(57)【要約】【課題】設置性がよく、好適に炉心溶融物を保持することができる炉心溶融物保持装置およびこれを備える原子炉を提供する。【解決手段】炉心溶融物保持装置１は、炉心２１の下部に配置されるコンテナ１１と、コンテナ１１に充填されるフレーク状、粒子状または塊状の形態の混合物１２と、を備え、混合物１２は、少なくとも、融点が２，４００℃以上の高融点材料と、再臨界防止材と、を有することを特徴とする。また、混合物１２は、炉心溶融物と吸熱反応を行う材料、溶融潜熱が大きな材料、放射性物質拡散抑制物のうち少なくとも１つをさらに備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉心下部に配置されるコンテナと、
前記コンテナに充填されるフレーク状、粒子状または塊状の形態の混合物と、を備え、
前記混合物は、少なくとも、融点が２，４００℃以上の高融点材料と、再臨界防止材と、を有する
ことを特徴とする炉心溶融物保持装置。
【請求項２】
前記混合物は、炉心溶融物と吸熱反応を行う材料、溶融潜熱が大きな材料、放射性物質拡散抑制物のうち少なくとも１つをさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の炉心溶融物保持装置。
【請求項３】
前記コンテナに収納される耐熱材をさらに備え、
前記混合物は、前記耐熱材同士の隙間に充填される
ことを特徴とする請求項１に記載の炉心溶融物保持装置。
【請求項４】
前記耐熱材は、板状の耐熱板材である
ことを特徴とする請求項３に記載の炉心溶融物保持装置。
【請求項５】
前記耐熱板材は、積層されて収納され、積層方向の前記耐熱板材同士の隙間にも前記混合物が充填される
ことを特徴とする請求項４に記載の炉心溶融物保持装置。
【請求項６】
前記コンテナに冷却材を供給する冷却材供給部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の炉心溶融物保持装置。
【請求項７】
前記冷却材供給部は、
前記冷却材を貯える冷却材タンクと、
配管を介して前記冷却材タンクと接続され、前記コンテナより上部に設けられた冷却材注入口と、を有する
ことを特徴とする請求項６に記載の炉心溶融物保持装置。
【請求項８】
前記混合物は、バインダで固められて前記コンテナに充填される
ことを特徴とする請求項１に記載の炉心溶融物保持装置。
【請求項９】
前記バインダは、コンクリートである
ことを特徴とする請求項８に記載の炉心溶融物保持装置。
【請求項１０】
前記混合物は、容器に充填され、該容器が前記コンテナに収納される
ことを特徴とする請求項１に記載の炉心溶融物保持装置。
【請求項１１】
前記混合物は、酸化ジルコニウム、酸化カルシウム、酸化ベリリウム、酸化ハフニウム、酸化マグネシウム、炭化ハフニウム、炭化ニオブ、炭化シリコン、炭化タンタル、炭化チタン、炭化ウラン、炭化バナジウム炭化タングステン、炭化ジルコニウム、窒化ホウ素、窒化ハフニウム、窒化タンタル、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化アルミ、劣化ウラン、石英、炭化ボロン、ホウ化物のうち少なくとも１つの物質を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の炉心溶融物保持装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の炉心溶融物保持装置を原子炉圧力容器の下部に備えることを特徴とする原子炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炉心溶融物を保持して冷却する炉心溶融物保持装置およびこれを備える原子炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
炉心溶融物保持装置であるコアキャッチャについては、その構造の例が特許文献１や特許文献２などに開示されている。
【０００３】
特許文献１には、洗面器形状のレセプタクルに、コーリウム（炉心溶融物、デブリ）との接触時にコーリウム温度を低下させうる材料が収容された球状のコンテナを収容することが記載されている。なお、この材料は、コーリウムに接触して材料が溶融することにより、コーリウムの熱を奪うものである。また、レセプタクルの下面側には、水冷層が設けられ、水冷層に流体を流すことで、コーリウムおよび材料の熱を奪う。
