JP2002174693A - 放射性物質の輸送用容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】落下や転倒が生じた場合でも放射線の漏洩を防
止し、安全性および信頼性の向上した放射性物質の輸送
用容器を提供する。 【解決手段】輸送用キャスクはほぼ円筒状の本体１０を
備え、この本体内には、使用済燃料集合体を収納したキ
ャニスタ３０が収納されている。キャニスタの容器本体
３２の上端開口部は、一次蓋４２および二次蓋４４によ
って閉塞されている。容器本体３２の上端部外周には、
径方向外方に突出した環状のフランジ３３が一体に形成
されている。キャスク側の本体の上端部内には肩部１６
が形成され、この肩部は、キャニスタのフランジに対し
本体の底壁１８側に位置しているとともにキャニスタの
軸方向に沿ってフランジと所定の隙間を置いて対向し、
底壁側へのフランジの移動を規制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、発熱を伴う放射
性物質を収納し密閉容器、いわゆるキャニスタ、を輸送
するための輸送用容器、いわゆる輸送用キャスクに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】原子炉の使用済燃料に代表される高放射
性物質は、解体処理されるとともに、プルトニウム等の
再度燃料として使用可能な有用物質を回収するため、再
処理される。通常、使用済燃料は、電子力発電所でキャ
ニスタに収納され、更に、このキャニスタを輸送用キャ
スクに収納した状態で、トラック等により再処理施設に
搬送され貯蔵される。そして、このような使用済燃料は
高放射性物質であるため、これを収納した輸送用キャス
クは、放射性物質に対する高い密閉性および遮蔽性を有
していることが必要となる。

【０００３】通常、キャニスタは、底面が閉塞した筒状
の金属製の容器本体と、この容器本体内に配置されたバ
スケットと、を有し、使用済燃料は、バスケットによっ
て支持された状態で、容器本体内に複数体封入されてい
る。また、容器本体の上部開口は、一次蓋および二次蓋
によって閉塞されている。

【０００４】また、輸送用キャスクは、一般に、ステン
レス、炭素鋼等の金属によって形成されているとともに
上端が開口したキャスク本体と、例えば高分子材料の合
成樹脂により形成され容器本体の外周を覆った中性子遮
蔽体と、を備え、キャスク本体の上端開口は、ボルト止
めされた蓋体によって閉塞されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように構成された
輸送用キャスクでは、輸送時あるいは積み下ろし作業時
に落下や転倒等の事故が生じる恐れがあり、落下、転倒
によって大きな衝撃を受けた場合でも、蓋体の密閉機能
を十分に保持し、放射線に対するキャスクの密閉性およ
び遮蔽性を確実に担保する必要がある。

【０００６】そこで、輸送用キャスクは、衝撃等を受け
た場合でも蓋体が開いたり、あるいは、ずれたりしない
ように、また、容器本体の損傷が生じないように種々の
工夫がなされている。しかしながら、従来、この輸送用
キャスクに収納されたキャニスタについては、輸送用キ
ャスクが落下、転倒した際の対応について特別な配慮は
されていない。

【０００７】すなわち、輸送用キャスクが落下、転倒等
によって大きな衝撃を受けた場合、この輸送用キャスク
内に収納されたキャスクにも大きな衝撃が作用する。特
に、輸送用キャスクがその下端側から落下した際、キャ
ニスタは慣性によりキャスクの底壁に衝突し、同時に、
比較的重量の大きな一次蓋および二次蓋には底壁側に向
かう慣性力が作用する。この場合、キャニスタの容器本
体は、１６〜２０ｍｍ厚程度のステンレスで形成されて
いることから、上記のような衝撃および慣性力を受けた
際、座屈してしまう恐れがある。

【０００８】そして、容器本体が座屈した場合には、そ
の内部に収納されたバスケットおよび使用済燃料集合体
が損傷するとともに、容器本体に亀裂が生じる恐れもあ
る。そして、このようにバスケット、使用済燃料集合
体、あるいは容器本体が損傷した場合、放射線が漏洩し
輸送用キャスクの健全性を担保することが困難となる。

