(57)【要約】【課題】自然換気冷却方式の放射性物質貯蔵施設において、施設建設費を抑えられる構造を提供する。【解決手段】主坑道２の、空気排出口１２が配設された側とは反対側のコンクリート壁には、搬入搬出口５から入ったキャニスタ搬送エリア３内の外気を各々の貯蔵室１１に取り込むための空気流入シャフト１６が複数形成されている。各空気流入シャフト１６はコンクリート構造物であり、主坑道２の覆工コンクリート壁の内側面に沿って、キャニスタ搬送エリア３の空間上部から貯蔵室１１の床面近くまで形成されている。したがって、空気流入シャフト１６の、キャニスタ搬送エリア３の空間上部に開口している開口部が給気口１７となり、貯蔵室１１の床面近くの空気流入口１８から貯蔵室１１内に外気が導入される。【選択図】図２
2008064462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性物質を収納した容器を貯蔵する複数の貯蔵室が設けられた貯蔵空間エリアと、前記容器が搬入され、該容器を前記貯蔵室内に移送するための搬送空間エリアとを有し、前記貯蔵室内の空気を煙突効果で排出することで前記貯蔵室内に外気を取り込む自然換気方式により前記貯蔵室内を冷却する放射性物質貯蔵施設において、
前記貯蔵室内に前記外気を取り込むための給気口が前記搬送空間エリアに開口していることを特徴とする放射性物質貯蔵施設。
【請求項２】
前記給気口から前記貯蔵室まで延びる給気経路に迷路構造が設けられた、請求項１に記載の放射性物質貯蔵施設。
【請求項３】
前記容器を貯蔵施設内外に搬入搬出する開口状態の搬入搬出口を有し、該搬入搬出口は前記搬送空間エリアと連通している、請求項１または２に記載の放射性物質貯蔵施設。
【請求項４】
前記搬送空間エリアに連絡され、該搬送空間エリア内に外気を供給する給気経路をさらに有する、請求項３に記載の放射性物質貯蔵施設。
【請求項５】
前記貯蔵空間エリア上に前記搬送空間エリアが隣接して存在し、前記給気口が前記搬送空間エリア内の上部に開口している、請求項１から４のいずれかに記載の放射性物質貯蔵施設。
【請求項６】
前記搬送空間エリアの床部に、前記貯蔵室内に前記容器を出し入れするための出し入れ口と、該出し入れ口に対し着脱自在な遮へいプラグとを備えた、請求項５に記載の放射性物質貯蔵施設。
【請求項７】
前記貯蔵空間エリアと前記搬送空間エリアが地下に建設されている請求項１から６のいずれかに記載の放射性物質貯蔵施設。
【請求項８】
前記貯蔵空間エリアと前記搬送空間エリアが、山腹の地表面から地中に略水平に掘られた坑道内に設けられている、請求項１から６のいずれかに記載の放射性物質貯蔵施設。
【請求項９】
前記貯蔵室ごとに、前記貯蔵室内の空気を地上に排出する排気立坑を有する、請求項８に記載の放射性物質貯蔵施設。
【請求項１０】
隣接する前記貯蔵室間の壁に開閉自在な非常用開口部を有する、請求項９に記載の放射性物質貯蔵施設。
【請求項１１】
前記貯蔵空間エリアと前記搬送空間エリアが、地下に埋設された建屋の内部に設けられている、請求項１から６のいずれかに記載の放射性物質貯蔵施設。
【請求項１２】
放射性物質を収納した容器を貯蔵する貯蔵室が設けられた貯蔵空間エリアと、前記容器が搬入され、該容器を前記貯蔵室内に移送するための搬送空間エリアとを有する放射性物質貯蔵施設の自然換気冷却方法において、
前記貯蔵室内の空気を煙突効果で排出し、前記貯蔵室内に外気を前記搬送空間エリアから取り込むことで前記貯蔵室内の自然換気冷却を行なうことを特徴とする放射性物質貯蔵施設の自然換気冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電所から発生する使用済核燃料などの発熱性の放射性物質を貯蔵する貯蔵施設に関する。特に、発熱性の放射性物質を自然換気により冷却する方式を用いた放射性物質貯蔵施設に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所から発生する使用済核燃料は、再処理を行うまでの期間、安全にかつ取り出し可能な状態で長期間保管する必要がある。また、使用済核燃料は崩壊熱を出すため、保管中、その冷却が必要となる。
