(57)【要約】【課題】原子力プラントのシビアアクシデント後の炉心溶融物を、未臨界を担保しつつ取り出すことができること。【解決手段】取出対象の炉心溶融物塊１を炉心溶融物片２に粉砕して取り出しを行う炉心溶融物取出システム１０であって、炉心溶融物塊１を掘削する掘削部１４が回転軸１５の先端に設けられ、掘削部１４の回転により炉心溶融物塊１を掘削して形状変化させ、細かな炉心溶融物片２に粉砕する微粉砕装置１１を有し、この微粉砕装置の掘削部１４は、炉心溶融物塊１を掘削して形状変化させる際に、炉心溶融物塊１の体積当たりの表面積が球形状から遠ざかって大きくなる方向に形状変化させるよう構成されたものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
取出対象の炉心溶融物塊を炉心溶融物片に粉砕して取り出しを行う炉心溶融物取出方法であって、
前記炉心溶融物塊を掘削して形状変化させる際に、前記炉心溶融物塊において寸法の最も長い方向を第１軸とし、この第１軸に垂直な断面中で寸法の最も長い方向を第２軸とし、これらの第１軸及び第２軸に垂直な方向を第３軸とし、
前記炉心溶融物塊を前記第３軸の方向に掘削しその方向に対して扁平になるように形状変化させることを特徴とする炉心溶融物取出方法。
【請求項２】
取出対象の炉心溶融物塊を炉心溶融物片に粉砕して取り出しを行う炉心溶融物取出方法であって、
前記炉心溶融物塊が除去困難な構造物に接触しこの炉心溶融物塊を掘削して形状変化させる際に、前記炉心溶融物塊と前記構造物との接触面に対して垂直軸を定義し、
前記炉心溶融物塊を前記垂直軸の方向に掘削しその方向に対して扁平になるように形状変化させることを特徴とする炉心溶融物取出方法。
【請求項３】
前記炉心溶融物塊を掘削して形状変化させる際に、前記炉心溶融物塊の被掘削面が凹凸形状の無い均一な平滑面になるように掘削することを特徴とする請求項１または２に記載の炉心溶融物取出方法。
【請求項４】
前記炉心溶融物塊の掘削速度、即ち前記炉心溶融物塊の掘削によって単位時間当たりに発生する炉心溶融物片の発生量と、前記炉心溶融物片の吸引速度、即ち単位時間当たりに吸引されて回収される前記炉心溶融物片の回収量とが同等であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の炉心溶融物取出方法。
【請求項５】
前記炉心溶融物塊が冠水状態にあり、この炉心溶融物塊の周囲の水中に気体を注入して、前記炉心溶融物塊の周囲に気泡を発生させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の炉心溶融物取出方法。
【請求項６】
取出対象の炉心溶融物塊を炉心溶融物片に粉砕して取り出しを行う炉心溶融物取出システムであって、
前記炉心溶融物塊を掘削する掘削部が回転軸の先端に設けられ、前記掘削部の回転により前記炉心溶融物塊を掘削して形状変化させ、細かな前記炉心溶融物片に粉砕する微粉砕装置を有し、
この微粉砕装置の前記掘削部は、前記炉心溶融物塊を掘削して形状変化させる際に、前記炉心溶融物塊の体積当たりの表面積が球形状から遠ざかって大きくなる方向に形状変化させるよう構成されたことを特徴とする炉心溶融物取出システム。
【請求項７】
前記微粉砕装置に加えて、この微粉砕装置により生じた炉心溶融物片を吸引して回収する吸引装置と、中性子吸収材を内包すると共に前記吸引装置に接続されて前記炉心溶融物片を貯蔵する貯蔵容器とを有し、
前記炉心溶融物片を前記吸引装置により吸引して前記貯蔵容器に導き、この貯蔵容器内で前記中性子吸収材と混合させて貯蔵するよう構成されたことを特徴とする請求項６に記載の炉心溶融物取出システム。
【請求項８】
前記吸引装置は、冠水状態にある炉心溶融物塊から生じた炉心溶融物片を水と共に吸引して回収するものであり、
貯蔵容器に接続され、微粉砕装置の回転軸に隣接して配置されて、前記炉心溶融物片を前記水と共に前記貯蔵容器へ輸送する輸送管と、前記貯蔵容器に接続され、排水端が前記炉心溶融物塊と同じ領域に配置されて、排水ポンプを備える排水管とを有して構成され、
前記貯蔵容器が、前記輸送管及び前記排水管との接続部を除いて密閉構造であり、前記排水ポンプの作動により、前記炉心溶融物片と共に輸送される前記水が、前記輸送管と前記貯蔵容器と前記排水管との間で循環するよう構成されたことを特徴とする請求項６または７に記載の炉心溶融物取出システム。
【請求項９】
