００３】
使用済みの原子燃料にはＦＰ、ＴＲＵ、あるいはアクチノイド等の放射性物質が含まれており、これら放射性物質から放射線が放出される。したがって、キャスク１は、内部に原子燃料を個々に収納するセル構造を有し、且つキャスク1の主要な強度部材としての機能を有し、且つ原子燃料から放出されるガンマ線の主な遮蔽材としての機能を有する、上端が開口した本体胴２と、本体胴２の周囲に配置され、主に中性子線を遮蔽するための遮蔽体３が設けられているとともに、原子燃料を収納している本体胴２の内部から外部へと放射性物質が漏洩しないように、以下のような対策が施されている。
【０００４】
すなわち、キャスク１は、本体胴２の上端の開口部４から内部に原子燃料を収納するが、本体胴２の内部へ所定数の原子燃料を収納すると、図１２に示すように、まず１次蓋５に設けられたボルト孔８を挿通した固定ボルト６によって、１次蓋５が本体胴２の肩部からなる固定面７（＃ａ）にしっかりと固定され、次に２次蓋９に設けられたボルト孔１４を挿通した固定ボルト１０によって、２次蓋９が別の肩部からなる固定面７（＃ｂ）にしっかりと固定される。
【０００５】
なお、このとき、キャスク１の内部を密封するためのシール材として金属ガスケット１１が、１次蓋５と固定面７（＃ａ）との間に設けられた凹部１２に、また２次蓋９と固定面７（＃ｂ）との間の凹部１３にそれぞれ２つずつキャスク１の中心軸に対して同軸的に配置されている。
【０００６】
金属ガスケット１１は、図１３に示すように環状形状をなしており、外周側に環状の開口部１５を有する断面Ｃ字形状のアルミニウム製の外側被膜１６の中に、外側被膜１６と共通の開口部１５を有する断面Ｃ字形状のインコネル製の内側被膜１７が設けられている。更に、この内側被膜１７の内側に、コイルスプリング１８が設けられている。
【０００７】
上述したように構成した４つの金属ガスケット１１（＃ａ〜＃ｄ）が、同軸的に配置された状態で、図１２に示すように、１次蓋５と固定面７（＃ａ）との間、および２次蓋９と固定面７（＃ｂ）との間に狭持される。すなわち、金属ガスケット１１（＃ａ）および金属ガスケット１１（＃ｂ）が凹部１２に、金属ガスケット１１（＃ｃ）および金属ガスケット１１（＃ｄ）が凹部１３に、キャスク１の中心軸に対して同軸的に配置された状態でそれぞれ狭持される。これによって、原子燃料を収納している本体胴２が金属ガスケット１１（＃ａ〜＃ｄ）によって密封され、キャスク１の内部から外部へと放射性物質が漏洩しないような対策が講じられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のキャスクでは、以下のような問題がある。
【０００９】
すなわち、上述したように構成されたキャスク１を所定の貯蔵場所に移動する場合、キャスク１の外周部に備えられたトラニオン２０に専用吊り具が取り付けられ、この専用吊り具をクレーン等によって吊り上げることによって移動が行われる。
【００１０】
したがって、キャスク１に原子燃料を収納する前に、クレーンの移動中における万が一のキャスク１の落下を想定した落下試験が予め行われる。この落下試験によって、キャスク１が落下しても収納している原子燃料の健全性が維持されるとともに、１次蓋５が固定面７（＃ａ）から、あるいは２次蓋９が固定面７（＃ｂ）からズレることなく、キャスク１の密封機能が維持されていることが確認されている。
【００１１】
しかしながら、単に密封機能の維持を確認するのみならず、更に詳細な知見の取得のために、１次蓋５と固定面７（＃ａ）、および２次蓋９と固定面７（＃ｂ）とのズレである変位量の動的なデータを取得することは、極めて重要なことである。
【００１２】
しかしながら、従来、落下試験時においてこのような動的変位量は測定されておらず、したがって、このような動的変位量を測定する方法および装置はない。
【００１３】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、キャスク落下時における１次蓋および２次蓋の容器本体に対するズレである変位量を、動的に測定することが可能なキャスクおよびキャスク部材の動的変位量測定方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。
【００１５】
すなわち、請求項１の発明は、開口部を備え、この開口部から原子燃料を受け入れて収納する内容器と、内容器の開口部を密封するシール材として用いられ、内容器のフランジ面とこの開口部を塞ぐ上蓋のフランジ面との間に所定圧力が加えられて狭持される円環形状の金属ガスケットとを備えたキャスクにおいて、金属ガスケットに備えられ、両フランジ面に直交する直交方向に沿った金属ガスケットの歪み量と、金属ガスケットの円環方向に沿った金属ガスケットの歪み量と、直交する方向と円環方向とを合成してなる任意方向に沿った金属ガスケットの歪み量とを測定する３方向歪みゲージと、３方向歪みゲージによって測定された各歪み量および測定時刻に基づいて、上蓋の内容器に対する動的変位量を算出する動的変位量算出手段とを備えている。
【００１６】
