JP2014066567A - 放射性物質輸送貯蔵容器 - Google Patents

Abstract

【課題】寸法制限及び重量制限を守りつつ、トラニオン部における構造材放射化によるガンマ線及び中性子の遮蔽に必要な遮蔽体厚さを確保する。
【解決手段】放射性物質輸送貯蔵容器１０において、複数のバスケット格子５で形成されて使用済燃料２０を収めるバスケット１の周縁部に配置される外側格子２の内、トラニオン５５が取り付けられる本体胴４７の側面部分に対向する外側格子２の外周面に補助遮蔽体３を設置する。更に、補助遮蔽体３は、バスケット１の軸方向において、使用済燃料２０の構造材部２１の領域にのみ設置する。
【選択図】図２

Description

本発明は、使用済燃料等の放射性物質の放射性物質輸送貯蔵容器に関する。特に、放射性物質輸送貯蔵容器を把持するために外周部に固定されるトラニオンを備える放射性物質輸送貯蔵容器に関する。

原子力発電所などで発生した使用済燃料等の放射性物質は放射性物質輸送貯蔵容器に収納される。そして、貯蔵施設や処理施設に輸送されて、所定年数、貯蔵されたり処理されたりする。このような放射性物質輸送貯蔵容器は、使用済燃料を収容したバスケットと、上部が開口してバスケットを内部に収納する有底筒形状をなす容器本体と、容器本体の上部に固定される蓋部と、容器本体の外周部に固定され放射性物質輸送貯蔵容器を把持するための複数のトラニオンとから構成されている。ここで、トラニオンは、移送用クレーンなどにより、容器を縦起こし、横倒し、吊り上げて移動し、或いは、輸送時或いは貯蔵時に固縛するために取り付けられている。

そして、例えば、特許文献１〜３に示すような、放射性物質輸送貯蔵容器が開発されている。特許文献１に示す技術は、放射性物質輸送貯蔵容器のバスケットである。このバスケットはアルミニウム合金の押出材により構成されている。バスケットの主な目的の１つは未臨界維持である。バスケットに、断面形状が略Ｈ型のアルミニウム押出材を用いている。これにより、未臨界を維持しつつ、軽量化、コンパクト化することができる。特許文献２に示す技術は、放射性物質輸送貯蔵容器のバスケットである。このバスケットはＢＷＲ用バスケットであり、アルミの板材で構成されている。特許文献３に示す技術は、放射性物質輸送貯蔵容器である。この放射性物質輸送貯蔵容器において、トラニオンを含む放射性物質輸送貯蔵容器の外周面の外径（以下、「トラニオン外径」と称する。）を小さくするために、トラニオンが設置される容器本体の外周面を平らな構造にしている。

ここで、放射性物質輸送貯蔵容器のトラニオン外径には、原子力発電所の設備で運用可能とするために制限が設けられている。即ち、放射性物質輸送貯蔵容器にトラニオンを設置するためには、トラニオン外径を小さくして制限内に設計する必要性が生じてくる。通常、トラニオンは構造強度上の観点から、放射性物質輸送貯蔵容器の本体容器を構成する外筒に設置されるのではなく、放射性物質輸送貯蔵容器の本体容器を構成する外筒及び中性子遮蔽材の内側にある本体胴に対して、嵌め込まれたり、複数のボルトで締結されたりすることにより固定されている。

特開２０１１−１１７７７４号公報 特開２００７−２１２３８５号公報 特開２００６−２７５７３０号公報

しかしながら、特許文献１〜３に示すような従来の放射性物質輸送貯蔵容器において、トラニオンが固定されている本体胴の部分（以下、「トラニオン部」と称する。）は、使用済燃料の構造材放射化によるガンマ線強度が高くなる。そのため、放射性物質輸送貯蔵容器の遮蔽設計の観点から、トラニオン部は、ガンマ線に対する十分な遮蔽体厚さが必要となる。ところが、放射性物質輸送貯蔵容器の設計には重量制限が設けられている。そして、通常、使用済燃料の収納体数を最大化するように設計するため、外径も大きくなり、重量制限に対してはほとんど余裕のない限界の設計を行っている。また、上述のように、トラニオン外径には制限があるため、通常、トラニオン部の容器本体の外周面を平らな構造としている。そのため、トラニオン部の十分な遮蔽体厚さを確保することが難しくなり、ガンマ線及び中性子の線量当量率が高くなってしまう。この問題を解決するため、遮蔽設計上の設計基準値を満たすために必要な遮蔽体厚さを、主要なガンマ線遮蔽体である本体胴や外筒で確保しようとすると、トラニオン部以外の領域も一律に遮蔽厚さが厚くなる。そのため、総重量が大幅に増加してしまい、使用済燃料の収納体数を維持しようとすると設計的に重量制限を超えてしまう。更に、主要なガンマ線遮蔽体である外筒等の板厚を増やすと、外径の寸法制限があることから、内部の中性子遮蔽材の厚さを減らさなければならなくなり、中性子遮蔽の観点からも不利である。このような重量制限及び設計制限により、寸法制限を満足させるためには、トラニオン部における遮蔽体厚さが小さくなるためガンマ線及び中性子の線量当量率が増えることから遮蔽設計が成立しなくなり、一方、遮蔽設計を成立させるためには、重量制限を超えることになる。その結果として、使用済燃料の収納体数を減らす対策が必要となり、放射性物質輸送貯蔵容器の設計競争力が低減されてしまう。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、トラニオン部において、構造材放射化によるガンマ線及び中性子の遮蔽に必要な遮蔽体厚さを確保しつつ、総重量の増加を最小限にとどめ、使用済燃料の収納体数を最大化する放射性物質輸送貯蔵容器を提供するものである。