【０００３】
使用済核燃料を冷却しつつ長期間保管するための貯蔵方式としては、水プールを用いた水中貯蔵と、空冷による乾式貯蔵とがある。このうち、乾式貯蔵は、水中貯蔵に比べて安全性が高く、必要に応じて貯蔵容量を増やすことが容易である、という利点を有する。
【０００４】
乾式貯蔵施設においては、使用済核燃料を収容した容器を設置する貯蔵空間エリアを形成し、貯蔵空間エリアに連通する給気口とこの給気口より高い位置に開口する排気口とを設けることで、使用済核燃料の冷却を自然換気によって行なう貯蔵方法が採用されている。すなわち、温度上昇した貯蔵空間エリア内の空気は煙突効果によって排気口から外部へ放出されると同時に、貯蔵空間エリア内に給気口から低温の外気が導入される。それにより、給気口から導入された外気が貯蔵空間エリア内を通過して使用済核燃料を除熱し、排気口より排出されるという自然換気冷却が行なわれる。
【０００５】
このような自然換気冷却式の使用済核燃料貯蔵施設としては、特許文献１に開示された貯蔵施設がある。この施設は、キャニスタ貯蔵室とキャニスタ移送室とを上下に分けて構築した建物である。キャニスタ貯蔵室は、床スラブと、この上方に位置する天井スラブとの間に水平な空気通路を形成するととともに、使用済核燃料を収容したキャニスタと呼ばれる鋼製収納容器の下端と上端を床スラブと天井スラブで保持して貯蔵する。また、キャニスタ貯蔵室の上に位置するキャニスタ移送室には、輸送用キャスクに収納されたキャニスタを遮へい状態で搬送し貯蔵室内にその天井スラブを通して移送する移送装置が設置されている。なお、キャニスタ貯蔵室の天井スラブに設けられているキャニスタ出し入れ口は、キャニスタ貯蔵室に対してキャニスタを出し入れする以外は、放射線を遮へいする遮へいプラグで密閉されている。
【０００６】
さらに、建物の下半分に当たるキャニスタ貯蔵室は地中に構築されている。遮へいプラグで密封された貯蔵室内のキャニスタを自然換気方式によって冷却する為に、貯蔵室の水平方向において対向する垂直壁のうちの一方の壁に、貯蔵室内に空気を導入する空気流入シャフトが接続される。そして、もう一方の壁には、貯蔵室内の空気を排出する空気排出シャフトが接続されている。そして、空気流入シャフト及び空気排出シャフトは地上に向かって煙突状に垂直に形成され、夫々のシャフトの空気流入口及び空気排出口が建物外部の地上に開口している。
【０００７】
このような貯蔵施設は、貯蔵室のキャニスタ出し入れ口をプラグで密閉することで、キャニスタ貯蔵室がキャニスタ移送室と連通しない構造である。よって、キャニスタのように、輸送用キャスクと比べて放射線遮へい能力が低い容器を貯蔵する場合でも、搬送エリアであるキャニスタ移送室内に人が安全にアクセスできるという特徴がある。
【０００８】
また、上記特許文献１に記載の貯蔵施設の他には、特許文献２に開示されるように、地下の岩盤に坑道を掘ってそこにキャニスタを貯蔵する自然換気方式の貯蔵施設も知られている。この施設は、山腹の地表面に略水平方向に掘られた上部坑道および下部坑道と、これらを連通するよう略垂直に掘られ、キャニスタを収納する貯蔵立坑とを備える。下部坑道の一端は地表面において大気中に解放されて、外気の流入口となっている。上部坑道の一端は地表面において扉により閉塞され、上部坑道のもう一端は、立坑を経由して、地表面に排気口として開放されている。これにより、キャニスタ内の使用済核燃料の発熱により温度上昇した貯蔵立坑内の空気が上部坑道および立坑を経由して排気口より排出され、これに伴い、流入口より外気が下部坑道に流入する。そして、この外気が貯蔵立坑内のキャニスタ周囲を流通することで、これを冷却している。
【特許文献１】特開２００４−１０８７９５号公報
【特許文献２】特開昭６１−２０２１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１に開示されているような貯蔵施設では、キャニスタ貯蔵室に対する冷却空気の給気口は建物の外部に設けられていた。そして、特許文献１に記載の貯蔵施設は建物の下半分に当たる貯蔵エリアの部分を地中に埋めているため、地下のキャニスタ貯蔵室から建物外部の地上の給気口までの各冷却空気通路を形成する立坑（シャフト）等の専用構造物が必要であった。