前記微粉砕装置の掘削部は、複数種類の形状を有する掘削部と交換可能に構成され、前記各掘削部は、炉心溶融物塊を掘削する掘削面が、前記掘削部の底面と側面の少なくとも一方に形成されたことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の炉心溶融物取出システム。
【請求項１０】
前記吸引装置は、ファンを備えた炉内雰囲気注入管をさらに有し、この炉内雰囲気注入管は、前記ファンの作動により、原子炉内の汚染された雰囲気を吸入する吸気端と、吸入した空気を炉心溶融物塊の周囲の水中に注入して気泡を発生させる排気端とを備えたことを特徴とする請求項８または９に記載の炉心溶融物取出システム。
【請求項１１】
前記輸送管の吸引端と炉内雰囲気注入管の排気端とが近接配置され、前記炉内雰囲気注入管の吸気端が貯蔵容器に接続され、前記輸送管は、排水ポンプ及びファンの作動により、前記炉内雰囲気注入管によって導入された気泡を取り込み、気泡ポンプの作用で炉心溶融物片及び水をポンプアップするよう構成されたことを特徴とする請求項１０に記載の炉心溶融物取出システム。
【請求項１２】
前記吸引装置は、微粉砕装置の掘削部を覆って炉心溶融物片の飛散を防止する飛散防止カバーをさらに有し、この飛散防止カバーに輸送管の吸引端が接続されると共に、排水管の排水端と炉内雰囲気注入管の排気端との少なくとも１つが前記飛散防止カバーに接続されて構成されたことを特徴とする請求項１０または１１に記載の炉心溶融物取出システム。
【請求項１３】
前記微粉砕装置の回転軸には、この回転軸の回転に伴って、炉心溶融物塊から発生した炉心溶融物片を前記炉心溶融物塊から遠ざける方向に移動させる回転翼が設けられたことを特徴とする請求項６乃至１２のいずれか１項に記載の炉心溶融物取出システム。
【請求項１４】
前記貯蔵容器の下部領域に輸送管の放出端が位置し、前記貯蔵容器の上部領域に排水管の取水端が位置し、前記貯蔵容器の内部には、前記輸送管の前記放出端と前記排水管の前記取水端とを隔てると共に炉心溶融物片の通過を阻止するフィルタが配置されたことを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか１項に記載の炉心溶融物取出システム。
【請求項１５】
前記炉心溶融物塊及び微粉砕装置の掘削部を取り囲むようにして、中性子吸収能力のある物質を含有した合金または樹脂素材からなる中性子吸収体が配置されたことを特徴とする請求項６乃至１４のいずれか１項に記載の炉心溶融物取出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、原子力プラントのシビアアクシデント後の炉心溶融物を取り出す炉心溶融物取出方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
シビアアクシデント後の原子力プラントでは、炉心燃料が相当の割合で溶融し、炉心溶融物が下部プレナムやペデスタルキャビティに移行し、固化する場合が考えられる。また、固化した炉心溶融物の一部は、塊が大きすぎる場合や、構造物に付着あるいは溶着するなどした場合に、把持や吸引のみによる単純な摘出作業が困難になると予想される。ここでは、このように摘出が困難な炉心溶融物を総称して炉心溶融物塊と呼称する。シビアアクシデント後の原子力プラントの廃炉作業に向けて、このような炉心溶融物塊の取出（掘削・摘出）手法を検討することは重要である。
【０００３】
一方、取出作業は炉心溶融物塊の形状変化を伴う。放射線遮蔽の要求から取出作業は冠水状態で行われるため、再臨界の可能性への配慮が必要である。作業員および公衆の安全確保の観点から、再臨界防止に配慮した炉心溶融物取出手法が求められる。
【０００４】
非特許文献１に示されているように、米スリー・マイル・アイランド原子力発電所２号機の事故に伴う炉心溶融物取出作業では、炉水に中性子吸収材として一般的である質量数１０のホウ素を含んだホウ酸ナトリウムを溶解させることで中性子を吸収させ、未臨界を担保していた。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＯＲＮＬ−５９３３，Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｐｒｏｇｒｅｓｓ  Ｒｅｐｏｒｔ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｐｅｒｉｏｄ  Ａｐｒｉｌ  １，１９８１，  ｔｏ  Ｍａｒｃｈ  ３１，１９８３（１９８３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、炉水へのホウ酸塩溶解による臨界防止技術は、原子炉構造材料の腐食の観点からは好ましくない。