JP2014092530A - Neutron absorption member, critical state occurrence preventing method, and fissile material recovery method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a neutron absorption member capable of recovering, without causing recriticality, debris that contains a fissile material and exists in a pressure vessel or containment vessel in a nuclear reactor, and to provide a method of recovering the debris from a reactor pressure vessel or containment vessel using the neutron absorption member.SOLUTION: The present invention provides a neutron absorption member including a heat-resistant and radiation-resistant sheet-like material and a neutron absorber fixed on the sheet-like material, a fissile material recovery method of making the neutron absorption member absorb a fissile material inclusion and recovering the fissile material inclusion, and a critical state occurrence preventing method of preventing occurrence of a critical state with the neutron absorption member.

Description

この発明は中性子吸収部材に関し、更に詳しくは、原子炉の内部に存在する損傷核燃料を、臨界状態に達しないように担保する臨界状態発生防止方法及び核分裂性物質回収方法に関する。   The present invention relates to a neutron absorbing member, and more particularly to a critical state generation prevention method and a fissile material recovery method for ensuring that damaged nuclear fuel present inside a nuclear reactor does not reach a critical state.

原子炉事故の中でも炉心溶融は重大である。何故ならば、放射性物質の外部への大規模な漏出を引き起こしてその原子炉を中心とする広範囲の地域に放射能汚染をもたらして大きな環境問題を生じるからである。   Even during a nuclear accident, core melting is critical. This is because it causes large-scale leakage of radioactive materials to the outside, causing radioactive contamination to a wide area including the nuclear reactor, resulting in a large environmental problem.

原子炉事故が発生した場合に、核燃料棒が溶融して原子炉圧力容器もしくは格納容器の底部に留まるときには、原子炉圧力容器もしくは格納容器内に大量の水を貯留して核燃料から発生する崩壊熱を除去するとともに、原子炉圧力容器もしくは格納容器の底部に滞留する核分裂性物質を回収することが必要である。   When a nuclear accident occurs, when the nuclear fuel rod melts and stays at the bottom of the reactor pressure vessel or containment, the decay heat generated from the nuclear fuel by storing a large amount of water in the reactor pressure vessel or containment It is necessary to remove the fissile material and to collect the fissile material staying at the bottom of the reactor pressure vessel or the containment vessel.

原子炉圧力容器もしくは格納容器内に貯留された水の中で原子炉圧力容器もしくは格納容器の底部に存在する核分裂性物質は、非常に細かな物質粒子と表面が粗い性状になった大きな塊状物と火山岩のように固い壁状の塊とが入り混じった状態中に存在すると推定される。このような性状になっている核分裂性物質を含有するものを、デブリと称される。   The fissile material present at the bottom of the reactor pressure vessel or containment vessel in the water stored in the reactor pressure vessel or containment vessel is a large lump with very fine material particles and a rough surface. It is presumed that it exists in a mixed state of rocks and hard walls like volcanic rocks. A material containing such a fissile material is called debris.

原子炉圧力容器もしくは格納容器内に貯留する大量の水中の底に沈む核分裂性物質は、大量の放射線を発しているので、人間が直接にこれを回収する作業をすることができない。   The fissile material that sinks to the bottom of a large amount of water stored in a reactor pressure vessel or containment vessel emits a large amount of radiation, and humans cannot directly recover it.

原子炉圧力容器もしくは格納容器内の水中の底に存在する核分裂性物質を、塵芥を集めるようにして一つ所に何らかの方法で集めてこれを回収するとすれば、再臨界を引き起こして再び核分裂反応の暴走を生じさせる恐れがある。   If the fissile material existing at the bottom of the water in the reactor pressure vessel or the containment vessel is collected by some method like collecting dust and collected, it will cause recriticality and again fission reaction May cause a runaway.

原子炉圧力容器もしくは格納容器内の水中に存在する核分裂性物質は臨界に達することがないように保たれている場合においても、核分裂性物質を何らかの方法で移動させたり、ひびや亀裂を生じさせたりする際には、水と核分裂性物質の比が変化することで定常状態から非定常状態に変化し、結果的に再臨界を引き起こす可能性がある。   Even if the fissile material present in the water in the reactor pressure vessel or the containment vessel is kept so as not to reach criticality, the fissile material may be moved in some way, causing cracks or cracks. In this case, the ratio of water to fissile material changes, so that it may change from a steady state to an unsteady state, resulting in recriticality.

原子炉事故例としては、アメリカのスリーマイル島の原子力発電所事故と福島第一原発事故とがある。   Examples of nuclear accidents include the nuclear power plant accident on Three Mile Island in the United States and the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident.

非特許文献1〜3に示されるように、スリーマイル島の原子炉事故では、原子炉圧力容器もしくは格納容器内に貯留された水に大量のホウ素を添加することにより原子炉圧力容器もしくは格納容器内の水を高濃度のホウ素水溶液にして、核分裂性物質を含有するデブリを回収した例がある。   As shown in Non-Patent Documents 1 to 3, in the reactor accident on Three Mile Island, the reactor pressure vessel or containment vessel is obtained by adding a large amount of boron to the water stored in the reactor pressure vessel or containment vessel. There is an example in which the debris containing a fissile material is recovered by making the water in the inside into a high concentration boron aqueous solution.

しかしながら、原子炉の原子炉圧力容器もしくは格納容器が損傷している場合には、原子炉圧力容器もしくは格納容器内の水に投入されたホウ素の濃度を一定に管理することは困難である。   However, when the reactor pressure vessel or containment vessel of the reactor is damaged, it is difficult to keep the concentration of boron introduced into the water in the reactor pressure vessel or containment vessel constant.

損傷した原子炉圧力容器もしくは格納容器の底部に堆積した、核分裂性物質を含有するデブリを回収する技術は、今のところ確立されてはいない。今までに発生した原子力発電所における原子炉事故はいずれも状況が異なり、損傷した原子炉圧力容器もしくは格納容器の底部に堆積したデブリを回収する技術は、開発途上であると言える。   To date, no technology has been established to recover debris containing fissile material deposited on the bottom of a damaged reactor pressure vessel or containment vessel. The nuclear accidents at nuclear power plants that have occurred so far are all in different situations, and it can be said that the technology for recovering debris deposited at the bottom of a damaged reactor pressure vessel or containment vessel is under development.

本発明に対する直近の発明を記載した文献として、スリーマイル島の原子力発電所事故に関する非特許文献1〜3がある。   Non-Patent Documents 1 to 3 relating to a nuclear power plant accident on Three Mile Island are cited as documents describing the most recent invention for the present invention.

