JP2005525543A - 耐破壊性を有するコンテナ遮蔽壁及び少なくとも一つの前記コンテナ遮蔽壁を備えるコンテナ - Google Patents

Abstract

本発明は、コンテナ（１）に対して耐破壊性を有する遮蔽壁（１２）に関するものであって、前記遮蔽壁（１２）が、以下の積層部材（２４、２６、２８、３０、３２）
である、外側プレート（２４）、第１の減衰層（２６）、中間プレート（２８）、第２の減衰層（３０）、内側プレート（３２）、と同様に支持手段（２０、４６）を備えている。この発明によれば、中間プレート（２８）が、支持手段（２０）に対して剛直でない状態で配されている。
また、本発明は、コンテナ（１）に関するものであって、前記コンテナ（１）が、上述した少なくとも一つの遮蔽壁（１２）を備えている。そして、核物質の移送／貯蔵分野に適用される。

Description

本発明は、放射性物質のような有感物質（sensitive material）を移送／貯蔵するためにデザインされたコンテナに関する。より詳細には、本発明は、側壁部と、底部と、コンテナに対して着脱可能なカバー部とから構成される耐破壊性を有する遮蔽壁に関する。

一般に、核物質用コンテナは、実質的に円筒形状、或いは、平行六面体形状とされている。

これらのコンテナは通常、一又はそれ以上の側壁部と、一の固定された底部と、一の蓋部と、コンテナの両端側に配された一又はそれ以上の着脱可能な保護カバー部とを備えている。

コンテナの側壁部、底部、及び、蓋部は、該コンテナ内に安全な格納空間を作り出し、これによって核物質が安全に保管される。

コンテナの側壁部、底部、及び、着脱可能な保護カバー部は、通常、それぞれが少なくとも一つの機能を有した複数の層及びプレートが積層されてなる遮蔽壁を備えており、これがため、コンテナは、核物質の移送／貯蔵に関する所定の安全要求を満足させる所定の特性を有する。

これらの所定の安全要求を満足させるために行われる試行作業として種々のものが知られている。例えば、特にポンチ上に落下させたり９メートル落下させる所謂「自由落下（free fall）」テスト、或いは、それに先立ってなされる所謂「耐火（fire）」テスト等である。

安全要求を満足させるため、特に、ポンチ上の落下テストや９メートル落下テストの要求を満足させるために、遮蔽壁を構成する層やプレートについて多大な研究がなされてきた。

実際、このポンチテストは、１５センチメートル径のポンチ上にコンテナを１メートルの高さに持上げ、ポンチ上に重力にまかせて落下させるものとされている。このテストをパスするためには、ポンチが、安全隔壁体（safe confinement）を形成するコンテナを穿孔させないことを要する。

遮蔽壁は、また、耐破壊性に関する他の要求を満たすように設計されることに注意すべきである。実例として、安全性規定を満たすために、遮蔽壁が、耐火性に関する熱特性及び／又は９メートル落下テストに対するエネルギー吸収特性を備えていなければならない。

そのため、自由落下テストが終了したときでも、遮蔽壁は、「燃焼試験（burn test）」のような耐火性テストの間、過剰な高温に耐え得るシール部材のような全ての部材と同様に、安全隔壁体を保護できるようにされていなければならない。

このようなタイプの壁がすでにいくつか提案されている。

互いに積層された３つの部材を有する耐破壊性遮蔽壁が知られている。このような壁は、スチール製の外側壁及び内側壁の間に、落下エネルギーを吸収可能な低圧壊強度材料で構成された耐火層が挟まれた構造とされている。

しかしながら、ポンチテストの際には、スチール製の外側壁がポンチによって穿孔されてしまい、もはや中間層を保護し続けることができなくなってしまう。そのため、遮蔽壁の耐火性が危機的なものとなり、この方法では結局所定の要求を満たすことができないものとみなされる。

この問題に対処するために、５つの部材を積層させた別のタイプの遮蔽壁が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