例えば、炉心部に溶融燃料と制御棒が併存している場合、炉水に含まれるホウ素による構造材料の腐食によって制御棒が落下し、急激な反応度投入により臨界に至る可能性が考えられる。または、同じく構造材料の腐食により炉心溶融物自身の再配置が発生し、炉心溶融物からの中性子の減速状態が変化することにより臨界に至る可能性も考えられる。
【０００７】
また、シビアアクシデント後の原子力プラントでは原子炉圧力容器および原子炉格納容器から冷却水の漏洩が継続している場合も考えられる。仮に炉心溶融物取出作業の実施までに原子炉格納容器からの止水が完了できない場合なども視野に入れる必要がある。よって、注入した冷却水の漏洩が継続する場合、放射性廃棄物量低減の観点からも、ホウ酸塩溶解による臨界防止は現実的ではない。
【０００８】
本発明における実施形態の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、原子力プラントのシビアアクシデント後の炉心溶融物を、未臨界を担保しつつ取り出すことができる炉心溶融物取出方法及びシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態における炉心溶融物取出方法は、取出対象の炉心溶融物塊を炉心溶融物片に粉砕して取り出しを行う炉心溶融物取出方法であって、前記炉心溶融物塊を掘削して形状変化させる際に、前記炉心溶融物塊において寸法の最も長い方向を第１軸とし、この第１軸に垂直な断面中で寸法の最も長い方向を第２軸とし、これらの第１軸及び第２軸に垂直な方向を第３軸とし、前記炉心溶融物塊を前記第３軸の方向に掘削しその方向に対して扁平になるように形状変化させることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の実施形態における炉心溶融物取出システムは、取出対象の炉心溶融物塊を炉心溶融物片に粉砕して取り出しを行う炉心溶融物取出システムであって、前記炉心溶融物塊を掘削する掘削部が回転軸の先端に設けられ、前記掘削部の回転により前記炉心溶融物塊を掘削して形状変化させ、細かな前記炉心溶融物片に粉砕する微粉砕装置を有し、この微粉砕装置の前記掘削部は、前記炉心溶融物塊を掘削して形状変化させる際に、前記炉心溶融物塊の体積当たりの表面積が球形状から遠ざかって大きくなる方向に形状変化させるよう構成されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
上述の如く説明した実施形態によれば、原子力プラントのシビアアクシデント後の炉心溶融物を、未臨界を担保しつつ取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る炉心溶融物取出システムを示す構成図。
【図２】図１の微粉砕装置における複数の掘削部を示す部分斜視図。
【図３】図１の微粉砕装置による炉心溶融物塊の掘削方向を示す概念図。
【図４】第２実施形態に係る炉心溶融物取出システムを示す構成図。
【図５】第３実施形態に係る炉心溶融物取出システムを示す構成図。
【図６】図５の微粉砕装置における掘削部の周囲部分を示す部分断面図。
【図７】図６のＶＩＩ矢視図。
【図８】図６のＶＩＩＩ矢視図。
【図９】図６のＩＸ−ＩＸ線に沿う端面図。
【図１０】図６のＸ−Ｘ線に沿う端面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づき説明する。
［Ａ］第１実施形態（図１〜図３）
図１は、第１実施形態に係る炉心溶融物取出システムを示す構成図である。この炉心溶融物取出システム１０は、冠水状態にある取出対象の炉心溶融物塊１を細かな炉心溶融物片２に粉砕して取り出しを行うものであり、微粉砕装置１１と吸引装置１２と貯蔵容器としての貯蔵・輸送容器１３とを有して構成される。
【００１４】
