(57)【要約】【課題】キャスク本体への衝撃加速度をより一層低減させるとともに、木材の持つ衝撃吸収性のばらつきをなくして均質化させ、キャスク本体を衝撃等から充分に保護する緩衝体を有するキャスクを提供する。【解決手段】本発明に係るキャスクは、その緩衝体を、緩衝要素１８ａ，１８ｂを少なくとも二つ以上に分割し、分割した緩衝要素１８ａ，１８ｂのうち、第１分割緩衝要素１８ａ１，１８ａ２，…の一側、第２分割緩衝要素１８ｂ１，１８ｂ２，…の一側、および第１分割緩衝要素１８ａ１，１８ａ２，…と第２分割緩衝要素１８ｂ１，１８ｂ２，…との間のそれぞれに拘束板２０を被着させて構成する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用済み核燃料集合体を収容するキャスク本体の両側に緩衝要素をまとめてブロックとして備えたキャスクにおいて、前記緩衝要素を少なくとも二つ以上に分割し、分割した前記緩衝要素のうち、第１分割緩衝要素の一側、第２分割緩衝要素の一側、および前記第１分割緩衝要素と前記第２分割緩衝要素との間のそれぞれに拘束板を被着させる構成にしたことを特徴とするキャスク。
【請求項２】
使用済み核燃料集合体を収容するキャスク本体の両側に緩衝要素をまとめてブロックとして備えたキャスクにおいて、前記緩衝要素を少なくとも二つ以上に分割し、分割した前記緩衝要素のうち、第１分割緩衝要素の一側、第２分割緩衝要素の一側、および前記第１分割緩衝要素と前記第２分割緩衝要素との間のそれぞれに金属板を被着させる構成にしたことを特徴とするキャスク。
【請求項３】
使用済み核燃料集合体を収容するキャスク本体の両側に緩衝要素をまとめてブロックとして備えたキャスクにおいて、前記緩衝要素を少なくとも二つ以上に分割し、分割した前記緩衝要素のうち、第１分割緩衝要素の一側、第２分割緩衝要素の一側、および前記第１分割緩衝要素と前記第２分割緩衝要素との間のそれぞれに金属板を被着させるとともに、前記第１分割緩衝要素および前記第２分割緩衝要素のそれぞれの角部および継ぎ目部分に補強用金属板を被着させる構成にしたことを特徴とするキャスク。
【請求項４】
使用済み核燃料集合体を収容するキャスク本体の両側に緩衝要素をまとめてブロックとして備えたキャスクにおいて、前記緩衝要素を少なくとも二つ以上に分割し、分割した前記緩衝要素のうち、第１分割緩衝要素および第２分割緩衝要素のそれぞれの縁辺に枠体を被着させる構成にしたことを特徴とするキャスク。
【請求項５】
使用済み核燃料集合体を収容するキャスク本体の両側に緩衝要素をまとめてブロックとして備えたキャスクにおいて、前記緩衝要素を少なくとも二つ以上に分割し、分割した前記緩衝要素のうち、第１分割緩衝要素の一側、第２分割緩衝要素の一側、および前記第１分割緩衝要素と前記第２分割緩衝要素との間のそれぞれに突き出し片を備えた金属板を被着させる構成にしたことを特徴とするキャスク。
【請求項６】
使用済み核燃料集合体を収容するキャスク本体の両側に緩衝要素をまとめてブロックとして備えたキャスクにおいて、前記緩衝要素を少なくとも二つ以上に分割し、分割した前記緩衝要素のうち、第１分割緩衝要素および第２分割緩衝要素のそれぞれに突き出し片を備えた枠体を被着させる構成にしたことを特徴とするキャスク。
【請求項７】
第１分割緩衝要素および第２分割緩衝要素のそれぞれは、バルサ材およびダグラスファープライ材のうち、いずれかを選択したことを特徴とする請求項１〜６記載のキャスク。
【請求項８】
拘束板は、杉、松、ポプラ、ダグラスファープライ材の合板、ラワン材のうち、いずれかを選択したことを特徴とする請求項１記載のキャスク。
【請求項９】
第１分割緩衝要素および第２分割緩衝要素のそれぞれは、衝撃力を受ける方向に木目を配置する構成にしたことを特徴とする請求項１〜６記載のキャスク。
【請求項１０】
拘束板は、第１分割緩衝要素および第２分割緩衝要素のそれぞれの木目に対し、交差する方向に木目を配置する構成にしたことを特徴とする請求項１記載のキャスク。
【請求項１１】