【０００９】この発明は以上の点に鑑みなされたもの
で、その目的は、落下や転倒が生じた場合でも高い密閉
性を維持でき、安全性および信頼性の向上した放射性物
質の輸送用容器を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る輸送用容器は、放射性物質を収納す
る密閉容器と、底壁および上端開口を有し内部に上記密
閉容器が収納された本体と、上記上端開口を閉塞した蓋
体と、を備え、放射性物質を輸送するための輸送用容器
において、上記密閉容器は、閉塞した下端部と上端開口
部とを有しているとともに内部に放射性物質が収納され
るほぼ筒状の金属製の容器本体と、上記容器本体の上端
開口部を閉塞した一次蓋および二次蓋と、上記上端開口
部において上記容器本体から径方向外方に突出した突出
部と、を備え、上記本体は、上記密閉容器の突出部に対
向して位置し、上記底壁側への上記突出部の移動を規制
する位置規制部を有していることを特徴としている。

【００１１】上記構成の輸送用容器によれば、密閉容器
の容器本体には突出部が設けられ、この突出部は本体に
設けられた位置規制部と対向して位置している。そのた
め、輸送中あるいは積み下ろし作業中に輸送用容器が落
下あるいは転倒した際、特に、輸送用容器がその下端部
側から落下した際、密閉容器の一次蓋および二次蓋に作
用する慣性力により容器本体が座屈する方向に変形しよ
うとした場合、突出部が本体の位置規制部に当接し、底
壁方向の変位が規制される。

【００１２】従って、一次蓋および二次蓋に作用する慣
性力が上記位置規制部によって受け止められ、容器本体
の変形が防止される。そのため、輸送用容器がその下端
部側から落下した場合でも、密閉容器の座屈を防止し、
この密閉容器に収納された放射性物質および密閉容器自
体の損傷を低減することができる。その結果、落下や転
倒が生じた場合でも放射線漏洩を防止でき、安全性およ
び信頼性の向上した放射性物質の輸送用容器を実現する
ことができる。

【００１３】また、この発明に係る輸送貯蔵用密閉容器
によれば、上記密閉容器の容器本体は、上端開口部の外
周側に全周に亘って形成され上記突出部を構成した環状
のフランジを一体的に備えていることを特徴としてい
る。更に、この発明に係る輸送用容器によれば、上記本
体は、上記上端開口の近傍に設けられ上記位置規制部を
構成した環状の肩部を有していることを特徴としてい
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら、この発
明の実施の形態に係る輸送用キャスクについて詳細に説
明する。図１および図２に示すように、本実施の形態に
係る輸送用キャスク１１は、ステンレス、炭素鋼等の金
属によって形成されたほぼ円筒状の本体１０と、本体の
外側に隙間を置いて、かつ、本体１０と同軸的に配置さ
れ、キャスク外面を構成した外筒１２と、容器本体１０
と外筒１２との間に設けられ中性子遮蔽体として機能す
る、例えば、水素を含有した高分子材料からなるレジン
層１４と、を備えている。本体１０はその上端が開口し
ているとともに、下端は、この本体の下端に溶接された
底壁１８によって閉塞されている。

【００１５】図１および図２に示すように、本体１０の
上端部の内径は、他の部分よりも大きく設定され、段付
き状に形成されている。これにより、本体１０の上端部
内には、位置規制部として機能する環状の肩部１６が設
けられている。この肩部１６は、本体１０と同軸的に位
置しているとともに、本体１０の上端開口部側に面して
いる。

【００１６】また、本体１０の上端開口は、ステンレ
ス、炭素鋼等の金属からなる蓋体２０によって閉塞され
ている。この蓋体２０は、複数のボルト２１により本体
１０の上端面にボルト止めされている。

【００１７】更に、輸送用キャスク１０は、本体１０の
上端部および下端部にそれぞれ装着された衝撃吸収体、
すなわち、ショックアブソーバ２２、２４を備えてい
る。これらのショックアブソーバ２２、２４は衝撃吸収
材として、例えば木材によってほぼ円板状に形成されて
いる。

【００１８】そして、ショックアブソーバ２２は、本体
１０の上端部に嵌合およびねじ止めされ、蓋体２０の外
面全体を覆っている。また、ショックアブソーバ２４
は、本体１０の下端部に嵌合およびねじ止めされ、底壁
１８の外面全体を覆っている。

【００１９】一方、輸送用キャスク１１の本体１０内に
は、密閉容器としてのキャニスタ３０が収納され、更
に、このキャニスタ３０内には、放射性物質としての使
用済燃料集合体が収納されている。