EPRI NP-6931 Research Project 2558-8 Final Report「The Cleanup of ThreeMile Island Unit2 A technical History:1979 to 1990」(Sep.1990)EPRI NP-6931 Research Project 2558-8 Final Report `` The Cleanup of ThreeMile Island Unit2 A technical History: 1979 to 1990 '' (Sep. 1990) 日本原子力研究所 JAERI-M-93-111 TMI-2の事故調査・復旧に関する成果と教訓-ニュークリア・テクノロジ誌TMI特集号の紹介-」(1993年6月)JAERI-M-93-111 Results and Lessons Learned from TMI-2 Accident Investigation and Recovery -Introduction of Special Issue on Nuclear Technology TMI- (June 1993) CRITICALITY PREVENTION DURING POSTACCIDENT DECONTAMINATION OF THREE MILE ISLAND UNIT 2 PLANT SYSTEMS / Gerald L.Palau, Bechtel National. Inc.”NUCLEAR TECHNOLOGY” Vol.87, PP679, (Nov. 1989)CRITICALITY PREVENTION DURING POSTACCIDENT DECONTAMINATION OF THREE MILE ISLAND UNIT 2 PLANT SYSTEMS / Gerald L. Palau, Bechtel National. Inc. “NUCLEAR TECHNOLOGY” Vol.87, PP679, (Nov. 1989)

この発明の課題は、原子炉における圧力容器もしくは格納容器内に存在する、核分裂性物質を含有するデブリを、再臨界を発生させずに回収することのできる中性子吸収部材を提供することであり、この中性子吸収部材を使用して前記デブリを原子炉圧力容器もしくは格納容器内から回収する方法を提供することであり、また、臨界状態の発生を防止する臨界状態発生防止方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a neutron absorbing member capable of recovering debris containing a fissile material present in a pressure vessel or a containment vessel in a nuclear reactor without causing recriticality, It is to provide a method for recovering the debris from a reactor pressure vessel or a containment vessel using the neutron absorbing member, and to provide a critical state generation preventing method for preventing the occurrence of a critical state. .

前記課題を解決するための手段は、
(1) 耐熱性及び耐放射線性のシート状物と、このシート状物に固定された中性子吸収材とを備えることを特徴とする中性子吸収部材であり、
(2) 前記シート状物が、平面形状物、及び立体形状物に形成されて成る物体である前記(1)に記載の中性子吸収部材であり、
(3) 前記シート状物は、溶融温度が低くても200℃であり、少なくとも106[Gy/hr]の放射線量が放出されている高放射線環境下においても、少なくとも20時間は機械的特性が変化しない素材で形成されて成る前記(1)又は(2)に記載の中性子吸収部材であり、
(4) 前記シート状物が炭素繊維またはガラス繊維で形成されて成る前記(1)〜(3)のいずれか一項に記載の中性子吸収部材であり、
(5) 前記シート状物が前記中性子吸収材を収容する収容部を有してなる前記(1)〜(4)に記載の中性子吸収部材であり、
(6) 前記シート状物は、積層された複数のシートと、積層された複数のシートが一体化されることにより重なっているシートに挟まれた空隙を小領域に区分することにより形成された収容部とを有して成る前記(1)〜(5)のいずれか一項に記載の中性子吸収部材であり、
(7) 前記シート状物は、積層された複数のシートと、積層された複数のシートを一体化する縫製糸と、重なるシートと縫製糸の縫い目とで形成された収容部とを有して成る前記(1)〜(5)のいずれか一項に記載の中性子吸収部材であり、
(8) 前記シート状物は、水が通り抜ける隙間を有してなる前記(1)〜(5)のいずれか一項に記載の中性子吸収部材であり、
(9) 前記中性子吸収材が粒子状である前記(1)〜(7)のいずれか一項に記載の中性子吸収部材であり、
(10) 前記(1)〜(7)のいずれか一項に記載の中性子吸収部材に核分裂性物質包含物を包含して核分裂性物質包含物を回収することを特徴とする核分裂性物質回収方法であり、
(11) 前記(1)〜(8)のいずれか一項に記載の中性子吸収部材により臨界状態の発生を防止する臨界状態発生防止方法である。
Means for solving the problems are as follows:
(1) A neutron absorbing member comprising a heat-resistant and radiation-resistant sheet-like material and a neutron absorbing material fixed to the sheet-like material,
(2) The neutron absorbing member according to (1), wherein the sheet-like object is an object formed in a planar shape object and a three-dimensional shape object,
(3) The sheet-like material has a mechanical property of at least 20 hours even in a high radiation environment in which the melting temperature is 200 ° C. even when the melting temperature is low and a radiation dose of at least 10 6 [Gy / hr] is emitted. The neutron absorbing member according to (1) or (2), wherein the neutron absorbing member is formed of a material that does not change,
(4) The neutron absorbing member according to any one of (1) to (3), wherein the sheet is formed of carbon fiber or glass fiber.
(5) The neutron absorbing member according to any one of (1) to (4), wherein the sheet-like material includes an accommodating portion that accommodates the neutron absorber.
(6) The sheet-like material is formed by dividing a gap sandwiched between a plurality of stacked sheets and a stacked sheet by integrating the stacked sheets into small regions. The neutron absorbing member according to any one of (1) to (5), comprising a housing part,
(7) The sheet-like object includes a plurality of stacked sheets, a sewing thread that integrates the stacked sheets, and a storage portion that is formed by overlapping sheets and stitches of the sewing thread. The neutron absorbing member according to any one of (1) to (5),
(8) The sheet-like material is the neutron absorbing member according to any one of (1) to (5), which includes a gap through which water passes.
(9) The neutron absorbing member according to any one of (1) to (7), wherein the neutron absorber is particulate.
(10) A fissile material recovery method, wherein the neutron absorbing member according to any one of (1) to (7) includes a fissile material inclusion and recovers the fissile material inclusion. And
(11) A critical state generation preventing method for preventing a critical state from being generated by the neutron absorbing member according to any one of (1) to (8).

この発明によると、中性子吸収材を固定したシート状物で核分裂性物質を包含することができ、水中で核分裂性物質を含有するデブリを移動させても核分裂性物質から放出される中性子を中性子吸収材で吸収することができるので、再臨界を起こさず、また、水中から核分裂性物質を包含するシート状物を露出させても核分裂性物質から放出される中性子を中性子吸収材で吸収することができるので再臨界を起こさずに、核分裂性物質を含有するデブリを例えば原子炉の圧力容器もしくは格納容器から回収することができる中性子吸収部材を提供することができる。   According to the present invention, a fissile material can be contained in a sheet-like material on which a neutron absorbing material is fixed, and neutrons absorbed from the fissile material can be absorbed even if debris containing the fissile material is moved in water. Because it can be absorbed by the material, it does not cause recriticality, and even if a sheet-like material containing fissile material is exposed from water, neutrons released from the fissile material can be absorbed by the neutron absorber. Therefore, it is possible to provide a neutron absorbing member capable of recovering debris containing fissile material from, for example, a reactor pressure vessel or a containment vessel without causing recriticality.