【００１０】
また、敷地が斜面である等の立地選定の制約や、地上部分の構造物を低減する景観上の点から、地下貯蔵施設の方が望ましい場合がある。しかし、特許文献１に記載の貯蔵施設を地下に建設することを検討した場合、貯蔵規模が大きい場合や貯蔵建屋の設置深さが深くなるほど、その冷却空気通路用構造物（立坑など）の規模は大きくなる。これにより、施設建設費等が増加し、上記の理由で地下貯蔵施設の構築が望ましい場合でも、建設費が高いためにそれを採用できない問題点があった。
【００１１】
一方、特許文献２に記載の地下貯蔵施設の場合は、キャニスタを収納する貯蔵立坑自身が空気の流通路となって下部坑道から上部坑道に空気を流出する構造である。つまり、放射性物質の搬送エリアである上部坑道とその貯蔵エリアである貯蔵立坑とを常時連通させ自然換気冷却の空気通路とする構造である。そのため、放射線遮へい能力が低いキャニスタを貯蔵する場合は、搬送エリアとなる上部坑道に熱気や放射線が出て、上部坑道に人がアクセスする際の安全性に問題がある。
【００１２】
さらに、特許文献２に記載の地下貯蔵施設において、貯蔵立坑の上部坑道側の開口部を密閉した場合、貯蔵立坑内を流通する冷却空気が上部坑道を流通しないで排気用立坑および排気口から排出されるように空気通路を形成する必要が生じる。その結果、坑道等の空気通路用構造物が増え、建設費が増す。
【００１３】
よって、上記特許文献２に開示されているような地下貯蔵施設においても、出来るだけ建設費が抑えられるよう、施設の合理化が求められている。
【００１４】
そこで本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、自然換気冷却方式の放射性物質貯蔵施設において、施設建設費を抑えられる構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の放射性物質貯蔵施設は、発熱性の放射性物質を収納した容器を貯蔵する複数の貯蔵室が設けられた貯蔵空間エリアと、前記容器が搬入され、該容器を前記貯蔵室内に移送するための搬送空間エリアとを内部に有する。特に、貯蔵室内の空気を煙突効果で排出することで該貯蔵室内に外気を取り込む自然換気方式により、貯蔵室内を冷却する貯蔵施設である。
【００１６】
このような貯蔵施設において、貯蔵室内に外気を取り込むための給気口が前記搬送空間エリアに開口していることで、上記の背景技術の問題点が解決される。
【００１７】
すなわち、本発明の貯蔵施設によれば、貯蔵室内の容器に収容された放射性物質を自然換気冷却によって冷却するために、搬送空間エリア内に入り込んでいる外気を、搬送空間エリアに開口した給気口より貯蔵室に取り込むことが可能である。そのため、従来の貯蔵施設のように給気のために貯蔵室から建物外部に設けていた冷却空気通路用の構造物（立坑など）が不要になり、施設建設費が抑えられる。
【００１８】
また、上記の貯蔵施設において、前記給気口から前記貯蔵室まで延びる給気経路に迷路構造を設けることが好ましい。これにより、給気口から貯蔵室まで延びる給気経路を通って貯蔵室から搬送空間エリアに向かう放射線のレベルを低減することが可能になるからである。
【００１９】
また、上記の貯蔵施設は、前記容器を貯蔵施設内外に搬入搬出する開口状態の搬入搬出口を有し、該搬入搬出口は前記搬送空間エリアと連通していることが好ましい。これにより、搬入搬出口を通じて搬送空間エリア内に常時、外気を入れられるからである。
【００２０】
さらに、前記搬送空間エリアに、該搬送空間エリア内に外気を供給する給気経路が連絡されていてもよい。特に、搬入搬出口と搬送空間エリアとの連絡通路だけでは、自然換気に必要な空気を搬送空間エリア内に確保できない場合に有効である。
【００２１】
また、上記の貯蔵施設の実施態様としては、前記貯蔵空間エリア上に前記搬送空間エリアが隣接して存在し、前記給気口が前記搬送空間エリア内の上部に開口している施設を想定している。その場合、前記搬送空間エリアの床部に、前記貯蔵室内に前記容器を出し入れするための出し入れ口と、該出し入れ口に対し着脱自在な遮へいプラグとを備えた施設が好ましい。