本発明に係る放射性物質輸送貯蔵容器は、複数の格子で形成されて使用済燃料を収めるバスケットと、前記バスケットを収納する有底筒形の本体胴と、前記本体胴の外側に空間を開けて設けられた有底筒形の外筒と、前記空間内に配置された中性子遮蔽体と、前記本体胴の上部開口を閉塞する蓋部と、前記本体胴の側面に取り付けられたトラニオンと、を備え、前記バスケットの周縁部に配置される外側格子の内、前記トラニオンが取り付けられる前記本体胴の側面部分に対向する外側格子の厚みが、他の格子よりも厚く形成されることを特徴とする。

これによると、バスケットの周縁部に配置される外側格子の内、トラニオン部に対向する外側格子のみの厚みを厚くしている。これにより、寸法制限を守りつつ、厚い外側格子でガンマ線を遮蔽するための遮蔽厚さを十分に確保することができる。また、重量増加が必要最小限にとどめられ、重量制限を守ることができる。更に、中性子を遮蔽する中性子遮蔽材の厚さを維持することができる。以上により、寸法制限及び重量制限を守り、且つ、遮蔽設計に有利な放射性物質輸送貯蔵容器を設計できる。

ここで、本発明に係る放射性物質輸送貯蔵容器について、前記厚みは、前記バスケットの軸方向において、前記使用済燃料の構造材部の領域のみ厚く形成されて良い。

これにより、使用済燃料の構造材部は燃料有効部からの中性子によるＣｏ−５９の放射化により、比較的エネルギーの高いガンマ線を放出し、放射性物質輸送貯蔵容器のトラニオン部における線量当量率に対する寄与が大きい。そこで、バスケットの軸方向において、バスケットの周縁部に配置される外側格子の使用済燃料の上下端部に位置する構造材部の領域のみ厚く形成することにより、この放射化によるガンマ線を効率的に遮蔽することができる。

本発明に係る放射性物質輸送貯蔵容器は、複数の格子で形成されて使用済燃料を収めるバスケットと、前記バスケットを収納する有底筒形の本体胴と、前記本体胴の外側に空間を開けて設けられた有底筒形の外筒と、前記空間内に配置された中性子遮蔽体と、前記本体胴の上部開口を閉塞する蓋部と、前記本体胴の側面に取り付けられたトラニオンと、を備え、前記バスケットの周縁部に配置される外側格子の内、前記トラニオンが取り付けられる前記本体胴の側面部分に対向する外側格子の密度が、他の格子よりも大きく形成されることを特徴とする。

これによると、バスケットの周縁部に配置される外側格子の内、トラニオン部に対向する外側格子のみの密度を大きくしている。これにより、寸法制限を守りつつ、密度の大きい外側格子でガンマ線を十分に遮蔽することができる。また、重量増加が必要最小限にとどめられ、重量制限を守ることができる。更に、中性子を遮蔽する中性子遮蔽材の厚さを維持することができる。以上により、寸法制限及び重量制限を守り、且つ、遮蔽設計に有利な放射性物質輸送貯蔵容器を設計できる。

ここで、本発明に係る放射性物質輸送貯蔵容器について、前記密度は、前記バスケットの軸方向において、前記使用済燃料の構造材部の領域のみ大きく形成されて良い。

これにより、使用済燃料の構造材部は燃料有効部からの中性子によるＣｏ−５９の放射化により、比較的エネルギーの高いガンマ線を放出し、放射性物質輸送貯蔵容器のトラニオン部における線量当量率に対する寄与が大きい。そこで、バスケットの軸方向において、バスケットの周縁部に配置される外側格子の使用済燃料の上下端部に位置する構造材部の領域のみ密度を大きく形成することにより、この放射化によるガンマ線を効率的に遮蔽することができる。

