JP2003322698A - 使用済み燃料集合体収納用バスケット及びこれを構成するためのエレメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 難押し出し材を使用した場合であっても効率
よく使用済み燃料集合体収納用バスケットを製造できる
こと。 【解決手段】 この使用済み燃料集合体収納用バスケッ
ト１００は、角パイプ２０と、長手方向に垂直な断面形
状がＬ字状で、且つ内側面には長手方向に向かう突起部
が設けられたエレメントと３０とを有している。そし
て、前記角パイプ２０の外側面と前記エレメント３０の
内側面に設けられた突起部３０ｔの端部とを当接させて
使用済み燃料集合体を収納するセル１０を構成する。さ
らに一のセル１０を構成する角パイプ２０の外側面及び
このセル１０を構成するエレメント３０の端部を、他の
セル１０を構成するエレメント３０の外側面と当接させ
て前記セル１０同士を組み合わせることでこの使用済み
燃料集合体収納用バスケット１００が構成される。

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、使用済み燃料集
合体を収納する使用済み燃料集合体収納用バスケットに
関し、さらに詳しくは、Ｂ−Ａｌ材のような難押し出し
材を使用した場合であっても製造が容易な使用済み燃料
集合体収納用バスケット及びこれを構成するためのエレ
メント、並びに放射性物質格納容器に関する。

【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、使用済み燃料集
合体という。使用済み燃料集合体は、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ため、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、車
両又は船舶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、使用
済み燃料集合体収納用バスケットと称する格子状断面を
有する保持枠を用いる。使用済み燃料集合体は、この使
用済み燃料集合体収納用バスケットに形成した複数の収
納空間であるセルに１体ずつ挿入される。これによっ
て、輸送中の振動等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、様々な種類のものが開示されている。次に、
この発明の説明にあたってその前提となったキャスクに
ついて説明する。なお、当該キャスクは、説明の便宜の
ために示すものであり、必ずしもいわゆる公知、公用に
該当するものではない。

【０００４】図２２は、キャスクの一例を示す斜視図で
ある。また、図２３は、図２２に示したキャスクの径方
向断面図である。キャスク５００は、筒形状の本体胴５
０１と、本体胴５０１の外周に設けたレジン５０２と、
その外筒５０３、底部５０４及び蓋部５０５から構成さ
れている。本体胴５０１及び底部５０４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、
ステンレス鋼製の一次蓋５０６及び二次蓋５０７からな
る。本体胴５０１と底部５０４は、突合せにより結合し
てある。

【０００５】一次蓋５０６及び二次蓋５０７は、本体胴
５０１に対してボルトで固定されている。蓋部５０５と
本体胴５０１との間には、アルミニウム被覆等を施した
金属製のＯリングが介在し、内部の気密を保持してい
る。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封入した緩衝体５１
４が取り付けられている（一方は省略）。

【０００６】本体胴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。
伝熱効率を高めるため、内部フィン５０８の材料には銅
を用いる。レジン５０２は、この内部フィン５０８によ
り形成される空間に流動状態で注入され、熱硬化反応等
で固化形成する。使用済み燃料集合体収納用バスケット
５０９は、角パイプ５１０を束状に集合させた構造であ
り、本体胴５０１のキャビティ５１１内に拘束状態で挿
入してある。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によって構成され
ている。また、それぞれの角パイプ５１０により形成さ
れる収容空間がセル５１５と呼ばれ、一つのセル５１５
に対して１本の使用済み燃料集合体を収容することがで
きる。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】

【発明が解決しようとする課題】ところで、キャスクや
キャニスタ等の放射性物質格納容器に使用されている使
用済み燃料集合体収納用バスケットを構成する角パイプ
５１０はＢ−Ａｌ材を押出し加工することによって製造
される。特にＢ−Ａｌの粉体焼結材を押出し加工によっ
て成形したエレメントはＢ等が母材中へ均一に分散する
ため、優れた機械的強度や中性子吸収能を示す。しか
し、この材料はＡｌ母材に硬度の高いＢやＢ化合物が分
散しているため、押出しダイスが摩耗しやすい。

【０００８】ここで、ＰＷＲ（Pressurized Water Reac
tor：加圧水型原子炉）用燃料は燃焼度が大きいため、
使用済み燃料を格納する使用済み燃料集合体収納用バス
ケットには確実に中性子漏れを防止する機能が要求され
る。このため、ＰＷＲ用の使用済み燃料を格納する使用
済み燃料集合体収納用バスケットに使用する角パイプ
は、その壁面にフラックストラップを設けてある。この
ような角パイプは表面積が大きくなるため、押出しダイ
スの負担もそれだけ大きくなる結果、押出しダイスの摩
耗が激しくなる。また複雑な形状の製品の場合は、製品
の表面積が大きくなるので押出し圧力も大きくなり、押
出し成形による製造が困難である。そこで、上記パイプ
を分割して製造しこれらを溶接によって接合すれば、一
つ一つの構成部品の寸法を小さく収めることができるの
で、押出し成形加工は比較的容易である。

【０００９】ところが、分割して押出し成形加工したＢ
−Ａｌ材を溶接によって接合する場合には、次のような
問題がある。Ｂ−Ａｌ材を溶融池ができる溶接によって
接合すると、溶接部が凝固する際にＡｌ母材中へ分散し
ているＢやＢ化合物が溶接部で凝集し、溶接部の機械的
性質や中性子吸収能を劣化させてしまう。このため、こ
のエレメントを溶融池ができる溶接によって接合する
と、上記理由から溶接部の機械的性質等が低下し、予定
した性能を発揮できなくなってしまう。したがって、Ｂ
−Ａｌ材の押出し成形エレメントを溶接によって組み合
わせて、使用済み燃料を収納する角パイプ５１０を製造
することは現実的ではなかった。

【００１０】そこで、この発明は、上記に鑑みてなされ
たものであって、Ｂ−Ａｌ材のような難押し出し材を使
用した場合であっても効率よく製造できることを達成で
きる使用済み燃料集合体収納用バスケット及びこれを構
成するためのエレメント、並びに放射性物質格納容器を
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に係る使用済み燃料集合体収納用バスケ
ットは、角パイプと、長手方向に垂直な断面形状がＬ字
状で、且つ内側面には長手方向に向かう突起部が設けら
れたエレメントとを有し、前記角パイプの外側面と前記
エレメントの内側面に設けられた突起部の端部とを当接
させて使用済み燃料集合体を収納するセルを構成し、さ
らに一のセルを構成する角パイプの外側面及びこのセル
を構成するエレメントの端部を、他のセルを構成するエ
レメントの外側面と当接させて前記セル同士を組み合わ
せることで構成したことを特徴とする。

【００１２】燃焼度の高いＰＷＲ用の使用済み燃料集合
体を収納する場合には、臨界を防止するため中性子を遮
蔽するフラックストラップを設ける必要があるが、フラ
ックストラップは使用済み燃料集合体を囲う仕切りの内
部に設ける必要があり、製造が難しい。特に押し出し成
形によって仕切りを製造する場合には、押し出し機の推
力が大きいものでないと製造できない。また、内部に空
間を設けるため形状が複雑となり、押し出しダイスの寿
命も短くなってしまう。特に、中性子吸収能力を持たせ
るためにＢ（ボロン）あるいはＢ化合物を含有させた材
料を使用する場合には、硬質粒子であるＢあるいはＢ化
合物によってさらに押し出し成形がし難くなる。

【００１３】この使用済み燃料集合体収納用バスケット
は、使用済み燃料集合体を収納する角パイプと、内側面
に突起部を設けた断面Ｌ字状のエレメントとを組み合わ
せてセルを構成し、さらにこのセルを複数組み合わせて
使用済み燃料集合体を収納する使用済み燃料集合体収納
用バスケットを構成する。そして、エレメントに設けら
れた突起部によって角パイプとエレメントとの間に空間
を作り、これをフラックストラップとしている。このた
め、角パイプ及びエレメントの表面積は無闇に大きくな
らないので、押し出し機の推力がそれ程大きくなくとも
十分に製造できる。また、エレメントの形状もそれ程複
雑ではないので、押し出しダイスの寿命も確保できる。
その結果、ＰＷＲ用の使用済み燃料集合体収納用バスケ
ットを容易に製造でき、また、製造コストも低く抑える
ことができる。特に、ＢやＢ化合物を含有したＡｌ材の
ような難押し出し材で使用済み燃料集合体収納用バスケ
ットを構成する場合に、この発明の効果は顕著である。
なお、突起部の端部とは、エレメントの側面に設けられ
た突起部の開放端をいい、角パイプと当接する部分であ
る（以下同様）。

【００１４】なお、請求項２に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケットのように、さらに、上記エレメントの
外側面にもこのエレメントの長手方向に向かう突起部を
設け、当該突起部の端部と上記エレメントの隣に配置さ
れるセルを構成する上記角パイプの外側面とを当接させ
る。そして、上記セル同士の間に、上記セルを構成する
角パイプの長手方向に対して垂直な方向に向かって二個
のフラックストラップを設けるようにしてもよい。この
ようにしても、エレメントの表面積は無闇に大きくなら
ず、また形状もそれ程複雑ではないので、押し出し機の
推力がそれ程大きくなくとも十分に製造でき、押し出し
ダイスの寿命も確保できる。その結果、ＰＷＲ用の使用
済み燃料集合体収納用バスケットを容易に製造できる。
また、突起部はエレメントの外側面と内側面とに形成さ
れているので、使用済み燃料集合体収納用バスケットを
組み立てた場合には、角パイプのすべての外側面がエレ
メントの突起部と当接する。このように、すべての角パ
イプは同じようにエレメントと接するので、応力が偏っ
て作用したり、熱が偏って流れたりすることを抑制でき
る。

【００１５】ここで、使用済み燃料集合体は、長手方向
に垂直な断面形状が矩形であるため、使用済み燃料集合
体を収納する角パイプも長手方向に垂直な断面内形状を
使用済み燃料集合体に合わせた角形としてある。このた
め、前記角パイプの外形も略角形になるが、実際の製造
上、あるいは配置の都合上、外形の角を落とした形状に
なることがある。このようなパイプは厳密にいえば角パ
イプとはいえないが、その外形は略使用済み燃料集合体
の外形に近いため、このようなパイプも本発明にいう角
パイプというものとする（以下同様）。

【００１６】また、請求項３に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケットは、角パイプと、長手方向に垂直な断
面形状がＬ字状で、且つ内側面には長手方向に向かう突
起部が設けられ、さらに外側面は平面に形成されたエレ
メントとを有し、前記角パイプの外側面と前記エレメン
トの内側面に設けられた突起部の端部とを当接させて使
用済み燃料集合体を収納するセルを構成し、さらに一の
セルを構成する角パイプの外側面及びこのセルを構成す
るエレメントの端部を、他のセルを構成するエレメント
の外側面と平面で当接させて前記セル同士を組み合わせ
ることで構成したことを特徴とする。

【００１７】この使用済み燃料集合体収納用バスケット
は、エレメントの外側面を平面に形成し、一のセルを構
成するエレメントの外側面と他のセルを構成する角パイ
プの外側面及び他のセルを構成するエレメントの端部と
を平面で当接させて使用済み燃料集合体収納用バスケッ
トを構成する。このため、伝熱面積を大きくできるの
で、発熱量が大きいＰＷＲ用の使用済み燃料集合体を収
納した場合であっても、使用済み燃料集合体収納用バス
ケットの内部から外部へ効率よくこの熱を伝えることが
できる。これによって、使用済み燃料集合体収納用バス
ケットの温度上昇を抑えることができるので安全性を高
くでき、また、使用済み燃料集合体収納用バスケットを
構成する材料は無闇に耐熱温度が高いものを使用しなく
ともよいので、使用済み燃料集合体収納用バスケットを
設計する際の自由度を大きくできる。

【００１８】また、請求項４に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケットは、請求項１〜３のいずれか１項に記
載の使用済み燃料集合体収納用バスケットにおいて、さ
らに、上記エレメントのコーナー部内側を上記エレメン
トの長手方向に垂直な断面が階段状となるように形成し
て上記エレメントの長手方向に向かう段部を設け、ここ
に上記角パイプのコーナー部外側を当接させて上記セル
を構成することを特徴とする。

【００１９】この使用済み燃料集合体収納用バスケット
は、エレメントのコーナー部内側に段部を設け、各パイ
プのコーナー部外側をこの段部に当接させて、使用済み
燃料集合を収納するセルを構成する。これによって、角
パイプとエレメントとのずれを抑えることができるの
で、使用済み燃料集合体収納用バスケットを容易に組み
立てることができる。

【００２０】また、請求項５に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケットは、請求項１〜４のいずれか１項に記
載の使用済み燃料集合体収納用バスケットにおいて、さ
らに、上記エレメントのコーナー部外側を上記エレメン
トの長手方向全領域にわたって平面に形成し、且つ当該
平面と組み合わされるように当該平面と平行にこのエレ
メントの一方の端部を平面に形成して、上記セルを組み
合わせる際に一のエレメントのコーナー部外側と他のエ
レメントの前記一方の端部とを当接させることを特徴と
する。

【００２１】この使用済み燃料集合体収納用バスケット
は、エレメントのコーナー部外側にエレメントの長手方
向に向かう平面を設け、また、エレメントの一方の端部
には、前記平面と平行な平面を形成する。そして、使用
済み燃料集合体収納用バスケットを組み立てる際には、
前記二つの平面同士を当接させる。これらの平面は、エ
レメントの長手方向に垂直な断面で見るとコーナー部外
側が斜めに切り取られた形に形成されているので、エレ
メント同士が当接する面積を大きくできる。これによっ
て、伝熱面積が大きくなるので、より効率よく使用済み
燃料集合体の崩壊熱を使用済み燃料集合体収納用バスケ
ットの外部へ逃がすことができる。また、エレメント同
士の当接する面積がより大きくなるので、荷重が作用し
た場合にこの部分に発生する応力も小さくできる。これ
によって、応力伝達の際における負担を小さくできるの
で、使用済み燃料集合体収納用バスケットの信頼性をよ
り高くできる。

【００２２】また、請求項６に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケットは、請求項１〜４のいずれか１項に記
載の使用済み燃料集合体収納用バスケットにおいて、さ
らに、上記エレメントのコーナー部外側を上記エレメン
トの長手方向に垂直な断面が階段状となるように形成し
て上記エレメントの長手方向に向かう段部を設け、且つ
階段状に形成した前記コーナー部外側と噛み合うように
このエレメントの一方の端部を階段状に形成して、上記
セルを組み合わせる際に一のエレメントのコーナー部外
側と他のエレメントの一方の端部とを噛み合わせること
を特徴とする。

【００２３】この使用済み燃料集合体収納用バスケット
は、階段状に形成されたエレメントのコーナー部と端部
とを噛み合わせて組み立てられる。このため、エレメン
トの長手方向に対して垂直な方向に対する動きが規制で
きるので、キャスクが落下等した場合における衝撃によ
るずれを効果的に抑えることができる。これによって、
さらに信頼性の高い使用済み燃料集合体収納用バスケッ
トを構成することができる。また、エレメントの長手方
向に対して垂直な方向に向かうエレメントの動きを規制
できるので、使用済み燃料集合体収納用バスケットの組
み立てもより容易になる。

【００２４】また、このエレメントでは、エレメントの
コーナー部と端部とを階段状に形成しているので、上記
使用済み燃料集合体収納用バスケットと比較してエレメ
ント同士が当接する面積をさらに大きくできる。これに
よって、伝熱面積が大きくなるのでより効率よく使用済
み燃料集合体の崩壊熱を使用済み燃料集合体収納用バス
ケットの外部へ逃がすことができる。また、エレメント
同士の当接する面積がより大きくなるので、荷重が作用
した場合にこの部分に発生する応力もより小さくでき
る。これによって、応力伝達の際における負担を小さく
できるので、使用済み燃料集合体収納用バスケットの信
頼性をより高くできる。

【００２５】また、請求項７に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケットは、請求項１〜４のいずれか１項に記
載の使用済み燃料集合体収納用バスケットにおいて、さ
らに、上記角パイプと、上記エレメントのコーナー部外
側と、上記エレメントの端部外側とをシャープエッジに
成形し、当該シャープエッジの半径が、上記角パイプの
板厚の少なくとも半分以下であることを特徴とする。

【００２６】角パイプのコーナー部外側におけるコーナ
ー部や、エレメントのコーナー部外側等が適当な半径を
有する場合、角パイプのコーナー部とエレメントのコー
ナー部内側との接触部分やエレメントのコーナー部外側
とエレメントの端部との接触部分等の接触面積が小さく
なる。その結果、使用済み燃料集合体収納用バスケット
を収納するキャスクが落下したり転倒したりしたときに
発生する荷重によって前記接触部分に応力集中が発生し
てしまう。そこで、角パイプのコーナー部外側等をシャ
ープエッジにすることで前記接触部における接触面積を
広くして応力集中を緩和するようにした。これにより、
隣接する前記接触部分の範囲が板厚の半分より大きくな
るから、応力集中を緩和できる。

【００２７】ここで、角パイプの角部分をマクロ的に見
るとシャープエッジであるといえるが、ミクロ的に見る
と一般的にはシャープエッジであるとはいえない。した
がって、ここでいうシャープエッジとは、マクロ的に見
れば２面が交差した理論的な縁であり、ミクロ的に見れ
ば先端が小さな半径Ｒや面取（Ｃ）を持つ現実的な縁で
あるものとする（以下同様）。

【００２８】また、請求項８に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケットは、請求項１〜４のいずれか１項に記
載の使用済み燃料集合体収納用バスケットにおいて、さ
らに、上記角パイプと、上記エレメントのコーナー部外
側と、上記エレメントの端部外側とを、上記角パイプの
コーナー部内側よりもシャープエッジに成形したことを
特徴とする。これにより、角パイプのコーナー部外側と
エレメントのコーナー部内側に形成された段部との接触
面積や、エレメントのコーナー部外側と角パイプのコー
ナー部外側とにおける接触面積や、エレメントの端部外
側とエレメントのコーナー部外側との接触面積が確保で
きるので、突合せ部の応力集中を緩和できる。

【００２９】また、請求項９に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケットは、請求項７又は８に記載の使用済み
燃料集合体収納用バスケットにおいて、上記シャープエ
ッジの半径が０．５ｍｍ以下であることを特徴とする。
これにより、角パイプのコーナー部やエレメントのコー
ナー部外側等における接触面の接触面積が確保できるの
で、突合せ面の応力集中を緩和できる。また、角パイプ
の寸法は、使用済み燃料集合体の寸法からおおよそ想定
することができるが、その場合のシャープエッジの半径
は、０．５ｍｍ以下とするのが好ましい。

【００３０】また、請求項１０に係る使用済み燃料集合
体収納用バスケットは、請求項７又は８に記載の使用済
み燃料集合体収納用バスケットにおいて、上記シャープ
エッジが面取形状であり、その面取寸法が前記角パイプ
の板厚の少なくとも半分以下であることを特徴とする。
これにより、上記同様、隣接する前記突合せ面の範囲が
板厚の半分より大きくなるから、応力集中を緩和でき
る。また、請求項１１に係る使用済み燃料集合体収納用
バスケットは、請求項７又は８に記載の使用済み燃料集
合体収納用バスケットにおいて、前記シャープエッジが
面取形状であり、その面取寸法が０．５ｍｍ以下である
ことを特徴とする。これにより、角パイプのコーナー部
外側やエレメントのコーナー部外側等における接触面の
接触面積が確保できるので、突合せ面の応力集中を緩和
できる。

