JP2009180589A - リサイクル燃料集合体収納用バスケット及びリサイクル燃料集合体収納容器 - Google Patents

Abstract

【課題】リサイクル燃料集合体収納用バスケットを構成する部材の切削加工を低減すること。
【解決手段】複数の第１の板状部材１０の長辺側端部１０ＬＴ１、１０ＬＴ２同士を当接させて積み重ねる。そして、積み重ねられた第１の板状部材１０の側面１０Ｓに連結部材３０を取り付けて複数の第１の板状部材を連結して板状部材連結体１００を構成する。さらに、板状部材連結体１００を対向して配置するとともに、第１の板状部材１０の側面１０Ｓから突出する連結部材３０に、長辺側端部の両方に凹部が形成される第２の板状部材２０の凹部を差し込んで、リサイクル燃料集合体収納用バスケット１を構成する。そして、第１の板状部材１０と第２の板状部材２０とで囲まれる空間に、リサイクル燃料集合体を収納する。
【選択図】 図３

Description

この発明は、リサイクル燃料集合体を収納するリサイクル燃料集合体収納用バスケット及びリサイクル燃料集合体収納容器、並びにリサイクル燃料集合体収納用バスケットの製造方法に関する。

原子力発電所等で用いられる核燃料集合体であって、原子炉に装荷され燃焼させた後に原子炉から取り出した使用済の核燃料集合体を、リサイクル燃料集合体という。リサイクル燃料集合体は、核分裂生成物（ＦＰ）など高放射能物質を含むので、通常、原子力発電所等の冷却ピットで所定期間冷却される。その後、放射線の遮蔽機能を有するリサイクル燃料集合体収納容器であり、輸送、貯蔵に用いるキャスクに収納され、車両又は船舶で再処理施設又は中間貯蔵施設に搬送され、再処理を行うまで貯蔵される。

リサイクル燃料集合体をキャスク内に収容するにあたっては、中性子吸収能を有する材料で構成され、かつリサイクル燃料集合体が収納されるセルと呼ばれる収納空間を集合させたリサイクル燃料集合体収納用バスケットを用いる。そして、リサイクル燃料集合体は、このリサイクル燃料集合体収納用バスケットに形成された複数の収納空間に１体ずつ挿入される。これによって、輸送中のリサイクル燃料集合体を適切な間隔に保つとともに臨界に達しないようにしており、かつ、輸送中の振動や想定される事象等に対する適切な保持力を確保している。このようなリサイクル燃料集合体収納用の従来例としては、例えば特許文献１に、Ｂ（ボロン）−Ａｌ（アルミニウム）材を用いた板状の部材を互に直交させて組み合わせて、リサイクル燃料集合体を格納する空間を構成するものが開示されている。

特開２００１−２０１５９５号公報

ところで、ボロンは硬度が高いため、Ｂ−Ａｌ材は切削が困難な材料である。このため、特許文献１に開示されたリサイクル燃料集合体収納用バスケットは、板状の部材の切削が困難であり、製造に手間を要する。また、特許文献１に開示されたリサイクル燃料集合体収納用バスケットは、切削により材料の無駄が発生する。

そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、リサイクル燃料集合体収納用バスケットを構成する部材の切削加工を低減できるリサイクル燃料集合体収納用バスケット及びリサイクル燃料集合体収納容器、並びにリサイクル燃料集合体収納用バスケットの製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットは、長辺側端部同士が当接して積み重ねられる複数の第１の板状部材と、前記第１の板状部材が積み重ねられる方向に向かって延出し、かつ積み重ねられた前記第１の板状部材の側面に取り付けられて、複数の前記第１の板状部材を連結するとともに前記側面から突出する複数の連結部材と、長辺側端部の両方に凹部が形成され、前記凹部に前記連結部材が嵌め込まれる複数の第２の板状部材と、を含み、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材とで囲まれる空間にリサイクル燃料集合体が収納されることを特徴とする。

このリサイクル燃料集合体収納用バスケットは、第１の板状部材を積み重ね、かつ連結部材で連結して板状部材連結体を構成するとともに、連結部材同士が対向するように複数の板状部材連結体を配置して、連結部材に第２の板状部材の凹部を差し込んで構成される。リサイクル燃料集合体収納用バスケットを構成する部材である第１の板状部材及び第２の板状部材及び連結部材は、例えば押し出し成形によって製造できる。このため、本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットによれば、リサイクル燃料集合体収納用バスケットを構成する部材の切削加工を低減できる。

本発明の望ましい態様としては、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記第１の板状部材及び前記第２の板状部材は、長手方向に貫通する貫通孔を備えることが好ましい。これによって、特に、ＰＷＲ（Pressurized Water Reactor）用のリサイクル燃料集合体を格納するバスケットでは、貫通孔をリサイクル燃料集合体からの高速中性子を減速させるためのフラックストラップとすることができる。

本発明の望ましい態様としては、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記連結部材は、長手方向に垂直な断面が台形形状であり、前記断面における上底が前記第１の板状部材の側面と接することが好ましい。また、本発明の望ましい態様としては、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記第２の板状部材の前記凹部は、長手方向に垂直な断面が台形形状であり、前記断面における上底側が前記第１の板状部材の側面と接することが好ましい。このように、連結部材の断面を台形形状とし、第２の板状部材の長辺側端部に連結部材とかみ合う凹部を形成することで、第２の板状部材が連結部材から脱落することを回避でき、リサイクル燃料集合体収納用バスケットの組み立てや取り扱いが容易になるとともに、第１の板状部材と第２の板状部材とのずれを抑制できる。

本発明の望ましい態様としては、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記第２の板状部材と前記連結部材とは、異なる材料で構成されることが好ましい。第２の板状部材と連結部材とが同種の材料である場合、かじりにより第２の板状部材や連結部材が欠損することがあるが、両者を異なる材料とすることで、これを抑制できる。

ここで、異なる材料とすることには、基材が同じで、酸化処理や、溶射、あるいはめっきに代表される表面処理で、表面のみを第２の板状部材とは異なる特性を持たせてかじりを防止することや、黒鉛等に代表される潤滑層を第２の板状部材や連結部材の表面にコートすることや、表面処理と潤滑層のコートとを併用することや、基材そのものが、第２の板状部材の強度や硬度と比較して相対的に高強度かつ高硬度（ステンレスや炭素鋼、チタン等）である素材を用いること等が含まれる。また、異なる材料として、第２の板状部材よりも軟質の素材を連結部材に選定してもよいが、この場合は、荷重を分散して受け止めるために、連結部材を増加させるか、大きくする必要がある。このため、安価なリサイクル燃料集合体収納用バスケットとすることを目的とする場合には好ましくない。しかしながら、貯蔵専用容器等のバスケットのように、想定される荷重が輸送・貯蔵兼用容器よりも軽減される場合には、連結部材に軟質の素材を選択する余地がある。

本発明の望ましい態様としては、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記連結部材は、前記第１の板状部材が積み重ねられる方向の異なる位置で分割されていることが好ましい。このように、第１の板状部材が積み重ねられる方向、すなわち連結部材の長手方向の異なる位置で連結部材を分割して、第１の板状部材の側面に取り付けて、第１の板状部材の連結体である板状部材連結体（隔壁）を構成する。これによって、連結部材の全長、すなわち長手方向の寸法を短くできるので、連結部材の材料と第１の板状部材の材料とが異なることに起因する熱伸びの違いによる影響を緩和できる。

本発明の望ましい態様としては、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記連結部材は、締結手段によって前記第１の板状部材に取り付けられることが好ましい。これによって、連結部材を第１の板状部材へ確実に固定して、複数の板状部材を確実に連結できる。

本発明の望ましい態様としては、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記連結部材の側部には長孔が設けられ、前記締結手段が前記長孔を貫通することが好ましい。この長孔により、締結手段に対して連結部材がずれる余地が残されるので、連結部材と第１の板状部材との相対的な移動が許容される。その結果、連結部材の材料と第１の板状部材の材料とが異なる場合の熱伸びの違いに起因して発生する熱応力を緩和できる。

本発明の望ましい態様としては、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記締結手段と前記連結部材との間及び前記締結手段と前記第１の板状部材との間には、前記第２の板状部材からの荷重を支持する荷重支持手段が介在することが好ましい。これによって、第２の板状部材から連結部材を介して締結手段へ伝達される荷重を荷重支持手段で受けることができるので、締結手段に作用する応力を抑制できる。

本発明の望ましい態様としては、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記荷重支持手段と前記第１の板状部材との間、前記荷重支持手段と前記第２の板状部材との間の少なくとも一方には、前記荷重支持手段の回転を抑制する回転抑制部材が設けられることが好ましい。例えば、荷重支持部材に断面が円形のキーを用いる場合には、回転抑制部材によって荷重支持手段の回転が抑制されるので、締結手段で連結部材と第１の板状部材とを取り付ける作業が容易になる。これによって、作業効率が向上する。