この発明によると、シート状物が平面形状物に形成されていると、中性子吸収材を固定するシート状物を、例えば核分裂性物質を含有する大きなデブリの塊の上に被せ、前記デブリをシート状物で包み込むようにしてシート状物に前記デブリを包含させ、前記デブリを包含するシート状物を原子炉の圧力容器又は格納容器の外に移送した上で、デブリを回収するので、治具でデブリを切ったり、割ったりしても、シート状物に固定された中性子吸収材により、核分裂性物質から放出される中性子を吸収することができるので、再臨界を起こさず、安全に作業を行うことができる中性子吸収部材を提供することができる。
この発明によると、シート状物が平面形状物に形成されていると、中性子吸収材を固定するシート状物を、例えば核分裂性物質を含有するデブリの上に被せ、デブリをシート状物で包み込むようにしてデブリをシート状物で確保することができ、シート状物に固定された中性子吸収材により、核分裂性物質から放出される中性子を吸収することができるので、水中でデブリを移動し、また水中から空気中にデブリを移動しても再臨界を起こすことなくデブリを例えば原子炉の圧力容器もしくは格納容器から再臨界を起こさずに回収することができる中性子吸収部材を提供することができる。
According to the present invention, when the sheet-like material is formed into a planar shape, the sheet-like material for fixing the neutron absorbing material is placed on a large debris mass containing, for example, a fissile material, and the debris is sheeted. Since the debris is included in the sheet-like material so as to be wrapped in the shape-like material, the debris is recovered after the sheet-like material containing the debris is transferred out of the pressure vessel or the containment vessel of the nuclear reactor, Even if the debris is cut or cracked with neutrons, the neutrons released from the fissile material can be absorbed by the neutron absorber fixed to the sheet, so work can be done safely without causing recriticality. A neutron absorbing member that can be provided can be provided.
According to the present invention, when the sheet-like material is formed into a planar shape, the sheet-like material for fixing the neutron absorbing material is placed on, for example, debris containing a fissile material, and the debris is wrapped with the sheet-like material. In this way, the debris can be secured with a sheet-like material, and neutrons released from the fissile material can be absorbed by the neutron absorber fixed to the sheet-like material, so that the debris moves in the water, Further, it is possible to provide a neutron absorbing member that can recover debris without causing recriticality, for example, from a reactor pressure vessel or containment vessel without causing recriticality even if the debris is moved from water to air. .

この発明によると、シート状物が立体形状物例えば袋状物、又は容器状物であると、例えば核分裂性物質を含有するデブリを袋状物又は容器状物の中に収容することができ、しかも中性子吸収材を固定するシート状物で袋状物又は容器状物が形成されているので、再臨界を起こさずに例えば原子炉の圧力容器もしくは格納容器内から核分裂性物質含有のデブリを圧力容器もしくは格納容器内から回収することのできる中性子吸収部材を提供することができる。   According to the present invention, when the sheet-like material is a three-dimensional object such as a bag or a container, for example, debris containing a fissile material can be accommodated in the bag or container. In addition, since a bag or container is formed of a sheet that fixes the neutron absorber, the debris containing fissile material can be pressurized from within the reactor pressure vessel or containment vessel without causing recriticality. It is possible to provide a neutron absorbing member that can be recovered from the container or the containment vessel.

シート状物が立体形状物の一例である棒状物である場合、その棒状をしたシート状物を核分裂性物質を含有するデブリの亀裂もしく隙間部分に挿入もしくは工具によりデブリに穴を開けてその穴部に挿入することができ、棒状をしたシート状物に固定された中性子吸収材により、核分裂性物質から放出される中性子を吸収することができるので、水中でデブリを移動し、また水中から空気中にデブリを移動しても再臨界を起こすことなくデブリを例えば原子炉の圧力容器もしくは格納容器から再臨界を起こさずに回収することができる中性子吸収部材を提供することができる。   When the sheet-like material is a rod-like material that is an example of a three-dimensional object, the rod-like sheet-like material is inserted into a crack or a gap portion of the debris containing fissile material, or a hole is made in the debris with a tool. The neutron absorber that can be inserted into the hole and fixed to the rod-shaped sheet can absorb the neutrons released from the fissile material. It is possible to provide a neutron absorbing member capable of recovering debris without causing recriticality, for example, from a reactor pressure vessel or containment vessel without causing recriticality even if the debris is moved into the air.

この発明によると、シート状物が低くても200℃の溶融温度を有し、少なくとも10[Gy/hr]の放射線量が放出されている高放射線環境下においても短くても20時間の期間中に機械的特性が変化しない耐放射線性の素材で形成されているので、核分裂性物質を回収する作業中にシート状物が溶融することも劣化することもないので、核分裂性物質を回収作業中に核分裂性物質包含物を取りこぼすことなく、回収することができる中性子吸収部材を提供することができる。 According to the present invention, the sheet-like material has a melting temperature of 200 ° C. even if it is low, and a period of at least 20 hours even in a high radiation environment where a radiation dose of at least 10 6 [Gy / hr] is emitted. Because it is made of a radiation-resistant material that does not change its mechanical properties, the fissile material is not melted or deteriorated during the operation of recovering the fissile material. A neutron absorbing member that can be recovered without losing inclusions of fissile material therein can be provided.

この発明によると、シート状物が炭素繊維又はガラス繊維で形成されていることにより、核分裂性物質を回収する作業中にシート状物が溶融することも劣化することもないので、核分裂性物質を回収作業中に核分裂性物質包含物を取りこぼすことなく、回収することができる中性子吸収部材を提供することができる。   According to the present invention, since the sheet-like material is formed of carbon fiber or glass fiber, the sheet-like material does not melt or deteriorate during the operation of recovering the fissile material. A neutron absorbing member that can be recovered without losing fissile material inclusions during the recovery operation can be provided.

この発明によると、シート状物が中性子吸収材を収容する収容部を有しているので、シート状物から中性子吸収材が脱離し、又は分離することがなく、また、中性子吸収材がシート状物の一部に偏在することもなく、核分裂性物質包含物例えばデブリを再臨界させることなくこれを回収することのできる中性子吸収部材を提供することができる。   According to the present invention, since the sheet-like material has the accommodating portion that accommodates the neutron absorber, the neutron absorber is not detached from or separated from the sheet-like material, and the neutron absorber is a sheet-like material. It is possible to provide a neutron absorbing member that can recover fissile material inclusions such as debris without recriticality without being unevenly distributed in a part of the object.

この発明によると、中性子吸収材を挟み込んだ複数のシート状物を縫製糸で縫い込んでおり、シート状物とシート状物とに挟まれ、縫製糸で区画された内部空間である収容部内に中性子吸収材を収容しているので、中性子吸収材がシート状物の一部に偏在することもなく、核分裂性物質包含物例えばデブリを再臨界させることなくこれを回収することのできる中性子吸収部材を提供することができる。   According to the present invention, a plurality of sheet-like materials sandwiched with neutron absorbers are sewn with sewing threads, and are sandwiched between the sheet-like materials and the sheet-like materials, in an accommodating portion that is an internal space partitioned by the sewing threads. Since the neutron absorber is housed, the neutron absorber can be recovered without re-criticalizing the inclusion of fissile material, for example, debris, without the neutron absorber being unevenly distributed in a part of the sheet. Can be provided.

この発明によると、中性子吸収材が粒子状であるので、シート状物に均一にこの中性子吸収材を固定することができ、したがって核分裂性物質包含物例えばデブリを再臨界させることなくこれを回収することのできる中性子吸収部材を提供することができる。   According to the present invention, since the neutron absorbing material is in the form of particles, the neutron absorbing material can be uniformly fixed to the sheet-like material, and thus the fissionable substance inclusion such as debris can be recovered without recriticality. The neutron absorption member which can be provided can be provided.