拘束板は、少なくとも１枚以上であることを特徴とする請求項１記載のキャスク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼を終えた使用済み核燃料集合体を収容、貯蔵するキャスクに係り、特に木材の持つ木目を巧みに利用して外部からキャスクに加わる衝撃力を緩和させる緩衝体を有するキャスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
核燃料を取り扱う分野では、核燃料サイクルの終期において、燃焼を終え使用できなくなった核燃料集合体を使用済み燃料と称している。
【０００３】
この使用済み燃料は、高放射性物質を含んでいるので、熱を出している。このため、例えば、原子力発電所では、使用済み燃料を冷却ピットで、例えば３〜６ヶ月間冷却させた後、キャスク（遮蔽容器）に収容し、トラックや船舶等で移送し、再処理施設に貯蔵している。
【０００４】
再処理施設にトラック等で移送するキャスクは、収容する使用済み燃料も含めて１００トンを超える超重量物であり、不安定な状態のまま外部から何らかの衝撃力が加わって転倒または落下し、亀裂または破損が出ると、大きな事故を引き起こす虞がある。
【０００５】
このため、最近のキャスクでは、キャスク本体（胴体）の両端にキャスク用緩衝体を覆設し、キャスク用緩衝体で外部からの衝撃力を吸収し、キャスク胴体等への衝撃力の直接的な負荷を緩和させるようにしている。
【０００６】
キャスク用緩衝体には、最近、衝撃力の緩和材として木材を用い、外部からの衝撃力に対し吸収能力の高い木材を選択した技術が、例えば特開２００１−８３２９１号公報、特開２００２−３１１１８６号公報（例えば、特許文献１，２参照）に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−８３２９１号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開２００２−３１１１８６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
特開２００１−８３２９１号公報や特開２００２−３１１１８６号公報に開示された技術は、キャスク用緩衝体に木材を使用するとき、木材の持つ木目を巧みに利用して配置し、配置した木材としてバルサ材、レッドウッド集成材を選択し、木材の持つ衝撃吸収特性のばらつきを抑制している点で有効であるものの、それでも一抹の不安が残されている。
【００１０】
上述の技術は、例えば輸送中または積み降ろし等のときの落下事故、転倒事故を想定し、図９に示すように、キャスク本体１の頭部２側および底部３側のそれぞれを細く領域Ａ１，Ａ２，…に区分けし、区分けしたＡ１，Ａ２，…毎に、木材で作製し、作製した木材を一つにまとめたブロック体Ｂ１，Ｂ２，…，Ｃ１，Ｃ２，…を収容している。
【００１１】
しかし、一つ一つに区分けされた領域Ａ１，Ａ２，…に収容する一つ一つのブロック体Ｂ１，Ｂ２，…，Ｃ１，Ｃ２，…自身の材質のそれぞれは同一であり、しかも木目方向ＡＲ１，ＡＲ２，…も一つの領域内では同一方向に向っている。
【００１２】
このため、ブロック体Ｂ１，Ｂ２，…，Ｃ１，Ｃ２，…全体に、例えば圧縮力が加わり、その一つのブロック体Ｂ１を構成する１つの木材の木目に亀裂が発生したとき、その周辺の木材が同質材であり、しかも木目が同一方向に向っているが故に、その周辺の木材は、圧縮力を分担し受け持って抗することができず、図１０に示すように、圧縮応力σｃから塑性変形を誘起し、遂には破損または破壊し、圧縮応力σｃをキャスク本体１自身等が直接受け持つ虞がある。
【００１３】
また、上述公報に記載された技術は、キャスク本体１が大きいため、これに比例して一つの領域Ａ１に収容する木材の木目の長さも長くなる。このため、木目方向に向って圧縮荷重が発生したとき、木目方向と直角方向に座屈を誘起し、木材が持っている特性を生かし切れず、圧縮荷重を抑制できなくなる心配がある。
【００１４】