【００３１】また、請求項１２に係る使用済み燃料集合
体収納用バスケットは、請求項１〜１１のいずれか１項
に記載の使用済み燃料集合体収納用バスケットにおい
て、上記角パイプ又は上記エレメントのうち、少なくと
も上記角パイプはＢ−Ａｌ材であることを特徴とする。
このため、使用済み燃料集合体収納用バスケットは十分
な中性子吸収能を発揮させつつ、強靭なＢ−Ａｌ材によ
って使用済み燃料集合体収納用バスケットの十分な強度
を確保できる。また、エレメントには必ずしもＢ−Ａｌ
を使用しなくともよいので、角パイプのみＢ−Ａｌ材で
構成すればコストを低減できる。さらに、エレメントを
Ｂ−Ａｌ以外の押し出しやすい材料で製造すれば、使用
済み燃料集合体収納用バスケットにより高い性能を発揮
させるためにエレメントを複雑な形状に設計しても、エ
レメントを製造できる。これによって使用済み燃料集合
体収納用バスケットを設計する際における自由度が向上
する。

【００３２】また、請求項１３に係る使用済み燃料集合
体収納用バスケットは、角パイプと、長手方向に垂直な
断面形状がＬ字状で、且つ外側面には長手方向に向かう
突起部が設けられたエレメントとを有し、前記角パイプ
の内部に前記エレメントを配置し、且つ前記角パイプの
内側面と前記エレメントに設けられた突起部の端部とを
当接させて使用済み燃料集合体を収納するセルを構成し
て、さらに複数の当該セルを、エレメントが存在する側
の角パイプ外側面と角パイプの壁面のみの角パイプ外側
面とを当接させて組み合わせることによって構成したこ
とを特徴とする。

【００３３】使用済み燃料集合体収納用バスケットは、
角パイプの内部へ長手方向に向かう溝を設けたエレメン
トを配置して使用済み燃料集合体を収納するセルを構成
する。このため、角パイプやエレメントにＢ−Ａｌ材の
ような難押し出し材を使用しても押出し成形機の能力内
でこれらを製造できる。これによって、ＰＷＲ用使用済
み燃料集合体を収納するためにフラックストラップを備
えた複雑な形状の使用済み燃料集合体収納用バスケット
であっても容易に製造できる。また、角パイプやエレメ
ントを無理なく押出し成形できるので傷や肌荒れ等も低
減でき、製品の歩留まりも向上する。

【００３４】さらに、溶接によらず角パイプとエレメン
トとを組み合わせるだけなので、溶接継ぎ手部における
性能劣化のおそれもなく、また使用済み燃料集合体収納
用バスケットの製造も容易になる。また、エレメントを
角パイプの内部に配置すれば、自動的にエレメントの動
きが規制されるので、使用済み燃料集合体収納用バスケ
ットは角パイプを組み合わせるだけで構成できる。これ
によって使用済み燃料集合体収納用バスケットをさらに
容易に製造できる。

【００３５】また、請求項１４に係る使用済み燃料集合
体収納用バスケットは、請求項１３に記載の使用済み燃
料集合体収納用バスケットにおいて、上記角パイプと上
記エレメントとはＢ−Ａｌ材であることを特徴とする。
このため、使用済み燃料集合体収納用バスケットに十分
な中性子吸収能を発揮させつつ、強靭なＢ−Ａｌ材によ
って使用済み燃料集合体収納用バスケットの十分な強度
を確保できる。

【００３６】また、請求項１５に係る使用済み燃料集合
体収納用バスケットは、請求項１３又は１４に記載の使
用済み燃料集合体収納用バスケットにおいて、さらに、
上記角パイプのコーナー部外側をシャープエッジに成形
し、当該シャープエッジの半径が、上記角パイプの板厚
の少なくとも半分以下であることを特徴とする。

【００３７】角パイプのコーナー部外側におけるコーナ
ー部等が適当な半径を有する場合、角パイプのコーナー
部における接触面積が小さくなる。その結果、使用済み
燃料集合体収納用バスケットを収納するキャスクが落下
したり転倒したりしたときに発生する荷重によって突合
せ面に応力集中が発生してしまう。そこで、角パイプの
コーナー部分をシャープエッジにすることで、角パイプ
のコーナー部外側同士が接触する面の接触面積を広くし
て応力集中を緩和するようにした。これにより、隣接す
る前記接触部分の範囲が板厚の半分より大きくなるか
ら、応力集中を緩和できる。

【００３８】また、請求項１６に係る使用済み燃料集合
体収納用バスケットは、請求項１３又は１４に記載の使
用済み燃料集合体収納用バスケットにおいて、さらに、
上記角パイプのコーナー部外側をコーナー部内側よりも
シャープエッジに成形したことを特徴とする。これによ
り、角パイプのコーナー部外側とエレメントのコーナー
部内側に形成された段部との接触面積や、エレメントの
コーナー部外側と角パイプのコーナー部外側とにおける
接触面積や、エレメントの端部外側とエレメントのコー
ナー部外側との接触面積が確保できるので、突合せ部の
応力集中を緩和できる。

【００３９】また、請求項１７に係る使用済み燃料集合
体収納用バスケットは、請求項１５又は１６に記載の使
用済み燃料集合体収納用バスケットにおいて、上記シャ
ープエッジの半径が０．５ｍｍ以下であることを特徴と
する。これにより、角パイプの角部における突合せ面の
接触面積が確保できるので、突合せ面の応力集中を緩和
できる。

【００４０】また、請求項１８に係る使用済み燃料集合
体収納用バスケットは、請求項１５又は１６に記載の使
用済み燃料集合体収納用バスケットにおいて、上記シャ
ープエッジが面取形状であり、その面取寸法が前記角パ
イプの板厚の少なくとも半分以下であることを特徴とす
る。これにより、上記同様、隣接する前記突合せ面の範
囲が板厚の半分より大きくなるから、応力集中を緩和で
きる。

【００４１】また、請求項１９に係る使用済み燃料集合
体収納用バスケットは、請求項１５又は１６に記載の使
用済み燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記シャ
ープエッジが面取形状であり、その面取寸法が０．５ｍ
ｍ以下であることを特徴とする。これにより、角パイプ
の角部における突合せ面の接触面積が確保できるので、
突合せ面の応力集中を緩和できる。

【００４２】また、請求項２０に係る使用済み燃料集合
体収納用バスケットは、角パイプと、長手方向に垂直な
断面形状がＬ字状で、内側面には長手方向に向かう突起
部が設けられ、且つ外側面は平面に形成された第一エレ
メントと、長手方向に垂直な断面形状がＬ字状で、外側
面には長手方向に向かう突起部が設けられ、且つ内側面
は平面に形成されており、前記突起部の端部と前記角パ
イプの外側面とが当接する第二エレメントとを有し、前
記角パイプの外側面と前記第一エレメントの内側面に設
けられた突起部の端部とが当接して使用済み燃料集合体
を収納する第一セルを形成し、また、一の第一エレメン
トとこの斜め隣に配置される他の第一エレメントの端部
同士を当接させ、且つ前記第二エレメントの両端部をそ
れぞれ前記一の第一エレメント及び前記他の第一エレメ
ントのコーナー部外側と当接させて、前記一の第一エレ
メント及び前記他の第一エレメントの外側面と前記第二
エレメントの内側面とで囲まれる空間に使用済み燃料集
合体を収納する第二セルを形成し、前記第一セルを千鳥
状に配置し、且つ前記第一セルの隣に前記第二セルを配
置することによって構成したことを特徴とする。

【００４３】この使用済み燃料集合体収納用バスケット
は、角パイプ内部と第一エレメント及び第二エレメント
で囲まれる空間とに使用済み燃料集合体を収納する。こ
のため、角パイプの内部のみに使用済み燃料集合体を収
納する使用済み燃料集合体収納用バスケットと比較して
使用する角パイプの本数を約半分にできる。これによっ
て、角パイプの本数を減らして使用済み燃料集合体収納
用バスケットの製造コストを低減できる。

【００４４】また、角パイプの本数が少なくなった分だ
け使用済み燃料集合体収納用バスケットの長手方向に対
して垂直な方向における寸法を小さくできる。その結
果、この使用済み燃料集合体収納用バスケットを収納す
る使用済み燃料収納容器の外形寸法を従来よりも小さく
できる。これによって、使用済み燃料収納容器を軽量化
できるとともに、キャスク等の使用済み燃料収納容器に
取り付ける緩衝体の外径を小さく抑えることができる。
また、緩衝体の外形寸法が同じであれば、つぶれ代をよ
り大きくとることができるので、安全性が高くなる。さ
らに、緩衝体のつぶれ代が同じであれば緩衝体の寸法を
小さくできるので、キャスクの陸送時における寸法制限
にも対応しやすくなる。

【００４５】また、請求項２１に係る使用済み燃料集合
体収納用バスケットは、請求項２０に記載の使用済み燃
料集合体収納用バスケットにおいて、さらに、上記第一
エレメントのコーナー部外側に上記第一エレメントの長
手方向に向かう段部を形成し、この段部と斜め隣に配置
される上記第一セルを構成する上記角パイプのコーナー
部外側とを当接させることを特徴とする。このように、
第一エレメントのコーナー部外側に設けられた段部と角
パイプのコーナー部外側とを組み合わせるので、角パイ
プと第一エレメントとのずれに対して強くなり、強固な
使用済み燃料集合体収納用バスケットを得ることができ
る。

【００４６】また、請求項２２に係る使用済み燃料集合
体収納用バスケットは、請求項２０又は２１に記載の使
用済み燃料集合体収納用バスケットにおいて、さらに、
上記第一エレメントのコーナー部外側には上記第一エレ
メントの長手方向に向かう溝部を形成し、また当該溝部
と噛み合うように上記第二エレメントの端部を形成し
て、前記溝部と前記端部とを噛み合わせて構成したこと
を特徴とする。

【００４７】この使用済み燃料集合体収納用バスケット
は、第一エレメントのコーナー部外側に溝を設け、第二
エレメントの端部と噛み合わせるようにする。このよう
な構成にすれば、第一エレメントと第二エレメントとの
動きを拘束できるので、剛性が高く、斜め荷重に対して
も強い使用済み燃料集合体収納用バスケットを構成する
ことができる。また、第一エレメントと第二エレメント
との接触面積も大きくなるので伝熱性能が高くなり、使
用済み燃料集合体の崩壊熱を効率的に使用済み燃料集合
体収納用バスケットの外部へ放出できる。

【００４８】また、請求項２３に係る使用済み燃料集合
体収納用バスケットは、角パイプと、板状の部材であっ
て、一方の側面には長手方向に向かう突起部が設けら
れ、またもう一方の側面は平面に形成されたエレメント
とを有し、前記角パイプの共通するコーナー部を持つ二
個の外側面にそれぞれ前記エレメントの一方の側面に設
けられた前記突起部の端部を当接させて使用済み燃料集
合体を収納するセルを構成し、さらに一のセルを構成す
る角パイプの外側面及びこのセルを構成するエレメント
の端部と、他のセルを構成する平面に形成された前記エ
レメントの側面とを当接させて前記セル同士を組み合わ
せることで構成したことを特徴とする。

【００４９】この使用済み燃料集合体収納用バスケット
は、２個の板状のエレメントを角パイプの外側面に当接
させて構成した複数のセルを組み合わせることによって
構成される。このため、使用済み燃料集合体収納用バス
ケットを構成する部品点数は多くなるが、長手方向に垂
直な断面形状がＬ字形状のエレメントを使用する場合と
比較して、エレメントの表面積を略半分にできる。これ
によって、押出し機の性能が小さい場合でも容易にエレ
メントを製造でき、また、押出しダイスの寿命も長くで
きる。

【００５０】また、請求項２４に係る使用済み燃料集合
体収納用バスケットは、請求項１〜２３のいずれか１項
に記載の使用済み燃料集合体収納用バスケットにおい
て、さらに上記エレメントに設けられる突起部の端部は
平面に形成されており、上記角パイプの外側面又は内側
面と平面で当接して上記セルを構成することを特徴とす
る。このため、エレメントと角パイプとがより均一に当
接するので、エレメントと角パイプとの伝熱性能が向上
し、内部に収納される使用済み燃料集合体の崩壊熱をよ
り効率よく使用済み燃料集合体収納用バスケットの外部
へ逃がすことができる。また、エレメントと角パイプと
がより均一に当接するので、エレメントと角パイプとの
応力集中を低減して使用済み燃料集合体収納用バスケッ
トの信頼性を高くできる。

【００５１】また、請求項２５に係る使用済み燃料集合
体収納用バスケットは、請求項１〜２４のいずれか１項
に記載の使用済み燃料集合体収納用バスケットにおい
て、さらに、上記エレメントには、このエレメントの一
辺当たり複数の突起部を設けたことを特徴とする。この
ため、複数の突起部によって角パイプを支えるので、角
パイプの側面を支えるスパンを小さくできる。これによ
って、角パイプの側面に作用する曲げ応力を低減できる
ので、使用済み燃料集合体収納用バスケットの信頼性を
高くできる。

【００５２】また、請求項２６に係る使用済み燃料集合
体収納用バスケットは、請求項１２又は１４に記載の使
用済み燃料集合体収納用バスケットにおいて、上記Ｂ−
Ａｌ材のＢ含有率は１．５質量％以上７．０質量％以下
であることを特徴とする。このため、十分な中性子吸収
能を発揮させつつ、十分な靭性を確保できる。また、Ｂ
含有量が７重量％以下であるので、押出し成形加工も比
較的容易にできるので、寸法の大きい角パイプ構成エレ
メントや使用済み燃料集合体収納用バスケット構成材を
成形しやすい。

【００５３】また、請求項２７に係る使用済み燃料集合
体収納用バスケットは、請求項１２、１４又は２６のい
ずれか１項に記載の使用済み燃料集合体収納用バスケッ
トにおいて、上記Ｂ−Ａｌ材には少なくとも濃縮ボロン
が添加されていることを特徴とする。

【００５４】天然ボロンには中性子の吸収に寄与するＢ
¹⁰と中性子の吸収には寄与しないＢ ¹¹がある。中性子吸
収能を有するＢ¹⁰を濃縮したものを使用すると、同じボ
ロンの添加量であれば天然ボロンやＢ₄Ｃをそのまま使
用した場合と比較してＢ¹⁰が多くなる分だけ中性子吸収
能を高くできる。この使用済み燃料集合体収納用バスケ
ットにおいては、Ｂ−Ａｌ材にこの濃縮ボロンを使用し
ている。このため、天然ボロンをそのまま使用した場合
よりも薄い板厚の角パイプあるいはエレメントで、同じ
中性子吸収能を得ることができるので、使用済み燃料集
合体収納用バスケットをより軽量且つコンパクトにでき
る。また、その分必要なキャスク胴本体のキャビティ空
間を小さくできるので、胴本体をコンパクトにできる。
一方、天然ボロンやＢ₄Ｃをそのまま使用した場合と同
じ量の濃縮ボロンを添加すればそれだけ中性子吸収能を
高くできるので、燃焼度の高い使用済み燃料集合体を格
納する場合でも臨界に対する安全性を十分に確保でき
る。

【００５５】また、請求項２８に記載の使用済み燃料集
合体収納用バスケットを構成するためのエレメントは、
長手方向に垂直な断面形状がＬ字状で、且つ内側面には
長手方向に向かう突起部が設けられ、当該突起部の端部
が使用済み燃料集合体を収納する角パイプの外側面と当
接することを特徴とする。

【００５６】このエレメントは断面Ｌ字状で、且つ内側
面には角パイプと当接する突起部が設けられており、こ
の突起部が角パイプと当接して使用済み燃料集合体を収
納するセルを構成する。そして、突起部で角パイプの外
側面と隔てられた空間がフラックストラップとなる。こ
のように、角パイプと組み合わされることで使用済み燃
料を収納するセルを構成するので、燃焼度の高いＰＷＲ
用の使用済み燃料集合体を収納するセルのようにフラッ
クストラップを要するものでも容易に製造できる。ま
た、エレメントの表面積は無闇に大きくならないので、
押し出し機の推力がそれ程大きくなくとも十分に製造で
き、また、エレメントの形状もそれ程複雑ではないの
で、押し出しダイスの寿命も確保できる。その結果、Ｐ
ＷＲ用の使用済み燃料集合体を収納する使用済み燃料集
合体収納用バスケットを容易に製造でき、また、製造コ
ストも低く抑えることができる。特に、ＢやＢ化合物を
含有したＡｌ材のような難押し出し材で使用済み燃料集
合体収納用バスケットを構成する場合に、この発明の効
果は大きくなる。

【００５７】また、請求項２９に記載の使用済み燃料集
合体収納用バスケットを構成するためのエレメントは、
請求項２８に記載の使用済み燃料集合体収納用バスケッ
トを構成するためのエレメントにおいて、さらに、上記
エレメントのコーナー部外側を上記エレメントの長手方
向全領域にわたって平面に形成し、且つ当該平面と組み
合わされるように当該平面と平行にこのエレメントの一
方の端部を平面に形成して、一のエレメントのコーナー
部外側と他のエレメントの前記一方の端部とを当接させ
ることを特徴とする。

【００５８】このエレメントは、コーナー部外側を平面
に形成し、エレメントの一方の端部はこの平面に平行と
なるように平面が形成されている。そして、使用済み燃
料集合体収納用バスケットを構成した場合には、両平面
が当接する。これらの平面は、エレメントの長手方向に
垂直な断面で見るとコーナー部外側が斜めに切り取られ
た形に形成されているので、両者の接する面積を大きく
できる。このため使用済み燃料集合体収納用バスケット
を組み立てた際には伝熱面積を大きくできるので、より
効率よく使用済み燃料集合体の崩壊熱を使用済み燃料集
合体収納用バスケットの外部へ逃がすことができる。ま
た、エレメント同士の当接する面積がより大きくなるの
で、このエレメントを用いて使用済み燃料集合体収納用
バスケットを組み立てた場合には、荷重が作用した際に
この部分に発生する応力も小さくできる。これによっ
て、応力伝達の際における負担を小さくできるので、使
用済み燃料集合体収納用バスケットの信頼性をより高く
できる。

【００５９】また、請求項３０に記載の使用済み燃料集
合体収納用バスケットを構成するためのエレメントは、
請求項２８又は２９に記載の使用済み燃料集合体収納用
バスケットを構成するためのエレメントにおいて、さら
に、上記エレメントのコーナー部内側を、上記エレメン
トの長手方向に垂直な断面が階段状となるように形成し
て上記エレメントの長手方向に向かう段部を設け、ここ
に使用済み燃料集合体を収納する角パイプのコーナー部
外側を当接させることを特徴とする。

【００６０】このエレメントは、コーナー部と端部とを
階段状に形成し、使用済み燃料集合体収納用バスケット
を組み立てる際には両者を噛み合わせて組み立てられ
る。このため、エレメントの長手方向に対して垂直な方
向に対する動きが規制できるので、キャスクが落下等し
た場合における衝撃によるずれを効果的に抑えることが
できる。これによって、さらに信頼性の高い使用済み燃
料集合体収納用バスケットを構成することができる。ま
た、エレメントの長手方向に対して垂直な方向に向かう
エレメントの動きを規制できるので、使用済み燃料集合
体収納用バスケットの組み立てもより容易になる。

【００６１】また、請求項３１に記載の使用済み燃料集
合体収納用バスケットを構成するためのエレメントは、
長手方向に垂直な断面形状がＬ字状で、且つ外側面には
長手方向に向かう突起部が設けられ、当該突起部の端部
が使用済み燃料集合体を収納する角パイプの内側面と当
接することを特徴とする。