この発明によると、水が通り抜ける隙間を持つシート状物にすることで高温の核分裂性物質包含物例えばデブリで水の対流が起こった場合においても、シートが浮き上がらず水中の底に堆積したデブリを確実に包みこむことにより核分裂性物質包含物例えばデブリを再臨界させることなくこれを回収することのできる中性子吸収部材を提供することができる。   According to the present invention, even when convection of water occurs in a high-temperature fissile material inclusion such as debris by forming a sheet-like material having a gap through which water passes, the debris deposited on the bottom of the water does not float even when water convection occurs. It is possible to provide a neutron absorbing member that can be recovered without recriticality of fissionable substance inclusions, for example, debris, by being surely encased.

この発明によると、再臨界することなく核分裂性物質を回収することのできる核分裂性物質回収方法及び臨界状態発生防止方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a fissile material recovery method and a critical state generation prevention method capable of recovering a fissile material without recriticality.

図1は、平面形状物であるシート状物を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a sheet-like object that is a planar object. 図2は、袋状物の形態をしたシート状物を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a sheet-like material in the form of a bag-like material. 図3は、容器状物の形態をしたシート状物を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a sheet-like material in the form of a container-like material. 図4は、シートとシートとの間に粒子状の中性子吸収材を介在させた状態を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state in which a particulate neutron absorber is interposed between sheets. 図5は、実際に製造した中性子吸収材であるガドリニア粒子を示す写真図である。FIG. 5 is a photograph showing gadolinia particles that are actually manufactured neutron absorbers. 図6は、炭素繊維製布と炭素繊維糸とで縫製された炭素繊維シートとガドリニア粒子とで形成された中性子吸収材を示す写真図である。FIG. 6 is a photographic diagram showing a neutron absorber formed of carbon fiber sheets and gadolinia particles sewn with carbon fiber cloth and carbon fiber yarns.

この発明に係る中性子吸収部材は、シート状物と中性子吸収材とを有する。   The neutron absorbing member according to the present invention has a sheet-like material and a neutron absorbing material.

シート状物は、シート状に形成され、耐熱性及び耐放射線性を有している。   The sheet-like material is formed in a sheet shape and has heat resistance and radiation resistance.

シート状物の形態は、一枚又は複数のシートで形成された形態であればよい。シート状物としては、一枚のシートで形成された単体物、シートである単体物の複数をつなぎ合わせてなる結合物、複数のシートを積層してなる積層物、複数のシートを積層してなる積層物同士を、又は前記積層物と単体物若しくは結合物とを結合してなる積層結合物であっても良い。   The form of the sheet-like material may be a form formed of one sheet or a plurality of sheets. As a sheet-like material, a single object formed by a single sheet, a combination of a plurality of single objects that are sheets, a laminate formed by laminating a plurality of sheets, and a plurality of sheets are laminated. It may be a laminated body formed by bonding the laminated bodies to each other or by combining the laminated body with a single body or a combined body.

シート状物は、前記単体物、結合物、積層物、積層結合物それ自体で平面形状物となっていても良く、また、前記単体物、結合物、積層物、積層結合物を用いて立体形状物となっていても良い。立体形状物としては、袋状の形状に加工されてなる袋状物、また、前記単体物、結合物、積層物、積層結合物を用いて容器状の形状に加工されてなる容器状物、また、棒状物であっても良い。   The sheet-like material may be a flat shape by itself, a bonded material, a laminated material, or a laminated material, and a three-dimensional object using the single material, the bonded material, the laminated material, and the laminated material. It may be a shape. As a three-dimensional shape, a bag-like product processed into a bag-like shape, and a container-like product processed into a container-like shape using the above-mentioned simple substance, combination, laminate, and laminate combination, Moreover, a rod-shaped object may be sufficient.

前記シート状物は、平面形状物及び立体形状物のいずれの態様であっても良い。   The sheet-like material may be either a planar shape or a three-dimensional shape.

前記平面形状物として前記単体物、結合物、積層物、積層結合物等を挙げることができる。   Examples of the planar shape include the simple substance, the bonded product, the stacked product, and the stacked bonded product.

また、前記立体形状物としては、袋状物、容器状物及び棒状物等を挙げることができる。   In addition, examples of the three-dimensional object include a bag-like object, a container-like object, and a rod-like object.

なお、平面形状物及び立体形状物と称するときのその「平面形状」及び「立体形状」の意味は、シート状物の大きさ等に応じて相対的である。通常の幾何学的な言葉の意味として、平面は厚みのない二次元形状であり、立体は三次元形状であるが、現実の物体は必ず三次元形状をしているところ、平面における厚みに比べて十分にその平面の寸法が大きい場合には、そのシート状物は平面形状と称することができ、平面におけるその平面の寸法例えば縦寸法及び横寸法に対してその平面の厚みが無視できない程度の大きさであると、そのシート状物は平面形状物と称するよりも立体形状物と称するのが適切である。   In addition, the meaning of the "planar shape" and "three-dimensional shape" when calling it a planar shape thing and a solid shape object is relative according to the magnitude | size etc. of a sheet-like thing. The meaning of ordinary geometrical terms is that the plane is a two-dimensional shape without thickness, and the solid is a three-dimensional shape, but real objects always have a three-dimensional shape, compared to the thickness on the plane. If the dimension of the plane is sufficiently large, the sheet can be referred to as a planar shape, and the thickness of the plane is not negligible with respect to the dimension of the plane in the plane, for example, the vertical dimension and the horizontal dimension. In terms of size, it is appropriate to call the sheet-like object a three-dimensional object rather than a planar object.

図1に平面形状物であるシート状物を示す。シート状物は、図1(a)に示されるように平坦な平面を有する薄い膜状のシート状物1、図1(b)に示されるように厚みのある反物状のシート状物1、厚みのある板状等の態様を取り得る。平面形状物であるシート状物で核分裂性物質を有するデブリを包み込むからである。平面形状物であるシート状物で核分裂性物質を有するデブリを包み込む必要から、平面形状物であるシート状物は、いずれも柔軟性を有することが望ましい。平面形状物であるシート状物の大きさは、包含するデブリの容積によって任意に決定される。一例を挙げると、縦120cm及び横120cmの平面形状物を挙げることができる。   FIG. 1 shows a sheet-like object that is a planar object. The sheet-like material is a thin film-like sheet material 1 having a flat plane as shown in FIG. 1 (a), a thick anti-material sheet-like material 1 as shown in FIG. 1 (b), It can take a form such as a thick plate. This is because a sheet-like material having a planar shape envelops debris having a fissile material. Since it is necessary to wrap debris having a fissile material in a sheet-like material having a planar shape, it is desirable that any sheet-like material having a planar shape has flexibility. The size of the sheet-like material that is a planar shape is arbitrarily determined by the volume of the debris to be included. If an example is given, the planar shape object of length 120cm and width 120cm can be mentioned.