【００２２】
さらに、上記のような貯蔵施設は、地下に建設されている場合に建設費削減の点で最も効果がある。
【００２３】
そのような地下建設の場合、前記貯蔵空間エリアと前記搬送空間エリアが、山腹の地表面から地中に略水平に掘られた坑道内に設けられた態様が考えられる。あるいは、前記貯蔵空間エリアと前記搬送空間エリアが、地下に埋設された建屋の内部に設けられている態様が考えられる。
【００２４】
上記の坑道式の場合、前記貯蔵室ごとに、前記貯蔵室内の空気を地上に排出する排気立坑を有することが好ましい。つまり、排気立坑は、複数の貯蔵室に共通とした大きな１本に纏めず、貯蔵室ごとに設けられている。それにより、１本の大きな立坑を掘る場合に比べて、岩盤強度の制約を受けることなく経済的に掘ることができ、建設費が抑えられるからである。
【００２５】
さらに、この場合、隣接する前記貯蔵室間の壁に開閉自在な非常用開口部を有することが好ましい。それにより、排気立坑等の排気路が閉塞してしまう非常時に対処できるようにするためである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明では、自然換気冷却方式の放射性物質貯蔵施設において、放射性物質を収納した容器の貯蔵室へ冷気を取り込む給気口を施設内部の容器用搬送空間エリアに開口させた。それにより、特に地下貯蔵施設の場合に給気のために地下から施設外の地上に設ける空気通路構造（立坑など）が不要となり、施設建設費が抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２８】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１による放射性物質貯蔵施設の全体を示す概略透視図である。図２は図１のＡ−Ａ断面での概略構成図、図３は図１のＢ−Ｂ断面での概略断面図である。
【００２９】
本実施形態は比較的良好な硬質岩盤の急斜面地形を掘った地下空洞を貯蔵施設とする例である。図１を参照すると、山の斜面を形成している岩盤１内に水平な主坑道２（本例では長さ約１６１ｍ×幅約２１ｍ）が形成されている。主坑道２は、使用済核燃料を収容したキャニスタの搬送エリア３としての上部空洞と、そのキャニスタの貯蔵エリア４としての下部空洞とに分けられている。主坑道２の一端は地表面に開口しており、この開口部が、キャニスタを収納した輸送用キャスクを主坑道２内に対して出し入れするための搬入搬出口５となっている。
【００３０】
キャニスタ搬送エリア３は搬入搬出口５に直接連通した空間であるが、キャニスタ貯蔵エリア４は搬入搬出口５に直接連通しておらず、主坑道２内で遮へいされた室を形成している。
【００３１】
図２を参照すると、主坑道２はアーチ状の天井部を持つコンクリートトンネルであり、内部がキャニスタ搬送エリア３とキャニスタ貯蔵エリア４に上下に分けて構築されている。キャニスタ搬送エリア３とキャニスタ貯蔵エリア４とは、キャニスタ搬送エリア３の床スラブ６によって互いに隔離されている。床スラブ６はトンネルの覆工材料と同じコンクリートからなる。また、主坑道２のコンクリート基礎部がキャニスタ貯蔵エリア４の床部を構成している。
【００３２】
キャニスタ搬送エリア３には、輸送用キャスクからキャニスタ７を取り出してキャニスタ搬送エリア３を遮へい状態で移動し、キャニスタ７をキャニスタ貯蔵エリア４内に収容するキャニスタ移送装置２６が設けられている。
【００３３】
放射性物質を収納したキャニスタ７は、キャニスタ移送装置２６によってキャニスタ貯蔵エリア４に配置される。キャニスタ搬送エリア３の床スラブ６には、キャニスタ７をキャニスタ貯蔵エリア４内に対して出し入れするときのキャニスタ出し入れ口８が設けられている。キャニスタ出し入れ口８は着脱可能な遮へいプラグ９で密閉されている。キャニスタ７は、キャニスタ貯蔵エリア４の床面上の支持台に下端部が保持され、上端部が床スラブ６のキャニスタ出し入れ口８の穴側面で保持されている。
【００３４】