本発明に係る放射性物質輸送貯蔵容器は、複数の格子で形成されて使用済燃料を収めるバスケットと、前記バスケットを収納する有底筒形の本体胴と、前記本体胴の外側に空間を開けて設けられた有底筒形の外筒と、前記空間内に配置された中性子遮蔽体と、前記本体胴の上部開口を閉塞する蓋部と、前記本体胴の側面に取り付けられたトラニオンと、を備え、前記バスケットの周縁部に配置される外側格子の内、前記トラニオンが取り付けられる前記本体胴の側面部分に対向する外側格子の外周面に補助遮蔽体を設置することを特徴とする。

これによると、バスケットの周縁部に配置される外側格子の内、トラニオン部に対向する外側格子のみの外周面に補助遮蔽体を設置している。これにより、寸法制限を守りつつ、補助遮蔽体でガンマ線を遮蔽する遮蔽厚さを十分に確保することができる。また、重量増加が必要最小限にとどめられ、重量制限を守ることができる。更に、中性子を遮蔽する中性子遮蔽材の厚さを維持することができる。以上により、寸法制限及び重量制限を守り、且つ、遮蔽設計に有利な放射性物質輸送貯蔵容器を設計できる。

ここで、本発明に係る放射性物質輸送貯蔵容器について、前記補助遮蔽体は、前記バスケットの軸方向において、前記使用済燃料の構造材部の領域にのみ設置されて良い。

これにより、使用済燃料の構造材部は燃料有効部からの中性子によるＣｏ−５９の放射化により、比較的エネルギーの高いガンマ線を放出し、放射性物質輸送貯蔵容器のトラニオン部における線量当量率に対する寄与が大きい。そこで、バスケットの軸方向において、バスケットの周縁部に配置される外側格子の使用済燃料の上下端部に位置する構造材部の領域のみ補助遮蔽材を設置することにより、この放射化によるガンマ線を効率的に遮蔽することができる。

更に、本発明に係る放射性物質輸送貯蔵容器について、前記補助遮蔽体は、その主な材質が、金属材料、金属材料以外の密度の高い材料、或いは、金属材料及び金属材料以外の密度の高い材料を組み合わせた材料からなって良い。

ガンマ線の遮蔽効果は、遮蔽する材質の密度が大きくなるほど有効である。従って、金属材料、金属材料以外の密度の高い材料、或いは、金属材料及び金属材料以外の密度の高い材料を組み合わせた材料を主な材質として補助遮蔽体を形成することにより、補助遮蔽体の材質の密度が大きくなる。これにより、ガンマ線遮蔽に有効な効果が得られる。更に、金属材料は、加工が比較的簡単にできるという利点もある。

本発明の放射性物質輸送貯蔵容器は、寸法制限及び重量制限を守りつつ、トラニオン部における構造材放射化によるガンマ線及び中性子の遮蔽に必要な遮蔽体厚さを確保する。

本実施形態に係る放射性物質輸送貯蔵容器の概要構成を示す斜視図である。 第一の実施形態に係る放射性物質輸送貯蔵容器の縦断面図である。 第一の実施形態に係る放射性物質輸送貯蔵容器を構成するバスケットの図２におけるＡ−Ａ断面図である。 第二の実施形態に係る放射性物質輸送貯蔵容器の縦断面図である。 第二の実施形態に係る放射性物質輸送貯蔵容器を構成するバスケットの図４におけるＡ−Ａ断面図である。 第三の実施形態に係る放射性物質輸送貯蔵容器の縦断面図である。 第三の実施形態に係る放射性物質輸送貯蔵容器を構成するバスケットの図６におけるＡ−Ａ断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係る放射性物質輸送貯蔵容器を実施するための形態について、具体的な一例に即して説明する。

尚、以下に説明するものは、例示したものにすぎず、本発明に係る放射性物質輸送貯蔵容器の適用限界を示すものではない。すなわち、本発明に係る放射性物質輸送貯蔵容器は、下記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいてさまざまな変更が可能なものである。

［第一の実施形態］
まず、第一の実施形態に係る放射性物質輸送貯蔵容器について、図１及び図２に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る放射性物質輸送貯蔵容器の概要構成を示す斜視図である。図２は、第一の実施形態に係る放射性物質輸送貯蔵容器の縦断面図である。尚、図１に示す本実施形態に係る放射性物質輸送貯蔵容器の概要構成を示す斜視図は、第一〜第三の実施形態に係る放射性物質輸送貯蔵容器に共通である。

