JP2006010313A - 放射性物質貯蔵建屋 - Google Patents

Abstract

【課題】 敷地が狭く敷地境界外の評価点と建屋との距離が短い場合でも、その敷地条件に対応して、ストリーミング放射線およびスカイシャイン放射線の遮蔽機能を高める構造を備えた放射性物質貯蔵建屋を提供する。
【解決手段】 放射性物質または使用済み燃料を内蔵した放射性物質貯蔵容器２を貯蔵する貯蔵室と、貯蔵室に外部から冷却空気を取り入れる吸気口５と、貯蔵室内の空気を外部に排出する排気口６とを有する放射性物質貯蔵建屋において、放射性物質から発生する放射線が貯蔵室から排気口６に沿って漏洩するストリーミング放射線を減衰させるため、排気口６と貯蔵室とを結ぶ排気ダクト４を複数回屈曲させた。 貯蔵建屋からの直接放射線およびスカイシャイン放射線による線量を低減させるため、被ばく線量評価地点と建屋との距離が長い方向に給排気口の開口部を向ける。
【選択図】 図３

Description

本発明は、使用済み燃料再処理施設や原子力発電所などの放射性物質取扱い施設で発生する放射性廃棄物固化体または原子力発電所から発生する使用済み燃料集合体などの放射性物質を貯蔵する施設に係り、特に、放射性物質貯蔵建屋の放射線遮蔽構造に関する。

例えば、原子力発電所においては、使用済み燃料などの放射性物質が発生する。使用済み燃料を含む集合体には、ウランおよびプルトニウムなどの再使用可能な核燃料物質が含まれているので、使用済み燃料の集合体から再使用可能な核燃料物質を回収するために再処理する。

再処理過程で発生する高レベル放射性廃棄物は、ガラス固化され、ガラス固化体となる。このガラス固化体からは、崩壊熱が発生するので、ガラス固化体の発熱量が小さくなり処分可能になるまでの間、ガラス固化体を冷却しながら貯蔵する必要がある。使用済み燃料は、再処理するまで、原子力発電所内の貯蔵プールに保管される。

しかし、使用済み燃料が年々増大するに伴って、原子力発電所内の貯蔵プールが容量不足となり、使用済み燃料を一時的に貯蔵できる新たな貯蔵設備の建設が望まれている。

そこで、放射性物質または使用済み燃料を内蔵した密封容器を貯蔵する貯蔵室を備え、貯蔵室に外部から冷却空気を取り入れる吸気口および貯蔵室内の空気を外部に排出する排気口を有するキャスク貯蔵施設において、排気口と貯蔵室とを結び貯蔵室の天井の最上部に接続された排気ダクトと、吸気口と貯蔵室とを結び貯蔵室の側壁に接続された吸気ダクトとを有し、吸気ダクトが排気ダクトに隣接して設けられ、さらに、中性子遮蔽性能を高めるために、ポリエチレンなどの水素原子を含む遮蔽用構造物を壁および天井面に設けた構造が提案されている(例えば、特許文献１参照)。

また、建屋中心部上部側に排気塔を設け、建屋内部に使用済み燃料を貯蔵する貯蔵室を形成するとともに、仕切り壁を介して貯蔵室内を複数の小部屋に分割し、各小部屋の建屋外周側壁面に外気取り入れ口を設け、各小部屋の建屋中心側領域から排気塔に通ずる排気通路を設け、各小部屋内に使用済み燃料入りキャニスタを配置し、各小部屋の建屋中心側壁面を排気塔壁面よりも建屋中心側に配置し、かつ、排気塔内部に鉛直方向に沿って上方に伸びる遮蔽用構造物を各小部屋の建屋中心側壁面の上部に連続して設けた構造が提案されている(例えば、特許文献２参照)。

特開２００３−１６７０９５号公報 (第４〜５頁 図１〜図３) 特開特開２０００−１９３７８６号公報 (第５頁 図１〜図３)

放射性物質貯蔵設備は、貯蔵中の安全を確保するために、直接放射線およびスカイシャイン放射線による一般公衆の被ばく線量が十分低くなるように、放射線を適切に遮蔽する必要がある。