【０００４】
また、特許文献２には、耐熱層と、耐熱層の上に形成された衝撃緩和層と、を備える炉心溶融物の保持装置が記載されている。耐熱層および衝撃緩和層は、炉心溶融物の温度よりも融点の高いジルコニウム酸化物などの高融点材料が用いられ、衝撃緩和層は粒状部材とすることが記載されている。また、耐熱層の下には金属部材が配置され、冷却水路の冷却水で冷却されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００-１２１７７１号公報
【特許文献２】特開２０１２-１９４１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１や特許文献２に開示されているような従来の炉心溶融物保持装置は、炉心溶融物（デブリ）が最初に直接接触する球状または粒状の層と、その層の下側に形成された耐熱層と、放熱層（水冷層）と、により構成されている。通常、炉心溶融物保持装置には、原子炉圧力容器から流出した高温の炉心溶融物が長時間に亘って保持される。炉心溶融物の熱は、ある程度は耐熱材や温度を低下させうる材料などにより除熱されるが、実質的には、耐熱層の下層に配置された冷却水を流す水冷層を介して放熱される。
【０００７】
ところで、高融点材料からなる耐熱材を炉心溶融物保持装置や炉心下の床面に敷設する場合、耐熱材は大きな板状のものを作製するのは困難であるため、小さい板状の耐熱材を敷き詰める必要があり、設置性が悪いという課題がある。また、耐熱材は、要求される特性からセラミック材料が多く適用されているが、重く、脆い特性を持つため、敷設時の割れなどが懸念される。また、寸法精度よく成型されていないと敷き詰めた際に隙間ができ、その隙間に炉心溶融物が侵入することにより想定した性能を発揮できないことが懸念される。
【０００８】
また、特に、耐熱材を敷き詰めた炉心溶融物保持装置では、炉心溶融物が耐熱材の表面に落下した際、瞬時に２，５００℃程度にまで耐熱材表面の温度が上昇するために、熱衝撃によって耐熱材の割れを生じるおそれがある。このような耐熱材の割れが生じると、割れによって生じた隙間に炉心溶融物が侵入することにより想定した性能を発揮できないことが懸念される。
【０００９】
そこで、本発明は、設置性がよく、好適に炉心溶融物を保持することができる炉心溶融物保持装置およびこれを備える原子炉を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような課題を解決するために、本発明に係る炉心溶融物保持装置は、炉心下部に配置されるコンテナと、前記コンテナに充填されるフレーク状、粒子状または塊状の形態の混合物と、を備え、前記混合物は、少なくとも、融点が２，４００℃以上の高融点材料と、再臨界防止材と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、設置性がよく、好適に炉心溶融物を保持することができる炉心溶融物保持装置およびこれを備える原子炉を提供することができる。
【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保持装置が設けられた原子炉の要部構成を説明する断面模式図である。
【図２】第２実施形態に係る炉心溶融物保持装置が設けられた原子炉の要部構成を説明する断面模式図である。
【図３】第３実施形態に係る炉心溶融物保持装置が設けられた原子炉の要部構成を説明する断面模式図である。
【図４】第４実施形態に係る炉心溶融物保持装置が設けられた原子炉の要部構成を説明する断面模式図である。
【図５】第５実施形態に係る炉心溶融物保持装置が設けられた原子炉の要部構成を説明する断面模式図である。
【図６】（ａ）は第５実施形態に係る炉心溶融物保持装置を上方からみた模式図であり、（ｂ）は第５実施形態の変形例に係る炉心溶融物保持装置の断面模式図である。
【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（以下「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
