JP2015175788A - 放射性物質収納容器 - Google Patents

Abstract

【課題】放射性物質収納容器において、外部から内部への伝熱を抑制する。
【解決手段】キャスク（放射性物質収納容器）１１は、筒状の部材であって、外周部に第１の溝部５１が周方向に所定間隔をもって複数設けられる胴本体２１と、内周部に第２の溝部５２が周方向に所定間隔をもって複数設けられると共に胴本体２１の外周部に所定距離だけ離れて設けられる外筒２５と、面内方向Ｙにおける一方の端部である第１の端部４１が第１の溝部５１に嵌合し他方の端部である第２の端部４２が第２の溝部５２に嵌合することにより、面内方向Ｙが胴本体２１の軸直角方向に傾斜した方向に沿うように胴本体２１及び外筒２５に設けられ、かつ、面内方向Ｙに変形可能な伝熱フィン４０とを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、内部に放射性物質を格納する放射性物質収納容器に関するものである。

原子力発電所で使用された使用済み燃料は、原子力発電所内の使用済み燃料貯蔵プールに一時的に保管され、冷却される。使用済み燃料貯蔵プールで冷却された使用済み燃料は、再処理施設に輸送される。しかし、使用済み燃料貯蔵プールの貯蔵量には限界があるため、使用済み燃料を放射性物質収納容器（キャスク）に貯蔵することがある。また、使用済み燃料をキャスクに収容して、再処理施設に輸送することがある。

一般的に、キャスクは、使用済み燃料を貯蔵する筒状の胴本体と、容器の外周に設けられる外筒とを有する。また、胴本体と外筒との間には、使用済み燃料の熱を外部に逃がす伝熱フィンが設けられている。そして、例えば特許文献１に記載されているように、伝熱フィンは、胴本体と外筒とにそれぞれ溶接される。

特開平４−３６６９７号公報

ところで、昨今、使用済み燃料を貯蔵するキャスクは、火災が起きた場合にも健全性を維持することを要求されている。

本発明は、火災に対する健全性を確保するため、外部から内部への伝熱を抑制する放射性物質収納容器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、本発明の放射性物質収納容器は、筒状の部材であって、外周部に第１の溝部が周方向に所定間隔をもって複数設けられる胴本体と、内周部に第２の溝部が周方向に所定間隔をもって複数設けられると共に前記胴本体の外周部に所定距離だけ離れて設けられる外筒と、面内方向における一方の端部である第１の端部が前記第１の溝部に嵌合し他方の端部である第２の端部が前記第２の溝部に嵌合することにより、前記面内方向が前記胴本体の軸直角方向に対して傾斜した方向に沿うように前記胴本体及び前記外筒に設けられ、かつ、前記面内方向に変形可能な伝熱フィンとを有する。

この放射性物質収納容器は、伝熱フィンが面内方向に変形可能である。そのため、外筒が外部からの熱により熱膨張して径方向外側に移動すると、伝熱フィンと外筒との密着又は伝熱フィンと胴本体との密着が解除される。従って、この放射性物質格納容器は、外筒から胴本体への熱伝導性を低下させる。すなわち、この放射性物質収納容器は、外部から内部への伝熱を抑制することができる。

前記放射性物質収納容器において、前記第２の溝部と前記第２の端部との間には空間が設けられていることが好ましい。この放射性物質収納容器は、溝部と伝熱フィンとの間に空間が設けられているため、外部から内部への伝熱をより好適に抑制することができる。

前記放射性物質収納容器において、前記空間には、伝熱媒体が設けられていることが好ましい。この放射性物質収納容器は、空間に伝熱媒体が設けられているため、放射性物質収納容器内部の放射性物質の崩壊熱を効率よく外部に放出することができる。

前記放射性物質収納容器において、前記伝熱フィンは、前記第１の溝部と前記第１の端部と、前記第２の溝部と前記第２の端部とのうちいずれか一方が互いに固定され、他方は互いに移動自在に支持されることが好ましい。この放射性物質収納容器は、伝熱フィンの一方が溝部に固定されているため、組み立て時の作業負荷を低減させることができる。

前記放射性物質収納容器において、前記伝熱フィンは、前記第１の溝部と前記第１の端部と、前記第２の溝部と前記第２の端部とのうちいずれか一方が溶接されていることが好ましい。この放射性物質収納容器は、伝熱フィンの一方が溝部に固定されているため、組み立て時の作業負荷を低減させることができる。