本発明の望ましい態様としては、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記第１の板状部材の前記貫通孔の内部に前記第１の板状部材よりも剛性の高い材料で構成される補強部材を配置するとともに、前記補強部材と前記締結手段とを結合することが好ましい。このような構成により、補強部材で第１の板状部材に作用する荷重の一部を受けることができるので、リサイクル燃料集合体収納用バスケットをより強固に構成できる。また、例えば、締結手段にボルトやねじ等を用いる場合、ナットと結合させるが、この構成によれば、第１の板状部材へのねじ孔加工が不要になる。

本発明の望ましい態様としては、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記第１の板状部材の側面には、複数の前記第１の板状部材を積み重ねる方向に向かう溝が形成され、前記連結部材は前記溝にはめ込まれることが好ましい。これによって、連結部材から第１の板状部材へ入力される荷重は、連結部材と溝とが係合する部分で受けることができる。その結果、連結部材を第１の板状部材に固定する締結手段に作用する前記荷重を大幅に低減できるので、締結手段を小型化したり、締結手段の数を低減したりすることができる。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るリサイクル燃料集合体収納容器は、開口部とキャビティとを備える胴と、前記開口部に取り付けられて、前記キャビティを密封する蓋と、前記キャビティ内に配置される、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットと、を備えることを特徴とする。

このリサイクル燃料集合体収納容器は、本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットを備えるので、リサイクル燃料集合体収納用バスケットを構成する部材の切削加工を低減できる。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットの製造方法は、複数の第１の板状部材を、その長辺側端部同士を当接させて積み重ねる手順と、複数の前記第１の板状部材を、前記第１の板状部材の側面に取り付けられて前記側面から突出する連結部材によって連結して、板状部材連結体を複数構成する手順と、複数の前記板状部材連結体の側面同士を向かい合わせ、かつ前記連結部材同士を対向させて配置する手順と、対向する前記連結部材に、長辺側端部の両方に凹部が形成された第２の板状部材の前記凹部を差し込む手順と、を含むことを特徴とする。このリサイクル燃料集合体収納用バスケットの製造方法によれば、リサイクル燃料集合体収納用バスケットを構成する部材の切削加工を低減できる。

本発明は、リサイクル燃料集合体収納用バスケットを構成する部材の切削加工を低減できる。

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、この発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）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あるいは実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲内にあるものが含まれる。以下に説明するリサイクル燃料集合体格納用バスケットは、主として輸送、貯蔵用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。例えば、貯蔵目的のコンクリートキャスク、あるいはキャニスタやリサイクル燃料集合体貯蔵プールのラックに使用できる。本発明は、ＰＷＲ、ＢＷＲ（Boiling Water Reactor）いずれに用いられるリサイクル燃料集合体に対しても適用できる。

（実施形態１）
実施形態１は、複数の第１の板状部材の長辺側端部同士を当接させて積み重ねるとともに、積み重ねられた第１の板状部材の側面に連結部材を取り付けて複数の第１の板状部材を連結し、さらに、第１の板状部材の側面から突出する連結部材に、長辺側端部の両方に凹部が形成される第２の板状部材の凹部を差し込んでリサイクル燃料集合体収納用バスケットを構成する。そして、第１の板状部材と第２の板状部材とで囲まれる空間にリサイクル燃料集合体を収納する点に特徴がある。実施形態１に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットについて説明する前に、リサイクル燃料集合体収納容器について説明する。なお、以下の説明では、リサイクル燃料集合体格納用バスケットを、必要に応じてバスケットと略称する。

図１は、リサイクル燃料集合体収納容器の一例であるキャスクの概要を示す断面図である。図２は、図１に示したキャスクのＡ−Ａ断面図である。図１に示すように、キャスク２００は、蓋２００Ｔと胴２００Ｂとから構成されて、胴２００Ｂの内部にリサイクル燃料集合体を収納してから蓋２００Ｔにより密封される。キャスク２００の胴２００Ｂは、図２に示すように、筒状の胴本体２０１と、胴本体２０１の外周に取り付けられる伝熱フィン２０７と、伝熱フィン２０７のもう一方の長辺側端部に取り付けられる外筒２０５と、胴２００Ｂの外周と伝熱フィン２０７と外筒２０５とで構成される空間に充填される中性子遮蔽材２０９とで構成される。胴本体２０１は、γ線を遮蔽する機能を発揮させるため、十分な厚みを有する炭素鋼やステンレス鋼で製造される。なお、炭素鋼で胴本体２０１を製造する場合、十分なγ線遮蔽機能を発揮させるために、胴本体２０１の厚さは２０〜３０ｃｍとしている。

胴本体２０１には、溶接によって筒状の胴本体２０１に底板を取り付けて構成することができる。また、胴本体２０１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、胴本体２０１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成形することによって胴本体２０１と底板とを１体に成形してもよい。さらには、鋳造によって胴本体２０１を製造してもよい。

胴本体２０１の内部は、リサイクル燃料集合体を格納するバスケット１が収納されるキャビティ２０１Ｃとなる。このキャビティ２０１Ｃの軸（キャビティ軸Ｚ）方向に垂直な断面内形状は円形であるが、キャスク２００の仕様に応じて、八角形や四角形、略十字型・階段状等の断面内形状を持つキャビティも使用できる。本実施形態において、キャビティ２０１Ｃの断面内形状は円形であるため、外形が多角形のバスケット１を収納する際には、第１スペーサ２０２ａ〜第５スペーサ２０２ｅを、バスケット１とキャビティ２０１Ｃとの間に介在させて、バスケット１をキャビティ２０１Ｃ内へ位置決めする。なお、第１スペーサ２０２ａ〜第５スペーサ２０２ｅに、バスケット１を構成する板状部材が嵌め合わされる溝を設け、第１スペーサ２０２ａ〜第５スペーサ２０２ｅと前記板状部材とを焼き嵌めや冷やし嵌め等によって組み合わせてもよい。

ここで、バスケット１は、その外周面をキャビティ２０１Ｃの内壁と接するようにすることが好ましい。これによって、未臨界機能を確保しつつ、容器との熱の受け渡しが広い面で行なわれるので少ない温度差で伝熱ができる。これによって、Ｂ−Ａｌ材と比較して、伝熱性に劣るＢ−ＳＵＳ材を使用した場合でも収納物の温度を低く保つことができ、また、Ｂ−Ａｌ材の場合は収納物の温度をより低く保つことができる。

キャビティ２０１Ｃ内にリサイクル燃料集合体を収納した後は、キャビティ２０１Ｃの内部から放射性物質が漏洩することを防止するため、一次蓋２００Ｔ₁、二次蓋２００Ｔ₂及び三次蓋Ｔ₃（図１）を前記胴の開口部に取り付けて、キャビティ２０１Ｃを密封する。そして、密封性能を確保するため、一次蓋２００Ｔ₁及び二次蓋２００Ｔ₂と胴本体２０１との間には金属又はエラストマー、あるいは金属とエラストマーとからなるガスケットを設ける。三次蓋Ｔ₃は、一次蓋Ｔ₁や二次蓋Ｔ₂をさらにバックアップする目的で用いるが、この蓋構造は要求される仕様によっては一次蓋や二次蓋迄のものであってもよい。

胴本体２０１の外周には、板状部材で作られた複数の伝熱フィン２０７が放射状に取り付けられている。この伝熱フィン２０７は、アルミニウム板、銅板等といった熱の良導体で作られており、胴本体２０１の外周に溶接その他の接合手段によって、熱がよく伝わるようにしている。また、伝熱フィン２０７の外側には、厚さ数ｃｍの炭素鋼で作られた外筒２０５が、溶接その他の接合手段によって取り付けられている。キャビティ２０１Ｃ内に収納されたリサイクル燃料集合体は崩壊熱を発生する。この崩壊熱は、バスケット１及び胴本体２０１を伝わってから、伝熱フィン２０７を介して外筒２０５に伝導されて、外筒２０５の表面から大気中に放出される。

胴本体２０１と外筒２０５と二枚の伝熱フィン２０７とで囲まれる空間には、中性子を遮蔽するため、中性子遮蔽機能を有する材料（中性子遮蔽材２０９）が充填されている。このような機能を持つ材料としては、水素を多く含有する高分子材料であるレジン、ポリウレタン、又はシリコンその他の中性子遮蔽材料を使用することができる。この中性子遮蔽材料によって、リサイクル燃料集合体から放出される中性子を遮蔽し、キャスク２００の外部へ漏洩する中性子を規制値よりも少なくする。

キャスク２００は、リサイクル燃料集合体を収納した後、輸送及び貯蔵するために使用される。キャスクを輸送する場合には、図１に示すように、キャスクの軸、すなわちキャビティ軸Ｚの方向における両端部に緩衝体２０４を取り付けて、万一キャスク２００の落下事故等が発生した場合でも、容器の十分な密封性能と収納物の健全性とを確保できるようにされる。次に、本実施形態に係るバスケットについて説明する。