請求項２の発明は、開口部を備え、この開口部から原子燃料を受け入れて収納する内容器と、内容器の開口部を密封するシール材として用いられ、内容器のフランジ面とこの開口部を塞ぐ上蓋のフランジ面との間に所定圧力が加えられて狭持される円環形状の金属ガスケットとを備えたキャスクにおいて、金属ガスケットに備えられ、両フランジ面に直交する直交方向に沿った金属ガスケットの歪み量を測定する第１の歪みゲージと、金属ガスケットに備えられ、金属ガスケットの円環方向に沿った金属ガスケットの歪み量を測定する第２の歪みゲージと、金属ガスケットに備えられ、直交方向と円環方向とを合成してなる任意方向に沿った金属ガスケットの歪み量を測定する第３の歪みゲージと、各歪みゲージによって測定された各歪み量および測定時刻に基づいて、上蓋の内容器に対する動的変位量を算出する動的変位量算出手段とを備えている。
【００１７】
請求項３の発明は、開口部を備え、この開口部から原子燃料を受け入れて収納する内容器と、この開口部を塞ぐ円盤形状の上蓋とを、上蓋の外周側に円周方向に沿って配置された複数の締付ボルトによって内容器と上蓋とを互いに接近するように締め付けることによって、内容器の開口部を上蓋で閉塞してなるキャスクにおいて、複数の締付ボルトのうちの少なくとも何れかに備えられ、円周方向を含む断面に直交する直交方向に沿った上蓋の内容器に対する歪み量と、円周方向に沿った上蓋の内容器に対する歪み量と、直交方向と円周方向とを合成してなる任意方向に沿った上蓋の内容器に対する歪み量とを測定する３方向歪みゲージと、３方向歪みゲージによって測定された各歪み量および測定時刻に基づいて、上蓋の内容器に対する動的変位量を算出する動的変位量算出手段とを備えている。
【００１８】
請求項４の発明は、開口部を備え、この開口部から原子燃料を受け入れて収納する内容器と、この開口部を塞ぐ円盤形状の上蓋とを、上蓋の外周側に円周方向に沿って配置された複数の締付ボルトによって内容器と上蓋とを互いに接近するように締め付けることによって、内容器の開口部を上蓋で閉塞してなるキャスクにおいて、複数の締付ボルトのうちの少なくとも何れかに備えられ、円周方向を含む断面に直交する直交方向に沿った上蓋の内容器に対する歪み量を測定する第１の歪みゲージと、複数の締付ボルトのうちの少なくとも何れかに備えられ、円周方向に沿った上蓋の内容器に対する歪み量を測定する第２の歪みゲージと、複数の締付ボルトのうちの少なくとも何れかに備えられ、直交方向と円周方向とを合成してなる任意方向に沿った上蓋の内容器に対する歪み量を測定する第３の歪みゲージと、各歪みゲージによって測定された各歪み量および測定時刻に基づいて、上蓋の内容器に対する動的変位量を算出する動的変位量算出手段とを備えている。
【００２１】
請求項５の発明は、開口部を備え、この開口部から原子燃料を受け入れて収納する内容器と、内容器の開口部を密封するシール材として用いられ、内容器のフランジ面とこの開口部を塞ぐ上蓋のフランジ面との間に所定圧力が加えられて狭持される円環形状の金属ガスケットとを備えたキャスクにおいて、金属ガスケットに備えられ、両フランジ面に直交する直交方向に沿った金属ガスケットの歪み量を測定する１方向歪みゲージを少なくとも１箇所以上に有しており、１方向歪みゲージによって測定された各歪み量および測定時刻に基づいて、上蓋の内容器に対する動的開き量を算出する動的開き量算出手段を備えている。
【００２２】
請求項６の発明は、開口部を備え、この開口部から原子燃料を受け入れて収納する内容器と、内容器の開口部を密封するシール材として用いられ、内容器のフランジ面とこの開口部を塞ぐ上蓋のフランジ面との間に所定圧力が加えられて狭持される円環形状の金属ガスケットとを備えたキャスクにおいて、金属ガスケットに備えられ、両フランジ面に平行な金属ガスケットの周方向に沿った金属ガスケットの歪み量を測定する１方向歪みゲージを少なくとも１箇所以上に有しており、１方向歪みゲージによって測定された各歪み量および測定時刻に基づいて、上蓋の内容器に対する動的ズレ量を算出する動的ズレ量算出手段を備えている。
【００２３】
請求項７の発明は、開口部を備え、この開口部から原子燃料を受け入れて収納する内容器と、内容器の開口部を密封するシール材として用いられ、内容器のフランジ面とこの開口部を塞ぐ上蓋のフランジ面との間に所定圧力が加えられて狭持される円環形状の金属ガスケットとを備えたキャスクにおける金属ガスケットの動的変位量を測定する方法であって、両フランジ面に直交する直交方向に沿った金属ガスケットの歪み量と、金属ガスケットの円環方向に沿った金属ガスケットの歪み量と、直交方向と円環方向とを合成してなる任意方向に沿った金属ガスケットの歪み量とを、金属ガスケットに備えられた歪みゲージによって測定し、これら測定結果および測定時刻に基づいて、金属ガスケットの動的変位量を測定する。
【００２４】
請求項８の発明は、開口部を備え、この開口部から原子燃料を受け入れて収納する内容器と、この開口部を塞ぐ円盤形状の上蓋とを、上蓋の外周側に円周方向に沿って配置された複数の締付ボルトによって内容器と上蓋とを互いに接近するように締め付けることによって、内容器の開口部を上蓋で閉塞してなるキャスクにおける内容器に対する上蓋の動的変位量を測定する方法であって、円周方向を含む断面に直交する直交方向に沿った上蓋の内容器に対する歪み量と、円周方向に沿った上蓋の内容器に対する歪み量と、直交方向と円周方向とを合成してなる任意方向に沿った上蓋の内容器に対する歪み量とを、複数の締付ボルトのうちの少なくとも何れかに備えられた歪みゲージによって測定し、これら測定結果および測定時刻に基づいて、上蓋の内容器に対する動的変位量を測定する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２７】
