(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）運搬されて貯蔵される各使用済み核燃料について、その崩壊熱に基づいて、各使用済み核燃料集合体の崩壊熱が小から大へ並べ替えるステップと、
（Ｂ）キャスクに収容されるのに許容された各使用済み核燃料集合体の最大崩壊熱を基準とし、その崩壊熱が該最大崩壊熱より大きい使用済み核燃料集合体を除去するステップと、
（Ｃ）ステップ（Ｂ）を経て残った使用済み核燃料集合体について、その崩壊熱の平均値を算出し、使用済み核燃料集合体全体の平均崩壊熱を取得するステップと、
（Ｄ）該キャスクに対して、使用済み核燃料集合体の貯蔵位置の合計が奇数か偶数であるかを判断し、奇数の場合には、平均崩壊熱に最も近い使用済み核燃料集合体を選択して保留するステップと、
（Ｅ）ステップ（Ｄ）を経て残った使用済み核燃料集合体の合計が奇数か偶数であるかを判断し、奇数の場合には、崩壊熱が最大の使用済み核燃料集合体を除去するステップと、
（Ｆ）ステップ（Ｅ）で判断されて最終的に残った使用済み核燃料集合体について、その崩壊熱に基づいて、崩壊熱の小から大へ並べ替えて、崩壊熱が最小の使用済み核燃料集合体と崩壊熱が最大の使用済み核燃料集合体を第一対とし、崩壊熱が次に小さい使用済み核燃料集合体と崩壊熱が次に大きい使用済み核燃料集合体を第二対とし、上記のように順にマッチングして、また、各マッチング組の崩壊熱の和を算出するステップと、
（Ｇ）各マッチング組の崩壊熱の和を２で割り、各マッチング組の崩壊熱の平均値が得られ、更に、各マッチング組の崩壊熱の平均値に基づいて、崩壊熱の平均値が小から大へなるように各マッチング組を改めて並べ替えるステップと、
（Ｈ）各マッチング組の崩壊熱の平均値からステップ（Ｃ）で算出された全体使用済み核燃料集合体の平均崩壊熱を引いて、各マッチング組の崩壊熱の平均値と全体平均値の偏差値を取得するステップと、
（Ｉ）該ステップ（Ｄ）で判断したキャスク内の燃料貯蔵位置の合計が奇数か偶数であることに対応して、燃料貯蔵位置の合計が奇数の場合には、該ステップ（Ｄ）で保留した使用済み核燃料集合体で１つの位置を確保し、残る偶数の位置、または、燃料貯蔵位置の合計が偶数の場合にはそれらの位置に、使用済み核燃料集合体をキャスクに収容したときに、それぞれのキャスクでの崩壊熱偏差値の総和が０に近くなるようにマッチング選別を行うステップと、
（Ｊ）該キャスクにおいて、崩壊熱の総和である総熱負荷の値が、キャスクに許容される最大設計熱負荷値より小さいかを判断し、キャスクに許容される最大熱負荷値より小さくなければ、ステップ（Ｂ）へ戻るステップが含有されることを特徴とする、使用済み核燃料集合体をキャスク熱負荷で選別する方法。
【請求項２】
前記各キャスクの総熱負荷の値は、全てのキャスクの総熱負荷の値の平均値の付近に分布することを特徴とする、請求項１に記載の使用済み核燃料集合体をキャスク熱負荷で選別する方法。
【請求項３】
（Ｋ）請求項１記載の各キャスクに配分された使用済み核燃料集合体について、その崩壊熱に基づいて、崩壊熱が大から小へ並べ替えるステップと、
（Ｌ）該崩壊熱に基づいて、大から小へ並べ替えられた使用済み核燃料集合体を、該キャスクの中心から、崩壊熱が大きいものから充填し、外周になるほど崩壊熱が小さい使用済み核燃料集合体が充填されるステップが含有されることを特徴とする、使用済み核燃料集合体をキャスク熱負荷で選別する方法。
【請求項４】
前記使用済み核燃料集合体が前記キャスクに充填される時、キャスクの対角線上に位置する使用済み核燃料集合体の崩壊熱が対称となり、また、該キャスクの中心を原点とする四つの象限内において、各象限内のキャスクに対する熱負荷が均一に維持されることを特徴とする、請求項３に記載の使用済み核燃料集合体をキャスク熱負荷で選別する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用済み核燃料集合体をキャスク熱負荷で選別して配置する方法に関し、特に、各キャスク（Cask）の熱負荷（Heat Load）値が全てのキャスクの熱負荷平均値付近に分布するように使用済み核燃料集合体をキャスク熱負荷で選別して配置する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の使用済み核燃料集合体は、キャスク熱負荷について、所定の選別や配置方法がないため、キャスクの配置効率が悪くて資源の無駄を来たす。