【００１４】
≪第１実施形態≫
第１実施形態に係る炉心溶融物保持装置１について図１を用いて説明する。図１は、第１実施形態に係る炉心溶融物保持装置１が設けられた原子炉の要部構成を説明する断面模式図である。
【００１５】
＜原子炉＞
まず、第１実施形態に係る炉心溶融物保持装置１が設けられる原子炉の要部構成について説明する。図１に示すように、原子炉は、炉心２１が収納された原子炉圧力容器２が、ペデスタル（架台）４によって、ペデスタル床３の上に設置されている。また、炉心溶融物保持装置１は、そのペデスタル床３の上に敷設されている。
【００１６】
原子力発電プラントなどにおけるシビアアクシデント時には、原子炉の炉心２１が溶融して、酸化ウランやジルコニウムや鉄等の炉心溶融物２２が原子炉圧力容器２の底部に溜まることが考えられる。さらに、高温の炉心溶融物２２が、原子炉圧力容器２から漏れ出すことが考えられる。
【００１７】
このようなシビアアクシデントに備え、原子炉には、炉心溶融物保持装置１が敷設されている。炉心溶融物保持装置１は、原子炉圧力容器２の底部から落下してくる炉心溶融物２２を受け止めて保持するとともに、炉心溶融物２２を冷却する。これにより、炉心溶融物２２がペデスタル床３を抜けてさらに拡散することを防止する。即ち、炉心溶融物保持装置１は、シビアアクシデント時における炉心溶融物２２（デブリ５）の拡散を抑制して、保持する。このため、図１に示すように、炉心溶融物保持装置１は、ペデスタル４の内側の原子炉圧力容器２の直下部に敷設されている。
【００１８】
なお、図１において、炉心溶融物保持装置１の上の中央部に描かれているデブリ５は、原子炉圧力容器２から落下し、炉心溶融物保持装置１によって受け止められ、保持されている炉心溶融物２２を表している。以下の説明において、原子炉圧力容器２から漏れ出て、炉心溶融物保持装置１により保持される炉心溶融物２２をデブリ５と称する。
【００１９】
＜炉心溶融物保持装置１＞
次に、第１実施形態に係る炉心溶融物保持装置１について説明する。図１に示すように、炉心溶融物保持装置１は、コンテナ１１と、コンテナ１１に充填される混合物１２と、を備えている。
【００２０】
コンテナ１１は、デブリ５を保持する混合物１２を充填するとともに、デブリ５の拡散を抑えるように構成された、上部が開口した有底の容器である。また、コンテナ１１は、炉心溶融物保持装置１の本体部であり、ペデスタル４の内側の原子炉圧力容器２の直下部に敷設されている。なお、コンテナ１１の形状は、ペデスタル４の内側のペデスタル床３の全体を覆う形状が好ましく、または、原子炉圧力容器２の直下部のペデスタル床３の全体を覆う形状が好ましい。また、コンテナ１１の形状は、上方からみた原子炉圧力容器２の形状と同様に、上方からみて略円形となることが好ましい。
【００２１】
ちなみに、コンテナ１１の底面とペデスタル床３の床面とが接触するようにコンテナ１１（炉心溶融物保持装置１）を設置してもよく、コンテナ１１の底面とペデスタル床３の床面とが僅かに離れるようにコンテナ１１（炉心溶融物保持装置１）を設置してもよい。コンテナ１１の底面とペデスタル床３の床面とが僅かに離れて設置されている場合、この間隙に冷却水が流れるように構成してもよい。このような構成とすることにより、シビアアクシデント時には自然対流にて冷却水の循環を行い、コンテナ１１を冷却することができる。即ち、コンテナ１１を冷却することで、コンテナ１１に充填された混合物１２を冷却し、混合物１２に保持されるデブリ５を冷却する。
【００２２】
コンテナ１１は、耐熱セラミック材で構成されることが好ましいが、これに限られるものではなく、融点の高い材料であればよい。また、コンテナ１１の材料は、デブリ５に対して良好な化学的適合性を有しているように選択される。
【００２３】
コンテナ１１には、デブリ５を保持する混合物１２が充填される。混合物１２は、融点が２，４００℃以上の高融点材料、デブリ５と吸熱反応を行う材料、溶融潜熱が大きな材料、再臨界防止材、放射性物質拡散抑制物など、様々な材料物性をもつ材料が特に規則性がなく配置される。なお、混合物１２は、これらの材料の全てを含んでなくてもよく、いずれかの材料を含んでいるものであってもよい。なお、混合物１２は、少なくとも２，４００℃以上の高融点材料および再臨界防止材を含んでいることが好ましい。