図３は、実施形態１に係るバスケットを示す斜視図である。図４は、実施形態１に係るバスケットにおいて連結部材を第１の板状部材に取り付ける部分を示す断面図である。図５は、実施形態１に係るバスケットを示す一部拡大図である。図６−１は、実施形態１に係るバスケットを構成する第１の板状部材の側面図である。図６−２は、実施形態１に係るバスケットを構成する第１の板状部材の正面図である。図７は、実施形態１に係るバスケットを構成する第１の板状部材の変形例を示す正面図である。図６−３〜図６−５は、実施形態１に係るバスケットを構成する第１の板状部材の変形例を示す正面図である。図８−１は、実施形態１に係るバスケットを構成する第２の板状部材の側面図である。図８−２は、実施形態１に係るバスケットを構成する第２の板状部材の正面図である。図９−１は、実施形態１に係るバスケットを構成する連結部材の斜視図である。図９−２は、実施形態１に係るバスケットを構成する連結部材の正面図である。

バスケット１は、第１の板状部材１０と第２の板状部材２０と連結部材３０とを組み合わせて構成される。図６−１、図６−２に示すように、第１の板状部材１０は、側面視が矩形形状の部材であり、４つの端部を有する。側面視において第１の板状部材１０の長辺に相当する２つの端部が長辺側端部１０ＬＴ１、１０ＬＴ２であり、側面視において第１の板状部材１０の短辺に相当する２つの端部が短辺側端部１０ＳＴである。長辺側端部１０ＬＴ１には第１の板状部材１０の長手方向に向かう突起部（凸条）１１が設けられ、長辺側端部１０ＬＴ２には第１の板状部材１０の長手方向に向かう突起部１１と嵌め合う溝部１２が設けられる。

長辺側端部１０ＬＴ２には、第１の板状部材の長手方向に向かう２個の突起部である脚部１５が設けられ、脚部１５同士で囲まれた部分が溝部１２となる。図３に示すように、第１の板状部材の長辺側端部１０ＬＴ１、１０ＬＴ２同士を当接させて積み重ねる場合、長辺側端部１０ＬＴ１の突起部１１と長辺側端部１０ＬＴ２の溝部１２とが嵌め合わされる。このとき、長辺側端部１０ＬＴ２の脚部１５が、長辺側端部１０ＬＴ１の肩部１１ａに当接する。

第１の板状部材の側面１０Ｓには、連結部材３０に第１の板状部材１０を取り付けるための締結手段であるボルト４０によって連結部材３０を取り付けるためのねじ孔１０Ｈが設けられる。また、第１の板状部材１０は、長手方向に向かう貫通孔１３を備える。本実施形態では、２個の貫通孔１３が第１の板状部材１０に設けられる。２個の貫通孔１３は、第１の板状部材１０の内部に設けられる仕切り部（リブ）１４によって仕切られる。これによって、第１の板状部材１０は、第１の板状部材１０の厚さ方向、すなわち第１の板状部材１０の側面１０Ｓと直交する方向の強度が向上する。また、貫通孔１３は、中性子のフラックストラップとして機能する。

第１の板状部材の変形例としては、図６−３に示す第１の板状部材１０Ａのように、貫通孔１３Ａが１つのものや図６−４に示す第１の板状部材１０Ｂのように、貫通孔１３Ｂが３つのものがある。また、図６−５に示す第１の板状部材１０Ｃのように、両方の長辺側端部に溝部１２Ｃを設けて、隣接する溝部１２Ｃを埋めることのできる部材１１Ｃを介して第１の板状部材１０Ｃを積上げてもよい。

図７に示すように、第１の板状部材１０の貫通孔１３内に、補強部材５０を配置してもよい。補強部材５０は、第１の板状部材１０よりも剛性の高い材料で構成されており、補強部材５０の長さ（補強部材５０の長手方向における寸法）は貫通孔１３の全長と略同じである。このように、第１の板状部材１０よりも剛性の高い補強部材５０を貫通孔１３内に配置することにより、第１の板状部材１０の曲げに対する強度をさらに向上させることができる。例えば、第１の板状部材１０に、後述する、ボロンを含むアルミニウム材料を用いる場合、補強部材５０は、ステンレスを用いる。また、長手方向に貫通する貫通孔を備える中空状の補強部材５０ａを用い、フラックストラップ機能に配慮したものとしてもよい。さらに、一定の間隔、例えば、リサイクル燃料集合体の格子に接する位置にのみ、補強部材５０や補強部材５０ａを挿入し、その他の部分は第１の板状部材１０のみとするとバスケット１の質量増加を抑制できる。

図８−１、図８−２に示すように、第２の板状部材２０は、上述した第１の板状部材１０と同様に、側面視が矩形形状の部材であり、４つの端部を有する。側面視において第２の板状部材２０の長辺に相当する２つの端部が長辺側端部２０ＬＴであり、側面視において第２の板状部材２０の短辺に相当する２つの端部が短辺側端部２０ＳＴである。長辺側端部２０ＬＴには、第２の板状部材２０の長手方向に向かう凹部２１が設けられる。凹部２１は、第１の板状部材１０の側面１０Ｓに取り付けられる連結部材３０と嵌め合わされる。

第２の板状部材２０は、長手方向に向かう貫通孔２３を備える。本実施形態では、２個の貫通孔２３が第２の板状部材２０に設けられる。２個の貫通孔２３は、第２の板状部材２０の内部に設けられる仕切り部（リブ）２４によって仕切られる。これによって、第２の板状部材２０は、第２の板状部材２０の厚さ方向、すなわち第２の板状部材２０の側面２０Ｓと直交する方向の強度が向上する。また、貫通孔２３は、中性子のフラックストラップとして機能する。

図３に示す、第１の板状部材１０を複数段積み重ねるとともに連結部材３０で連結して構成された板状部材連結体（隔壁）１００を向かい合わせ、かつ連結部材３０同士を対向させて配置した状態で、第２の板状部材２０が備える両方の凹部２１が、それぞれの連結部材３０に差し込まれる。凹部２１は、あり溝であって、図８−２に示す溝部開口部２１Ｈから凹部２１の内部、すなわち第２の板状部材２０の貫通孔２３に向かうにしたがって広がる形状である。これによって、凹部２１は、断面が台形形状の連結部材３０とかみ合って、第２の板状部材２０が連結部材３０から脱落することを回避する。また、第２の板状部材２０は、隣接する板状部材連結体１００同士を連結する機能も有する。

このあり溝による結合構造では、第１の板状部材１０を任意の位置に設けることができるので、従来の構造（例えば、特開２００１−１６６０８９号公報の図２１〜図２３）ではできなかった、異なる位置でのセルの積み重ねを実現できる。また、従来の構造（例えば、特開２００１−１６６０８９号公報の図２１〜図２３）では、バスケットの中心部から外周面まで多くの接合部が存在し、バスケットの中心部領域から外周部への伝熱を阻害するおそれがあるが、図３に示すバスケット１のあり溝による結合構造では、第１の板状部材１０が、バスケット１の中心部から外周面まで、１本の板状部材で構成しているので、バスケット１の中心部領域から外周部への伝熱が容易になる。

さらに別の従来の構造（例えば、特開２００４−０６９６２０号公報の図２２）では、異なる位置でセルを積み重ねると、板状部材の接合面が小さくなり、バスケットの中心部領域から外周部への伝熱が容易ではない。また、板状部材を整列して積み重ねても、バスケットの中心部から外周面まで多くの接合部が存在し、バスケットの中心部領域から外周部への伝熱を阻害するおそれがある。図３に示すバスケット１のあり溝による結合構造では、セルを構成する第１の板状部材１０及び第２の板状部材２０の半分は、バスケット１の中心部から外周面まで、１本の第１の板状部材１０で構成されるので、バスケット１の中心部領域から外周部への伝熱が容易になる。

また、さらに別の従来の構造（例えば、特開２００４−０２０５６８号公報の図２）では、異なる位置でセルを積み重ねることはできるが、要素に係合部分のために凹部を設けることで、板の厚みから凹部の深さを除くことになる。その結果、伝熱面積を小さくし、機械的な剛性も小さいものになるおそれがある。これに対して、図３に示すバスケット１のあり溝による結合構造では、第１の板状部材１０や第２の板状部材２０には大きい凹部（深い切欠や大きい切欠等）を設けないので、伝熱性能も機械的剛性も良好になる。

第１の板状部材１０及び第２の板状部材２０は、未臨界機能の確保と軽量化のため、Ｂ¹⁰（ボロン）を含むＡｌ（アルミニウム）材料（以下、ボロン−アルミニウム材という）によって製造される（以下同様）。Ｂは、Ｂ₄Ｃ（炭化ボロン）のようなボロン化合物であってもよい。第１の板状部材１０及び第２の板状部材２０は、例えば、粉末冶金により製造したボロンアルミのビレットを熱間圧延や熱間押出成形することによって製造できる。

同種の材料同士をすり合わせると、かじりによる材料の欠損が発生するおそれがある。本実施形態において、連結部材３０については特に材料は規定しないが、少なくとも第２の板状部材２０に接する連結部材３０の表面は、第２の板状部材２０とは異なる材料で構成（酸化処理や、溶射、あるいはめっきに代表される表面処理で第２の板状部材２０とは異なる特性を持たせてかじりを防止してもよいし、表面に黒鉛等に代表される潤滑層をコートしても良いし、表面処理と潤滑層のコートを併用してもよい）されることが好ましい。また、表面も内部も第２の板状部材２０とは異なる材料であってもかじり防止には好ましい。