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、キャスク本体への衝撃加速度をより一層低減させるとともに、木材の持つ衝撃吸収性のばらつきをなくして均質化させ、キャスク本体を衝撃等から充分に保護するキャスクを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るキャスクは、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、使用済み核燃料集合体を収容するキャスク本体の両側に緩衝要素をまとめてブロックとして備えたキャスクにおいて、前記緩衝要素を少なくとも二つ以上に分割し、分割した前記緩衝要素のうち、第１分割緩衝要素の一側、第２分割緩衝要素の一側、および前記第１分割緩衝要素と前記第２分割緩衝要素との間のそれぞれに拘束板を被着させる構成にしたものである。
【００１６】
また、本発明に係るキャスクは、上述の目的を達成するために、請求項２に記載したように、使用済み核燃料集合体を収容するキャスク本体の両側に緩衝要素をまとめてブロックとして備えたキャスクにおいて、前記緩衝要素を少なくとも二つ以上に分割し、分割した前記緩衝要素のうち、第１分割緩衝要素の一側、第２分割緩衝要素の一側、および前記第１分割緩衝要素と前記第２分割緩衝要素との間のそれぞれに金属板を被着させる構成にしたものである。
【００１７】
また、本発明に係るキャスクは、上述の目的を達成するために、請求項３に記載したように、使用済み核燃料集合体を収容するキャスク本体の両側に緩衝要素をまとめてブロックとして備えたキャスクにおいて、前記緩衝要素を少なくとも二つ以上に分割し、分割した前記緩衝要素のうち、第１分割緩衝要素の一側、第２分割緩衝要素の一側、および前記第１分割緩衝要素と前記第２分割緩衝要素との間のそれぞれに金属板を被着させるとともに、前記第１分割緩衝要素および前記第２分割緩衝要素のそれぞれの角部および継ぎ目部分に補強用金属板を被着させる構成にしたものである。
【００１８】
また、本発明に係るキャスクは、上述の目的を達成するために、請求項４に記載したように、使用済み核燃料集合体を収容するキャスク本体の両側に緩衝要素をまとめてブロックとして備えたキャスクにおいて、前記緩衝要素を少なくとも二つ以上に分割し、分割した前記緩衝要素のうち、第１分割緩衝要素および第２分割緩衝要素のそれぞれの縁辺に枠体を被着させる構成にしたものである。
【００１９】
また、本発明に係るキャスクは、上述の目的を達成するために、請求項５に記載したように、使用済み核燃料集合体を収容するキャスク本体の両側に緩衝要素をまとめてブロックとして備えたキャスクにおいて、前記緩衝要素を少なくとも二つ以上に分割し、分割した前記緩衝要素のうち、第１分割緩衝要素の一側、第２分割緩衝要素の一側、および前記第１分割緩衝要素と前記第２分割緩衝要素との間のそれぞれに突き出し片を備えた金属板を被着させる構成にしたものである。
【００２０】
また、本発明に係るキャスクは、上述の目的を達成するために、請求項６に記載したように、使用済み核燃料集合体を収容するキャスク本体の両側に緩衝要素をまとめてブロックとして備えたキャスクにおいて、前記緩衝要素を少なくとも二つ以上に分割し、分割した前記緩衝要素のうち、第１分割緩衝要素および第２分割緩衝要素のそれぞれに突き出し片を備えた枠体を被着させる構成にしたものである。
【００２１】
また、本発明に係るキャスクは、上述の目的を達成するために、請求項７に記載したように、第１分割緩衝要素および第２分割緩衝要素のそれぞれは、バルサ材およびダグラスファープライ材のうち、いずれかを選択したものである。
【００２２】
また、本発明に係るキャスクは、上述の目的を達成するために、請求項８に記載したように、拘束板は、杉、松、ポプラ、ファープライウッド板の合板、ラワン材のうち、いずれかを選択したものである。
【００２３】
また、本発明に係るキャスクは、上述の目的を達成するために、請求項９に記載したように、第１分割緩衝要素および第２分割緩衝要素のそれぞれは、衝撃力を受ける方向に木目を配置する構成にしたものである。
【００２４】
また、本発明に係るキャスクは、上述の目的を達成するために、請求項１０に記載したように、拘束板は、第１分割緩衝要素および第２分割緩衝要素のそれぞれの木目に対し、交差する方向に木目を配置する構成にしたものである。