【００２４】
なお、混合物１２としては、酸化ジルコニウム、酸化カルシウム、酸化ベリリウム、酸化ハフニウム、酸化マグネシウム、炭化ハフニウム、炭化ニオブ、炭化シリコン、炭化タンタル、炭化チタン、炭化ウラン、炭化バナジウム炭化タングステン、炭化ジルコニウム、窒化ホウ素、窒化ハフニウム、窒化タンタル、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化アルミ、劣化ウラン、石英、炭化ホウ素、ホウ化物などのうちのいずれかの物質で構成されていることが好ましいが、これに限られるものではない。
【００２５】
なお、前記列挙した混合物１２のうち、再臨界防止材としては、Ｂ（ホウ素）を含む炭化ホウ素、ホウ化物が挙げられる。また、放射性物質拡散抑制物としては、石英（ＳｉＯ２）が挙げられる。また、その他の機能材料としては、これら以外のものが挙げられる。
【００２６】
混合物１２の各材料は、フレーク状、粒子状および塊状の形状を持たせている。なお、混合物１２のうち、デブリ５と吸熱反応を行う材料は、フレーク状または粒子状の形状を持たせ、デブリ５と反応させ易くすることが好ましい。また、融点が２，４００℃以上の高融点材料は、高温のデブリ５を保持するための材料であるため、塊状の形状を持たせることが好ましい。
【００２７】
なお、溶融潜熱が大きな材料は、形状を問わない。また、再臨界防止材および放射性物質拡散抑制物は、形状を問わないが、混合物１２に均一に分布していることが好ましい。具体的には、一定量の混合物１２を敷設した後に、再臨界防止材や放射性物質拡散抑制物を敷設して、再臨界防止材や放射性物質拡散抑制物が全体に均一になるようにすることが好ましい。
【００２８】
また、混合物１２のうち、デブリ５と吸熱反応を行う材料および溶融潜熱が大きな材料は、主にデブリ５が落下することが予想される位置（炉心中心部）に配置されることが好ましい。その他の材料物性をもつ材料は、全体的に満遍なく配置されることが好ましい。
【００２９】
＜作用・効果＞
第１実施形態に係る炉心溶融物保持装置１の作用および効果について説明する。
【００３０】
炉心溶融時に生成したデブリ５は、コンテナ１１に充填された混合物１２内に侵入する。混合物１２内に侵入した際、デブリ５が、デブリ５と吸熱反応を行う材料と接触することで化学反応により、デブリ５の熱を吸収し、デブリ５の温度を低下させることができる。また、混合物１２内に侵入した際、デブリ５が、溶融潜熱が大きな材料と接触することで、材料が溶融することにより、デブリ５の熱を吸収し、デブリ５の温度を低下させることができる。このように、デブリ５の温度を低下させることにより、デブリ５の直下部から下方向に向かう熱流束も小さくすることができるので、デブリ５を保持するデブリ５の直下部の混合物１２の高融点材料の溶融を防止することができる。
【００３１】
また、炭化チタンなどの高融点材料は、耐熱材として機能し、デブリ５が混合物１２内に侵入することを抑制するとともに、デブリ５の顕熱や溶融潜熱を奪い、デブリ５の温度を低下させることができる。
【００３２】
また、炭化ホウ素やホウ化物は、デブリ５中の偏析した酸化ウランが再臨界を起こすことを防止する再臨界防止材（減速材）として機能する。このため、炭化ホウ素やホウ化物は、混合物１２になるべく均一に分布していることが好ましい。
【００３３】
また、石英（ＳｉＯ2）は、デブリ５の熱で溶融して、デブリ５と混ざることにより放射性物質拡散抑制物として機能する。
【００３４】
以上のように、第１実施形態に係る炉心溶融物保持装置１は、シビアアクシデント時における炉心溶融物２２（デブリ５）の拡散を抑制することができる。また、第１実施形態に係る炉心溶融物保持装置１は、コンテナ１１に混合物１２を充填することで設置できるため、炉心溶融物保持装置１の設置を容易にすることができる。また、第１実施形態に係る炉心溶融物保持装置１は、原子炉圧力容器２を格納する原子炉格納容器（図示せず）の損傷を防ぐことができる。
【００３５】
≪第２実施形態≫