前記放射性物質収納容器において、前記第１の溝部又は前記第２の溝部には、所定の温度以上になった場合に溶融する連結部材が固定されており、前記伝熱フィンは、前記連結部材を介して前記第１の溝部又は前記第２の溝部に嵌合されていることが好ましい。この放射性物質収納容器は、連結部材を有するため、外部から内部への伝熱をより好適に抑制することができる。

本発明によれば、放射性物質収納容器外部から内部への伝熱を抑制することができる。

図１は、実施形態１に係るキャスクの縦断面図である。 図２は、実施形態１に係るキャスクの平断面図である。 図３は、実施形態１に係るキャスクの要部断面図である。 図４は、実施形態２に係るキャスクの要部断面図である。 図５は、実施形態３に係るキャスクの要部断面図である。 図６は、実施形態４に係るキャスクの要部断面図である。 図７は、実施形態５に係るキャスクの要部断面図である。

（実施形態１）
実施形態１について、図面を用いて詳細に説明する。図１は、実施形態１に係るキャスクの縦断面図であり、図２は、実施形態１に係るキャスクの平断面図である。

放射性物質収納容器としてのキャスク１１は、胴部１２と蓋部１３とバスケット１４とを有する。胴部１２は、筒状の部材であり、胴本体２１の一方、つまり、上部に開口部２２が形成され、他方、つまり、下部に底部（閉塞部）２３が形成された円筒形状をなしており、内部に放射性物質（例えば、使用済燃料集合体）を収納可能となっている。すなわち、胴本体２１は、内部にキャビティ２４が設けられ、このキャビティ２４は、その内面がバスケット１４の外周形状に合わせた形状となっている。バスケット１４は、複数の放射性物質（図示略）を個々に収納するセルを複数有している。バスケット１４は、図１に示すようにバスケット本体１４Ａを有する。バスケット本体１４Ａは、互いに平行かつ所定間隔で配置されるセルとしての放射性物質収納部１４Ｂが上下方向で連続して形成されている。上下方向とは、キャスク１１において胴本体２１の円筒形状の軸方向Ｘに沿う方向であり、胴本体２１の上下方向に相当する。そして、胴本体２１は、下部に底部２３が溶接により結合又は一体成形されており、この胴本体２１及び底部２３は、γ線遮蔽機能を有する炭素鋼製の鍛造品となっている。胴本体２１及び底部２３は、炭素鋼の代わりにステンレス鋼を用いることもできる。また、胴本体２１及び底部２３は、球状黒鉛鋳鉄又は炭素鋼鋳鋼などの鋳造品を用いることもできる。

胴部１２は、胴本体２１の外周側に所定の距離だけ離れて外筒２５が配設されている。外筒２５は、例えば炭素鋼などによって製造される。図２に示されるように、胴本体２１の外周面と外筒２５の内周面との間には、伝熱フィン４０が、周方向に所定の間隔で複数設けられている。そして、胴部１２は、胴本体２１と外筒２５との空間部に、水素を多く含有する高分子材料であって中性子遮蔽機能を有するボロン又はボロン化合物を含有したレジン（中性子遮蔽体）２６が、図示しないパイプ等を介して流動状態で注入され、固化されている。伝熱フィン４０の詳細については後述する。

胴部１２は、底部２３の下側に複数の連結板２７により所定の隙間を空けて底板２８が連結されていてもよく、この連結板２７と底板２８との空間部にレジン（中性子遮蔽体）２９が設けられている。また、胴部１２は、側面にトラニオン３０が固定されている。なお、連結板２７を設けないこともある。

胴部１２における胴本体２１の開口部２２を閉塞する蓋部１３は、一次蓋部３１と二次蓋部３２によって構成されている。一次蓋部３１は、γ線を遮蔽するステンレス鋼または炭素鋼で製造された円盤形状の部材である。また、二次蓋部３２も、ステンレス鋼製または炭素鋼製で製造された円盤形状の部材であるが、その内部にレジン（中性子遮蔽体）３３が封入されている。この一次蓋部３１および二次蓋部３２は、ステンレス鋼製または炭素鋼製のボルト（図示略）により胴本体２１の上端部に着脱自在に取付けられている。この場合、一次蓋部３１および二次蓋部３２と胴本体２１との間に、それぞれ図示しない金属ガスケットが介装され、内部の密封性を確保している。なお、レジン３３は、一次蓋部３１に設けられていてもよく、一次蓋部３１にのみ設けられていてもよい。また、蓋部１３の周囲には、レジンを封入した補助遮蔽体３４が設けられる場合もある。次に、伝熱フィン４０について説明する。