さらに、キャニスタ貯蔵エリア４内は、図３に示すように、主坑道２に垂直壁１０を配置して複数の貯蔵室１１に区画されている。各貯蔵室１１には所定数のキャニスタ７が配置可能であり、本例では各貯蔵室１１におけるキャニスタ出し入れ口８が６×４個形成されている。
【００３５】
各貯蔵室１１は床スラブ６、遮へいプラグ９、垂直壁１０、主坑道２の覆工コンクリートで形成されており、この室内を自然換気で冷却するため、本施設では次のような冷却空気通路構造を採っている。
【００３６】
すなわち、図２及び３に示すように、主坑道２の片側のコンクリート壁には、貯蔵室１１ごとに、貯蔵室１１内の空気を排出するための空気流出口１２が設けられている。貯蔵室１１毎の空気流出口１２には、主坑道２からその側方に水平に延びる横坑１３が接続されている。さらに、この横坑１３の端部に地上に向かって煙突状に延びる排気立坑（シャフト）１４が接続され、排気立坑１４の上端が排気口１５として地上に開口している（図２）。とりわけ、貯蔵室１１内にてキャニスタ７の熱で温度上昇した空気が貯蔵室１１の天井を伝って横坑１３に排出され易いよう、横坑１３の天井を貯蔵室１１の天井より高い位置に設けてある。また、本例の排気立坑１４は、複数の貯蔵室１１に共通とした大きな１本に纏めず、貯蔵室１１毎に設けられている。そのため、１本の大きな立坑を掘る場合に比べて、岩盤強度の制約を受けることなく経済的に掘ることができ、建設費が抑えられる。また、複数本の立坑で排気することにより、非常時に隣りの立坑を共用することで安全性の向上が見込まれる。
【００３７】
一方、主坑道２の、空気排出口１２が配設された側とは反対側のコンクリート壁には、搬入搬出口５から入ったキャニスタ搬送エリア３内の外気を各々の貯蔵室１１に取り込むための空気流入シャフト１６が複数形成されている。各空気流入シャフト１６はコンクリート構造物で形成された空間であり、主坑道２の覆工コンクリート壁の内側面に沿って、キャニスタ搬送エリア３の空間上部から貯蔵室１１の床面近くまで形成されている。したがって、空気流入シャフト１６の、キャニスタ搬送エリア３の空間上部に開口している開口部が給気口１７となり、貯蔵室１１の床面近くの空気流入口１８から貯蔵室１１内に外気が導入される。
【００３８】
このように空気流入シャフト１６をキャニスタ搬送エリア３の空間上部から貯蔵室１１の床近くまで形成したのは、貯蔵室１１からキャニスタ搬送エリア３へ向かう放射線のレベルを低減するため、冷却空気通路の長さを適切に確保する必要があったからである。もっとも、本例では、空気流入シャフト１６の途中に、床スラブ６の厚みを活用して迷路（ラビリンス）構造１６ａを設け、すなわち空気通路を幾度も曲げて長くして、放射線遮へい性を一層向上させている。また、放射線遮へいのために空気流入シャフト１６内に板を並べてスリットを設けてもよい。
【００３９】
また、本例の施設では、キャニスタ搬送エリア３内に外気が入り込める空気流路として、搬入搬出口５からキャニスタ搬送エリア３への搬送坑道と、図３に示すような給気坑道２０との２つが設けられている。この給気坑道２０は、地表面から岩盤１内に水平に延びる工事坑道２１を流用し、主坑道２の側方よりキャニスタ搬送エリア３に繋げたものである。このように、キャニスタ搬送エリア３内への給気流路を多重に設けたことにより、一方の給気流路が何らかの理由により空気の流れがスムーズでなくなった場合にも他方の給気流路から外気を取り込むことを可能にしている。なお、給気坑道２０は工事坑道２１を流用することで新たに給気流路用に坑道を設ける必要がなく建設費を低減できる。
【００４０】
以上のような冷却空気通路構造によれば、キャニスタ７内の使用済核燃料の崩壊熱は、搬入搬出口５に直接連通するキャニスタ搬送エリア３に開口した給気口１７から貯蔵室１１を経て、排気立坑１４の排気口１５までに発生した自然換気による冷却空気の流れ（図２，３中の白抜き矢印）により除去される。このような冷却空気の流れは、キャニスタ７の発熱が貯蔵室１１内の空気を加熱し、加熱され軽くなった空気が貯蔵室１１の天井を伝って横坑１３に出て、煙突状の排気立坑１４を浮上する煙突効果により形成される。
【００４１】