第２実施形態に係る炉心溶融物保持装置１Ａについて図２を用いて説明する。図２は、第２実施形態に係る炉心溶融物保持装置１Ａが設けられた原子炉の要部構成を説明する断面模式図である。第２実施形態（図２参照）は、第１実施形態（図１参照）と比較して、炉心溶融物保持装置１Ａの構成が異なっている。その他の構成は同様であり、説明を省略する。
【００３６】
＜炉心溶融物保持装置１Ａ＞
次に、第２実施形態に係る炉心溶融物保持装置１Ａについて説明する。前述のように、第１実施形態の炉心溶融物保持装置１（図１参照）は、混合物１２がコンテナ１１に充填されている。これに対し、第２実施形態の炉心溶融物保持装置１Ａ（図２参照）は、混合物１２をさらにバインダ１３と混合させて、コンテナ１１に充填されている点で異なっている。その他の構成は同様であり、説明を省略する。
【００３７】
バインダ１３としては、例えば、コンクリートを用いることが好ましいが、これに限られるものではない。バインダ１３としては、混合物１２と混合しコンテナ１１に充填する際には固化しておらず、時間経過とともに固化するものであり、かつ、熱膨張率が小さいものが好ましい。
【００３８】
第２実施形態に係る炉心溶融物保持装置１Ａによれば、混合物１２の材料間の間隙をバインダ１３で埋めることにより、デブリ５の侵入をより抑制することができる。また、コンテナ１１に充填された充填物（混合物１２とバインダ１３の混合物）の表面は平坦（平面）となるために、デブリ５の落下時の広がりを促進することができる。デブリ５が広がることにより、好適にデブリ５を冷却し、好適に炉心溶融物保持装置１Ａでデブリ５を保持することができる。
【００３９】
≪第３実施形態≫
第３実施形態に係る炉心溶融物保持装置１Ｂについて図３を用いて説明する。図３は、第３実施形態に係る炉心溶融物保持装置１Ｂが設けられた原子炉の要部構成を説明する断面模式図である。第３実施形態（図３参照）は、第１実施形態（図１参照）と比較して、炉心溶融物保持装置１Ｂの構成が異なっている。その他の構成は同様であり、説明を省略する。
【００４０】
＜炉心溶融物保持装置１Ｂ＞
次に、第３実施形態に係る炉心溶融物保持装置１Ｂについて説明する。前述のように、第１実施形態の炉心溶融物保持装置１（図１参照）は、混合物１２がコンテナ１１に充填されている。これに対し、第３実施形態の炉心溶融物保持装置１Ｂ（図３参照）は、混合物１２を小容器１４に充填し、混合物１２が充填された小容器１４をコンテナ１１内に敷き詰めて配置されている点で異なっている。その他の構成は同様であり、説明を省略する。
【００４１】
小容器１４は、耐火セラミックなどの素材でできており、上側が開口した有底の容器構造が好ましい。
【００４２】
また、小容器１４には、フレーク状、粒子状および塊状の形状を持たせた融点が２，４００℃以上の高融点材料、デブリ５と吸熱反応を行う材料、溶融潜熱が大きな材料、再臨界防止材、放射性物質拡散抑制物など、様々な材料物性をもつ材料が充填されている。各小容器１４には、図３に示すように、各材料の混合物１２が充填されていることが好ましい。
【００４３】
また、各小容器１４には、各材料のうちいずれか１種類または数種類が充填され、コンテナ１１内の一定の体積内に全ての材料が含まれるように小容器１４の積層方法を工夫するように構成してもよい。
【００４４】
積層方法の例としては、コンテナ１１内に、小容器１４をＮ層積層するとして、コンテナ１１の内壁に接する最下層である第一層に高融点材料を、第二層にデブリ５と吸熱反応を行う材料、第三層に再臨界防止材および放射性物質拡散抑制物、第四層に溶融潜熱が大きな材料を充填した小容器１４を並べ、以降は、これを繰り返し積層していく方法がある。なお、積層方法は」これに限られるものではない。
【００４５】
また、デブリ５が落下することが予想される位置（炉心中心部）の小容器１４に、混合物１２としてデブリ５と吸熱反応を行う材料および／または溶融潜熱が大きな材料を多く充填するようにしてもよい。
【００４６】
≪第４実施形態≫
第４実施形態に係る炉心溶融物保持装置１Ｃについて図４を用いて説明する。図３は、第４実施形態に係る炉心溶融物保持装置１Ｃが設けられた原子炉の要部構成を説明する断面模式図である。第４実施形態（図４参照）は、第１実施形態（図１参照）と比較して、炉心溶融物保持装置１Ｃの構成が異なっている。その他の構成は同様であり、説明を省略する。