異なる材料とすることには、基材が同じで、酸化処理や、溶射、あるいはめっきに代表される表面処理で、表面のみを第２の板状部材とは異なる特性を持たせてかじりを防止することや、黒鉛等に代表される潤滑層を第２の板状部材や連結部材の表面にコートすることや、表面処理のコートと潤滑層のコートとを併用することや、基材そのものが、第２の板状部材の強度や硬度と比較して相対的に高強度かつ高硬度（ステンレスや炭素鋼、チタン等）である素材を用いること等が含まれる。また、異なる材料として、第２の板状部材よりも軟質の素材を連結部材に選定してもよいが、この場合は、荷重を分散して受け止めるために、連結部材を増加させるか、大きくする必要がある。このため、安価なリサイクル燃料集合体収納用バスケットとすることを目的とする場合には好ましくない。しかしながら、貯蔵専用容器等のバスケットのように、想定される荷重が輸送・貯蔵兼用容器よりも軽減される場合には、連結部材に軟質の素材を選択する余地がある。

これによって、第２の板状部材２０や連結部材３０を同種の材料（すなわち硬度も同程度の材料）で構成することによるかじりを抑制して、第２の板状部材２０や連結部材３０が欠損することを抑制できる。本実施形態では、連結部材３０に、例えばステンレス鋼や銅、あるいは銅合金、あるいは、表面を硬化した高強度アルミニウム合金や、表面処理と潤滑層のコートとを併用した金属（合金）を用いる。ここで、例えば、第１の板状部材１０の側面１０Ｓにあり溝を形成して第２の板状部材２０の両端部を前記あり溝に嵌め合わせるものがあるが、本実施形態では、第１の板状部材１０と第２の板状部材２０とは同種の材料を用いるため、前記構造では、第１の板状部材１０と第２の板状部材２０とのかじりによる欠損が発生するおそれがある。しかし、本実施形態の構造によれば、材料のかじりが発生するおそれのある部分、すなわち、連結部材３０と第２の板状部材２０とを嵌め合わせる部分は容易に異なる材料で構成できるので、前記かじりを抑制できる。

図９−１、図９−２に示すように、連結部材３０は、互いに平行な第１側面３０Ａ、第２側面３０Ｂを有する、長手方向に直交する断面が台形形状である。第２側面３０Ｂ、すなわち上底側の寸法Ｌ１は、第１側面３０Ａ、すなわち下底側の寸法Ｌ２よりも小さい。そして、前記断面における上底、すなわち第２側面３０Ｂ側における辺が、図３、図６−１等に示す第１の板状部材１０の側面１０Ｓと接する。すなわち、連結部材３０の第２側面３０Ｂが、第１の板状部材１０に接する。

第１側面３０Ａには、ボルト４０が貫通するボルト貫通孔３１が形成される。ボルト貫通孔３１は長孔であり、かつ座ぐり加工が施される。これによって、図４に示すように、ボルト４０をボルト貫通孔３１に貫通させて連結部材３０を第１の板状部材１０に締結して取り付けると、ボルト４０の頭部がボルト貫通孔３１に隠れ、連結部材３０の第１側面３０Ａからボルト４０の頭部が突出することを回避できる。

また、ボルト貫通孔３１を長孔にすることにより、ボルト４０に対して連結部材３０がずれる余地が残されるので、連結部材３０と第１の板状部材１０との相対的な移動が許容される。その結果、連結部材３０の材料と第１の板状部材１０の材料とが異なる場合の熱伸びの違いに起因して発生する熱応力を緩和できる。ボルト４０を取り付ける孔の特定の一個を長孔とはせずに、単純な円孔として、第１の板状部材１０と、連結部材３０との位置を定めてもよい。この場合、ボルト４０を取り付ける孔の位置を、連結部材３０の全長の約半分の位置にすることで、第１の板状部材１０の熱伸びに起因して連結部材３０に発生する熱応力をすべての孔を長孔とした場合よりも小さくできる。

図１０−１、図１０−２、図１０−３は、第１の板状部材を積み重ねて連結部材で連結した板状部材連結体を示す説明図である。図１０―４は、板状部材連結体の他の構成例を示す説明図である。板状部材連結体１００は、複数の第１の板状部材１０を、その長辺側端部同士を当接させて積み重ねるとともに、連結部材３０を第１の板状部材１０の側面に取り付けて、複数の第１の板状部材１０を連結して一体化することにより構成される。このとき、図１や図５に示すように、連結部材３０は、第１の板状部材１０の側面１０Ｓから突出する。また、複数の連結部材３０が、第１の板状部材１０の長手方向に向かって所定の間隔で取り付けられる。これによって、板状部材連結体１００間に配置される第２の板状部材２０は、前記所定の間隔で配置される。なお、複数の第１の板状部材１０が積み重ねられる方向は、キャビティ軸Ｚの方向である。

図１０−１に示す板状部材連結体１００は、連結部材３０の長手方向の寸法は、第１の板状部材１０が積み重ねられる方向の全長と略等しい。これによって、一本の連結部材３０によって、第１の板状部材１０が複数段積み重ねられて構成される板状部材連結体１００の前段を連結する。

図１０−２に示す板状部材連結体１００は、連結部材３０の長手方向の寸法は、第１の板状部材１０が積み重ねられる方向の全長よりも短い。すなわち、連結部材３０は、第１の板状部材１０が積み重ねられる方向の異なる位置で分割されている。これは、複数段積み重ねられる第１の板状部材１０の異なる段で連結部材３０を分割するということである。例えば、図１０−２のＡの位置における連結部材３０は、（２）段目と（３）段目との間で分割されており、Ｂの位置における連結部材３０は、（３）段目と（４）段目との間で分割されており、Ｃの位置における連結部材３０は、（４）段目と（５）段目との間で分割されている。このように、第１の板状部材１０が積み重ねられる方向の異なる位置で連結部材３０を分割する、すなわち、連結部材３０の長手方向の異なる位置で連結部材３０を分割することにより、連結部材３０の全長、すなわち長手方向の寸法を短くできるので、連結部材３０の材料と第１の板状部材１０の材料とが異なることに起因する熱伸びの違いによる影響を緩和できる。連結部材３０を分割するのは、部材の共通化も考慮して、第１の板状部材１０を２段、３段、４段をつなぐ長さ程度に集約すると、部品点数を少なくできるが、第１の板状部材１０と連結部材３０との熱伸びの差が少ない場合は、前記の段数をそれぞれ多く（例えば、４段を６段に）してもよい。また、図１０−３に示すように、連結部材３０の分割位置を、キャビティ軸Ｚ方向における第１の板状部材１０の中央にすれば、すべての連結部材３０が、第１の板状部材１０の結合に寄与できるのでより好ましい。

図１０−４に示すように、キャビティ２０１Ｃ（図１、図２）の底部Ｂに対して第１の板状部材１０の長辺側端部を傾斜させて連結部材３０で連結して、板状部材連結体１００ａを構成してもよい。この場合、板状部材連結体１００ａと底部Ｂとの間には、傾斜面を有するスペーサＳを配置する。このようにすれば、第１の板状部材１０の内部に形成される貫通孔１３（図６−２参照）からの排水が容易になるので好ましい。

図３に示すバスケット１は、例えば、次の手順で組み立てられ、製造される。まず、複数の第１の板状部材１０を、その長辺側端部１０ＬＴ１、１０ＬＴ２の溝部１２と突起部１１とを嵌め合わせて積み重ねる。次に、複数の第１の板状部材１０を、第１の板状部材１０の側面１０Ｓに連結部材３０を取り付けて連結して、板状部材連結体１００（隔壁）を複数構成する。このとき、連結部材３０は、第１の板状部材１０の側面１０Ｓから突出する。連結部材３０は、図３、図４に示すように、ボルト４０で第１の板状部材１０に取り付けられる。

次に、複数の板状部材連結体１００の側面同士を向かい合わせ、かつ連結部材３０同士を対向させて配置する。そして、対向する連結部材３０に、第２の板状部材２０の両方の長辺側端部２０ＬＴに形成される凹部２１を差し込む。凹部２１が連結部材３０に差し込まれると、図５に示すように、第２板状部材２０の凹部２１と連結部材３０とがかみ合い、第２の板状部材２０が連結部材３０から脱落することが回避される。これによって、バスケット１の組み立て作業が容易になるとともに、複数の板状部材連結体１００と第２の板状部材２０とのずれを抑制できる。このような手順によって、バスケット１が組み立てられる。そして、複数の板状部材連結体１００と第２の板状部材２０とで囲まれる空間が、リサイクル燃料集合体が収納されるセルとなる。このようにして組み立てられたバスケット１は、第１の板状部材１０の側面１０Ｓにねじ孔１０Ｈのみが設けられるものであって、溝加工を施して第２の板状部材２０を差し込むものではない。したがって、第１の板状部材１０の剛性が損なわれるおそれを極めて小さくできる。これによって、バスケット１の健全性が十分に担保される。