これらの部材の間で最初に注意すべき事項は、ポンチによる圧力を吸収可能な減衰層と直接接触するスチール製の硬い外側プレートである。スチール又は複合材料製の中間プレートが、この減衰層の下側に配されており、中間プレートの底側では、低圧壊強度、及び、可能であれば耐火性を有して圧縮時に変形可能な層と接している。遮蔽壁の５番目とされる最後の層は、高い機械的強度を有するスチール製の硬い内側プレートとされている。

このタイプの壁では、外側プレート、中間プレート、内側プレートともそれぞれ支持手段によってしっかり固定されている。

しかしながら、ポンチを使用するテストの際、中間層が、仕様を満たすような重量／機能を考慮した変形エネルギーを十分吸収できない。

上述した従来技術に係る２つのタイプの壁は、ポンチに対する耐性を有する耐火性の遮蔽プレートや、それゆえ、特に耐火テストの後でも上述した基準を満たすことができるコンテナをともに提供することができない。

しかしながら、ポンチテストをパスするためにプレートに要する大きさは、常にコンテナの最大重量に従う要求と互換性を有するものではないことがわかっている。この重量制限は、操作条件によって決められる。

そこで、コンテナの設計者は、核物質の移送／貯蔵に関する上述した安全性テストの間行われるすべての試行作業をパスするために、壁を構成する様々なプレートの全体重量制限と、この壁の十分な機械的強度との両方の要求に常に直面している。
仏国特許出願公開第２ ７９０ ５８９号公報

本発明は、前述した従来技術の欠点の少なくとも一部を克服可能とされた耐破壊性を有するコンテナの遮蔽壁を提供することを第１の目的とする。

より詳細には、本発明は、核物質の移送／貯蔵に関する全ての所定の安全性テスト、例えば、上述したポンチテスト、９メートル落下テスト、又は、その他の耐火性テストといったテストををパスできるコンテナを実現可能な遮蔽壁を提供することを目的とする。

さらに、本発明は、操作条件によって決められるコンテナの重量制限を満足可能な遮蔽壁を提供することを目的とする。

また、本発明は、上述した目的を達成可能な少なくとも一つの遮蔽壁を有するコンテナを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る耐破壊性を有するコンテナ遮蔽壁が、外側プレート、第１の減衰層、中間プレート、第２の減衰層、及び、内側プレートと、これらを支持する支持手段とを備えていることを特徴とする。

この発明によれば、中間プレートは、支持手段に対して剛直でない状態で配されている。

また、第２の減衰層と接触する中間プレートが、支持手段と固定されずに組み立てられることが有効とされる。この本発明の特徴によれば、重量を削減しつつポンチテストに耐え得る遮蔽壁を備えることができる。実際、ポンチは、外側プレートを貫通して第１の減衰層を破砕した後に中間プレートに応力を与える。中間プレートは完全に移動可能とされ、或いは、支持手段に軽く支持されているので、上記応力付与の間、中間プレートに伝達される力をプレートの表面の広い部分に略均一に分散させることができる。その結果、上記プレートを変位させ、かつ、第２の減衰層を広い範囲にわたって破壊させることができる。

中間プレートが内蔵された従来技術に係る遮蔽壁に反して、本発明に係る遮蔽壁の中間プレートは、ポンチの力によって機械的に圧縮される際、支持手段に対して移動可能とされている。反対に、従来技術で行われているように中間プレートを支持手段に溶接する場合には、中間層を破壊させてしまい、かつ、第２の減衰層も同様に破壊させてしまうような中間プレートへの圧縮が局所的な範囲に限られてしまう。このような破壊に関する不利益は、第２の中間層が熱保護作用を有していることによる利益よりも大きい。そのため、この場合には、第２の減衰層はもはや耐火性に対する安全を保証することができない。