故に、一般の従来のものは実用的とは言えない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の主な目的は、各キャスクの熱負荷値が、全てのキャスクの熱負荷平均値付近に分布できるように使用済み核燃料集合体をキャスク熱負荷で選別する方法を提供する。
【０００４】
本発明の他の目的は、各キャスクの熱負荷値が合理的に達成できる限り低いとの原則を満足するように、キャスク内に、使用済み核燃料集合体を配置できる使用済み核燃料集合体をキャスク熱負荷で選別する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記目的を達成するため、使用済み核燃料集合体をキャスク熱負荷で選別して配置する方法であり、まず、各使用済み核燃料集合体（Spent Nuclear Fuel）の崩壊熱（Decay Heat）について並べ替えた後、崩壊熱が許容される最大崩壊熱より大きい使用済み核燃料集合体を除去し、残った使用済み核燃料集合体の崩壊熱から使用済み核燃料集合体全体の平均崩壊熱を算出し、また、単一のキャスク内の燃料貯蔵位置の合計を考慮し、奇数であれば予めにキャスク数と同じ数の使用済み核燃料集合体を保留し、上記の残った使用済み核燃料集合体合計が偶数である判断すると、使用済み核燃料集合体に対してマッチングして、各マッチング組の崩壊熱の和を算出し、また、２で割り、各マッチング組の崩壊熱平均値を取得し、そして、該値で改めて各マッチング組を並べ替えた後、該使用済み核燃料集合体全体の平均崩壊熱を引いて、各マッチング組の崩壊熱平均値の偏差値を取得し、また、該キャスクの貯蔵位置合計が奇数か偶数により、対応するマッチングを選別し、続いて、該キャスクの総熱負荷（Heat Load）値が最大設計熱負荷値より小さいことを判断すると本発明の選別流れが終了し、また、該選別流れが終了した後、続いて、本発明の配置流れを行い、まず、崩壊熱について使用済み核燃料集合体を大から小へ並べ替え、各キャスクに使用済み核燃料集合体を配分し、また、該キャスクの中心から、崩壊熱が大である使用済み核燃料集合体を充填し、その崩壊熱が対角線に対して対称な状態になるように、また、該キャスクの中心を原点とする四つの象限内において、各象限内の熱負荷が均一に維持されるように配置する。これにより配置が終了する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１と図２は、それぞれ、本発明の選別流れの概念図と本発明の配置流れの概念図である。図のように、本発明は、使用済み核燃料集合体をキャスク熱負荷で選別して配置する方法であり、その選別流れは、少なくとも、
（Ａ）各使用済み核燃料集合体の崩壊熱を並べ替えるステップ１１：運搬されて貯蔵される各使用済み核燃料（Spent Nuclear Fuel）について、その崩壊熱（Decay Heat）に基づいて、各使用済み核燃料集合体の崩壊熱が小さいものから大きなものへ並べ替えるステップと、
（Ｂ）崩壊熱が、最大崩壊熱より大きい使用済み核燃料集合体を除去するステップ１２：キャスク（Cask）が許容された各使用済み核燃料集合体（Fuel Assembly）の最大崩壊熱を基準とし、その崩壊熱が設計仕様に従う最大崩壊熱より大きい使用済み核燃料集合体を除去するステップと、
（Ｃ）使用済み核燃料集合体の平均崩壊熱を算出するステップ１３：ステップ（Ｂ）を経て残った使用済み核燃料集合体について、その崩壊熱の平均値を算出し、使用済み核燃料集合体全体の平均崩壊熱を取得するステップと、
（Ｄ）単一のキャスク内の燃料貯蔵位置合計を判断するステップ１４：該キャスクに対して、使用済み核燃料集合体の貯蔵位置の合計が奇数か偶数であるかを判断し、偶数でなければ、
