JP2002250790A

JP2002250790A - キャスク

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Publication number: JP2002250790A
Application number: JP2001051161A
Authority: JP
Inventors: Masanari Osono; 勝成大園; Hisahiro Matsuoka; 寿浩松岡; Shinji Okame; 信二大亀
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-02-26
Filing date: 2001-02-26
Publication date: 2002-09-06
Anticipated expiration: 2021-02-26
Also published as: JP3600535B2; US20020118786A1; TW552589B; KR100484705B1; EP1235231A1; US6898258B2; KR20020069503A

Abstract

(57)【要約】【課題】キャスクの熱伝導効率を向上すること。【解決手段】胴本体１０１のキャビティ１０２内の形
状をバスケット１３０の外形に合わせたものとする。こ
のバスケット１３０は、板状部材１３５を交互に直交さ
せて積み重ねた構造である。板状部材１３５の外周には
伝熱板が設けられている。これにより、バスケット１３
０とキャビティ１０２とが広い面積で接触状態になるか
ら熱伝導効率が向上する。

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、燃焼を終えた使
用済み燃料集合体を収容、貯蔵するものであって、熱伝
導効率を向上すること、使用済み燃料集合体の収容数を
増加すること、コンパクト化或いは軽量化することので
きるキャスクに関する。

【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（１〜３年間）冷却される。その
後、遮蔽容器であるキャスクに収納され、トラック等で
再処理施設に搬送、貯蔵される。使用済み燃料集合体を
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。当該使用済み
燃料集合体は、当該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、これにより、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。以下に
本発明の開発にあたり、その前提となったキャスクにつ
いて説明する。なお、下記内容は、説明の便宜のために
示すものであり、いわゆる公知、公用に該当することを
意味するものではない。

【０００４】図２４は、キャスクの一例を示す斜視図で
ある。図２５は、図２４に示したキャスクの軸方向断面
図である。キャスク５００は、筒形状の胴本体５０１
と、胴本体５０１の外周に設けた中性子遮蔽体であるレ
ジン５０２と、その外筒５０３、底部５０４および蓋部
５０５から構成されている。胴本体５０１および底部５
０４は、γ線遮蔽体である炭素鋼製の鍛造品である。ま
た、蓋部５０５は、ステンレス鋼製等の一次蓋５０６お
よび二次蓋５０７からなる。胴本体５０１と底部５０４
は、突き合わせ溶接により結合してある。一次蓋５０６
および二次蓋５０７は、胴本体５０１に対してステンレ
ス製等のボルトにより固定されている。蓋部５０５と胴
本体５０１との間には、金属製のＯリングが介在し、内
部の気密を保持している。

【０００５】胴本体５０１と外筒５０３との間には、熱
伝導を行う複数の内部フィン５０８が設けられている。
内部フィン５０８は、熱伝導効率を高めるためその材料
には銅を用いる。レジン５０２は、この内部フィン５０
８により形成される空間に流動状態で注入され、冷却す
ることで固化形成する。バスケット５０９は、６９本の
角パイプ５１０を図２４のような束状に集合させた構造
であり、胴本体５０１のキャビティ５１１内に略拘束状
態で挿入してある。

【０００６】当該角パイプ５１０は、挿入した使用済み
燃料集合体が臨界に達しないように中性子吸収材（ホウ
素：Ｂ）を混合したアルミニウム合金からなる。なお、
キャスク本体５１２の両側には、キャスク５００を吊り
下げるためのトラニオン５１３が設けられている（一方
は省略）。また、キャスク本体５１２の両端部には、内
部に緩衝材として木材などを組み込んだ緩衝体５１４が
取り付けられている（一方は省略）。

【０００７】なお、上記バスケット５０９には、角パイ
プ５１０を束状に集合させたもののみならず、菓子折り
形や鋳造一体構造のものを用いることもある。菓子折り
形のバスケットは、矩形板状のバスケット材料の両側に
切り込みを入れ、この切り込みをもって直交させ交互に
組みたてることで構成する。これにより複数のセルを有
するバスケットを形成することができる。また、鋳造一
体構造のバスケットは、鋳造によってバスケット全体を
成形し、そのセルは、中子を用いて成形するか或いは機
械加工によって形成するようにする。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、実際に上記
キャスク５００を製作する場合には、通常、使用済み燃
料集合体の収容数、寸法および重量などの設計条件につ
いて検討する必要がある。具体的には、その収容数が多
いうえ、外径が小さく、重量の軽いキャスクが好ましい
ものといえる。ところが、上記キャスク５００の構成に
よれば、キャビティ５１１内面に対して最外周の角パイ
プ５１０で線接触することになるから（これは菓子折り
形のバスケットも鋳造一体構造のバスケットも同じであ
る）、バスケット５０９とキャビティ５１１の間に空間
Ｓが生じ、セル５１５から胴本体５０１への熱伝導が効
率的に行えない。また、空間Ｓの存在により胴本体５０
１の径が大きくなってしまうため、キャスク５００が重
くなってしまう。

【０００９】これに対し、キャスク外部に漏れる放射線
量は、中性子およびγ線の総量で規制されているから、
キャスク５００の軽量化を図るには胴本体５０１の厚さ
を小さくすればよいことになる。しかし、γ線遮蔽体で
もあるから、胴本体５０１側に、γ線遮蔽機能を確保す
るだけの厚さが要求されることになる。また、上記キャ
スク５００では、従来にない６９個の燃料集合体を収容
可能にしているが、所定重量に納めるため当該構成で胴
本体５０１の径を小さくすると、使用済み燃料集合体の
収容数が少なくなってしまう。

【００１０】この発明は、上記に鑑みてなされたもので
あって、熱伝導効率を向上すること、使用済み燃料集合
体の収容数を増加すること、コンパクト化或いは軽量化
すること、のいずれかの条件を満たすキャスクを提供す
ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１にかかるキャスクは、中性子吸収性能を
有する矩形の板状部材の両縁に一定間隔をもって切込部
を設けると共に当該切込部同士を相互に差し込むように
前記板状部材を直交して交互に積み重ねて構成した角断
面形状のバスケットと、γ線の遮蔽を行うと共にキャビ
ティ内をバスケットの外形に合わせた形状とした胴本体
と、胴本体の外周に配置した中性子遮蔽体とを備え、前
記キャビティ内に挿入したバスケットの各セル内に使用
済み燃料集合体を収容することを特徴とする。