図2に示されるように、シート状物1は、袋状の形態を取り得る。この袋状の形態となったシート状物1は、例えば複数のシート2を用いて一端を開口部3とする袋に形成されている。袋の内部空間がデブリを収容する部位となる。袋部分の大きさ乃至内容積は、収容するデブリの容量に応じて適宜に決定されることができる。   As shown in FIG. 2, the sheet-like object 1 can take a bag-like form. The sheet-like material 1 in the form of a bag is formed into a bag having one end as an opening 3 using, for example, a plurality of sheets 2. The internal space of the bag is a part that accommodates debris. The size or the internal volume of the bag portion can be appropriately determined according to the capacity of the debris to be accommodated.

図3に示されるように、シート状物1は複数のシート2で一端を開口部3とする容器状に形成されても良い。図3において、4で示すのはシート2で形成されたシャベル板である。容器状に形成されたシート状物は硬質であることが望ましい。また、シート状物は、金属製の容器の内表面に内貼りされることにより金属製容器の内部容器に形成されていても良い。   As shown in FIG. 3, the sheet-like object 1 may be formed in a container shape having a plurality of sheets 2 and one end at an opening 3. In FIG. 3, reference numeral 4 denotes a shovel plate formed of the sheet 2. It is desirable that the sheet-like material formed in a container shape is hard. Moreover, the sheet-like material may be formed in the inner container of the metal container by being attached to the inner surface of the metal container.

シート状物は、水が通り抜ける通水性を有することが好ましい。通水性を有するシート状物は、織布、編物、又は不織布であっても良い。また、シート状物を形成する素材が耐熱性及び耐放射線性を有する合成樹脂であるときには、このシート状物は、耐熱性以下の溶融温度で成形加工されてなるシートであっても良い。   It is preferable that the sheet-like material has water permeability through which water passes. The sheet-like material having water permeability may be a woven fabric, a knitted fabric, or a non-woven fabric. In addition, when the material forming the sheet-like material is a synthetic resin having heat resistance and radiation resistance, the sheet-like material may be a sheet formed and processed at a melting temperature not higher than heat resistance.

通水性は前記した織布における経糸と横糸との空隙、編物における空隙、不織布における空隙により実現することができ、また、図7に示されるように加工により形成された開口部であっても良い。   Water permeability can be realized by the gap between the warp and weft in the woven fabric, the gap in the knitted fabric, and the gap in the nonwoven fabric, and may be an opening formed by processing as shown in FIG. .

このシート状物は、耐熱性として低くても200℃で溶融する特性を備える。このシート状物が耐熱性を備えているので、水中に存在する核分裂性物質を含むデブリをこのシート状物で包含してデブリを回収する作業中に、このシート状物が核分裂性物質が放出する崩壊熱で溶融し、又は劣化する程度が極めて低くなる。   This sheet-like material has a property of melting at 200 ° C. even if it has low heat resistance. Since this sheet-like material has heat resistance, this sheet-like material releases the fissile material during the operation of collecting debris containing the fissile material existing in water with this sheet-like material. The degree of melting or deterioration by the decay heat is extremely low.

耐熱性を有するシート状物は、その溶融温度が200℃以上であることが好ましい。   The sheet-like material having heat resistance preferably has a melting temperature of 200 ° C. or higher.

核分裂性物質を本発明の中性子吸収部材で包み込む場合に、デブリには、核分裂性物質、核分裂親物質とともに、それらが中性子を吸収することによって生じたアクチニドが含まれる。さらに、核分性物質の核分裂によって生じた核分裂生成物が含まれる。これらの中には、放射性崩壊を起こすものがあり、放射性崩壊の際に生じた放射線のエネルギがデブリ中に熱エネルギに変わるため、デブリが高温になっている場合がある。またデブリから放出される放射線が中性子吸収部材にあたることにより、中性子吸収部材の温度が上昇する場合がある。このような場合であっても中性子吸収部材の機能を損なわないために、耐熱性が要求される。   When enveloping the fissile material with the neutron absorbing member of the present invention, the debris includes the actinide generated by the absorption of neutrons together with the fissile material and the fission parent material. In addition, fission products produced by fission of nuclear material are included. Some of them cause radioactive decay, and the energy of the radiation generated during the radioactive decay is changed into thermal energy during the debris, so that the debris may be at a high temperature. Moreover, when the radiation emitted from the debris hits the neutron absorbing member, the temperature of the neutron absorbing member may increase. Even in such a case, heat resistance is required in order not to impair the function of the neutron absorbing member.

このシート状物は耐放射線性を有する。このシート状物は高放射線環境下にあっても実質的にその機械的特性が劣化しない程度に耐放射線性を有していればよい。例えば耐放射線性のあるシート状物は、少なくとも実質的に10[Gy/hr]の放射線量が放出されている高放射線環境下においた場合に、少なくとも実質的に20時間はその機械的特性が、デブリを包含した状態で移送することができない程度に劣化しないことが望ましい。 This sheet-like material has radiation resistance. The sheet-like material only needs to have radiation resistance to such an extent that the mechanical properties are not substantially deteriorated even in a high radiation environment. For example, a radiation-resistant sheet may have its mechanical properties for at least substantially 20 hours when placed in a high radiation environment in which a radiation dose of at least substantially 10 6 [Gy / hr] is emitted. However, it is desirable not to deteriorate to such an extent that it cannot be transported in a state including debris.

また、この発明において耐放射線性は、シート状物を形成する素材が高分子化合物である場合には、空気中で高線量率電子線(5kGy/s)を照射したときの引張伸びが初期値の50%に低下する線量が少なくとも20MGyであるときに、その高分子化合物は耐放射線性を有するものとすることができる。このような高分子化合物で形成されたシート状物で核分裂性物質を含有する水中のデブリを包み込み、原子炉圧力容器もしくは格納容器からデブリを取り出す作業時間を含む長くとも20時間の間にこのシート状物の引張伸びが作業困難なほどに低下しないからである。このような耐放射線性を有する高分子化合物として、例えば非結晶性PEEK、結晶性PEEK、ポリアミド、ポリイミド等のエンジニアリングプラスチックを挙げることができる。   In the present invention, when the material forming the sheet-like material is a polymer compound, the initial value of the tensile elongation when irradiated with a high dose rate electron beam (5 kGy / s) in air is used. The polymer compound can have radiation resistance when the dose that decreases to 50% of the above is at least 20 MGy. A sheet formed of such a polymer compound envelops debris in water containing a fissile material, and this sheet for at least 20 hours including the work time of removing the debris from the reactor pressure vessel or containment vessel This is because the tensile elongation of the product does not decrease so as to be difficult to work. Examples of such a polymer compound having radiation resistance include engineering plastics such as non-crystalline PEEK, crystalline PEEK, polyamide, and polyimide.

