(57)【要約】【課題】  本発明の課題は、従来の放射性物質収納容器と比較して簡単に中性子遮蔽体を配置することができるとともに、中性子の遮蔽性能をさらに向上させることができる放射性物質収納容器を提供することにある。【解決手段】  本発明の放射性物質収納容器Ｃは、放射性物質を収納する容器本体１と、中性子遮蔽体４が充填されるとともに前記容器本体１と別体に形成されて前記容器本体１の底部に非溶接で取り付けられた缶２とを備えることを特徴とする。この放射性物質収納容器Ｃでは、中性子遮蔽体４が充填された缶２が、容器本体１に非溶接で後付けされるので、熱による中性子遮蔽体４の変質が防止されるとともに、天地を逆にしなくとも底部に中性子遮蔽体４が配置可能となる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性物質を収納する容器本体と、
中性子遮蔽体が充填されるとともに前記容器本体と別体に形成されて前記容器本体の底部に非溶接で取り付けられた缶とを備えることを特徴とする放射性物質収納容器。
【請求項２】
前記容器本体と前記缶との間に断熱構造を有することを特徴とする請求項１に記載の放射性物質収納容器。
【請求項３】
前記缶が、前記容器本体に係止されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射性物質収納容器。
【請求項４】
前記中性子遮蔽体が、前記缶に係止されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の放射性物質収納容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、原子力発電所から発生する使用済み燃料の輸送、貯蔵等に使用する放射性物質収納容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、原子力発電所の炉心での使用を終えた燃料は、炉心から取り出されて、使用済み燃料としてプール等に一時的に保管される。その後、使用済み燃料は、再処理工場で再処理されることによって、ウランとプルトニウムとが再資源として回収されることとなる。その一方で、原子力発電所での使用済み燃料の発生量は、発電需要とともに増大しており、近い将来、再処理工場での処理量を上回ることが予想される。そして、使用済み燃料は、再処理されるまでの間、安全を考慮して適切に貯蔵される必要がある。ちなみに、使用済み燃料の推定貯蔵量は、２０１０年で４４００ｔＵ（トンウラン）規模となっており、２０２０年で７１００ｔＵ（トンウラン）規模となっている。
使用済み燃料の貯蔵方式としては、乾式貯蔵方式と湿式貯蔵方式とが挙げられ、中でも乾式貯蔵方式は、低コストであり、長期に亘る貯蔵安定性に優れている。従来、乾式貯蔵方式で使用される放射性物質収納容器（乾式キャスク）としては、内包する使用済み燃料から放出される中性子を遮蔽するための中性子遮蔽体を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この放射性物質収納容器は、筒状で有底の容器本体と、この容器本体の開口側を塞ぐ蓋体とを備えており、中性子遮蔽体は、容器本体の側部および底部、ならびに蓋体に充填されている。この中性子遮蔽体は、中性子を効率よく遮蔽するために硬化性樹脂等の高分子材料で形成されている。そして、放射性物質収納容器への中性子遮蔽体の配置は、例えば、容器本体の底部を例にとって説明すると、図１３（ａ）、および図１３（ａ）中のXIII部拡大図の図１３（ｂ）に示すように、容器本体１の底部に形成された凹部５３に中性子遮蔽体４を充填するとともに、凹部５３を塞ぐように配置された保持板５０を容器本体１に溶接することによって行われていた。ちなみに、符号７は、放射性物質収納容器を載置する支持台を示している。
【特許文献１】特開２００１−２３５５８３号公報（段落００２１〜００２２、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような従来の放射性物質収納容器では、前記した溶接時の熱で中性子遮蔽体４が変質することによって中性子の遮蔽性能が低下するおそれがある。
また、図１３（ｂ）に示すように、中性子遮蔽体４への熱的負荷を低減するために、中性子遮蔽体４を溶接箇所５２から容器本体１の底部の中央側に離して配置すると、中性子遮蔽体４の充填量が減少して中性子の遮蔽性能が低下するおそれがある。