図３は、実施形態１に係るキャスクの要部断面図である。伝熱フィン４０は、熱伝導性が高く、胴本体２１及び外筒２５よりも熱膨張率が高い材料によって製造される板状の部材である。例えば、伝熱フィン４０は、銅などによって製造される。

図２及び図３に示されるように、胴本体２１の外周部には、第１の溝部５１が周方向に所定の間隔で複数設けられている。詳しくは後述するが、伝熱フィン４０は、第１の溝部５１に取付けられる。第１の溝部５１は、軸方向Ｘに沿って延在し、軸方向Ｘに対する軸直角方向に対して傾斜して設けられている。すなわち、第１の溝部５１は、胴本体２１の放射方向Ａに対して傾斜して設けられている。放射方向Ａとは、中心軸Ｏから胴本体２１の径方向外側に向かう方向である。第１の溝部５１は、底部５３と両側部５４とを有する。第１の溝部５１は、底部５３と両側部５４とを有するコの字形状であるが、これに限られない。第１の溝部５１は、伝熱フィン４０を取り付けることができれば、例えばＵ字やＶ字の形状等、任意の形状であってよい。

外筒２５の内周部には、第２の溝部５２が周方向に所定の間隔で複数設けられている。詳しくは後述するが、伝熱フィン４０は、第２の溝部５２に取付けられる。第２の溝部５２は、軸方向Ｘに沿って延在し、軸方向Ｘに対する軸直角方向に対して傾斜して設けられている。すなわち、第２の溝部５２は、胴本体２１の放射方向Ａに対して傾斜して設けられている。第２の溝部５２は、底部５５と両側部５６とを有する。第２の溝部５２は、底部５５と両側部５６とを有するコの字形状であるが、これに限られない。第２の溝部５２は、伝熱フィン４０を取り付けることができれば、例えばＵ字又はＶ字の形状等、任意の形状であってよい。

第１の溝部５１の中心軸Ｂと第２の溝部５２の中心軸Ｃとは、それぞれ一致する（公差含む）ように設けられていてもよい。中心軸Ｂと中心軸Ｃとが一致することにより、第１の溝部５１と第２の溝部５２とのガタを小さくすることができ、板状部材である伝熱フィン４０を容易に取り付けることができる。

伝熱フィン４０は、面内方向Ｙにおける一方の端部である第１の端部４１と、他方の端部である第２の端部４２とを有する。第１の端部４１は、第１の溝部５１に嵌合され、第２の端部４２は、第２の溝部５２に嵌合される。なお、面内方向Ｙとは、伝熱フィン４０の表面４７に沿った方向である。また、面内方向Ｙは、第１の溝部５１と第２の溝部５２を結ぶ方向である。従って、面内方向Ｙは、胴本体２１の軸方向Ｘに対する軸直角方向に対して傾斜した方向である。言い換えれば、面内方向Ｙは、胴本体２１の放射方向Ａに対して傾斜した方向である。第１の端部４１と第１の溝部５１と、第２の端部４２と第２の溝部５２とは、互いに移動可能に嵌合されている。第１の端部４１と第１の溝部５１と、及び第２の端部４２と第２の溝部５２とは、例えばすきま嵌めによって取付けられる。詳しくは後述するが、伝熱フィン４０は、第１の溝部５１及び第２の溝部５２に対して、面内方向Ｙに変形可能である。

放射性物質が胴本体２１の内部に収納された場合、放射性物質の崩壊熱が胴本体２１に伝熱される。胴本体２１の熱は、第１の溝部５１及び第１の端部４１を介して伝熱フィン４０に伝熱される。伝熱フィン４０に伝熱された熱は、第２の端部４２及び第２の溝部５２を介して外筒２５に伝熱し、外部に放熱される。この伝熱により、胴本体２１と伝熱フィン４０と外筒２５とは、熱膨張する。