【００１２】使用済み燃料集合体は、放射線を発生する
と共に崩壊熱を伴う。この使用済み燃料集合体は、バス
ケットのセル内に収容することになるが、ここで、胴本
体のキャビティ内をバスケットの外形に合わせた形状に
することで、当該バスケットをキャビティ内に挿入した
場合に、外側の板状部材（特に角断面形状の部分）がキ
ャビティ内面に接触した状態になる。また、キャビティ
内の形状をバスケットの外形に合わせたことで、バスケ
ットとキャビティとの空間をなくすか或いは微小にでき
る。このため、前記崩壊熱は、内部に導入するヘリウム
ガスや直接接触部分を介して、バスケットから胴本体へ
と効率的に伝導する。

【００１３】また、キャビティ内の空間を微小或いは無
くしたことにより、胴本体の外径を小さくすることがで
きる。反対に、胴本体の外径を、図２５に示したような
胴本体と同じくした場合、より多くのセルを形成でき
る。なお、上記接触状態とは、完全かつ常時、キャビテ
ィ内面とバスケット外面とが接触している必要はなく、
僅かな隙間が存在したり一時的に接触が解かれる場合が
あることを含むものとする。また、上記板状部材には、
実施の形態３に示すような中空構造のものも含まれる。

【００１４】さらに、前記板状部材は中性子吸収機能を
有するから、使用済み燃料集合体を収納した場合でも臨
界に達することはない。また、使用済み燃料集合体から
発生したγ線は胴本体により遮蔽されると共に、中性子
は中性子遮蔽体により遮蔽される。

【００１５】また、請求項２にかかるキャスクは、中性
子吸収性能を有すると共に使用済み燃料集合体を収納す
る複数のセルを鋳造一体成形した角断面形状のバスケッ
トと、γ線の遮蔽を行うと共にキャビティ内をバスケッ
トの外形に合わせた形状とした胴本体と、胴本体の外周
に配置した中性子遮蔽体とを備え、前記キャビティ内に
挿入したバスケットの各セル内に使用済み燃料集合体を
収容することを特徴とする。

【００１６】バスケットを鋳造一体成形し、この角断面
形状を持つバスケットの外形に胴本体のキャビティ内形
を合わせることで、上記同様、バスケット外面がキャビ
ティ内面に接触した状態になる。また、キャビティ内の
形状をバスケットの外形に合わせたことで、バスケット
とキャビティとの空間をなくすか或いは微小にできる。
このため、前記崩壊熱は、内部に導入するヘリウムガス
や直接接触部分を介して、バスケットから胴本体へと効
率的に伝導する。さらに、胴本体の外径を小さくするこ
とができる。反対に、胴本体の外径を、図２５に示した
ような胴本体と同じくした場合、より多くのセルを形成
できる。

【００１７】また、請求項３にかかるキャスクは、上記
キャスクにおいて、前記キャビティ内の一部を、前記バ
スケットの外形に合わせた形状にしたことを特徴とす
る。このように、キャビティ内の全てをバスケットの外
形に合わせる必要はなく、その一部を合わせることによ
っても、上記請求項１または２にかかるキャスクと同質
の作用、効果を得ることができる。すなわち、キャビテ
ィ内の一部をバスケットの外形に合わせることで、キャ
ビティ内面とバスケットとの接触面積を確保できると共
にキャビティ内の空間を小さくすることができる。この
ため、熱伝導を効率的に行うことができるようになる。
また、空間を縮小した分、胴本体の外径を小さくするこ
とができ、反対に胴本体の外径をそのままにすること
で、使用済み燃料集合体の収容数を増加させることがで
きる。

【００１８】また、請求項４にかかるキャスクは、上記
キャスクにおいて、さらに、ダミーパイプを設けると共
に、前記キャビティ内であって胴本体の厚さに余裕があ
る部分を当該ダミーパイプに合わせた形状にし、前記ダ
ミーパイプを、前記板状部材に接する状態でバスケット
と共にキャビティ内に挿入したことを特徴とする。

【００１９】キャスク内をバスケットの外形に合わせた
形状にした場合、胴本体の厚さが不均一になるが、胴本
体はγ線を遮蔽するものであって所定厚が確保できれば
それ以外の厚み部分はキャスクの重量を増加させる原因
となる。そこで、このキャスクでは、キャビティ内であ
って厚さに余裕がある部分にダミーパイプに合わせた形
状を設け、当該ダミーパイプを挿入することで軽量化を
図るようにしている。

【００２０】また、板状部材に接する状態で挿入するの
で、バスケットと胴本体との伝熱の媒介役を果たす。ま
た、積み重ねた板状部材を固定する機能を持たせること
もできる。なお、ダミーパイプの形状および個数は、必
要により適宜選択する。また、板状部材に接する状態と
は、上記同様に完全かつ常時、接している必要はないこ
とを意味するものとする。

【００２１】また、請求項５にかかるキャスクは、上記
キャスクにおいて、さらに、前記ダミーパイプの両端を
塞いだことを特徴とする。ダミーパイプの両端を塞ぐこ
とにより燃料取扱施設において純水を注入した際、当該
ダミーパイプ内に純水が侵入しないので、その結果、純
水の注入量が少なくなってキャスクを軽量化できる。ま
た、両端を塞いだダミーパイプは、燃料を収納しないセ
ルに挿入してもよいし、燃料を収納しない角パイプをダ
ミーパイプとしてもよい。また、角パイプにより構成し
たバスケットに設けるようにしてもよい（請求項６）。

【００２２】また、請求項７にかかるキャスクは、上記
キャスクにおいて、さらに、両端を塞いだダミーパイプ
内にヘリウムガスなどの熱伝導媒体を封入することを特
徴とする。これにより、キャスクの軽量化と共に熱伝導
性を向上できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、この発明にかかるキャスク
につき図面を参照しつつ詳細に説明する。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。ま
た、この発明の構成要素には、当該分野の当業者が容易
に想定できるものが含まれることは言うまでもない。

【００２４】［実施の形態１］図１は、この発明の実施
の形態１にかかるキャスクを示す斜視図である。図２
は、図１に示したキャスクの軸方向断面図である。図３
は、図１に示したキャスクの径方向断面図である。この
実施の形態１にかかるキャスク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、後述する専用の加工装置によってフ
ライス加工する。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。前
記胴本体１０１と底板１０４は、溶接により結合する。
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。