さらに、本発明は、遮蔽壁を構成するプレートの大きさを超えないで上述した要求を満たすコンテナを得ることができる。

最後に、本発明に係る耐破壊性を有する遮蔽壁は、従来技術での妥協を離れて簡単に解決することができる。

遮蔽壁の外側壁部及び内側壁部は、支持手段に固定されていることが好ましい。

本発明に係る第１の実施形態によれば、中間プレートが、互いに離間して配され、かつ、支持手段と一体とされた複数のシム（shim）の上に配されている。さらに、シムは支持手段に属する側梁と一体とされ、中間プレートは少なくとも一つの破壊容易なリベットを用いて各シムと互いに接続されているとすることができる。

本発明に係る第２の実施形態によれば、支持手段と前記中間層との間に配された少なくとも一つの可撓性を有する舌状部を使用して中間プレートが支持手段に配されている。

本発明に係る第３の実施形態によれば、中間プレートが、一方では第１の減衰層に支持され、他方では第２の減衰層に支持され、かつ、支持手段に対しては移動自由とされている。

本発明は、少なくとも一つの側壁部と、底部と、少なくとも一つの着脱自在なカバー部とを備えるコンテナを提供することを別の目的とする。本発明によれば、コンテナの各側壁部、底部、各カバー部のうち少なくとも一つの部材が、上述した遮蔽壁を備えている。

本発明に係る他の特性及び発明の有利な効果について、以下の記載に制限されるわけではないが、その詳細が明らかになるであろう。

図１及び図２に示すコンテナ１は、有感物質（sensitive materials）、特に核物質の移送／貯蔵を行うように設計されている。

このようなコンテナ１は、実質的に平行六面体形状とされていることが好ましく、４つの側壁部２と、コンテナ１の第１の端部１ａに配されて側壁部２に固定された底部４と、蓋部１６と、コンテナ１の第２の端部１ｂに配されて側壁部２に支持された着脱可能なカバー部６とを備えている。

コンテナ１の構成部材である部材２、４、１６は、核物質を格納してガイドレール１０によって不図示の樽体を内部に立設可能な安全隔壁体（safe confinement）８を構成している。

図１及び図２に示すコンテナ１において、側壁部２、底部４、着脱可能なカバー部６は、核物質の移送／貯蔵のための上述した安全性テストにおけるポンチテストに特に耐えられるように設計された、破壊耐性を有して実質的に平行六面体形状とされた遮蔽壁１２を備えている。

遮蔽壁１２は、格子状の構造体（lattice-like structure）１４にそれぞれ載置されている。この構造体１４は、また、安全隔壁体８を区切るように配されている。

遮蔽壁１２は、側梁１８をさらに備える支持手段によってコンテナ１に配されている。各側梁１８は、コンテナ１の長手軸線方向と平行に延びて互いに９０度の角度をなして配された２つの側壁部２に属する２つの遮蔽壁１２の保持に使用可能とされている。これら側梁１８は、バルサ材のような木材が詰められた空間部２２を配設する、一つ又は複数の金属シート２０からなるのが好ましい。

図２に示すように、耐破壊性を有する各遮蔽壁１２は、５つの部材が積層されて構成されている。

これら部材のうち最初に記載するのは、外側プレート２４であり、金属製とされ、略６ｍｍの厚さとされているのが好ましい。このプレート２４は、ポンチテストが行われる際、ポンチが最初に挿入される部材とされている。

この外側プレート２４の下側に直接接して第１の減衰層２６が配されている。この第１の減衰層２６は、低圧壊強度材料を備えていてもよく、ポンチテストにおける落下エネルギーの一部を吸収可能なものとされている。具体的には、第１の減衰層２６は、略６０ｍｍの厚さとされ、ベニヤプレート又はバルサ材のような木材、多孔性コンクリート、或いは、フェノール樹脂フォームからなる。バルサ材が使用された場合、主繊維方向は、コンテナ１の長手軸線方向に直交する方向が好ましい。

遮蔽壁１２は、また、高降伏強度のステンレス鋼、又は、複合材料からなる中間プレート２８を備えている。この中間プレート２８の厚さは、６ｍｍから１０ｍｍとされており、厚さに比例してコンテナ１の全体重量が変化する。

