JP2008224460A - キャニスタ収納容器 - Google Patents

Abstract

【課題】 遮蔽材や緩衝材の挿入作業の作業性を向上させる。
【解決手段】 軸心方向両端部が閉塞された横方向の円筒形状のものを、軸心位置を通る水平面で上下に２分割して上部容器２と下部容器３を形成し、それぞれの開口部２ａ，３ａの軸心方向に沿う対辺部分の外側にフランジ部４，５を設ける。各フランジ部４，５には、ボルト孔６を設ける。上部と下部の各容器２と３の内側に配置する遮蔽材又は緩衝材は、半円形状ブロック１０と半円環形状ブロック１１に成形しておく。下部容器３の内側に、各ブロック１０，１１を挿入した後、半円環形状ブロックの上側に形成される凹部にキャニスタ９を載置し、その上に、各ブロック１０，１１と上部容器３を順に載置してから、上部容器２と下部容器３の上下に重なるフランジ部４，５同士をボルト７とナット８で連結して、キャニスタ収納容器１を形成させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、使用済み核燃料を格納したキャニスタを処分場や再処理施設へ運搬するために収納したり、あるいは、放射性廃棄物を格納したキャニスタを地層処分するために収納するために用いるキャニスタ収納容器に関するものである。

再処理前の使用済み核燃料を処分場や再処理施設へ運搬したり、保管する場合は、上記使用済み核燃料を、使用済み核燃料格納用の円筒形状のキャニスタに格納（封入）し、更に、軸心方向の一端部に開口部を有する円筒胴と、上記開口部を閉塞させるための蓋とからなる金属性のキャニスタ収納容器（金属キャスク）の上記円筒胴内に、上記使用済み燃料を格納したキャニスタを、放射線の遮蔽体と共に、上記キャニスタの周りに上記遮蔽体がほぼ均等な厚みで配設された状態となるように収納し、その後、上記円筒胴の開口部に、上記蓋を溶接及びボルトにより取り付けて容器内部を密封して、このキャニスタ収納容器ごと処分場や再処理施設へ運搬したり、保管するようにしている（たとえば、特許文献１参照）。

又、放射性廃棄物としての高レベル放射性廃棄物を地層処分する場合は、上記高レベル放射性廃棄物を、放射性廃棄物格納用のキャニスタに格納（封入）し、更に、軸心方向の一端部に開口部を備えた金属製の円筒胴と、上記開口部を閉塞させるための蓋とからなるキャニスタ収納容器（地層処分容器）の上記円筒胴内に、上記放射性廃棄物を格納したキャニスタを、該キャニスタのまま、あるいは、オーバーパックに収納した状態として、ベントナイト等の水と接触すると膨潤して密閉性を高めることができるようにしてある緩衝材と共に、上記キャニスタの周りに上記緩衝材がほぼ均等な厚みで配設された状態となるように収納し、その後、上記円筒胴の開口部に、上記蓋を取り付けて容器内部を密閉して、上記キャニスタ収納容器ごと地層処分させるようにすることが考えられてきている（たとえば、特許文献２参照）。

特開２００３−５７３８８号公報 特開平１０−２２１４９７号公報

ところが、前述したように、使用済み核燃料を格納したキャニスタを運搬や保管のために収納する従来のキャニスタ収納容器、及び、放射性廃棄物を格納したキャニスタを地層処分のために収納する従来のキャニスタ収納容器は、いずれも軸心方向の一端部に開口部を有する円筒胴と、その開口部を閉塞させるための蓋とからなる構成としてあるために、上記円筒胴の開口部の大きさは、上記蓋の大きさによって制限されてしまう。

又、上記のようなキャニスタ収納容器の円筒胴は、一般に、直径に比して軸心方向寸法の方が大きいために、開口部の大きさに比して、奥行きが長くなっている。

なお、上記キャニスタ収納容器の円筒胴の内側へ遮蔽材や緩衝材を挿入するための挿入作業や、キャニスタを挿入して収納するための作業は、上記挿入物である遮蔽材、緩衝材を重力を利用して円筒胴内へ詰め込むことができるようにすると共に、キャニスタを、重力を利用して円筒胴内へ収納させることができるようにするために、通常は、上記円筒胴を、上端部に開口部が位置するように軸心方向を縦にした姿勢で作業するようにしている。