胴本体２１は、熱膨張した場合、径が広がる方向に膨張する。従って、底部５３は、中心軸Ｂに沿って胴本体２１の外周に向かって移動する。また、両側部５４は、互いの幅が大きくなる。同様に、外筒２５は、熱膨張した場合、径が広がる方向に膨張する。従って、底部５５は、中心軸Ｃに沿って胴本体２１の外周に向かって移動する。両側部５６は、互いの幅が大きくなる。伝熱フィン４０は、熱膨張した場合、面内方向Ｙ及び面内方向Ｙに垂直な方向である面直方向Ｚに向かって膨張する。従って、第１の端部４１の端面４３は、面内方向Ｙに沿って胴本体２１の中心に向かって移動する。また、第１の端部４１の両側面４４は、互いの幅が大きくなる。同様に、第２の端部４２の端面４５は、面内方向Ｙに沿って胴本体２１の外周に向かって移動する。また、第２の端部４２の両側面４６は、互いの幅が大きくなる。言い換えれば、伝熱フィン４０は、熱膨張により、第１の溝部５１及び第２の溝部５２に対して、面内方向Ｙ及び面直方向Ｚに変形可能である。

伝熱フィン４０は、胴本体２１及び外筒２５よりも熱膨張係数が大きい。従って、放射性物質の崩壊熱により熱膨張した場合、第１の溝部５１と第２の溝部５２との間の距離（底部５３から底部５５までの長さ）よりも、伝熱フィン４０の長さ（端面４３から端面４５までの面内方向Ｙに沿った長さ）の方が大きくなる。従って、伝熱フィン４０は、第１の端部４１が第１の溝部５１に密着して固定され、第２の端部４２が第２の溝部５２に密着して固定される。また、第１の溝部５１の幅及び第２の溝部５２の幅（両側部５４及び両側部５６の幅）よりも、伝熱フィン４０の幅（両側面４４及び両側面４６の面直方向Ｚに沿った幅）の方が大きくなってもよい。この場合、伝熱フィン４０は、第１の溝部５１及び第２の溝部５２に、面直方向Ｚにおいても密着することができる。このように、伝熱フィン４０は、熱膨張による変形により、外筒２５及び胴本体２１に密着する。

例えばキャスク１１の周囲で火災等があった場合は、キャスク１１が外部から熱せられる。この場合、外部の熱が外筒２５に伝わる。外筒２５の熱は、第２の溝部５２及び第２の端部４２を介して伝熱フィン４０に伝わる。伝熱フィン４０に伝わった熱は、第１の端部４１及び第１の溝部５１を介して胴本体２１とその内部とに伝わる。

火災等でキャスク１１が外部から熱せられた場合、外筒２５の温度が伝熱フィン４０よりも早く高くなるため、外筒２５は、伝熱フィン４０よりも先に大きく熱膨張する。従って、第１の溝部５１と第２の溝部５２との間の距離の方が、伝熱フィン４０の長さよりも大きくなる。また、第２の溝部５２の幅よりも、伝熱フィン４０の幅の方が大きくなる。すなわち、第２の端部４２と第２の溝部５２との密着は、解除される。この場合において、伝熱フィン４０は、熱膨張により、第２の溝部５２に対して、面内方向Ｙ及び面直方向Ｚに変形可能であるといえる。なお、この場合、伝熱フィン４０は、胴本体２１よりも大きく熱膨張しているため、第１の端部４１と第１の溝部５１との密着は解除されない。

このように、火災等でキャスク１１が外部から熱せられた場合、外筒２５が外周方向に膨張するため、第２の端部４２と第２の溝部５２との密着が解除される。第２の端部４２と第２の溝部５２との密着が解除されると、外筒２５と伝熱フィン４０との間での熱伝導性が低下する。すなわち、外筒２５から伝熱フィン４０及び胴本体２１内部への伝熱が抑制される。従って、火災等でキャスク１１が外部から熱せられた場合に、実施形態１に係るキャスク１１は、外部から内部への伝熱を抑制することができる。

また、伝熱フィン４０は、胴本体２１内部に貯蔵した放射性物質の崩壊熱により、第１の溝部５１及び第２の溝部５２に対して面内方向Ｙに変形する。伝熱フィン４０は、第１の溝部５１及び第２の溝部５２に密着する。伝熱フィン４０と第１の溝部５１及び第２の溝部５２とが密着すると、伝熱フィン４０と胴本体２１及び外筒２５との間での熱伝導性が向上する。すなわち、伝熱フィン４０は、胴本体２１からの熱を好適に外筒２５へ伝えることができる。従って、実施形態１に係るキャスク１１は、内部の放射性物質の熱を好適に外部に放出することができる。

