(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に中性子遮蔽体を有し且つγ線の遮蔽を行う胴本体のキャビティ内に、中性子吸収能と熱伝導性とを持たせて使用済み核燃料集合体の収納を行うＰＷＲ用バスケットにおいて、
前記使用済み核燃料集合体が挿入可能な矩形の内部断面形状をもつとともに長手方向の外部壁面に溝部を、外部四隅壁面にそれぞれ突起する角部を有するように、ＡｌまたはＡｌ合金の粉末に中性子吸収性能をもつＢまたはＢ化合物の粉末を添加した混合粉末を粉末成形し、該粉末成形されたアルミニウム合金を一体押出成形した角パイプをキャビティ内に挿入し、径方向に相互に隣接させた状態において前記角部同士を接合し、前記溝部同士が互いに向かい合うことでウォーターゾーンとしての空隙部を形成することを特徴とするＰＷＲ用バスケット。
【請求項２】
前記溝部は、一つの外部壁面に複数設けたことを特徴とする請求項１に記載のＰＷＲ用バスケット。
【請求項３】
使用済み核燃料集合体が挿入可能な矩形の内部断面形状をもつとともに長手方向の外部壁面に溝部を、外部四隅壁面にそれぞれ突起する角部を有するように、ＡｌまたはＡｌ合金の粉末に中性子吸収性能をもつＢまたはＢ化合物の粉末を添加した混合粉末を粉末成形し、該粉末成形されたアルミニウム合金を一体押出成形し、複数を径方向に相互に隣接させた状態において前記角部同士を接合し、前記溝部同士が互いに向かい合うことでウォーターゾーンとしての空隙部を形成可能であることを特徴とする角パイプ。
【請求項４】
前記溝部は、一つの外部壁面に複数設けたことを特徴とする請求項３に記載の角パイプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、燃焼を終えた使用済み核燃料集合体を収納、運搬、貯蔵するＰＷＲ（加圧水型原子力発電：pressurized water reactor）用キャスクを構成するＰＷＲ用バスケットおよびそれを構成する角パイプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
核燃料サイクルの終期にあって燃焼を終え使用できなくなった核燃料集合体を、使用済み核燃料という。使用済み核燃料は、ＦＰなど高放射能物質を含むので熱的に冷却する必要があるから、原子力発電所の冷却ピットで所定期間（３〜６ヶ月間）冷却される。その後、遮蔽容器であるキャスクに収納され、トラックや船舶等で再処理施設に搬送、貯蔵される。使用済み核燃料集合体をキャスク内に収容するにあたっては、バスケットと称する格子状断面を有する保持要素を用いる。この使用済み核燃料集合体は、バスケットに形成した複数の収納空間であるセルに１体ずつ挿入され、これによって、輸送中の振動などに対する適切な保持力を確保している。
【０００３】
このようなキャスクの従来例としては、「原子力ｅｙｅ」（平成１０年４月１日発行：日刊工業出版プロダクション）や特開昭６２−２４２７２５号公報などにて様々な種類のものが開示されている。
【０００４】
図５は、従来のキャスクの斜視図である。図６は、図５に示した従来のキャスクの軸方向断面図である。図７は、図５に示した従来のキャスクの径方向断面図である。キャスク１００は、胴本体１０１のキャビティ１０２内面をバスケット１３０の外周形状に合わせて機械加工したものである。キャビティ１０２内面の機械加工は、専用の加工装置によってフライス等によって加工する。胴本体１０１および底板１０４は、γ線遮蔽機能を有する炭素鋼製の鍛造品である。なお、炭素鋼の代わりにステンレス鋼を用いることもできる。胴本体１０１と底板１０４は、溶接によって結合する。また、耐圧容器としての密閉性能を確保するため、一次蓋１１０と胴本体１０１との間には金属ガスケットを設けておく。
【０００５】