図１及び図２に示すように、第一の実施形態に係る放射性物質の放射性物質輸送貯蔵容器１０は、上部が開口して放射性物質である使用済燃料２０を収容したバスケット１を内部に収納する有底筒形状をなす容器本体４１と、容器本体４１の上部に固定される蓋部４２と、容器本体４１の外周部に固定され放射性物質輸送貯蔵容器１０を把持するための複数のトラニオン５５とから構成されている。

ここで、放射性物質輸送貯蔵容器１０の容器本体４１の構成について、以下でより詳細に説明する。容器本体４１は、複数の格子で形成されて使用済燃料２０を収めるバスケット１と、バスケット１を収納する有底筒形の本体胴４７と、本体胴４７の外側に空間を開けて設けられた有底筒形の外筒４５と、本体胴４７と外筒４５の間の空間内に配置された中性子遮蔽体４６と、から構成される。

本体胴４７は、ガンマ線遮蔽機能と構造強度を確保するための炭素鋼からなる。本体胴４７は、円筒状に形成されており、バスケット１が挿入される。そして、バスケット１の内部には放射性物質として使用済燃料２０が装荷されている。本体胴４７の外周部には、樹脂やゴム等の材料を主としてなる中性子遮蔽材４６が炭素鋼或いはステンレス鋼からなる円筒状の外筒４５に覆われて配置されて、遮蔽層が形成されている。中性子遮蔽材４６の中には、使用済燃料２０の崩壊熱を除熱するべく、本体胴４７から外筒４５に伝熱するための銅からなる伝熱フィ４６ａが設けられている。

そして、外筒４５の外周面には、放射性物質輸送貯蔵容器１０を把持するための複数のトラニオン５５が設けられている。ここで、トラニオン５５は、移送用クレーンなどにより放射性物質輸送貯蔵容器１０を縦起こし、横倒し、吊り上げて移動し、或いは、輸送時或いは貯蔵時に固縛するために取り付けられている。本実施形態では、トラニオン５５は、本体胴４７の側面であって、本体胴４７の上部及び下部にそれぞれの本体胴４７の径方向の０°、９０°、１８０°及び２７０°の位置の合計８箇所に嵌め込まれている。尚、トラニオン５５の設置箇所はこれに限らない。また、トラニオン５５は、複数のボルトで締結されても良い。

次に、放射性物質輸送貯蔵容器１０の蓋部４２の構成について、以下でより詳細に説明する。蓋部４２は、容器本体４１の上部開口を閉塞するように構成されている。本体胴４７の上方に設けられた開口部には、本体胴４７と同じ材質の円盤状の一次蓋４３が取り付けられる。一次蓋４３の外側には、円盤状の二次蓋４４が取り付けられている。

一次蓋４３は、炭素鋼或いはステンレス鋼からなる。一次蓋４３の外周部は、ガスケットを介して放射性物質輸送貯蔵容器１０の端面に圧着され、ボルト止めにて固定されている。また、二次蓋４４は、炭素鋼或いはステンレス鋼からなる外部構造材４４ｂの内部に、水素を多く含む樹脂やゴムなどの材料からなる中性子遮蔽材４４ｃが配置されて、遮蔽層が形成されている。そして、二次蓋４４の鏡板の外周には、フランジが取り付けられている。二次蓋４４は、このフランジを介して放射性物質輸送貯蔵容器１０の端面に圧着される。そして、二次蓋４４は、ボルト止めにて固定されて、シール構造として、放射性物質輸送貯蔵容器１０に取り付けられている。

尚、一次蓋４３及び二次蓋４４の間には、密閉監視装置５２が設けられている。密閉監視装置５２は、１気圧よりも高い圧力がかかった状態で密閉されている一次蓋４３と二次蓋４４の間の圧力を長期間に渡る貯蔵期間中モニタリングする。そして、密閉監視装置５２は、圧力が低下することにより、一次蓋４３或いは二次蓋４４に何らかのリークが発生したことを認知する。

次に、放射性物質輸送貯蔵容器１０の底部の構成について、以下でより詳細に説明する。放射性物質輸送貯蔵容器１０の本体胴４７の下方には、本体胴４７と同一材質の円盤状の底板５３が、本体胴４７と一体となるように溶接固定して取り付けられる。底板５３の外側には、中性子遮蔽材５３ａが底部レジンカバー５４に覆われて取り付けられて、遮蔽層が形成されている。