なお、以下の各実施の形態の説明に用いる図中の符号は、図１１から図１３と同一部分については同一符号を付して示すことにする。
【００２８】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態を図１から図５を用いて説明する。
【００２９】
図１は、第１の実施の形態に係るキャスクに適用する金属ガスケットの一例を示す平面図、図２は、図１中におけるＡ−Ａ線に沿った断面図、図３は、図１中におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【００３０】
すなわち、本実施の形態に係るキャスク１は、表面に３つ１組からなる歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚを複数備えた金属ガスケット１１を用いている。歪みゲージ２１は、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、固定ボルト６，１０の締付方向Ｚに沿った金属ガスケット１１の歪み量を測定する歪みゲージ２１ｚと、円環方向Ｘに沿った金属ガスケット１１の歪み量を測定する歪みゲージ２１ｘと、締付方向Ｚと円環方向Ｘとの中間方向（例えば、締付方向Ｚおよび円環方向Ｘとのなす角が４５°となる方向）Ｙに沿った金属ガスケット１１の歪み量を測定する歪みゲージ２１ｙとの３種類から構成している。
【００３１】
そして、図４（ｃ）に示すように、歪みゲージ２１ｚを、その測定方向を締付方向Ｚに合わせて配置し、歪みゲージ２１ｘを、その測定方向を円環方向Ｘに合わせて配置し、歪みゲージ２１ｙを、その測定方向を中間方向Ｙに合わせて配置する。
【００３２】
図１２で既に説明したように、キャスク１には、内径寸法の異なる４つの金属ガスケット１１（＃ａ〜＃ｄ）が同軸的に配置されている。上述したように歪みゲージ２１を３つ１組（２１ｘ，２１ｙ，２１ｚ）で各金属ガスケット１１（＃ａ〜＃ｄ）の表面に配置する。
【００３３】
図１から図３は、このように３つ１組で金属ガスケット１１の表面に配置された歪みゲージ２１の一例を示す配置図である。図１は、金属ガスケット１１の平面図であり、この配置例では、３つ１組からなる歪みゲージ２１を、環状方向の互いに回転対称となる４箇所にそれぞれ配置している。図２は図１中に示すＡ−Ａ線に沿った金属ガスケット１１の断面図、また図３は図１中に示すＢ−Ｂ線に沿った金属ガスケット１１の断面図であり、金属ガスケット１１の断面周方向に沿って、３つ１組からなる歪みゲージ２１を５箇所に配置している。勿論金属ガスケット１１に配置される歪みゲージ２１の数、および配置場所は、図１から図３に示す配置例に限るものではない。
【００３４】
これによって、１次蓋５が固定面７（＃ａ）に対して締付方向Ｚに沿ったズレが生じた場合、すなわち１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する開き具合に変化が生じた場合には、金属ガスケット１１（＃ａ），１１（＃ｂ）が締付方向Ｚに沿って歪むために、金属ガスケット１１（＃ａ）に配置された歪みゲージ２１ｚ（＃ａ）、および金属ガスケット１１（＃ｂ）に配置された歪みゲージ２１ｚ（＃ｂ）がこの歪み量を測定する。同様に、２次蓋９が固定面７（＃ｂ）に対して締付方向Ｚに沿ったズレが生じた場合、すなわち２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する開き具合に変化が生じた場合には、金属ガスケット１１（＃ｃ），１１（＃ｄ）が締付方向Ｚに沿って歪むために、金属ガスケット１１（＃ｃ）に配置された歪みゲージ２１ｚ（＃ｃ）、および金属ガスケット１１（＃ｄ）に配置された歪みゲージ２１ｚ（＃ｄ）がこの歪み量を測定する。
【００３５】
１次蓋５が固定面７（＃ａ）に対して円環方向Ｘに沿ったズレが生じた場合、すなわち１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する横ズレが生じた場合には、金属ガスケット１１（＃ａ），１１（＃ｂ）が円環方向Ｘに沿って歪むために、金属ガスケット１１（＃ａ）に配置された歪みゲージ２１ｘ（＃ａ）、および金属ガスケット１１（＃ｂ）に配置された歪みゲージ２１ｘ（＃ｂ）がこの歪み量を測定する。同様に、２次蓋９が固定面７（＃ｂ）に対して円環方向Ｘに沿ったズレが生じた場合、すなわち２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する開き具合に変化が生じた場合には、金属ガスケット１１（＃ｃ），１１（＃ｄ）が円環方向Ｘに沿って歪むために、金属ガスケット１１（＃ｃ）に配置された歪みゲージ２１ｘ（＃ｃ）、および金属ガスケット１１（＃ｄ）に配置された歪みゲージ２１ｘ（＃ｄ）がこの歪み量を測定する。
【００３６】