胴本体１０１と外筒１０５との間には、水素を多く含有する高分子材料であって中性子遮蔽機能を有するレジン１０６、すなわち上述した中性子遮蔽体が充填されている。また、胴本体１０１と外筒１０５との間には、熱伝導を行う複数の銅製内部フィン１０７が溶接されており、レジン１０６は、内部フィン１０７によって形成される空間に流動状態で図示しないパイプ等を介して注入され、冷却固化される。なお、内部フィン１０７は、放熱を均一に行うため、熱量の多い部分に高い密度で設けるようにするのが好ましい。また、レジン１０６と外筒１０５との間には、数ｍｍの熱膨張しろ１０８が設けられる。熱膨張しろ１０８は、ホットメルト接着剤等にヒーターを埋め込んだ消失型を外筒１０５内面に配し、レジン１０６を注入固化した後、ヒーターを加熱して溶融排出することによって形成する。
【０００６】
蓋部１０９は、一次蓋１１０と二次蓋１１１によって構成される。一次蓋１１０は、γ線を遮蔽するステンレス鋼または炭素鋼からなる円盤形状である。また、二次蓋１１１も、ステンレス鋼製または炭素鋼製の円盤形状であるが、その上面には、中性子遮蔽体としてレジン１１２、すなわち上述した中性子遮蔽体が封入されている。一次蓋１１０および二次蓋１１１は、ステンレス鋼製または炭素鋼製のボルト１１３によって胴本体１０１に取り付けられている。さらに、一次蓋１１０および二次蓋１１１と胴本体１０１との間には、それぞれ金属ガスケットが設けられ、内部の密封性を保持している。また、蓋部１０９の周囲には、レジン１１４を封入した補助遮蔽体１１５が設けられている。
【０００７】
キャスク本体１１６の両側には、キャスク１００を吊り下げるためのトラニオン１１７が設けられている。なお、図５では、補助遮蔽体１１５を設けたものを示したが、キャスク１００の搬送時には、補助遮蔽体１１５を取り外して緩衝体１１８を取り付ける（図６参照）。緩衝体１１８は、ステンレス鋼材によって作成された外筒１２０内にレッドウッド材などの緩衝材１１９を組み込んだ構造である。バスケット１３０は、使用済み核燃料集合体を収容するセル１３１を構成する６９本の角パイプ１３２からなる。角パイプ１３２には、ＡｌまたはＡｌ合金粉末に中性子吸収性能をもつＢまたはＢ化合物の粉末を添加したアルミニウム複合材またはアルミニウム合金を用いる。また、中性子吸収材としては、ボロンの他にカドミウムを用いることができる。
【０００８】
ところで、軽水型原子力発電には、加圧水型原子力発電（ＰＷＲ：pressurized water reactor）と沸騰水型原子力発電（ＢＷＲ：boiling water reactor）とがあるが、ＰＷＲ用のキャスクでは、ウランの濃縮度が高いため、各バスケット間に軽水を介在させて中性子を減衰させる空隙部（ウォーターゾーン）をさらに設けている。なお、一般にバスケットは、使用済み核燃料の崩壊熱を効率的に除去し、使用済み核燃料集合体における燃料被覆管の健全性を維持するための伝熱性と、核燃料の相互干渉による未臨界を保持する未臨界性とが要求される。
【０００９】
図８は、従来のＰＷＲ用キャスクの概要径方向断面図を示す図である。また、図９は、図８に示した従来のＰＷＲ用キャスクの部分Ａ−Ａ線断面図である。ＰＷＲ用キャスクは、キャスク本体２０１のバスケット２０５内に、使用済み核燃料集合体２０３を収納するセル２０２を有するとともに、各セル２０２間には空隙部２０４を有する。上述したように、ＰＷＲ用キャスクは、ウランの濃縮度が高いため、未臨界を担保する使用済み核燃料集合体間の距離を確保する必要がある。特に、使用済み核燃料集合体の冷却期間においては、空隙部２０４に軽水を満たして中性子を効果的に減速させるようにしている。バスケット２０５は、上述したセル２０２および空隙部２０４を有した円盤状部材２０６を軸方向に積み重ね、各円盤状部材２０６を溶接することによって形成される。
【００１０】