また、伝熱フィンと胴本体及び外筒とを取り付ける際に、溶接が行われる場合があるが、次の理由により取付けに対する作業負荷が高くなる場合がある。すなわち、伝熱フィンと胴本体及び外筒とが異材であるため溶接性が低かったり、キャスクが巨大であったりするため、取付けに対する作業負荷が高くなる場合がある。しかし、実施形態１に係るキャスク１１は、第１の溝部５１及び第２の溝部５２に伝熱フィン４０を嵌合することにより、伝熱フィン４０を胴本体２１及び外筒２５に取り付けている。そして、伝熱フィン４０は、放射性物質の崩壊熱に起因する熱膨張により、第１の溝部５１及び第２の溝部５２に固定される。従って、実施形態１に係るキャスク１１は、伝熱フィン４０と胴本体２１及び外筒２５とを取り付ける際の作業負荷を低減することができる。

また、伝熱フィン４０は、面内方向Ｙが、胴本体２１の軸方向Ｘに対する軸直角方向に対して傾斜した方向であって、放射方向Ａに対して傾斜した方向に沿って取り付けられている。中性子は、胴本体２１の放射方向に放出される。伝熱フィン４０を胴本体２１の放射方向に対して傾斜して設けることで、レジン２６で胴本体２１の周囲を漏れなく囲み、レジン２６の中性子遮蔽性能を十分に機能させることができる。

（実施形態２）
実施形態２について、図面を用いて詳細に説明する。図４は、実施形態２に係るキャスクの要部断面図である。実施形態２に係るキャスク１１ａは、伝熱フィン４０ａと第２の溝部５２ａとの間に空間６０を有する。なお、実施形態１と共通する構成については、説明を省略する。

図４に示されるように、外筒２５ａの内周部には、第２の溝部５２ａが設けられている。第２の溝部５２ａは、底部５５ａと両側部５６ａとを有する。また、伝熱フィン４０ａは、面内方向Ｙにおける一方の端部である第１の端部４１ａと、他方の端部である第２の端部４２ａとを有する。第１の端部４１ａは、第１の溝部５１に嵌合され、第２の端部４２ａは、第２の溝部５２ａに嵌合される。第２の端部４２ａは、端面４５ａと両側面４６ａとを有する。第２の端部４２ａと第２の溝部５２ａとの間、すなわち端面４５ａと底部５５ａとの間には、空間６０が設けられている。すなわち、端面４５ａと底部５５ａとは、最初から所定の距離だけ離れている。

火災等でキャスク１１ａが外部から熱せられた場合、外筒２５ａの温度が伝熱フィン４０ａよりも早く高くなるため、外筒２５ａは、伝熱フィン４０ａよりも先に大きく熱膨張する。すなわち、伝熱フィン４０ａは、端面４５ａと底部５５ａとの距離を大きくする方向に変形する。端面４５ａと底部５５ａとは、最初から所定の距離だけ離れており、さらにその距離が大きくなるため、第２の端部４２ａと第２の溝部５２ａとの嵌合は解除される。言い換えれば、火災等でキャスク１１ａが外部から熱せられた場合、伝熱フィン４０ａは、第２の溝部５２ａから外れる。

上述のように、第２の端部４２ａと第２の溝部５２ａとの間には空間６０が設けられているため、火災等でキャスク１１ａが外部から熱せられた場合、伝熱フィン４０ａは、第２の溝部５２ａから外れる。伝熱フィン４０ａが第２の溝部５２ａから外れた場合、外筒２５ａから伝熱フィン４０ａ及び胴本体２１内部への伝熱がより好適に抑制される。従って、火災等でキャスク１１ａが外部から熱せられた場合、実施形態２に係るキャスク１１ａは、外部から内部への伝熱をより好適に抑制することができる。

空間６０に、伝熱媒体を設けてもよい。伝熱媒体は、熱伝導率の高い材料によって製造される。伝熱媒体の材料は任意であるが、ペースト状の伝熱媒体を、第２の溝部５２ａ又は第２の端部４２ａに塗布してもよい。ペースト状の伝熱媒体としては、例えば、熱伝導グリス、伝熱セメント、金属ペースト又はカーボンペースト等が好ましいが、これらに限られない。空間６０に伝熱媒体を設けることにより、胴本体２１内部に貯蔵した放射性物質の崩壊熱を、より好適に放出することができる。