微粉砕装置１１は、掘削部１４の回転により炉心溶融物塊１を掘削して形状変化させ、細かな炉心溶融物片２に粉砕するものである。掘削部１４は、直線状または屈曲可能に設けられた回転軸１５の先端に設置される。この回転軸１５は、台車１６に回転自在に支持されると共に、発動機１７により回転駆動される。更に、回転軸１５と台車１６との間に配設された鉛直方向移動装置１８により、掘削部１４の鉛直方向の位置が調整される。また、台車１６の底部に設置された水平方向移動装置１９により、掘削部１４の水平方向の位置が調整される。
【００１５】
掘削部１４は、複数種類の形状を有する掘削部と交換可能に構成される。各掘削部１４は、断面形状が円または円に近似する形状であり、例えば円柱形状（図２（Ａ）及び（Ｂ））、円錐台形状（図２（Ｃ）及び（Ｄ））、略半球体形状（図２（Ｅ））、または円盤形状（図２（Ｆ））に構成される。これらの各掘削部１４が炉心溶融物塊１を掘削する掘削面１４Ａ（図２の網線表示部分）は、それぞれの掘削部１４の底面と側面の少なくとも一方に形成される。
【００１６】
図１に示す掘削部１４は円錐台形状であり、その掘削面１４Ａは掘削部１４の側面に設けられ、炉心溶融物塊１に対し斜め方向の掘削が可能である。この円錐台形状の掘削部１４における掘削面１４Ａとしての側面の角度は限定されず、任意に設定される。
【００１７】
この掘削部１４は、炉心溶融物塊１を掘削して形状変化させる際に、炉心溶融物塊１の体積当たりの表面積が球形状から遠ざかって大きくなる方向に形状変化させる。つまり、炉心溶融物塊１を掘削して形状変化させる際に、図３に示すように、炉心溶融物塊１において寸法（幅）が最も長い方向を第１軸２１とし、この第１軸２１に垂直な断面中で寸法（幅）が最も長い方向を第２軸２２とし、これらの第１軸２１及び第２軸２２に垂直な方向を第３軸２３とする。そして、掘削部１４は、炉心溶融物塊１を第３軸２３の方向に掘削し、その方向に対して扁平になるように形状変化させる。このとき、炉心溶融物塊１の被掘削面１Ａは最も広くなる。これにより、炉心溶融物塊１は、掘削部１４による掘削によって、体積当たりの表面積が球形状から遠ざかって大きくなる方向に形状変化する。尚、炉心溶融物塊１の形状把握には、耐放射線能力に優れた水中レーザスキャナなどが使用される。尚、上述の「最も長い」は、厳密に最も長いに限らず、概ね最も長いも含むものである。
【００１８】
更に掘削部１４は、炉心溶融物塊１を掘削して形状変化させる際に、炉心溶融物塊１の被掘削面１Ａが凹凸の無い均一な平滑面になるように掘削する。また、この掘削部１４による炉心溶融物塊１の掘削速度、即ち炉心溶融物塊１の掘削によって単位時間に発生する炉心溶融物片２の発生量は、吸引装置１２による炉心溶融物片２の吸引速度、即ち吸引装置１２の輸送管２４（後述）により単位時間に吸引されて回収される炉心溶融物片２の回収量と同等に設定される。
【００１９】
図１に示すように、前記吸引装置１２は、微粉砕装置１１により生じた炉心溶融物片２を、炉心溶融物塊１の周囲の水３と共に吸引して回収するものであり、輸送管２４と、排水ポンプ２６を備える排水管２５と、を有して構成される。また、前記貯蔵・輸送容器１３は、吸引装置１２の輸送管２４及び排水管２５に接続され、吸引装置１２により回収された炉心溶融物片２を貯蔵する。
【００２０】
輸送管２４は微粉砕装置１１の回転軸１５に隣接し、その吸引端２４Ａが微粉砕装置１１の掘削部１４付近に配置され、放出端２４Ｂ側が貯蔵・輸送容器１３に接続されて、炉心溶融物片２を周囲の水３と共に貯蔵・輸送容器１３へ輸送する。この輸送管２４は、１本または複数本設けられ、それぞれの管径が臨界防止の観点から太くなり過ぎないように管理されている。
【００２１】
排水管２５は、その取水端２５Ａ側が貯蔵・輸送容器１３に接続され、排水端２５Ｂが炉心溶融物塊１と同じ領域の水３中に配置されて、１本または複数本設けられる。貯蔵・輸送容器１３が輸送管２４及び排水管２５との接続部を除いて密閉構造に構成されているため、排水ポンプ２６の作動によって、炉心溶融物片２と共に輸送される吸引用の水３は、輸送管２４と貯蔵・輸送容器１３と排水管２５との間で循環する。尚、排水管２５の排水端２５Ｂは、水３中に限らず、水３面上に配置されてもよい。
【００２２】
貯蔵・輸送容器１３においては、下部領域１３Ｂに輸送管２４の放出端２４Ｂが位置し、上部領域１３Ａに排水管２５の取水端２５Ａが位置する。この貯蔵・輸送容器１３は、内部に配置されたフィルタ２７によって上部領域１３Ａと下部領域１３Ｂとが区画され、輸送管２４の放出端２４Ｂと排水管２５の取水端２５Ａとが隔てられる。このフィルタ２７は、水３を通過させるが、炉心溶融物片２の通過を阻止するよう構成されたものである。従って、貯蔵・輸送容器１３の下部領域１３Ｂに炉心溶融物片２が貯蔵されることになる。