【００２５】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が充填されている。また、胴本体１
０１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、前記レジン１０６
は、この内部フィン１０７によって形成される空間に流
動状態で注入され、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１
０８が設けられる。この熱膨張しろ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１０
５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り形成する（図示省
略）。

【００２６】蓋部１０９は、一次蓋１１０と二次蓋１１
１により構成される。この一次蓋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。

【００２７】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１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材
１１５を取り外して緩衝体１１８を取り付ける（図２参
照）。緩衝体１１８は、ステンレス鋼材により作成した
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。

【００２８】図４は、図１に示したバスケットの組立図
である。このバスケット１３０は、矩形の板状部材１３
５を直交して交互に積み上げて構成したものである。矩
形の板状部材１３５の両側には、一定間隔をもって切込
部１３６が形成され、この切込部１３６の間隔はセル
幅、すなわち使用済み燃料集合体の幅によって決定され
る。矩形の板状部材１３５は、この切込部１３６が相互
に差し込むように直交して交互に積み重ねられる。これ
によって、全体的に複数のセルを有するバスケット１３
０が構成される。また、板状部材１３５の材料には、Ａ
ｌまたはＡｌ合金粉末に中性子吸収性能を持つ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。

【００２９】図５は、上記板状部材の製造方法を示すフ
ローチャートである。まず、アトマイズ法などの急冷凝
固法によりＡｌまたはＡｌ合金粉末を作製すると共に
（ステップＳ４０１）、ＢまたはＢ化合物の粉末を用意
し（ステップＳ４０２）、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Ｓ４０３）。

【００３０】前記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−Ｆ
ｅ系アルミニウム合金などを用いることができる。ま
た、前記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％より多くなると引っ張りに
対する延びが低下するためである。

【００３１】つぎに、混合粉末をラバーケース内に封入
し、ＣＩＰ（Cold Isostatic Press）により常温で全方
向から均一に高圧をかけ、粉末成形を行う（ステップＳ
４０４）。ＣＩＰの成形条件は、成形圧力を２００ＭＰ
ａとし、成形品の直径が６００ｍｍ、長さが１５００ｍ
ｍ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り、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。

【００３２】続いて、前記粉末成形品を缶に真空封入
し、３００℃まで昇温する（ステップＳ４０５）。この
脱ガス工程に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 ）により再成形する（ステップＳ４０
６）。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Ｓ４０７）、ポ
ートホール押出機を用いて当該ビレットを熱間押出しす
る（ステップＳ４０８）。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／ｍｉ
ｎとする。なお、この条件は、Ｂの含有量により適宜変
更する。つぎに、押出成形後、引張矯正を施すと共に
（ステップＳ４０９）、非定常部および評価部を切断
し、板状部材１３５とする（ステップＳ４１０）。そし
て、板状部材１３５に複数の切込部１３６を機械加工に
よって形成する（ステップＳ４１１）。

【００３３】図６の（ａ）は、図３に示したダミーパイ
プを示す斜視図である。図３に示すように、キャビティ
１０２のうちセル数が５個または７個となるセル列の両
側には、それぞれダミーパイプ１３３が挿入されてい
る。このダミーパイプ１３３は、胴本体１０１の重量を
軽減すると共に胴本体１０１の厚みを均一化することを
目的とする。特に、厚みの均一化は、胴本体の特定部分
に応力が集中するのを防止するのに効果がある。また、
バスケット１３０を確実に固定する目的で用いることも
できる。このダミーパイプ１３３の材料にはボロン入り
アルミニウム合金を用い、上記同様の工程により製作す
る。

【００３４】また、ダミーパイプ１３３は角パイプ状で
あるが、その両端は蓋１３３ａによって閉じられている
（図３では蓋は図示省略）。蓋１３３ａを溶接してダミ
ーパイプ１３３内を密封すれば、燃料取扱施設において
純水を注入した際、当該ダミーパイプ１３３内に純水が
侵入しないので、キャスク軽量化の効果がある。具体的
には、キャスクの重量が制限されるのは、燃料収納後、
キャスク内に水が入った状態でキャスクピットから吊り
上げるとき、燃料取り出しの為に注水し、キャスクピッ
トに吊り降ろすときであり、ダミーパイプ１３３内に純
水が侵入しないことによって当該吊り上げ又は吊り降ろ
しのときのキャスク重量が小さくなることを意味する。

【００３５】また、ダミーパイプ１３３の内部を密封す
ることにより、内部に別の材料を充填することもでき
る。例えば内部にヘリウムガスを予め充填しておくこと
で、貯蔵の際のヘリウムガス導入作業を容易にできる。
また、ヘリウムガスを封入することにより貯蔵時の熱伝
導性を向上させることができる。なお、ヘリウムガスを
導入する場合には、一方の蓋１３３ａにバルブを設ける
ようにするのが好ましい。また、ガス導入後はバルブを
封止するようにするのが好ましい。ヘリウムガスのほ
か、熱伝導性の高い気体或いは流体を封入することでキ
ャスクの熱伝導性を高めることができる。また、ダミー
パイプ１３３の内部に上記レジンを封入することもでき
る。このようにすれば、デッドスペースとなるダミーパ
イプ１３３の内部空間を有効利用して、中性子吸収性能
を向上させることができる。

【００３６】図６の（ｂ）は、ダミーパイプの変形例を
示す斜視図である。同図に示すように、ダミーパイプ１
３４の断面形状が扇形になるようにしてもよい。この場
合、キャビティ１０２のダミーパイプ対応部分が曲面に
なる（図示省略）。また、両側に蓋１３４ａを溶接する
ことで内部を密封し、この中にヘリウムガスやレジンを
導入できるのは、図６の（ａ）に示したダミーパイプ１
３３と同様である。

【００３７】つぎに、ダミーパイプ１３３は、上記のよ
うに胴本体１０１の重量を軽減すると共に胴本体１０１
の厚みを均一化することを目的とするから、必ずしも密
封構造であることを要しない。このため、ダミーパイプ
１３３の蓋１３３ａを省略してもよいし、図７の（ａ）
に示すような、断面がＨ字形状のダミー部材１３７に代
替することもできる。また、図７の（ｂ）に示すよう
な、断面がＮ字形状のダミー部材１３８を用いることも
できる。特に、断面がＮ字形状の場合は、弾性変形させ
て挿入することで、バスケット１３０を確実に固定する
ことができる。なお、上記ダミーパイプ１３３は省略す
ることもできる。