【００２０】詳細に述べると、図１および図２に示すよ
うに、キャニスタ３０は、下端が閉塞されているととも
に上端開口部３０ａを有したほぼ円筒状の容器本体３２
を備えている。この容器本体３２は、例えば、ＳＵＳ３
２９Ｊ４Ｌ、ＳＵＳ３２９Ｊ３Ｌ、ＮＩ基合金等の腐食
しにくい金属によって形成されている。

【００２１】そして、容器本体３２は、キャスク１１側
の本体１０の内径よりも僅かに小さな外径を有し、本体
１０内に挿入可能となっている。また、容器本体３２
は、その上端部外周に一体的に形成された環状のフラン
ジ３３を有している。このフランジ３３は、容器本体３
２の径方向外方に突出し、この発明における突出部とし
て機能する。

【００２２】容器本体３２内には、バスケット３４によ
り支持された状態で、使用済燃料集合体３６が複数体封
入されている。バスケット３４は、ボロン（Ｂ）とアル
ミニウム又はＳＵＳとの複合材料によって構成されてい
る。使用済燃料集合体３６は、例えば、原子炉の使用済
燃料であり、崩壊熱に伴う発熱と放射線の発生を伴う放
射性物質を含んでいる。そして、キャニスタ３０は、封
入された放射性物質が外部に漏洩しないよう、溶接密閉
構造を有している。また、容器本体３２内には、ヘリウ
ムガスが負圧状態あるいは正圧状態で充填されている。

【００２３】すなわち、容器本体３２の上端部内周面に
は複数、例えば４つの支持台３８が固定され、円周方向
に沿って互いに等間隔離間して設けられている。この支
持台３８上には、円環状の支持板を介して、円盤状の遮
蔽板４０が載置され、容器本体３２の上端開口部を閉塞
している。

【００２４】そして、容器本体３２の上端開口部３２ａ
内には、遮蔽板４０に重ねて円盤状の一次蓋４２が装着
され、容器本体の上端開口３２ａを閉塞している。ま
た、一次蓋４８の外周部の上端側部分は、全周に亘っ
て、容器本体３２の内周面に溶接されている。

【００２５】更に、容器本体３２の上端開口部３２ａに
は、一次蓋４２に重ねて円盤状の二次蓋４４が装着され
ている。二次蓋４４は、容器本体３２の上端面上に載置
され、かつ、この上端面に溶接されている。二次蓋４４
の内面には、複数の凹所４６が形成されている。そし
て、二次蓋４４の内面は、これらの凹所４６を除き、一
次蓋４２の上面に密着している。

【００２６】これら複数の凹所４６によって一次蓋４２
と二次蓋４４との間には、モニタリングの検査空間とし
て機能する密閉空間が形成され、この密閉空間内は不圧
あるいは正圧に維持されている。これにより、キャニス
タ３０内部と外部との間に圧力障壁が形成され、モニタ
リングが可能となる。

【００２７】このように、容器本体３２の上端開口３２
ａは、遮蔽板４０、一次蓋４２、および二次蓋４４によ
って気密に閉塞されている。これら遮蔽板４０、一次蓋
４２、および二次蓋４４は、例えばステンレス等の金属
によって形成されている。

【００２８】上記のように構成されたキャニスタ３０
は、輸送用キャスク１１の本体１０内に同軸的に収納さ
れ、底壁１８上に載置されている。この状態において、
本体１０の上端内部に設けられた肩部１６は、キャニス
タ３０のフランジ３３に対し底壁１８側に位置している
とともに、キャニスタ３０の軸方向に沿ってフランジ３
３と所定の隙間Ｇ、例えば５ｍｍの隙間を置いて対向し
ている。

【００２９】以上のように構成された輸送用キャスク１
１によれば、キャニスタ３０の容器本体３２にはフラン
ジ３３が設けられ、このフランジ３３はキャスクの本体
１０に設けられた肩部１６と対向して位置している。そ
のため、輸送中あるいは積み下ろし作業中に輸送用キャ
スク１１が落下あるいは転倒した際、特に、輸送用キャ
スク１１がその下端部側から落下した際、キャニスタ３
０の一次蓋４２および二次蓋４４に作用する慣性力によ
り、容器本体３２が座屈する方向に変形しようとした場
合でも、キャニスタのフランジ３３が本体１０側の肩部
１６に当接し、底壁１８方向の変位が規制される。すな
わち、一次蓋４２よび二次蓋４４に作用する慣性力を、
本体１０の肩部１６によって受け止め、容器本体３２の
変形を防止することができる。