そのために、上記円筒胴内に遮蔽材や緩衝材を挿入する際は、狭隘な開口部を通して円筒胴内の深さの深い個所に対して挿入作業を行う必要が生じるため、該挿入作業の作業性があまり高くないというのが実状である。

したがって、上記キャニスタ収納容器の円筒胴内への遮蔽材や緩衝材の挿入作業を人手で実施する場合は、作業時間が長くなってしまうため、作業者の被爆の対策を講じる必要がある。又、上記円筒胴内への遮蔽材や緩衝材の挿入作業を、遠隔操作可能なハンドリング装置を用いて実施する場合は、上記したように狭隘な開口部を通して深さの深い（奥行きの長い）作業環境が対象となるため、特殊なハンドリング装置が必要となる。

更に、上記円筒胴に遮蔽材や緩衝材を挿入して詰め込むときには、該遮蔽材や緩衝材が所定個所に収まっていることを確認するための検査が必要とされるが、上記従来のキャニスタ収納容器では、円筒胴の内部を、狭隘な開口部を通して覗く必要があるため、検査性を高めることが難しいというのが実状である。

ところで、上記キャニスタ収納容器に、使用済み核燃料を格納したキャニスタを遮蔽材と共に収納した後、あるいは、放射性廃棄物を格納したキャニスタを緩衝材と共に収納した後に、該キャニスタ収納容器を搬送する場合は、通常、キャニスタ収納容器を、軸心方向が横向きとなる姿勢で搬送作業を行うようにしてある。

又、放射性廃棄物を格納したキャニスタを緩衝材と共に収納してなるキャニスタ収納容器を地層処分する場合は、地層処分用の坑道を効率よく掘ることができるようにするという観点からすると、該地層処分用の坑道を上記キャニスタ収納容器の外径に対応した内径を有する横穴として、該横穴に、上記放射性廃棄物を格納したキャニスタを、軸心方向を横向きとした姿勢のまま収容させることが好ましい。

そのために、上記従来のキャニスタ収納容器では、軸心方向を縦にした姿勢で円筒胴内への遮蔽材や緩衝材の挿入作業や、キャニスタの収納作業を行った後に、上記キャニスタ収納容器を横向きに倒す工程が生じることから、このキャニスタ収納容器の横倒し作業に用いるためのトラニオン構造を、上記キャニスタ収納容器の所要個所に予め装備しておく必要があり、容器構造が複雑化しているのが実状である。

更に、上記従来のキャニスタ収納容器において、円筒胴の開口部に対する蓋の取り付けを溶接によって行う場合は、この蓋の溶接作業に多くの工数を要していた。更には、円筒胴内にて開口部の近傍に配されている内容物に対して溶接熱が悪影響を及ぼさないようにするための対策を講じるための手間も必要とされていた。

そこで、本発明は、容器内への遮蔽材や緩衝材の挿入作業の作業性を改善することができると共に、容器内の検査性の向上化を図ることができ、又、容器構造を単純化でき、更には、容易に密閉することができるキャニスタ収納容器を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、軸心方向の両端部が閉塞されて軸心方向が横方向に延びる半円筒形状の上部容器と下部容器を備え、且つ該上部容器及び下部容器の開口部の周縁部の一部、又は、開口部の周縁部の周方向全周に亘る外側に、フランジ部を設け、更に、上記上部容器のフランジ部と、下部容器のフランジ部を連結するための連結機構を備えてなる構成とする。