【００３８】つぎに、胴本体１０１のキャビティ１０２
の加工について説明する。図８はキャビティ１０２の加
工装置を示す概略斜視図である。この加工装置１４０
は、胴本体１０１内を貫通すると共にキャビティ１０２
内に載置固定される固定テーブル１４１と、固定テーブ
ル１４１上を軸方向に摺動する可動テーブル１４２と、
可動テーブル１４２上にて位置決め固定されているサド
ル１４３と、サドル１４３上に設けられスピンドル１４
４および駆動モータ１４５からなるスピンドルユニット
１４６と、スピンドル軸に設けたフェースミル１４７と
から構成されている。また、スピンドルユニット１４６
上には、キャビティ１０２内形状に従って当接部を成形
した反力受け１４８が設けられている。この反力受け１
４８は、着脱自在であって蟻溝（図示省略）に沿って図
中矢印方向にスライドする。また、反力受け１４８は、
スピンドルユニット１４６に対するクランプ装置１４９
を有しており、所定位置にて固定することができる。

【００３９】さらに、固定テーブル１４１の下部溝内に
は、複数のクランプ装置１５０が取り付けられている。
このクランプ装置１５０は、油圧シリンダ１５１と、油
圧シリンダ１５１の軸に設けたくさび状の移動ブロック
１５２と、当該移動ブロック１５２と傾斜面で当接する
固定ブロック１５３とから構成されており、図中斜線部
側を固定テーブル１４１の溝内面に取り付けるようにす
る。油圧シリンダ１５１の軸を駆動すると、移動ブロッ
ク１５２が固定ブロック１５３に当接し、くさびの効果
により移動ブロック１５２が多少下方に移動する（図中
点線で示す）。これにより、移動ブロック１５２の下面
がキャビティ１０２内面に押し当てられるから、固定テ
ーブル１４１をキャビティ１０２内で固定することがで
きる。

【００４０】また、胴本体１０１はローラからなる回転
支持台１５４上に載せられており、径方向に回転自在と
なる。また、スピンドルユニット１４６とサドル１４３
との間にスペーサ１５５をかますことにより、固定テー
ブル１４１上のフェースミル１４７の高さを調整するこ
とができる。サドル１４３は、可動テーブル１４２に設
けたハンドル１５６を回転させることにより胴本体１０
１の径方向に移動する。可動テーブル１４２は、固定テ
ーブル１４１の端部に設けたサーボモータ１５７とボー
ルネジ１５８により移動制御される。なお、加工が進む
につれてキャビティ１０２内の形状が変わるので、反力
受け１４８やクランプ装置１５０の移動ブロック１５２
を適当な形状のものに変更する必要がある。

【００４１】図９は、キャビティの加工方法を示す概略
説明図である。まず、クランプ装置１５０および反力受
け１４８により固定テーブル１４１をキャビティ１０２
内の所定位置にて固定する。つぎに、同図（ａ）に示す
ように、固定テーブル１４１に沿ってスピンドルユニッ
ト１４６を所定の切削速度にて移動させ、フェースミル
１４７によるキャビティ１０２内の切削を行う。当該位
置での切削が完了すると、クランプ装置１５０を外して
固定テーブル１４１を解放する。つぎに、同図（ｂ）に
示すように、回転支持台１５４上で胴本体１０１を９０
度回転させ、クランプ装置１５０にて固定テーブル１４
１を固定する。そして、上記同様にフェースミル１４７
にて切削を行う。以降、前記同様の工程をさらに２回繰
り返す。

【００４２】つぎに、スピンドルユニット１４６を１８
０度回転させ、同図（ｃ）に示すように、順次、キャビ
ティ１０２内の切削を行う。この場合も、上記同様に胴
本体１０１を９０度回転させながら加工を繰り返す。つ
ぎに、同図（ｄ）に示すように、スピンドルユニット１
４６にスペーサ１５５をかませることで当該スピンドル
ユニット１４６の位置を高くする。そして、当該位置に
てフェースミル１４７を軸方向に送り、キャビティ１０
２内の切削を行う。これを９０度回転させながら繰り返
すことで、バスケット１３０を挿入するのに必要な形状
がほぼ完成する。なお、ダミーパイプ１３３を挿入する
部分の切削も、同図（ｄ）に示すのと同様にして行えば
よい。但し、スピンドルユニット１４６の高さを調整す
るスペーサ厚は、ダミーパイプ１３３の一辺と同じにす
る。

【００４３】キャスク１００に収容する使用済み燃料集
合体は、核分裂性物質および核分裂生成物などを含み、
放射線を発生すると共に崩壊熱を伴うため、キャスク１
００の除熱機能、遮蔽機能および臨界防止機能を貯蔵期
間中（６０年程度）、確実に維持する必要がある。この
実施の形態１にかかるキャスク１００では、胴本体１０
１のキャビティ１０２内を機械加工してバスケット１３
０の外周面を密着状態（略空間なし）で挿入するように
しており、さらに、胴本体１０１と外筒１０５との間に
内部フィン１０７を設けている。このため、燃料棒から
の熱は、バスケット１３０或いは充填したヘリウムガス
を通じて胴本体１０１に伝導し、主に内部フィン１０７
を通じて外筒１０５から放出されることになる。以上か
ら、バスケット１３０からの熱伝導率が向上し、崩壊熱
の除熱を効率的に行うことができるようになる。

【００４４】また、使用済み燃料集合体から発生するγ
線は、炭素鋼あるいはステンレス鋼からなる胴本体１０
１、外筒１０５、蓋部１０９などにおいて遮蔽される。
また、中性子はレジン１０６によって遮蔽され、放射線
業務従事者に対する被ばく上の影響をなくすようにして
いる。具体的には、表面線当量率が２ｍＳｖ／ｈ以下、
表面から１ｍの線量当量率が１００μＳｖ／ｈ以下にな
るような遮蔽機能が得られるように設計する。さらに、
セル１３１を構成する板状部材には、ボロン入りのアル
ミニウム合金を用いているので、中性子を吸収して臨界
に達するのを防止することができる。