（実施形態３）
次に、実施形態３について、図面を用いて詳細に説明する。図５は、実施形態３に係るキャスクの要部断面図である。実施形態３に係るキャスク１１ｂは、伝熱フィン４０ｂと第１の溝部５１ｂとが固定されている。実施形態１と共通する構成については、説明を省略する。

図５に示されるように、胴本体２１ｂの外周部には、第１の溝部５１ｂが設けられている。第１の溝部５１ｂは、底部５３ｂと両側部５４ｂとを有する。両側部５４ｂは、底部５３ｂと反対側の方向に向かって幅が小さくなっている。すなわち、第１の溝部５１ｂは、軸方向Ｘから見た断面が、台形形状となっている。第１の溝部５１ｂは、両側部５４ｂの幅の少なくとも一部が、胴本体２１ｂの外周における第１の溝部５１ｂの幅よりも大きくなっていれば、台形形状に限られない。

また、伝熱フィン４０ｂは、面内方向Ｙにおける一方の端部である第１の端部４１ｂと、他方の端部である第２の端部４２ｂとを有する。第２の端部４２ｂは、第２の溝部５２に移動可能に嵌合（支持）されている。第１の端部４１ｂは、端面４３ｂ及び両側面４４ｂを有する。両側面４４ｂは、端面４３ｂと反対側の方向に向かって幅が小さくなっている。すなわち、第１の端部４１ｂは、軸方向Ｘから見た断面が、台形形状となっている。第１の端部４１ｂは、両側面４４ｂの幅の少なくとも一部が、伝熱フィン４０ｂの幅よりも大きくなっていれば、台形形状に限られない。

第１の端部４１ｂは、第１の溝部５１ｂに取付けられ、互いに固定されている。すなわち、第１の端部４１ｂ及び第１の溝部５１ｂは、それぞれ端面４３ｂと反対側の方向及び底部５３ｂと反対側の方向に向かって幅が小さくなっているため、第１の端部４１ｂは、第１の溝部５１ｂに対して、例えば面内方向Ｙに沿って固定されている。なお、伝熱フィン４０ｂは、胴本体２１ｂに、例えば軸方向Ｘに沿ってスライドさせながら取り付けられる。このように、第１の端部４１ｂは、第１の溝部５１ｂをキー溝として、互いに固定されている。第１の端部４１ｂと第１の溝部５１ｂとは、面内方向Ｙに沿って固定されていれば、その形状は任意である。例えば、第１の端部４１ｂと第１の溝部５１ｂとは、鉤状になっていてもよい。また、例えば、第１の端部４１ｂと第１の溝部５１ｂとは、嵌め合い（しまりばめ）によって互いに固定されてもよい。

伝熱フィン４０ｂは、第２の溝部５２に対して面内方向Ｙに移動可能である。そのため、火災等でキャスク１１ｂが外部から熱せられた場合、外筒２５から伝熱フィン４０ｂへの伝熱が抑制される。従って、実施形態３に係るキャスク１１ｂは、外部から内部への伝熱をより好適に抑制することができる。

また、伝熱フィン４０ｂは、第１の溝部５１ｂに対して固定されている。従って、キャスク１１ｂの組み立て時において外筒２５を取り付ける際に、伝熱フィン４０ｂをより安定させることができる。そのため、実施形態３に係るキャスク１１ｂは、組み立て時の作業負荷を低減させることができる。また、伝熱フィン４０ｂと第１の溝部５１ｂとは溶接を行わずに固定されている。従って、キャスク１１ｂは、組み立て時の作業負荷を低減させることができる。ただし、伝熱フィン４０ｂと第１の溝部５１ｂとは、溶接により固定されてもよい。

なお、実施形態２と同様に、第２の端部４２ｂと第２の溝部５２との間に、空間が設けられてもよい。また、第１の端部４１ｂと第１の溝部５１ｂとが移動可能に嵌合され、第２の端部４２ｂと第２の溝部５２とが互いに固定されていてもよい。この場合においても、火災等でキャスク１１ｂが外部から熱せられた場合、伝熱フィン４０ｂから胴本体２１への伝熱が抑制される。従って、実施形態３に係るキャスク１１ｂは、外部から内部への伝熱をより好適に抑制することができる。この場合、第１の端部４１ｂと第１の溝部５１ｂとの間に空間を設けてもよい。