【００２５】
また、本発明に係るキャスクは、上述の目的を達成するために、請求項１１に記載したように、拘束板は、少なくとも１枚以上であることを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るキャスクの実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【００２７】
図１および図２は、本発明に係るキャスク用緩衝体を組み込んだキャスク（遮蔽容器）の実施形態を示す概念図である。なお、図中、図１はキャスクの全体を示す一部破断斜視図であり、図２は図１の縦断面図である。
【００２８】
キャスクは、横長に形成するキャスク本体５と、キャスク本体５の頭部６側と底部７側とのそれぞれを覆設するキャスク８ａ，８ｂとを備えている。
【００２９】
キャスク本体５は、外径側から内径側に向って順に、外被９、中性子を遮蔽するレジン１０、胴体１１で構成する筒状の空間室１２を形成している。
【００３０】
空間室１２には、例えば格子状に組み込み、軸方向に延びるバスケット１３が収容され、このバスケット１３内に使用済み核燃料集合体１４が収容されている。
【００３１】
また、キャスク本体５は、頭部６の側に一次蓋１５と、二次蓋１６との二重構造の蓋を備え、バスケット１３を収容する空間室１２を塞ぐ構成になっている。なお、外被９には、キャスク本体５を吊り上げて移動させる吊り金具１７、例えばトラニオンが設けられている。
【００３２】
一方、キャスク本体５の頭部６の側と底部７の側とのそれぞれには、キャスク８ａ，８ｂが設けられている。
【００３３】
このキャスク８ａ，８ｂは、細く区画した領域Ａ１，Ａ２，…，Ｂ１，Ｂ２，…毎に収容され、収容された緩衝要素１８ａ，１８ｂ，…をブロック１９ａ，１９ｂ，…として一つにまとめられている。
【００３４】
緩衝要素１８ａ，１８ｂ，…を一つにまとめたブロック１９ａ，１９ｂ，…は、図３および図４に示すように、緩衝要素１８ａ，１８ｂ，…を、例えば約３０ｃｍ〜約５０ｃｍ長さの第１分割緩衝要素１８ａ１，１８ａ２，…と第２分割緩衝要素１８ｂ１，１８ｂ２，…と少なくとも二つ以上に分割するとともに、分割した第１分割緩衝要素１８ａ１，１８ａ２，…の一側、分割した第１分割緩衝要素１８ａ１，１８ａ２，…と第２分割緩衝要素１８ｂ１，１８ｂ２，…との間、および分割した第２分割緩衝要素１８ｂ１，１８ｂ２，…の一側のそれぞれに拘束板２０を被着させる構成になっている。
【００３５】
第１分割緩衝要素１８ａ１，１８ａ２，…および第２分割緩衝要素１８ｂ１，１８ｂ２，…は、ともに木材を使用する。木材を使用する第１分割緩衝要素１８ａ１，１８ａ２，…および第２分割緩衝要素１８ｂ１，１８ｂ２，…は、衝撃荷重を受ける方向に木目方向ＡＲ１を持つバルサ、ダグラスファープライ材（ファープライウッド）のうち、いずれかが選択される。
【００３６】
また、拘束板２０は、少なくとも１枚以上、例えば、第１拘束板２０ａと第２拘束板２０ｂとに区分けされ、区分けされた第１拘束板２０ａ、第２拘束板２０ｂとともに木材を使用する。木材を使用する第１拘束板２０ａおよび束板２０ｂは、上述第１分割緩衝要素１８ａ１，１８ａ２，…および第２分割緩衝要素１８ｂ１，１８ｂ２，…が持つ木目方向ＡＲ１に対し、交差する木目方向を持つ杉、松、ポプラ、ダグラスファープライ材（ファープライウッド）、ラワン材等の合板のうち、いずれかが選択される。
【００３７】
なお、本実施形態は、第１分割緩衝要素１８ａ１，１８ａ２，…の一側、第１分割緩衝要素１８ａ１，１８ａ２，…と第２分割緩衝要素１８ｂ１，１８ｂ２，…との間、および第２分割緩衝要素１８ｂ１，１８ｂ２，…の一側のそれぞれに被着させた拘束板２０に少なくとも１枚以上の木材を使用したが、この例に限らず、例えば図５に示すように、約３ｍｍ程度の厚さの金属板２１を少なくとも一枚以上にして使用してもよく、あるいは、例えば、図６に示すように、第１分割緩衝要素１８ａ１，１８ａ２，…の一側、第１分割緩衝要素１８ａ１，１８ａ２，…と第２分割緩衝要素１８ｂ１，１８ｂ２，…との間、および第２分割緩衝要素１８ｂ１，１８ｂ２，…の一側のそれぞれに被着させた、少なくとも一枚以上の金属板２１を使用するとともに、第１分割緩衝要素１８ａ１，１８ａ２，…と第２分割緩衝要素１８ｂ１，１８ｂ２，…とのそれぞれの角部および継目部分のそれぞれに補強用金属板２２ａ，２２ｂを設けてもよい。