【００４５】以上、この実施の形態１にかかるキャスク
１００によれば、胴本体１０１のキャビティ１０２内を
機械加工しバスケット１３０の外周面を略密着状態で挿
入するようにしたので、バスケット１３０からの熱伝導
率を向上させることができる。また、キャビティ１０２
内の空間をなくすことができるから、胴本体１０１をコ
ンパクトかつ軽量にすることができる。なお、この場合
であっても、使用済み燃料集合体の収容数が減少するこ
とはない。逆に、胴本体１０１の外径を図２５に示すキ
ャスク５００と同じにすれば、それだけセル数を確保で
きるから、使用済み燃料集合体の収納数を増加すること
ができる。具体的に当該キャスク１００では、使用済み
燃料集合体の収容数を６９体にでき且つキャスク本体１
１６の外径を２５６０ｍｍ、重量を１２０ｔｏｎに抑え
ることができる。また、現実の問題として、上記構成を
採用することにより、要求される重量制限、寸法制限を
満たした上で６９本の使用済み燃料集合体を収容するこ
とが可能になった。

【００４６】図１０は、上記キャスクの変形例を示す径
方向断面図である。このキャスク２００の胴本体２０１
では、バスケット１３０の外周面が完全に当接するよう
にキャビティ２０２内を平面加工するのではなく、一部
が当接して多少の空間Ｓａ、Ｓｂが残るように加工す
る。すなわち、キャビティ２０２内部が円筒形状をした
キャビティ２０２の１２箇所に対し、バスケット１３０
の一部が係合するような複数条の溝２０５を加工する。
また、キャビティ２０２とバスケット１３０との間に形
成される空間Ｓｂには、当該空間Ｓｂの形状に応じたダ
ミーパイプを挿入する（図６の（ｂ）に示したダミーパ
イプ１３４が好適である）。

【００４７】かかる構成によれば、加工装置による胴本
体２０１の加工量を少なくできるので生産性が向上す
る。また、バスケット１３０が胴本体２０１に対して直
に当接する部分が増加すると共にキャビティ２０２内の
空間Ｓａ、Ｓｂを少なくできるので、上記実施の形態１
のキャスク１００には劣るものの、図２４および図２５
に示すキャスク５００に比べて熱伝導率を向上させるこ
とができる。さらに、キャスク２００をコンパクトかつ
軽量にすることができる。なお、この他の構成要素につ
いては上記実施の形態１のキャスク１００と同じである
から、その説明を省略する。

【００４８】［実施の形態２］図１１は、この発明の実
施の形態２にかかるキャスクを示す説明図である。この
キャスク２１０では、鋳造一体構造のバスケット２１１
を用いた点に特徴がある。その他の構成は、実施の形態
１のキャスク１００と同じであるからその説明を省略す
ると共に同一の構成要素には同一の符号を付す。この鋳
造バスケット２１１は、鋳造バスケット２１１全体をブ
ロック単位で成形し、それを積み重ねることによって形
成される。ブロック２１２は鋳造によって一体成形さ
れ、使用済み燃料集合体を収容するセル２１３は、この
ブロック２１２に機械加工を施すことにより形成する。
例えば放電加工やワイヤカットを用いてセル２１３を形
成することができる。また、鋳造の際、中子を用いてセ
ル２１３を形成するようにしてもよい。

【００４９】このようにして形成したブロック２１２
は、図１１に示すように、キャビティ１０２内に積み重
ねて収納される。キャビティ１０２内にブロック２１２
を積層して挿入し、鋳造バスケット２１１を構成した状
態で、ダミーパイプ２１４を挿入する。このダミーパイ
プ２１４は、実施の形態１に開示したものと同様の構成
であり、その形状は図６および図７にて開示したものを
適宜選択して採用できる。ダミーパイプ２１４を用いる
ことで、鋳造バスケット２１１を用いた場合でも、胴本
体１０１の重量を軽減すると共に胴本体１０１の厚みを
均一化することができる。

【００５０】鋳造バスケット２１１に適する鋳造法とし
ては、寸法精度等の観点から金属の鋳型による加圧鋳造
法を用いるのが好ましい。また、真空鋳造法によっても
巣が少ない良好なバスケットを得ることができる。鋳造
バスケット２１１の材料には、アルミニウムまたはアル
ミニウム合金に対してボロンを添加したものを用いる。
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、前記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％より多くなると引っ張りに対する延びが低
下するためである。

【００５１】図１２の（ａ）は、鋳造ブロックの変形例
を示す斜視図である。この鋳造ブロック２１５は、ダミ
ーパイプに相当する部分（ダミーセル２１６）を鋳造一
体成形した点に特徴がある。このようにすれば、ダミー
パイプを別製作して挿入する手間が省けるので、構造お
よび組み立て作業が簡単になる。さらに、バスケットと
ダミーパイプとの接触界面がなくなるので、熱伝導効率
が向上する。図１２に示した鋳造ブロック２１５は、ダ
ミーセル２１６を中空構造にしたが、中実構造体として
も構わない（図示省略）。また、鋳造ブロック２１５を
同図（ｂ）に示すように、周方向に４分割したブロック
２１５ａと、中心に設置した１パイプ２１５ｂとから構
成してもよい。このようにすれば、鋳造設備の能力に応
じて鋳造ブロック２１５を製造できる。以上のように、
鋳造バスケット２１１をキャビティ１０２内に略密着状
態で収容することで、当該鋳造バスケット２１１から胴
本体１０１への熱伝導効率を向上させることができる。
また、キャビティ１０２内の空間をなくすことができる
から、胴本体１０１をコンパクトかつ軽量にすることが
できる。

【００５２】図１３〜図１６は、上記キャスクの変形例
を示す説明図である。図１３に示したキャスク２２０は
ＰＷＲ用であり、胴本体２２１および中性子遮蔽体２２
２が正八角形状となっており、そのキャビティ２２３内
に鋳造一体構造のバスケット２２４が挿入されている。
この鋳造バスケット２２４は、上記同様、アルミニウム
またはアルミニウム合金にボロンを添加した材料から構
成されている。また、キャビティ２２３と鋳造バスケッ
ト２２４との間に生じる空間を埋めるため、断面が三角
形状のダミーセル２２５が一体で形成されている（同図
（ｂ）の拡大図参照）。これにより、鋳造バスケット２
２４の外形が正八角形になり、同じく正八角形のキャビ
ティ２２３に略密着状態で収容される。セル２２６とセ
ル２２６との間には、純水やヘリウムガスが流れる貫通
孔２２７が形成されている。

