JP2015017806A - 中性子遮蔽材およびこの中性子遮蔽材を使用した使用済燃料保管設備 - Google Patents
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Abstract
Description
具体的には、中性子吸収材としてのボロンを1.5質量%添加し、厚さが4mmである従来のオーステナイト系ステンレス鋼を母材2とする一方、合せ材1,1a,1bとして、ボロン(B),ハフニウム(Hf)およびガドリウム(Gd)の少なくとも1種が0.1〜0.5%添加され中性子吸収性能が保持された延性が高く厚さが1mmであるオーステナイト系ステンレス鋼(実施例1),Ni基合金(実施例2),もしくはハステロイ合金(実施例3)から成る合せ材を用意した。そして上記母材と合せ材とが熱間圧延によって一体にクラッドされた図1(a)に示す2層構造を有する中性子遮蔽材3を調製した。
一方、従来材として実施例1−3で使用したオーステナイト系ステンレス鋼から成る母材のみから成り、全厚さが5mmである単層の従来材を比較例として調製した。
2…母材(ボロン添加ステンレス鋼)
3,3a…中性子遮蔽材(クラッド材)
Claims (13)
- 使用済み燃料集合体を収容または貯蔵するための使用済燃料保管設備を構成する中性子遮蔽材において、中性子遮蔽機能を有するボロン(B)を含有したステンレス鋼から成る母材の少なくとも一方の表面に、上記母材よりも靭性および延性が高い中性子遮蔽合金から成る合せ材を一体にクラッドしたことを特徴とする中性子遮蔽材。
- 請求項1に記載の中性子遮蔽材において、前記ボロン(B)を含有したステンレス鋼から成る母材のボロンの総量が質量%で1.0〜3.0%であると共に、前記中性子遮蔽合金から成る合せ材はボロン、ハフニウム(Hf)およびガドリウム(Gd)の少なくとも1種を総量で0.1〜0.5%含有することを特徴とする中性子遮蔽材。
- 請求項1に記載の中性子遮蔽材において、前記合せ材は、質量%でニッケルを8〜10.5%、クロムを18〜20%含有するオーステナイト系ステンレス鋼を主成分とし、さらにボロン、ハフニウムおよびガドリウムの少なくとも1種を総量で0.1〜0.5%含有することを特徴とする中性子遮蔽材。
- 請求項1に記載の中性子遮蔽材において、前記合せ材は、質量%でニッケルを12〜15%、クロムを16〜18%、モリブデンを2〜3%含有するオーステナイト系ステンレス鋼を主成分とし、さらにボロン、ハフニウムおよびガドリウムの少なくとも1種を総量で0.1〜0.5%含有することを特徴とする中性子遮蔽材。
- 請求項1に記載の中性子遮蔽材において、前記合せ材は、質量%でニッケルを4.5〜6.5%、クロムを21〜23%、モリブデンを2.5〜3.5%含有する二相合金を主成分とし、さらにボロン、ハフニウムおよびガドリウムの少なくとも1種を総量で0.1〜0.5%含有することを特徴とする中性子遮蔽材。
- 請求項1に記載の中性子遮蔽材において、前記合せ材は、質量%でニッケルを58%以上、鉄を5%以下、モリブデンを8〜10%含有するニッケル基合金を主成分とし、さらにボロン、ハフニウムおよびガドリウムの少なくとも1種を総量で0.1〜0.5%含有することを特徴とする中性子遮蔽材。
- 請求項1に記載の中性子遮蔽材において、前記合せ材は、質量%でクロムを14.5〜16.5%、モリブデンを15〜17%含有するNi基合金を主成分とし、さらにボロン、ハフニウムおよびガドリウムの少なくとも1種を総量で0.1〜0.5%含有することを特徴とする中性子遮蔽材。
- 請求項1に記載の中性子遮蔽材において、前記合せ材は、質量%でニッケルを58%以上、クロムを20〜23%、モリブデンを8〜10%含有するニッケル基合金を主成分とし、さらにボロン、ハフニウムおよびガドリウムの少なくとも1種を総量で0.1〜0.5%含有することを特徴とする中性子遮蔽材。
- 請求項1に記載の中性子遮蔽材において、前記合せ材は、質量%でニッケルを70%以下、クロムを14〜17%含有するニッケル基合金を主成分とし、さらにボロン、ハフニウムおよびガドリウムの少なくとも1種を総量で0.1〜0.5%含有することを特徴とする中性子遮蔽材。
- 請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の中性子遮蔽材において、前記中性子遮蔽材は、母材とその表面側に接合された合せ材との二層構造もしくは母材とその表面側に接合された合せ材と裏面側に接合された合せ材との三層構造を有することを特徴とする中性子遮蔽材。
- 請求項10に記載の中性子遮蔽材において、前記三層構造を構成する表面側合せ材と裏面側合せ材とが、同一合金もしくは互いに異なる組成を有する合金で構成されていることを特徴とする中性子遮蔽材。
- 請求項1から請求項11のいずれか1項記載の中性子遮蔽材を使用した使用済み燃料集合体を収容または貯蔵することを特徴とする使用済燃料保管設備。
- 前記中性子遮蔽材は、使用済み燃料貯蔵容器の燃料収納部材となるバスケットまたは使用済み燃料貯蔵ラックの構成材に使用されることを特徴とする請求項12記載の使用済燃料保管設備。
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