【００２３】
この貯蔵・輸送容器１３の下部領域１３Ｂには、臨界を防止するための非溶解性の中性子吸収材２８が内包されている。吸引装置１２の輸送管２４により貯蔵・輸送容器１３の下部領域１３Ｂに導かれた炉心溶融物片２は、この下部領域１３Ｂ内で中性子吸収材２８と混合されて貯蔵される。尚、貯蔵・輸送容器１３の例えば下部領域１３Ｂには、ホウ酸塩などの溶解性の中性子吸収材を外部から投入するための投入用パイプ２９が接続されてもよい。
【００２４】
以上のように構成されたことから、本第１実施形態によれば、次の効果（１）〜（７）を奏する。
（１）微粉砕装置１１の掘削部１４が炉心溶融物塊１を第３軸２３の方向に掘削しその方向に対して扁平になるように形状変化させることで、炉心溶融物塊１を体積当たりの表面積が最も小さな球形状から遠い形状、つまり体積当たりの表面積が大きくなる方向に形状変化させることができる。この結果、炉心溶融物塊１からの中性子発生量に対する中性子漏洩（放出）量が形状変化に伴って増大することにより、炉心溶融物塊１から漏洩せず次の核分裂反応を引き起こす中性子量が減少するので、炉心溶融物取出作業中の炉心溶融物の臨界の可能性を抑制できる。従って、原子力プラントのシビアアクシデント後の炉心溶融物を、未臨界を担保しつつ取り出すことができる。
【００２５】
（２）微粉砕装置１１の掘削部１４が炉心溶融物塊１を掘削して形状変化させる際に、炉心溶融物塊１の被掘削面１Ａが凹凸形状の無い均一な平滑面になるように掘削されるので、炉心溶融物塊１から漏洩した中性子が水３で減速されて再び炉心溶融物塊１に侵入することを防止できる。このため、炉心溶融物塊１の未臨界状態が保持されて、炉心溶融物取出作業中の臨界可能性を更に抑制できる。
【００２６】
（３）微粉砕装置１１の掘削部１４により単位時間当たりに発生する炉心溶融物片２の発生量と、吸引装置１２の輸送管２４を通過して単位時間当たりに回収される炉心溶融物片２の回収量とが同等に設定されている。この結果、掘削によって発生した炉心溶融物片２を回収し損ね、炉心溶融物塊１の周囲の水３中で炉心溶融物片２によって臨界が発生する可能性を抑制することができる。
【００２７】
（４）炉心溶融物塊１の取り出しに際し、微粉砕装置１１を用いて炉心溶融物塊１を炉心溶融物片２に粉砕することで、炉心溶融物塊１の取り出しが容易になり、且つ炉心溶融物塊１を中性子吸収材２８等と混合させ易くなり、更に炉心溶融物塊１の冷却を容易に実施することができる。
【００２８】
（５）微粉砕装置１１の掘削部１４が、複数種類の掘削部と交換可能に設けられたので、微粉砕装置１１の回転軸１５を例えば略垂直方向に保持しながら、炉心溶融物塊１に対する掘削部１４の掘削面１４Ａの角度を選択することができる。
【００２９】
（６）吸引装置１２の輸送管２４及び排水管２５が貯蔵・輸送容器１３に接続され、この貯蔵・輸送容器１３における輸送管２４及び排水管２５の接続部以外が密閉構造に構成され、排水管２５の排水端２５Ｂが炉心溶融物塊１と同じ領域に配置されている。このため、排水管２５の排水ポンプ２６を作動させることによって、炉心溶融物片２の吸引用の水３を、輸送管２４と貯蔵・輸送容器１３と排水管２５との間で循環させることができる。この結果、放射性物質による汚染水を新たに発生させることなく、炉心溶融物片２を効率的に吸引して回収できる。
【００３０】
（７）貯蔵・輸送容器１３の下部領域１３Ｂに非溶解性の中性子吸収材２８が内包されたので、回収後の炉心溶融物片２が貯蔵・輸送容器１３内で再臨界を起こすことを防止できる。更に、貯蔵・輸送容器１３の例えば下部領域１３Ｂに、溶解性の中性子吸収材を投入する投入用パイプ２９が設けられた場合には、炉心溶融物取出作業中における未臨界性能を必要に応じて強化することができる。
【００３１】
［Ｂ］第２実施形態（図４）
図４は、第２実施形態に係る炉心溶融物取出システムを示す構成図である。この第２実施形態において第１実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００３２】
本第２実施形態の炉心溶融物取出システム３０が第１実施形態と異なる点は、微粉砕装置１１の掘削部１４による炉心溶融物塊１の掘削方向の点と、吸引装置１２に炉内雰囲気注入管３１が設けられた点と、貯蔵・輸送容器１３がカートリッジ方式で交換可能に設けられた点と、炉心溶融物塊１周囲の水３中に中性子吸収体３２が配置された点と、などである。