又、上記構成において、上部容器と下部容器の軸心方向両端部の内側に配置するための遮蔽材又は緩衝材による半円形状ブロックと、上記上部容器と下部容器の軸心方向中間部の内側に配置するための遮蔽材又は緩衝材による半円環形状ブロックとを備えて、上記上部容器と下部容器の内側の軸心方向両端部に配した半円形状ブロックの間に挟まれた半円環形状ブロックの内周部に、キャニスタを収容するための凹部を形成できるようにした構成とする。

更に、上記構成において、各ブロック同士の当接面に、互いに相補的に嵌合可能な凹凸を設けるようにした構成とする。

本発明のキャニスタ収納容器によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
（１）軸心方向の両端部が閉塞されて軸心方向が横方向に延びる半円筒形状の上部容器と下部容器を備え、且つ該上部容器及び下部容器の開口部の周縁部の一部、又は、開口部の周縁部の周方向全周に亘る外側に、フランジ部を設け、更に、上記上部容器のフランジ部と、下部容器のフランジ部を連結するための連結機構を備えてなる構成としてあるので、上記上部容器及び下部容器の開口部を、上下方向の奥行きに比して大きなものとすることができる。これにより、上部容器及び下部容器内への遮蔽材や緩衝材の挿入作業や、キャニスタの収納作業の作業性を大幅に改善することができて、上記各作業に要する作業時間を削減することが可能になり、又、特殊なハンドリング装置は不要とすることができる。更に、作業の検査性を大幅に向上させることができる。
（２）上記上部容器と下部容器を連結して形成されるキャニスタ収納容器は、軸心方向が横向きとなっているため、従来、キャニスタ収納容器を搬送したり、地層処分するために要していた如きキャニスタ収納容器の横倒し作業を不要にでき、又、該横倒し作業のために従来要していたトラニオン構造を不要にできて、容器構造を単純化することが可能になる。
（３）更に、上記上部容器と下部容器には、開口部の周縁部の一部、又は、開口部の周縁部の周方向全周に亘る外側に、フランジ部が設けてあるため、該各フランジ部同士を連結機構により連結することで、形成されるキャニスタ収納容器を容易に密閉することができる。
（４）上部容器と下部容器の軸心方向両端部の内側に配置するための遮蔽材又は緩衝材による半円形状ブロックと、上記上部容器と下部容器の軸心方向中間部の内側に配置するための遮蔽材又は緩衝材による半円環形状ブロックとを備えて、上記上部容器と下部容器の内側の軸心方向両端部に配した半円形状ブロックの間に挟まれた半円環形状ブロックの内周部に、キャニスタを収容するための凹部を形成できるようにした構成とすることにより、上部容器と下部容器の内側にて、キャニスタの周りに遮蔽材や緩衝材を配置するための作業を容易に実施することができる。
（５）各ブロック同士の当接面に、互いに相補的に嵌合可能な凹凸を設けるようにした構成とすることにより、隣接するブロック同士の当接部が、内外方向に直線的に連続して延びる配置となることを阻止して、該隣接するブロック同士の当接部を通過して放射線が漏れる虞を未然に防止できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。

図１及び図２（イ）（ロ）は本発明のキャニスタ収納容器の実施の一形態を示すもので、以下のような構成としてある。すなわち、本発明のキャニスタ収納容器１は、従来のキャニスタ収納容器の円筒胴と同様の径寸法及び軸心方向寸法を有し、且つ軸心方向の両端部が閉塞された横方向に延びる円筒形状のものを、軸心位置を通る水平面で上下に２分割してなる上部容器２と下部容器３とを備える。更に、上記上部容器２の下端開口部２ａの周縁部における軸心方向に沿う対辺部分の外側と、上記下部容器３の上端開口部３ａの周縁部における軸心方向に沿う対辺部分の外側に、水平方向に所要寸法張り出すフランジ部４，５をそれぞれ設ける。