【００３８】
また、拘束板２０として金属板２１を使用する場合、図７に示すように、第１分割緩衝要素１８ａ１，１８ａ２，…と第２分割緩衝要素１８ｂ１，１８ｂ２，…とのそれぞれの縁辺に金属製の枠体２５を設けてよく、例えば図８に示すように、突き出し片２６を備えた金属板２１または枠体２５を第１分割緩衝要素１８ａ１，１８ａ２，…と第２分割緩衝要素１８ｂ１，１８ｂ２，…とのそれぞれに設けてもよい。
【００３９】
図１１は、本発明に係るキャスクに使用される緩衝体の圧縮応力変形量特性線図である。
【００４０】
本発明に係るキャスクに使用される緩衝体は、緩衝要素１８ａ，１８ｂ，…を第１緩衝要素１８ａ１，１８ａ２，…と第２分割緩衝要素１８ｂ１，１８ｂ２，…と少なくとも二つ以上に分割するとともに、分割した第１分割緩衝要素１８ａ１，１８ａ２，…の一側、分割した第１分割緩衝要素１８ａ１，１８ａ２，…と第２分割緩衝要素１８ｂ１，１８ｂ２，…との間、および分割した第２分割緩衝要素１８ｂ１，１８ｂ２，…の一側のそれぞれに拘束板２０を被着させるとともに、拘束板２０の木目を第１分割緩衝要素１８ａ１，１８ａ２，…および第２分割緩衝要素１８ｂ１，１８ｂ２，…のそれぞれの木目と交差する方向に配置するので、図１０に示す従来技術に較べて圧縮荷重に基づく圧縮応力σｃを高く維持させるとともに、木材の持つ衝撃吸収性のばらつきをなくして均質化させ、組成変形領域に入っても衝撃に充分抗することが図１１からわかった。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、本発明に係るキャスクは、緩衝体を構成する緩衝要素を分割し、分割した緩衝要素の縁辺に拘束板を被着させ、拘束板に木材を使用する場合、分割した緩衝要素の木目と交差する方向の木目を持つ拘束板を被着させるので、キャスク本体に加わる衝撃加速度を低減させるとともに、分割した緩衝要素の衝撃吸収力のばらつきを拘束板で均質化させ、キャスク本体を衝撃荷重等から充分に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るキャスクの実施形態を示す一部破断斜視図。
【図２】図１の縦断面図。
【図３】図１に示したキャスクの第１実施形態を示す分解斜視図。
【図４】図３に示したキャスクの組立斜視図。
【図５】本発明に係るキャスクの第２実施形態を示す組立斜視図。
【図６】本発明に係るキャスクの第３実施形態を示す組立斜視図。
【図７】本発明に係るキャスクの第４実施形態を示す組立斜視図。
【図８】本発明に係るキャスクの第５実施形態を示す斜視図。
【図９】キャスクの従来例を概略的に示す概念図。
【図１０】従来のキャスク用緩衝体の圧縮応力、変形量を示す圧縮応力、変形量線図。
【図１１】本発明に係るキャスクの圧縮応力、変形量を示す圧縮応力、変形量線図。
【符号の説明】
１  キャスク本体
２  頭部
３  底部
５  キャスク本体
６  頭部
７  底部
８ａ，８ｂ  キャスク
９  外被
１０  レジン
１１  胴体
１２  空間室
１３  バスケット
１４  使用済み核燃料集合体
１５  一次蓋
１６  二次蓋
１７  吊り金具
１８ａ，１８ｂ  緩衝要素
１８ａ１，１８ａ２，…  第１分割緩衝要素
１８ｂ１，１８ｂ２，…  第２分割緩衝要素
１９ａ，１９ｂ  ブロック
２０ａ  第１拘束板
２０ｂ  第２拘束板
２１  金属板
２２ａ，２２  補強用金属板
２５  枠体
２６  突き出し片
【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】
2005049177.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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