【００６２】このエレメントは断面Ｌ字状であり、長手
方向に向かう溝が外側面に設けられている。そして、使
用済み燃料集合体収納用バスケットを組み立てる際に
は、各パイプの内部にこのエレメントを配置する。この
ため、エレメントの形状がそれ程複雑ではなく、また、
表面積も比較的小さいので、エレメントにＢ−Ａｌ材の
ような難押し出し材を使用しても押出し成形機の能力内
でこれを製造できる。これによって、ＰＷＲ用使用済み
燃料集合体を収納するためにフラックストラップを備え
た複雑な形状の使用済み燃料集合体収納用バスケットで
あっても容易に製造できる。また、角パイプやエレメン
トを無理なく押出し成形できるので傷や肌荒れ等も低減
でき、製品の歩留まりも向上する。

【００６３】さらに、溶接によらず角パイプとエレメン
トとを組み合わせるだけなので、溶接継ぎ手部における
性能劣化のおそれもなく、また使用済み燃料集合体収納
用バスケットの製造も容易になる。また、エレメントを
角パイプの内部に配置すれば、自動的にエレメントの動
きが規制されるので、使用済み燃料集合体収納用バスケ
ットは角パイプを組み合わせるだけで構成できる。これ
によって使用済み燃料集合体収納用バスケットをさらに
容易に製造できる。

【００６４】また、請求項３２に記載の使用済み燃料集
合体収納用バスケットを構成するためのエレメントは、
請求項２８〜３１のいずれか１項に記載の使用済み燃料
集合体収納用バスケットを構成するためのエレメントに
おいて、さらに、上記エレメントはＢ−Ａｌ材であるこ
とを特徴とする。このため、このエレメントと角パイプ
とを組み合わせて使用済み燃料集合体収納用バスケット
を構成した場合には、この使用済み燃料集合体収納用バ
スケットに十分な中性子吸収能を発揮させることができ
る。また、強靭なＢ−Ａｌ材によって使用済み燃料集合
体収納用バスケットの十分な強度を確保できる。

【００６５】また、請求項３３に記載の使用済み燃料集
合体収納用バスケットを構成するためのエレメントは、
請求項３２に記載の使用済み燃料集合体収納用バスケッ
トを構成するためのエレメントにおいて、上記Ｂ−Ａｌ
材のＢ含有率は１．５質量％以上７．０質量％以下であ
ることを特徴とする。

【００６６】このため、十分な中性子吸収能を発揮させ
つつ、十分な靭性を確保できる。また、Ｂ含有量が７重
量％以下であるので、押出し成形加工も比較的容易にで
きるので、寸法の大きい角パイプ構成エレメントや使用
済み燃料集合体収納用バスケット構成材を成形しやす
い。さらに、母材であるＡｌを半溶融状態で接合して角
パイプや使用済み燃料集合体収納用バスケットを構成し
ているので、靭性の劣化も最小限に抑えることができ
る。

【００６７】また、請求項３４に記載の使用済み燃料集
合体収納用バスケットを構成するためのエレメントは、
請求項３２又は３３に記載の使用済み燃料集合体収納用
バスケットを構成するためのエレメントにおいて、上記
Ｂ−Ａｌ材には少なくとも濃縮ボロンが添加されている
ことを特徴とする。このため、天然ボロンをそのまま使
用した場合よりも薄い板厚の角パイプあるいはエレメン
トで、同じ中性子吸収能を得ることができるので、使用
済み燃料集合体収納用バスケットをより軽量且つコンパ
クトにできる。また、その分必要なキャスク胴本体のキ
ャビティ空間を小さくできるので、胴本体をコンパクト
にできる。一方、天然ボロンやＢ₄Ｃをそのまま使用し
た場合と同じ量の濃縮ボロンを添加すればそれだけ中性
子吸収能を高くできるので、燃焼度の高い使用済み燃料
集合体を格納する場合でも臨界に対する安全性を十分に
確保できる。

【００６８】また、請求項３５に係る放射性物質格納容
器は、請求項１〜２７のいずれか１項に記載の使用済み
燃料集合体収納用バスケットの外形に合わせて放射性物
質格納容器の本体胴の内側形状を形成し、ここに前記使
用済み燃料集合体収納用バスケットを挿入して上記セル
内に使用済み燃料集合体を収納することを特徴とする。
この放射性物質格納容器は、上記使用済み燃料集合体収
納用バスケットを備えているので、燃焼度が高く、寸法
の大きいＰＷＲ用の使用済み燃料集合体を収納するもの
でも、容易に製造できる。

【００６９】

【発明の実施の形態】以下、この発明につき図面を参照
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、下記実施の形
態における構成要素には、当業者が容易に想定できるも
の或いは実質的に同一のものが含まれる。なお、以下に
説明する使用済み燃料集合体を収納する使用済み燃料集
合体収納用バスケットは主として放射性物質格納容器の
一つであるキャスクに使用するものであるが、これに限
定されるものではない。キャスクの他にも、例えば、キ
ャニスタや使用済み燃料貯蔵プールのラックに使用でき
る。

【００７０】（実施の形態１）図１は、この発明の実施
の形態１に係る使用済み燃料集合体収納用バスケットの
一部を示す説明図である。この使用済み燃料集合体収納
用バスケットは、長手方向に向かう溝部が設けられたエ
レメントを角パイプの外側へ当接させて使用済み燃料集
合体を収納する一つのセルを作り、このセルを複数組み
合わせて構成した点に特徴がある。

【００７１】使用済み燃料集合体を収納するセル１０を
構成する角パイプ２０は、ＡｌやＡｌ合金粉末に中性子
吸収性能を持つＢ（ボロン）やＢ化合物の粉末を添加し
たアルミニウム複合材又はアルミニウム合金（以下Ｂ−
Ａｌ材という）によって製造されている。これは、使用
済み燃料集合体収納用バスケットには挿入した使用済み
燃料集合体が臨界に達することを防止する機能が求めら
れるからである。また、このようなＢ−Ａｌ材は強度と
伸びとのバランスをとっており、耐衝撃性能が要求され
るキャスク用の使用済み燃料集合体収納用バスケットに
適している。なお、Ｂ−Ａｌ材の製造方法については後
述する。

【００７２】同様の理由から、長手方向に向かう溝が設
けられたエレメントであるエレメント３０も、Ａｌ又は
Ａｌ合金粉末に中性子吸収性能を持つＢ（ボロン）又は
Ｂ化合物の粉末を添加したアルミニウム複合材又はアル
ミニウム合金によって製造することが好ましい。ただ
し、この実施の形態においては必ずしもＢ−Ａｌ材を使
用する必要はなく、角パイプ２０のみで中性子吸収性能
が確保できれば、他の材料を使用してもよい。なお、後
述する実施の形態１の第三変形例（図１２参照）に係る
使用済み燃料集合体収納用バスケットにおいては、角パ
イプとエレメントとはともにＢ−Ａｌ材で構成する。

【００７３】このようにすれば、使用済み燃料集合体収
納用バスケット１００をすべてＢ−Ａｌ材で製造しなく
ともよいので、使用済み燃料集合体収納用バスケット１
００の製造コストを低減できる。また、難押し出し材で
あるＢ−Ａｌ材を使用せず、より押し出し成形に適した
材料を使用すれば、エレメント３０を押し出しやすくな
る。したがって、さらに複雑な形状のエレメント３０で
も製造することができる。これによって、エレメント３
０を設計する際における自由度を高くできる。

【００７４】図１（ｂ）に示すように、角パイプ２０の
断面内形状は正方形であり、その内部に使用済み燃料集
合体を収納できるようになっている。そして、この角パ
イプ２０はＰＷＲ用燃料集合体を収納できるように、断
面内寸法もＰＷＲ用燃料集合体の外形寸法に合わせてあ
る。ここで、この角パイプ２０のコーナー部外側２０ｃ
ｏにおける半径ｒ_p、エレメント３０のコーナー部外側
３０ｃｏにおける半径ｒ_e、及びエレメント３０の端部
外側３０ｆｏにおける半径ｒ_e1は、できるだけ小さくす
ることが望ましい。次に、角パイプ２０のコーナー部外
側２０ｃｏにおける半径ｒ_p等について説明する。

【００７５】図２は、角パイプ及びエレメントのコーナ
ー部における応力の伝わり方を示す説明図である。角パ
イプ２０とエレメント３０とは、図１（ａ）に示すよう
に組み合わされる。このとき、同図（ａ）に示すよう
に、角パイプ２０のコーナー部外側２０ｃｏの半径ｒ_p
が大きいと、荷重Ｆを受ける面が小さくなり面圧ｐが過
大になるとともに、３０ｆｏの付け根における曲げ応力
δｂが過大になるおそれが高くなる。また、半径ｒ_pが
大きいと十分な伝熱面積を確保できない。

【００７６】また、図１（ａ）及び（ｂ）に示すよう
に、使用済み燃料集合体収納用バスケット１００におい
てはエレメント３０のコーナー部外側３０ｃｏとエレメ
ント３０の端部３０ｆとが当接する。このため、図２
（ａ）に示すように、エレメント３０のコーナー部外側
３０ｃｏにおける半径ｒ_e及び端部３０ｆにおける半径
ｒ_{e 1}が大きい場合にも、上述したと同様の問題が発生す
る。その結果、角パイプ２０やエレメント３０に損傷そ
の他の性能劣化を生じさせることになる。そして、斜め
方向からの荷重の場合であっても、応力集中に起因する
角パイプ２０やエレメント３０の性能劣化をもたらすお
それがある。

【００７７】上記の問題を避けるため、図２（ｂ）に示
すように、角パイプ２０のコーナー部外側２０ｃｏ、エ
レメント３０のコーナー部外側３０ｃｏ及びエレメント
３０の端部外側３０ｆｏをシャープエッジに成形するこ
とが望ましい。このようにすると、角パイプ２０のコー
ナー部外側２０ｃｏとエレメント３０の段部３０ａとの
接触部分が略全体にわたって突き合わされる。また、エ
レメント３０のコーナー部外側３０ｃｏとエレメント３
０の端部３０ｆとが接する部分も略全体にわたって突き
合わされる。このため、上記面荷重が軽減するとともに
十分な伝熱面積も得ることができる。これらの作用によ
って角パイプ２０及びエレメント３０の性能劣化を抑制
できる。また、図２（ｃ）に示すように、テーパー３０
ｌと曲面３０Ｒとを設けると、応力集中の低減により効
果的である。

【００７８】ここで、落下試験の結果を説明する。ま
ず、角パイプ２０の寸法は、収容する使用済み燃料集合
体の寸法に基づいて決定されるため、角パイプ２０の板
厚ｔに対する半径ｒ_pから評価した。この評価結果を表
１に示す。

【表１】 この結果、半径Ｒ＝０．８ｔ〜１．５ｔのときは、角パ
イプ２０の特定部分（図２（ａ）中点線で囲んだ領域）
に好ましくない応力集中が生じた。半径ｒ_p、ｒ_e、ｒ_e1
＝０．６ｔになると応力集中の程度は緩和されたが、ま
だ好ましい状態にはならなかった。次に、半径Ｒ＝０．
４ｔでは、応力集中の程度がある程度緩和されて、比較
的許容できる範囲内に収まった。半径ｒ_p、ｒ_e、ｒ_e1＝
０．０５ｔ〜０．２ｔでは、応力集中が相当程度緩和さ
れ、好ましい状態になった。特に、ｒ_p、ｒ_e、ｒ_e1＝
０．１ｔ、０．０５ｔの場合に良好な結果が得られ、応
力集中は問題にならない程度に低減された。さらに、図
２（ｃ）に示すように、端部内側３０ｆｉにテーパー３
０ｌを設けて付け根部分の面積を大きくするように構成
すると、端部３０ｆの付け根部分に生ずる曲げ応力を低
減できる。このとき、端部内側３０ｆｉにおける端部３
０ｆの付け根における半径３０Ｒをある程度の大きさと
すると、この部分における応力集中を低減できるのでさ
らに好ましい。

【００７９】図３は、この発明の実施の形態１に係る角
パイプ使用済み燃料集合体収納用バスケットの変形例を
示す断面図である。このように、角パイプ２０のコーナ
ー部外側２０ｃｏ等に形成されるシャープエッジは、面
取形状であってもよい。この面取りＣの寸法は、上記同
様に１．０ｍｍ以下（寸法Ｃ＝０．２ｔ以下）とするの
が好ましい。このような構成としても、使用済み燃料集
合体収納用バスケット１００に対し図中矢印Ｆ方向に荷
重が加わった場合、角パイプ２０のコーナー部外側２０
ｃｏとエレメント３０の段部３０ａとの接する部分が略
全体にわたって接触する。また、エレメント３０のコー
ナー部外側３０ｃｏとエレメント３０の端部３０ｆとが
接する部分も略全体にわたって接触する。

【００８０】これによって角パイプ２０の特定部分に対
する応力集中は軽減する。そして十分な伝熱面積も確保
できるので、使用済み燃料集合体収納用バスケット１０
０の性能劣化を抑制できる。また、エレメント３０のコ
ーナー部外側３０ｃｏとエレメント３０の端部３０ｆと
の接する部分も略全体にわたって接触する。また、図３
（ｂ）に示すように、端部内側３０ｆｉにテーパー３０
ｌを設けて付け根部分の面積を大きくするように構成す
ると、端部３０ｆの付け根に生ずる曲げ応力を低減でき
る。このとき、端部内側３０ｆｉにおける端部３０ｆの
付け根の半径３０Ｒをある程度の大きさとすると、この
部分における応力集中を低減できるので、より好まし
い。

【００８１】次に、エレメント３０について説明する。
図４は、実施の形態１に係るエレメントを示す説明図で
ある。図４（ａ）に示すように、エレメント３０は長手
方向に垂直な断面がＬ字形状となっている。また、同図
（ａ）及び（ｂ）に示すように、エレメント３０が角パ
イプ２０と接する側には、長手方向に向かう突起部３０
ｔが設けられている。そして、この突起部３０ｔによっ
て仕切られた部分が、エレメント３０の長手方向に向か
う溝部３０ｓを形成する。

【００８２】なお、この例において突起部３０ｔの個数
は断面Ｌ字形のエレメント３０の一辺当たり２個である
が、突起部３０ｔの個数は２個に限定されない。突起部
３０ｔの個数を増やすと角パイプ２０とエレメント３０
との接する面積を大きくできるので、伝熱性能を高くで
き好ましい。また、突起部３０ｔの数が多い場合には、
突起部３０ｔの数が少ない場合と比較して、突起部３０
ｔによって支えられる角パイプ２０の側壁におけるスパ
ンｌ₂（図４（ｃ）参照）の長さを短くできる。これに
よって、キャスクの落下等によって衝撃力が角パイプ２
０に作用した場合には、側壁に作用する応力を突起部３
０ｔの数が少ない場合（図４（ａ）参照）よりも小さく
できるので、角パイプ２０の強度設計に余裕を持たせる
ことができる。したがって、フラックストラップ（突起
部３０ｔと角パイプ２０とで囲まれる空間）の中性子ト
ラップ能や押し出し機の性能が許容すれば、図４（ｃ）
に示すように突起部３０ｔの個数を増やしてもよい。

【００８３】エレメント３０のコーナー部内側３０ｃｉ
には、エレメント３０の長手方向に向かう段部３０ａが
設けられている。このため、図４（ａ）に示すように、
エレメント３０のコーナー部内側３０ｃｉにおける断面
は階段状に形成される。そして、エレメント３０の段部
３０ａは角パイプ２０のコーナー部外側２０ｃｏと当接
する。このため、段部３０ａのコーナー部は、角パイプ
２０のコーナー部外側２０ｃｏにおける半径よりも小さ
い半径とすることが好ましい。このようにすれば、角パ
イプ２０のコーナー部外側２０ｃｏとエレメント３０の
段部３０ａとがより大きな面積で当接するので、この部
分の応力集中をより低減できる。これによって、使用済
み燃料集合体収納用バスケットの信頼性をより高めるこ
とができる。

【００８４】この段部３０ａによって、角パイプ２０と
エレメント３０とのずれが防止できるので、使用済み燃
料集合体収納用バスケット１００を容易組み立てること
ができる。また、この段部３０ａによってセル１０及び
これに収納される使用済み燃料集合体の荷重をより確実
に伝達できるので、使用済み燃料集合体収納用バスケッ
ト１００の信頼性も向上する。

【００８５】また、同図（ｄ）に示すように、エレメン
ト３０のコーナー部外側３０ｃｏにエレメント３０の長
手方向に向かう段部３０ｃｘを設けてもよい。このよう
にすると、使用済み燃料集合体収納用バスケット１００
を組み立てた場合には、この段部３０ｃｘと隣り合うエ
レメント３０及び斜め隣の角パイプ２０とで囲まれる空
間をフラックストラップとして利用できる。このフラッ
クストラップによって、斜め隣のセルへ向かう中性子も
遮蔽できるので、使用済み燃料集合体収納用バスケット
１００の臨界に対する安全性をより高くできる。なお、
図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、段部３０ａを設け
ずに、突起部３０ｔの個数と配置を調整することによっ
て角パイプ２０を保持するようにしてもよい。ここで、
図５は、この発明に係るエレメントの他の例を示す説明
図である。

【００８６】図６は、突起部の接触面積を大きくしたエ
レメントを示す説明図である。このように、エレメント
３０に設けられた突起部３０ｔが角パイプ２０と接触す
る部分をフランジ状に構成して、角パイプ２０との接触
面積を広くしてもよい。例えば、突起部３０ｔと角パイ
プ２０とが接触して熱伝導することによる伝熱量を１０
０とし、突起部３０ｔと角パイプ２０との間における輻
射と対流による伝熱量を１０とする。このとき、フラン
ジ部３０ｔｆの面積を突起部３０ｔの１０倍にすれば、
角パイプ２０との接触面積を１０倍にできるので、熱伝
導による伝熱量を１０倍とすることができる。これによ
って、角パイプ２０との間に生ずる熱ギャップを低減で
きる。

【００８７】ここで、エレメント３０に設けられた溝部
３０ｓや、エレメント３０のコーナー部内側３０ｃｉに
設けられた段部３０ａは、エレメント３０を押出し成形
するときに前記溝部３０ｓ等を一体として成形すること
ができる。また、押出し成形時に前記溝部３０ｓ等を一
体として成形しなくとも、押出し成形によって成形した
断面Ｌ字状のエレメントを切削加工することによって前
記溝部３０ｓ等を成形し、エレメント３０を製造しても
よい。

【００８８】この方法によれば、切削の手間は要する
が、溝部３０ｓ等がない分だけエレメント３０を直接成
形するよりも断面Ｌ字状のエレメントの表面積を小さく
できる。これによって、同じ表面積であれば、押出し成
形時に一体として溝部３０ｓ等を形成する場合よりも大
きい寸法のエレメント３０を作ることができる。また、
寸法が同じであれば、押出し成形時に一体として溝部３
０ｓ等を形成する場合よりも小さい推力で押出し成形で
きるので、肌荒れ等を抑えて品質の高い製品を得ること
ができる。

【００８９】図７は、角パイプとエレメントとを組み合
わせて使用済み燃料集合体を収納するセルを構成した状
態を示す説明図である。同図に示すように、角パイプ２
０の外側面２０ｓとエレメント３０の突起部３０ｔの端
部、及び角パイプ２０のコーナー部外側２０ｃｏとエレ
メント３０の段部３０ａが当接して、使用済み燃料集合
体を収納するセル１０を構成する。そして、使用済み燃
料集合体は、角パイプ２０の内部に収納される。また、
エレメント３０に設けられた溝部３０ｓがフラックスト
ラップを形成して、角パイプ２０の内部に収納された使
用済み燃料集合体から放射される中性子を遮蔽する。