次に、放射性物質輸送貯蔵容器１０の使用済燃料２０の構成について、以下でより詳細に説明する。図２に示すように、使用済燃料２０は、構造材部２１の領域と、燃料有効部２２の領域とを有する。構造材部２１の領域は、大きく分けて、バスケット１の軸方向において、燃料有効部２２の下部に存在する構造材（例えば、ＢＷＲ燃料における下部タイプレート部等）と、燃料有効部２２の上部に存在する構造材（例えば、ＢＷＲ燃料におけるハンドル部、上部グリッド部、上部プレナム部等）とを領域とする。尚、放射性物質輸送貯蔵容器１０に収納される使用済燃料２０のタイプ（例えば、ＢＷＲ燃料とＰＷＲ燃料）により、構造材部２１の領域の対象となる構造材が異なる。また、燃料有効部２２の領域は、バスケット１の軸方向において、下部に存在する構造材部２１と上部に存在する構造材部２１との間の領域であって、使用済みの燃料ペレットが収容されている領域である。尚、構造材部２１は、燃料有効部２２から放出された中性子により中性子核反応が生じることにより、Ｃｏ−５９が放射化し、比較的エネルギーの高いガンマ線を放出する。

次に、第一の実施形態に係る放射性物質輸送貯蔵容器を構成するバスケット１について、図３に基づいて説明する。図３は、第一の実施形態に係る放射性物質輸送貯蔵容器を構成するバスケットの図２におけるＡ−Ａ断面図である。

第一の実施形態に係るバスケット１は、ＢＷＲ燃料用のバスケットであり、図１及び図２に示すように、容器本体４１の本体胴４７内に収容されている。バスケット１は、板材が格子状に縦横に組まれることで、多数のバスケット格子（格子）５を備えるように形成されている。板材は、ボロンが添加されたアルミニウム合金やステンレス鋼からなり、平板状に形成される。このバスケット格子５には、使用済燃料２０が収納される。本実施形態において、バスケット格子５は、縦９列、横９列で並べられている。尚、バスケット格子５の並び方はこれに限定されない。また、バスケット１のバスケット格子５の端部の外側には、コーナープロファイル４が配置されて、バスケット１の外周を本体胴４７の内周に合わせた形状になるように形成されている。本実施形態に係るバスケット１は、図３に示すように、周方向における、０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°、３１５°の計８箇所にコーナープロファイル４が設置されている。尚、コーナープロファイル４は設置されていなくても良い。

そして、バスケット１の周縁部に配置される外側格子２の内、トラニオン５５が取り付けられる本体胴４７の側面部分（即ち、トラニオン部）に対向する外側格子２の外周面には、補助遮蔽体３が設置される。本実施形態に係るバスケット１は、図３に示すように、周方向における０°、９０°、１８０°、２７０°の計４箇所において、外側格子２の外周面に補助遮蔽体３が設置される。

更に、補助遮蔽体３は、バスケット１の軸方向において、使用済燃料２０の上下２つに存在する構造材部２１の領域のみに設置される。尚、補助遮蔽体３は、バスケット１の軸方向において、構造材部２１の全領域に設置しても良いし、トラニオン５５が取り付けられる本体胴４７の側面部分に対向する一部の領域のみに設置しても良い。

補助遮蔽体３は、炭素鋼、ステンレス鋼の他、アルミニウム或いはアルミニウム合金、タングステン、鉛、銅或いは銅合金等の金属材料を主な材質として、形成される。または、補助遮蔽体３は、金属材料以外の密度の高い材料を主な材質として形成されても良く、例えば、セラミックスであっても良い。更に、補助遮蔽体３は、金属材料と金属材料以外の密度の高い材料との組み合わせて主な材質として形成されても良い。

ここで、第一の実施形態に係るバスケット１は、補助遮蔽体３を、バスケット１の外側格子２又はその他構造材に対して、ネジ止め、リベット、かしめ、圧着、ＦＳＷ、拡散接合、ロウ付け、溶接及びはめ込み等により取り付けることにより製造する。

このように、第一の実施形態の放射性物質輸送貯蔵容器１０によれば、バスケット１の周縁部に配置される外側格子２の内、トラニオン部に対向する外側格子２のみの外周面に補助遮蔽体３を設置している。これにより、寸法制限を守りつつ、補助遮蔽体３でガンマ線を遮蔽する遮蔽厚さを十分に確保することができる。また、重量増加が必要最小限にとどめられ、重量制限を守ることができる。更に、中性子を遮蔽する中性子遮蔽材４６の厚さを維持することができる。以上により、寸法制限及び重量制限を守り、且つ、遮蔽設計に有利な放射性物質輸送貯蔵容器１０を設計できる。

また、使用済燃料２０の構造材部２１は燃料有効部から２２の中性子によるＣｏ−５９の放射化により、比較的エネルギーの高いガンマ線を放出し、放射性物質輸送貯蔵容器のトラニオン部における線量当量率に対する寄与が大きい。そこで、バスケット１の軸方向において、バスケット１の周縁部に配置される外側格子２の使用済燃料２０の構造材部２１の領域のみ補助遮蔽材３を設置することにより、この放射化によるガンマ線を効率的に遮蔽することができる。

