(57)【要約】【課題】デブリの臨界を防止しつつ、デブリ取出し作業の効率化を実現することのできる炉心溶融物の収納容器および炉心溶融物の分別方法を得ることである。【解決手段】炉心溶融物１の収納容器２は、中性子を吸収する中性子吸収物質と中性子捕獲反応によって発生するガンマ線を吸収して発光する発光物質４を含有するプラスチック製または柔軟性を有するゴム状の袋または容器によって構成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中性子を吸収する中性子吸収物質と中性子捕獲反応によって発生するガンマ線を吸収して発光する発光物質を含有するプラスチック製または柔軟性を有するゴム状の袋または容器によって構成され、炉心溶融混合物を収納することを特徴とする炉心溶融物の収納容器。
【請求項２】
前記収納容器はガンマ線を遮へいし、鉛、鉄の少なくとも一つを含有することを特徴とする請求項1記載の炉心溶融物の収納容器。
【請求項３】
前記収納容器は光透過性のある鉛ガラスで形成されていることを特徴とする請求項1または請求項２記載の炉心溶融物の収納容器。
【請求項４】
前記中性子吸収物質は、ホウ素、ガドリニウム、ユーロピウム、ディスプロシウム、サマリウム、エルビウムおよびハフニウムから選択される少なくとも一つの材料を含有することを特徴とする請求項1から３のいずれか１項記載の炉心溶融物の収納容器。
【請求項５】
前記発光物質は、銀，銅，マンガン，鉛のいずれかの金属を付活させた硫化亜鉛、硫化亜鉛、タングステン酸カルシウムから選択される少なくとも一つの材料を含有することを特徴とする請求項1から３のいずれか１項記載の炉心溶融物の収納容器。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項記載の炉心溶融物の収納容器の発光強度を測定してデブリの量を分別することを特徴とする炉心溶融物の分別方法。
【請求項７】
炉心溶融物の収納容器の発光強度または発光量を測定して所定値以上の収納容器を収納缶に収納して保管することを特徴とする請求項６記載の炉心溶融物の分別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、原子力プラントにおいて取り出された炉心溶融物の収納容器および炉心溶融物の分別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所において炉心が事故によって冷却機能不全となり、溶融する事象が発生することが考えられている。炉心を構成する燃料や炉内構造物、原子炉格納容器等が溶融した混合物はデブリ（炉心溶融物）と呼ばれている。
【０００３】
炉心溶融事故後の原子炉を廃炉にするためには、デブリを取り出す必要がある。このデブリ取出し時にはデブリを取り崩し、小さな破片にしてクレーンなどのつかみ具で外部に取り出すことが考えられている。
【０００４】
デブリを取り崩す場合にデブリ形状が変化し、デブリ内部に水が浸入することにより臨界に達する可能性がある。なぜならば、デブリから発生する中性子が水と衝突することにより、中性子の速度が低下して、デブリ中に存在するウランに吸収され易くなり、核分裂を起こし易くなるからである。
【０００５】
炉心形状変化による、デブリと水が混合し、デブリが臨界に至る可能性を考慮すればデブリ取出し時には臨界防止策が必要である。臨界防止策としては、スラリー状やセメント、水ガラス、水中塗料の中性子吸収材を投入する方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４-１０９４８５号公報
【特許文献２】特開２０１４-１４５６３５号公報
【特許文献３】特開２０１５-１０９４０号公報
【特許文献４】特開２００２-７１８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したような従来技術では、取り出したデブリを最終的に収納容器に保管するが、そのデブリを収納容器へ移送する際にその環境下は電気の使用が制限されていることから暗く非常に視野が悪い状態であり、デブリとその他の構造材などを判別して移送する事は困難である。デブリ取出し作業時のデブリ形状は多様であることが考えられるため、またデブリの臨界の防止を考慮し、デブリ収納容器はそれに対応できるようにある程度裕度のある形状が求められている。
【０００８】
さらに作業員の被ばく低減のためにもこの収納容器を収納缶へ収容する際にデブリとその他の構造材などとの選定手順の効率化を図ることも求められている。
【０００９】
本発明の実施形態は、このような事情を考慮してなされたものであり、デブリの臨界を防止しつつ、デブリ取出し作業の効率化を実現することのできる炉心溶融物の収納容器および炉心溶融物の分別方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するため、本発明の実施形態に係る炉心溶融物の収納容器は、中性子を吸収する中性子吸収物質と中性子捕獲反応によって発生するガンマ線を吸収して発光する発光物質を含有するプラスチック製または柔軟性を有するゴム状の袋または容器によって構成され、炉心溶融混合物を収納することを特徴とする。
【００１１】
また、本実施形態に係る炉心溶融物の分別方法は、上記炉心溶融物の収納容器の発光強度を測定してデブリの量を分別することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の実施形態によれば、収納容器が発光し、炉心溶融物の収納容器の発光強度を測定してデブリ中に含まれる核分裂性物質の量の大小を区別することにより、デブリを仕分けすることができ、デブリ取出し作業の効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る炉心溶融物の収納容器を示す概略構成図。