１次蓋５が固定面７（＃ａ）に対して中間方向Ｙに沿ったズレが生じた場合、すなわち１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する斜めズレが生じた場合には、金属ガスケット１１（＃ａ），１１（＃ｂ）が中間方向Ｙに沿って歪むために、金属ガスケット１１（＃ａ）に配置された歪みゲージ２１ｙ（＃ａ）、および金属ガスケット１１（＃ｂ）に配置された歪みゲージ２１ｙ（＃ｂ）がこの歪み量を測定する。同様に、２次蓋９が固定面７（＃ｂ）に対して中間方向Ｙに沿ったズレが生じた場合、すなわち２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する開き具合に変化が生じた場合には、金属ガスケット１１（＃ｃ），１１（＃ｄ）が中間方向Ｙに沿って歪むために、金属ガスケット１１（＃ｃ）に配置された歪みゲージ２１ｙ（＃ｃ）、および金属ガスケット１１（＃ｄ）に配置された歪みゲージ２１ｙ（＃ｄ）がこの歪み量を測定する。
【００３７】
各歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚによって歪み量が測定されると、測定信号および対応する測定時刻が動的変位量算出部２２に出力されるようにしている。そして、動的変位量算出部２２は、各測定信号および対応する測定時刻と、各測定信号の出力元の歪みゲージ２１の配置場所とに基づいて、１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する動的変位量、および２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する動的変位量をそれぞれ算出する。
【００３８】
具体的には、各歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚによって測定された歪み量と、変位量との相関関係を予めテーブル化して動的変位量算出部２２に記憶しておき、動的変位量算出部２２は、このテーブルを用いて、各歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚによって測定された歪み量を換算することによって変位量を算出する。更に、各変位量に対応する測定時刻に基づいて、締付方向Ｚ、円環方向Ｘ、中間方向Ｙの各々の方向における動的変位量を算出する。更にまた、これら各方向における動的変位量をベクトル的に合計することによって、変位方向を把握する。
【００３９】
次に、以上のように構成した本実施の形態に係るキャスクの作用について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４０】
すなわち、本実施の形態に係るキャスクでは、金属ガスケット１１に３つ１組からなる歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚを複数、それぞれ円環方向Ｘに沿って回転対称位置になるように備え、この３つ１組からなる歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚによって、金属ガスケット１１の各位置における動的変位量を測定する。
【００４１】
このような歪みゲージ２１のうち、歪みゲージ２１ｚは、その測定方向が締付方向Ｚになるように配置され、歪みゲージ２１ｘは、その測定方向が円環方向Ｘになるように配置され、歪みゲージ２１ｙは、その測定方向が中間方向Ｙになるように配置される。
【００４２】
これによって、１次蓋５が固定面７（＃ａ）に対して締付方向Ｚに沿ったズレが生じた場合、すなわち１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する開き具合に変化が生じた場合には、歪みゲージ２１ｚ（＃ａ）および歪みゲージ２１ｚ（＃ｂ）によってこの歪み量が測定される。同様に、２次蓋９が固定面７（＃ｂ）に対して締付方向Ｚに沿ったズレが生じた場合、すなわち２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する開き具合に変化が生じた場合には、歪みゲージ２１ｚ（＃ｃ）および歪みゲージ２１ｚ（＃ｄ）によってこの歪み量が測定される。
【００４３】
１次蓋５が固定面７（＃ａ）に対して円環方向Ｘに沿ったズレが生じた場合、すなわち１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する横ズレが生じた場合には、歪みゲージ２１ｘ（＃ａ）および歪みゲージ２１ｘ（＃ｂ）によってこの歪み量が測定される。同様に、２次蓋９が固定面７（＃ｂ）に対して円環方向Ｘに沿ったズレが生じた場合、すなわち２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する開き具合に変化が生じた場合には、歪みゲージ２１ｘ（＃ｃ）および歪みゲージ２１ｘ（＃ｄ）によってこの歪み量が測定される。
【００４４】
１次蓋５が固定面７（＃ａ）に対して中間方向Ｙに沿ったズレが生じた場合、すなわち１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する斜めズレが生じた場合には、歪みゲージ２１ｙ（＃ａ）および歪みゲージ２１ｙ（＃ｂ）によってこの歪み量が測定される。同様に、２次蓋９が固定面７（＃ｂ）に対して中間方向Ｙに沿ったズレが生じた場合、すなわち２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する開き具合に変化が生じた場合には、歪みゲージ２１ｙ（＃ｃ）および歪みゲージ２１ｙ（＃ｄ）によってこの歪み量が測定される。