図３に示すバスケット１は、第１の板状部材１０と第２の板状部材２０とを、中性子吸収能を有するボロン−アルミニウム材で構成されるが、例えば、第１の板状部材１０と第２の板状部材２０とを、中性子吸収能を有さない通常のアルミニウム合金やステンレス鋼で構成してもよい。この場合、別途中性子吸収能を有する材料（ボロン板やボロンを含むステンレス鋼の板等）をセルの内面、かつ対向するそれぞれの板状部材の側面に配置する。

図１１−１、図１１−２は、実施形態１に係るバスケットの平面図である。図１１−１に示すバスケット１は、第１の板状部材１０と第２の板状部材２０とで囲まれて、リサイクル燃料集合体を収納する２４個のセルを備える。＃１〜＃２４がセルを示す。このバスケット１は、第１の板状部材１０の長手方向に向かって複数のセルが配列されてセル列を構成する。そして、隣接するセル列同士のずれはない。

図１１−２に示すバスケット１’は、第１の板状部材１０と第２の板状部材２０とで囲まれて、リサイクル燃料集合体を収納する２６個のセルを備える。＃１〜＃２６がセルを示す。このバスケット１’は、第１の板状部材１０の長手方向に向かって複数のセルが配列されてセル列を構成する。そして、中心部から外側へ向かって隣接するセル列同士は、セルの配列ピッチの半分だけずれて配列される。上述した特許文献１に開示されたバスケットでは、このようなセル配置は不可能であるが、本実施形態では、第１の板状部材１０と第２の板状部材２０とを組み合わせてバスケット１’を構成するので、このようなセル配置も可能である。このようなセル配置とすれば、バスケット１の外径Ｄａとバスケット１’の外径Ｄｂとが同じであっても、セルの数を多くすることができる。図１１−２に示すバスケット１’は隣接するセル列が、それぞれずれた位置に配置されるので、ズレを許容できないバスケットと比べた場合、リサイクル燃料集合体を多く収納できるケースで、この構造の利点を生かせる。

例えば、図１、図２に示すキャスク２００がＹ方向に落下した場合、セルに収納されるリサイクル燃料集合体からの荷重は第２の板状部材２０に伝達された後、連結部材３０からボルト４０を介して第１の板状部材１０へ伝達される。このとき、１枚の第２の板状部材２０及び一対の連結部材３０は、１体のリサイクル燃料集合体からの荷重を受けるのみでよいので、バスケット１の健全性を担保しやすくなる。また、図１１−２に示すバスケット１’がＹ方向に落下した場合、第１の板状部材１０には、部材の半分にもなる大きい切欠部がないので（特許文献１の板状部材を参照）、第１の板状部材１０の本来の強度を損なうことなく組立てられる。仮に、本実施形態に係る板状部材１０を特許文献１の板状部材と同じ大きさ、同じ厚みとしても、板状部材の半分にもなる大きい切欠部がないので、板状部材１０は、特許文献１の板状部材に対して約２倍の強度を有し、前記荷重に対応することができる。

また、図１１−２に示すバスケット１’がＸ方向に落下した場合は、第１の板状部材１０の側面に入力される第２の板状部材２０からの荷重が問題となるが、第１の板状部材１０には、部材の半分にもなる大きい切欠部がないので（特許文献１の板状部材を参照）、第１の板状部材１０を撓ませようとする第２の板状部材２０やリサイクル燃料集合体からの荷重に十分耐えることができる。これによって、荷重を効果的に分散させることができる。仮に、本実施形態に係る板状部材１０を特許文献１の板状部材と同じ大きさ、同じ厚みとしても、部材の半分にもなる大きい切欠部がないので、板状部材１０は、特許文献１の板状部材に対して約２倍の強度を有し、前記Ｘ方向の荷重に対応することができる。これにより、バスケット１の健全性を担保できる。また、必要に応じて、図７に示すように、第１の板状部材１０の貫通孔１３内に、補強部材５０を配置することにより、第１の板状部材１０全体としての強度を向上できるので、より確実にバスケット１の健全性を担保できる。

バスケット１を構成する第１の板状部材１０は、バスケット１、１’の径方向（図２に示すキャビティ２００Ｃの径方向）と平行な方向を横断するように配置されているので、伝熱性は非常に良好である。このため、バスケット１、１’全体の伝熱性は十分に確保できる。また、第２の板状部材２０に設けられる凹部２１と連結部材３０との間に、熱伝導率の高い材料、例えば、銀ペーストや銅ペースト等の金属ペーストやカーボンペースト等による伝熱促進層を設けてもよい。これによって、第２の板状部材２０と第１の板状部材１０との間の伝熱性能が向上するので、バスケット１、１’全体の伝熱性をさらに向上させることができる。この銀ペーストや銅ペースト等の金属ペーストやカーボンペースト等の伝熱促進層は、第２の板状部材２０をバスケット１に組み立てる際に生じる、かじりによる材料の欠損が発生するおそれを排除することができる。したがって、このような伝熱促進層を形成することが望ましい。

図１１−３は、連結部材と第１の板状部材との取付構造の変形例を示す説明図である。この取付構造は、図７に示す、第１の板状部材１０の貫通孔１３に補強部材５０を配置した場合における連結部材３０と第１の板状部材１０との取付構造である。この取付構造においては、補強部材５０にボルト４０がねじ込まれるねじ孔５０Ｈを形成する。そして、連結部材３０のボルト貫通孔３１を貫通させたボルト４０をねじ孔５０Ｈにねじ込むことにより、連結部材３０を第１の板状部材１０に取り付ける。この取付構造によれば、ボルト４０と結合させるナットが不要になるので、部品点数を削減できる。なお、図１１−３では、補強部材５０のねじ孔は、ボルト４０を利用して表現しているが、ねじ孔５０Ｈは補強部材５０を貫通させた方が、ねじ加工は容易であり、図１１−２のように、隣接するセル列とはずれた位置にセル列を設ける場合は、ねじ孔５０Ｈは補強部材５０を貫通しないものでもよい。

以上、本実施形態では、複数の第１の板状部材の長辺側端部同士を当接させて積み重ねるとともに、積み重ねられた第１の板状部材の側面に連結部材を取り付けて複数の第１の板状部材を連結する。そして、第１の板状部材の側面から突出する連結部材に、長辺側端部の両方に凹部が形成される第２の板状部材の凹部を差し込んでバスケットを構成する。これによって、例えば、押出成型によってバスケットを構成する第１の板状部材及び第２の板状部材及び連結部材を製造した後は、これらに対して穿孔加工程度の簡単な加工を施して、バスケットを組み立てることができる。その結果、バスケットを構成する部材の切削加工を大幅に低減できる。その結果、バスケットを構成する部材をボロン−アルミニウム材のような難削材で構成した場合でも、比較的容易にバスケットを製造できるとともに、切削加工による材料の無駄も抑制できる。これによって、加工費を低減できる。

（実施形態２）
実施形態２は、実施形態１と略同様の構成であるが、締結手段と連結部材との間及び締結手段と第１の板状部材との間には、第２の板状部材からの荷重、すなわち、連結部材の長手方向に直交する方向の荷重を支持する荷重支持手段を設ける点が異なる。他の構成は、実施形態１と同様である。

図１２は、実施形態２に係るバスケットを示す斜視図である。図１３は、実施形態２に係るバスケットにおいて連結部材を第１の板状部材に取り付ける部分を示す断面図である。図１４は、実施形態２に係るバスケットを構成する連結部材を示す斜視図である。図１２、図１３に示すように、締結手段であるボルト４０と連結部材３０との間、及びボルト４０と第１の板状部材１０との間には、荷重支持手段である荷重支持キー４１が設けられる。荷重支持キー４１は、筒状の部材であって、長手方向に貫通する貫通孔４１Ｈを有している。そして、貫通孔４１Ｈの両端部には、ボルト４０がねじ込まれるねじが形成されている。このように、荷重支持キー４１は、ボルト４０の外径よりも外径が大きい。ここで、荷重支持キー４１は、連結部材３０と同じ材料を用いてもよいし、異なる材料を用いてもよい。本実施形態では、荷重支持キー４１は、連結部材３０と同じ材料であるステンレス鋼を用いるが、連結部材３０には、少ない面積で大きい荷重を受け止めることのできる高強度の素材であればステンレス鋼に限定されることなく適用でき、実施形態２の効果を得ることができる。

図１４に示すように、連結部材３０の第２側面３０Ｂには、荷重支持キー４１がはめ込まれるキー受入凹部３２が設けられている。キー受入凹部３２の荷重支持キー４１がはめ込まれる部分は、荷重支持キー４１の外形に合わせた形状となっている。本実施形態では、荷重支持キー４１を円筒形状とする。すなわち、荷重支持キー４１の長手方向に垂直な断面外側形状は円形なので、キー受入凹部３２の内側形状を円形としてある。なお、荷重支持キー４１の長手方向に垂直な断面外側形状を矩形とした場合、キー受入凹部３２の内側形状は矩形となる。このようにすることで、ボルト４０をねじ込む際に荷重支持キー４１の回転が抑制されて作業が容易になるとともに、連結部材３０を介して伝達される第２の板状部材２０からの荷重を、確実に荷重支持キー４１へ伝達する。