（ａ）予めに該キャスク数と同じ数の使用済み核燃料集合体を保留するステップ１４１：貯蔵するキャスクの数を仮定した後、まず、残った使用済み核燃料集合体から、ステップ（Ｃ）で算出された使用済み核燃料集合体全体の平均崩壊熱に最も接近する使用済み核燃料集合体を選択するステップと、
（Ｅ）残った使用済み核燃料集合体の合計を判断するステップ１５：ステップ（Ｄ）を経て残った使用済み核燃料集合体の合計が奇数か偶数であるかを判断し、偶数でなければ、
（ｂ）使用済み核燃料集合体を除去するステップ１５１：崩壊熱最大の使用済み核燃料集合体を除去するステップと、
（Ｆ）マッチングを行って、各マッチング組の崩壊熱の和を算出するステップ１６：ステップ（Ｅ）で判断されて残った使用済み核燃料集合体について、その崩壊熱に基づいて、各使用済み核燃料集合体の崩壊熱が小さいものから大きなものへ並べ替えてマッチングし、崩壊熱が最小の使用済み核燃料集合体と崩壊熱が最大の使用済み核燃料集合体を第一対とし、崩壊熱が次に小さいものと崩壊熱が次に大きい使用済み核燃料集合体を第二対とし、上記のように、順にマッチングして、また、各マッチング組の崩壊熱の和を算出するステップと、
（Ｇ）各マッチング組の崩壊熱平均値を算出して改めて並べ替えるステップ１７：各マッチング組の崩壊熱の和を２で割り、各マッチング組の崩壊熱の平均値が得られ、更に、各マッチング組の崩壊熱の平均値に基づいて、崩壊熱の平均値が小から大へ、各マッチング組を改めて並べ替えるステップと、
（Ｈ）各マッチング組の崩壊熱平均値の偏差値を算出するステップ１８：各マッチング組の崩壊熱の平均値からステップ（Ｃ）で算出された全体使用済み核燃料集合体の平均崩壊熱を引いて、各マッチング組の崩壊熱の平均値と全体平均値の偏差値を取得するステップと、
（Ｉ）マッチング選別を行うステップ１９：該ステップ（Ｄ）で判断したキャスク内の燃料貯蔵位置の合計が奇数か偶数であることに対応して、
（ｃ）キャスク内の貯蔵位置の合計が奇数であるステップ１９１：該ステップ（Ｄ）において、キャスク内の使用済み核燃料集合体の貯蔵位置合計が奇数である場合、まず、上記のステップ（ａ）で予めに保留された使用済み核燃料集合体を該キャスクに配分し、各キャスクに一つだけの使用済み核燃料集合体が含まれ、その後、それぞれ、各予めに保留した使用済み核燃料集合体の崩壊熱から、ステップ（Ｃ）で算出した使用済み核燃料集合体全体の平均崩壊熱を引いて、各予めに保留した使用済み核燃料集合体の崩壊熱の偏差値を取得し、続いて、貯蔵位置合計から１を引いてから２で割り、各キャスクのマッチング選別の合計になり、各キャスクの全てのマッチングの崩壊熱偏差値(ステップ18のように)の総和と、該キャスクに配分された予めに保留した使用済み核燃料集合体の崩壊熱偏差値との両者の和が0に接近すること、或いは、
（ｄ）キャスク内の貯蔵位置合計が偶数であるステップ１９２：該ステップ（Ｄ）において、キャスク内の使用済み核燃料集合体の貯蔵位置合計が偶数である場合、その貯蔵位置合計を２で割り、各キャスクのマッチング選別の数とし、各キャスクの全てのマッチングの崩壊熱偏差値の総和が0に接近することとの２種類から、マッチング選別を行うステップと、
（Ｊ）該キャスクの総熱負荷（Heat
Load）値が閾値に満足するかを判断するステップ２０：該キャスクの総熱負荷（Heat Load）の値が、最大設計熱負荷値より小さいかを判断し、キャスクの設計仕様に従う最大熱負荷値より小さくなければ、ステップ（Ｂ）へ戻り、キャスクの許容する各使用済み核燃料集合体の最大崩壊熱を調整した後、改めて、ステップ（Ｂ）〜（Ｊ）を実行するステップが含有される。
【０００７】
本発明の選別流れが終了された後、続いて、本発明の配置流れを行い、該配置流れは、少なくとも、
（Ｋ）各キャスク内の使用済み核燃料集合体を並べ替えるステップ２１：各キャスクに配分された使用済み核燃料集合体について、その崩壊熱に基づいて、大から小へ並べ替えるステップと、