【００９０】ここで、エレメント３０の段部３０ａと突
起部３０ｔの端部とが角パイプ２０と接するが、応力伝
達及び伝熱の観点から、突起部３０ｔと段部３０ａとの
高さｈはできるだけ揃えることが好ましい。また、突起
部３０ｔ等が角パイプ２０と接する面も、できるだけ平
滑且つ平面に仕上げることが好ましい。

【００９１】なお、図７（ｂ）に示すように、上記セル
１０を構成する場合には、角パイプ２０とエレメント３
０との長手方向における両端部を仮止め（図中Ｓ）して
もよい。このようにすると、セル１０が分離しないので
使用済み燃料集合体収納用バスケット１００を組み立て
る手間を軽減できる。角パイプ２０とエレメント３０と
の両端部を接合する手段としては、溶接やＦＳＷ（Fric
tion Stir Welding：摩擦攪拌接合）が適用できる。特
にＦＳＷによれば、熱変形を極めて小さく抑えることが
できるため寸法精度を確保でき、好ましい。

【００９２】図７（ａ）に示すように、一のセル１０を
構成するエレメント３０の外側面３０ｂと他のセル１０
を構成する角パイプ２０の外側面２０ｓとが当接して複
数のセル１０同士が組み合わされる。このようにして複
数のセル１０を組み合わせて、使用済み燃料集合体を収
納する使用済み燃料集合体収納用バスケット１００（図
１参照）が構成される。このとき、エレメント３０の外
側面３０ｂと角パイプ２０の外側面２０ｓとは平面で当
接させることが好ましい。角パイプ２０の内部に収納さ
れる使用済み燃料集合体は崩壊熱を発生するので高温に
なるが、上記のようにすればエレメント３０と角パイプ
２０との伝熱面積を大きくできるからである。これによ
って、使用済み燃料集合体の崩壊熱を効率よく使用済み
燃料集合体収納用バスケット１００の外部へ伝えること
ができるので、伝熱性能が向上し好ましい。

【００９３】この使用済み燃料集合体収納用バスケット
１００（図１参照）は、角パイプ２０とエレメント３０
とを組み合わせたセル１０を複数組み合わせて構成され
ている。このため、難押し出し材であるＢ−Ａｌ材を使
用しても押出し成形機の能力内で角パイプ２０とエレメ
ント３０とを製造できる。これによって、ＰＷＲ用使用
済み燃料集合体を収納するためにフラックストラップを
備えた複雑な形状の使用済み燃料集合体収納用バスケッ
ト１００であっても容易に製造できる。また、角パイプ
２０やエレメント３０を無理なく押出し成形できるの
で、製品の傷や肌荒れ等も低減でき、製品の歩留まりも
向上する。さらに、溶接によらず角パイプ２０とエレメ
ント３０とを組み合わせるだけなので、溶接継ぎ手部に
おける性能劣化のおそれもなく、また使用済み燃料集合
体収納用バスケット１００の製造も容易になる。

【００９４】次に、この使用済み燃料集合体収納用バス
ケット１００を放射性物質格納容器の一つであるキャス
クの本体胴内に設置した例について説明する。図８は、
実施の形態１に係る使用済み燃料集合体収納用バスケッ
トをキャスクの本体胴内に設置した例を示す説明図であ
る。同図に示すように、キャスクの本体胴１２０は、長
手方向に垂直な断面外形状が略八角形となっている。ま
た、本体胴１２０の断面内は、正方形の四隅を階段状と
した形状に成形されている。このような構造によれば、
本体胴１２０の壁面厚が全体的に略均一になり、余分な
厚みがなくなるのでキャスクの質量を軽減できる。ま
た、図８（ｂ）に示すように、本体胴１２０の壁が厚く
なる部分をカットして、この部分にＡｌ等の熱を良く伝
える軽量な支持材４０（中空又は中実）を配置するとさ
らに質量を低減でき、本体胴１２０の壁面厚さｔ₁とｔ₂
とをさらに均一にできる。さらに、このような構造によ
って、本体胴１２０の壁面厚を十分に確保してγ線の遮
蔽機能を持たせつつ、より多くの使用済み燃料集合体を
格納することができる。

【００９５】本体胴１２０の内面及び外面は、専用の機
械加工装置を用いて加工する。なお、この実施の形態で
は本体胴１２０の外形を８角形にしているが、これに限
定されるものではない。すなわち、使用済み燃料集合体
収納用バスケット１００の外形に合わせて本体胴１２０
の形状を角に丸みをもたせた４角形や１２角形などにす
ることもできる（図示省略）。また、内形の形状もこれ
に限定されるものではない。例えば、図８（ｃ）に示す
ように、軸方向に垂直な断面内形状及び断面外形状が円
形の本体胴１２１を用いて、この内部に中空の支持材４
１及び４２を用いて使用済み燃料集合体収納用バスケッ
ト１００を収納してもよい。このような本体胴１２１は
加工が比較的容易であるため、キャスクの製造コストを
低減できる。なお、支持材４１及び４２は中実としても
よく、支持材４０と同様にＡｌ等の熱を良く伝える軽量
な材料で構成することができる。

【００９６】使用済み燃料集合体収納用バスケット１０
０は、角パイプ２０とエレメント３０とによって構成さ
れるセル１０を組み合わせて構成されている。なお、使
用済み燃料集合体収納用バスケット１００は、本体胴１
２０を立てた状態よりも本体胴１２０を横置きにして、
角パイプ２０とエレメント３０とを順次本体胴１２０内
に挿入する方が容易に構成することができる。

【００９７】本体胴１２０は、上述したような構造とす
ることによって、その内面は収納する使用済み燃料集合
体収納用バスケット１００の外形に合わせた形状となっ
ている。これによって、使用済み燃料集合体を収納した
ときには、当該使用済み燃料集合体収納用バスケット１
００の外面が本体胴１２０に対して略密着状態となる
（ただし、現実的には微小な隙間が生じることがあ
る）。

【００９８】なお、本体胴１２０の内面を略完全に使用
済み燃料集合体収納用バスケット１００の外形に合わせ
る必要はなく、使用済み燃料集合体収納用バスケット１
００の外面の一部が接触しないような形状にすることも
できる。使用済み燃料集合体収納用バスケット１００の
外面と本体胴１２０の内面との接触割合は、伝熱性能を
考慮しながら適宜設計することができる。

【００９９】ここで、図８（ａ）に示すように、使用済
み燃料集合体収納用バスケット１００の最外周にはエレ
メント３０は設けられていない。これは、隣接するセル
１０がないため、セル１０内に収納した使用済み燃料集
合体から放射される中性子による臨界を考慮する必要が
ないためである。なお、Ｌ字状のエレメント３０のみで
この使用済み燃料集合体収納用バスケット１００を構成
すると、フラックストラップを形成することができない
部分が発生する。このため、この部分には直線状のエレ
メント３０'を設けて角パイプ２０同士の間にフラック
ストラップを形成する。この使用済み燃料集合体収納用
バスケット１００においては、セル１０を構成する角パ
イプ２０が２１個配置されている。このため、この使用
済み燃料集合体収納用バスケット１００は、計２１体の
使用済み燃料集合体（ＰＷＲ用）を収容することができ
る。なお、角パイプ２０の個数は２１個に限られるもの
ではない。

【０１００】この使用済み燃料集合体収納用バスケット
１００をキャスクの本体胴１２０に収納した場合には、
角パイプ２０内に収納した使用済み燃料集合体から発生
する崩壊熱が角パイプ２０及びエレメント３０を伝わっ
て、本体胴１２０の内面まで到達する。本体胴１２０は
ステンレス鋼や炭素鋼によって作られており、本体胴１
２０まで伝わった崩壊熱は本体胴１２０の壁面を通って
からこの外部に設けられている伝熱フィン（図示せず）
を伝わって、キャスク外部へ放出される。この発明に係
る使用済み燃料集合体収納用バスケット１００は、溶接
を使用せずにエレメント３０と角パイプ２０とを組み合
わせて構成されている。このため、溶接継ぎ手部におけ
る性能劣化のおそれがないため、使用済み燃料集合体収
納用バスケット１００自体の信頼性を高めることができ
る。

【０１０１】（変形例１）図９は、実施の形態１の第１
変形例に係る使用済み燃料集合体収納用バスケットの一
部を示す説明図である。この使用済み燃料集合体収納用
バスケット１０１は、上記実施の形態１に係る使用済み
燃料集合体収納用バスケット１００と略同一の構成であ
るが、エレメント３１のコーナー部外側３１ｃｏをエレ
メント３１の長手方向全領域にわたって平面に形成して
コーナー部当接面３１ｃｐを設ける。そして、隣に配置
されているエレメント３１の端部３１ｆにおけるコーナ
ー部当接面３１ｃｐを平行に形成して端部当接面３１ｆ
ｐを設け、コーナー部当接面３１ｃｐと端部当接面３１
ｆｐとを当接させる点が異なる。その他の構成は実施の
形態１と同様なのでその説明を省略するとともに、同一
の構成要素には同一の符号を付する。

【０１０２】図９（ｂ）に示すように、エレメント３１
のコーナー部外側３１ｃｏは、長手方向に垂直な断面で
見ると斜めに切り取られた形に形成されている。すなわ
ち、当該コーナー部外側３１ｃｏはエレメント３１の長
手方向全域にわたって平面に形成されており、この平面
がコーナー部当接面３１ｃｐとなる。また、エレメント
３１の端部３１ｆは、コーナー部当接面３１ｃｐと平行
な平面に形成されており、この平面が端部当接面３１ｆ
ｐとなる。そして、図９（ａ）に示すように、使用済み
燃料集合体収納用バスケット１０１を組み立てた際に
は、コーナー部当接面３１ｃｐと端部当接面３１ｆｐと
が当接するようになっている。なお、コーナー部当接面
３１ｃｐ及び端部当接面３１ｆｐは、隣に配置されてい
るエレメント３１の端部３１ｆに形成された端部当接面
３１ｆｐと当接して、応力を伝達し、また、崩壊熱を伝
える。

【０１０３】この使用済み燃料集合体収納用バスケット
１０１は、エレメント３１に形成されたコーナー部当接
面３１ｃｐと端部当接面３１ｆｐとを当接させて組み立
てられる。これらの当接面は、エレメント３１の長手方
向に垂直な断面で見るとエレメント３１のコーナー部外
側３１ｃｏが斜めに切り取られた形に形成されている。
このため、実施の形態１に係るエレメント３０と比較し
て、エレメント３１同士が当接する面積を大きくでき
る。これによって、伝熱面積が大きくなるのでより効率
よく使用済み燃料集合体の崩壊熱を使用済み燃料集合体
収納用バスケット１０１の外部へ逃がすことができる。
また、エレメント３１同士の当接する面積がより大きく
なるので、荷重が作用した場合にこの部分に発生する応
力も実施の形態１に係るエレメント３０よりも小さくな
る。これによって、応力伝達の際における負担を小さく
できるので、使用済み燃料集合体収納用バスケット１０
１の信頼性をより高くできる。

【０１０４】（変形例２）図１０は、実施の形態１の第
２変形例に係る使用済み燃料集合体収納用バスケットの
一部を示す説明図である。この使用済み燃料集合体収納
用バスケット１０２は、上記実施の形態１の第１変形例
に係る使用済み燃料集合体収納用バスケット１０１と略
同一の構成であるが、次の点でこれと異なる。すなわ
ち、エレメント３２のコーナー部外側３２ｃｏに段部を
設け、これと噛み合うように隣に配置されているエレメ
ント３２の端部３２ｆにも段部を設ける。そして、両者
を噛み合わせて使用済み燃料集合体収納用バスケット１
０２を構成する。その他の構成は実施の形態１と同様な
のでその説明を省略するとともに、同一の構成要素には
同一の符号を付する。

【０１０５】図１０（ｂ）に示すように、エレメント３
２のコーナー部外側３２ｃｏには段部３２ｃｙが設けら
れている。また、同図（ｃ）に示すように、エレメント
３２の端部３２ｆにも、隣に配置されたエレメント３２
のコーナー部３２ｃｏと噛み合うように、段部３２ｆｙ
が設けられている。そして、図１０（ａ）に示すよう
に、使用済み燃料集合体収納用バスケット１０２を組み
立てた際には、コーナー部３２ｃと端部３２ｆとが噛み
合う。

【０１０６】この使用済み燃料集合体収納用バスケット
１０２は、階段状に形成されたエレメント３２のコーナ
ー部３２ｃと端部３２ｆとを噛み合わせて組み立てられ
る。このため、実施の形態１の第１変形例に係るエレメ
ント３１と比較して、Ｘ及びＹ方向（図１０（ａ）参
照）に対する動き、すなわち、エレメント３２の長手方
向に垂直な方向に向かう動きが規制できる。これによっ
て、キャスクが落下等した場合における衝撃によるずれ
をさらに抑えることができる。その結果、さらに信頼性
の高い使用済み燃料集合体収納用バスケット１０２を構
成することができる。また、Ｘ及びＹ方向に対してエレ
メント３２の動きを規制できるので、使用済み燃料集合
体収納用バスケット１０２の組み立てもより容易にな
る。

【０１０７】また、このエレメント３２では、実施の形
態１の第１変形例に係るエレメント３１と比較して、エ
レメント３２同士が当接する面積をさらに大きくでき
る。これによって、伝熱面積が大きくなるのでより効率
よく使用済み燃料集合体の崩壊熱を使用済み燃料集合体
収納用バスケット１０２の外部へ逃がすことができる。
また、エレメント３２同士の当接する面積がより大きく
なるので、荷重が作用した場合にこの部分に発生する応
力も実施の形態１に係るエレメント３１よりも小さくな
る。これによって、応力伝達の際における負担を小さく
できるので、使用済み燃料集合体収納用バスケット１０
２の信頼性をより高くできる。

【０１０８】図１１は、実施の形態１の第２変形例に係
る使用済み燃料集合体収納用バスケットの他の例を示す
説明図である。同図（ｂ）に示すように、エレメント３
３のコーナー部外側３３ｃｏは、長手方向に垂直な断面
で見ると階段状に形成されている。また、エレメント３
３の端部３３ｆも、隣に配置されたエレメント３３のコ
ーナー部外側３３ｃｏと噛み合うように、階段状に形成
されている。そして、図１１（ａ）に示すように、使用
済み燃料集合体収納用バスケット１０３を組み立てた際
には、コーナー部外側３３ｃｏと端部３３ｆとが噛み合
う。

【０１０９】この例に係る使用済み燃料集合体収納用バ
スケット１０３では、階段状に形成されたエレメント３
３のコーナー部外側３３ｃｏと端部３３ｆとを噛み合わ
せて組み立てられる。このため、実施の形態１の第２変
形例に係るエレメント３２と比較して、エレメント３３
同士が当接する面積をさらに大きくできる。これによっ
て、伝熱面積が大きくなるのでより効率よく使用済み燃
料集合体の崩壊熱を使用済み燃料集合体収納用バスケッ
ト１０３の外部へ逃がすことができる。

【０１１０】また、図１１（ｃ）に示すように、エレメ
ント３３の端部３３ｆｆ及び３３ｆ'を階段状に形成し
て、隣接するエレメント３３のコーナー部と噛み合うよ
うにしてもよい。このようにすると、エレメント３３同
士が拘束しあうので使用済み燃料集合体収納用バスケッ
ト１０３の剛性をより高くできる。また、エレメント３
３の端部３３ｆｆ及び３３ｆ'とコーナー部との接触面
積も大きくできるので、より効率よく使用済み燃料集合
体の崩壊熱を外部に逃がすことができる。これらの作用
によって、より信頼性の高い使用済み燃料集合体収納用
バスケット１０３を得ることができる。

【０１１１】（変形例３）図１２は、実施の形態１の第
３変形例に係る使用済み燃料集合体収納用バスケットの
一部を示す説明図である。この使用済み燃料集合体収納
用バスケット１０４は、上記実施の形態１に係る使用済
み燃料集合体収納用バスケット１００と略同一の構成で
あるが、角パイプ２０と第一エレメントで構成された第
一セル１１ａを千鳥状に配置し、第一エレメント３４と
第二エレメント３５によって囲まれた空間と角パイプ２
０の内部とに使用済み燃料集合体を収納する点が異な
る。その他の構成は実施の形態１と同様なのでその説明
を省略するとともに、同一の構成要素には同一の符号を
付する。

【０１１２】図１２（ｂ）に示すように、角パイプ２０
の外側面２０ｓと第一エレメント３４とを組み合わせる
ことによって第一セル１１ａが作られる。また、図１２
（ｃ）に示すように、第二セル１１ｂは、２個の第一エ
レメント３４と１個の第二エレメント３５によって作ら
れる。図１２（ａ）から分かるように、第一セル１１ａ
は千鳥状に配置されており、第二セル１１ｂは第一セル
１１ａの隣に配置されている。すなわち、第二セル１１
ｂも千鳥状に配置されることになる。

【０１１３】ここで、第一エレメント３４は長手方向に
垂直な断面形状がＬ字状であり、内側面（第一エレメン
ト３４の角パイプ２０が配置される側）に、第一エレメ
ント３４の長手方向に向かう突起部３４ｔが設けられて
いる。一方、第二エレメント３５も長手方向に垂直な断
面形状はＬ字状であるが、外側面３５ｂに第二エレメン
ト３５の長手方向に向かう突起部３５ｔが設けられてい
る。なお、第一エレメント３４及び第二エレメント３５
は中性子を遮蔽する機能を持たせるため、両者ともにＢ
−Ａｌ材で製造されている。

【０１１４】使用済み燃料集合体は、第一セル１１ａを
構成する角パイプ２０の内部、及び第二セル１１ｂ、す
なわち、２個の第一エレメント３４と１個の第二エレメ
ント３５で囲まれる空間に収納される。この空間は、長
手方向に垂直な断面内形状が使用済み燃料集合体の外形
形状に合わせてある。第一エレメント３４の内側面（第
一エレメント３４の角パイプ２０が配置される側）に設
けられた溝部３４ｓ及び第二エレメント３５の外側面３
５ｓがフラックストラップを形成し、セル１１ａ及びセ
ル１１ｂに収納された使用済み燃料集合体から放射され
る中性子を遮蔽する。

【０１１５】この使用済み燃料集合体を収納する使用済
み燃料集合体収納用バスケット１０４は、角パイプ２０
内部と２個の第一エレメント３４と第二エレメント３５
とで囲まれる空間とに使用済み燃料集合体を収納する。
このため、実施の形態１に係る使用済み燃料集合体収納
用バスケット１００と比較して、使用する角パイプ２０
の本数を約半分にできる。これによって、実施の形態１
に係る使用済み燃料集合体収納用バスケット１００の奏
する効果の他に、角パイプ２０の本数を減らして使用済
み燃料集合体収納用バスケット１０４の製造コストを低
減できるという効果を奏する。