第１の板状部材１０には、荷重支持キー４１が貫通するキー貫通孔１０Ｈ２が形成される。キー貫通孔１０Ｈ２は、荷重支持キー４１の外形に合わせた形状となっている。本実施形態では、荷重支持キー４１の長手方向に垂直な断面外側形状は円形なので、キー貫通孔１０Ｈ２の内側形状を円形としてある。なお、荷重支持キー４１の長手方向に垂直な断面外側形状を矩形とした場合、キー貫通孔１０Ｈ２の内側形状は矩形となる。このようにすることで、荷重支持キー４１へ伝達された板状部材２０からの荷重を、確実に第１の板状部材１０へ伝達する。

連結部材３０を第１の板状部材１０の側面１０Ｓへ取り付けるにあたっては、まず、荷重支持キー４１を第１の板状部材１０に形成されるキー貫通孔１０Ｈ２へ挿入して、荷重支持キー４１と第１の板状部材１０とを嵌合させる。そして、第１の板状部材１０の側面１０Ｓから突出する荷重支持キー４１の端部に連結部材３０のキー受入凹部３２をはめ込み、連結部材３０と荷重支持キー４１とを嵌合させる。その後、ボルト４０を荷重支持キー４１の両端部に形成されたねじにねじ込んで、ボルト４０によって連結部材３０を第１の板状部材１０の側面１０Ｓに取り付ける。この荷重支持キー４１に形成されたネジは両端部にのみ形成してもよいし、片面から貫通ネジに加工すると片面からの加工で済むので、バスケットを組み立てる際の作業性を改善できる。また、荷重支持キー４１に形成されたねじに異物が付着していないことを確認する場合にも、貫通ねじに加工するとねじを見通せるので、異物の有無を目視でも容易に確認できるので、バスケットを組み立てる際の作業性を改善できる。

連結部材３０をボルト４０のみによって第１の板状部材１０に取り付ける場合、第２の板状部材２０からの荷重をすべてボルト４０で受け止める必要があり、ボルト４０の直径を大きくする必要がある。しかし、連結部材３０の幅、すなわち、連結部材３０の長手方向に直交する方向の寸法は、第２の板状部材２０の厚さよりも小さくする必要があるので、ボルト４０の直径を大きくするには限界がある。この場合、ボルト４０の本数を多くすることで前記荷重を受ける手法があるが、この手法では多数のボルト４０に対してねじ孔を形成する作業や、多数のボルト４０をねじ込む作業が増加する。

第２実施形態に係るバスケット１ａは、ボルト４０よりも外径の大きい荷重支持キー４１によって第２の板状部材２０からの荷重を受けるので、前記荷重を受ける面積を大きくできる。これによって、荷重支持キー４１の個数を少なくしても、前記荷重を確実に受けることができる。そして、ボルト４０の本数を低減できるので、ボルト４０に対するねじ孔を形成する作業や、多数のボルト４０をねじ込む作業を軽減できる。

図１５、図１６は、実施形態２に係るバスケットにおいて連結部材を第１の板状部材に取り付ける部分の他の構造を示す断面図である。図１７は、図１６に示す構造で用いる第１の板状部材を示す斜視図である。図１５に示す構造では、筒状の荷重支持キー４２にボルト４０ａが貫通するボルト貫通孔４２Ｈを設ける。そして、１枚の第１の板状部材１０の両側面に取り付けられる連結部材３０の一方にはボルト貫通孔３１を設け、他方にはボルト用ねじ孔３３を設ける。ボルト４０ａは、一方の連結部材３０から第１の板状部材１０を貫通して他方の連結部材３０まで到達する長さとする。

連結部材３０を第１の板状部材１０へ取り付けるにあたっては、まず、荷重支持キー４２を第１の板状部材１０に形成されるキー貫通孔１０Ｈ２へ挿入して、荷重支持キー４２と第１の板状部材１０とを嵌合させる。そして、第１の板状部材１０の側面から突出する荷重支持キー４２の端部に連結部材３０のキー受入凹部３２をはめ込み、連結部材３０と荷重支持キー４２とを嵌合させる。その後、ボルト４０ａを一方の連結部材３０に設けられるボルト貫通孔３１に通してから荷重支持キー４２のボルト貫通孔４２Ｈへ挿入し、他方の連結部材３０に設けられるボルト用ねじ孔３３にねじ込んで、ボルト４０ａによって連結部材３０を第１の板状部材１０に取り付ける。この構造では、荷重支持キー４２の両端部にねじ孔を形成する必要がないので、その分ねじ孔を形成する加工が低減できる。

図１６に示す構造は、図１５に示す構造と同様であるが、ボルト４０ａを通すボルト貫通孔４３Ｈが形成された板状の荷重支持キー４３を用いる点が異なる。荷重支持キー４３は、第１の板状部材１０を貫通せず、第１の板状部材１０の側面１０Ｓ、すなわち連結部材３０側に形成されるキー受入凹部１０Ｈ１（図１６、図１７参照）にはめ込まれ、第１の板状部材１０と嵌合する。この例において、荷重支持キー４３は、円盤状、より具体的にはドーナツ状であるが、楕円板状のような非円形状としてもよい。また、荷重支持キー４３を矩形板状として、荷重を受けるために必要な面積を確保するようにしてもよい。

連結部材３０を第１の板状部材１０へ取り付けるにあたっては、まず、荷重支持キー４３を第１の板状部材１０に形成されるキー受入凹部１０Ｈ１へはめ込み、荷重支持キー４３と第１の板状部材１０とを嵌合させる。そして、第１の板状部材１０の側面から突出する荷重支持キー４３の端部に連結部材３０のキー受入凹部３２をはめ込み、連結部材３０と荷重支持キー４２とを嵌合させる。その後、ボルト４０ａを一方の連結部材３０に設けられるボルト貫通孔３１に通してから一方の荷重支持キー４３のボルト貫通孔４３Ｈへ挿入する。そして、ボルト４０ａを、第１の板状部材１０に設けられるボルト貫通孔１０Ｈ４に通してから他方の荷重支持キー４３のボルト貫通孔４３Ｈへ挿入して、他方の連結部材３０に設けられるボルト用ねじ孔３３にねじ込む。これによって、ボルト４０ａを用いて連結部材３０を第１の板状部材１０に取り付ける。この構造では、第１の板状部材１０に大径の荷重支持キーを貫通させるための孔が不要になるので、第１の板状部材１０の伝熱性能の低下を抑制できる。

図１８、図１９は、実施形態２に係るバスケットにおいて連結部材を第１の板状部材に取り付ける部分の他の構造を示す断面図である。図２０は、実施形態２に係るバスケットにおいて連結部材を第１の板状部材に取り付ける部分の他の構成例を示す正面図である。これらの構造では、荷重支持手段であるキー４１、４３と第１の板状部材１０との間、キー４１、４３と第２の板状部材２０との間の少なくとも一方には、キー４１、４３の回転を抑制する回転抑制部材である固定キー４４が設けられる。図１８に示す構造は、図１３に示す構造に固定キー４４を設けたものであり、図１９に示す構造は、図１６に示す構造に固定キー４４を設けたものである。固定キー４４の形状は、図２０に図示する矩形の他に、円形でも回転を抑制できる。

図１８、図１９、図２０に示すように、第１の板状部材１０には、キー貫通孔１０Ｈ２あるいはキー受入凹部１０Ｈ１の一部に設けた切り欠きが、固定キー溝１０Ｈ３となる。そして、固定キー溝１０Ｈ３と、荷重支持キー４１あるいは荷重支持キー４３の外周部に設けた切り欠きとによって構成される空間に、四角柱状の固定キー４４を挿入して、荷重支持キー４１あるいは荷重支持キー４３の回転を抑制する。本実施形態では、第１の板状部材１０と荷重支持キー４１あるいは荷重支持キー４３との間に固定キー４４を設けるが、連結部材３０と荷重支持キー４１あるいは荷重支持キー４３との間に固定キー４４を設けてもよい。

荷重支持キー４１や荷重支持キー４３の長手方向に直交する断面の形状を非円形としてこれらの回り止めとしてもよいが、このような加工は多大な手間を要する。このため、上述した構造のように、固定キー４４を用いれば、簡単な加工で荷重支持キー４１等の回り止め機能を持たせることができる。図１２に示すバスケット１ａを組み立てる際には、予め荷重支持キー４１等に固定キー４４を取り付けて、これらを第１の板状部材１０に固定しておくことにより、バスケット１ａの組み立てが容易になる。なお、固定キー４４は、荷重支持キー４１等の回転を抑制できるものであればよく、上述したものに限定されるものではない。