従来技術においては、十分な厚さを持つ貯蔵室の壁または天井で遮蔽するので、線源となるキャスクから発生した放射線が壁または天井を通過するいわゆる直接放射線については、十分遮蔽される。

結果として、敷地境界外の被ばく線量を評価する敷地境界外の評価点では、換気ダクトを通って建屋外に漏洩する低速中性子のストリーミング放射線による寄与が大きくなる。

このストリーミング放射線に対しては、ダクト内に遮蔽体を設置するなどの対策によって低減しようとしている。

しかし、敷地条件などによって遮蔽要求が変わる。特に、放射性物質貯蔵建屋が設置される敷地が狭い場合には、被ばく線量を評価する敷地境界外の評価点と建屋との距離が短くなるので、その距離が短いことによる減衰効果不足を補うため、スカイシャイン放射線およびストリーミング線に対する遮蔽対策の強化が必要になる。

本発明の目的は、敷地が狭く敷地境界外の評価点と建屋との距離が短い場合でも、その敷地条件に対応して、ストリーミング放射線およびスカイシャイン放射線の遮蔽機能を高める構造を備えた放射性物質貯蔵建屋を提供することである。

本発明は、放射性物質から発生する放射線が貯蔵室から排気口に沿って漏洩するストリーミング放射線を減衰させるために、放射性物質または使用済み燃料を内蔵した放射性物質貯蔵容器を貯蔵する貯蔵室と、貯蔵室に外部から冷却空気を取り入れる吸気口と、貯蔵室内の空気を外部に排出する排気口とを有する放射性物質貯蔵建屋において、排気口と貯蔵室とを結ぶ排気ダクトを複数回屈曲させた放射性物質貯蔵建屋を提案する。

本発明は、また、放射性物質または使用済み燃料を内蔵した放射性物質貯蔵容器を貯蔵する貯蔵室と、貯蔵室に外部から冷却空気を取り入れる吸気口と、貯蔵室内の空気を外部に排出する排気口とを有する放射性物質貯蔵建屋において、貯蔵室の天井に沿う空気通路を含むように排気口と貯蔵室とを結ぶ排気ダクトを形成し複数回屈曲させた放射性物質貯蔵建屋を提案する。

前記排気口は、建屋中央にまとめて上向きに設けることができる。

前記排気口を側方に向ける場合は、当該建屋からの直接放射線およびスカイシャイン放射線による線量を低減するために、敷地境界までの距離が最も遠くなる方向に排気口を向ける。

本発明は、さらに、放射性物質または使用済み燃料を内蔵した放射性物質貯蔵容器を貯蔵する貯蔵室と、貯蔵室に外部から冷却空気を取り入れる吸気口と、貯蔵室内の空気を外部に排出する排気口とを有する放射性物質貯蔵建屋において、排気口を開けた排気塔を建屋中心上部側に設け、貯蔵室の排気塔下部に遮蔽体を設置し、貯蔵室の天井と遮蔽体との間の空気通路を含むように排気口と貯蔵室とを結ぶ排気ダクトを形成し複数回屈曲させた放射性物質貯蔵建屋を提案する。

図１は、本発明による放射性物質貯蔵建屋の構造設計方針を決定するための排気口向きと敷地との関係の一例を示す断面図である。

放射性物質貯蔵建屋では、直接放射線および排気口６などからの漏洩放射線に対するスカイシャイン放射線１４による線量が十分に低くなるように、放射線を適切に遮蔽する必要がある。

狭隘な敷地の場合は、敷地境界外の評価点１５までの距離が短いので、距離による放射線減衰効果を期待できない。したがって、重厚なコンクリート遮蔽体設置などの対策が必要となり、コンクリート物量増加などのコストに与える影響が大きくなる。

本発明においては、放射性物質から発生する放射線が貯蔵室から排気口に沿って漏洩するストリーミング放射線を減衰させるために、排気口６と貯蔵室とを結ぶ排気ダクト４の長さを十分確保するとともに、複数回屈曲させる。