また、このシート状物は、炭素繊維単体で形成することもでき、また、炭素繊維とエポキシ樹脂等との複合材料で形成することもできる。一般に有機化合物が放射線場で使用されると高分子鎖の間の結合(架橋)と分子鎖の切断、および二重結合等の増大により材料としての力学特性や電気特性を低下させることが多い。炭素繊維は、炭素間の共有結合のみで構成されており、分子鎖の切断等が起こりくいことから、前記したエンジニアリングプラスチックよりも耐放射線性に優れている。シート状物を炭素繊維で形成する場合には、炭素繊維の織物、編物、不織布の形態にすることができる。また、このシート状物は、炭素繊維とエポキシ樹脂、PEEK、ポリアミド、ポリイミド等のエンジニアリングプラスチックとの複合材で形成することもできる。なお、非特許文献4として、「日本原子力研究所 JAERI-Data/Code 2003-015 高分子系材料の耐放射線特性とデータ集(2003年7月)」を示す。   Moreover, this sheet-like material can be formed of carbon fiber alone, or can be formed of a composite material of carbon fiber and epoxy resin. In general, when an organic compound is used in a radiation field, the mechanical properties and electrical properties of the material are often lowered due to an increase in bonds (crosslinking) between polymer chains, molecular chain breaks, double bonds, and the like. Carbon fibers are composed of only covalent bonds between carbons, and are less likely to cause molecular chain breakage. Therefore, carbon fibers are superior in radiation resistance to the engineering plastics described above. When the sheet-like material is formed of carbon fiber, it can be in the form of carbon fiber woven fabric, knitted fabric, or non-woven fabric. The sheet-like material can also be formed of a composite material of carbon fiber and an engineering plastic such as epoxy resin, PEEK, polyamide, or polyimide. As Non-Patent Document 4, “Nuclear Research Institute JAERI-Data / Code 2003-015 Radiation Resistance Properties and Data Collection of Polymer Materials (July 2003)” is shown.

中性子吸収材は、中性子を吸収する物質であればよく、例えば硼砂、ポリホウ酸ナトリウム、ホウ酸、硝酸ガドリニウム等を挙げることができ、また水と反応しないことを条件にしてロジウム、カドミウム、インジウム、サマリウム、ユーロピウム、ジスプロシウム、エルビウム、ツリウム、ハフニウム、水銀等の元素単体、又はこれら元素の化合物等を挙げることができる。これらの中でも好ましいのは、ガドリニウム酸化物である。   The neutron absorber may be any substance that absorbs neutrons, such as borax, sodium polyborate, boric acid, gadolinium nitrate, etc., and rhodium, cadmium, indium, Examples include elemental elements such as samarium, europium, dysprosium, erbium, thulium, hafnium, mercury, and compounds of these elements. Among these, gadolinium oxide is preferable.

この発明において使用される中性子吸収材の形態としては、粒子状、薄片状、短冊状、板状、針状等の様々の形態を取り得る。   As a form of the neutron absorbing material used in the present invention, various forms such as a particulate form, a flake form, a strip form, a plate form, and a needle form can be taken.

中性子吸収材の形態はシート状物の形態に応じて適宜に決定することができる。例えば、シート状物が複数のシートを積層してなる積層物であるときには、シートとシートとの間にほぼ均一に分散された粒子の形態が好適である。粒子は取扱いが容易であり、シートとシートとの間に中性子吸収材の粒子を分散することも容易にできるからである。図4に示すように、炭素繊維で布状に形成されたシートである炭素繊維シート5Aとこの炭素繊維シート5Aと同様の炭素繊維シート5Bとの間に、球状に形成された中性子吸収材6を分散させ、次いで二枚の炭素繊維シート5A、5Bを炭素繊維糸7で縫製することにより平面形状に形成された中性子吸収部材8とすることができる。なお、図4では、炭素繊維糸で縦方向及び横方向に縫製しているが、縫製する方向は任意で良い。中性子吸収材の種類によってその中性子吸収材を薄片状に形成することができるのであれば、薄片状にした中性子吸収材をシートとシートとの間に介在させることもできる。   The form of the neutron absorber can be appropriately determined according to the form of the sheet. For example, when the sheet-like material is a laminate obtained by laminating a plurality of sheets, a form of particles dispersed almost uniformly between the sheets is preferable. This is because the particles are easy to handle and the particles of the neutron absorber can be easily dispersed between the sheets. As shown in FIG. 4, a neutron absorber 6 formed in a spherical shape between a carbon fiber sheet 5A, which is a sheet formed of carbon fibers, and a carbon fiber sheet 5B similar to the carbon fiber sheet 5A. Then, the two carbon fiber sheets 5A and 5B are sewn with the carbon fiber yarn 7 to obtain the neutron absorbing member 8 formed in a planar shape. In FIG. 4, the carbon fiber yarn is sewn in the vertical direction and the horizontal direction, but the sewing direction may be arbitrary. If the neutron absorber can be formed into a thin piece depending on the type of the neutron absorber, the neutron absorber made into a thin piece can be interposed between the sheets.

この発明に係る中性子吸収部材は、シート状物に中性子吸収材を固定している。中性子吸収部材は、中性子吸収材がシート状物から脱落し、分離し、回収作業中に移動して偏在することがないように、シート状物に一体化するように固定される。   In the neutron absorbing member according to the present invention, a neutron absorbing material is fixed to a sheet-like material. The neutron absorbing member is fixed so as to be integrated with the sheet-like material so that the neutron-absorbing material does not fall off from the sheet-like material, is separated, and moves and is unevenly distributed during the recovery operation.

固定の態様としては、中性子吸収材の形態に応じて種々の態様を挙げることができる。中性子吸収材が粒子状であるときには、シートとシートとを積層してなる積層体であるシート状物に形成された収容部に、中性子吸収材を収容することにより、中性子吸収材をシート状物に固定することができる。   As a fixed aspect, various aspects can be mentioned according to the form of a neutron absorber. When the neutron absorbing material is in the form of particles, the neutron absorbing material is accommodated in the accommodating portion formed in the sheet-like material that is a laminate formed by laminating the sheets. Can be fixed to.

図4に示されるように、収容部の一例として、積層物を形成する、重ねられたシート例えば炭素繊維シート5Aと他のシート例えば炭素繊維シート5Bとの間に粒子状の中性子吸収材6を分散させ、次いで重ねられたシートを縫製糸例えば炭素繊維糸7で縫製することにより炭素繊維シート5Aと炭素繊維シート5Bとを一体化することにより、炭素繊維シート5Aと炭素繊維シート5Bとで挟まれ、縫製糸例えば炭素繊維糸7の縫い目とで形成された空間を収容部9とすることができる。   As shown in FIG. 4, as an example of the accommodating portion, a particulate neutron absorber 6 is formed between stacked sheets such as a carbon fiber sheet 5A and another sheet such as a carbon fiber sheet 5B, which form a laminate. The carbon fiber sheet 5A and the carbon fiber sheet 5B are integrated by sewing the carbon fiber sheet 7 with the sewing sheet, for example, the carbon fiber thread 7, and then sandwiched between the carbon fiber sheet 5A and the carbon fiber sheet 5B. Thus, a space formed by the sewing thread, for example, the seam of the carbon fiber thread 7 can be used as the accommodating portion 9.