また、従来の放射性物質収納容器では、凹部５３に硬化性樹脂からなる中性子遮蔽体４を配置する際に、未硬化の硬化性樹脂を凹部５３に流し込んでこれを硬化させるために、凹部５３が上方を向くように天地を逆にする。つまり、一般にｔ（トン）オーダの重量となる放射性物質収納容器の天地を逆にするためには、多大の労力と時間とが必要となって、中性子遮蔽体４の配置作業が煩雑となる。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、従来の放射性物質収納容器と比較して簡単に中性子遮蔽体を配置することができるとともに、中性子の遮蔽性能をさらに向上させることができる放射性物質収納容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決する本発明の放射性物質収納容器は、放射性物質を収納する容器本体と、中性子遮蔽体が充填されるとともに前記容器本体と別体に形成されて前記容器本体の底部に非溶接で取り付けられた缶とを備えることを特徴とする。
この放射性物質収納容器では、中性子遮蔽体が充填された缶が、容器本体に非溶接で後付けされるので、熱による中性子遮蔽体の変質が防止されるとともに、天地を逆にしなくとも底部に中性子遮蔽体が配置可能となる。
また、このような放射性物質収納容器の製造方法は、中性子遮蔽体を底部に有する放射性物質収納容器の製造方法において、放射性物質を収納する容器本体を形成する工程と、中性子遮蔽体が充填された缶を形成する工程と、前記容器本体の底部に前記缶を非溶接で取付ける工程とを含んで構成することができる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、従来の放射性物質収納容器と比較して容易に中性子遮蔽体を配置することができるとともに、中性子の遮蔽性能をさらに向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
次に、本発明の実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に示すように、放射性物質収納容器Ｃは、蓋体５が取り付けられた容器本体１と、この容器本体１の底部に取り付けられた缶２とを備えている。
容器本体１は、有底の円筒形状を有しており、その内部には、例えば、原子力発電所から発生する使用済み燃料等の放射性物質を収納する収納部１１が形成されている。この容器本体１は、炭素鋼等の公知の材料で形成されている。そして、容器本体１の周面には、中性子遮蔽体４が充填された円筒形状のケーシング３が装着されている。中性子遮蔽体４は、公知の材料で形成されており、本実施形態での中性子遮蔽体４は、硬化性樹脂で形成されている。
【０００８】
容器本体１の上部には、収納部１１に放射性物質を収納するための開口１２が形成されており、この開口１２は蓋体５で塞がれている。蓋体５は、円盤形状を有しており、その内部には円盤形状に刳り抜かれた空間に中性子遮蔽体４が充填されている。この蓋体５は、炭素鋼等の公知の材料で形成されている。
【０００９】
容器本体１の底部には、図２（ａ）に示すように、缶２が嵌め込まれる円盤形状の凹部１３が形成されている。この凹部１３の周面には、後記する缶２の係止爪２１に対応する位置に嵌入溝１４と案内溝１５とが形成されている。嵌入溝１４は、容器本体１の底部側で係止爪２１の平面形状と同じ形状で開口するとともに、容器本体１の上方に延びている。この嵌入溝１４は、凹部１３の外周縁に沿って等間隔に４つ並ぶように形成されている。案内溝１５は、それぞれの嵌入溝１４の上方の奥止まりから凹部１３の周方向に係止爪２１と略同じ厚みで延びている。ちなみに、各案内溝１５は、各嵌入溝１４から同じ方向に延びるように形成されている。そして、容器本体１の底部の凹部１３周りには、ボルト穴１６ａが形成されている。ボルト穴１６ａは、容器本体１の底部側から上方に向けて形成されており、各案内溝１５を横断するように穿たれている。各ボルト穴１６ａには、それぞれボルト１６ｂが螺合するようになっている。
【００１０】
缶２は、図２（ａ）に示すように、容器本体１の凹部１３に嵌り込むように、円盤形状を有している。この缶２は、円形の底板２２と、底板２２の外周縁から上方に向かって立ち上がって底板２２を囲い込む環状の側板２３とで主に構成されている。
【００１１】