更に、上記上部容器２のフランジ部４と下部容器３のフランジ部５同士を上下方向に重ねた状態で固定するために、たとえば、上記上部容器２のフランジ部４と、下部容器３のフランジ部５に、上下方向に貫通するボルト孔６を、長手方向に所要間隔でそれぞれ多数穿設し、且つ該上部容器２のフランジ４部に設けたボルト孔６と、下部容器３のフランジ部５に設けたボルト孔６の上下方向に対応するもの同士に、上下方向の一方（図では上方）からそれぞれ挿通させるためのボルト７と、該各ボルト７に螺着させるためナット８とを備えてなる連結機構を構成するようにする。

又、上記キャニスタ収納容器１内にて、使用済み核燃料を格納したキャニスタ９の周りに配置するための遮蔽材や、放射性廃棄物を格納したキャニスタ９の周りに配置するための緩衝材は、図２（イ）（ロ）に示す如く、予め所要形状にブロック化しておくようにする。

具体的には、上記キャニスタ収納容器１の軸心方向の両端部寄り位置にて、収納対象となるキャニスタ９の軸心方向の両側に配置するための遮蔽材や緩衝材は、上記上部容器２及び下部容器３の内径に応じた外径寸法を有する半円形状ブロック１０として形成しておくようにする。又、上記キャニスタ収納容器１の軸心方向中間部にて、上記収納対象となるキャニスタ９の外周位置に配置するための遮蔽材や緩衝材は、上記上部容器２及び下部容器３の内径に応じた外径寸法を有し、且つ上記キャニスタ９の外径に沿う内径寸法を有する所要厚みの半円環形状ブロック１１として形成しておくようにする。これにより、収納対象となるキャニスタ９の外周に、１８０度対向する配置で組み合わせた２個１組の上記半円環形状ブロック１１を軸心方向に並べて配置すると共に、上記キャニスタ９の軸心方向の両側には、１８０度対向する配置で組み合わせた２個１組の上記半円形状ブロック１０を配置することで、上記キャニスタ９の周りを、上記半円形状ブロック１０及び半円環形状ブロック１１としてある遮蔽材や緩衝材によってすべて覆うことができるようにしてある。

更に、上記各半円形状ブロック１０及び各半円環形状ブロック１１は、図２（イ）（ロ）に示す如く、隣接配置されるブロック１０と１０，１０と１１，１１と１１同士で当接する面部に、隣接するもの同士で互いに相補的に嵌合可能な凹凸を設けた構成としてある。これにより、上記各ブロック１０，１１を上記したようにキャニスタ９の周りで組み立てたときに、隣接するブロック１０と１０，１０と１１，１１と１１同士の当接部が、上記凹凸の相補的な嵌合により内外方向に直線的に連続して延びることがないようにして、該隣接するブロック１０と１０，１０と１１，１１と１１同士の当接部を通過して放射線が漏れる虞を未然に防止できるようにしてある。

更に又、上記上部容器２の所要個所、たとえば、軸心方向の両端面に、該上部容器を吊り上げるための吊りピース１２を設けるようにしてある。なお、下部容器３にも図示しない吊りピースを設けるようにしてもよく、更には、図１に二点鎖線で示す如く、下部容器３の所要個所、たとえば、下部外周面に、該下部容器３の揺動を阻止して自立させるためのサポート１３を設けるようにしてもよい。

以上の構成としてあるキャニスタ収納容器１を使用する場合は、先ず、図２（イ）（ロ）に実線で示す如く、上部容器２を取り外した状態の下部容器３を所要個所に配置する。なお、図２（イ）（ロ）では、図示する便宜上、下部容器３の上方に上部容器２を配した図が記載してあるが、実際には、後述するように半円形状ブロック１０、半円環形状ブロック１１、キャニスタ９を取り扱う間は、これらのブロック１０，１１やキャニスタ９を下部容器３の上方へ移動させて、下部容器３の真上から吊り下ろすことができるように、上記下部容器３の上方を開放しておくようにすればよい。