中間プレート２８は、耐火性を特に有する第２の減衰層３０の外側部分に配されている。この第２の減衰層３０は、略１２０ｍｍの厚さとされ、フェノール樹脂フォームで構成されているのが好ましい。さらに、この第２の減衰層３０は、主繊維方向が、第１の減衰層２６を構成するバルサ材の主繊維方向と同一とされる、ベニヤプレート又はバルサ材のような木材から構成されていてもよい。第１の減衰層２６のように、第２の減衰層３０も多孔性コンクリートのような材料で構成されていてもよく、かつ、第１の減衰層２６とは異なる硬さとされているのが好ましい。

そして、第２の減衰層３０を遮蔽する下側部分を構成するような、遮蔽壁１２の最後の部材は、ステンレス鋼からなる内側プレート３２であって、略６ｍｍから８ｍｍのプレート厚を有している。

コンテナ１の重量を削減するため、内側プレート３２は、遮蔽壁１２と格子状構造体１４との共通の部材とされている。

コンテナ１の側壁部２に係る遮蔽壁１２の一例として、外側プレート２４は、好ましくは溶接によって、遮蔽壁１２を支持する側梁１８の金属シート２０に固着されていることが好ましい。同様に、内側プレート３２も同じ側梁１８の金属シート２０に固着されている。このように、外側プレート２４と内側プレート３２とは、コンテナ１の遮蔽壁１２に係る支持手段に属する側梁１８によって互いに強固に接続されている。

他方、中間プレート２８は、側梁１８の金属シート２０に対して剛直でない方法によって配されており、かつ、結果的に、支持手段に対して剛直でない状態で支持されている。

本発明に係る第１の実施形態によれば、図３に示すように、遮蔽壁１２は、互いに離間して、かつ、側梁１８の金属シート２０と一体とされた複数のシム３４に支持された中間プレート２８を備えて耐破壊性を有している。具体的には、シム３４は、金属シート２０上に溶接され、又は、上記金属シート２０に単にカシメられていても構わない。

中間プレート２８は、少なくとも一つの、より好ましくは一つの破壊容易なリベット３６によって各シム３４と接続されている。

核物質の移送／貯蔵に対する上述の安全テストの一環として行われるポンチテストの際に、遮蔽壁１２がポンチ３８を打ち付ける状態を図４に示す。

ポンチ３８が、まず最初に外側プレート２４を貫通して第１の減衰層２６に至ることによって、ポンチ上に落下したことによるエネルギーの一部が第１の減衰層２６に吸収される。

次に、中間プレート２８がポンチ３８によって機械的に圧縮される。上述のように、中間プレート２８は、側梁１８の金属シート２０に対して剛直でない状態で支持されている。シム３４とリベット３６とは、機械的なヒューズとしてのみ作用するように中間プレート２８を支持している。そのため、遮蔽壁１２に対してポンチ３８が当接した後、側梁１８の金属シート２０から上記の中間プレート２８が取り外される。

そして、リベット３６が破壊することによって、上記プレート２８の端部がシム３４に対して完全に自由に、或いは、単に支持されているだけの状態となる。中間プレート２８に対するポンチ３８の力は、上記プレートを湾曲させ、そして安全隔壁体８の方向に向かってポンチ３８の長手軸線と平行に移動させる。

さらに、中間層２８の移動によって、第２の減衰層３０がその表面の広い範囲にわたって圧壊する。中間プレート２８は大きな表面のすべてにわたって力を分散させることができ、変形可能な第２の減衰層３０を圧縮させることにより、最大量の落下エネルギーを吸収することができる。

第２の減衰層３０を圧壊可能とし、かつ、金属シート２０に剛直でない状態で支持可能とされた中間プレート２８が移動することによって、中間プレート２８自身が破壊されないようにさせることができる。他方、中間プレート２８が湾曲することによって吸収されるエネルギーが、中間プレートが支持手段に対して自由に、又は、簡単に支持されている場合よりも、そして、これらの手段に埋設されている場合よりも大きいことがわかる。