ところで、セル２０２間に空隙部２０４を設けるバスケット２０５の構造を鋳造あるいは鍛造によって製造する場合、多くの機械加工を必要とする。このため、従来は、たとえば、図１０に示すように、複数のＨ型プレート３０１を格子状に組み立ててバスケットを構成するものがある。Ｈ型プレート３０１は、断面形状がＨ型形状をなし、長手方向の所定複数箇所に切り欠き部３０２を有する。この切り欠き部３０２を順次軸方向に縦横組み合わせることによって、軸方向に延びる格子状のセル２０２を形成することができる。なお、Ｈ型プレート３０１自体には、軽水を満たす流路３０３が設けられる。この流路３０３は、空隙部２０４に相当する。また、Ｈ型プレート３０１を格子状に組み合わせるのみでは、Ｈ型プレート３０１間の位置ずれをなくすために、切り欠き部３０２が相互に係合する部分に、軸方向に支持棒３０４を設けている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のＰＷＲ用キャスクにおけるバスケット構造は、Ｈ型プレート３０１を格子状に組み合わせているため、形成されたバスケット構造の強度が弱く、収納、運搬、貯蔵する使用済み核燃料集合体を確実に保持できない可能性があるという問題点があった。
【００１２】
また、Ｈ型プレート３０１を格子状に組み合わせて形成する作業は、多大な時間と労力とがかかるという問題点があった。
【００１３】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、使用済み核燃料集合体を確実に保持できる強度を有したバスケット構造をもち、簡易な構成で伝熱性と未臨界性とを担保することができるＰＷＲ用バスケットおよびそれを構成する角パイプを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１にかかるＰＷＲ用バスケットは、外周に中性子遮蔽体を有し且つγ線の遮蔽を行う胴本体のキャビティ内に、中性子吸収能と熱伝導性とを持たせて使用済み核燃料集合体の収納を行うＰＷＲ用バスケットにおいて、前記使用済み核燃料集合体が挿入可能な矩形の内部断面形状をもつとともに長手方向の外部壁面に溝部を、外部四隅壁面にそれぞれ突起する角部を有するように、ＡｌまたはＡｌ合金の粉末に中性子吸収性能をもつＢまたはＢ化合物の粉末を添加した混合粉末を粉末成形し、該粉末成形されたアルミニウム合金を一体押出成形した角パイプをキャビティ内に挿入し、径方向に相互に隣接させた状態において前記角部同士を接合し、前記溝部同士が互いに向かい合うことでウォーターゾーンとしての空隙部を形成することを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、使用済み核燃料集合体が挿入可能な矩形の内部断面形状をもつとともに長手方向の外部壁面に溝部を、外部四隅壁面にそれぞれ突起する角部を有するように、ＡｌまたはＡｌ合金の粉末に中性子吸収性能をもつＢまたはＢ化合物の粉末を添加した混合粉末を粉末成形し、該粉末成形されたアルミニウム合金を一体押出成形した角パイプをキャビティ内に挿入し、径方向に相互に隣接させた状態において前記角部同士を接合し、前記溝部同士が互いに向かい合うことでウォーターゾーンとしての空隙部を形成し、中性子の減速および吸収によって未臨界を担保する距離を確保し、角パイプの接合部分において伝熱性を確保している。
また、この発明によれば、角パイプを押出加工によって形成し、各種の機械加工にかかる処理を削減している。
【００１８】
また、請求項２にかかるＰＷＲ用バスケットは、上記の発明において、前記溝部は、一つの外部壁面に複数設けたことを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、一つの外部壁面に複数の溝部を設け、角パイプの隣接配置によるバスケット形成時における角パイプ間の接合箇所を多くするようにしている。
【００２３】
この発明によれば、角パイプは、押出加工によって成形され、ＡｌまたはＡｌ合金の粉末に中性子吸収性能をもつＢまたはＢ化合物の粉末を添加したアルミニウム合金によって構成するようにしている。
【００２４】