このようなシートの積層物におけるシート間に中性子吸収材が挟まれ、縫製糸で複数のシートが一体化されることにより形成される収容部内に収容される粒子状の中性子吸収材の粒径は、例えば5mm以下、特に0.1〜3mmであるのが好ましい。また、シート間に形成される収容部に収容される中性子吸収材の量としては、例えば0.7〜2.7g質量/cm、好ましくは0.7〜0.9g質量/cmを挙げることができる。デブリとその周辺に存在する核分裂性物質と中性子との相互作用を断ち切るのに十分な量が含有されていることが好ましい。 The particle size of the particulate neutron absorbing material accommodated in the accommodating portion formed by sandwiching the neutron absorbing material between the sheets in the laminate of such sheets and integrating the plurality of sheets with the sewing thread is as follows: For example, it is preferably 5 mm or less, particularly 0.1 to 3 mm. Further, the amount of neutron absorbing material which is accommodated in the accommodating portion formed between the sheets, e.g. 0.7~2.7g weight / cm 2, preferably cited 0.7~0.9g mass / cm 2 be able to. It is preferable that an amount sufficient to break the interaction between the debris and the fissile material existing in the vicinity thereof and neutrons is contained.

中性子吸収材が細長い箔状に形成されることができるのであれば、その箔状の中性子吸収材を一枚のシートであるシート状物の表面に張り付けることもできる。中性子吸収材が細長い糸状に形成されることができるのであれば、シート状物にその糸状の中性子吸収材を縫い付けることにより中性子吸収材をシート状物に固定することができる。   If the neutron absorbing material can be formed in an elongated foil shape, the foil-like neutron absorbing material can be attached to the surface of a sheet-like material that is a single sheet. If the neutron absorber can be formed into a slender thread, the neutron absorber can be fixed to the sheet by sewing the thread neutron absorber on the sheet.

この発明に係る中性子吸収部材を用いて次のようにして核分裂性物質を含有するデブリを回収することができる。   Using the neutron absorbing member according to the present invention, debris containing a fissile material can be recovered as follows.

原子炉の原子炉圧力容器もしくは格納容器の底部に核分裂性物質を含有するデブリが存在し、そのデブリは原子炉圧力容器もしくは格納容器内に貯留された水中に沈んでいる場合、遠隔操作のできるロボットハンドを使用してこの発明に係る例えば平面形状物の形態となっているシート状物を有する中性子吸収部材をデブリに被せる。   Remote control is possible when debris containing fissile material is present at the bottom of the reactor pressure vessel or containment vessel, and the debris is submerged in the water stored in the reactor pressure vessel or containment vessel The debris is covered with a neutron absorbing member having a sheet-like material in the form of, for example, a planar shape according to the present invention using a robot hand.

遠隔操作のできる多指ロボットハンドを使用して中性子吸収部材を原子炉圧力容器もしくは格納容器に貯留された水中に沈め、デブリの上に平面形状物となっている中性子吸収部材を配置する。多指ロボットハンドを操作することによりデブリを中性子吸収部材で覆い、次いでデブリを中性子吸収部材で包み込むように中性子吸収部材を操作し、デブリを包み込んだ状態にして,所定の場所に移動させ、その所定の場所に核分裂性物質を中性子吸収材から分離する。   A neutron absorbing member is submerged in water stored in a reactor pressure vessel or a containment vessel using a multi-fingered robot hand that can be remotely operated, and a neutron absorbing member having a planar shape is placed on the debris. By operating the multi-fingered robot hand, the debris is covered with a neutron absorbing member, and then the neutron absorbing member is operated so that the debris is wrapped with the neutron absorbing member. Fissile material is separated from the neutron absorber in place.

このようにして中性子吸収部材を使用して核分裂性物質を原子炉内部から回収することができ、しかも中性子吸収部材を有するので中性子吸収部材に包含されるデブリ中の核分裂性物質は再臨界を引き起こすことがなく、安全に核分裂性物質を原子炉内が回収することができる。   In this way, the fissile material can be recovered from the inside of the reactor using the neutron absorbing member, and the fissionable material in the debris contained in the neutron absorbing member causes recriticality because it has the neutron absorbing member. The nuclear reactor can safely recover fissile material.

この中性子吸収部材が袋状物であるときには、例えば二基の多指ロボットハンドを利用して、一基の多指ロボットハンドで中性子吸収部材を把持してこの中性子吸収部材を原子炉圧力容器もしくは格納容器内のデブリ近傍に中性子吸収部材を配置する。他方の多指ロボットハンドは例えばスコップ等を把持してデブリ近傍に配置する。多指ロボットハンドが把持するスコップ等によりデブリを砕き、砕かれたデブリを他方の多指ロボットハンドが把持する袋状の中性子吸収部材に収容する。袋状の中性子吸収部材に収容されたデブリは、中性子吸収部材ごと原子炉圧力容器もしくは格納容器から回収される。この場合においても、中性子吸収部材に中性子吸収材が含まれているので、デブリを収容する袋状の中性子吸収部材を移動させてもデブリ中の核分裂性物質は再臨界を引き起こすことがない。   When the neutron absorbing member is a bag-like material, for example, using two multi-fingered robot hands, the neutron absorbing member is gripped by one multi-fingered robot hand and the neutron absorbing member is A neutron absorbing member is disposed near the debris in the containment vessel. The other multi-fingered robot hand, for example, holds a scoop or the like and places it near the debris. The debris is crushed by a scoop or the like held by the multi-fingered robot hand, and the crushed debris is stored in a bag-like neutron absorbing member held by the other multi-fingered robot hand. The debris accommodated in the bag-like neutron absorbing member is recovered from the reactor pressure vessel or the containment vessel together with the neutron absorbing member. Even in this case, since the neutron absorbing member contains the neutron absorbing member, the fissile material in the debris does not cause recriticality even if the bag-like neutron absorbing member that contains the debris is moved.

この中性子吸収部材が容器状物であるときには、例えば金属製のバケットの内貼りとして容器状物である中性子吸収部材を用いる。金属製のバケットの内側面に中性子吸収部材が内部容器として装着された状態にしておくと、金属製のバケットで原子炉の圧力容器もしくは格納容器の底部に存在するデブリを掻き取ることができ、バケットにデブリを収容したまま原子炉の圧力容器もしくは格納容器の底部から圧力容器もしくは格納容器外へとデブリを移動させて回収することができる。中性子吸収部材が金属製のバケットの内側に設けられているから核分裂性物質の再臨界を生じることがない。   When the neutron absorbing member is a container, for example, a neutron absorbing member that is a container is used as an inner attachment of a metal bucket. If the neutron absorbing member is attached to the inner surface of the metal bucket as an inner vessel, the metal bucket can scrape debris present at the bottom of the reactor pressure vessel or containment vessel, The debris can be recovered by moving from the bottom of the reactor pressure vessel or containment vessel to the outside of the pressure vessel or containment vessel with the debris contained in the bucket. Since the neutron absorbing member is provided inside the metal bucket, recriticality of the fissile material does not occur.