（実施形態４）
次に、実施形態４について、図面を用いて詳細に説明する。図６は、実施形態４に係るキャスクの要部断面図である。実施形態４に係るキャスク１１ｃは、互いに移動可能に連結される第１の伝熱フィン６１と第２の伝熱フィン６２とを有する。なお、実施形態１と共通する構成については、説明を省略する。

図６に示されるように、胴本体２１ｃの外周部には、第１の溝部５１ｃが設けられている。第１の溝部５１ｃは、実施形態３に係る第１の溝部５１ｂと同様の形状であり、例えば、軸方向Ｘから見た断面が台形形状となっている。また、外筒２５ｃの内周部には、第２の溝部５２ｃが設けられている。第２の溝部５２ｃも、実施形態３に係る第１の溝部５１ｂと同様の形状を有し、例えば、軸方向Ｘから見た断面が台形形状となっている。

キャスク１１ｃは、第１の伝熱フィン６１と第２の伝熱フィン６２とを有する。第１の伝熱フィン６１は、面内方向Ｙに沿った一方が第１の端部４１ｃであり、他方が端部６３である。第１の端部４１ｃは、実施形態３に係る第１の端部４１ｂと同様の形状を有し、例えば、軸方向Ｘから見た断面が台形形状となっている。第１の端部４１ｃは、第１の溝部５１ｃに取付けられて固定されている。

第２の伝熱フィン６２は、面内方向Ｙに沿った一方の端部が第２の端部４２ｃであり、他方の端部に溝状の連結部６４を有する。第２の端部４２ｃは、実施形態３に係る第１の端部４１ｂと同様の形状を有し、例えば、軸方向Ｘから見た断面が台形形状となっている。第２の端部４２ｃは、第２の溝部５２ｃに取付けられて固定されている。

第１の伝熱フィン６１と第２の伝熱フィン６２とは、端部６３と連結部６４とにより、互いに連結されている。より詳しくは、溝状の連結部６４に、端部６３が互いに移動可能に嵌合されている。従って、第１の伝熱フィン６１は、第２の溝部５２ｃに対して面内方向Ｙに沿って変形可能である。また、第２の伝熱フィン６２は、第１の溝部５１ｃに対して面内方向Ｙに沿って変形可能である。また、胴本体２１ｃ内部の放射性物質の崩壊熱により、端部６３と連結部６４とは、互いに密着する。

上述のように、第２の伝熱フィン６２は、外筒２５ｃに固定されている。そのため、火災等でキャスク１１ｃが外部から熱せられた場合、第２の伝熱フィン６２は、熱膨張した外筒２５ｃと共に、面内方向Ｙに沿って胴本体２１ｃの外周に向かって移動する。一方、第１の伝熱フィン６１は、外筒２５ｃの熱膨張に伴って移動しない。従って、端部６３と連結部６４との密着が解除される。端部６３と連結部６４との密着が解除されると、第２の伝熱フィン６２から第１の伝熱フィン６１への伝熱性能が低下する。従って、実施形態４に係るキャスク１１ｃは、火災等でキャスク１１ｃが外部から熱せられた場合に、外部から内部への伝熱を抑制することができる。さらに、この場合、第２の伝熱フィン６２は、第１の伝熱フィン６１より温度が高いため、第１の伝熱フィン６１より大きく熱膨張する。そのため、連結部６４の溝幅は、端部６３の幅よりも大きくなる。従って、キャスク１１ｃは、外部から内部への伝熱をより好適に抑制することができる。また、端部６３と連結部６４との間に空間を設けてもよい。

第１の伝熱フィン６１は第１の溝部５１ｃに固定され、第２の伝熱フィン６２は第２の溝部５２ｃに固定される。従って、キャスク１１ｃの組み立て時において第１の伝熱フィン６１及び第２の伝熱フィン６２を安定させることができるため、組み立て時の作業負荷を低減することができる。また、第１の伝熱フィン６１と第１の溝部５１ｃと、第２の伝熱フィン６２と第２の溝部５２ｃとは、溶接されずに固定されている。従って、キャスク１１ｃは、組み立て時の作業負荷を低減することができる。ただし、第１の伝熱フィン６１と第１の溝部５１ｃと、第２の伝熱フィン６２と第２の溝部５２ｃとは、例えば嵌め合い（しまりばめ）や溶接等により固定されてもよい。