（Ｌ）該キャスクの中心から充填するステップ２２：該崩壊熱に基づいて、大から小へ並べ替えられたものを、該使用済み核燃料集合体が該キャスクに充填される時、対角線上に位置する使用済み核燃料集合体の崩壊熱が対称となり、また、該キャスクの中心を原点とする四つの象限内において、各象限内の熱負荷が均一に維持されるように、該キャスクの中心から充填し、外周になるほど崩壊熱が小さい使用済み核燃料集合体が充填されるステップが含有される。
【０００８】
図３〜図１０は、それぞれ、本発明の使用済み核燃料集合体の崩壊熱の並べ替え結果の概念図と本発明の使用済み核燃料集合体のマッチングとその崩壊熱和結果の概念図、本発明の各マッチング組の崩壊熱平均値とその並べ替え結果の概念図、本発明の各マッチングの崩壊熱平均値の偏差値の概念図、本発明の第１のキャスクのマッチング選別結果の概念図、本発明の第２のキャスクのマッチング選別結果の概念図、本発明の第１のキャスクの使用済み核燃料集合体を崩壊熱に基づく並べ替え結果の概念図、本発明の第１のキャスクの使用済み核燃料集合体の配置結果の概念図及び本発明の第１のキャスクの四つの象限の各象限内の熱負荷値の概念図である。図のように、貯蔵する第１、２のキャスクの実施例において、単一のキャスク内に、56個の貯蔵位置があり、該キャスクの最大熱負荷が13キロワット（kW）で、単一の使用済み核燃料の許容される最大崩壊熱が232.14ワット（W）であると仮定すると、また、初期に選別できる使用済み核燃料集合体が150集合体である條件下で、本発明の使用済み核燃料集合体をキャスク熱負荷で選別して配置する方法を利用すれば、図１と図２の選別と配置流れにより、上記の実施例の設定條件について、選別と配置を行い、本発明の配置は、各キャスクの熱負荷値が合理的に達成できる限り低く（As Low As Reasonably Achievable、ALARA）の原則を満足するように、キャスク内に、使用済み核燃料集合体を配置でき、また、各キャスクの熱負荷値が、全てのキャスクの熱負荷平均値付近に分布できる。
【０００９】
以上のように、本発明に係わる使用済み核燃料集合体をキャスク熱負荷で選別して配置する方法は、使用済み核燃料集合体について、選別して、また、各キャスクの熱負荷値が合理的に達成できる限り低くの原則を満足できるように配置でき、各キャスクの熱負荷値が全てのキャスクの熱負荷平均値付近に分布でき、そのため、本発明はより進歩的かつより実用的で法に従って特許請求を出願する。
【００１０】
以上は、ただ、本発明のより良い実施例であり、本発明はそれによって制限されることが無く、本発明に係わる特許請求の範囲や明細書の内容に基づいて行った等価の変更や修正は、全てが本発明の特許請求の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の選別流れの概念図
【図２】本発明の配置流れの概念図
【図３】本発明の使用済み核燃料集合体の崩壊熱の並べ替え結果の概念図
【図４】本発明の使用済み核燃料集合体のマッチングとその崩壊熱和結果の概念図
【図５】本発明の各マッチング組の崩壊熱平均値との並べ替え結果の概念図
【図６】本発明の各マッチングの崩壊熱平均値の偏差値の概念図
【図７Ａ】本発明の第１のキャスクのマッチング選別結果の概念図
【図７Ｂ】本発明の第２のキャスクのマッチング選別結果の概念図
【図８】本発明の第１のキャスクの使用済み核燃料集合体を崩壊熱に基づく並べ替え結果の概念図
【図９】本発明の第１のキャスクの使用済み核燃料集合体の配置結果の概念図
【図１０】本発明の第１のキャスクの四つの象限の局部の熱負荷値の概念図
【符号の説明】
【００１２】
１１ ステップ（Ａ）
１２ ステップ（Ｂ）
１３ ステップ（Ｃ）
１４ ステップ（Ｄ）
１５ ステップ（Ｅ）
１６ ステップ（Ｆ）
１７ ステップ（Ｇ）
１８ ステップ（Ｈ）
１９ ステップ（Ｉ）
２０ ステップ（Ｊ）
２１ ステップ（Ｋ）
２２ ステップ（Ｌ）
１４１ ステップ（ａ）
１５１ ステップ（ｂ）
１９１ ステップ（ｃ）
１９２ ステップ（ｄ）
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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