【０１１６】また、この使用済み燃料集合体収納用バス
ケット１０４においては角パイプ２０を千鳥状に配置す
るので、角パイプ２０は、その側面に垂直な方向（図１
２中Ｘ及びＹで示した方向）に向かって１個おきに配列
される。したがって、実施の形態１に係る使用済み燃料
集合体収納用バスケット１００等と比較して、角パイプ
２０の本数を減らすことができる。これによって、角パ
イプ２０の肉厚に、少なくなった角パイプ２０の本数の
２倍を乗じた大きさだけ、使用済み燃料集合体収納用バ
スケット１０４の長手方向に対して垂直な方向における
寸法を小さくできる。その結果、この使用済み燃料集合
体収納用バスケット１０４を収納する使用済み燃料収納
容器の外形寸法を従来よりも小さくできる。これは、キ
ャスク等の使用済み燃料収納容器に取り付ける緩衝体の
外径を小さく抑えることができることを意味する。した
がって、キャスクを軽量化できるとともに、同じ緩衝体
の外形であればつぶれ代をより大きくとることができる
ので、安全性を高くできる。また、緩衝体のつぶれ代が
同じであれば緩衝体の寸法を小さくできるので、キャス
クの陸送時における寸法制限にも対応しやすくなる。ま
た使用済み燃料収納容器の外形寸法がそのままであれ
ば、収納できる使用済み燃料集合体の体数を多くでき
る。

【０１１７】図１３は、実施の形態１の第３変形例に係
る使用済み燃料集合体収納用バスケットにおける角パイ
プとエレメントとの当接部を示す説明図である。使用済
み燃料集合体収納用バスケット１０４を構成する角パイ
プ２０と第一エレメント３４及び第二エレメント３５と
の当接部（図１２中Ｚで示す領域）は拘束部が少ないた
め、使用済み燃料集合体収納用バスケット１０４の剛性
はやや低い。また、斜め方向の荷重（図１２中Ｘ方向に
対して斜め向きの荷重）に対してもやや弱い。このた
め、図１３（ａ）〜（ｄ）に示すように、第一エレメン
ト３４のコーナー部３４ｃに溝を設け、第二エレメント
３５の端部３５ｆと噛み合わせるようにする。このよう
な構成にすれば、第一エレメント３４及び３５の動きを
拘束できるので、剛性が高く、斜め荷重に対しても強い
使用済み燃料集合体収納用バスケット１０４を構成する
ことができる。また、第一エレメント３４と第二エレメ
ント３５との接触面積も大きくなるので伝熱性能が高く
なり、使用済み燃料集合体の崩壊熱を効率的に使用済み
燃料集合体収納用バスケット１０４の外部へ放出でき
る。

【０１１８】図１３（ａ）に示す構造では、第一エレメ
ント３４のコーナー部３４ｃに、第一エレメント３４の
長手方向に向かう溝部３４ｃｓを設けてある。そして、
第二エレメント３５の端部３５ｆは、第二エレメント３
５の長手方向に垂直な断面形状が階段状に形成されてお
り、第一エレメント３４のコーナー部３４ｃに設けられ
た溝部３４ｃｓと噛み合うようになっている。なお、図
１３（ａ）から分かるように、第二エレメント３５の端
部３５ｆに設けられた突起部３５ｔの付け根部における
面積は、突起部３５ｔの端部における面積よりも大きく
なっている。このような構成によって、付け根部に作用
する曲げ応力を小さくできるので、より強固な使用済み
燃料集合体収納用バスケット１０４を構成することがで
きる。

【０１１９】図１３（ｂ）に示す構造では、第二エレメ
ント３５の端部３５ｆに設けられた突起部３５ｆｔと、
第一エレメント３４のコーナー部３４ｃに設けられた第
一エレメント３４の長手方向に向かう溝部３４ｃｓとが
噛み合うようになっている。また、図１３（ｃ）に示す
構造では、第一エレメント３４のコーナー部３４ｃの外
側に、第一エレメント３４の長手方向に向かう段部３４
ｃｘを設け、フラックストラップを形成してある。この
フラックストラップによって、斜め方向に通過する中性
子を遮蔽できるので、より信頼性の高い使用済み燃料集
合体収納用バスケット１０４を構成することができる。

【０１２０】そして、第二エレメント３５の端部３５ｆ
によって、斜め隣の角パイプ２０を支持する。さらに図
１３（ｄ）に示す構造では、第一エレメント３４のコー
ナー部３４ｃの外側を階段状に形成し、これと噛み合う
ように第二エレメント３５の端部３５ｆを形成してあ
る。特に、図１３（ｃ）及び（ｄ）に示す構造では、同
図（ａ）及び（ｂ）に示した構造と異なって、第二エレ
メント３５の端部３５ｆで斜め隣に配置された角パイプ
２０を支持する。これによって、フラックストラップと
して利用する空間ＦＴをより大きくできる。

【０１２１】（変形例４）図１４は、実施の形態１の第
４変形例に係る使用済み燃料集合体収納用バスケットの
一部を示す説明図である。この使用済み燃料集合体収納
用バスケット１０５は、上記実施の形態１に係る使用済
み燃料集合体収納用バスケット１００と略同一の構成で
あるが、断面Ｌ字状のエレメント３６の外側面と内側面
との両方に突起部３６ｔを設け、この突起部３６ｔを角
パイプ２０の外側面に当接させる点が異なる。その他の
構成は実施の形態１と同様なのでその説明を省略すると
ともに、同一の構成要素には同一の符号を付する。

【０１２２】図１４（ｂ）に示すように、エレメント３
６の長手方向に垂直な断面はＬ字形状をしており、外側
面３６ｂと内側面３６ｄとには、長手方向に向かう突起
部３６ｔがＬ字に一辺当たり２個ずつ設けられている。
そしてこの突起部３６ｔによって仕切られる部分が、溝
部３６ｓとなる。なお、突起部３６ｔの個数が２個に限
定されないのは実施の形態１において説明した通りであ
る。エレメント３６のコーナー部内側３６ｃｉには段部
３６ａが設けられており、角パイプ２０のコーナー部外
側２０ｃｏがここに当接される。

【０１２３】図１４（ａ）は、エレメントと角パイプを
組み合わせて実施の形態１の第４変形例に係る使用済み
燃料集合体収納用バスケット１０５を構成した状態を示
している（ただし一部のみ図示）。角パイプ２０は、エ
レメント３６の内側面３６ｄに設けられた突起部３６ｔ
及びコーナー部内側３６ｃｉに設けられた段部３６ａに
当接されてエレメント３６と組み合わされる。これによ
って、セル１５が構成される。このセル１５が複数組み
合わされて使用済み燃料集合体収納用バスケット１０５
を構成するが、このときには、一方のセル１５を構成す
るエレメント３６の外側面３６ｂに設けられた突起部３
６ｔの端部と、もう一方のセル１５を構成する角パイプ
２０の外側面２０ｓとが当接する。この使用済み燃料集
合体収納用バスケット１０５においては、エレメント３
６に設けられた溝部３６ｓと角パイプ２０の外側面２０
ｓとで作られる空間がフラックストラップとなる。

【０１２４】この使用済み燃料集合体収納用バスケット
１０５は、角パイプ２０とエレメント３６とを組み合わ
せたセル１５を複数組み合わせて構成されている。この
ため、難押し出し材であるＢ−Ａｌ材を使用しても押出
し成形機の能力内で角パイプ２０とエレメント３６とを
製造できる。これによって、ＰＷＲ用使用済み燃料集合
体を収納するためにフラックストラップを備えた複雑な
形状の使用済み燃料集合体収納用バスケット１０５であ
っても容易に製造できる。また、溶接によらず角パイプ
２０とエレメント３６とを組み合わせるだけなので、溶
接継ぎ手部における性能劣化のおそれもなく、また使用
済み燃料集合体収納用バスケット１０５の製造も容易に
なる。

【０１２５】さらに、突起部３６ｔはエレメント３６の
外側面３６ｂと内側面３６ｄとに形成されているので、
使用済み燃料集合体収納用バスケット１０５を組み立て
た場合には、角パイプ２０のすべての外側面２０ｓがエ
レメントの突起部３６ｔと当接する。このように、すべ
ての角パイプ１０は同じようにエレメント３６の突起部
３６ｔと接するので、応力が偏って作用したり、熱が偏
って流れたりすることを抑制できる。

【０１２６】（実施の形態２）図１５は、実施の形態２
に係る使用済み燃料集合体収納用バスケットを示す説明
図である。この使用済み燃料集合体収納用バスケット
は、上記実施の形態１に係る使用済み燃料集合体収納用
バスケットと略同一の構成であるが、角パイプの内部へ
長手方向に向かう溝を設けたエレメントを配置して使用
済み燃料集合体を収納するセルを構成する点が異なる。
その他の構成は実施の形態１と同様なのでその説明を省
略するとともに、同一の構成要素には同一の符号を付す
る。

【０１２７】角パイプ２０は実施の形態１で説明したよ
うに、Ｂ−Ａｌ材を押出し成形することによって製造さ
れている。この角パイプ２０のコーナー部外側２０ｃｏ
の半径ｒ_p（図１５（ｂ））は、シャープエッジに成形
することが好ましい。この理由は実施の形態１で説明し
た通りであり、具体的な寸法については実施の形態１で
説明したものが適用できる。このようにすれば、使用済
み燃料集合体収納用バスケット１０６に対して荷重が加
わった場合でも、角パイプ２０同士の特定部分に対する
応力集中は軽減する。そして十分な伝熱面積も確保でき
るので、使用済み燃料集合体収納用バスケット１０６の
性能劣化を抑制して信頼性の高い使用済み燃料集合体収
納用バスケット１０６を得ることができる。

【０１２８】図１５（ｃ）に示すように、エレメント３
７の長手方向に垂直な断面はＬ字形状である。エレメン
ト３７の外側面３７ｂには長手方向に向かう突起部３７
ｔが一辺につき２本設けられている。そして、この突起
部３７ｔによって仕切られた空間が溝部３７ｓとなる。
このように、このエレメント３７は、実施の形態１に係
るエレメント３０（図２参照）とＬ字形の断面形状は同
様であるが、突起部３７ｔ及び溝部３７ｓとがエレメン
ト３７の外側面３７ｂに設けられている点が異なる。な
お、突起部３７ｔの個数は一辺当たり２個に限定される
ものではなく、図１５（ｄ）に示すように、突起部３７
ｔの個数を一辺当たり３個としてもよい。また、図示は
しないがさらに多くの突起部３７ｔを設けてもよい。突
起の３７ｔの個数については実施の形態１で説明した通
りである。

【０１２９】ここで、実施の形態２に係る使用済み燃料
集合体収納用バスケット１０６を構成するエレメント３
７は、Ｂ−Ａｌ材で製造する必要がある。この理由は次
の通りである。図１５（ａ）は、実施の形態２に係る使
用済み燃料集合体収納用バスケット１０６の一部を示し
ているが、使用済み燃料集合体は角パイプ２０の内部
（図中Ａで示す空間）に収納される。まず、角パイプ２
０及びエレメント３７を、中性子吸収能を持つＢ−Ａｌ
材で製造した場合を考える。

【０１３０】この場合には、使用済み燃料集合体から放
射された中性子は、エレメント３７の壁面３７ｗで減速
された後、フラックストラップ（溝部３７ｓ）でさらに
減速される。そして、十分に減速された中性子は、エレ
メント３７の外側に配置された角パイプ２０の壁面２０
ｗ₁、及び隣に配置された角パイプ２０の壁面２０ｗ₂で
完全に吸収される。これによって、角パイプ２０内に収
納された使用済み燃料集合体の臨界を防止する。

【０１３１】次に、エレメント３７をＢ又はＢ化合物を
含有しない材料で製造し、エレメント３７に中性子吸収
能を持たせない場合を考える。この場合には、使用済み
燃料集合体から放射された中性子は、エレメント３７の
壁面３７ｗで減速されずにフラックストラップ（溝部３
７ｓ）に入る。そして、減速が不十分なまま、エレメン
ト３７の外側に配置された角パイプ２０の壁面２０
ｗ₁、及び隣に配置された角パイプ２０の壁面２０ｗ₂に
入る。このように、中性子吸収能を持つＢ−Ａｌ材によ
って中性子が減速されずにフラックストラップに入って
も、十分な中性子の減速効果を得ることはできない。こ
れによって中性子の減速が不十分となり、角パイプ２０
内に収納された使用済み燃料集合体の臨界を招くおそれ
がある。

【０１３２】したがって、実施の形態２に係る使用済み
燃料集合体収納用バスケット１０６においては、これを
構成するエレメント３７も、中性子吸収能を持つＢ−Ａ
ｌ材で製造し、十分な中性子吸収能を持たせる必要があ
る。なお、実施の形態１及びその変形例で説明した使用
済み燃料集合体収納用バスケット１００等は、角パイプ
２０同士の間にエレメント３０等を配置する構造であ
る。したがって、角パイプ２０に中性子吸収能があれ
ば、ここで中性子が減速されてからフラックストラップ
へ入るので、エレメント３０等には必ずしも中性子吸収
能を持たせる必要はない。

【０１３３】また、図１５（ｅ）に示すように、エレメ
ント３２のコーナー部外側３７ｃｏに、エレメント３７
の長手方向に向かう段部３７ｃｘを設けてもよい。この
ようにすると、使用済み燃料集合体収納用バスケット１
０６を組み立てた場合には、この段部３７ｃｘと角パイ
プ２０のコーナー部内側２０ｃｉとで囲まれる空間をフ
ラックストラップとして利用できる。このフラックスト
ラップによって、斜め隣のセルへ向かう中性子も遮蔽で
きるので、より使用済み燃料集合体収納用バスケット１
０６の安全性を高くできる。

【０１３４】角パイプ２０の内部にエレメント３７が配
置されて、使用済み燃料集合体を収納するセル１６が作
られる。このとき、エレメント３７の突起部３７ｔ及び
コーナー部外側３７ｃｏが角パイプ２０の内壁２０ｉと
当接する。これによって、セル１６の角パイプ２０内に
収納される使用済み燃料集合体の崩壊熱を使用済み燃料
集合体収納用バスケット１０６の外部へ伝えるため、上
述したように突起部３７ｔの端部やコーナー部外側３７
ｃｏの表面は平滑且つ平面に仕上げることが好ましい。

【０１３５】また、突起部３７ｔ等の高さをできるだけ
揃えることも、実施の形態１で説明した通りである。複
数のセル１６同士が組み合わされて使用済み燃料集合体
収納用バスケット１０６が構成される。図１６は、実施
の形態２に係る使用済み燃料集合体収納用バスケットを
キャスク内に設置した例を示す説明図である。同図に示
すように、実施の形態２に係る使用済み燃料集合体収納
用バスケット１０６は、キャスクの本体胴１２０内部に
配置される。なお、収納本数やキャスクの本体胴１２０
の外部及び内部形状等については実施の形態１と同様で
ある。

【０１３６】この使用済み燃料集合体収納用バスケット
１０６は、角パイプ２０とエレメント３７とを組み合わ
せたセル１６を複数組み合わせて構成されている。この
ため、難押し出し材であるＢ−Ａｌ材を使用しても押出
し成形機の能力内で角パイプ２０とエレメント３７とを
製造できる。これによって、ＰＷＲ用使用済み燃料集合
体を収納するためにフラックストラップを備えた複雑な
形状の使用済み燃料集合体収納用バスケット１０６であ
っても容易に製造できる。また、角パイプ２０やエレメ
ント３７を無理なく押出し成形できるので傷や肌荒れ等
も低減でき、製品の歩留まりも向上する。

【０１３７】さらに、溶接によらず角パイプ２０とエレ
メント３７とを組み合わせるだけなので、溶接継ぎ手部
における性能劣化のおそれもなく、また使用済み燃料集
合体収納用バスケット１０６の製造も容易になる。ま
た、エレメント３７を角パイプ２０の内部に配置すれ
ば、自動的にエレメント３７の動きが規制されるので、
使用済み燃料集合体収納用バスケット１０６は角パイプ
２０を組み合わせるだけで構成できる。これによって使
用済み燃料集合体収納用バスケット１０６をさらに容易
に製造できる。

【０１３８】（実施の形態３）図１７は、この発明の実
施の形態３に係る使用済み燃料集合体収納用バスケット
を示す説明図である。この使用済み燃料集合体収納用バ
スケット１０７は、一方の側面には長手方向に向かう突
起部３８ａｔが設けられ、もう一方の側面は平面に形成
された板状のエレメント３８ａを角パイプ２０の外側面
と当接させて、使用済み燃料集合体を収納する一つのセ
ル１７を作り、このセル１７を複数組み合わせて構成し
た点に特徴がある。

【０１３９】図１７（ｂ）に示すように、エレメント３
８ａは板状の部材であり、長手方向に向かって突起部３
８ａｔが複数設けられている。そして、この突起部３８
ａｔが角パイプ２０の外側面２０ｓと当接する。また、
エレメント３８ａの端部３８ａｆは、エレメント３８ａ
の長手方向に垂直な断面形状が三角形に形成されてお
り、隣接するエレメント３８ａ等の端部３８ａｆと当接
する。角パイプ２０の隣り合う２つの外側面２０ｓに
は、それぞれエレメント３０ａが取り付けられて、使用
済み燃料集合体を収納するセル１７を構成する。このセ
ル１７を複数組み合わせて使用済み燃料集合体収納用バ
スケット１０７を構成する。

【０１４０】使用済み燃料集合体収納用バスケット１０
７はキャスクの本体胴１２０内部に収納されるが（図８
参照）、本体胴１２０の内壁面と接する部分には、一方
の端部３８ｂｆ₂を平面に形成したエレメント３８ｂを
使用する。このようなエレメント３８ｂを使用すること
によって、使用済み燃料集合体収納用バスケット１０７
を本体胴１２０に収納しやすくなり、また本体胴１２０
の内壁面との接触面積も大きくできるので、伝熱効率も
高くできる。

【０１４１】この使用済み燃料集合体収納用バスケット
１０７は、２個の板状のエレメント３８ａを角パイプ２
０の外側面２０ｓに当接させてセル１７を構成して、複
数のセル１７を組み合わせることによって構成される。
このように、実施の形態１及び２に係る使用済み燃料集
合体収納用バスケット１００等と比較して部品点数は多
くなるが、エレメント３８ａの表面積を略半分にでき
る。これによって、押出し機の性能が小さい場合でも容
易にエレメント３８ａを製造でき、また、押出しダイス
の寿命も長くできる。その結果、突起部３８ａｔを増や
したエレメントや突起部３８ａｔをフランジ状に形成し
たエレメント（図６参照）の製造が容易になる。また、
エレメント３０ａの製造コストを抑えることもできる。

【０１４２】（角パイプの製造法）ここでは、角パイプ
２０の製造方法について説明する。なお、エレメント３
０にＢ−Ａｌ材を使用する場合にも同じ製造方法が適用
できる。図１８は、この発明に係る角パイプの製造方法
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又はＡｌ合金粉末を作製すると
ともに（ステップＳ２０１）、Ｂ又はＢ化合物の粉末を
用意する（ステップＳ２０２）。これら両粒子は、次に
説明するＭＡ（Mechanical Alloying：メカニカルアロ
イング）によって混合される（ステップＳ２０３）。な
お、混合は、アルゴン雰囲気中で行うようにしてもよ
い。なお、Ａｌ又はＡｌ合金にＢ又はＢ化合物を添加す
るのは、使用済み燃料集合体収納用バスケット１００等
には挿入した使用済み燃料集合体が臨界に達することを
防止する機能が必要だからである。

【０１４３】ここで、天然ボロンには中性子の吸収に寄
与するＢ¹⁰と中性子の吸収には寄与しないＢ¹¹がある。
したがって、中性子吸収能を有するＢ¹⁰を濃縮した濃縮
ボロンを使用すると、同じボロンの添加量であれば天然
ボロンをそのまま使用した場合と比較してＢ¹⁰が多くな
る分だけ中性子吸収能は高くできる。したがって濃縮ボ
ロンを使用すると、同じ中性子吸収能であれば、天然ボ
ロンをそのまま使用した場合よりも薄い板厚の角パイプ
で済む。このため、濃縮ボロンを使用するとより薄い板
圧で同じ中性子吸収能を持たせることができるので、使
用済み燃料集合体収納用バスケットを軽量化したい場合
は濃縮ボロンを使用することが好ましい。一方、天然ボ
ロンやＢ₄Ｃをそのまま使用した場合と同じ量の濃縮ボ
ロンを添加すればそれだけ中性子吸収能を高くできるの
で、燃焼度の高い使用済み燃料集合体を格納する場合で
も臨界に対する安全性を十分に確保できる。