以上、本実施形態では、上述した実施形態１で開示した構成に加え、締結手段と連結部材との間及び締結手段と第１の板状部材との間には、第２の板状部材からの荷重、すなわち、連結部材の長手方向に直交する方向の荷重を支持する荷重支持手段を設ける。これによって、上述した実施形態１と同様の作用・効果の他、荷重支持手段によって第２の板状部材からの荷重を受けるが、Ｘ方向の荷重はＹ方向の荷重と比べると締結手段には大きい負荷を生じないので、ここでは、Ｙ方向の荷重に対して、本実施形態と、ボルトによる締結手段のみを用いる実施形態１とを比較した場合、前記Ｙ方向の荷重を受ける面積を大きくできる。これによって、荷重支持手段（例えばボルト）の個数を少なくしても、前記荷重を確実に受けることができる。その結果、締結手段の数を低減できるので、締結手段としてボルトを用いた場合には、ボルトに対するねじ孔を形成する作業や、多数のボルトをねじ込む作業を軽減できる。

（実施形態３）
実施形態３は、実施形態１の構成に加え、第１の板状部材の側面には、複数の第１の板状部材を積み重ねる方向（図１のキャビティ軸Ｚと平行な方向）に向かう溝が形成されるとともに、連結部材はこの溝にはめ込まれる点が異なる。他の構成は、実施形態１と同様である。

図２１は、実施形態３に係るバスケットを示す斜視図である。図２２は、実施形態３に係るバスケットにおいて連結部材を第１の板状部材に取り付ける部分を示す断面図である。図２３は、実施形態３に係るバスケットを構成する連結部材を示す斜視図である。本実施形態に係るバスケット１ｂを構成する第１の板状部材１０ｂは、側面１０Ｓｂに溝（以下連結部材嵌合溝という）１６が形成される。連結部材嵌合溝１６は、複数の第１の板状部材１０ｂを積み重ねる方向に向かって形成される。連結部材嵌合溝１６は、案内部材３０ｂと係合できる程度の深さであればよいので、第１の板状部材１０ｂの強度低下は最小限に抑えられる。

連結部材嵌合溝１６には、連結部材３０ｂが取り付けられ、ボルト４０で第１の板状部材１０ｂに締結され、取り付けられる。図２２、図２３に示すように、連結部材３０ｂは、長手方向に直交する断面が矩形である。そして、連結部材３０ｂの第１の板状部材１０ｂと対向する側には、ボルト４０が貫通するボルト貫通孔３４が形成される。ボルト貫通孔３４は長孔であり、かつ座ぐり加工が施される。これによって、図２２に示すように、ボルト４０をボルト貫通孔３４に貫通させて連結部材３０ｂを第１の板状部材１０ｂに締結して取り付けると、ボルト４０の頭部がボルト貫通孔３４に隠れ、連結部材３０ｂの側面３０Ａからボルト４０の頭部が突出することを回避できる。

また、連結部材嵌合溝１６と、連結部材嵌合溝１６に嵌め合わされる連結部材３０ｂとの間に、熱伝導率の高い材料、例えば、銀ペーストや銅ペースト等の金属ペーストやカーボンペースト等による伝熱促進層を設けてもよい。これによって、第２の板状部材２０ｂと第１の板状部材１０ｂとの間の伝熱性能が向上するので、バスケット全体の伝熱性をさらに向上させることができる。このため、このような伝熱促進層を形成することが望ましい。

第１の板状部材１０ｂの側面１０Ｓｂに形成される連結部材嵌合溝１６には、ねじ孔１０Ｈが形成される。連結部材３０ｂが連結部材嵌合溝１６にはめ込まれた後、ボルト４０を連結部材３０ｂのボルト貫通孔３４に貫通させて第１の板状部材１０ｂのねじ孔１０Ｈへねじ込んで、連結部材３０ｂを連結部材嵌合溝１６に締結し、取り付ける。そして、両方の長辺側端部に連結部材１０ｂと嵌め合わされる凹部が形成された第２の板状部材２０ｂの前記凹部を、対向して配置される連結部材３０ｂに嵌め合わせて、バスケット１ｂが構成される。

このバスケット１ｂは、第１の板状部材１０ｂの側面１０Ｓｂに形成された連結部材嵌合溝１６に連結部材３０ｂを嵌め合わせ、第２の板状部材２０ｂからの荷重、すなわち連結部材３０ｂの長手方向と直交する方向の荷重を連結部材３０ｂと連結部材嵌合溝１６とで受ける。これによって、前記荷重を受ける面積を大きくできるので、ボルト４０にはほとんど前記荷重が作用しなくなる。これによって、ボルト４０に小径のものを用いたり、ボルト４０の本数を低減したりできるので、ボルト４０に対するねじ孔を形成する作業や、多数のボルト４０をねじ込む作業を軽減できる。また、ボルト４０に小径のものを用いることができ、また、ボルト４０の本数を低減できるので、バスケット１ｂの製造コストを抑制できる。

図２４は、実施形態３に係るバスケットにおいて連結部材を第１の板状部材に取り付ける部分の他の構造を示す断面図である。この構造では、第１の板状部材２０ｂにボルト４０ａが貫通するボルト貫通孔１０Ｈ４を設ける。そして、１枚の第１の板状部材１０ｂの両側面に取り付けられる連結部材３０ｂの一方にはボルト貫通孔３４を設け、他方にはボルト用ねじ孔３５を設ける。ボルト４０ａは、一方の連結部材３０ｂから第１の板状部材１０ｂを貫通して他方の連結部材３０ｂまで到達する長さとする。

連結部材３０ｂを第１の板状部材１０ｂへ取り付けるにあたっては、まず、連結部材３０ｂを連結部材嵌合溝１６にはめ込んで、連結部材３０ｂと第１の板状部材１０ｂとを嵌合させる。そして、ボルト４０ａを一方の連結部材３０ｂに設けられるボルト貫通孔３４に通してから第１の板状部材１０ｂのボルト貫通孔１０Ｈ４へ挿入し、他方の連結部材３０ｂに設けられるボルト用ねじ孔３５にねじ込んで、ボルト４０ａによって連結部材３０ｂを第１の板状部材１０ｂに取り付ける。この構造では、第１の板状部材１０ｂの両側面にねじ孔を形成する必要がないので、その分ねじ孔を形成する加工が低減できる。

図２５は、実施形態３に係るバスケットにおいて連結部材を第１の板状部材に取り付ける部分の他の構造を示す断面図である。この構造では、第１の板状部材１０ｃに形成される連結部材嵌合溝１６ｃ及び第２の板状部材２０ｃの両端部に形成される凹部２１ｃを、いずれもあり溝形状に加工する。そして、連結部材嵌合溝１６ｃ及び凹部２１ｃと嵌め合わされる連結部材３０ｃによって、第１の板状部材１０ｃと第２の板状部材２０ｃとを連結する。

この構造では、連結部材嵌合溝１６ｃと凹部２１ｃの形状と大きさは同一であることが望ましい。同一であれば、第１の板状部材１０ｃに連結部材３０ｃを嵌め合わせる際に、向きを気にすることなく組み立てられるので、作業性が向上する。また、連結部材嵌合溝１６ｃ、及び凹部２１ｃと凹部２１ｃに嵌め合わされる連結部材３０ｃとの間に、熱伝導率の高い材料、例えば、銀ペーストや銅ペースト等の金属ペーストやカーボンペースト等による伝熱促進層を設けてもよい。これによって、第２の板状部材２０ｃと第１の板状部材１０ｃとの間の伝熱性能が向上するので、バスケット全体の伝熱性をさらに向上させることができる。また、銀ペーストや銅ペースト等の金属ペーストやカーボンペースト等の伝熱促進層は、第１の板状部材１０ｃ及び第２の板状部材２０ｃをバスケットに組立てる際に生じる、かじりによる材料の欠損が発生するおそれを排除することができる。したがって、伝熱促進層を形成することが望ましい。

第１の板状部材１０ｃに形成される連結部材嵌合溝１６ｃは、開口部から内部に向かうにしたがって幅（連結部材嵌合溝１６ｃが形成される方向と直交する方向における寸法）が大きくなるように構成される。また、第２の板状部材２０ｃの両端部に形成される凹部２１ｃは、開口部から内部に向かうにしたがって幅（凹部２１ｃが形成される方向と直交する方向における寸法）が大きくなるように構成される。連結部材３０ｃは、長手方向に直交する断面の形状が、台形の上底同士を接続した形状に構成される。

このような構成で、第１の板状部材１０の連結部材嵌合溝１６及び第２の板状部材２０の凹部２１ｃに連結部材３０ｃをはめ込むことで、第１の板状部材１０ｃと第２の板状部材２０ｃとが連結される。この構成によれば、第１の板状部材１０の連結部材嵌合溝１６及び第２の板状部材２０の凹部２１ｃは連結部材３０ｃとかみ合うので、バスケットの組み立てや取り扱いが容易になるとともに、第１の板状部材１０ｃと第２の板状部材２０ｃとのずれを抑制できる。