また、建屋からの直接放射線およびスカイシャイン放射線による線量を低減するために、敷地境界外の評価点１５までの距離が最も遠くなる方向に排気口６を向ける。

このような構造を採用すると、狭隘な敷地であってもストリーミング放射線を十分に減衰させることができ、遮蔽材となるコンクリートなどの物量を削減できる。

次に、図１〜図８を参照して、本発明による放射性物質貯蔵建屋の実施形態を説明する。

図２は、本発明による放射性物質貯蔵建屋の実施例１の構造を示す平面図であり、図３は、図２に示した放射性物質貯蔵建屋の実施例１のＡ−Ａ断面構造を示す図である。

実施例１の放射性物質貯蔵建屋１においては、放射性物質または使用済み燃料を内蔵した放射性物質貯蔵容器２を貯蔵する貯蔵室と、貯蔵室に外部から冷却空気を取り入れる吸気口５と、貯蔵室内の空気を外部に排出する排気口６とを有する放射性物質貯蔵建屋において、貯蔵室の天井に沿う空気通路を含むように排気口６と貯蔵室とを結ぶ排気ダクト４を形成し複数回屈曲させてある。

このような構造にすると、放射性物質から発生する放射線は、壁面または天井面で散乱するので、空気流路を確保しつつ、ダクトに沿って漏洩するストリーミング放射線を減衰できる。

また、天井から上部に突出する排気塔７を低くでき、低重心の建屋となり、耐震性が良くなる。

図４は、本発明による放射性物質貯蔵建屋の実施例２の構造を示す平面図であり、図５は、図４に示した放射性物質貯蔵建屋の実施例２のＢ−Ｂ断面構造を示す図であり、図６は、図４の断面構造において遮蔽体の必要な大きさを示す図である。

実施例２の放射性物質貯蔵建屋１においては、放射性物質または使用済み燃料を内蔵した放射性物質貯蔵容器２を貯蔵する貯蔵室と、貯蔵室に外部から冷却空気を取り入れる吸気口５と、貯蔵室内の空気を外部に排出する排気口６とを有する放射性物質貯蔵建屋において、排気口６を開けた排気塔７を建屋中心上部側に設け、貯蔵室の排気塔７下部に遮蔽体１７を設置し、貯蔵室の天井と遮蔽体１７との間の通路を含むように排気口６と貯蔵室とを結ぶ排気ダクト４を形成し複数回屈曲させてある。

遮蔽体１７は、排気塔７下部から線源となる放射性物質貯蔵容器２を見通せない範囲に設置する。

ここで、排気塔開口幅９をＤ，貯蔵エリア上部から天井までの距離１０をＨ，貯蔵エリア上部から遮蔽体下部までの距離１１をｈ1，遮蔽体最低必要幅１２をＬ，貯蔵エリアの幅１３をＷとすると、遮蔽体最低必要幅１２は、
Ｌ＞Ｗ−ｈ1(Ｗ−Ｄ／２)／Ｈ
となる。

このような構造とすると、遮蔽体１７がない場合と比較して、放射性物質から発生する放射線は、少なくとも１回以上壁または天井面で散乱するので、排気ダクトに沿って漏洩するストリーミング放射線を減衰させることができる。

また、天井から上部に突出する排気塔７周りの躯体を減らし、コンクリートなどの遮蔽材物量を削減できる。

図７は、本発明による放射性物質貯蔵建屋の実施例３の構造を示す断面図である。

実施例３の放射性物質貯蔵建屋１においては、排気口６は、放射性物質貯蔵建屋１の中央にまとめて上向きに設けてある。

このような構造とすると、放射性物質から発生する放射線は、少なくとも１回壁または天井面で散乱するので、排気ダクト４に沿って漏洩するストリーミング放射線を減衰させることができる。