【００４５】
キャスクの落下試験が行われ（Ｓ１）、上述したようにして各歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚによって歪み量が測定されると（Ｓ２）、測定信号および対応する測定時刻が動的変位量算出部２２に出力される（Ｓ３）。そして、動的変位量算出部２２では、各測定信号および測定時刻と、各測定信号の出力元の歪みゲージ２１の配置場所とに基づいて、１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する動的変位量、および２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する動的変位量がそれぞれ算出される（Ｓ４）。
【００４６】
上述したように、本実施の形態に係るキャスクにおいては、上記のような作用により、１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する動的変位量、および２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する動的変位量を測定することができる。したがって、このような動的変位量測定方法を適用してキャスク１の落下試験を行うことによって、１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する動的変位量、および２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する動的変位量を測定することが可能となり、キャスク１の落下時における１次蓋５および２次蓋９の変位挙動を把握することができる。
【００４７】
なお、上述したような作用効果は、本実施の形態で説明した３つ１組からなる歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚの代わりに、締付方向Ｚ、円環方向Ｘ、および中間方向Ｙの３方向における変位量を測定する３軸歪みゲージを用いることによっても実現することができる。
【００４８】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態を図６から図７を用いて説明する。
【００４９】
すなわち、従来技術のキャスクは、図１１で説明した通り、円盤形状の１次蓋５はその外周側に、円周方向に沿って等間隔で複数のボルト孔８を備えている。また、円盤形状の２次蓋９はその外周側に、円周方向に沿って等間隔で複数のボルト孔１４を備えている。このようなボルト孔８，１４にはそれぞれ固定ボルト６，１０が挿通される。
【００５０】
本実施の形態に係るキャスクは、１次蓋５のボルト孔８に挿通される固定ボルト６のうち、図６に示すように、円周方向に沿って互いに回転対称となるような位置にあるボルト孔８に挿通される４つの固定ボルト６ａに、第１の実施の形態で説明したような３つ１組の歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚを、図７（ａ）に示すように、固定ボルト６ａのネジ切り部の上部に備える。更に、図７（ａ）中に示すＣ−Ｃ線に沿った断面図である図７（ｂ）に示すように、固定ボルト６ａの周方向に沿って、固定ボルト６ａのボルト軸を中心として互いに回転対称となるような４箇所の位置に３つ１組の歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚを備える。その他の固定ボルト６には、歪みゲージ２１を備えない。
【００５１】
図示しないが、同様に、２次蓋９のボルト孔１４に挿通される固定ボルト１０のうち、円周方向に沿って互いに回転対称となるような位置にあるボルト孔１４に挿通される４つの固定ボルト１０にもまた、第１の実施の形態で説明したような３つ１組の歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚを、固定ボルト１０のネジ切り部の上部に備える。更に、この固定ボルト１０の周方向に沿って、固定ボルト１０のボルト軸を中心として互いに回転対称となるような４箇所の位置に３つ１組の歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚを備える。勿論固定ボルトに配置される歪みゲージ２１の数、および配置場所は、図６および図７に示す配置例に限るものではない。
【００５２】
このように、１次蓋５を固定面７（＃ａ）に固定している固定ボルト６のうちの４本、２次蓋９を固定面７（＃ｂ）に固定している固定ボルト１０のうちの４本にそれぞれ３つ１組の歪みゲージ２１をボルトの周方向に沿って４つずつ備えることによって、１次蓋５が固定面７（＃ａ）に対して締付方向Ｚに沿ったズレが生じた場合、すなわち１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する開き具合に変化が生じた場合には、固定ボルト６ａが締付方向Ｚに沿って歪むために、固定ボルト６ａに配置された歪みゲージ２１ｚ（＃６）がこの歪み量を測定する。同様に、２次蓋９が固定面７（＃ｂ）に対して締付方向Ｚに沿ったズレが生じた場合、すなわち２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する開き具合に変化が生じた場合には、４本の固定ボルト１０に配置された歪みゲージ２１ｚ（＃１０）がこの歪み量を測定する。
