JP2001153992A - 放射性物質収納容器 - Google Patents

放射性物質収納容器

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JP2001153992A
JP2001153992A JP33889699A JP33889699A JP2001153992A JP 2001153992 A JP2001153992 A JP 2001153992A JP 33889699 A JP33889699 A JP 33889699A JP 33889699 A JP33889699 A JP 33889699A JP 2001153992 A JP2001153992 A JP 2001153992A
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radioactive substance
plate
storage container
radioactive
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JP33889699A
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Hitoshi Shimizu
清水  仁
Masashi Oda
将史 小田
Hidetoshi Kanai
秀俊 金井
Tadakazu Nakayama
忠和 中山
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F5/00Transportable or portable shielded containers
    • G21F5/005Containers for solid radioactive wastes, e.g. for ultimate disposal
    • G21F5/008Containers for fuel elements
    • G21F5/012Fuel element racks in the containers

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Rigid Containers With Two Or More Constituent Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放射性物質の収納位置を定めるバスケットの
構造強度の確保と、放射線に対する遮蔽性能および除熱
性能の向上を図る。 【解決手段】 本発明の放射性物質収納容器1は、有底
円筒形状の容器本体2と、容器本体2内に設けられ、放
射性物質5が収納される空間を仕切る板状部材3Aが格
子状に配置されたバスケット3と、容器本体2の開口端
部に装着される蓋部とを備えている。このような放射性
物質収納容器において、バスケット3の外周部を補強す
るサポートリブ6を設ける。このサポートリブ6は、バ
スケット3外周部に全周面に亘って設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は放射性物質収納容器
に係り、特に、高レベル放射性廃棄物や原子力発電所か
ら発生する放射性物質等を収納するための放射性物質収
納容器に関する。
【0002】
【従来の技術】原子力発電所から出る放射性物質は、ウ
ランおよびプルトニウム等の再使用可能な核燃料物質を
回収するために再処理されるが、このときに高レベル放
射性廃棄物が発生する。この高レベル放射性廃棄物はガ
ラス固化され、放射性廃棄物ガラス固化体として貯蔵さ
れている。このような放射性廃棄物ガラス固化体は崩壊
熱が発生するため、発熱量が小さくなって処分が可能に
なるまでの間冷却しながら貯蔵する必要がある。また、
放射性物質は再処理されるまでの間、原子力発電所内の
貯蔵プールに保管されるが、年々増大する放射性物質に
貯蔵プールの容量が不足となり、長期間貯蔵可能な新た
な貯蔵施設の建設が望まれている。
【0003】ところで、放射性物質貯蔵施設としては、
貯蔵する放射性物質からの放射線を個々の収納容器で遮
蔽できるようにした乾式貯蔵施設が知られている。ここ
で使用される収納容器では、放射線に対する遮蔽材とし
て金属もしくはコンクリートが用いられている。遮蔽材
として金属を用いた放射性物質収納容器の一例として
は、特開平2−293698号公報および特願昭62−
250400号に開示されたものがある。
【0004】一般に、放射性物質収納容器内には、未臨
界を確保するため放射性物質を所定の位置に保持する格
子状のバスケットが設置されている。上記の特開平2−
293698号公報には、容器内に設置されるバスケッ
トとして、複数枚の平面状ディスクが容器軸方向に沿っ
て所定の間隔で配置され、各平面状ディスクに形成され
た多数の孔に放射性物質を挿通させた構造の放射性物質
収納容器が開示されている。この放射性物質収納容器に
よれば、容器軸方向に対して垂直方向へバスケットがぶ
れるのを防止することができ、これによって、バスケッ
トの構造強度を増すことが可能となっている。
【0005】また、特願昭62−250400号には、
放射性物質を収納するバスケットの外周部空間に高分子
樹脂材料を装填するようにした放射性物質収納容器が記
載されている。この放射性物質収納容器によれば、高分
子樹脂材料が中性子吸収性を有するので、放射線に対す
る遮蔽効果を高めることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術のうち複数枚の平面状ディスクを配置したもので
は、十分な強度確保するには平面状ディスクを多数配置
しなければならず、バスケットの構造が複雑化するとい
う問題がある。また、平面状ディスクは放射性物質の軸