【００５３】この鋳造バスケット２２４のセル２２６お
よび貫通孔２２７は、放電加工やワイヤカットなどの機
械加工により形成される。また、鋳造ブロックを積層し
て鋳造バスケット２２４とする点は、上記鋳造バスケッ
ト２１１と同じである。このキャスク２２０では、使用
済み燃料集合体を収納するセル２２６を３７個形成した
ものであり、ダミーセル２２５は鋳造バスケット２２４
の四隅に８個均等配置されている。また、ダミーセル２
２５に蓋を設けて内部を密封するようにしてもよいし、
内部にヘリウムガスやレジンを封入するようにしてもよ
い（図示省略）。さらに、同図では、ダミーセル２２５
内は中空であったが中実にすることもできる。これらダ
ミーセル２２５の有無、その形状や蓋の有無などは、キ
ャスクに要求される重量制限、強度、熱伝導などの条件
に基づいて適宜決定するのが好ましい。

【００５４】また、ダミーセル２２５の形状は、断面が
正三角形である必要はなく、例えば図１４の（ａ）に示
すように、扇形状セル２２５ａであってもよいし、図１
４の（ｂ）に示すように、複数の円形状セル２２５ｂで
あってもよい。さらに、図１４の（ｃ）に示すように、
２つの三角形セル２２５ｃであってもよい。つぎに、図
１５に示したキャスク２３０は、使用済み燃料集合体を
収納するセル２３６を３２個形成したものであり、胴本
体２３１および中性子遮蔽体２３２が八角形状となって
いる。ダミーセル２３５（同図（ｂ）拡大図参照）は、
バスケット２３４の四隅に４個均等配置されている。セ
ル２３６とセル２３６の間には、純水やヘリウムガスが
流れる貫通孔２３７が形成されている。

【００５５】図１６に示したキャスク２４０は、使用済
み燃料集合体を収納するセル２４６が３２個形成された
ものである。鋳造バスケット２４４の外側には、その四
隅部分でキャビティ２４３と接触しない中実部２４５が
形成されており（同図（ｂ）の拡大図参照）、キャビテ
ィ２４３面との間に所定の空間２４７が形成されてい
る。これにより、完全に中実にした場合よりもキャスク
２４０を軽量化できるという利点がある。一方、鋳造バ
スケット２４４の側面部は面一であり、キャビティ２４
３内面と略密着状態となっている。このため、鋳造バス
ケット２４４から胴本体２４１への熱伝導がスムーズに
行われる。また、キャビティ２４３内の空間を小さくで
きるから、キャスク２４０をコンパクトにできる。

【００５６】［実施の形態３］図１７は、この発明の実
施の形態３にかかるキャスクを示す径方向断面図であ
る。このキャスク３００は、ＰＷＲ用であり菓子折り形
のバスケット３０１を当該バスケット３０１の外形に合
わせた内形状を持つキャビティ３０６内に収容したもの
である。また、胴本体３０２の外形は略正八角形となっ
ており、この周囲にレジンで構成した中性子遮蔽体３０
３が設けられている。中性子遮蔽体３０３は、胴本体３
０２と外筒３０４との間に複数渡した銅製の伝熱フィン
３０５で区切った空間に充填されている。なお、当該空
間内にアルミニウム製或いは銅製のハニカム体を配置
し、このハニカム内に中性子遮蔽体を圧入充填するよう
にしてもよい（図示省略）。

【００５７】外筒３０４は分割構造になっており、胴本
体３０２に溶接した伝熱フィン３０５に渡して溶接され
ている。好ましくは、同図に示すように、伝熱フィン３
０５を矩形の外筒部材３０４ａ両端縁に溶接して断面コ
の字形状のユニット３０４ｃとし、このユニット化した
状態で胴本体３０２に溶接する。また、このユニット３
０４ｃの溶接を一定間隔で行い、最後にユニット３０４
ｃの外筒部材３０４ａ間に矩形の外筒部材３０４ｂを渡
して外部から溶接する。かかる組み立て方法によれば、
極めて狭い空間内で溶接作業を行う必要がなく、殆ど外
部から溶接することができるため、溶接作業を簡単にす
ることができる。

【００５８】また、このようにユニット３０４ｃを構成
するとき、外筒部材３０４ａ、３０４ｂ同士の溶接部３
０４ｄと、伝熱フィン３０５と外筒部材３０４ａとの溶
接部３０４ｅとを離すようにすることで、熱影響部が局
所的に集中するのを防止することができる。さらに、こ
の取付方法のほか、全ての伝熱フィン３０５を胴本体３
０２に溶接し、その後、矩形の外筒部材を順次伝熱フィ
ン３０５の外周側端縁に溶接するようにしてもよい。な
お、胴本体３０２は、実施の形態１のキャスク１００と
同様にステンレス鋼製或いは炭素鋼製の鍛造品である。

【００５９】つぎに、キャビティ３０６内は、バスケッ
ト３０１の外形に合わせた形状となっている。図１８
は、バスケットの構成を示す説明図である。このバスケ
ット３０１は、貫通孔３１１を有する矩形の板状部材３
１０に切込部３１２を設け、板状部材３１０を直交させ
て交互に積み重ねることで構成されている。これによっ
て、使用済み燃料集合体を収納する複数のセル３０７が
形成される。前記貫通孔３１１は、板状部材３１０の長
手方向にその断面が日の字になるように形成され、その
中央のリブ３１３には、複数の連通孔が形成されている
（図示省略）。また、前記貫通孔３１１は、切込部３１
２をもって他の板状部材３１０の貫通孔３１１と連通す
る。さらに、板状部材３１０の長手方向端面には、上下
に位置する板状部材３１０の貫通孔３１１同士を連通す
るための連通孔３１４が設けられている。なお、ここで
は断面が日の字状の板状部材３１０を用いたが、リブを
増やして目の字形状の板状部材としてもよい（図示省
略）。このようにすれば、板状部材の剛性を高めること
ができる。

【００６０】また、板状部材３１０の上下端縁には、凹
部３１５および凸部３１６が形成されている。この凹部
３１５と凸部３１６によって上下に位置する板状部材３
１０同士の位置決めがなされる（図１９参照）。これに
よって、セル３０７内に段差が発生するのが防止される
から、使用済み燃料集合体をセル３０７内にスムーズに
収納することができる。また、板状部材３１０の端縁に
は凸部３１７が形成されている。また、図２０に示すよ
うに、凸部３１７を設けることで板状部材３１０の端縁
に段差ができるから、この隣接する段差の間に伝熱板３
１８を渡す。これによってバスケット３０１の外周面が
形成される。上記板状部材３１０および伝熱板３１８の
材料は、実施の形態１と同様の材料であるアルミニウム
或いはアルミニウム合金にボロンを添加したものを用い
る。なお、伝熱板３１８の取り付けは、同図に示すよう
な凸部３１７を設ける方式に限定されない。例えば板状
部材３１０の端縁に渡って伝熱板３１８を当て、スポッ
ト的な溶接などにより固定するようにしてもよい（図示
省略）。