【００５３】
１次蓋５が固定面７（＃ａ）に対して円周方向Ｘに沿ったズレが生じた場合、すなわち１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する横ズレが生じた場合には、固定ボルト６ａが円周方向Ｘに沿って歪むために、固定ボルト６ａに配置された歪みゲージ２１ｘ（＃６）がこの歪み量を測定する。同様に、２次蓋９が固定面７（＃ｂ）に対して円周方向Ｘに沿ったズレが生じた場合、すなわち２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する横ズレが生じた場合には、４本の固定ボルト１０に配置された歪みゲージ２１ｚ（＃１０）がこの歪み量を測定する。
【００５４】
１次蓋５が固定面７（＃ａ）に対して中間方向Ｙに沿ったズレが生じた場合、すなわち１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する斜めズレが生じた場合には、固定ボルト６ａが中間方向Ｙに沿って歪むために、固定ボルト６ａに配置された歪みゲージ２１ｙ（＃６）がこの歪み量を測定する。同様に、２次蓋９が固定面７（＃ｂ）に対して中間方向Ｙに沿ったズレが生じた場合、すなわち２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する斜めズレが生じた場合には、４本の固定ボルト１０に配置された歪みゲージ２１ｙ（＃１０）がこの歪み量を測定する。
【００５５】
各歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚによって歪み量が測定されると、第１の実施の形態と同様に、測定信号および対応する測定時刻が動的変位量算出部２２に出力されるようにしている。そして、動的変位量算出部２２は、各測定信号および対応する測定時刻と、各測定信号の出力元の歪みゲージ２１の配置場所とに基づいて、１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する動的変位量、および２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する動的変位量をそれぞれ算出する。
【００５６】
上述したような構成とすることによっても、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。また、第１の実施の形態と同様に、３つ１組からなる歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚの代わりに、締付方向Ｚ、円周方向Ｘ、および中間方向Ｙの３方向における変位量を測定する３軸歪みゲージを用いることによっても実現することができる。
【００５７】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態を図８を用いて説明する。
【００５８】
すなわち、従来技術のキャスクは、図１１で説明した通り、円盤形状の１次蓋５はその外周側に、円周方向に沿って等間隔で複数のボルト孔８を備えている。また、円盤形状の２次蓋９はその外周側に、円周方向に沿って等間隔で複数のボルト孔１４を備えている。このようなボルト孔８，１４にはそれぞれ固定ボルト６，１０が挿通される。
【００５９】
本実施の形態に係るキャスクは、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、１次蓋５にダミーボルト孔２３を備える。このダミーボルト孔２３は、ボルト孔８同様に、１次蓋５の外周側に備え、既存のボルト孔８の間に穿孔する。すなわち、図８（ａ）は、ダミーボルト孔２３が備えられていない１次蓋５を示す一方、図８（ｂ）は、一例として、４箇所のダミーボルト孔２３を備えた１次蓋５を示している。ダミーボルト孔２３は、円周方向に沿って互いに回転対称となるような位置に備える。
【００６０】
そして、このように互いに回転対称となるような位置に穿孔されたダミーボルト孔２３に、第２の実施の形態の図７で説明したような３つ１組の歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚをボルトの周方向に亘って複数組備えた固定ボルト６ａを挿通し、この固定ボルト６ａによって、１次蓋５を固定面７（＃ａ）に締め付ける。同様に、２次蓋９にも同様にダミーボルト孔２３を備え、このダミーボルト孔２３にも、３つ１組の歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚをボルトの周方向に亘って複数組備えた固定ボルト１０を挿通し、この固定ボルト１０によって、２次蓋９を固定面７（＃ｂ）に締め付ける。
【００６１】