底板２２には、外周縁から外側に向かって延出する係止爪２１が形成されている。この係止爪２１は、底板２２の外周縁に沿って等間隔に４つ並ぶように形成されており、容器本体１の嵌入溝１４に対応する位置に配置されることとなる。そして、図２（ｂ）に示すように、底板２２上で側板２３が囲い込む空間には、中性子遮蔽体４が充填されている。
【００１２】
このような缶２は、図２（ａ）に示すように、その係止爪２１が嵌入溝１４に差し入れられることによって容器本体１の凹部１３に嵌め入れられるとともに、その係止爪２１が案内溝１５内を周方向に移動するように回される。その結果、凹部１３から抜け出る方向への缶２の動きは、案内溝１５に嵌り込んだ係止爪２１によって規制される。そして、図３および図４に示すように、ボルト穴１６ａ（図３参照）に螺合したボルト１６ｂが案内溝１５を途中で遮るので、係止爪２１は、案内溝１５内に拘束される。その結果、缶２が容器本体１の凹部１３から抜け出ることは防止される。
そして、缶２は、図３に示すように、容器本体１との間に隙間６を形成するように取り付けられる。この隙間６は、特許請求の範囲にいう「断熱構造」を構成しており、収納部１１（図１参照）に収納される放射性物質の崩壊熱が缶２に伝導することを防止している。
【００１３】
次に、本実施形態に係る放射性物質収納容器Ｃの作用について適宜図面を参照しながら説明する。
この放射性物質収納容器Ｃでは、缶２（図１参照）が容器本体１（図１参照）と別体に形成されるとともに、容器本体１に係止される。つまり、缶２は、非溶接で容器本体１に後付けされるので、従来の放射性物質収納容器（例えば、特許文献１参照）と異なって、中性子遮蔽体４を容器本体１に取り付ける際に中性子遮蔽体４に熱的負荷が掛からない。その結果、この放射性物質収納容器Ｃでは、熱的負荷による中性子遮蔽体４の変質が防止される。
【００１４】
また、この放射性物質収納容器Ｃでは、缶２が非溶接で容器本体１に後付けされるので、従来の放射性物質収納容器（例えば、特許文献１参照）のように、溶接箇所５２（図１３（ｂ）参照）から中性子遮蔽体４を容器本体１の底部の中央側に離して中性子遮蔽体４への熱的負荷を低減する必要がない。その結果、この放射性物質収納容器Ｃでは、中性子遮蔽体４の充填量が減少することが避けられる。
【００１５】
また、この放射性物質収納容器Ｃでは、容器本体１と缶２との間に隙間６（図３参照）が形成されているので、容器本体１の収納部１１（図１参照）に収納された放射性物質（図示せず）の崩壊熱が容器本体１から缶２（図１参照）に伝導することが防止される。その結果、缶２内の中性子遮蔽体４（図１参照）の変質が防止される。
【００１６】
また、この放射性物質収納容器Ｃでは、中性子遮蔽体４を充填した缶２が容器本体１に係止されるとともに、ボルト１６ｂ（図２（ａ）参照）で固定されるので、溶接によって中性子遮蔽体４が容器本体１に配置される従来の放射性物質収納容器（例えば、特許文献１参照）と異なって、中性子遮蔽体４の配置が容易となる。
【００１７】
また、この放射性物質収納容器Ｃでは、図５に示すように、所定の支持台７上に載置した際に、缶２が凹部１３内に嵌め入れられているので、放射性物質収納容器Ｃの自重が、凹部１３周りの環状の接地面８で支えられる。これに対して従来の放射性物質収納容器（例えば、特許文献１参照）では、図１３（ａ）および（ｂ）に示すように、容器本体１の底部に中性子遮蔽体４を保持するための保持板５０が配置されているので、放射性物質収納容器の自重が、凹部５３周りの保持板５０を介して支えられる。つまり、本実施形態に係る放射性物質収納容器Ｃは、従来の放射性物質収納容器と異なって容器本体１で直接的に自重を支える。
【００１８】
以上のような放射性物質収納容器Ｃによれば次のような効果を奏する。
本実施形態に係る放射性物質収納容器Ｃは、中性子遮蔽体４の充填量が減少することが防止されるとともに、充填した中性子遮蔽体４の熱による変性が防止されるので、中性子の遮蔽性能の低下を回避することができる。
また、本実施形態に係る放射性物質収納容器Ｃは、従来の放射性物質収納容器（例えば、特許文献１参照）と比較して、容器本体１への中性子遮蔽体４の配置を容易に行うことができる。
また、本実施形態に係る放射性物質収納容器Ｃは、従来の放射性物質収納容器（例えば、特許文献１参照）と異なって、容器本体１の底部で直接的に自重を支えるので、接地安定性に優れる。
【００１９】
次に、本実施形態に係る放射性物質収納容器Ｃの製造方法について適宜図面を参照しながら説明する。