【００３３】
つまり、本第２実施形態においては、取出対象の炉心溶融物塊１は、その取出作業に先立って除去することが困難な炉内構造物３３等の構造物に固着されており、従って、微粉砕装置１１の掘削部１４による炉心溶融物塊１の掘削方向は炉内構造物３３によって制限される。しかし、この場合にも、微粉砕装置１１の掘削部１４は、炉心溶融物塊１を掘削して形状変化させる際に、炉心溶融物塊１の体積当たりの表面積が球形状から遠ざかって大きくなる方向に形状変化させる。即ち、炉心溶融物塊１を掘削して形状変化させる際には、炉心溶融物塊１と炉内構造物３３との接触面３４に対して垂直な垂直軸３５を定義し、掘削部１４は、炉心溶融物塊１を垂直軸３５の方向に掘削しその方向に対して扁平になるように形状変化させる。
【００３４】
このとき、炉内構造物３３の表面が平面でない場合も考えられる。例えば、炉心溶融物塊１が円環形状の炉内構造物３３の外周に固着している場合には円環形状の径方向内向きに、また、炉心溶融物塊１が円環形状の炉内構造物３３の内周に固着している場合には円環形状の径方向外向きに、それぞれ炉心溶融物塊１の被掘削面１Ａが炉内構造物３３の円環形状の中心軸と平行になるように、掘削部１４は炉心溶融物塊１を掘削する。
【００３５】
前記炉内雰囲気注入管３１は、輸送管２４及び排水管２５と共に吸引装置１２を構成する構成要素であり、ファン３６を備える。炉内雰囲気注入管３１は、ファン３６の作動により、原子炉内で既に汚染された区画の雰囲気を吸入する吸気端３１Ａと、吸入した空気を炉心溶融物塊１の周囲の水３中に注入して炉心溶融物塊１の周囲に気泡３７を発生させる排気端３１Ｂとを備える。上記ファン３６及びこのファン３６を駆動するための電源設備（不図示）は単一に限らず、複数個設置されてもよい。
【００３６】
また、輸送管２４、排水管２５には、貯蔵・輸送容器１３の近傍に輸送管閉止弁３８、排水管閉止弁３９がそれぞれ配設される。カートリッジ方式の貯蔵・輸送容器１３は、下部領域１３Ｂ内に炉心溶融物片２が所定量貯蔵されたときに、輸送管閉止弁３８及び排水管閉止弁３９を閉止して新規の貯蔵・輸送容器１３に交換される。
【００３７】
前記中性子吸収体３２は、炉心溶融物塊１及び微粉砕装置１１の掘削部１４を取り囲むようにして、炉心溶融物塊１の周囲の水３中に一時的に配置される。この中性子吸収体３２は、ホウ素または炭化ホウ素などのように中性子吸収能力のある物質を含有した合金または樹脂素材からなり、好ましくは弾性を有する。そして、この中性子吸収体３２は、棒状、網状または覆い板状に形成されて、炉心溶融物塊１の周囲に複数に設けられる。
【００３８】
以上のように構成されたことから、本第２実施形態によれば、第１実施形態の効果（１）〜（７）と同様な効果を奏するほか、次の効果（８）〜（１１）を奏する。
【００３９】
（８）取出対象の炉心溶融物塊１が除去困難な炉内構造物３３に固着されている場合でも、微粉砕装置１１の掘削部１４が炉心溶融物塊１を、炉内構造物３３との接触面３４に垂直な垂直軸３５の方向に掘削してその方向に対し扁平になるように形状変化させる。このため、この場合にも、炉心溶融物塊１は体積当たりの表面積が球形状から遠ざかって大きくなる方向に形状変化されるので、臨界可能性を抑制しながら炉心溶融物塊１を掘削することができる。従って、原子力プラントのシビアアクシデント後の炉心溶融物を、未臨界を担保しつつ取り出すことができる。
【００４０】
（９）ファン３６を備えた炉内雰囲気注入管３１の採用により、炉心溶融物塊１の周囲の水３中に気泡３７の注入が可能になる。この気泡３７内の空気によって中性子の減速効果が水３よりも低下するので、輸送管２４による炉心溶融物塊２の吸引から一時的に漏れた炉心溶融物塊２が水３中に拡散しても、臨界に至る可能性を抑制できる。
【００４１】
（１０）中性子吸収体３２が、炉心溶融物塊１及び微粉砕装置１１の掘削部１４を取り囲むようにして炉心溶融物塊１の周囲に配置されたので、この中性子吸収体３２によっても、水３中に拡散した炉心溶融物片２による臨界可能性を抑制できる。また、この中性子吸収体３２が弾性を有する場合には、炉心溶融物塊１や微粉砕装置１１が中性子吸収体３２に接触した場合でも、これらの炉心溶融物塊１及び微粉砕装置１１の意図しない破損の可能性を抑制できる。
【００４２】