また、図４及び図５に示すように、隣接する貯蔵室１１間を区分する垂直壁１０の、空気流出口１２側の端部には、非常用開口部２２が設けられている。この非常用開口部２２は通常、閉じられているが、ある貯蔵室１１の空気流出口１２から排気口１５までの排気通路が閉塞してしまう非常時には開放して、その隣の貯蔵室１１から排気できるようになっている。
【００４２】
（比較例１）
図６に従来の考え方で建設した場合のトンネル型地下貯蔵施設の例を図２と同じ断面で示す。背景技術の欄で説明したように、地下の貯蔵室１１内に導入する空気を建物外部の地上から取り込む考え方では、図６に示すように、地上に給気口２３を設け、給気口２３から地下に垂直に延びる立坑２４と、この立坑２４の下端から貯蔵室１１内に水平に延びる横坑２５を設ける必要がある。これに対し、図２の構造はそのような給気専用の坑道が不要であり、図６の構造と比較して坑道の堀削や覆工などに多くの費用がかからないので建設費を抑えることが可能である。
【００４３】
（実施形態２）
図７は本発明の実施形態２による放射性物質貯蔵施設の全体を示す概略透視図である。図８は図７のＣ−Ｃ断面での概略構成図、図９は図７のＤ−Ｄ断面での概略断面図である。
【００４４】
本実施形態は軟質岩盤もしくは締まった砂質層のなだらかな斜面地形を開削して地下に建設後に埋め戻した建屋で貯蔵する施設の例である。図７を参照すると、土砂３１中に貯蔵施設の建屋３２（本例では長さ約１６３ｍ×幅約２５ｍ）が埋設されている。建屋３２は、使用済核燃料を収容したキャニスタの搬送エリア３３としての上部空間と、そのキャニスタの貯蔵エリア３４としての下部空間とに分けられている。キャニスタ搬送エリア３３の一端は地表面に開口しており、この開口部が、キャニスタを収納した輸送用キャスクを建屋３２内に対して出し入れするための搬入搬出口３５となっている。
【００４５】
キャニスタ搬送エリア３３は搬入搬出口３５に直接連通した空間であるが、キャニスタ貯蔵エリア３４は搬入搬出口３５に直接連通しておらず、建屋３２内で遮へいされた室を形成している。
【００４６】
図８を参照すると、建屋３２はコンクリート構造物であり、内部がキャニスタ搬送エリア３３とキャニスタ貯蔵エリア３４に上下に分けて構築されている。キャニスタ搬送エリア３３とキャニスタ貯蔵エリア３４とは、キャニスタ搬送エリア３３の床スラブ３６によって互いに隔離されている。
【００４７】
キャニスタ搬送エリア３３には、輸送用キャスクからキャニスタ３７を取り出してキャニスタ搬送エリア３３を遮へい状態で移動し、キャニスタ３７をキャニスタ貯蔵エリア３４内に収容するキャニスタ移送装置５２が設けられている。
【００４８】
放射性物質を収納したキャニスタ３７は、キャニスタ移送装置５２によってキャニスタ貯蔵エリア３４に配置される。キャニスタ搬送エリア３３の床スラブ３６には、キャニスタ３７をキャニスタ貯蔵エリア３４内に対して出し入れするときのキャニスタ出し入れ口３８が設けられている。キャニスタ出し入れ口３８は着脱可能な遮へいプラグ３９で密閉されている。キャニスタ３７は、キャニスタ貯蔵エリア３４の床面上の支持台に下端部が保持され、上端部が床スラブ３６のキャニスタ出し入れ口３８の穴側面で保持されている。
【００４９】
さらに、キャニスタ貯蔵エリア３４内は、図９に示すように、建屋３２の長手方向に垂直壁４０を配置して複数の貯蔵室４１に区画されている。但し、隣接する貯蔵室４１間の垂直壁４０の中央部は開口している。各貯蔵室４１には所定数のキャニスタ３７が配置可能であり、本例では各貯蔵室４１におけるキャニスタ出し入れ口３８が３×５個形成されている。
【００５０】
各貯蔵室４１を自然換気で冷却するため、本施設では次のような冷却空気通路構造を採っている。
【００５１】
すなわち、図８及び９に示すように、建屋３２の短手方向片側のコンクリート壁には、貯蔵室１１ごとに、貯蔵室１１内の空気を出すための空気流出シャフト４２が設けられている。空気流出シャフト４２は建屋３２の上部から地上にコンクリート製の煙突４３によって延び、上端が排気口４４として開口している。本例の空気流出シャフト４２は貯蔵室１１毎に設けられているが、地上では１本の煙突４３によって１つに纏めてもよい。
【００５２】