このように、１次蓋５および２次蓋９にそれぞれダミーボルト孔２３を設け、このダミーボルト孔２３に、３つ１組の歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚをボルトの周方向に亘って複数組備えた固定ボルトを挿通し、これら固定ボルトによって１次蓋５および２次蓋９を締め付けることによって、１次蓋５が固定面７（＃ａ）に対して締付方向Ｚに沿ったズレが生じた場合、すなわち１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する開き具合に変化が生じた場合には、１次蓋５に穿孔されたダミーボルト孔２３に挿通された固定ボルト６ａに配置された歪みゲージ２１ｚ（＃６）がこの歪み量を測定する。同様に、２次蓋９が固定面７（＃ｂ）に対して締付方向Ｚに沿ったズレが生じた場合、すなわち２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する開き具合に変化が生じた場合には、２次蓋９に穿孔されたダミーボルト孔２３に挿通された固定ボルト１０に配置された歪みゲージ２１ｚ（＃１０）がこの歪み量を測定する。
【００６２】
１次蓋５が固定面７（＃ａ）に対して円周方向Ｘに沿ったズレが生じた場合、すなわち１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する横ズレが生じた場合には、１次蓋５に穿孔されたダミーボルト孔２３に挿通された固定ボルト６ａに配置された歪みゲージ２１ｚ（＃６）がこの歪み量を測定する。同様に、２次蓋９が固定面７（＃ｂ）に対して円周方向Ｘに沿ったズレが生じた場合、すなわち２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する横ズレが生じた場合には、２次蓋９に穿孔されたダミーボルト孔２３に挿通された固定ボルト１０に配置された歪みゲージ２１ｚ（＃１０）がこの歪み量を測定する。
【００６３】
１次蓋５が固定面７（＃ａ）に対して中間方向Ｙに沿ったズレが生じた場合、すなわち１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する斜めズレが生じた場合には、１次蓋５に穿孔されたダミーボルト孔２３に挿通された固定ボルト６ａに配置された歪みゲージ２１ｚ（＃６）がこの歪み量を測定する。同様に、２次蓋９が固定面７（＃ｂ）に対して中間方向Ｙに沿ったズレが生じた場合、すなわち２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する斜めズレが生じた場合には、２次蓋９に穿孔されたダミーボルト孔２３に挿通された固定ボルト１０に配置された歪みゲージ２１ｚ（＃１０）がこの歪み量を測定する。
【００６４】
各歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚによって歪み量が測定されると、第１および第２の実施の形態と同様に、測定信号および対応する測定時刻が動的変位量算出部２２に出力されるようにしている。そして、動的変位量算出部２２は、各測定信号および対応する測定時刻と、各測定信号の出力元の歪みゲージ２１の配置場所とに基づいて、１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する動的変位量、および２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する動的変位量をそれぞれ算出する。
【００６５】
上述したような構成とすることによっても、第１および第２の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。また、第１の実施の形態と同様に、３つ１組からなる歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚの代わりに、締付方向Ｚ、円周方向Ｘ、および中間方向Ｙの３方向における変位量を測定する３軸歪みゲージを用いることによっても実現することができる。
【００６６】
以上、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲の発明された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６７】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態を図９を用いて説明する。
【００６８】
図９（ａ）および図９（ｂ）は、第４の実施の形態における、１方向歪ゲージ２１の配置例を示す平面図および立面図である。図９（ａ）では、歪ゲージ２１は４箇所に配置しているが、一例であり、個数と位置は限定されるものではない。図９（ｃ）は、金属ガスケット１１に負荷、或いは強制変位などの拘束条件が一切ない状態における図９（ａ）の金属ガスケット１１のＤ−Ｄ断面図である。図９（ｄ）は、１次蓋５または２次蓋９を本体胴２にボルトで締付けた初期の状態における図９（ａ）の金属ガスケット１１のＤ−Ｄ断面図である。図９（ｅ）は、外部の衝撃などにより１次蓋５または２次蓋９と本体胴２の対面するフランジが初期の状態よりも開いた状態における図９（ａ）の金属ガスケット１１のＤ−Ｄ断面図である。
【００６９】
図９（ｃ）と図９（ｄ）とを比較してわかるように、金属ガスケット１１は、蓋と本体胴２との対面するフランジの間に、狭持され、ボルトで閉めつけられることにより、締付け力に応じて楕円形に変形する。しかしながら、蓋と本体胴の対面するフランジの間隔が変化すれば、間隔の変化に応じて金属ガスケット１１の変形状態も変化し、間隔が小さくなればさらに楕円形に進行し、間隔が大きくなれば楕円形から円形に近づく。