（１１）炉内雰囲気注入管３１のファン３６やこのファン３６の電源設備が単一構成で機能停止した場合には、炉心溶融物塊１周囲の水３中への気泡３７の注入が中断されることによって、水３中の気泡３７が減少し、相対的に水が増加して中性子の減速効果が高まるので、臨界に近づく懸念が生ずる。本第２実施形態の如く、炉内雰囲気注入管３１のファン３６及びこのファン３６の電源設備が多重化されることで、上述のような単一構成による臨界の可能性を排除できる。
【００４３】
［Ｃ］第３実施形態（図５〜図１０）
図５は、第３実施形態に係る炉心溶融物取出システムを示す構成図である。この第３実施形態において第１及び第２実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００４４】
本第３実施形態の炉心溶融物取出システム４０が第１及び第２実施形態と異なる点は、微粉砕装置１１の掘削部１４による炉心溶融物塊１の掘削方向の点と、吸引装置１２が飛散防止カバー４１を備えた点と、微粉砕装置１１の回転軸１５に回転翼４２が設置された点と、輸送管２４に気泡ポンプの機能が付加された点と、などである。
【００４５】
つまり、本第３実施形態において、微粉砕装置１１の掘削部１４による炉心溶融物塊１の掘削方向は鉛直方向であり、炉心溶融物塊１はこの方向に対して扁平になるよう形状変化される。この場合にも、微粉砕装置１１の掘削部１４は、炉心溶融物塊１の体積当たりの表面積が球形状から遠ざかって大きくなる方向に炉心溶融物塊１を掘削して形状変化させる。
【００４６】
また、前記飛散防止カバー４１は、微粉砕装置１１の掘削部１４を覆って回転軸１５に遊嵌状態で取り付けられ、掘削部１４により生ずる炉心溶融物片２の飛散を防止するものである。図５及び図６に示すように、飛散防止カバー４１に輸送管２４の吸引端２４Ａが接続されると共に、排水管２５の排水端２５Ｂと炉内雰囲気注入管３１の排気端３１Ｂとの少なくとも一方（本第３実施形態では排水端２５Ｂ及び排気端３１Ｂの両者）が接続される。
【００４７】
飛散防止カバー４１の下縁には、例えばホウ素などの中性子吸収物質を含有した可撓性（例えばゴム製）のスカート部４３が取り付けられる。このスカート部４３は、飛散防止カバー４１の下縁の全周において飛散防止カバー４１の径方向に複数列配置される。
【００４８】
前記回転翼４２は、微粉砕装置１１の回転軸１５に回転一体に取り付けられると共に、飛散防止カバー４１内に配置される。この回転翼４２は、回転軸１５の回転に伴って、炉心溶融物塊１から生じた炉心溶融物片２を炉心溶融物塊１から遠ざける方向に移動させる水流を発生させる。これにより、飛散防止カバー４１内の炉心溶融物片２が輸送管２４の方向へ導かれる。この回転翼４２は、羽根の角度が同一の回転翼、または羽根の角度が異なる回転翼と交換可能に構成される。
【００４９】
上述の如く飛散防止カバー４１に接続される排水管２５の排水端２５Ｂ側、炉内雰囲気注入管３１の排気端３１Ｂ側は、それぞれ排水管ヘッダ２５Ｃ、注入管ヘッダ３１Ｃを備える。排水管２５は、排水管ヘッダ２５Ｃから複数に分岐されて、各排水端２５Ｂが飛散防止カバー４１に接続される。また、炉内雰囲気注入管３１は、注入管ヘッダ３１Ｃから複数に分岐されて、各排気端３１Ｂが飛散防止カバー４１に接続される。これらの排水端２５Ｂ、排気端３１Ｂは、図７及び図１０に示すように、飛散防止カバー４１の周方向に交互に配置される。
【００５０】
また、図８及び図９に示すように、例えば排水管ヘッダ２５Ｃは円環形状に形成されるが、注入管ヘッダ３１Ｃは、輸送管２４との干渉を回避し且つ微粉砕装置１１の小径化を実現するために厳密な円環形状ではなく、円環形状の一部が欠損した形状に構成される。
【００５１】
図７に示すように、輸送管２４の吸引端２４Ａと炉内雰囲気注入管３１の排気端３１Ｂとは近接配置されて飛散防止カバー４１に接続され、このうちの炉内雰囲気注入管３１の吸気端３１Ａは、図５に示すように貯蔵・輸送容器１３の上部領域１３Ａに接続される。従って、排水管２５の排水ポンプ２６及び炉内雰囲気注入管３１のファン３６の作動によって、輸送管２４は、飛散防止カバー４１内の炉心溶融物片２を水３と共に取り込む際に、炉内雰囲気注入管３１から飛散防止カバー４１内に導かれた気泡３７を取り込む。これにより、輸送管２４は、気泡３７による気泡ポンプの作用で炉心溶融物片２及び水３を貯蔵・輸送容器１３へ向かってポンプアップする機能が付加される。
【００５２】