【００６１】バスケット３０１の外形は、その４面３０
１ａが伝熱板３１８によって面一となり、他の４面３０
１ｂが角断面形状となる。キャビティ３０６の内形状
は、バスケット３０１の面一部分（３０１ａ）と略密着
状態になるように面一となり、バスケット３０１の角断
面部分（３０１ｂ）に対応する部分は、略当該形状に合
わせたものになるが隅部分に空間Ｓを残したものとな
る。つぎに、この空間Ｓを埋めるように、断面が三角形
のダミーパイプ３０８を挿入する。このダミーパイプ３
０８により、胴本体３０２の重量を軽減すると共に胴本
体３０２の厚みを均一化することができる。また、バス
ケット３０１のがたつきを抑えて確実に固定することが
できる。なお、断面三角形のダミーパイプ３０８に代え
て、図２１に示すような断面が四角形のダミーパイプ３
０８ａを用いることもできる。この場合、キャビティ３
０６の内形状も当該ダミーパイプ３０８ａに合わせた角
断面形状となる。

【００６２】トラニオン３０９は、胴本体３０２に対し
て直接取り付けられる。このとき、トラニオン３０９の
取り付け位置は、胴本体３０２の角断面部分３０２ｂに
設けるようにするのが好ましい。角断面部分３０２ｂで
は、面一部分３０２ａよりも胴本体３０２の厚みに多少
の余裕があるため、トラニオン座を加工してもγ線遮蔽
の観点から影響が少ないからである。また、トラニオン
３０９内にはレジン３０９ａが充填されるが、空間Ｓに
設けたダミーパイプ３０８内にレジンを充填すること
で、トラニオン３０９のレジン非充填部分３０９ｂから
の中性子の透過をある程度阻止できる。

【００６３】以上、このキャスク３００によれば、菓子
折り形のバスケット３０１の外形に合わせてキャビティ
３０６を形成したので、バスケット３０１から胴本体３
０２への熱伝導効率が向上する。特に、バスケット外周
面に設けた伝熱板３１８を介して胴本体３０２に崩壊熱
が効率的に伝わり、また、バスケット３０１の角断面部
分３０１ｂにおいては一部が胴本体３０２に面接触して
いることでバスケット３０１を確実に保持すると共に熱
伝導効率の向上に寄与している。さらに、空間Ｓにダミ
ーパイプ３０８を挿入することで、バスケット３０１の
変形に抗することができるので、より良い保持ができ
る。また、熱伝導効率が更に良くなる。なお、上記構成
において、伝熱板３１８を省略してもある程度熱伝導効
率を向上できることは言うまでもない。

【００６４】［実施の形態４］図２２は、この発明の実
施の形態４にかかるキャスクの径方向断面図である。こ
の実施の形態４にかかるキャスク４００は、上記実施の
形態１に示したキャスクの菓子折り形のバスケットを角
パイプ形のバスケット４３０に変更したものである。こ
れ以外の構成は実施の形態１のキャスク１００と同じで
あるので、その説明を省略し同一の構成要素には同一の
符号を付する。このバスケット４３０は、使用済み燃料
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、上記同様、Ａ
ｌまたはＡｌ合金粉末に中性子吸収性能を持つ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。角
パイプ１３２の製造方法は、実施の形態１にて示した押
出法によって行う。

【００６５】上記角パイプ１３２は、例えば断面の一辺
が１６２ｍｍ、内側が１５１ｍｍの四角形状となる。寸
法公差は、要求される規格の関係でマイナス公差を０に
とる。また、内側角のＲが５ｍｍであるのに対し、外側
角のＲを０．５ｍｍのシャープエッジに成形する。エッ
ジ部分のＲが大きい場合、バスケット４３０に応力が加
わると、角パイプ１３２の特定部位（エッジ近傍）に応
力集中が起こって破損の原因となりうる。このため、角
パイプ１３２をシャープエッジにすることで、隣接する
角パイプ１３２に対して応力が素直に伝わるから、角パ
イプ１３２の特定部位に対する応力集中を避けることが
できる。なお、この角パイプ１３２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してもよい。

【００６６】図２３は、上記角パイプの挿入方法を示す
斜視図である。上記工程により製造した角パイプ１３２
は、キャビティ１０２内の加工形状に沿って順次挿入さ
れる。ここで、角パイプ１３２に曲げとねじれが生じて
いること、寸法のマイナス公差が０であることから、角
パイプ１３２を適当に挿入しようとすると、公差の累積
や曲げの影響を受けて挿入しにくくなり、無理に挿入す
ると角パイプ１３２に過剰な応力が加わることになる。
そこで、製造した全部または一部の角パイプ１３２の曲
げ及びねじれをレーザ測定器などにより予め測定し、コ
ンピュータを用いることで、当該測定データに基づき最
適な挿入位置を割り出すようにする。このようにすれ
ば、キャビティ１０２内に角パイプ１３２を容易に挿入
することができるし、それぞれの角パイプ１３２にかか
る応力を均一にすることができる。

【００６７】また、図２２および図２３に示すように、
キャビティ１０２のうちセル数が５個または７個となる
角パイプ列の両側には、それぞれダミーパイプ４３３が
挿入されている。このダミーパイプ４３３にもボロン入
りアルミニウム合金を用い、上記同様の工程により製作
する。また、このダミーパイプ４３３の両端には蓋が設
けられている（図６の（ａ）参照）。ダミーパイプ４３
３に蓋をしても良いし、内部を密封することにより、キ
ャスク４００の軽量化を図ることができる。さらに、ダ
ミーパイプ４３３の内部にヘリウムガスやレジンなどの
中性子遮蔽材を充填するようにしてもよい。

【００６８】

【発明の効果】以上、この発明のキャスク（請求項１）
によれば、外周に中性子遮蔽体を有すると共にγ線の遮
蔽を行う胴本体のキャビティ内を、複数の板状部材を交
互に積み重ねて構成した角断面形状のバスケット外形に
合わせた形状にしたので、バスケットがキャビティ内面
に面接触する部分ができると共にバスケットとキャビテ
ィとの空間がなくなるか或いは微小になる。このため、
熱伝導率が向上し、使用済み燃料集合体の収容数を増加
することができる。また、コンパクト化あるいは軽量化
することができる。