方向に対しては垂直方向に位置しており放射性物質を覆
ってはいないので、放射線を遮蔽する効果はあまり期待
できず、さらに放射性物質での崩壊熱を容器外へ逃がす
除熱性能の点でも十分ではない。
【0007】また、バスケットの外周部空間に高分子樹
脂材料を装填したものでは、放射線に対する遮蔽性能及
び除熱性能についてはある程度の効果は期待できるが、
バスケットの強度については十分な配慮がなされていな
い。
【0008】本発明の目的は、放射性物質の収納位置を
定めるバスケットの構造強度を確保するとともに、放射
線に対する遮蔽性能および除熱性能も向上させることの
できる放射性物質収納容器を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、有底筒形状の容器本体と、前記容器本体
内に設けられ、放射性物質が収納される空間を仕切る板
状部材が格子状に配置されたバスケットと、前記容器本
体の開口端部に装着される蓋部とを備えた放射性物質収
納容器において、前記バスケットの外周部を補強する補
強部材を、該バスケット外周部に全周面に亘って設けた
ことを特徴としている。
【0010】上記構成によれば、バスケット外周部に補
強部材が設けられているので、バスケットの構造上の強
度を向上させることができる。また、補強部材はバスケ
ット外周部に全周面に亘って設けられているので、放射
線に対する遮蔽性能も向上する。さらに、バスケットの
強度向上を図るために、補強部材として厚板の補強部材
を用いれば、補強部材の伝熱性が良くなって、放射性物
資での崩壊熱をバスケット外へ容易に逃がすことがで
き、除熱性能が向上する。
【0011】前記補強部材は、前記バスケットの板状部
材のうち隣り合う板状部材の端部を互いに連結し、且つ
前記板状部材の板厚よりも厚さが厚くなっている。この
ように構成すれば、バスケットの構造強度と除熱性能の
向上を図ることができる。
【0012】前記板状部材の少なくとも一つは他の板状
部材よりも厚板に形成され、その厚板の板状部材の両端
は前記補強部材に接合されている。このように構成すれ
ば、バスケットの構造強度をより一層向上させることが
できる。
【0013】前記補強部材を伝熱性の良い材料で形成し
たり、または前記補強部材の外周面に伝熱性の良い部材
を張り合わしたりすることができる。このように構成す
れば、補強部材外側の熱流束量を均一化することがで
き、容器内部の最高温度を低減させることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の実施の形態1による放
射性物質収納容器の横断面図である。また、図2は放射
性物質収納容器の斜視図で、一部内部が見えるようにな
っている。本実施の形態の放射性物質収納容器1は、原
子力発電所から発生した放射性物質集合体を貯蔵する密
封容器である。この放射性物質収納容器1は、図に示す
ように、有底円筒形状をなした金属製の容器本体2、容
器本体2内に設けられたバスケット3、および容器本体
2の開口端部に装着される蓋部4を備えている。
【0015】バスケット3には、放射性物質5が収納さ
れる空間を仕切る板状部材3Aが格子状に配置されてい
る。そして、本実施の形態では、バスケット3外周部に
全周面に亘って補強部材としてのサポートリブ6が設け
られ、バスケット3の外周部が補強されている。サポー
トリブ6は円筒形状をなし、その内周面に、バスケット
3の板状部材3Aの両端が接合されている。また、サポ
ートリブ6は、板状部材3Aの板厚よりも厚さが厚く形
成されている。なお、バスケット3およびサポートリブ
6はステンレス材で形成されている。
【0016】上記構成の放射性物質収納容器によれば、
バスケット3の板状部材3Aの両端がサポートリブ6の
内周面に接合されているので、板状部材3Aのうち隣り
合う板状部材の端部がサポートリブ6を介して互いに連
結されることになり、これにより、バスケット3の構造
強度が向上して、強度性能に優れたバスケット構造を実
現することができる。
【0017】また、サポートリブ6がバスケット3を取
り囲むようにバスケット3外周全面に亘って設けられて
いるので、放射性物質5から放出された放射線のうち、
容器本体2の径方向に放出された放射線はサポートリブ
6を透過しなければならず、放射線に対する、サポート
リブ6による遮蔽効果が発生する。
【0018】ここで、サポートリブ6による遮蔽性能を
下記の式1を用いて説明する。式1は放射線の進行方向
に対するサポートリブ6の厚みをaとしたときの、サポ
ートリブ6を通過する放射線量を示したものである。通
過するエネルギEである放射線に対するサポートリブ6
の吸収係数σ(E)とし、サポートリブ6を通過する前後
の線量をそれぞれ、μo 、μとすると、式1に示す関係
式が成立する。
【0019】
【数1】
【0020】式1に示すように、サポートリブ6をバス
ケット3外周部全面に亘って設けることで、放射性物質
5から放出された放射線は、必ずサポートリブ6を貫通
することになるので遮蔽効果が発生する。また、この場
合、サポートリブ6の板厚が厚いほど遮蔽性能が高いこ
とがわかる。
【0021】また、サポートリブ6が板状部材3Aの板
厚よりも厚さが厚くなっているので、伝熱性能の向上を
図ることもできる。ここで、サポートリブ6の厚みと除
熱性能との関係を図3を用いて説明する。放射性物質5
からの崩壊熱は、バスケット3の板状部材3Aを通過す
る熱流束aで外部に輸送される。サポートリブ6の熱伝
導が小さい場合、サポートリブ6内を通過する熱流束b
は小さく、主に熱は熱流束cで容器本体2側に伝熱され
る。このため、位置P1での温度は、位置P2での温度
より高くなり、熱流束dは熱流束cより小さくなる。
【0022】ところが、サポートリブ6の板厚と伝熱性
には比例の関係が成り立っているので、サポートリブ6