【０１４４】前記Ａｌ又は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又は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Ｂ₄Ｃを
前提としたボロンの添加量は、１．５質量％以上、９質
量％以下とするのが好ましい。１．５質量％以下では十
分な中性子吸収能が得られず、９質量％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。さらに、
加工性を向上させる観点からは、ボロンの添加量を７質
量％以下にするのが好ましい。なお、濃縮ボロンを使用
すれば、より多くのＢ¹⁰を添加できることは言うまでも
ない。

【０１４５】Ｂ以外の中性子吸収材としては、ボロンの
他にカドミウム、ハフニウム、希土類元素などの中性子
吸収断面積の大きなものを用いることができる。希土類
元素には、ユーロピウム、ディスプロシウム、サマリウ
ム、ガドリニウムなどの酸化物を用いることができる。
ここで、沸騰水型炉（ＢＷＲ）の場合には、主にＢ又は
Ｂ化合物が用いられるが、加圧水型炉（ＰＷＲ）の場合
には、Ａｇ−Ｉｎ−Ｃｄ合金が用いられる。Ａｇ−Ｉｎ
−Ｃｄ合金の組成は、Ｉｎを１５重量％、Ｃｄを５重量
％にするのが一般的である。

【０１４６】添加元素であるＢ₄Ｃの平均粒径が大きい
と角パイプ２０等の強度が低くなり、その一方、Ｂ₄Ｃ
の平均粒径を小さくするとＢ₄Ｃ同士が凝集して偏析す
るため、中性子吸収能が低下したり加工性が悪化したり
してしまう。したがって、Ａｌ粉末の平均粒径を８０μ
ｍ程度とし、Ｂ₄Ｃ粉末の平均粒径を９μｍ程度とする
のが好ましい。当該Ｂ₄Ｃの粒径を９μｍ程度としたの
は、これ以上粒径を小さくするとＢ₄Ｃ粉末の凝集が進
んで偏析が生じやすくなるからである。そこで、この製
造例においては、混合機に代えて、高エネルギーボール
ミリング（メカニカルアロイング、以下ＭＡという）を
用いることで、Ａｌ粉末とＢ₄Ｃ粉末とを微細化し、Ａ
ｌ粉末中にＢ₄Ｃ粉末をできるだけ均一に分散させるよ
うにした。

【０１４７】当該高エネルギーボールミリングには、一
般的な転動ミル、揺動ミル及びアトライターミルを用い
ることができるが、次の説明ではアトライターミルを使
用した場合について例示する。図１９は、この製造方法
に用いるアトライターミルの構成図である。アトライタ
ーミル９０の容器９１には１５０リットルの容量のもの
を用いる。

【０１４８】当該容器９１の壁内にはウォータージャケ
ット９２が形成されている。ウォータージャケット９２
内にはポンプなどの給水器９３から適量の冷却水を供給
する。アトライター９４は、上方に配置した駆動モータ
９５と減速機９６を介して結合している。容器９１の上
面には、容器９１中を不活性ガスであるアルゴン（Ａ
ｒ）雰囲気にするため、流入口９７及び流出口９８が設
けられている。流入口９７にはアルゴンガスのガスボン
ベ９９が接続されており、流出口９８にはホース９８ａ
を接続して水中に入れ、大気の逆流を防止する。また、
このボールミリングに使用するボール９４ａには、炭素
鋼ベースの軸受鋼（ＳＵＪ−２）に所定の被覆を施した
ボールを用いる。

【０１４９】実際にＡｌ粉末を製造する場合の条件とし
て、前記容器９１内に入れるボール９４ａの量を４５０
ｋｇ、当該ボール９４ａの径を３／８インチとした。ま
た、アトライター９４の回転数は３００ｒｐｍとし、さ
らに、０．５リットル／ｍｉｎのアルゴンを連続的に流
して容器９１内を不活性ガス雰囲気とした。さらに、ボ
ールミリングの前に、その助剤として粉末１ｋｇに対し
て３０ｃｃのエタノールあるいはメタノールを投入し
た。前記容器９１内に投入する粉末の量は、１５ｋｇと
し、このうち、Ｂ₄Ｃの投入量は０．７５ｋｇ（５質量
％）とした。また、使用するＡｌ粉末には、平均粒径が
３５μｍのものを用い、Ｂ₄Ｃ粉末には、平均粒径が９
μｍのものを用いた。そして、ボールミリングの時間は
１時間から１０時間の範囲で適宜選択するようにした。

【０１５０】ボールミリングの過程において、投入した
Ａｌは、ボール９４ａの衝撃を受けることによってつぶ
され、且つ折りたたまれて、扁平形状になる。このた
め、Ａｌの外径は一面方向に広がって８０μｍ程度にな
る。一方、Ｂ₄Ｃ粉末は、ボールミリングによって破砕
され、その粒径が０．５μｍ〜１．０μｍ程度まで小さ
くなるとともにＡｌマトリックス中に均一にすり込まれ
てゆく。このため、微細な分散粒子が母材中に均一に分
散することになるので、この粉末を焼結したＡｌ合金
は、強度に優れたものとなる。

【０１５１】次に、ボールミリングの過程で、ボール９
４ａ同士の衝突により当該ボール９４ａが磨耗してその
成分が不純物として混じることがある。そこで、ボール
９４ａの成分に予め不純物として添加する元素を含めて
おき、ボールミリングの過程で当該元素を添加するよう
にしてもよい。この元素としては、例えば、ジルコンな
どを挙げることができる。ボールミリングの終了後は、
容器９１内からＡｌ粉末を取りだし、ホットプレス工
程、押出し工程に進み、角パイプ２０等を成形する。

【０１５２】この製造方法では、Ｂ₄Ｃ粉末を微細化、
均一化してＡｌ粉末のマトリックス中に分散させること
ができるので、角パイプ２０等の強度を向上させること
ができる。具体的には、混合機によって製造した角パイ
プ等と比較して、その強度を約１．２〜１．５倍まで向
上させることができる。このため、特に、使用済み燃料
集合体の重量が大きいＰＷＲ用キャスクの角パイプとし
て使用する場合に有用である。さらに、高い硬度を有す
るＢ₄Ｃ粉末を微細且つ均一にマトリックス中に分散
し、それによってＢ₄Ｃ粉末の凝集を防止するようにし
ているので、押出性を向上することができる。このた
め、押出用のダイスの磨耗を低減する効果もある。

【０１５３】また、ボールミリングを行うときに、アル
コールなどの有機溶剤を投入するようにしてもよい。こ
のようにすることで有機溶剤とアルミニウムとの化合物
が添加され、角パイプ２０の強度及び延性が向上すると
いった効果も得ることができる。

【０１５４】ＭＡ法によれば、上記説明のように強度が
向上する結果、より押出し成形しにくくなる。したがっ
て、ＭＡ法によってＢ−Ａｌ材でこの発明に係る使用済
み燃料集合体収納用バスケット１００等を製造する場合
には、押出し成形が比較的容易な形状の角パイプ２０と
エレメント３０等とを押出し成形し、これらを組み合わ
せて使用済み燃料集合体収納用バスケット１００等を構
成することが望ましい。特にＭＡ法によるＢ−Ａｌ材の
強度は高いため、これを用いてフラックストラップを設
けたＰＷＲ用の角パイプを一体で押出し成形すること
は、実操業上ほとんど不可能である。したがって、ＰＷ
Ｒ用の使用済み燃料集合体を収納する使用済み燃料集合
体収納用バスケットは、本発明に係る使用済み燃料集合
体収納用バスケット１００（図１参照）等のような構造
としないと、現状ではほとんど製造不可能であり、本発
明に係る使用済み燃料集合体収納用バスケット１００等
の奏する効果は非常に大きい。

【０１５５】次に、上記混合粉末をラバーケース内に入
れて封入し、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Ｓ２０４）。ＣＩＰの成形条件は、成形圧力を１
０００ｋｇ／ｃｍ²〜２０００ｋｇ／ｃｍ²とする。ＣＩ
Ｐ処理により、粉状体の体積は約２割減少し、その予備
成形体の直径が６００ｍｍ、長さが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。また、ＣＩＰ工程におい
て、予備成形体の質量密度が７５％〜９５％となるよう
に成形する。

【０１５６】また、ＣＩＰに代えて、一軸方向の高圧プ
レスによって予備成形体を成形することもできる。具体
的には、上記混合粉末をプレス機にセットした型内に入
れ、５０００ｔｏｎから１００００ｔｏｎの高い成形圧
力をもって予備成形体を成形する。このように極めて高
い圧力をもってプレスすることで、予備成形体の成形密
度が均一化される。この成形密度の均一化の程度は、上
記ＣＩＰ工程によって得られる程度と略同等となるよう
にするのが好ましく、そのときは目的の成形密度を基準
として上記成形圧力を決定すればよい。また、ＣＩＰと
比較して、ラバーケース内に混合粉末を入れて真空引き
する必要がなく、型内に混合粉末を入れて押し固めれば
済むので、比較的簡単に予備成形することができる。

【０１５７】次に、予備成形体を焼結炉内に入れて真空
引きし、無加圧状態で焼結を行う（ステップＳ２０
５）。真空焼結時の真空度は１０^-1Ｔｏｒｒ程度とし、
温度は５５０℃〜６００℃とする。焼結温度の保持時間
は５時間〜１０時間の間で適宜設定する。ここで、焼結
温度は、脱気しつつ１００℃ピッチでステップ昇温させ
る。加熱には、焼結炉に設けた黒鉛ヒータを用いる。こ
の真空焼結によって仮に固めた粉末同士が融合してネッ
クを形成し、押出用のビレットとなる。

【０１５８】また、真空焼結の際にＨＩＰやホットプレ
スのように加圧しないので、焼結体の質量密度は予備成
形時とほとんど変わらず、７５％〜９５％の状態を維持
している。さらに、真空焼結によってビレットの酸化が
防止され、且つキャニングを省略できるため、缶代が節
約でき、缶除去のための外削、端面削等の切削工程が不
要になるとともに、それに付随する缶封入等の製造工程
を省略することができる。

【０１５９】そして、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Ｓ２０６）。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の含有量により適宜変更する。ポートホール押出
機の押出力は、５０００ｔｏｎ〜６０００ｔｏｎとす
る。ポートホール押出機は、コンテナの周囲に誘導加熱
用の高周波コイルを備えており、この高周波コイルにＲ
Ｆ（Radio Frequency：高周波）電流を流すことで、ダ
イス内のビレットを誘導加熱することができる。

【０１６０】前記誘導加熱は、ビレットＢに誘導電流を
発生させることで加熱するものであるが、加熱対象であ
るビレットは上記真空焼結工程において各混合粉末を融
合させた状態としているため、誘導電流がビレットＢ全
体として発生し効率的な加熱が可能となる。実際に供試
材として、質量２５１０ｇ、寸法φ８９ｍｍ×１７５ｍ
ｍ、体積１１００ｍｍ³、相対密度８５％となる２つの
予備成形体をＣＩＰにより作成し、その一方にのみに真
空焼結処理を施し両者を比較した。この結果、ＣＩＰの
みで固めた供試材の電気伝導度は７％であったが、真空
焼結した供試材は３７％となり５倍以上の電気伝導度を
示した。

【０１６１】さらに、この供試材を誘導加熱したとこ
ろ、真空焼結した供試材の場合、誘導加熱の昇温プログ
ラム（２００℃／ｍｉｎで５２０℃まで昇温後、一定時
間保持）通りに温度上昇した。そして、供試材のエッジ
部、中間部の表面及び内部中心における温度のばらつき
が少なく、どの位置でも略均一に温度上昇していること
が判った。一方、ＣＩＰのみで固めた供試材の場合、昇
温プログラム通りに昇温できず昇温速度が５０℃／ｍｉ
ｎ程度に留まった。これにより、電気伝導度の向上は押
出時の誘導加熱時間に関係しており、本発明のように真
空焼結を施すことによって昇温プログラムに追従して温
度上昇させることができることが判った。その結果、真
空焼結することで誘導加熱の効率が飛躍的に高まり、ビ
レットの押出速度を向上できるという利点が得られる。

【０１６２】そして、コンテナ内で誘導加熱されたビレ
ットは、後方からポンチにより押され、ダイスで所定の
押出形状をした角パイプ２０として押し出される。この
とき、ビレットの質量密度は７５％〜９５％であるが、
押出成形することで押出時に粉末粒子間の空隙がつぶさ
れるため、角パイプ２０の質量密度は略１００％とな
る。次に、押出成形後、引張矯正を施すとともに（ステ
ップＳ２０７）、非定常部及び評価部を切断し、製品と
する（ステップＳ２０８）。完成した角パイプ２０は、
図１に示すような断面四角形状であって、その断面は内
側が２２５ｍｍである。ここで、角パイプ２０の板厚は
収納される使用済み燃料集合体及び使用するＢ−Ａｌ材
によって適宜決定されるが、概ね６〜１２ｍｍである。
なお、上記製造工程は、ビレットの成形工程と押出工程
とが別の場所で行われるか、又は時間をおいて行われる
場合に有用である。

【０１６３】また、真空焼結ラインと押出ラインが連続
した製造ライン等のように真空焼結工程と押出工程とが
時間的に近接して行われる場合、真空焼結時に５５０℃
〜６００℃まで温度上昇させているため、焼結終了後、
少なくとも押出温度である５００℃以上となる熱領域で
コンテナ内に挿入し、そのまま押出すようにしてもよ
い。具体的には、真空炉内からビレットを取り出し、こ
のビレットの温度が下がらないうちに押出機まで搬送す
る。そして、押出機によって角パイプ２０の形状に押出
成形する。

【０１６４】なお、加熱したビレットを空気中に曝して
も、短時間であれば酸化による影響をほとんど無視でき
るので、角パイプ２０の性能に影響することはほとんど
ない。好ましくは、ビレットを真空炉から取り出し、１
５分以内に押し出すようにすれば、酸化の影響はほとん
ど問題とならない。以上のようにすれば、誘導加熱によ
ってビレットを再加熱する必要がないため、さらに製造
工程を簡略化することができる。

【０１６５】この場合も、真空焼結によってビレットの
酸化が防止され、且つキャニングも省略できるため、缶
代が節約でき、缶除去のための切削工程が不要になると
ともに、それに付随する缶封入等の製造工程を省略する
ことができる。また、真空焼結時の温度が下がらないよ
うな保温チャンバー内に一時的且つ短時間保管し、少な
くとも５００℃以上の温度領域でビレットを押出機のコ
ンテナ内に移すようにしてもよい。この場合は、真空焼
結ラインと押出ラインとが連続している必要はなく、場
所的に離れていても問題ない。さらに、真空焼結ライン
と押出ラインとの距離が小さく、且つビレットの搬送時
間が短い場合には、上記同様に真空加熱の熱によって押
出成形を行うことができることは言うまでもない。

【０１６６】また、上例では押出機に、圧縮率が高く、
アルミニウムなどの軟質材の複雑形状押出しに適したポ
ートホール押出機を用いたが、これに限定されない。例
えば、固定又は移動マンドレル方式を採用してもよい。
また、直接押出しの他、静水圧押出しを行うようにして
もよく、当事者の可能な範囲で適宜選択することができ
る。さらに、生産効率は低いが、上記誘導加熱に代え
て、ビレットを加熱炉内でバッチ処理するようにしても
よい。このようにして、角パイプ２０は製造される。ま
たエレメント３０等（図１等参照）も押し出しダイスを
変更することで同様に製造することができる。

【０１６７】（キャスク）ここでは、この発明に係る使
用済み燃料集合体収納用バスケットを備えたキャスクに
ついて説明する。なお、次の説明においては、実施の形
態１に係る使用済み燃料集合体収納用バスケット１００
（図１参照）を備えたキャスクを例にとって説明する
が、適用できる使用済み燃料集合体収納用バスケットは
これに限られるものではない。上記実施の形態１及びそ
の変形例、並びに実施の形態２において説明した使用済
み燃料集合体収納用バスケットはいずれも適用できる。
また、キャスクのみならず、放射性物質格納容器の一種
であるキャニスタに上記使用済み燃料集合体収納用バス
ケット１００等を組み込んでもよい。

【０１６８】図２０は、この発明に係るキャスクを示す
斜視図である。図２１は、図２０に示したキャスクの径
方向断面図である。このキャスク２５０において、本体
胴１２５及び本体胴１２５の底板２５４は、γ線遮蔽機
能を有する炭素鋼製の鍛造品が使用されている。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。
前記本体胴１２５と底板２５４とは溶接により結合して
もよい。

【０１６９】また、本体胴１２５の外形に合わせた内部
形状を持つコンテナ内に金属ビレットを装入し、本体胴
１２５の内形に合わせた外形を持つ穿孔ポンチでこの金
属ビレットを熱間拡張成形することによって本体胴１２
５と底板２５４とを一体に成形してもよい。なお、耐圧
容器としての密閉性能を確保するため、一次蓋２３０と
本体胴１２５との間には金属ガスケットを設けておく
（図示省略）。

【０１７０】本体胴１２５の外周には、複数の板状エレ
メント３０１が取り付けられている。この板状エレメン
ト３０１は、矩形状の鉄板、アルミニウム板、銅板、鉄
と銅とのクラッド板又は鉄とアルミニウムとのクラッド
板等の、熱の良導材料を折り曲げ成形したものであり、
キャスク２５０の外筒に相当する部分が山形（山形部３
０７）に成形されている。また、板状エレメント３０１
の端縁３０２は、隣接する板状エレメント３０１の折り
曲げ稜部分３０３に溶接されている。

【０１７１】また、板状エレメント３０１と本体胴１２
５の外面とで構成されるボイド層３１２の空間を除いた
空間には、中性子を吸収するため、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、ポ
リウレタン、又はシリコンその他の中性子吸収材料（以
下同様）が充填してある。さらに、収納する使用済み燃
料の崩壊熱量が多い場合には、板状エレメント３０１と
本体胴１２５の外面とで形成されるボイド層を含む空間
に、熱伝導性に優れたアルミニウム製又は銅製のハニカ
ム材３１０を設ける。このハニカム材３１０のセルは、
キャスク２５０の長手方向に形成し、その周囲は前記空
間の内面３１１に接触させる。本体胴１２５からの伝熱
効率を向上させるためである。

【０１７２】また、このハニカム材３１０の一部には、
中性子吸収材料２５６を充填する。その一方で、ハニカ
ム材３１０の外周側には、中性子吸収材料２５６などの
熱膨張を吸収するため、中性子吸収材料２５６を充填し
ないボイド層３１２を設ける。前記ハニカム材３１０と
中性子吸収材料２５６とは別の場所で充填複合化され、
前記空間に挿入固定される。また、前記空間にハニカム
材３１０を挿入した状態で、流動状態の中性子吸収材料
２５６を注入し、熱硬化反応等で固化させるようにして
もよい。