この製造方法では、まず、凹部１３を有する容器本体１（図１参照）が、鋳造法等の公知の方法で形成される。そして、容器本体１には、図１に示すように、中性子遮蔽体４が充填されたケーシング３と、中性子遮蔽体４が充填された蓋体５とが配置される。ケーシング３は、容器本体１に溶接されて取り付けられる。ちなみに、蓋体５は、収納部１１内に放射性物質が収納された後に容器本体１に溶接されて取り付けられる。
【００２０】
缶２は、底板２２（図２（ａ）参照）に側板２３（図２（ａ）参照）が溶接されて形成される。そして、缶２内には、未硬化の硬化性樹脂が流し込まれた後に、この硬化性樹脂が硬化されることによって中性子遮蔽体４（図２（ｂ）参照）が充填される。
そして、前記したように、缶２が容器本体１の凹部１３に取り付けられることによって放射性物質収納容器Ｃは完成する。
【００２１】
以上のような放射性物質収納容器Ｃの製造方法によれば、容器本体１に後付けされる缶２に、予め中性子遮蔽体４が充填されているので、従来の放射性物質収納容器（例えば、特許文献１参照）の製造方法と異なって、中性子遮蔽体４を容器本体１の底部に配置するために凹部１３に直に硬化性樹脂を流し込む必要がない。つまり、放射性物質収納容器Ｃの製造方法によれば、放射性物質収納容器Ｃの天地を逆にしなくとも容器本体１の底部に中性子遮蔽体４を配置することができるので、中性子遮蔽体４の配置作業が簡単となって作業効率が向上する。
【００２２】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
本発明は、前記実施形態での缶２に代えて次のような缶を使用した放射性物質収納容器Ｃであってもよい。図６（ａ）、および図６（ｂ）に示すように、缶２ａは、底板２２上で延びて十字に交差するリブ９を備えている。リブ９は、底板２２および側板２３に溶接等によって接続されている。この缶２ａは、リブ９によって剛性が高められることで、充填された中性子遮蔽体４の重量で変形することが防止される。したがって、この缶２ａを備えた放射性物質収納容器Ｃは、より多くの中性子遮蔽体４を充填することができるので、中性子の遮蔽性能がより一層向上する。
【００２３】
図７（ａ）、図７（ｂ）、および図７（ｃ）に示すように、缶２ｂは、リブ９に切り欠き９ａ（図７（ｂ）参照）が形成されている。この缶２ｂでは、中性子遮蔽体４が切り欠き９ａに入り込んでリブ９に係止される。その結果、リブ９が缶２ｂを補強するとともに、リブ９が缶２ｂからの中性子遮蔽体４の脱落を防止する。
【００２４】
図８（ａ）、および図８（ｂ）に示すように、缶２ｃでは、缶２ｃの開口側で側板２３（図８（ｂ）参照）の径が底板２２側よりも小さくなっている。具体的には、側板２３の内壁面がアンダーカットとなるようにテーパ状に形成されている。この缶２ｃでは、中性子遮蔽体４が側板２３の内壁面に係止される。その結果、リブ９が缶２ｃを補強するとともに、リブ９が缶２ｃからの中性子遮蔽体４の脱落を防止する。
【００２５】
図９（ａ）、および図９（ｂ）に示すように、缶２ｄでは、前記した缶２ｃ（図８（ａ）および図８（ｂ）参照）と比較して、底板２２から立ち上がるリブ９（図９（ｂ）参照）の高さが低くなっている。つまり、缶２ｄでは、リブ９が中性子遮蔽体４に埋もれている。その結果、この缶２ｄは、中性子遮蔽体４の充填量が高められることによって、さらに効率よく中性子を遮蔽することができる。
【００２６】
図１０（ａ）、および図１０（ｂ）に示すように、缶２ｅでは、中性子遮蔽体４を覆うカバー１０が配置されるとともに、カバー１０の縁部が側板２３（図１０（ｂ）参照）に接続されている。その結果、カバー１０が缶２ｅを補強するとともに、缶２ｅからの中性子遮蔽体４の脱落を防止する。
【００２７】
図１１に示すように、缶２ｆでは、係止爪２１ａが、前記した缶２ａの係止爪２１（図６（ａ）参照）と比較して側板２３の周方向に長くなっている。その結果、この缶２ｆでは、容器本体１（例えば、図２（ａ）参照）に対する缶２ｆの取り付け強度が高められる。また、この缶２ｆでは、容器本体１に対する缶２ｆの取り付け強度を高める際に、缶２ｆの外側への係止爪２１ａの延出長さを長くしなくともよい。つまり、所定の大きさの凹部１３（例えば、図２（ａ）参照）に缶２ｆが取り付けられる場合に、側板２３で囲まれる中性子遮蔽体４の充填部分の大きさが減少しない。
【００２８】
また、本発明は、図１２に示すように、凹部１３内であって底板２２の下方に、例えばγ線遮蔽体２４等の放射線遮蔽体をさらに配置したものであってもよい。
【００２９】