また、請求項３にかかる角パイプは、使用済み核燃料集合体が挿入可能な矩形の内部断面形状をもつとともに長手方向の外部壁面に溝部を、外部四隅壁面にそれぞれ突起する角部を有するように、ＡｌまたはＡｌ合金の粉末に中性子吸収性能をもつＢまたはＢ化合物の粉末を添加した混合粉末を粉末成形し、該粉末成形されたアルミニウム合金を一体押出成形し、複数を径方向に相互に隣接させた状態において前記角部同士を接合し、前記溝部同士が互いに向かい合うことでウォーターゾーンとしての空隙部を形成可能であることを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、使用済み核燃料集合体が挿入可能な矩形の内部断面形状をもつとともに長手方向の外部壁面に溝部を、外部四隅壁面にそれぞれ突起する角部を有するように、ＡｌまたはＡｌ合金の粉末に中性子吸収性能をもつＢまたはＢ化合物の粉末を添加した混合粉末を粉末成形し、該粉末成形されたアルミニウム合金を一体押出成形した角パイプをキャビティ内に挿入し、径方向に相互に隣接させた状態において前記角部同士を接合し、前記溝部同士が互いに向かい合うことでウォーターゾーンとしての空隙部を形成し、中性子の減速および吸収によって未臨界を担保する距離を確保し、角パイプの接合部分において伝熱性を確保している。
また、この発明によれば、角パイプを押出加工によって形成し、各種の機械加工にかかる処理を削減している。
【００２８】
また、請求項４にかかる角パイプは、上記の発明において、前記溝部は、一つの外部壁面に複数設けたことを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、一つの外部壁面に複数の溝部を設け、角パイプの隣接配置によるバスケット形成時における角パイプ間の接合箇所を多くするようにしている。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、この発明にかかるＰＷＲ用バスケットとそれを構成する角パイプの好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１であるＰＷＲ用バスケットの径方向断面の一部を示す図である。図１において、バスケット１は、角パイプ２が互いに隣接配置されて構成される。すなわち、バスケット１は、図７に示したキャビティ１０２内に角パイプ２を挿入することによって形成される。したがって、角パイプ２の長手方向（軸方向）長さは、同一である。
【００３２】
角パイプ２は、内部に使用済み核燃料集合体６が挿入されて収納されるように、ある程度のクリアランスが設けられたセル５を形成し、このセル５は、断面が矩形形状をなす。角パイプ２の外部壁面には、溝部３が形成される。角パイプ２が隣接配置されてバスケット１を形成する場合、外部壁面同士が向き合った溝部３によって空隙部４が形成される。また、角パイプ２の隣接配置時に空隙部以外の部分、すなわち角部７では、互いに密に接合される。したがって、使用済み核燃料集合体６の崩壊熱は、この角部７による接合によって伝導されるため、バスケット１の伝熱性が良好に保持される。
【００３３】
一方、角パイプ２は、ＡｌまたはＡｌ合金の粉末に中性子吸収性能をもつＢ（ボロン）またはＢ化合物の粉末を添加したアルミニウム合金によって構成される。また、空隙部４には、使用済み核燃料集合体６の冷却期間において、水が満たされ、使用済み核燃料集合体６から放射される中性子を減速させ、角パイプ２内に添加されたＢによる中性子吸収を効率的に行わせる。これによって、セル５内に収納された使用済み核燃料集合体６間における未臨界を担保するための距離を保持することができる。
【００３４】
ここで、図２に示すフローチャートを参照して、バスケット１を構成する角パイプ２の製造方法について説明する。まず、アトマイズ法などの急冷凝固法によってＡｌまたはＡｌ合金の粉末を作製する（ステップＳ１０１）とともに、ＢまたはＢ化合物の粉末を用意し（ステップＳ１０２）、これら両粒子をクロスロータリーミキサー等によって１０〜１５分間混合する（ステップＳ１０３）。
【００３５】
ＡｌまたはＡｌ合金には、純アルミニウム地金、Ａｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系アルミニウム合金、Ａｌ−Ｆｅ系アルミニウム合金などを用いることができる。また、ＢまたはＢ化合物には、Ｂ4Ｃ、Ｂ2Ｏ3などを用いることができる。ここで、アルミニウムに対するボロンの添加量は、１．５重量％以上、７重量％以下とするのが好ましい。１．５重量％以下では十分な中性子吸収性能が得られず、７重量％を超えると引っ張りに対する延びが低下するためである。