また、ガンマ線の遮蔽効果は、遮蔽する材質の密度が大きくなるほど有効である。従って、金属材料、金属材料以外の密度の高い材料、或いは、金属材料及び金属材料以外の密度の高い材料を組み合わせた材料を主な材質として補助遮蔽体３を形成することにより、補助遮蔽体３の材質の密度が大きくなる。これにより、ガンマ線遮蔽に有効な効果が得られる。更に、金属材料は、加工が比較的簡単にできるという利点もある。

［第二の実施形態］
次に、第二の実施形態に係る放射性物質輸送貯蔵容器について、図４及び図５に基づいて説明する。図４は、第二の実施形態に係る放射性物質輸送貯蔵容器の縦断面図である。図５は、第二の実施形態に係る放射性物質輸送貯蔵容器を構成するバスケットの図４におけるＡ−Ａ断面図である。

尚、第二の実施形態に係る放射性物質輸送貯蔵容器１０を構成する容器本体４１と、蓋部４２と、トラニオン５５と、使用済燃料２０の構成は、第一の実施形態に係る放射性物質輸送貯蔵容器１０と同じ構成であるため、その説明を省略し、第一の実施形態に係る放射性物質輸送貯蔵容器１０と異なる構成であるバスケット１について、以下で説明する。

第二の実施形態に係るバスケット１は、ＢＷＲ燃料用のバスケットであり、図４及び図５に示すように、容器本体４１の本体胴４７内に収容されている。バスケット１は、板材が格子状に縦横に組まれることで、多数のバスケット格子（格子）５を備えるように形成されている。板材は、ボロンが添加されたアルミニウム合金やステンレス鋼からなり、平板状に形成される。このバスケット格子５には、使用済燃料２０が収納される。本実施形態において、バスケット格子５は、縦９列、横９列で並べられている。尚、バスケット格子５の並び方はこれに限定されない。また、バスケット１のバスケット格子５の端部の外側には、コーナープロファイル４が配置されて、バスケット１の外周を本体胴４７の内周に合わせた形状になるように形成されている。本実施形態に係るバスケット１は、図５に示すように、周方向における、０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°、３１５°の計８箇所にコーナープロファイル４が設置されている。尚、コーナープロファイル４は、設置されていなくても良い。

そして、バスケット１の周縁部に配置される外側格子２の内、トラニオン５５が取り付けられる本体胴４７の側面部分（即ち、トラニオン部）に対向する外側格子２の厚みが厚くなるように形成される。本実施形態に係るバスケット１は、図５に示すように、周方向における０°、９０°、１８０°、２７０°の計４箇所において、外側格子２の厚みが他のバスケット格子５で通常用いられる厚みよりも厚くなるように形成される。

更に、外側格子２は、バスケット１の軸方向において、使用済燃料２０の上下２つに存在する構造材部２１の領域のみの厚みが厚くなるように形成される。尚、外側格子２は、バスケット１の軸方向において、構造材部２１の全領域において厚くなるように形成しても良いし、トラニオン５５が取り付けられる本体胴４７の側面部分に対向する一部の領域のみが厚くなるように形成しても良い。

そして、第二の実施形態に係るバスケット１の製造方法について説明する。まず、バスケット１の周縁部に配置される外側格子２の内、トラニオン５５が取り付けられる本体胴４７の側面部分に対向する外側格子２を構成する板材についてのみ、他のバスケット格子５に通常用いる板材よりも厚みが厚くなるように形成する。特に、バスケット１の軸方向において、使用済燃料２０の上下２つに存在する構造材部２１の領域の外側格子２についてのみ、他のバスケット格子５に通常用いる板材よりも厚みが厚くなるように形成する。他のバスケット格子５については、通常用いる板材の厚みで板材を形成する。そして、形成された板材を用いて、格子状に縦横に組みこんで、第二の実施形態に係るバスケット１を製造する。

このように、第二の実施形態の放射性物質輸送貯蔵容器１０によれば、バスケット１の周縁部に配置される外側格子２の内、トラニオン部に対向する外側格子２のみの厚みを厚くしている。これにより、寸法制限を守りつつ、厚い外側格子２でガンマ線を遮蔽するための遮蔽厚さを十分に確保することができる。また、重量増加が必要最小限にとどめられ、重量制限を守ることができる。更に、中性子を遮蔽する中性子遮蔽材４６の厚さを維持することができる。以上により、寸法制限及び重量制限を守り、且つ、遮蔽設計に有利な放射性物質輸送貯蔵容器１０を設計できる。