また、排気ダクト４の直下の空間にブレースを配置できるので、放射性物質貯蔵建屋１の耐震性を高められる。

図８は、本発明による放射性物質貯蔵建屋の実施例４の構造を示す断面図である。

実施例４の放射性物質貯蔵建屋１においては、敷地境界の評価点１５までの距離１６が最も遠くなる方向に排気口６を向けてあるので、当該建屋からの直接放射線およびスカイシャイン放射線による線量を低減できる。

このような配置にすると、狭隘な敷地であっても、距離による減衰効果を最大限利用し、遮蔽材となるコンクリートなどの物量を低減できる。

本発明による放射性物質貯蔵建屋の構造設計方針を決定するための排気口向きと敷地との関係の一例を示す断面図である。 本発明による放射性物質貯蔵建屋の実施例１の構造を示す平面図である。 図２に示した放射性物質貯蔵建屋の実施例１のＡ−Ａ断面構造を示す図である。 本発明による放射性物質貯蔵建屋の実施例２の構造を示す平面図である。 図４に示した放射性物質貯蔵建屋の実施例２のＢ−Ｂ断面構造を示す図である。 図４の断面構造において遮蔽体の必要な大きさを示す図である。 本発明による放射性物質貯蔵建屋の実施例３の構造を示す断面図である。 本発明による放射性物質貯蔵建屋の実施例４の構造を示す断面図である。

符号の説明

１ 放射性物質貯蔵建屋
２ 放射性物質貯蔵容器
３ 吸気ダクト
４ 排気ダクト
５ 吸気口
６ 排気口
７ 排気塔
８ 貯蔵エリア
９ 排気塔開口幅(Ｄ)
１０ 貯蔵エリア上部から天井までの距離(Ｈ)
１１ 貯蔵エリア上部から遮蔽体下部までの距離（ｈ１）
１２ 遮蔽体最低必要幅（Ｌ）
１３ 貯蔵エリアの幅（Ｗ）
１４ スカイシャイン放射線
１５ 敷地境界外の評価点
１６ 敷地境界外の評価点までの距離
１７ 遮蔽体

Claims (5)

1. 放射性物質または使用済み燃料を内蔵した放射性物質貯蔵容器を貯蔵する貯蔵室と、前記貯蔵室に外部から冷却空気を取り入れる吸気口と、前記貯蔵室内の空気を外部に排出する排気口とを有する放射性物質貯蔵建屋において、
   前記排気口と前記貯蔵室とを結ぶ排気ダクトを複数回屈曲させた
   ことを特徴とする放射性物質貯蔵建屋。
2. 放射性物質または使用済み燃料を内蔵した放射性物質貯蔵容器を貯蔵する貯蔵室と、前記貯蔵室に外部から冷却空気を取り入れる吸気口と、前記貯蔵室内の空気を外部に排出する排気口とを有する放射性物質貯蔵建屋において、
   前記貯蔵室の天井に沿う空気通路を含むように前記排気口と前記貯蔵室とを結ぶ排気ダクトを形成し複数回屈曲させた
   ことを特徴とする放射性物質貯蔵建屋。
3. 請求項１または２に記載の放射性物質貯蔵建屋において、
   前記排気口を前記建屋中央にまとめて上向きに設けた
   ことを特徴とする放射性物質貯蔵建屋。
4. 請求項１または２に記載の放射性物質貯蔵建屋において、
   敷地境界までの距離が最も遠くなる方向に前記排気口を向けた
   ことを特徴とする放射性物質貯蔵建屋。
5. 放射性物質または使用済み燃料を内蔵した放射性物質貯蔵容器を貯蔵する貯蔵室と、前記貯蔵室に外部から冷却空気を取り入れる吸気口と、前記貯蔵室内の空気を外部に排出する排気口とを有する放射性物質貯蔵建屋において、
   前記排気口を開けた排気塔を前記建屋中心上部側に設け、
   前記貯蔵室の前記排気塔下部に遮蔽体を設置し、
   前記貯蔵室の天井と前記遮蔽体との間の空気通路を含むように前記排気口と前記貯蔵室とを結ぶ排気ダクトを形成し複数回屈曲させた
   ことを特徴とする放射性物質貯蔵建屋。
   

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