また、前記実施形態では、係止爪２１、嵌入溝１４、および案内溝１５の数がそれぞれ４つのものを示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらがそれぞれ２つ以上あればよい。
【００３０】
また、前記実施形態では、凹部１３内で缶２を回転させることによって缶２の係止爪２１が容器本体１に係止される回転式の缶止め構造を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、凹部１３に嵌入した缶２を止める係止部材が容器本体１側に配置されたものであってもよく、また、缶２側と容器本体１側の両方に係止部材が配置されているものであってもよい。この係止部材の構造は、缶２が凹部１３から抜け出ないように構成されていればいかなる構造であってもよい。
【００３１】
また、前記実施形態では、容器本体１と缶２との間の断熱構造が隙間６で構成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、断熱構造が容器本体１と缶２との間に配置された断熱部材で構成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態に係る放射性物質収納容器の中心軸に沿った断面図である。
【図２】図２（ａ）は、放射性物質収納容器の容器本体から缶を取り外したときの様子を示す分解斜視図であり、放射性物質収納容器の底部を斜め下方から見上げた様子を示す図、図２（ｂ）は、図２（ａ）中に示す缶のII−II断面図である。
【図３】図１中に示すIII部分の拡大図である。
【図４】放射性物質収納容器の底面図である。
【図５】放射性物質収納容器を支持台上に載置した際の様子を示す概念図である。
【図６】図６（ａ）は、他の実施形態に係る放射性物質収納容器に使用する缶の平面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のVI−VI断面図である。
【図７】図７（ａ）は、他の実施形態に係る放射性物質収納容器に使用する缶の平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のVIIｂ−VIIｂ断面図、図７（ｃ）は、図７（ａ）のVIIｃ−VIIｃ断面図である。
【図８】図８（ａ）は、他の実施形態に係る放射性物質収納容器に使用する缶の平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のVIII−VIII断面図である。
【図９】図９（ａ）は、他の実施形態に係る放射性物質収納容器に使用する缶の平面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のIX−IX断面図である。
【図１０】図１０（ａ）は、他の実施形態に係る放射性物質収納容器に使用する缶の平面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。
【図１１】図１１は、他の実施形態に係る放射性物質収納容器に使用する缶の平面図である。
【図１２】図１２は、他の実施形態に係る放射性物質収納容器の部分断面図である。
【図１３】図１３（ａ）は、従来の放射性物質収納容器が支持台上に載置された際の様子を示す概念図、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）中に示すXIII部分の拡大図である。
【符号の説明】
【００３３】
１      容器本体
２      缶
２ａ    缶
２ｂ    缶
２ｃ    缶
２ｄ    缶
２ｅ    缶
２ｆ    缶
４      中性子遮蔽体
６      隙間（断熱構造）
【図１】
2007064708.tif 000003
【図２】
2007064708.tif 000004
【図３】
2007064708.tif 000005
【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】
2007064708.tif 000011
【図１０】
2007064708.tif 000012
【図１１】
2007064708.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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