次に、収納対象となるキャニスタ９が使用済み核燃料を格納したキャニスタ９であるか、又は、放射性廃棄物を格納したキャニスタ９であるかによって、適宜選択した遮蔽材又は緩衝材による半円形状ブロック１０と半円環形状ブロック１１を、上記下部容器３の内側に、軸心方向の両端部には半円形状ブロック１０が、又、軸心方向の中間部には、半円環形状ブロック１１が配されるように配列して挿入する。これにより、上記各半円形状ブロック１０の間に挟まれた上記各半円環形状ブロック１１の内周部の上側に、上記収納対象キャニスタ９の下半分の形状に応じた凹部１４が形成される。

次いで、上記各半円環形状ブロック１１の上側に形成されている凹部１４の上方から、キャニスタ９を、軸心方向が水平方向となる姿勢で吊り下ろして、図２（イ）（ロ）に一点鎖線で示す如く、該キャニスタ９を、上記凹部１４内に収容させる。

その後、上記各半円形状ブロック１０と各半円環形状ブロック１１の上側に、図２（イ）（ロ）に二点鎖線で示す如く、１８０度対向させた半円形状ブロック１０と半円環形状ブロック１１を載置する。これにより、上記キャニスタ９の周りが、上記各半円形状ブロック１０と各半円環形状ブロック１１によりすべて覆われる。

しかる後、上記下部容器３の上方に露出されている各半円形状ブロック１０と各半円環形状ブロック１１の上側を覆うように、上記上部容器２を上方から載置した後、該上部容器２のフランジ部４と、下部容器３のフランジ部５に形成してある各ボルト孔６に挿通させたボルト７に、ナット８を螺着させて締めることで、上記上部容器２と下部容器３のフランジ部４，５同士を連結する。これにより、上記キャニスタ９と、その周りに半円形状ブロック１０及び半円環形状ブロック１１の状態で配置した遮蔽材又は緩衝材が、キャニスタ収納容器１に収納される。

このように、本発明のキャニスタ収納容器１によれば、上部容器２及び下部容器３を、
従来のキャニスタ収納容器の円筒胴と同様の径寸法及び軸心方向寸法を有する円筒形状、すなわち、径寸法に比して、軸心方向寸法が大きい円筒形状を、上下方向に２分した中空の半円筒形状としてあるため、該各容器２，３を、いずれも、開口部２ａ，３ａが上下方向の奥行きに比して大きなものとすることができる。よって、該各容器２，３内への遮蔽材や緩衝材の挿入作業や、キャニスタ９の収納作業の作業性を大幅に改善することができる。

実際には、上述したように、上部容器２を取り外した状態の下部容器３の内側へ、予めブロック１０，１１化してある遮蔽材や緩衝材と、キャニスタ９とを適宜上方から吊り下ろすことで上記各作業を実施できるため、上記キャニスタ収納容器１内への遮蔽材や緩衝材の挿入作業や、キャニスタ９の収納作業を非常に容易なものとすることができて、該各作業を人手で行う場合には、作業時間を削減することが可能になる。又、特殊なハンドリング装置を不要にすることができる。

更に、上記上部容器２を取り外した状態の下部容器３の内側へ、予めブロック１０，１１化してある遮蔽材や緩衝材と、キャニスタ９とを適宜上方から吊り下ろす作業を実施する際は、下部容器２の大きな開口部２ａを通して作業の確認ができるため、検査性を大幅に向上させることができる。

しかも、上記キャニスタ収納容器１は、上記したように、上部容器２と下部容器３を連結して、上記キャニスタ９を、予めブロック１０，１１化してある遮蔽材や緩衝材と共に収納した時点で、軸心方向が横向きとなっている。そのため、従来、キャニスタ収納容器を搬送したり、地層処分するために要していた如きキャニスタ収納容器の横倒し作業が不要になるため、該横倒し工程のためのトラニオン構造は不要なものとすることができて、容器構造を単純化することが可能になる。

更に、上記キャニスタ収納容器１は、上部容器２と下部容器３のフランジ部４，５同士をボルト７とナット８を用いて連結することで形成できるため、溶接作業を不要にすることができる。したがって、キャニスタ収納容器１の内容物に対して溶接熱が悪影響を及ぼさないようにするための手間を不要にすることができる。