また、使用済燃料２０の構造材部２１は燃料有効部２２からの中性子によるＣｏ−５９の放射化により、比較的エネルギーの高いガンマ線を放出し、放射性物質輸送貯蔵容器のトラニオン部における線量当量率に対する寄与が大きい。そこで、バスケット１の軸方向において、バスケット１の周縁部に配置される外側格子２の使用済燃料の構造材部２１の領域のみ厚みを厚く形成することにより、この放射化によるガンマ線を効率的に遮蔽することができる。厚みを厚くすることで、厚い外側格子でガンマ線を遮蔽しつつ重量増加が必要最小限にとどめられ、かつ、中性子を遮蔽する中性子遮蔽材の厚さを維持することができ、遮蔽設計に有利な容器を設計できる。

［第三の実施形態］
次に、第三の実施形態に係る放射性物質輸送貯蔵容器について、図６及び図７に基づいて説明する。図６は、第三の実施形態に係る放射性物質輸送貯蔵容器の縦断面図である。図７は、第三の実施形態に係る放射性物質輸送貯蔵容器を構成するバスケットの図６におけるＡ−Ａ断面図である。

尚、第三の実施形態に係る放射性物質輸送貯蔵容器１０を構成する容器本体４１と、蓋部４２と、トラニオン５５と、使用済燃料２０の構成は、第一の実施形態に係る放射性物質輸送貯蔵容器１０と同じ構成であるため、その説明を省略し、第一の実施形態に係る放射性物質輸送貯蔵容器１０と異なる構成であるバスケット１について、以下で説明する。

第三の実施形態に係るバスケット１は、ＢＷＲ燃料用のバスケットであり、図６及び図７に示すように、容器本体４１の本体胴４７内に収容されている。バスケット１は、板材が格子状に縦横に組まれることで、多数のバスケット格子（格子）５を備えるように形成されている。板材は、ボロンが添加されたアルミニウム合金やステンレス鋼からなり、平板状に形成される。このバスケット格子５には、使用済燃料２０が収納される。本実施形態において、バスケット格子５は、縦９列、横９列で並べられている。尚、バスケット格子５の並び方はこれに限定されない。また、バスケット１のバスケット格子５の端部の外側には、コーナープロファイル４が配置されて、バスケット１の外周を本体胴４７の内周に合わせた形状になるように形成されている。本実施形態に係るバスケット１は、図７に示すように、周方向における、０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°、３１５°の計８箇所にコーナープロファイル４が設置されている。尚、コーナープロファイル４は、設置されていなくても良い。

そして、バスケット１の周縁部に配置される外側格子２の内、トラニオン５５が取り付けられる本体胴４７の側面部分（即ち、トラニオン部）に対向する外側格子２の密度が大きくなるように形成される。本実施形態に係るバスケット１は、図７に示すように、周方向における０°、９０°、１８０°、２７０°の計４箇所において、外側格子２の密度が他のバスケット格子５で通常用いられる密度よりも大きくなるように形成される。

更に、外側格子２は、バスケット１の軸方向において、使用済燃料２０の上下２つに存在する構造材部２１の領域のみの密度が大きくなるように形成される。尚、外側格子２は、バスケット１の軸方向において、構造材部２１の全領域において密度が大きくなるように形成しても良いし、トラニオン５５が取り付けられる本体胴４７の側面部分に対向する一部の領域のみが密度が大きくなるように形成しても良い。

外側格子２の密度が大きくなるように形成するには、炭素鋼、ステンレス鋼の他、アルミニウム或いはアルミニウム合金、タングステン、鉛、銅或いは銅合金等の金属材料を主な材質とする。または、金属材料以外の密度の高い材料を主な材質としても良く、例えば、セラミックスであっても良い。更に、金属材料と金属材料以外の密度の高い材料との組み合わせて主な材質としても良い。

そして、第三の実施形態に係るバスケット１の製造方法について説明する。まず、バスケット１の周縁部に配置される外側格子２の内、トラニオン５５が取り付けられる本体胴４７の側面部分に対向する外側格子２を構成する板材についてのみ、他のバスケット格子５に通常用いる板材の材質よりも密度が大きい材質により形成する。特に、バスケット１の軸方向において、使用済燃料２０の上下２つに存在する構造材部２１の領域の外側格子２についてのみ、他のバスケット格子５に通常用いる板材の材質よりも密度が大きい材質により形成する。他のバスケット格子５については、通常用いる材質により板材を形成する。そして、形成された板材を用いて、格子状に縦横に組みこんで、第三の実施形態に係るバスケット１を製造する。