中性子吸収材として、以下のようにして粒状のガドリニアを製造した。増粘剤(商品名ポバール、クラレ(株)製)35〜55gを添加した水溶液150〜300mLにガドリニア粉末を70〜130gを溶解して滴下原液を調製した。この滴下原液をアセトン中に滴下して粗ガドリニア粒子を生成した。生成した粗ガドリニア粒子を集め、洗浄し、乾燥し、次いで1150〜1750℃で焼結することによりガドリニア粒子を得た。得られたガドリニア粒子の平均粒径は0.6〜1.5mmであった。得られたガドリニア粒子を図5に示した。   As a neutron absorber, granular gadolinia was manufactured as follows. A dripping stock solution was prepared by dissolving 70 to 130 g of gadolinia powder in 150 to 300 mL of an aqueous solution to which 35 to 55 g of a thickener (trade name Poval, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) was added. The dripping stock solution was dropped into acetone to produce coarse gadolinia particles. The produced coarse gadolinia particles were collected, washed, dried, and then sintered at 1150 to 1750 ° C. to obtain gadolinia particles. The average particle diameter of the obtained gadolinia particles was 0.6 to 1.5 mm. The obtained gadolinia particles are shown in FIG.

一方、炭素繊維の織布から縦15cm、横15cm、厚み0.5mmの布を2枚裁断し、得られた1枚の炭素繊維製布の表面に、単位面積当たり0.8gとなるように前記ガドリニア粒子を配置した。ガドリニア粒子が頒布されている炭素繊維製布の上に、前記ガドリニア粒子が覆われるように2枚目の炭素繊維製布を重ねた。次いで、2枚の炭素繊維製布を、炭素繊維糸で縫製した。縫製は、炭素繊維糸の縦方向の縫製線と隣接する縦方向の縫製線との間隔が1〜5cmであり、炭素繊維糸の横方向の縫製線と隣接する横方向の縫製線との間隔が1〜5cmであるように、行われた。二枚の炭素繊維製布の間であって縦の縫製線と横の縫製線とで形成される空間が、ガドリニア粒子を収容する収容部である。   On the other hand, two pieces of cloth having a length of 15 cm, a width of 15 cm, and a thickness of 0.5 mm are cut from a carbon fiber woven cloth so that the surface of the obtained one piece of carbon fiber cloth is 0.8 g per unit area. The gadolinia particles were arranged. A second carbon fiber cloth was laminated on the carbon fiber cloth on which the gadolinia particles were spread so as to cover the gadolinia particles. Next, two carbon fiber fabrics were sewn with carbon fiber threads. In the sewing, the interval between the vertical sewing line of the carbon fiber yarn and the adjacent vertical sewing line is 1 to 5 cm, and the interval between the horizontal sewing line of the carbon fiber yarn and the adjacent horizontal sewing line is 1 to 5 cm. Was made to be 1-5 cm. A space between the two carbon fiber cloths and formed by the vertical sewing line and the horizontal sewing line is a storage unit that stores gadolinia particles.

図6に示されるように、かくして得られた炭素繊維布製のシート状物は、柔軟であり、固形物例えばデブリと見立てた複数のコンクリート塊(縦最長2cm、横最長2cm、奥行き最長2cmの塊)を包み込むことができた。   As shown in FIG. 6, the sheet-like material made of carbon fiber cloth thus obtained is flexible and has a plurality of concrete lumps (longitudinal length 2 cm, lateral length 2 cm, depth maximum 2 cm) that are regarded as solids such as debris. ).

1 シート状物
2 シート
3 開口部
4 シャベル板
5A 炭素繊維シート
5B 炭素繊維シート
6 中性子吸収材
7 炭素繊維糸
8 中性子吸収部材
9 収容部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sheet-like object 2 Sheet | seat 3 Opening part 4 Shovel board 5A Carbon fiber sheet 5B Carbon fiber sheet 6 Neutron absorber 7 Carbon fiber yarn 8 Neutron absorption member 9 Accommodating part

Claims (11)

耐熱性及び耐放射線性のシート状物と、このシート状物に固定された中性子吸収材とを備えることを特徴とする中性子吸収部材。   A neutron absorbing member comprising: a heat-resistant and radiation-resistant sheet-like material; and a neutron absorbing material fixed to the sheet-like material. 前記シート状物が、平面形状物、及び立体形状物に形成されて成る物体である前記請求項1に記載の中性子吸収部材。   The neutron absorbing member according to claim 1, wherein the sheet-like object is an object formed into a planar shape object and a three-dimensional shape object. 前記シート状物は、溶融温度が低くても200℃であり、少なくとも106[Gy/hr]の放射線量が放出されている高放射線環境下においても、少なくとも20時間は機械的特性が変化しない素材で形成されて成る前記請求項1又は2に記載の中性子吸収部材。 The sheet-like material is 200 ° C. even when the melting temperature is low, and the mechanical properties do not change for at least 20 hours even in a high radiation environment where a radiation dose of at least 10 6 [Gy / hr] is emitted. The neutron absorbing member according to claim 1 or 2, wherein the neutron absorbing member is made of a material. 前記シート状物が炭素繊維またはガラス繊維で形成されて成る前記請求項1〜3のいずれか一項に記載の中性子吸収部材。   The neutron absorbing member according to any one of claims 1 to 3, wherein the sheet-like material is formed of carbon fiber or glass fiber. 前記シート状物が前記中性子吸収材を収容する収容部を有してなる前記請求項1〜4に記載の中性子吸収部材。   The neutron absorbing member according to any one of claims 1 to 4, wherein the sheet-like material has an accommodating portion for accommodating the neutron absorbing material. 前記シート状物は、積層された複数のシートと、積層された複数のシートが一体化されることにより重なっているシートに挟まれた空隙を小領域に区分することにより形成された収容部とを有して成る前記請求項1〜5のいずれか一項に記載の中性子吸収部材。   The sheet-like material includes a plurality of stacked sheets, and a storage portion formed by dividing a gap sandwiched between stacked sheets by integrating the plurality of stacked sheets into small regions. The neutron absorbing member according to claim 1, comprising: 前記シート状物は、積層された複数のシートと、積層された複数のシートを一体化する縫製糸と、重なるシートと縫製糸の縫い目とで形成された収容部とを有して成る前記請求項1〜5のいずれか一項に記載の中性子吸収部材。   The sheet-like object includes a plurality of stacked sheets, a sewing thread that integrates the stacked sheets, and a storage portion that is formed by overlapping sheets and stitches of the sewing thread. Item 6. The neutron absorbing member according to any one of Items 1 to 5. 前記シート状物は、水が通り抜ける隙間を有してなる前記請求項1〜5のいずれか一項に記載の中性子吸収部材。   The neutron absorbing member according to any one of claims 1 to 5, wherein the sheet-like material has a gap through which water passes. 前記中性子吸収材が粒子状である前記請求項1〜7のいずれか一項に記載の中性子吸収部材。   The neutron absorbing member according to any one of claims 1 to 7, wherein the neutron absorber is particulate. 前記請求項1〜7のいずれか一項に記載の中性子吸収部材に核分裂性物質包含物を包含して核分裂性物質包含物を回収することを特徴とする核分裂性物質回収方法。   A fissile material recovery method comprising recovering a fissile material inclusion by including the fissile material inclusion in the neutron absorbing member according to claim 1. 前記請求項1〜8のいずれか一項に記載の中性子吸収部材により臨界状態の発生を防止する臨界状態発生防止方法。   The critical state generation | occurrence | production prevention method which prevents generation | occurrence | production of a critical state with the neutron absorption member as described in any one of the said Claims 1-8.
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