これによって、遮蔽壁１２を構成するプレート部２４、２８、３０の大きくしなくても、第２の減衰層３０の遮蔽性を維持してポンチテストに対応可能な遮蔽壁１２とすることができる。また、第２の減衰層３０の遮蔽性を確保することによって、これの耐火性を維持することについても注意すべきである。

図５に示すように、本発明に係る第２の実施形態によれば、コンテナ１は、実質的に円筒形状とされ、着脱可能なカバー部６のみが、耐破壊性を有して円筒形状となるように形成された遮蔽壁１２に配されている。実際、この場合には、コンテナ１の側壁部４２は、厚いスチール構造とされている。中間プレート２８は、遮蔽壁１２と結合され、かつ、上記壁の支持手段と一体とされた金属シート２０と接続されている。中間プレート２８と金属シート２０との間の接続は、一方が金属シート２０に溶接され、他方が中間プレート２８に溶接された少なくとも一つの上述した舌状部４０によって行われている。

ポンチテストが行われている間、中間プレート２８は、本発明の第１の実施形態に係る中間プレート２８が図４に示すようにポンチ３８による衝撃に伴って反応する場合と類似した反応をする。

実際のところ、ポンチ３８が遮蔽壁１２を圧縮させることによって、中間プレート２８と一体とされた舌状部４０を湾曲させ、かつ／又は、破壊する。この中間プレート２８は、僅かに湾曲し、表面の広い範囲にわたって耐火層３０を圧壊しながら移動する。

本発明に係る第３の実施形態によれば、図１の、より詳細には、コンテナ１の底部４に示すように、遮蔽壁１２における外側プレート２４と内側プレート３２とが、遮蔽壁１２の枠部を形成し、かつ、遮蔽壁１２の支持手段に属する金属シート４６と一体とされている。コンテナ１の着脱可能なカバー部６が、本発明の第３の実施形態と一致する壁を備えるように、かつ、底部４の壁１２と類似するように明確に示されている。そのためこれ以上は詳述しない。

本発明の第３の実施形態において、中間プレート２８は、一方が第１の減衰層２６に、他方が第２の減衰層３０に支持されている。さらに、金属シート４６と中間プレート２８との間には何等の特別な接続がなされていないので、中間プレート２８は金属シート４６に対して完全に自由とされている。

図６に示すように、ポンチテストの間、完全に自由な中間プレート２８は、平面形状を実質的に維持しながら安全隔壁体８に向かって移動する。そして、上述の好ましい実施形態におけるように、第２の減衰層３０が圧壊され、かつ、上記層３０の遮蔽性が維持される。

本発明に係る各実施形態が、実質的に平行六面体、円柱形、その他の形状とされるコンテナに係る側壁部２、低部４、又は、着脱可能なカバー部６の設計に際して選択して使用可能とされる。

もちろん、耐破壊性を有する遮蔽壁１２や上述したようなコンテナ１の例に制限されることなく、当業者によって種々の変更がなされても構わない。

本発明の第１の実施形態に係る遮蔽壁を有する側壁部と、本発明の第３の実施形態に係る遮蔽壁を有する底部及び着脱可能なカバー部を備えるコンテナの要部を示す縦断面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図２の要部拡大図である。 ポンチテスト後における本発明の第１の実施形態に係る遮蔽壁の構成を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る遮蔽壁を有する着脱可能なコンテナカバー部を示す要部拡大断面図である。 ポンチテスト後における本発明の第３の実施形態に係る遮蔽壁の構成を示す断面図である。

符号の説明

１ コンテナ
１２ 遮蔽壁
２０、４６ 金属シート（支持手段）
２４ 外側プレート
２６ 第１の減衰層
２８ 中間プレート
３０ 第２の減衰層
３２ 内側プレート
３４ シム
３６ リベット
４０ 舌状部