【０１７３】蓋部２０９は、一次蓋２３０と二次蓋２３
１により構成される。この一次蓋２３０は、γ線を遮蔽
するステンレス鋼又は炭素鋼からなる円盤形状である。
また、二次蓋２３１もステンレス鋼製又は炭素鋼製の円
盤形状であるが、その上面には中性子遮蔽体として上記
中性子吸収材料（代表的にはレジン：図示省略）が封入
されている。一次蓋２３０及び二次蓋２３１は、ステン
レス製又は炭素鋼のボルトによって本体胴１２５に取り
付けられている。さらに、一次蓋２３０及び二次蓋２３
１と本体胴１２５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。キャスク２５
０本体の両側には、キャスク２５０を吊り下げるための
トラニオン２１７が設けられている。なお、キャスク２
５０の搬送時にはその両側に緩衝体２１８を取り付け
る。

【０１７４】本体胴１２５の内面１２５ｉは、使用する
使用済み燃料集合体収納用バスケット１００の外形に合
わせた形状となり、使用済み燃料集合体を収納したとき
には、当該使用済み燃料集合体収納用バスケット１００
の外面が本体胴１２５に対して略密着状態となる（ただ
し、現実的には微小な隙間が生じることがある）。な
お、本体胴１２５の内面を略完全に使用済み燃料集合体
収納用バスケット１００の外形に合わせる必要はなく、
使用済み燃料集合体収納用バスケット１００の外面の一
部が接触しないような形状にすることもでき、これらの
割合は熱伝導率を考慮しながら適宜設計することができ
る。

【０１７５】図２１に示すように、使用済み燃料集合体
収納用バスケット１００は、角パイプ２０とエレメント
３０とを組み合わせて構成したセル１０を組み合わせて
構成してある。なお、図２１においてフラックストラッ
プは省略してあるが、実際には図１に示すようにエレメ
ント３０の内側面に設けられた突起部３０ｔによってフ
ラックストラップが形成されている。また、図２０にお
いてはエレメント３０も省略してある。

【０１７６】同図から明らかなように、このセル１０は
２１個形成されているため、この使用済み燃料集合体収
納用バスケット１００は、計２１体の使用済み燃料集合
体（ＰＷＲ用）を収容することができる。なお、セル１
０の個数は２１個に限られるものではなく、キャスク２
５０の仕様等によってセル１０の個数は適宜変更でき
る。このキャスク２５０に備えられる使用済み燃料集合
体収納用バスケット１００は、角パイプ２０とエレメン
ト３０とを組み合わせて構成している。このため、難押
し出し材であるＢ−Ａｌを用いた場合であっても角パイ
プ２０とエレメント３０とは比較的容易に押し出し成形
できるので、フラックスとラップを備えたＰＷＲ用の使
用済み燃料集合体収納用バスケット１００であっても容
易に製造できる。

【０１７７】使用済み燃料集合体収納用バスケット１０
０の外形は８角形に近い形状となるので、本体胴１２５
の内面も大まかに見て８角形となる。このキャスク２５
０においては、使用済み燃料集合体収納用バスケット１
００の外側各面に対向するように本体胴１２５の外面を
８角形に形成する。これにより、本体胴１２５の厚みが
全体的に略均一になり、余分な厚みがなくなるこので、
キャスク２５０の重量を軽減できる。また、γ線遮蔽性
能は必要十分な範囲で確保されることになる。

【０１７８】本体胴１２５の内面及び外面の加工は、専
用の機械加工装置を用いて行う。詳しくは、本願出願人
による特願平１１−２４９３１４号公報を参照された
い。なお、この実施の形態では本体胴１２５の形状を８
角形にしているが、これに限定されるものではない。す
なわち、使用済み燃料集合体収納用バスケット１００の
外形に合わせて本体胴１２５の形状を角に丸みをもたせ
た４角形や１２角形などにすることもできる（図示省
略）。

【０１７９】このキャスク２５０は、この発明に係る角
パイプ２０や使用済み燃料集合体収納用バスケットを構
成するエレメント３０等によって構成された使用済み燃
料集合体収納用バスケット１００を格納する。このた
め、使用済み燃料集合体を収納するキャスク２５０等を
比較的安価で容易に提供できる。また、上記使用済み燃
料集合体収納用バスケット１００は堅牢な構造であるの
で、衝撃や振動に強いキャスク２５０等を提供できる。
また、本発明に係る使用済み燃料集合体収納用バスケッ
ト１００を内部に備えているので、ＰＷＲ用使用済み燃
料集合体を収納するキャスクを容易に製造できる。

【０１８０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る使
用済み燃料集合体収納用バスケット（請求項１）では、
使用済み燃料集合体を収納する角パイプと、内側面に突
起部を設けた断面Ｌ字状のエレメントとを組み合わせて
セルを構成し、さらにこのセルを複数組み合わせて使用
済み燃料集合体を収納する使用済み燃料集合体収納用バ
スケットを構成した。そして、エレメントに設けられた
突起部によって角パイプとエレメントとの間に空間を作
り、これをフラックストラップとした。このため、フラ
ックストラップを一体で形成する場合と比較して、角パ
イプ及びエレメントの表面積は無闇に大きくならないの
で、押し出し機の推力がそれ程大きくなくとも十分に製
造できる。その結果、ＰＷＲ用の使用済み燃料集合体を
収納する使用済み燃料集合体収納用バスケットを容易に
製造でき、また、製造コストも低く抑えることができ
る。

【０１８１】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケット（請求項２）では、さらに、上記エレ
メントの外側面にもこのエレメントの長手方向に向かう
突起部を設け、当該突起部の端部と上記エレメントの隣
に配置されるセルを構成する上記角パイプの外側面とを
当接させるようにした。そして、上記セル同士の間に、
上記セルを構成する角パイプの長手方向に対して垂直な
方向に向かって二個のフラックストラップを設けるよう
にした。このため、エレメントの表面積は無闇に大きく
ならず、また形状もそれ程複雑ではないので、押し出し
機の推力がそれ程大きくなくとも十分に製造でき、押し
出しダイスの寿命も確保できる。その結果、ＰＷＲ用の
使用済み燃料集合体を収納する使用済み燃料集合体収納
用バスケットを容易に製造できる。

【０１８２】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケット（請求項３）では、エレメントの外側
面を平面に形成し、一のセルを構成するエレメントの外
側面と他のセルを構成する角パイプの外側面及び他のセ
ルを構成するエレメントの端部とを平面で当接させて使
用済み燃料集合体収納用バスケットを構成した。このた
め、伝熱面積を大きくできるので、発熱量が大きいＰＷ
Ｒ用の使用済み燃料集合体を収納した場合であっても、
使用済み燃料集合体収納用バスケットの内部から外部へ
効率よくこの熱を伝えることができる。これによって、
使用済み燃料集合体収納用バスケットの温度上昇を抑え
ることができるので安全性を高くできる。

【０１８３】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケット（請求項４）では、エレメントのコー
ナー部内側に段部を設け、各パイプのコーナー部外側を
この段部に当接させて、使用済み燃料集合を収納するセ
ルを構成した。これによって、角パイプとエレメントと
のずれを抑えることができるので、使用済み燃料集合体
収納用バスケットを容易に組み立てることができる。

【０１８４】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケット（請求項５）では、エレメントのコー
ナー部外側にエレメントの長手方向に向かう平面を設
け、また、エレメントの一方の端部には前記平面と平行
な平面を形成した。そして、使用済み燃料集合体収納用
バスケットを組み立てる際には、前記二つの平面同士を
当接させるようにした。このため、使用済み燃料集合体
収納用バスケットを組み立ててセル同士を当接させた場
合には、このような平面を設けない場合よりも伝熱面積
を大きくできるので、より効率よく使用済み燃料集合体
の崩壊熱を使用済み燃料集合体収納用バスケットの外部
へ逃がすことができる。また、エレメント同士の当接す
る面積が大きくなるので、応力伝達の際における負担を
小さくして、使用済み燃料集合体収納用バスケットの信
頼性をより高くできる。

【０１８５】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケット（請求項６）では、エレメントのコー
ナー部と端部とを階段状に形成し、当該端部とコーナー
部とを噛み合わせて組み立てるようにした。このため、
エレメントの長手方向に対して垂直な方向に向かうエレ
メントの動きを規制できるので、使用済み燃料集合体収
納用バスケットの組み立てもより容易になる。また、こ
のエレメントでは、エレメントのコーナー部と端部とを
階段状に形成しているので、上記使用済み燃料集合体収
納用バスケットと比較してエレメント同士が当接する面
積をさらに大きくできる。これによって、伝熱面積が大
きくなるのでより効率よく使用済み燃料集合体の崩壊熱
を使用済み燃料集合体収納用バスケットの外部へ逃がす
ことができる。

【０１８６】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケット（請求項７）では、そこで、角パイプ
のコーナー部分をシャープエッジにすることで前記突合
せ面の接触面積を広くして応力集中を緩和するようにし
た。これにより、隣接する前記突合せ面の範囲が板厚の
半分より大きくなるから、応力集中を緩和できる。

【０１８７】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケット（請求項８）では、セルを構成する角
パイプと、エレメントのコーナー部外側と、エレメント
の端部外側とを、角パイプのコーナー部内側よりもシャ
ープエッジに成形した。これにより、角パイプのコーナ
ー部外側とエレメントのコーナー部内側に形成された段
部との接触面積や、エレメントのコーナー部外側と角パ
イプのコーナー部外側とにおける接触面積や、エレメン
トの端部外側とエレメントのコーナー部外側との接触面
積が確保できるので、突合せ部の応力集中を緩和でき
る。これによって、使用済み燃料集合体収納用バスケッ
トの信頼性をより高くできる。

【０１８８】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケット（請求項９）では、上記使用済み燃料
集合体収納用バスケットにおいて、シャープエッジの半
径を０．５ｍｍ以下とした。これにより、角パイプのコ
ーナー部外側やエレメントのコーナー部外側等における
接触面の接触面積が確保できるので、突合せ面の応力集
中を緩和できる。これによって、使用済み燃料集合体収
納用バスケットの信頼性をより高くできる。

【０１８９】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケット（請求項１０）では、上記使用済み燃
料集合体収納用バスケットにおいて、シャープエッジが
面取形状とし、その面取寸法を前記角パイプの板厚の少
なくとも半分以下とした。これにより、上記同様、隣接
する前記突合せ面の範囲が板厚の半分より大きくなるか
ら、応力集中を緩和できる。これによって、使用済み燃
料集合体収納用バスケットの信頼性をより高くできる。

【０１９０】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケット（請求項１１）では、上記使用済み燃
料集合体収納用バスケットにおいて、シャープエッジを
面取形状とし、その面取寸法は０．５ｍｍ以下とした。
このため、角パイプのコーナー部における接触面の接触
面積が確保できるので、突合せ面の応力集中を緩和でき
る。これによって、使用済み燃料集合体収納用バスケッ
トの信頼性をより高くできる。

【０１９１】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケット（請求項１２）では、上記使用済み燃
料集合体収納用バスケットにおいて、角パイプ又はエレ
メントのうち、少なくとも角パイプはＢ−Ａｌ材とし
た。このため、使用済み燃料集合体収納用バスケットに
十分な中性子吸収能を発揮させつつ、強靭なＢ−Ａｌ材
によって使用済み燃料集合体収納用バスケットの十分な
強度を確保できる。また、エレメントには必ずしもＢ−
Ａｌを使用しなくともよいので、角パイプのみＢ−Ａｌ
材で構成すればコストを低減できる。

【０１９２】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケット（請求項１３）では、角パイプの内部
へ長手方向に向かう溝を設けたエレメントを配置して使
用済み燃料集合体を収納するセルを構成した。このた
め、角パイプやエレメントにＢ−Ａｌ材のような難押し
出し材を使用しても押出し成形機の能力内でこれらを製
造できる。これによって、ＰＷＲ用使用済み燃料集合体
を収納するためにフラックストラップを備えた複雑な形
状の使用済み燃料集合体収納用バスケットであっても容
易に製造できる。さらに、エレメントを角パイプの内部
に配置すれば、自動的にエレメントの動きが規制される
ので、使用済み燃料集合体収納用バスケットは角パイプ
を組み合わせるだけで構成できる。これによって使用済
み燃料集合体収納用バスケットをさらに容易に製造でき
る。

【０１９３】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケット（請求項１４）では、上記使用済み燃
料集合体収納用バスケットにおいて、上記角パイプと上
記エレメントとはＢ−Ａｌ材とした。このため、使用済
み燃料集合体収納用バスケットに十分な中性子吸収能を
発揮させつつ、強靭なＢ−Ａｌ材によって使用済み燃料
集合体収納用バスケットの十分な強度を確保できる。

【０１９４】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケット（請求項１５）では、角パイプのコー
ナー部分をシャープエッジとし、角パイプのコーナー部
外側同士が接触する面の接触面積を広くして応力集中を
緩和するようにした。これにより、隣接する前記接触部
分の範囲が板厚の半分より大きくなるから、応力集中を
緩和できる。

【０１９５】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケット（請求項１６）では、上記使用済み燃
料集合体収納用バスケットにおいて、さらに、上記角パ
イプのコーナー部外側をコーナー部内側よりもシャープ
エッジに成形した。これにより、角パイプのコーナー部
外側とエレメントのコーナー部内側に形成された段部と
の接触面積や、エレメントのコーナー部外側と角パイプ
のコーナー部外側とにおける接触面積や、エレメントの
端部外側とエレメントのコーナー部外側との接触面積が
確保できるので、突合せ部の応力集中を緩和できる。

【０１９６】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケット（請求項１７）では、上記使用済み燃
料集合体収納用バスケットにおいて、上記シャープエッ
ジの半径が０．５ｍｍ以下とした。これにより、角パイ
プの角部における突合せ面の接触面積が確保できるの
で、突合せ面の応力集中を緩和できる。

【０１９７】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケット（請求項１８）では、上記使用済み燃
料集合体収納用バスケットにおいて、上記シャープエッ
ジを面取形状とし、その面取寸法が前記角パイプの板厚
の少なくとも半分以下とした。これにより、上記同様、
隣接する前記突合せ面の範囲が板厚の半分より大きくな
るから、応力集中を緩和できる。

【０１９８】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケット（請求項１９）では、上記使用済み燃
料集合体収納用バスケットにおいて、前記シャープエッ
ジを面取形状とし、その面取寸法を０．５ｍｍ以下とし
た。これにより、角パイプのコーナー部やエレメントの
コーナー部外側等における接触面の接触面積が確保でき
るので、突合せ面の応力集中を緩和できる。

【０１９９】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケット（請求項２０）では、角パイプ内部と
第一エレメント及び第二エレメントで囲まれる空間とに
使用済み燃料集合体を収納するようにした。このため、
上記使用済み燃料集合体収納用バスケットと比較して角
パイプの本数を約半分にできるので、使用済み燃料集合
体収納用バスケットの製造コストを低減できる。また、
角パイプの本数が少なくなった分だけ使用済み燃料集合
体収納用バスケットの外形寸法を小さくできるので、こ
の使用済み燃料集合体収納用バスケットを収納する使用
済み燃料収納容器の外形寸法を従来よりも小さくでき
る。これによって、使用済み燃料収納容器を軽量化でき
るとともに、使用済み燃料収納容器に取り付ける緩衝体
の外径を小さく抑えることができるので、キャスクの陸
送時における寸法制限にも対応しやすくなる。

【０２００】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケット（請求項２１）では、上記使用済み燃
料集合体収納用バスケットにおいて、第一エレメントの
コーナー部外側に設けられた段部と角パイプのコーナー
部外側とを組み合わせるようにした。これによって、角
パイプと第一エレメントとのずれに対して強くなり、強
固な使用済み燃料集合体収納用バスケットを得ることが
できる。

【０２０１】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケット（請求項２２）では、第一エレメント
のコーナー部外側に溝を設け、第二エレメントの端部と
噛み合わせるようにした。このような構成によって、第
一エレメントと第二エレメントとの動きを拘束できるの
で、剛性が高く、斜め荷重に対しても強い使用済み燃料
集合体収納用バスケットを構成することができる。

【０２０２】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケット（請求項２３）では、２個の板状のエ
レメントを角パイプの外側面に当接させて構成した複数
のセルを組み合わせることによって構成した。このた
め、長手方向に垂直な断面形状がＬ字形状のエレメント
を使用する場合と比較して、エレメントの表面積を略半
分にできる。これによって、押出し機の性能が小さい場
合でも容易にエレメントを製造でき、また、押出しダイ
スの寿命も長くできる。

【０２０３】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケット（請求項２４）では、上記使用済み燃
料集合体収納用バスケットにおいて、さらにエレメント
に設けられる突起部の端部を平面に形成し、角パイプの
外側面又は内側面と平面で当接して上記セルを構成する
ようにした。このため、エレメントと角パイプとがより
均一に当接するので、エレメントと角パイプとの伝熱性
能が向上し、内部に収納される使用済み燃料集合体の崩
壊熱をより効率よく使用済み燃料集合体収納用バスケッ
トの外部へ逃がすことができる。また、エレメントと角
パイプとがより均一に当接するので、エレメントと角パ
イプとの応力集中を低減して使用済み燃料集合体収納用
バスケットの信頼性を高くできる。

【０２０４】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケット（請求項２５）では、複数の突起部に
よって角パイプを支えるようにしたので、角パイプの側
面を支えるスパンを小さくできる。これによって、角パ
イプの側面に作用する曲げ応力を低減できるので、使用
済み燃料集合体収納用バスケットの信頼性を高くでき
る。

【０２０５】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケット（請求項２６）では、上記使用済み燃
料集合体収納用バスケットにおいて、Ｂ−Ａｌ材のＢ含
有率を１．５質量％以上７．０質量％以下とした。この
ため、使用済み燃料集合体収納用バスケットに十分な中
性子吸収能を発揮させつつ、十分な靭性を確保できる。
また、Ｂ含有量が７重量％以下であるので、押出し成形
加工も比較的容易にできるので、寸法の大きい角パイプ
構成エレメントや使用済み燃料集合体収納用バスケット
構成材を成形しやすい。

【０２０６】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケット（請求項２７）では、上記使用済み燃
料集合体収納用バスケットにおいて、上記Ｂ−Ａｌ材に
は少なくとも濃縮ボロンを添加するようにした。このた
め、天然ボロンをそのまま使用した場合よりも薄い板厚
の角パイプあるいはエレメントで、同じ中性子吸収能を
得ることができるので、使用済み燃料集合体収納用バス
ケットをより軽量且つコンパクトにできる。また、その
分必要なキャスク胴本体のキャビティ空間を小さくでき
るので、胴本体をコンパクトにできる。

【０２０７】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケットを構成するためのエレメント（請求項
２８）では、断面をＬ字状とし、且つ内側面には角パイ
プと当接する突起部を設け、この突起部を角パイプと当
接させて使用済み燃料集合体を収納するセルを構成する
ようにした。そして、突起部で角パイプの外側面と隔て
られた空間をフラックストラップとした。このように、
角パイプと組み合わされることで使用済み燃料を収納す
るセルを構成するので、燃焼度の高いＰＷＲ用の使用済
み燃料集合体を収納するセルのようにフラックストラッ
プを要するものでも容易に製造できる。また、エレメン
トの表面積は無闇に大きくならないので、押し出し機の
推力がそれ程大きくなくとも十分に製造できる。その結
果、ＰＷＲ用の使用済み燃料集合体を収納する使用済み
燃料集合体収納用バスケットを容易に製造でき、また、
製造コストも低く抑えることができる。