【００３６】
つぎに、混合粉末をラバーケース内に封入し、ＣＩＰ（Cold Isostatic Press）によって常温で全方向から均一に高圧をかけ、粉末成形を行う（ステップＳ１０４）。ＣＩＰの成形条件は、成形圧力を２００ＭＰａとし、成形品の直径が６００ｍｍ、長さ１５００ｍｍになるようにする。ＣＩＰによって全方向から均一に圧力を加えることによって、成形密度のばらつきが少ない高密度な成形品を得ることができる。
【００３７】
続いて、粉末成形品を缶に真空封入し、３００℃まで昇温する（ステップＳ１０５）。この脱ガス工程によって缶内のガス成分および水分を除去する。つぎの工程では、真空脱ガスした成形品をＨＩＰ（Hot Isostatic Press）によって再形成する（ステップＳ１０６）。ＨＩＰの成形条件は、温度４００℃〜４５０℃、時間３０ｓｅｃ、圧力６０００ｔｏｎとし、成形品の直径が４００ｍｍになるようにする。続いて、缶を除去するために外削、端面削を施し（ステップＳ１０７）、ポートホール押出機を用いてビレットを熱間押出しする（ステップＳ１０８）。この場合の押出条件として、加熱温度を５００℃〜５２０℃、押出速度を５ｍ／ｍｉｎとする。なお、この条件は、Ｂの含有量によって適宜変更する。
【００３８】
つぎに、押出成形後、引張矯正を施す（ステップＳ１０９）とともに、非定常部および評価部を切断し、製品とする（ステップＳ１１０）。この角パイプ２は、その後、フライスによって各外部壁面に溝部３を形成し、図１に示したバスケット２を完成する。なお、角パイプ２の外部壁面に設けられる溝部３を押出成形後に形成せずに、溝部３を有する角パイプ２そのものを押出成形するようにしてもよい。
【００３９】
また、このバスケット２の他の製造方法として、本願出願人により平成１１年５月２７日付け（「バスケット及びキャスク」）で既に出願済みのものがあるから、そちらを参照して製造するようにしてもよい。
【００４０】
この実施の形態１によれば、ＰＷＲ用キャスクを構成するバスケット１を、溝部３をもち、中性子吸収材が添加された角パイプ２をキャビティ内に挿入し、隣接配置して形成するようにしているので、ＰＷＲ用の使用済み核燃料集合体６に対する未臨界のための距離を空隙部４を含めて保持でき、かつ角パイプ２の角部７の接合によって伝熱性を確保できる。また、角パイプ２の隣接配置によってバスケット１を構成しているので、Ｈ型プレート等の組立によるバスケットに比してバスケット強度を高めることができるとともに、角パイプ２の成形およびバスケット１の形成にかかる時間と労力とを削減することができる。
【００４１】
（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、角パイプ２の一つの外部壁面に一つの溝部３を形成するようにしていたが、この実施の形態２では、各外部壁面に複数の溝部１３を形成するようにしている。
【００４２】
図３は、この発明の実施の形態２であるＰＷＲ用バスケットの径方向断面の一部を示す図である。図３において、バスケット１１は、角パイプ１２が互いに隣接配置されて構成される。すなわち、バスケット１１は、図７に示したキャビティ１０２内に角パイプ１２を挿入することによって形成される。したがって、角パイプ１２の長手方向（軸方向）長さは、同一である。
【００４３】
角パイプ１２は、内部に使用済み核燃料集合体１６が挿入されて収納されるように、ある程度のクリアランスが設けられたセル１５を形成し、このセル１５は、断面が矩形形状をなす。角パイプ１２の外部壁面には、断面が半円状の溝部１３が複数形成される。角パイプ１２が隣接配置されてバスケット１１を形成する場合、外部壁面同士が向き合った複数の溝部１３によって複数の空隙部１４が形成される。この空隙部１４の断面は、円形となる。溝部１３は、一つの外部壁面に対して複数設けられ、溝部１３以外の部分は、隣接する他の角パイプ１２と密に接合することになり、角パイプ１２の角部１７においても密に接合される。したがって、使用済み核燃料集合体１６の崩壊熱は、この複数の接合部分よって伝導されるため、バスケット１の伝熱性が良好に保持できるとともに、壁面の撓み等が生じない構造となるため、バスケット強度も強くなる。