以上、本実施形態では、上述した実施形態１で開示した構成に加え、第１の板状部材の側面に、複数の第１の板状部材を積み重ねる方向に向かう連結部材嵌合溝を形成するとともに、連結部材を連結部材嵌合溝にはめ込む。そして、両方の長辺側端部に連結部材と嵌め合わされる凹部が形成された第２の板状部材の前記凹部を、対向して配置された連結部材にはめ込む。これによって、上述した実施形態１と同様の作用・効果の他、連結部材及び連結部材嵌合溝によって第２の板状部材からのＹ方向の荷重を受けるので、締結手段（例えばボルト）には、前記Ｙ方向の荷重はほとんど作用しない。これによって、荷重支持手段の個数を少なくしても、前記Ｙ方向の荷重を確実に受けることができる。その結果、締結手段の数を低減できるので、締結手段としてボルトを用いた場合には、ボルトに小径のものを用いることができ、また、ボルトに対するねじ孔を形成する作業や、多数のボルトをねじ込む作業を軽減できるので、バスケットの製造コストを低減できる。

以上のように、本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケット及びリサイクル燃料集合体収納容器、並びにリサイクル燃料集合体収納用バスケットの製造方法は、リサイクル燃料集合体の輸送、貯蔵に有用であり、特に、リサイクル燃料集合体収納用バスケットを構成する部材の切削加工を低減することに適している。

リサイクル燃料集合体収納容器の一例であるキャスクの概要を示す断面図である。 図１に示したキャスクのＡ−Ａ断面図である。 実施形態１に係るバスケットを示す斜視図である。 実施形態１に係るバスケットにおいて連結部材を第１の板状部材に取り付ける部分を示す断面図である。 実施形態１に係るバスケットを示す一部拡大図である。 実施形態１に係るバスケットを構成する第１の板状部材の側面図である。 実施形態１に係るバスケットを構成する第１の板状部材の側面図である。 実施形態１に係るバスケットを構成する第１の板状部材の変形例を示す正面図である。 実施形態１に係るバスケットを構成する第１の板状部材の変形例を示す正面図である。 実施形態１に係るバスケットを構成する第１の板状部材の変形例を示す正面図である。 実施形態１に係るバスケットを構成する第１の板状部材の変形例を示す正面図である。 実施形態１に係るバスケットを構成する第２の板状部材の側面図である。 実施形態１に係るバスケットを構成する第２の板状部材の正面図である。 実施形態１に係るバスケットを構成する連結部材の斜視図である。 実施形態１に係るバスケットを構成する連結部材の正面図である。 第１の板状部材を積み重ねて連結部材で連結した板状部材連結体を示す説明図である。 第１の板状部材を積み重ねて連結部材で連結した板状部材連結体を示す説明図である。 第１の板状部材を積み重ねて連結部材で連結した板状部材連結体を示す説明図である。 板状部材連結体の他の構成例を示す説明図である。 実施形態１に係るバスケットの平面図である。 実施形態１に係るバスケットの平面図である。 実施形態１に係る連結部材と第１の板状部材との取付構造の変形例を示す説明図である。 実施形態２に係るバスケットを示す斜視図である。 実施形態２に係るバスケットにおいて連結部材を第１の板状部材に取り付ける部分を示す断面図である。 実施形態２に係るバスケットを構成する連結部材を示す斜視図である。 実施形態２に係るバスケットにおいて連結部材を第１の板状部材に取り付ける部分の他の構造を示す断面図である。 実施形態２に係るバスケットにおいて連結部材を第１の板状部材に取り付ける部分の他の構造を示す断面図である。 図１６に示す構造で用いる第１の板状部材を示す斜視図である。 実施形態２に係るバスケットにおいて連結部材を第１の板状部材に取り付ける部分の他の構造を示す断面図である。 実施形態２に係るバスケットにおいて連結部材を第１の板状部材に取り付ける部分の他の構造を示す断面図である。 実施形態２に係るバスケットにおいて連結部材を第１の板状部材に取り付ける部分の他の構成例を示す正面図である。 実施形態３に係るバスケットを示す斜視図である。 実施形態３に係るバスケットにおいて連結部材を第１の板状部材に取り付ける部分を示す断面図である。 実施形態３に係るバスケットを構成する連結部材を示す斜視図である。 実施形態３に係るバスケットにおいて連結部材を第１の板状部材に取り付ける部分の他の構造を示す断面図である。 実施形態３に係るバスケットにおいて連結部材を第１の板状部材に取り付ける部分の他の構造を示す断面図である。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ バスケット（リサイクル燃料集合体収納用バスケット）
１０、１０ｂ、１０ｃ 第１の板状部材
１０Ｈ ねじ孔
１０Ｈ１ キー受入凹部
１０Ｈ２ キー受入孔
１０Ｈ３ 固定キー溝
１０Ｈ４ ボルト貫通孔
１０ＬＴ１、１０ＬＴ２ 長辺側端部
１０Ｓ、１０Ｓｂ 側面
１０ＳＴ 短辺側端部
１１ 突起部
１２ 溝部
１３ 貫通孔
１５ 脚部
１６、１６ｃ 連結部材嵌合溝
２０、２０ｂ、２０ｃ 第２の板状部材
２０ＬＴ 長辺側端部
２０Ｓ 側面
２０ＳＴ 短辺側端部
２１、２１ｃ 凹部
２１Ｈ 溝部開口部
２３ 貫通孔
３０、３０ｂ、３０ｃ 連結部材
３０Ａ 第１側面
３０Ｂ 第２側面
３１ ボルト貫通孔
３２ キー受入凹部
３３、３５ ボルト用ねじ孔
３４ ボルト貫通孔
４０、４０ａ ボルト
４１、４２、４３ 荷重支持キー
４１Ｈ 貫通孔
４２ キー穴
４２Ｈ、４３Ｈ 貫通孔
４４ 固定キー
５０ 補強部材
５０Ｈ ねじ孔
１００、１００ａ 板状部材連結体
２００ キャスク
２０１ 胴本体
２０１Ｃ キャビティ

Claims (14)

1. 長辺側端部同士が当接して積み重ねられる複数の第１の板状部材と、
   前記第１の板状部材が積み重ねられる方向に向かって延出し、かつ積み重ねられた前記第１の板状部材の側面に取り付けられて、複数の前記第１の板状部材を連結するとともに前記側面から突出する複数の連結部材と、
   長辺側端部の両方に凹部が形成され、前記凹部に前記連結部材が嵌め込まれる複数の第２の板状部材と、を含み、
   前記第１の板状部材と前記第２の板状部材とで囲まれる空間にリサイクル燃料集合体が収納されることを特徴とするリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
2. 前記第１の板状部材及び前記第２の板状部材は、長手方向に貫通する貫通孔を備えることを特徴とする請求項１に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
3. 前記連結部材は、長手方向に垂直な断面が台形形状であり、前記断面における上底が前記第１の板状部材の側面と接することを特徴とする請求項１又は２に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
4. 前記第２の板状部材の前記凹部は、長手方向に垂直な断面が台形形状であり、前記断面における上底側が前記第１の板状部材の側面と接することを特徴とする請求項３に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
5. 前記第２の板状部材と前記連結部材とは、異なる材料で構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
6. 前記連結部材は、前記第１の板状部材が積み重ねられる方向の異なる位置で分割されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
7. 前記連結部材は、締結手段によって前記第１の板状部材に取り付けられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
8. 前記連結部材の側部には長孔が設けられ、前記締結手段が前記長孔を貫通することを特徴とする請求項７に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
9. 前記締結手段と前記連結部材との間及び前記締結手段と前記第１の板状部材との間には、前記第２の板状部材からの荷重を支持する荷重支持手段が介在することを特徴とする請求項７又は８に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
10. 前記荷重支持手段と前記第１の板状部材との間、前記荷重支持手段と前記第２の板状部材との間の少なくとも一方には、前記荷重支持手段の回転を抑制する回転抑制部材が設けられることを特徴とする請求項９に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
11. 前記第１の板状部材の前記貫通孔の内部に前記第１の板状部材よりも剛性の高い材料で構成される補強部材を配置するとともに、前記補強部材と前記締結手段とを結合することを特徴とする請求項５〜１０のいずれか１項に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
12. 前記第１の板状部材の側面には、複数の前記第１の板状部材を積み重ねる方向に向かう溝が形成され、
    前記連結部材は前記溝にはめ込まれることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
13. 開口部とキャビティとを備える胴と、
    前記開口部に取り付けられて、前記キャビティを密封する蓋と、
    前記キャビティ内に配置される、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケットと、
    を備えることを特徴とするリサイクル燃料集合体収納容器。
14. 複数の第１の板状部材を、その長辺側端部同士を当接させて積み重ねる手順と、
    複数の前記第１の板状部材を、前記第１の板状部材の側面に取り付けられて前記側面から突出する連結部材によって連結して、板状部材連結体を複数構成する手順と、
    複数の前記板状部材連結体の側面同士を向かい合わせ、かつ前記連結部材同士を対向させて配置する手順と、
    対向する前記連結部材に、長辺側端部の両方に凹部が形成された第２の板状部材の前記凹部を差し込む手順と、
    を含むことを特徴とするリサイクル燃料集合体収納用バスケットの製造方法。

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