【図２】図１に示した収納容器の作用を示す説明図。
【図３】本発明の実施形態に係る炉心溶融物の分別方法を説明する概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に係る炉心溶融物の収納容器および炉心溶融物の分別方法について、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係る炉心溶融物の収納容器を示す概略構成図である。
【００１６】
また、図２は図１に示した収納容器の作用を示す説明図であり、図２において図１と同一部分には同一符号を付し、その構成の説明は省略する。
【００１７】
図１および図２は、炉心溶融事故を起こした原子炉から取り出したデブリ（炉心溶融混合物）１を中性子吸収物質および発光物質を含有する収納容器２に収納した状態である。デブリ１から放出される中性子８は収納容器２に含まれる中性子吸収物質によって吸収されるため、デブリ１の臨界は防止される。このとき中性子吸収物質は中性子捕獲反応によってガンマ線を放出する。この中性子吸収物質が放出するガンマ線が収納容器２の発光物質を主成分とする鉱物を含んだ層９に含まれる発光物質４に吸収されて、収納容器２は光３を発する。また、収納容器２は、その外表面に鉛または鉄または双方を含有する例えば鉛ガラス等の遮蔽層１０を形成するまたはコーティングを施すことによってデブリ１を収容している場所の構造物等からのバックグランドガンマ線６を遮蔽することができるのでより収容容器２内のガンマ線のみによって光らせることもできる。
【００１８】
この遮蔽層１０はバックグランドガンマ線６が少ない場所においては削除することも可能である。
【００１９】
よって、収納容器２は発光するので、照明の乏しい環境下で視認することが容易となり、デブリ取出し作業の効率化を図ることができる。
【００２０】
この、収納容器２はプラスチック製または柔軟性を有するゴム状の袋または容器によって構成される。プラスチック製または柔軟性を有するゴム状の袋であれば原子炉から取り出したデブリ１の形状に応じて収納することができるので現場において容易にデブリ１を収納し保管しておくことができる。図１においては、収納容器２としてプラスチック製の袋とし、デブリ１を内部に収納して開口部を封止した状態を示している。この開口部の封止手段としては紐状のもので締結したり、プラスチック製であれば熱によって圧着封止する形でも良く、袋状の開口部を結んで封止しても良い。
【００２１】
発光する物質の特定や指定について、発光物質４としては、中性子の捕獲反応によって放出されるガンマ線により発光する発光物質４から任意に選択できるが、中性子吸収材含有の収納および分別手段２に収納されているデブリ１が収納されているかの確認を容易にする観点から、例えばシンチレーション検出器で使用されている硫化亜鉛（ZnS）を発光する光３の波長が可視光帯となる物質として選択することが好ましい。また、放射線によって蛍光を発する材料としては、従来より公知のものを用いることができ、例えば、銀，銅，マンガン，鉛等の金属を付活させた硫化亜鉛やタングステン酸カルシウム等を用いることができる。
【００２２】
図３は本発明の実施形態に係る炉心溶融物の収納容器の作用を説明する概略図である。なお、図３において図１と同一部分には同一符号を付し、その構成の説明は省略する。
【００２３】
図３において、収納容器２内に炉心溶融事故を起こした原子炉から取り出されたデブリ１が収納された場合は、吸収材含有の収納容器２aがデブリ１からの放射線量に反応し光３を発する。ただし、原子炉格納容器、原子炉建屋等の構造材５が収納容器２bに収納された場合には、微弱な放射線量しか発生しないため、発光量は極めて少ない状況となる。
【００２４】
また前述の収納容器２が収納および分別装置１２に集められ、取り出したデブリ１を収納缶７へ移す作業は、デブリ１か否かを判断してから取り出す必要がなく、取り出したデブリ１を選別せずにそのまま収納容器２へ投入および封入し、収納容器２の発光量または発光強度が所定数値以上の値でデブリ量を判別し、その発光量が所定値以上（発光強度が所定数値以上）に検出された収納容器２aをクレーンなどのつかみ具、マニュプレータ、コンベア等の移動分別装置１１で収納缶７に移送して保管する。
【００２５】
よって、取り出したデブリ１を選別する作業工程が省かれるので、作業効率が格段に向上し、作業時間を短縮させて作業員の被ばく低減を図ることができる。
【００２６】
発光物質４を含まない収納容器２の中性子吸収物質としては、例えば、ホウ素（B）、ガドリニウム（Gd）、ユーロピウム（Eu）、ディスプロシウム（Dy）、サマリウム（Sm）、エルビウム（Er）およびハフニウム（Hf）からなる少なくとも一つを選択することができる。特にホウ素やガドリニウムは中性子吸収材としては制御棒などに使われているが、ホウ素よりもガドリニウムの方が中性子吸収断面積は大きく、強吸収体としての効果が期待できる。
【符号の説明】
【００２７】
１炉心溶融混合物（デブリ）、２,２a,２b収納容器、３光、４発光物質、５構造材、６バックグランドガンマ線、７収納缶、８中性子、９発光物質を主成分とする鉱物を含んだ層、１０遮蔽層、１１移動分別装置、１２収納および分別装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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