【０２０８】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケットを構成するためのエレメント（請求項
２９）では、コーナー部外側を平面に形成し、エレメン
トの一方の端部はこの平面に平行となるように平面を形
成した。そして、使用済み燃料集合体収納用バスケット
を構成した場合には、両平面が当接するようにした。こ
れらの平面は、エレメントの長手方向に垂直な断面で見
るとコーナー部外側が斜めに切り取られた形に形成され
ているので、両者の接する面積を大きくできる。このた
め使用済み燃料集合体収納用バスケットを組み立てた際
には伝熱面積を大きくできるので、より効率よく使用済
み燃料集合体の崩壊熱を使用済み燃料集合体収納用バス
ケットの外部へ逃がすことができる。また、エレメント
同士の当接する面積がより大きくなるので、このエレメ
ントを用いて使用済み燃料集合体収納用バスケットを組
み立てた場合には、応力伝達の際における負担を小さく
できるので、使用済み燃料集合体収納用バスケットの信
頼性をより高くできる。

【０２０９】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケットを構成するためのエレメント（請求項
３０）では、コーナー部と端部とを階段状に形成し、使
用済み燃料集合体収納用バスケットを組み立てる際には
両者を噛み合わせて組み立てるようにした。このため、
エレメントの長手方向に対して垂直な方向に向かうエレ
メントの動きを規制できるので、使用済み燃料集合体収
納用バスケットをより簡易に組み立てることができる。

【０２１０】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケットを構成するためのエレメント（請求項
３１）では、断面Ｌ字状に形成し、長手方向に向かう溝
を外側面に設けた。そして、使用済み燃料集合体収納用
バスケットを組み立てる際には、各パイプの内部にこの
エレメントを配置するようにした。このため、エレメン
トの形状がそれ程複雑ではなく、また、表面積も比較的
小さいので、エレメントにＢ−Ａｌ材のような難押し出
し材を使用しても押出し成形機の能力内でこれを製造で
きる。これによって、ＰＷＲ用使用済み燃料集合体を収
納するためにフラックストラップを備えた複雑な形状の
使用済み燃料集合体収納用バスケットであっても容易に
製造できる。さらに、エレメントを角パイプの内部に配
置すれば、自動的にエレメントの動きが規制されるの
で、使用済み燃料集合体収納用バスケットは角パイプを
組み合わせるだけで構成できる。これによって使用済み
燃料集合体収納用バスケットをさらに容易に製造でき
る。

【０２１１】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケットを構成するためのエレメント（請求項
３２）では、上記使用済み燃料集合体収納用バスケット
を構成するためのエレメントにおいて、さらに、上記エ
レメントはＢ−Ａｌ材で構成した。このため、このエレ
メントと角パイプとを組み合わせて使用済み燃料集合体
収納用バスケットを構成した場合には、この使用済み燃
料集合体収納用バスケットに十分な中性子吸収能を発揮
させることができる。また、強靭なＢ−Ａｌ材によって
使用済み燃料集合体収納用バスケットの十分な強度を確
保できる。

【０２１２】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケットを構成するためのエレメント（請求項
３３）では、上記使用済み燃料集合体収納用バスケット
を構成するためのエレメントにおいて、Ｂ−Ａｌ材のＢ
含有率は１．５質量％以上７．０質量％以下とした。こ
のため、十分な中性子吸収能を発揮させつつ、十分な靭
性を確保できる。また、Ｂ含有量が７重量％以下である
ので、押出し成形加工も比較的容易にできるので、寸法
の大きい角パイプ構成エレメントや使用済み燃料集合体
収納用バスケット構成材を成形しやすい。

【０２１３】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケットを構成するためのエレメント（請求項
３４）では、上記使用済み燃料集合体収納用バスケット
を構成するためのエレメントにおいて、Ｂ−Ａｌ材には
少なくとも濃縮ボロンを添加するようにした。このた
め、天然ボロンをそのまま使用した場合よりも薄い板厚
の角パイプあるいはエレメントで、同じ中性子吸収能を
得ることができるので、使用済み燃料集合体収納用バス
ケットをより軽量且つコンパクトにできる。また、その
分必要なキャスク胴本体のキャビティ空間を小さくでき
るので、胴本体をコンパクトにできる。

【０２１４】また、この発明に係る使用済み燃料集合体
収納用バスケットを構成するためのエレメント（請求項
３５）では、上記使用済み燃料集合体収納用バスケット
を備えたので、燃焼度が高く、寸法の大きいＰＷＲ用の
使用済み燃料集合体を収納するものでも、容易に製造で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１に係る使用済み燃料集
合体収納用バスケットの一部を示す説明図である。

【図２】角パイプ及びエレメントのコーナー部における
応力の伝わり方を示す説明図である。

【図３】図３は、この発明の実施の形態１に係る角パイ
プ使用済み燃料集合体収納用バスケットの変形例を示す
断面図である。

【図４】実施の形態１に係るエレメントを示す説明図で
ある。

【図５】この発明に係るエレメントの他の例を示す説明
図である。

【図６】突起部の接触面積を大きくしたエレメントを示
す説明図である。

【図７】角パイプとエレメントとを組み合わせて使用済
み燃料集合体を収納するセルを構成した状態を示す説明
図である。

【図８】実施の形態１に係る使用済み燃料集合体収納用
バスケットをキャスクの本体胴内に設置した例を示す説
明図である。

【図９】実施の形態１の第１変形例に係る使用済み燃料
集合体収納用バスケットの一部を示す説明図である。

【図１０】実施の形態１の第２変形例に係る使用済み燃
料集合体収納用バスケットの一部を示す説明図である。

【図１１】実施の形態１の第２変形例に係る使用済み燃
料集合体収納用バスケットの他の例を示す説明図であ
る。

【図１２】実施の形態１の第３変形例に係る使用済み燃
料集合体収納用バスケットの一部を示す説明図である。

【図１３】実施の形態１の第３変形例に係る使用済み燃
料集合体収納用バスケットにおける角パイプとエレメン
トとの当接部を示す説明図である。

【図１４】実施の形態１の第４変形例に係る使用済み燃
料集合体収納用バスケットの一部を示す説明図である。

【図１５】実施の形態２に係る使用済み燃料集合体収納
用バスケットを示す説明図である。

【図１６】実施の形態２に係る使用済み燃料集合体収納
用バスケットをキャスク内に設置した例を示す説明図で
ある。

【図１７】この発明の実施の形態３に係る使用済み燃料
集合体収納用バスケットを示す説明図である。

【図１８】この発明に係る角パイプの製造方法を示すフ
ローチャートである。

【図１９】この製造方法に用いるアトライターミルの構
成図である。

【図２０】この発明に係るキャスクを示す斜視図であ
る。

【図２１】図２０に示したキャスクの径方向断面図であ
る。

【図２２】キャスクの一例を示す斜視図である。

【図２３】図２２に示したキャスクの径方向断面図であ
る。

【符号の説明】

１０、１５、１６ セル ２０ 角パイプ ３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７ エ
レメント １００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１
０６、１０７ 使用済み燃料集合体収納用バスケット ２５０ キャスク

Claims (35)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 角パイプと、 長手方向に垂直な断面形状がＬ字状で、且つ内側面には
   長手方向に向かう突起部が設けられたエレメントとを有
   し、 前記角パイプの外側面と前記エレメントの内側面に設け
   られた突起部の端部とを当接させて使用済み燃料集合体
   を収納するセルを構成し、さらに一のセルを構成する角
   パイプの外側面及びこのセルを構成するエレメントの端
   部を、他のセルを構成するエレメントの外側面と当接さ
   せて前記セル同士を組み合わせることで構成したことを
   特徴とする使用済み燃料集合体収納用バスケット。
2. 【請求項２】 さらに、上記エレメントの外側面にもこ
   のエレメントの長手方向に向かう突起部が設けられ、当
   該突起部の端部と上記エレメントの隣に配置されるセル
   を構成する上記角パイプの外側面とを当接させたことを
   特徴とする請求項１に記載の使用済み燃料集合体収納用
   バスケット。
3. 【請求項３】 角パイプと、 長手方向に垂直な断面形状がＬ字状で、且つ内側面には
   長手方向に向かう突起部が設けられ、さらに外側面は平
   面に形成されたエレメントとを有し、 前記角パイプの外側面と前記エレメントの内側面に設け
   られた突起部の端部とを当接させて使用済み燃料集合体
   を収納するセルを構成し、さらに一のセルを構成する角
   パイプの外側面及びこのセルを構成するエレメントの端
   部を、他のセルを構成するエレメントの外側面と平面で
   当接させて前記セル同士を組み合わせることで構成した
   ことを特徴とする使用済み燃料集合体収納用バスケッ
   ト。
4. 【請求項４】 さらに、上記エレメントのコーナー部内
   側を上記エレメントの長手方向に垂直な断面が階段状と
   なるように形成して上記エレメントの長手方向に向かう
   段部を設け、ここに上記角パイプのコーナー部外側を当
   接させて上記セルを構成することを特徴とする請求項１
   〜３のいずれか１項に記載の使用済み燃料集合体収納用
   バスケット。
5. 【請求項５】 さらに、上記エレメントのコーナー部外
   側を上記エレメントの長手方向全領域にわたって平面に
   形成し、且つ当該平面と組み合わされるように当該平面
   と平行にこのエレメントの一方の端部を平面に形成し
   て、上記セルを組み合わせる際に一のエレメントのコー
   ナー部外側と他のエレメントの前記一方の端部とを当接
   させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に
   記載の使用済み燃料集合体収納用バスケット。
6. 【請求項６】 さらに、上記エレメントのコーナー部外
   側を上記エレメントの長手方向に垂直な断面が階段状と
   なるように形成して上記エレメントの長手方向に向かう
   段部を設け、且つ階段状に形成した前記コーナー部外側
   の少なくとも一の段部と噛み合うようにこのエレメント
   の端部を階段状に形成して、上記セルを組み合わせる際
   に一のエレメントのコーナー部外側と他のエレメントの
   一方の端部とを噛み合わせることを特徴とする請求項１
   〜４のいずれか１項に記載の使用済み燃料集合体収納用
   バスケット。
7. 【請求項７】 さらに、上記角パイプと、上記エレメン
   トのコーナー部外側と、上記エレメントの端部外側とを
   シャープエッジに成形し、当該シャープエッジの半径
   が、上記角パイプの板厚の少なくとも半分以下であるこ
   とを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の使
   用済み燃料集合体収納用バスケット。
8. 【請求項８】 さらに、上記角パイプと、上記エレメン
   トのコーナー部外側と、上記エレメントの端部外側と
   を、上記角パイプのコーナー部内側よりもシャープエッ
   ジに成形したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか
   １項に記載の使用済み燃料集合体収納用バスケット。
9. 【請求項９】 上記シャープエッジの半径が０．５ｍｍ
   以下であることを特徴とする請求項７又は８に記載の使
   用済み燃料集合体収納用バスケット。
10. 【請求項１０】 上記シャープエッジが面取形状であ
    り、その面取寸法が前記角パイプの板厚の少なくとも半
    分以下であることを特徴とする請求項７又は８に記載の
    使用済み燃料集合体収納用バスケット。
11. 【請求項１１】 前記シャープエッジが面取形状であ
    り、その面取寸法が０．５ｍｍ以下であることを特徴と
    する請求項７又は８に記載の使用済み燃料集合体収納用
    バスケット。
12. 【請求項１２】 上記角パイプ又は上記エレメントのう
    ち、少なくとも上記角パイプはＢ−Ａｌ材であることを
    特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の使用
    済み燃料集合体収納用バスケット。
13. 【請求項１３】 角パイプと、 長手方向に垂直な断面形状がＬ字状で、且つ外側面には
    長手方向に向かう突起部が設けられたエレメントとを有
    し、 前記角パイプの内部に前記エレメントを配置し、且つ前
    記角パイプの内側面と前記エレメントに設けられた突起
    部の端部とを当接させて使用済み燃料集合体を収納する
    セルを構成して、さらに複数の当該セルを、エレメント
    が存在する側の角パイプ外側面と角パイプの壁面のみの
    角パイプ外側面とを当接させて組み合わせることによっ
    て構成したことを特徴とする使用済み燃料集合体収納用
    バスケット。
14. 【請求項１４】 上記角パイプと上記エレメントとはＢ
    −Ａｌ材であることを特徴とする請求項１３に記載の使
    用済み燃料集合体収納用バスケット。
15. 【請求項１５】 さらに、上記角パイプのコーナー部外
    側をシャープエッジに成形し、当該シャープエッジの半
    径が、上記角パイプの板厚の少なくとも半分以下である
    ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の使用済み
    燃料集合体収納用バスケット。
16. 【請求項１６】 さらに、上記角パイプのコーナー部外
    側をコーナー部内側よりもシャープエッジに成形したこ
    とを特徴とする請求項１３又は１４に記載の使用済み燃
    料集合体収納用バスケット。
17. 【請求項１７】 上記シャープエッジの半径が０．５ｍ
    ｍ以下であることを特徴とする請求項１５又は１６に記
    載の使用済み燃料集合体収納用バスケット。
18. 【請求項１８】 上記シャープエッジが面取形状であ
    り、その面取寸法が前記角パイプの板厚の少なくとも半
    分以下であることを特徴とする請求項１５又は１６に記
    載の使用済み燃料集合体収納用バスケット。
19. 【請求項１９】 前記シャープエッジが面取形状であ
    り、その面取寸法が０．５ｍｍ以下であることを特徴と
    する請求項１５又は１６に記載の使用済み燃料集合体収
    納用バスケット。
20. 【請求項２０】 角パイプと、 長手方向に垂直な断面形状がＬ字状で、内側面には長手
    方向に向かう突起部が設けられ、且つ外側面は平面に形
    成された第一エレメントと、 長手方向に垂直な断面形状がＬ字状で、外側面には長手
    方向に向かう突起部が設けられ、且つ内側面は平面に形
    成されており、前記突起部の端部と前記角パイプの外側
    面とが当接する第二エレメントとを有し、 前記角パイプの外側面と前記第一エレメントの内側面に
    設けられた突起部の端部とが当接して使用済み燃料集合
    体を収納する第一セルを形成し、 また、一の第一エレメントとこの斜め隣に配置される他
    の第一エレメントの端部同士を当接させ、且つ前記第二
    エレメントの両端部をそれぞれ前記一の第一エレメント
    及び前記他の第一エレメントのコーナー部外側と当接さ
    せて、前記一の第一エレメント及び前記他の第一エレメ
    ントの外側面と前記第二エレメントの内側面とで囲まれ
    る空間に使用済み燃料集合体を収納する第二セルを形成
    し、 前記第一セルを千鳥状に配置し、且つ前記第一セルの隣
    に前記第二セルを配置することによって構成したことを
    特徴とする使用済み燃料集合体収納用バスケット。
21. 【請求項２１】 さらに、上記第一エレメントのコーナ
    ー部外側に上記第一エレメントの長手方向に向かう段部
    を形成し、この段部と斜め隣に配置される上記第一セル
    を構成する上記角パイプのコーナー部外側とを当接させ
    ることを特徴とする請求項２０に記載の使用済み燃料集
    合体収納用バスケット。
22. 【請求項２２】 さらに、上記第一エレメントのコーナ
    ー部外側には上記第一エレメントの長手方向に向かう溝
    部を形成し、また当該溝部と噛み合うように上記第二エ
    レメントの端部を形成して、前記溝部と前記端部とを噛
    み合わせて構成したことを特徴とする請求項２０又は２
    １に記載の使用済み燃料集合体収納用バスケット。
23. 【請求項２３】 角パイプと、 板状の部材であって、一方の側面には長手方向に向かう
    突起部が設けられ、またもう一方の側面は平面に形成さ
    れたエレメントとを有し、 前記角パイプの共通するコーナー部を持つ２個の外側面
    にそれぞれ前記エレメントの一方の側面に設けられた前
    記突起部の端部を当接させて使用済み燃料集合体を収納
    するセルを構成し、さらに一のセルを構成する角パイプ
    の外側面及びこのセルを構成するエレメントの端部と、
    他のセルを構成する平面に形成された前記エレメントの
    側面とを当接させて前記セル同士を組み合わせることで
    構成したことを特徴とする使用済み燃料集合体収納用バ
    スケット。
24. 【請求項２４】 さらに上記エレメントに設けられる突
    起部の端部は平面に形成されており、上記角パイプの外
    側面又は内側面と平面で当接して上記セルを構成するこ
    とを特徴とする請求項１〜２３のいずれか１項に記載の
    使用済み燃料集合体収納用バスケット。
25. 【請求項２５】 さらに、上記エレメントには、このエ
    レメントの一辺当たり複数の突起部を設けたことを特徴
    とする請求項１〜２４のいずれか１項に記載の使用済み
    燃料集合体収納用バスケット。
26. 【請求項２６】 上記Ｂ−Ａｌ材のＢ含有率は１．５質
    量％以上７．０質量％以下であることを特徴とする請求
    項１２又は１４に記載の使用済み燃料集合体収納用バス
    ケット。
27. 【請求項２７】 上記Ｂ−Ａｌ材には少なくとも濃縮ボ
    ロンが添加されていることを特徴とする請求項１２、１
    ４又は２６のいずれか１項に記載の使用済み燃料集合体
    収納用バスケット。
28. 【請求項２８】 長手方向に垂直な断面形状がＬ字状
    で、且つ内側面には長手方向に向かう突起部が設けら
    れ、当該突起部の端部が使用済み燃料集合体を収納する
    角パイプの外側面と当接することを特徴とする使用済み
    燃料集合体収納用バスケットを構成するためのエレメン
    ト。
29. 【請求項２９】 さらに、上記エレメントのコーナー部
    外側を上記エレメントの長手方向全領域にわたって平面
    に形成し、且つ当該平面と組み合わされるように当該平
    面と平行にこのエレメントの一方の端部を平面に形成し
    て、一のエレメントのコーナー部外側と他のエレメント
    の前記一方の端部とを当接させることを特徴とする請求
    項２８に記載の使用済み燃料集合体収納用バスケットを
    構成するためのエレメント。
30. 【請求項３０】 さらに、上記エレメントのコーナー部
    内側を、上記エレメントの長手方向に垂直な断面が階段
    状となるように形成して上記エレメントの長手方向に向
    かう段部を設け、ここに使用済み燃料集合体を収納する
    角パイプのコーナー部外側を当接させることを特徴とす
    る請求項２８又は２９に記載の使用済み燃料集合体収納
    用バスケットを構成するためのエレメント。
31. 【請求項３１】 長手方向に垂直な断面形状がＬ字状
    で、且つ外側面には長手方向に向かう突起部が設けら
    れ、当該突起部の端部が使用済み燃料集合体を収納する
    角パイプの内側面と当接することを特徴とする使用済み
    燃料集合体収納用バスケットを構成するためのエレメン
    ト。
32. 【請求項３２】 さらに、上記エレメントはＢ−Ａｌ材
    であることを特徴とする請求項２８〜３１のいずれか１
    項に記載の使用済み燃料集合体収納用バスケットを構成
    するためのエレメント。
33. 【請求項３３】 上記Ｂ−Ａｌ材のＢ含有率は１．５質
    量％以上７．０質量％以下であることを特徴とする請求
    項３２に記載の使用済み燃料集合体収納用バスケットを
    構成するためのエレメント。
34. 【請求項３４】 上記Ｂ−Ａｌ材には少なくとも濃縮ボ
    ロンが添加されていることを特徴とする３２又は３３に
    記載の使用済み燃料集合体収納用バスケットを構成する
    ためのエレメント。
35. 【請求項３５】 請求項１〜２７のいずれか１項に記載
    の使用済み燃料集合体収納用バスケットの外形に合わせ
    て放射性物質格納容器の本体胴の内側形状を形成し、こ
    こに前記使用済み燃料集合体収納用バスケットを挿入し
    て上記セル内に使用済み燃料集合体を収納することを特
    徴とする放射性物質格納容器。