【００４７】
＜炉心溶融物保持装置１Ｃ＞
次に、第４実施形態に係る炉心溶融物保持装置１Ｃについて説明する。第４実施形態の炉心溶融物保持装置１Ｃは、第１実施形態（図１参照）の炉心溶融物保持装置１に加え、
コンテナ１１に冷却水（冷却材）を供給する冷却材供給部１６を備えている。その他の構成は同様であり、説明を省略する。
【００４８】
冷却材供給部１６は、冷却材タンク６１と、配管６２と、冷却材注入口６３と、口栓６３ａと、を備えている。
【００４９】
冷却材タンク６１は、冷却水（冷却材）が貯えられたタンクである。なお、冷却材タンク６１は、原子炉のリアクタビル外に設置されることが好ましい。また、冷却材は水（冷却水）が好ましいが、これに限られるものではない。冷却材注入口６３は、原子炉圧力容器２の炉底部よりも下側、かつコンテナ１１よりも上側の位置に設けられ、冷却材注入口６３と冷却材タンク６１とは、配管６２で接続されている。また、冷却材注入口６３には、高温になると溶融する材料からなる口栓６３ａが設けられている。
【００５０】
原子炉内が高温となると、口栓６３ａが溶融して冷却材注入口６３が開口することにより、冷却材タンク６１に貯えられた冷却水（冷却材）が、配管６２を介して、炉心溶融物保持装置１Ｃのコンテナ１１に供給される。
【００５１】
なお、冷却水は重力により冷却材タンク６１から冷却材注入口６３へと流れるように、冷却材タンク６１を配置することが好ましい。これにより、冷却材供給部１６は、ポンプやポンプを駆動するための電源装置を用いることなく、シビアアクシデント時において冷却水をコンテナ１１に供給することができる。なお、冷却水は、炉心溶融事故発生から２４時間以内に注入されることが好ましい。
【００５２】
コンテナ１１に供給された冷却水は、混合物１２の間に侵入する。これにより、冷却水がデブリ５の熱を吸収して蒸発し、デブリ５の温度を低下させることができる。なお、蒸発した冷却水は、蒸発後冷却され、ペデスタル４の壁や炉内構造物に付着し、凝固とともに落下し、コンテナ１１内に落ちる。これが繰り返されることでデブリ５の除熱が促進される。
【００５３】
≪第５実施形態≫
第５実施形態に係る炉心溶融物保持装置１Ｄについて図５を用いて説明する。図５は、第５実施形態に係る炉心溶融物保持装置１Ｄが設けられた原子炉の要部構成を説明する断面模式図である。第５実施形態（図５参照）は、第１実施形態（図１参照）と比較して、炉心溶融物保持装置１Ｄの構成が異なっている。その他の構成は同様であり、説明を省略する。
【００５４】
＜炉心溶融物保持装置１Ｄ＞
次に、第５実施形態に係る炉心溶融物保持装置１Ｄについて説明する。前述のように、第１実施形態の炉心溶融物保持装置１（図１参照）は、コンテナ１１に混合物１２が充填されている。これに対し、第５実施形態の炉心溶融物保持装置１Ｄ（図５参照）は、コンテナ１１に耐熱板材１５が間隔をあけて収納され、その隙間に混合物１２が充填されている点で異なっている。その他の構成は同様であり、説明を省略する。
【００５５】
耐熱板材１５には高融点の材料が用いられることが好ましく、特に酸化ジルコニウムが好ましいが、これに限られるものではない。また、図５に示すように、耐熱板材１５は積層して収納され、ある層の耐熱板材１５同士の隙間（即ち、混合物１２が配置された箇所）を、次の層の耐熱板材１５が覆うように積層されることが好ましい。
【００５６】
このように、第５実施形態に係る炉心溶融物保持装置１Ｄは、耐熱板材１５がデブリ５の侵入を抑制するとともに、デブリ５の顕熱や溶融潜熱を奪い、デブリ５の温度を低下させることができる。また、耐熱板材１５同士の隙間には、混合物１２が充填されており、第１実施形態に係る炉心溶融物保持装置１と同様に、デブリ５の侵入を抑制するとともに、デブリ５の温度を低下させることができる。
【００５７】
また、耐熱板材１５として用いる酸化ジルコニウムは加工が困難な材料であり、耐熱板材１５を隙間なく敷き詰めることができるように高い寸法精度を要求することは困難である。これに対し、第５実施形態に係る炉心溶融物保持装置１Ｄは、耐熱板材１５同士の隙間に混合物１２を充填する構成となっているため、耐熱板材１５の寸法精度は高くなくてもよく、炉心溶融物保持装置１Ｄの設置を容易にすることができる。