次に、図３は本発明の実施の他の形態を示すもので、図１及び図２（イ）（ロ）に示したと同様の構成において、上部容器２と下部容器３に、それぞれの開口部２ａ，３ａの周縁部のうち、軸心方向に沿う対辺部分の外側のみにフランジ部４，５それぞれ設けた構成に代えて、上記上部容器２と下部容器３のそれぞれの開口部２ａ，３ａの周縁部に、周方向の全長に亘り水平方向外向きに所要寸法突出するフランジ部４ａ，５ａをそれぞれ設けたものである。更に、上記各フランジ部４ａ，５ａには、ボルト７を挿通させるためのボルト孔６を、周方向の全周に亘って所要間隔で設けた構成とする。

その他の構成は図１及び図２（イ）（ロ）に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。

本実施の形態によれば、上記上部容器２と下部容器３のフランジ部４ａ，５ａ同士をボルト７とナット８を介して連結することにより、上記上部容器２と下部容器３とをより強固に一体化してなるキャニスタ収納容器１を形成することができる。

なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、上部容器２と下部容器３との連結機構は、上記上部容器のフランジ部４，４ａと下部容器のフランジ部５，５ａとを強固に連結して上記上部容器２と下部容器３とを一体化してなるキャニスタ収納容器１を形成することができれば、クランプ等、ボルト７とナット８以外のいかなる連結手段を採用してもよい。

上記キャニスタ収納容器１の径寸法や、軸心方向寸法は、収納対象となるキャニスタ９のサイズや、該キャニスタ９内に格納した放射性物質の量や性状、更には、キャニスタ９の周りに配置すべき遮蔽材や緩衝材の厚みに応じて適宜変更してもよい。

遮蔽材や緩衝材をブロック化してなる各半円形状ブロック１０や、各半円環形状ブロック１１における隣接するブロック１０と１０，１０と１１，１１と１１同士の当接面に設ける凹凸は、隣接するブロック１０と１０，１０と１１，１１と１１同士で互いに相補的に嵌合する形状であって、内外方向に直線的に連続して延びる当接部が形成されないようにしてあれば、図示した以外の形状を採用するようにしてもよい。その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明のキャニスタ収納容器の実施の一形態の概要を示す斜視図である。 図１のキャニスタ収納容器を示すもので、（イ）は軸心方向に直角な断面を、（ロ）は軸心位置での断面をそれぞれ示す概要図である。 本発明の実施の他の形態の概要を示す斜視図である。

符号の説明

１ キャニスタ収納容器
２ 上部容器
３ 下部容器
４，４ａ フランジ部
５，５ａ フランジ部
６ ボルト孔（連結機構）
７ ボルト（連結機構）
８ ナット（連結機構）
９ キャニスタ
１０ 半円形状ブロック
１１ 半円環形状ブロック
１４ 凹部

Claims (3)

1. 軸心方向の両端部が閉塞されて軸心方向が横方向に延びる半円筒形状の上部容器と下部容器を備え、且つ該上部容器及び下部容器の開口部の周縁部の一部、又は、開口部の周縁部の周方向全周に亘る外側に、フランジ部を設け、更に、上記上部容器のフランジ部と、下部容器のフランジ部を連結するための連結機構を備えてなる構成を有することを特徴とするキャニスタ収納容器。
2. 上部容器と下部容器の軸心方向両端部の内側に配置するための遮蔽材又は緩衝材による半円形状ブロックと、上記上部容器と下部容器の軸心方向中間部の内側に配置するための遮蔽材又は緩衝材による半円環形状ブロックとを備えて、上記上部容器と下部容器の内側の軸心方向両端部に配した半円形状ブロックの間に挟まれた半円環形状ブロックの内周部に、キャニスタを収容するための凹部を形成できるようにした請求項１記載のキャニスタ収納容器。
3. 各ブロック同士の当接面に、互いに相補的に嵌合可能な凹凸を設けるようにした請求項２記載のキャニスタ収納容器。

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