ここで、飛散防止カバー４１、回転翼４２、輸送管２４及びフィルタ２７等のように、炉心溶融物片２に接触する可能性のある部材は、ホウ素または炭化ホウ素などの中性子吸収能力のある物質を含有したステンレス鋼または樹脂素材から構成されることが好ましい。
【００５３】
以上のように構成されたことから、本第３実施形態においても、第１実施形態の効果（１）〜（７）と同様な効果を奏するほか、次の効果（１２）〜（１８）を奏する。
【００５４】
（１２）微粉砕装置１１の掘削部１４は、炉心溶融物塊１を鉛直方向に掘削し、この方向に対して扁平になるように形状変化させるが、この場合にも、炉心溶融物塊１は体積当たりの表面積が球形状から遠ざかって大きくなる方向の形状変化になるので、臨界可能性を抑制しながら炉心溶融物塊１を掘削できる。従って、原子力プラントのシビアアクシデント後の炉心溶融物を、未臨界を担保しつつ取り出すことができる。
【００５５】
（１３）微粉砕装置１１の回転軸１５に、掘削部１４を覆って飛散防止カバー４１が遊嵌されたので、掘削部１４の掘削により発生した細かな炉心溶融物片２が飛散して回収し損なう可能性を低減できる。更に、この飛散防止カバー４１の寸法を臨界安全性の観点から、飛散防止カバー４１内で臨界が生じないように設定することで、炉心溶融物片２の取り出し時における臨界の可能性を抑制できる。
【００５６】
（１４）炉内雰囲気注入管３１の吸気端３１Ａが貯蔵・輸送容器１３に接続され、排気端３１Ｂが飛散防止カバー４１に接続されて、この飛散防止カバー４１内の水３中へ気泡３７が注入されるので、飛散防止カバー４１内での臨界可能性を抑制できると共に、この気泡３７が輸送管２４内へ導入されて上昇することで気泡ポンプとして機能し、炉心溶融物片２の輸送を確実化できる。
【００５７】
（１５）回転翼４２が、飛散防止カバー４１内で微粉砕装置１１の回転軸１５に回転一体に設置されたので、微粉砕装置１１の掘削部１４により生じた炉心溶融物片２の水平方向の飛散を抑制できる。このため、新たな動力源やギア機構などを追加することなく、炉心溶融物片２を輸送管２４へ効率良く導入でき、特に飛散防止カバー４１内での臨界可能性を低減できる。
【００５８】
（１６）回転翼４２が交換可能に構成されたので、炉心溶融物片２との接触による回転翼４２の摩耗に対応できると共に、羽根の角度が異なる回転翼４２に交換することで、炉心溶融物片２の吸引速度を調整することができる。
【００５９】
（１７）飛散防止カバー４１の下縁に可撓性のスカート部４３が設けられたので、飛散防止カバー４１内の密閉性を向上できる。この結果、炉心溶融物片２の飛散防止カバー４１外への飛散を確実に防止でき、炉心溶融物片２の飛散による臨界可能性をより一層抑制できる。
【００６０】
（１８）飛散防止カバー４１、回転翼４２、輸送管２４及びフィルタ２７等のように、炉心溶融物片２に接触する可能性のある部材は、ホウ素または炭化ホウ素などの中性子吸収能力がある物質を含有したステンレス鋼または樹脂素材から構成されたことから、炉心溶融物片２の輸送時における臨界可能性を抑制できる。
【００６１】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができ、また、それらの置き換えや変更は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６２】
１  炉心溶融物塊
１Ａ  被掘削面
２  炉心溶融物片
３  水
１０  炉心溶融物取出システム
１１  微粉砕装置
１２  吸引装置
１３  貯蔵・輸送容器（貯蔵容器）
１４  掘削部
１４Ａ  掘削面
１５  回転軸
２１  第１軸
２２  第２軸
２３  第３軸
２４  輸送管
２４Ａ  輸送管の吸引端
２４Ｂ  輸送管の放出端
２５  排水管
２５Ａ  排水管の取水端
２５Ｂ  排水管の排水端
２６  排水ポンプ
２７  フィルタ
２８  中性子吸収材
３０  炉心溶融物取出システム
３１  炉内雰囲気注入管
３１Ａ  炉内雰囲気注入管の吸気端
３２Ｂ  炉内雰囲気注入管の排気端
３２  中性子吸収体
３３  炉内構造物
３４  接触面
３５  垂直軸
３６  ファン
３７  気泡
４０  炉心溶融物取出システム
４１  飛散防止カバー
４２  回転翼
【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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