【００６９】また、この発明のキャスク（請求項２）に
よれば、外周に中性子遮蔽体を有すると共にγ線の遮蔽
を行う胴本体のキャビティ内を、角断面形状を有する鋳
造一体成形のバスケットの外形に合わせた形状にしたの
で、バスケットがキャビティ内面に面接触すると共にバ
スケットとキャビティとの空間がなくなるか或いは微小
になる。このため、熱伝導率が向上し、使用済み燃料集
合体の収容数を増加することができる。また、コンパク
ト化あるいは軽量化することができる。

【００７０】また、この発明にかかるキャスク（請求項
３）では、キャビティ内の一部を、前記バスケットの外
形に合わせた形状にしたので、上記請求項１または２に
かかるキャスクには劣るものの、その熱伝導率を向上
し、使用済み燃料集合体の収容数を増加することができ
る。また、コンパクト化あるいは軽量化することができ
る。

【００７１】また、この発明にかかるキャスク（請求項
４）では、さらに、ダミーパイプを設けると共に、前記
キャビティ内であって胴本体の厚さに余裕がある部分を
当該ダミーパイプに合わせた形状にし、前記ダミーパイ
プを、前記板状部材に接する状態でバスケットと共にキ
ャビティ内に挿入するようにした。このため、キャスク
のさらに軽量化を図ることができる。また、熱伝導率を
向上できる。

【００７２】また、この発明のキャスク（請求項５およ
び６）によれば、ダミーパイプの両端を塞いだことでキ
ャスクを軽量化することができる。また、この発明にか
かるキャスク（請求項７）では、両端を塞いだダミーパ
イプ内にヘリウムガスなどの熱伝導媒体を封入すること
で、キャスクの軽量化と共に熱伝導性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１にかかるキャスクを示
す斜視図である。

【図２】図１に示したキャスクを示す軸方向断面図であ
る。

【図３】図１に示したキャスクを示す径方向断面図であ
る。

【図４】図１に示したバスケットの組立図である。

【図５】板状部材の製造方法を示すフローチャートであ
る。

【図６】ダミーパイプを示す斜視図である。

【図７】ダミーパイプの変形例を示す斜視図である。

【図８】キャビティの加工装置を示す概略斜視図であ
る。

【図９】キャビティの加工方法を示す概略説明図であ
る。

【図１０】キャスクの変形例を示す径方向断面図であ
る。

【図１１】この発明の実施の形態２にかかるキャスクを
示す説明図である。

【図１２】鋳造ブロックの変形例を示す斜視図である。

【図１３】図１１に示したキャスクの変形例を示す説明
図である。

【図１４】図１１に示したキャスクの変形例を示す説明
図である。

【図１５】図１１に示したキャスクの変形例を示す説明
図である。

【図１６】図１１に示したキャスクの変形例を示す説明
図である。

【図１７】この発明の実施の形態３にかかるキャスクを
示す径方向断面図である。

【図１８】バスケットの構成を示す説明図である。

【図１９】板状部材の組立状態を示す説明図である。

【図２０】板状部材に取り付ける伝熱板の組立図であ
る。

【図２１】ダミーパイプの変形例である。

【図２２】この発明の実施の形態４にかかるキャスクの
径方向断面図である。

【図２３】図２２に示した角パイプの挿入方法を示す斜
視図である。

【図２４】キャスクの一例を示す斜視図である。

【図２５】図２４に示したキャスクを示す軸方向断面図
である。

【符号の説明】

１００キャスク１０１胴本体１０２キャビティ１０４底板１０５外筒１０６レジン１０７内部フィン１０８熱膨張しろ１０９蓋部１１０一次蓋１１１二次蓋１１５補助遮蔽体１１６キャスク本体１１７トラニオン１１８緩衝体１３０バスケット１３１セル１３２角パイプ

───────────────────────────────────────────────────── 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 9/36 ５０１Ｇ２１Ｆ 5/00 Ｎ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中性子吸収性能を有する矩形の板状部材
の両縁に一定間隔をもって切込部を設けると共に当該切
込部同士を相互に差し込むように前記板状部材を直交し
て交互に積み重ねて構成した角断面形状のバスケット
と、 γ線の遮蔽を行うと共にキャビティ内をバスケットの外
形に合わせた形状とした胴本体と、胴本体の外周に配置した中性子遮蔽体とを備え、前記キャビティ内に挿入したバスケットの各セル内に使
用済み燃料集合体を収容することを特徴とするキャス
ク。
【請求項２】中性子吸収性能を有すると共に使用済み
燃料集合体を収納する複数のセルを鋳造一体成形した角
断面形状のバスケットと、 γ線の遮蔽を行うと共にキャビティ内をバスケットの外
形に合わせた形状とした胴本体と、胴本体の外周に配置した中性子遮蔽体とを備え、前記キャビティ内に挿入したバスケットの各セル内に使
用済み燃料集合体を収容することを特徴とするキャス
ク。
【請求項３】前記キャビティ内の一部を、前記バスケ
ットの外形に合わせた形状にしたことを特徴とする請求
項１または２に記載のキャスク。
【請求項４】さらに、ダミーパイプを設けると共に、
前記キャビティ内であって胴本体の厚さに余裕がある部
分を当該ダミーパイプに合わせた形状にし、前記ダミー
パイプを、前記板状部材に接する状態でバスケットと共
にキャビティ内に挿入したことを特徴とする請求項１〜
３のいずれか一つに記載のキャスク。
【請求項５】さらに、前記ダミーパイプの両端を塞い
だことを特徴とする請求項４に記載のキャスク。
【請求項６】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を、中性子吸収性能を有
する複数の角パイプをキャビティ内に挿入した状態で当
該角パイプにより構成される角断面形状のバスケットの
外形に合わせた形状とし、さらに、両端を塞いだ中空の
ダミーパイプを設けると共に、前記キャビティ内であっ
て胴本体の厚さに余裕がある部分を当該ダミーパイプに
合わせた形状にし、前記ダミーパイプを、前記角パイプ
に接する状態でバスケットと共にキャビティ内に挿入
し、前記キャビティ内に挿入したバスケットの各セル内
に使用済み燃料集合体を収容して貯蔵するようにしたこ
とを特徴とするキャスク。
【請求項７】さらに、両端を塞いだダミーパイプ内に
ヘリウムガスなどの熱伝導媒体を封入することを特徴と
する請求項５または６に記載のキャスク。