【００７０】
このとき、金属ガスケット１１の側面に、フランジに直行する方向に取り付けた歪ゲージ２１の出力は、図９（ｅ）に示すような蓋と本体胴の対面するフランジの間隔が増加した場合には、図９（ｄ）で示すボルトで締め付けた初期の状態の歪量に比べて、小さい値を示す。また、逆に、蓋と本体胴の対面するフランジの間隔が減少した場合には、ボルトで締め付けた初期の状態の歪量に比べて、大きい値を示す。
【００７１】
このような、歪ゲージの出力の変化と、その変化に対応する経過時間とにより、外部からの負荷などによる、蓋と本体胴の対面するフランジの間隔の動的開き量の変化を計測することができる。
【００７２】
（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態を図１０を用いて説明する。
【００７３】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、第５の実施の形態における、１方向歪ゲージ２１の配置例を示す平面図および立面図である。図１０（ａ）では、歪ゲージ２１は８箇所に配置しているが、一例であり、個数と位置は限定されるものではない。図１０（ｃ）は、１次蓋５または２次蓋９を本体胴２にボルトで締付けた初期の状態における図１０（ａ）の金属ガスケット１１の歪ゲージ２１の拡大図である。図１０（ｄ）は、外部の衝撃などにより１次蓋５または２次蓋９と本体胴２の対面するフランジが横ズレを生じた状態における図１０（ａ）の金属ガスケット１１の歪ゲージ２１の拡大図である。
【００７４】
図１０（ｃ）と図１０（ｄ）とを比較してわかるように、蓋と本体胴２との対面するフランジの間に、狭持され、ボルトで閉めつけられた金属ガスケット１１は、蓋と本体胴２の対面するフランジに横ズレが生じた場合、フランジの摩擦によりズレ方向にねじれ変形を生じる。
【００７５】
このねじれ変形は、ねじれ変形に対する金属ガスケット１１の復元力がフランジと金属ガスケット１１の摩擦力を超えるまでは、蓋と本体胴２のフランジ間のズレに応じて変化する。このため、金属ガスケット１１の側面に、フランジに平行な金属ガスケット１１の周方向に取り付けた歪ゲージ２１の出力は、ズレ量に応じて変化する金属ガスケット１１のねじれ変形に対応して変化する。但し、このズレ量に応じた歪ゲージ２１の出力特性は、金属ガスケット１１の断面径やフープ径により変わる。
【００７６】
そこで、蓋と本体胴２のフランジのズレ量とこのズレによる金属ガスケット１１のねじれ変化に対応する歪ゲージ２１の出力特性を、金属ガスケット１１の線径やフープ径などねじれ剛性に関する因子をパラメータとした模擬試験などで採取し、データベース化しておく。これにより、金属ガスケット１１の歪ゲージの出力とデータベースとを比較するとともに、その歪ゲージの出力に対応する経過時間を整理することにより、外部からの負荷などによる、蓋と本体胴２の対面するフランジの間のズレ量とその時間化を計測することができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、キャスク落下時における１次蓋および２次蓋の容器本体に対するズレである変位量を、動的に測定することが可能なキャスクおよびキャスク部材の動的変位量測定方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係るキャスクに適用する金属ガスケットの一例を示す平面図
【図２】図１中におけるＡ−Ａ線に沿った断面図
【図３】図１中におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図
【図４】金属ガスケットへの歪みゲージの配置方法を説明するための図
【図５】第１の実施の形態に係るキャスクにおける動的変位量測定方法を示すフローチャート
【図６】第２の実施の形態において、歪みゲージを備えた固定ボルトの配置例を示す模式図
【図７】歪みゲージが備えられた固定ボルトの一例を示す立面図およびＣ−Ｃ線に沿った断面図
【図８】第３の実施の形態において、１次蓋に備えられたダミーボルト孔の配置例を示す模式図
【図９】第４の実施の形態において、金属ガスケットへの歪ゲージの配置方法と、上蓋と本体胴の対面するフランジが初期の開き量から変動した場合の状態を示す模式図
【図１０】第５の実施の形態において、金属ガスケットへの歪ゲージの配置方法と、上蓋と本体胴の対面するフランジが初期の位置からズレた場合の状態を示す模式図
【図１１】キャスクの内部構造を示す鳥瞰図
【図１２】金属ガスケットの狭持状態を示すキャスクの詳細立断面図
【図１３】金属ガスケットの構造を示す平面図および断面図
【符号の説明】
１…キャスク
２…本体胴
３…遮蔽体
４，１５…開口部
５…１次蓋
６，１０…固定ボルト
７…固定面
８，１４…ボルト孔
９…２次蓋
１１…金属ガスケット
１２，１３…凹部
１６…外側被膜
１７…内側被膜
１８…コイルスプリング
２０…トラニオン
２１…歪みゲージ
２２…動的変位量算出部
２３…ダミーボルト孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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