このように、第三の実施形態の放射性物質輸送貯蔵容器１０によれば、バスケット１の周縁部に配置される外側格子２の内、トラニオン部に対向する外側格子２のみの密度を大きくしている。これにより、寸法制限を守りつつ、密度の大きい外側格子２でガンマ線を十分に遮蔽することができる。また、重量増加が必要最小限にとどめられ、重量制限を守ることができる。更に、中性子を遮蔽する中性子遮蔽材４６の厚さを維持することができる。以上により、寸法制限及び重量制限を守り、且つ、遮蔽設計に有利な放射性物質輸送貯蔵容器１０を設計できる。

また、使用済燃料２０の構造材部２１は燃料有効部２２からの中性子によるＣｏ−５９の放射化により、比較的エネルギーの高いガンマ線を放出し、放射性物質輸送貯蔵容器のトラニオン部における線量当量率に対する寄与が大きい。そこで、バスケット１の軸方向において、バスケット１の周縁部に配置される外側格子２の使用済燃料の構造材部２１の領域のみ密度を大きく形成することにより、この放射化によるガンマ線を効率的に遮蔽することができる。密度を大きくすることで、密度が大きい外側格子でガンマ線を遮蔽しつつ重量増加が必要最小限にとどめられ、かつ、中性子を遮蔽する中性子遮蔽材の厚さを維持することができ、遮蔽設計に有利な容器を設計できる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいてさまざまな変更が可能なものである。

例えば、上述の第一〜第三の実施形態に係る放射性物質輸送貯蔵容器は、ＢＷＲ燃料用のバスケット１０に適用しているが、それに限らない。本発明に係る放射性物質輸送貯蔵容器は、様々な種類のバスケットに適用することができる。

１ バスケット
２ 外側格子
３ 補助遮蔽体
５ バスケット格子（格子）
１０ 放射性物質輸送貯蔵容器
２０ 使用済燃料
４２ 蓋部
４５ 外筒
４６ 中性子遮蔽体
４７ 本体胴
５５ トラニオン

Claims (7)

1. 複数の格子で形成されて使用済燃料を収めるバスケットと、
   前記バスケットを収納する有底筒形の本体胴と、
   前記本体胴の外側に空間を開けて設けられた有底筒形の外筒と、
   前記空間内に配置された中性子遮蔽体と、
   前記本体胴の上部開口を閉塞する蓋部と、
   前記本体胴の側面に取り付けられたトラニオンと、を備え、
   前記バスケットの周縁部に配置される外側格子の内、前記トラニオンが取り付けられる前記本体胴の側面部分に対向する外側格子の厚みが、他の格子よりも厚く形成されることを特徴とする放射性物質輸送貯蔵容器。
2. 前記厚みは、前記バスケットの軸方向において、前記使用済燃料の構造材部の領域のみ厚く形成されることを特徴とする請求項１に記載の放射性物質輸送貯蔵容器。
3. 複数の格子で形成されて使用済燃料を収めるバスケットと、
   前記バスケットを収納する有底筒形の本体胴と、
   前記本体胴の外側に空間を開けて設けられた有底筒形の外筒と、
   前記空間内に配置された中性子遮蔽体と、
   前記本体胴の上部開口を閉塞する蓋部と、
   前記本体胴の側面に取り付けられたトラニオンと、を備え、
   前記バスケットの周縁部に配置される外側格子の内、前記トラニオンが取り付けられる前記本体胴の側面部分に対向する外側格子の密度が、他の格子よりも大きく形成されることを特徴とする放射性物質輸送貯蔵容器。
4. 前記密度は、前記バスケットの軸方向において、前記使用済燃料の構造材部の領域のみ大きく形成されることを特徴とする請求項３に記載の放射性物質輸送貯蔵容器。
5. 複数の格子で形成されて使用済燃料を収めるバスケットと、
   前記バスケットを収納する有底筒形の本体胴と、
   前記本体胴の外側に空間を開けて設けられた有底筒形の外筒と、
   前記空間内に配置された中性子遮蔽体と、
   前記本体胴の上部開口を閉塞する蓋部と、
   前記本体胴の側面に取り付けられたトラニオンと、を備え、
   前記バスケットの周縁部に配置される外側格子の内、前記トラニオンが取り付けられる前記本体胴の側面部分に対向する外側格子の外周面に補助遮蔽体を設置することを特徴とする放射性物質輸送貯蔵容器。
6. 前記補助遮蔽体は、前記バスケットの軸方向において、前記使用済燃料の構造材部の領域にのみ設置されることを特徴とする請求項５に記載の放射性物質輸送貯蔵容器。
7. 前記補助遮蔽体は、その主な材質が、金属材料、金属材料以外の密度の高い材料、或いは、金属材料及び金属材料以外の密度の高い材料を組み合わせた材料からなることを特徴とする請求項５または６に記載の放射性物質輸送貯蔵容器。