【００４４】
一方、角パイプ１２は、角パイプ２と同様に、ＡｌまたはＡｌ合金の粉末に中性子吸収性能をもつＢまたはＢ化合物の粉末を添加したアルミニウム合金によって構成される。また、空隙部１４には、使用済み核燃料集合体１６の冷却期間において、水が満たされ、使用済み核燃料集合体１６から放射される中性子を減速させ、角パイプ１２内に添加されたＢによる中性子吸収を効率的に行わせる。これによって、セル１５内に収納された使用済み核燃料集合体１６間における未臨界を担保するための距離を保持することができる。
【００４５】
この実施の形態２によれば、実施の形態１と同様な作用効果を奏するとともに、各外部壁面に複数の溝部１３を設けて複数の空隙部１４を形成し、隣接する角パイプ１２の外部壁面間を複数の接合面によって保持しているので、バスケット１１の強度をさらに高めることができるとともに、伝熱性を一層高めることができる。
【００４６】
（実施の形態３）
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態１，２では、いずれも中性子吸収材を添加した角パイプ２，１２によってバスケット１，１１を形成するようにしていたが、この実施の形態３では、中性子吸収材をバスケット１，１１の溝部３，１３、すなわち空隙部４，１４に貼り付けるようにしている。
【００４７】
図４は、この発明の実施の形態３であるＰＷＲ用バスケットの径方向断面の一部を示す図である。図４において、バスケット２１は、角パイプ２２が互いに隣接配置されて構成される。すなわち、バスケット２１は、図７に示したキャビティ１０２内に角パイプ２２を挿入することによって形成される。したがって、角パイプ２２の長手方向（軸方向）長さは、同一である。
【００４８】
角パイプ２２は、内部に使用済み核燃料集合体２６が挿入されて収納されるように、ある程度のクリアランスが設けられたセル２５を形成し、このセル２５は、断面が矩形形状をなす。角パイプ２２の外部壁面には、溝部２３が形成される。この溝部２３は、実施の形態１における溝部３と同じ形状である。溝部２３の底部には、Ｂ等の中性子吸収材２７が貼り付けられる。角パイプ２２が隣接配置されてバスケット２１を形成する場合、外部壁面同士が向き合った溝部２３によって空隙部２４が形成される。この場合、角パイプ２２の隣接配置時に空隙部以外の部分、すなわち角部２７では、互いに密に接合される。したがって、使用済み核燃料集合体２６の崩壊熱は、この角部２７による接合によって伝導されるため、バスケット２１の伝熱性が良好に保持される。
【００４９】
一方、角パイプ２２は、Ａｌ等によって構成される。また、空隙部２４には、使用済み核燃料集合体２６の冷却期間において、水が満たされ、使用済み核燃料集合体２６から放射される中性子を減速させ、空隙部２４内の中性子吸収材２７による中性子吸収を効率的に行わせる。これによって、セル２５内に収納された使用済み核燃料集合体６間における未臨界を担保するための距離を保持することができる。
【００５０】
また、中性子吸収材２７は、セル２５内ではなく、空隙部２４内に貼り付けられるため、セル２５内に使用済み核燃料集合体２６を挿入する際に、使用済み核燃料２６によって中性子吸収材２７を損傷することがないので、ＰＷＲ用キャスクの繰り返し使用においても、中性子吸収材２７の中性子吸収能を損なうことがない。
【００５１】
なお、実施の形態２における空隙部１４を形成する溝部１３に中性子吸収材２７と同様な中性子吸収材を貼り付けるようにしてもよい。この場合、空隙部１４の断面形状を、半円形状でなく、矩形とすることによって、中性子吸収材の貼り付けが容易になる。
【００５２】