Claims (15)

1. 耐破壊性を有したコンテナ（１）のための遮蔽壁（１２）であって、
   支持手段（２０、４６）と、以下の積層部材（２４、２６、２８、３０、３２）：
   ―外側プレート（２４）；
   ―第１の減衰層（２６）；
   ―中間プレート（２８）；
   ―第２の減衰層（３０）；
   ―内側プレート（３２）；
   とを備え、
   前記中間プレート（２８）が、支持手段（２０、４６）に対して剛直でない状態で配されていることを特徴とする遮蔽壁（１２）。
2. 請求項１に記載の遮蔽壁（１２）であって、
   前記外側プレート（２４）と前記内側プレート（３２）とが、前記支持手段（２０、４６）に剛に接続されていることを特徴とする遮蔽壁。
3. 請求項２に記載の遮蔽壁（１２）であって、
   前記中間プレート（２８）が、互いに離間して配され、かつ、支持手段（２０）と一体とされた複数のシム（３４）に支持されていることを特徴とする遮蔽壁（１２）。
4. 請求項３に記載の遮蔽壁（１２）であって、
   前記中間プレート（２８）が、少なくとも一つの破壊容易なリベット（３６）によって前記各シム（３４）と接続されていることを特徴とする遮蔽壁（１２）。
5. 請求項２に記載の遮蔽壁（１２）であって、
   前記中間層（２８）が、前記支持手段（２０）と前記中間層（２８）との間に配された少なくとも一つの可撓性を有する舌状部（４０）によって支持手段（２０）に配されていることを特徴とする遮蔽壁（１２）。
6. 請求項２に記載の遮蔽壁（１２）であって、
   前記中間層（２８）が、一方では前記第１の減衰層（２６）に支持され、他方では前記第２の減衰層（３０）に支持され、かつ、前記支持手段（４６）に対して完全に自由とされていることを特徴とする遮蔽壁（１２）。
7. 請求項１から６の何れか一つに記載の遮蔽壁（１２）であって、
   前記外側プレート（２４）が金属プレートとされていることを特徴とする遮蔽プレート（１２）。
8. 請求項１から７の何れか一つに記載の遮蔽壁（１２）であって、
   前記第１の減衰層（２６）が、低圧壊強度を有する材料からなることを特徴とする遮蔽プレート（１２）。
9. 請求項８に記載の遮蔽壁（１２）であって、
   前記第１の減衰層（２６）が、木材、多孔性コンクリート、フェノール樹脂フォームを備える群から取り出される材料からなることを特徴とする遮蔽壁（１２）。
10. 請求項１から９の何れか一つに記載の遮蔽壁（１２）であって、
    前記中間プレート（２８）が、ステンレス鋼プレートからなることを特徴とする遮蔽壁（１２）。
11. 請求項１から９の何れか一つに記載の遮蔽壁（１２）であって、
    前記中間プレート（２８）が複合材料からなることを特徴とする遮蔽壁（１２）。
12. 請求項１から１１の何れか一つに記載の遮蔽壁（１２）であって、
    前記第２の減衰層（３０）が、木材、多孔性コンクリート、フェノール樹脂フォームを備える群から取り出される材料からなることを特徴とする遮蔽壁（１２）。
13. 請求項１から１２の何れか一つに記載の遮蔽壁（１２）であって、
    前記内側プレート（３２）が、剛性を備えた金属プレートからなることを特徴とする遮蔽壁（１２）。
14. 少なくとも一つの側壁部（２）と、底部（４）と、少なくとも一つの着脱自在なカバー部（６）とを備え、コンテナの各側壁部（２）、底部（４）、各カバー部（６）のうち少なくとも一つの部材が、請求項１から１３の何れか一つに記載の遮蔽壁（１２）を備えていることを特徴とするコンテナ（１）。
15. 請求項１４に記載のコンテナ（１）であって、
    核物質を移送／貯蔵可能とされていることを特徴とするコンテナ（１）。
    
    

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