【００３０】従って、輸送用キャスク１１がその下端部
側から落下した場合でも、キャニスタ３０の座屈を防止
し、このキャニスタに収納された使用済燃料集合体３６
およびキャニスタ自体の損傷を低減することができる。
その結果、落下や転倒が生じた場合でも放射線漏洩を防
止でき、安全性および信頼性の向上した輸送用キャスク
を実現することができる。

【００３１】なお、上述した実施の形態において、キャ
ニスタ３０の二次蓋４４は容器本体３２の上端面に載置
され、この上端面に溶接された構成としたが、図３に示
すこの発明の第２の実施の形態のように、二次蓋４４を
容器本体３２の上端開口部３２ａ内に配置し、二次蓋の
外周面上部を容器本体３２の上端開口部内周面に溶接す
る構成としても良い。

【００３２】他の構成は前述した実施の形態と同一であ
り、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な
説明を省略する。そして、このように構成された第２の
実施の形態においても、前述した実施の形態と同様の作
用効果を得ることができる。

【００３３】その他、この発明は上述した実施の形態に
限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能
である。例えば、キャニスタの容器本体に設けられ突出
部として機能するフランジは、容器本体の全周に亘って
設けられている場合に限らず、円周方向に隙間を置いて
複数設ける構成としても良い。また、この突出部は、容
器本体と一体の場合に限らず、別体に形成された突出部
を容器本体に溶接する構成としても良い。更に、中性子
遮蔽材、衝撃吸収材等の材質、形状等は上述した実施の
形態に限定されることなく、必要に応じて種々選択可能
である。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、落下や転倒が生じた場合でも、収納された密閉容器
および放射性物質の損傷を防止でき、放射線の漏洩を防
止し、安全性および信頼性の向上した放射性物質の輸送
用容器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態に係る輸送用キャスクの
縦断面図。

【図２】上記輸送用キャスクの本体上部、および輸送用
キャスクに収納されたキャニスタの上端部を拡大して示
す断面図。

【図３】この発明の第２の実施の形態に係る輸送用キャ
スクの要部を拡大して示す、図２に対応の断面図。

【符号の説明】

１０…本体 １２…外筒 １４…レジン層 １６…肩部 ２０…蓋体 ２２、２４…ショックアブソーバ ３０…キャニスタ ３２…容器本体 ３２ａ…上端開口部 ３３…フランジ ３６…使用済燃料集合体 ４２…一次蓋 ４４…二次蓋

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放射性物質を収納する密閉容器と、底壁お
   よび上端開口を有し内部に上記密閉容器が収納された本
   体と、上記上端開口を閉塞した蓋体と、を備え、放射性
   物質を輸送するための輸送用容器において、 上記密閉容器は、閉塞した下端部と上端開口部とを有し
   ているとともに内部に放射性物質が収納されるほぼ筒状
   の金属製の容器本体と、上記容器本体の上端開口部を閉
   塞した一次蓋および二次蓋と、上記上端開口部において
   上記容器本体から径方向外方に突出した突出部と、を備
   え、 上記本体は、上記密閉容器の突出部に対向して位置し、
   上記底壁側への上記突出部の移動を規制する位置規制部
   を有していることを特徴とする輸送用容器。
2. 【請求項２】上記位置規制部は、上記突出部に対し上記
   底壁側に位置しているとともに上記密閉容器の軸方向に
   沿って上記突出部と所定の隙間を置いて対向しているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の輸送用容器。
3. 【請求項３】上記密閉容器の容器本体は、上端開口部の
   外周側に全周に亘って形成され上記突出部を構成した環
   状のフランジを一体的に備えていることを特徴とする請
   求項１又は２に記載の輸送用容器。
4. 【請求項４】上記本体は、上記上端開口の近傍に設けら
   れ上記位置規制部を構成した環状の肩部を有しているこ
   とを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載
   の輸送用容器。
5. 【請求項５】上記本体の周囲を覆った中性子遮蔽体を備
   えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか
   １項に記載の輸送用容器。
6. 【請求項６】上記本体の上端部に装着され、上記蓋体の
   外面全体を覆った上部衝撃吸収体と、上記本体の下端部
   に装着され、上記底壁の外面全体を覆った下部衝撃吸収
   体と、を備えていることを特徴とする請求項１ないし５
   のいずれか１項に記載の輸送用容器。