この実施の形態３によれば、中性子吸収材を角パイプ２２内に添加するのではなく、角パイプ２２の溝部２３の底部に中性子吸収材２７を貼り付けるようにしているので、中性子吸収材２７の損傷がないため、ＰＷＲ用キャスクの繰り返し使用によっても中性子吸収能が損なわれることがなく、かつ、中性子吸収材を添加した角パイプの形成に比して角パイプの形成が容易となる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明にかかるＰＷＲ用バスケット（請求項１）および角パイプ（請求項３）によれば、使用済み核燃料集合体が挿入可能な矩形の内部断面形状をもつとともに長手方向の外部壁面に溝部を、外部四隅壁面にそれぞれ突起する角部を有するように、ＡｌまたはＡｌ合金の粉末に中性子吸収性能をもつＢまたはＢ化合物の粉末を添加した混合粉末を粉末成形し、該粉末成形されたアルミニウム合金を一体押出成形した角パイプをキャビティ内に挿入し、径方向に相互に隣接させた状態において前記角部同士を接合し、前記溝部同士が互いに向かい合うことでウォーターゾーンとしての空隙部を形成し、中性子の減速および吸収によって未臨界を担保する距離を確保し、角パイプの接合部分において伝熱性を確保しているので、簡易な構成によって伝熱性と未臨界性とを確保することができ、かつ角パイプの形成およびバスケットの形成にかかる時間と労力とを軽減することができ、さらにはバスケット強度を高めることができるという効果を奏する。
また、角パイプを押出加工によって形成し、各種の機械加工にかかる処理を削減しているので、角パイプの製造にかかる時間と労力とを格段に削減することができるという効果を奏する。
【００５５】
また、この発明にかかるＰＷＲ用バスケット（請求項２）および角パイプ（請求項４）によれば、一つの外部壁面に複数の溝部を設け、角パイプの隣接配置によるバスケット形成時における角パイプ間の接合箇所を多くするようにしているので、バスケット強度および伝熱性を一層高めることができるという効果を奏する。
【００５７】
また、この発明にかかるＰＷＲ用バスケットによれば、角パイプは、ＡｌまたはＡｌ合金の粉末に中性子吸収性能をもつＢまたはＢ化合物の粉末を添加した混合粉末を粉末成形し、該粉末成形されたアルミニウム合金によって構成するようにしているので、中性子吸収能を有する角パイプの製造にかかる時間と労力とを格段に削減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１であるＰＷＲ用バスケットの径方向断面の一部を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１であるＰＷＲ用バスケットの製造方法を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態２であるＰＷＲ用バスケットの径方向断面の一部を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態３であるＰＷＲ用バスケットの径方向断面の一部を示す図である。
【図５】従来のキャスクの斜視図である。
【図６】図５に示した従来のキャスクの軸方向断面図である。
【図７】図５に示した従来のキャスクの径方向断面図である。
【図８】従来のＰＷＲ用バスケットの径方向断面図である。
【図９】図８に示したＰＷＲ用バスケットのＡ−Ａ線断面の一部を示す図である。
【図１０】従来のＰＷＲ用バスケットの一部組立斜視図である。
【符号の説明】
１，１１，２１  バスケット
２，１２，２２  角パイプ
３，１３，２３  溝部
４，１４，２４  空隙部
５，１５，２５  セル
６，１６，２６  使用済み核燃料集合体
７，１７，２７  角部
２７  中性子吸収材
【図１】
0004015331.tif 000002
【図２】
0004015331.tif 000003
【図３】
0004015331.tif 000004
【図４】
0004015331.tif 000005
【図５】
0004015331.tif 000006
【図６】
0004015331.tif 000007
【図７】
0004015331.tif 000008
【図８】
0004015331.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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