一方、建屋３２の、空気流出シャフト４２が配設された側とは反対側のコンクリート壁には、搬入搬出口３５から入ったキャニスタ搬送エリア３３内の外気を各々の貯蔵室４１に取り込むための空気流入シャフト４５が複数形成されている。各空気流入シャフト４５は空気流出シャフト４２と同様、建屋３２のコンクリート壁中にあり、キャニスタ搬送エリア３３の空間上部から貯蔵室４１の床面近くまで形成されている。したがって、空気流入シャフト４５の、キャニスタ搬送エリア３の空間上部に開口している開口部が給気口４６となり、貯蔵室４１の床面近くの空気流入口４７から貯蔵室４１内に外気が導入される。
【００５３】
このように空気流入シャフト４５をキャニスタ搬送エリア３３の空間上部から貯蔵室４１の床近くまで形成したのは、貯蔵室４１からキャニスタ搬送エリア３３へ向かう放射線のレベルを低減するため、冷却空気通路の長さを適切に確保する必要があったからである。もっとも、本例では、空気流入シャフト４５の途中に、床スラブ３６の厚みを活用して迷路（ラビリンス）構造４５ａを設け、すなわち空気通路を幾度も曲げて長くして、放射線遮へい性を一層向上させている。また、放射線遮へいのために空気流入シャフト１６内に板を並べてスリットを設けてもよい。
【００５４】
以上のような冷却空気通路構造によれば、キャニスタ３７内の使用済核燃料の崩壊熱は、搬入搬出口３５に直接連通するキャニスタ搬送エリア３３に開口した給気口４６から貯蔵室４１を経て、空気流出シャフト４２の排気口４４までに発生した自然換気による冷却空気の流れ（図８中の白抜き矢印）により除去される。このような冷却空気の流れは、キャニスタ７の発熱が貯蔵室１１内の空気を加熱し、加熱され軽くなった空気が貯蔵室４１の天井を伝って空気流出シャフト４２に出て、煙突状の空気流出シャフト４２を浮上する煙突効果により形成される。
【００５５】
（比較例２）
図１０に従来の考え方で建設した場合の建屋式地下貯蔵施設の例を図８と同じ断面で示す。背景技術の欄で説明したように、地下の貯蔵室４１内に導入する空気を建物外部の地上から取り込む考え方では、図１０に示すように、地上に給気口５０を設け、土砂３１に埋もれた建屋３２の貯蔵室４１から地上の給気口５０へと空気流入シャフト４５を形成する必要がある。そのため、建屋３２には地上に向けて空気流入シャフト４５を形成するコンクリート構造物５１が必要となる。また、このコンクリート構造物５１は建屋３２を地下深くに設置すればするほど長くなる。
【００５６】
これに対し、図８の構造はそのような給気専用の構造物が不要であり、図１０の構造と比較して建設費を抑えることが可能である。
【００５７】
（実施形態１，２のキャニスタ搬送エリア）
次に、上述した実施形態１，２のキャニスタ搬送エリアを移動するキャニスタ移送装置について詳述する。但し、実施形態１，２に使用されるキャニスタ移送装置２６，５２は同一の機能を有するものとする。そのため、以下では代表して、実施形態１のキャニスタ移送装置２６の構成および動作を説明する。
【００５８】
図２及び図３において、キャニスタ移送装置２６はキャニスタ搬送エリア３の長手方向および短手方向に移動可能であり、所望のキャニスタ出し入れ口８への移動中、キャニスタ７を遮へい状態で収納・保持できる構造となっている。さらに、貯蔵室１１にキャニスタ出し入れ口８を通してキャニスタ７を出し入れする際も、貯蔵室１１からキャニスタ搬送エリア３に向かう放射線を遮へいできる機構が設けられている。そして、本発明に係る貯蔵施設においては、次のようにして使用済核燃料が貯蔵される。
【００５９】
原子力発電所の原子炉から取り出された使用済核燃料は、原子力発電所にてキャニスタ７内に密封され、キャニスタ７が輸送用キャスク内に収納される。搬入搬出口５から輸送用キャスクを施設内に受け入れ、キャスク搬送台車２７に載せる。キャスク搬送台車２７は輸送用キャスクをキャニスタ貯蔵エリア４内の遮へいされた詰替エリアまで移送する。
【００６０】