【００５８】
図６（ａ）は、第５実施形態に係る炉心溶融物保持装置１Ｄを上方からみた模式図であり、図６（ｂ）は、第５実施形態の変形例に係る炉心溶融物保持装置の断面模式図である。
また、ペデスタル床３の床面およびコンテナ１１の底面に平行な面について、図６（ａ）に示すように、耐熱板材１５を円状に配置することも可能である。また、図示を省略するが、耐熱板材１５をペデスタル床３の床面（水平面）に対して、傾斜するように配置してもよい。即ち、コンテナ１１の中心側ほど高く、コンテナ１１の外周側ほど低くなるように、傾斜させる。これにより、デブリ５の平面方向の広がりを促進させることができる。さらに、図６（ｂ）に示すように、耐熱部材１５の高さがコンテナ１１の中心側ほど高く、コンテナ１１の外周側ほど低くなるように高低を設けて配置し、さらに混合物１２で傾斜を設け、デブリ５の拡散を促す構造としてもよい。
【００５９】
≪変形例≫
なお、本実施形態に係る炉心溶融物保持装置１〜１Ｄは、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
【００６０】
第５実施形態に係る炉心溶融物保持装置１Ｄは、コンテナ１１に収納される耐熱材として、板状の耐熱板材１５を用いるものとして説明したが、耐熱材の形状はこれに限られるものではない。例えば、耐熱材の形状を塊状にしてもよい。これにより、耐熱材の複雑な形状でデブリ５の流路を複雑することが可能になり、より冷却作用を向上させることが可能となる。
【００６１】
また、塊状の耐熱材は、なるべく球状でほぼ一様な寸法であることが好ましい。また、球状耐熱材は、互いに接している球の中心を結んだ線が三角形をなすようコンテナ１１の底面と平行に稠密に配置することが好ましい。さらに、耐熱材を積層する場合は、下層の球状耐熱材がなす三角面の中心部のくぼんだ場所に配置する。これにより、稠密な構造を取ることが可能となる。この場合、混合物１２は、球状耐熱材の周辺に設置（充填）することが好ましい。
【００６２】
また、球状以外の形状の耐熱材、例えば、岩石状の耐熱材を用いてもよい。この場合、配置方法などは特に限定するものではないが、耐熱材間の隙間に小さな岩石状の耐熱材を入れて、なるべく耐熱材同士の隙間を少なくしてから、混合物１２を耐熱材の周辺に設置（充填）することが好ましい。
【００６３】
このような構成とすることにより、コンテナ１１に収納された塊状（球状、岩石状）の耐熱材により、デブリ５の流路が長くなり、即ち、デブリ５の冷却パスが長くなるとともに、混合物１２との反応作用が多くなりので、より冷却作用を向上させることができる。
【００６４】
また、コンテナ１１に板状の耐熱板材１５を収納する第５実施形態に係る炉心溶融物保持装置１Ｄ、およびコンテナ１１に塊状（球状、岩石状）の耐熱材を収納する変形例に係る炉心溶融物保持装置は、混合物１２を充填するものとして説明したが、第２実施形態（図２参照）のように、混合物１２をさらにバインダ１３と混合させて、コンテナ１１に充填してもよい。
【００６５】
また、コンテナ１１に板状の耐熱板材１５を収納する第５実施形態に係る炉心溶融物保持装置１Ｄ、およびコンテナ１１に塊状（球状、岩石状）の耐熱材を収納する変形例に係る炉心溶融物保持装置は、第４実施形態（図４参照）に示す冷却材供給部１６を備えていてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ  炉心溶融物保持装置
２        原子炉圧力容器
３        ペデスタル床
４        ペデスタル
５        デブリ
１１      コンテナ
１２      混合物
１３      バインダ
１４      小容器
１５      耐熱板材（耐熱材）
１６      冷却材供給部
２１      炉心
２２      炉心溶融物
６１      冷却材タンク
６２      配管
６３      冷却材注入口
６３ａ    口栓
【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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