の板厚が厚くなる場合、サポートリブ6内の温度は均一
になるので、熱流束cは小さくなり熱流束dは増加し
て、両者の差は小さくなる。このため、サポートリブ
6、およびバスケット3の温度は低下し、収納容器の除
熱性能は向上する。すなわち、サポートリブ6の板厚を
増加することにより、遮蔽効果および伝熱性能の向上を
図ることができる。
【0023】(実施の形態2)図4は、本発明の実施の
形態2による放射性物質収納容器の横断面図である。本
実施の形態では、バスケット3の板状部材3Aのうち、
直径方向に設けられた2つの板状部材は厚板に形成され
ている。すなわち、直径方向に設けられた2つの板状部
材3A’の板厚は、他の板状部材3Aよりも厚くなって
いる。そして、板状部材3A’の両端はサポートリブ6
の内周面に接合されている。
【0024】本実施の形態によれば、厚板の板状部材3
A’を設けたことにより、サポートリブ6の強度を高め
ることができ、その結果、バスケット3の構造強度を一
層向上させることができる。
【0025】なお、直径方向に設けられた板状部材3
A’だけでなく、他の板状部材3Aを厚板にすることも
できる。
【0026】(実施の形態3)図5は、本発明の実施の
形態3による放射性物質収納容器の横断面図である。本
実施の形態では、サポートリブ6の外周面に伝熱性に優
れた伝熱部材7が張り合わされている。
【0027】このように構成すれば、強度はサポートリ
ブ6に、伝熱は伝熱部材7に、といった具合にそれぞれ
役割を分担することになるので、サポートリブ6の板厚
を厚くしたものと等価な効果が得られる。この場合、サ
ポートリブ6にはステンレス材を、伝熱部材7には銅も
しくはアルミニウムを用いることができる。また、サポ
ートリブ6自体を伝熱性に優れた材料で構成しても良
い。
【0028】なお、図5では、バスケット3に厚板の板
状部材3A’が設けられた例であるが、図1のような板
状部材3Aだけからなるバスケットでも、本実施の形態
は適用できる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
放射性物質の収納位置を保持するために設けられたバス
ケットの外周部に補強部材を設けたので、バスケットの
構造強度を向上させることができる。
【0030】また、補強部材がバスケット外周部に全周
面に亘って設けられているので、放射線に対する遮蔽性
能を向上させることもできる。
【0031】さらに、補強部材の厚さを厚くするか、ま
たは補強部材を伝熱性の良い材料で形成したり、補強部
材の外周に伝熱性の良い部材を張り合わせたりすれば、
除熱性能の良好なバスケット構造を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1による放射性物質収納容
器の横断面図である。
【図2】図1に示した放射性物質収納容器の、一部内部
構造を示した斜視図である。
【図3】バスケットおよびサポートリブにおける熱流束
を説明するための図である。
【図4】本発明の実施の形態2による放射性物質収納容
器の横断面図である。
【図5】本発明の実施の形態3による放射性物質収納容
器の横断面図である。
【符号の説明】
1 放射性物質収納容器 2 容器本体 3 バスケット 3A,3A’ 板状部材 4 蓋部 5 放射性物質 6 サポートリブ 7 伝熱部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G21F 5/012 G21F 5/00 J 5/10 N (72)発明者 金井 秀俊 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所原子力事業部内 (72)発明者 中山 忠和 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所原子力事業部内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有底筒形状の容器本体と、前記容器本体
    内に設けられ、放射性物質が収納される空間を仕切る板
    状部材が格子状に配置されたバスケットと、前記容器本
    体の開口端部に装着される蓋部とを備えた放射性物質収
    納容器において、 前記バスケットの外周部を補強する補強部材を、該バス
    ケット外周部に全周面に亘って設けたことを特徴とする
    放射性物質収納容器。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の放射性物質収納容器に
    おいて、 前記補強部材は、前記バスケットの板状部材のうち隣り
    合う板状部材の端部を互いに連結し、且つ前記板状部材
    の板厚よりも厚さが厚いことを特徴とする放射性物質収
    納容器。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の放射性物質収納
    容器において、 前記板状部材の少なくとも一つは他の板状部材よりも厚
    板に形成され、その厚板の板状部材の両端は前記補強部
    材に接合されていることを特徴とする放射性物質収納容
    器。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2に記載の放射性物質収納
    容器において、 前記補強部材は、伝熱性の良い材料で形成されているこ
    とを特徴とする放射性物質収納容器。
  5. 【請求項5】 請求項1又は2に記載の放射性物質収納
    容器において、 前記補強部材は、その外周面に伝熱性の良い部材が張り
    合わされていることを特徴とする放射性物質収納容器。
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