しかる後、キャニスタ移送装置２６は、詰替エリアの上方に移動し、床スラブ６のキャニスタ取り出しポートを通じて輸送用キャスクからキャニスタ７を吊り上げ、遮へい状態で収納・保持する。その後、キャニスタ移送装置２６は、所望のキャニスタ出し入れ口８の上方に移動し、当該キャニスタ出し入れ口８の遮へいプラグ９を取り外し、キャニスタ７をキャニスタ貯蔵エリア４の貯蔵室１１に下ろす。キャニスタ７が貯蔵室１１に設置されると、キャニスタ移送装置２６は、キャニスタ出し入れ口８に遮へいプラグ９を据え付ける。
【００６１】
キャニスタ７を施設から搬出する時は、上記とは逆の手順で搬出作業を行えばよい。
【００６２】
このようなキャニスタ移送装置２６は、放射線遮へい能力の低いキャニスタ７を遮へいしながら搬送するので、安全性が高く、作業員がキャニスタ７の搬送中を含め常時、キャニスタ搬送エリア３に立ち入って作業することが可能である。勿論、本発明の貯蔵施設に使用できるキャニスタ移送装置は、図面に開示する構成に限定されるものではない。
【００６３】
以上、上述した各実施形態１，２では、加圧水型炉（PWR）や沸騰水型炉（BWR）等の使用済核燃料集合体を複数収納し密封したキャニスタ７，３７を貯蔵室１１，４１にそのまま貯蔵する例を示した。しかし、本発明の施設はこれに限定されず、いかなるボールト貯蔵方式をとることが可能である。例えば、図２に示した各キャニスタ出し入れ口８に対応する貯蔵室１１内のキャニスタ設置部に、搬送用キャスクのように遮へい能力の高い収納管を予め配置しておき、その収納管内に、発熱性の放射性物質、キャニスタまたは使用済核燃料集合体を収納する方式であってもよい。
【００６４】
また、本発明の貯蔵施設は各実施形態１，２に示したように地下に建設する場合に建設費の削減効果が高い。しかし、本発明の貯蔵施設は、地上や半地下に建設する場合にも、自然換気冷却における給気流路構造物を従来の施設よりも削減できるため好適であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施形態１による放射性物質貯蔵施設（トンネル型地下貯蔵施設）の全体を示す概略透視図である。
【図２】図２は図１のＡ−Ａ断面での概略構成図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面での概略断面図である。
【図４】図３に示した断面において、貯蔵室間の垂直壁に設けた非常用開口部を示す拡大図である。
【図５】図２に示した断面において、貯蔵室間の垂直壁に設けた非常用開口部を示す拡大図である。
【図６】従来の考え方で建設したトンネル型地下貯蔵施設の例（比較例１）を示す概略断面図である。
【図７】本発明の実施形態２による放射性物質貯蔵施設（建屋式地下貯蔵施設）の全体を示す概略透視図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ断面での概略構成図である。
【図９】図７のＤ−Ｄ断面での概略断面図である。
【図１０】従来の考え方で建設した建屋式地下貯蔵施設の例（比較例２）を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１    岩盤
２    主坑道
３、３３    キャニスタ搬送エリア
４、３４    キャニスタ貯蔵エリア
５、３５    搬入搬出口
６、３６    床スラブ
７、３７    キャニスタ
８、３８    キャニスタ出し入れ口
９、３９    遮へいプラグ
１０、４０    垂直壁
１１、４１    貯蔵室
１２、４８    空気流出口
１３、２５    横坑
１４    排気立坑
１５、４４    排気口
１６、４５    空気流入シャフト
１６ａ、４５ａ    迷路構造
１７、２３、４６、５０    給気口
１８、４７    空気流入口
１９、４９    空気整流機構
２０    給気坑道
２１    工事坑道
２２    非常用開口部
２４    給気立坑
２６、５２    キャニスタ移送装置
３１    土砂
３２    建屋
４２    空気流出シャフト
４３    煙突
５１    コンクリート構造物
【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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