なお、連結部６４は溝状に限られず、端部６３と連結部６４とが互いに移動可能に連結されれば、連結部６４の形状は任意に選択される。また、連結部は、第１の伝熱フィン６１に設けられていてもよい。

（実施形態５）
次に、実施形態５について、図面を用いて詳細に説明する。図７は、実施形態５に係るキャスクの要部断面図である。実施形態５に係るキャスク１１ｄは、連結部材６６を有する点で、実施形態１に係るキャスク１１と異なる。なお、実施形態１と共通する構成については、説明を省略する。

図７に示されるように、胴本体２１ｄの外周部には、第１の溝部５１ｄが設けられている。第１の溝部５１ｄは、実施形態３に係る第１の溝部５１ｂと同様の形状であり、例えば、軸方向Ｘから見た断面が台形形状となっている。また、外筒２５ｄの内周部には、第２の溝部５２ｄが設けられている。第２の溝部５２ｄも、実施形態３に係る第１の溝部５１ｂと同様の形状を有し、例えば、軸方向Ｘから見た断面が台形形状となっている。

キャスク１１ｄは、伝熱フィン４０ｄと連結部材６６とを有する。伝熱フィン４０ｄは、面内方向Ｙにおける一方の端部である第１の端部４１ｄと、他方の端部である第２の端部４２ｄとを有する。第１の端部４１ｄは、実施形態３に係る第１の端部４１ｂと同様の形状を有し、例えば、軸方向Ｘから見た断面が台形形状となっている。第２の端部４２ｄは、例えば溝状の形状となっている。

連結部材６６は、所定の温度以上になった場合に溶融する材料によって製造される。連結部材６６は、胴本体２１ｄ、外筒２５ｄ及び伝熱フィン４０ｄよりも融点が低い材料であり、かつ、胴本体２１ｄ内部に収納された放射性物質の崩壊熱によっては溶融しない材料によって製造される。連結部材６６は、例えば、鉛やスズ等によって製造される。連結部材６６は、面内方向Ｙにおける一方の端部に端部６７を有し、他方の端部に固定部６８を有する。固定部６８は、実施形態３に係る第１の端部４１ｂと同様の形状を有し、例えば、軸方向Ｘから見た断面が台形形状となっている。

第１の端部４１ｄは、第１の溝部５１ｄに取付けられ、固定されている。第１の端部４１ｄと第１の溝部５１ｄとは、例えば嵌め合い（しまりばめ）や溶接等によって固定されてもよい。なお、第１の端部４１ｄと第１の溝部５１ｄとは、移動可能に嵌合されていてもよい。

第２の端部４２ｄと端部６７とは、互いに移動可能に嵌合されている。また、固定部６８は、第２の溝部５２ｄに取付けられ、固定されている。すなわち、第２の端部４２ｄは、連結部材６６を介して、第２の溝部５２ｄに移動可能に嵌合されている。ここでは第２の端部４２ｄは溝形状であるが、端部６７の方を溝形状としてもよい。また、固定部６８と第２の溝部５２ｄとは、例えば互いに嵌め合い（しまりばめ）により固定されていてもよい。

火災等でキャスク１１ｄが外部から熱せられた場合、外筒２５ｄに固定されている連結部材６６は、溶融する。そのため、連結部材６６を介して第２の溝部５２ｄに嵌合されていた伝熱フィン４０ｄは、第２の溝部５２ｄから取り外される。従って、実施形態５に係るキャスク１１ｄは、火災等でキャスク１１ｄが外部から熱せられた場合、連結部材６６が溶融することにより、外部から内部への伝熱をより好適に抑制することができる。

連結部材６６は、第１の溝部５１ｄに固定されていてもよい。この場合においても、火災等でキャスク１１ｄが外部から熱せられた場合、外筒２５ｄ及び伝熱フィン４０ｄを介して、連結部材６６に外部からの熱が伝わり、連結部材６６は溶融する。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態の内容によりこれらの実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態等の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

１１ キャスク
１２ 胴部
１３ 蓋部
２１ 胴本体
２２ 開口部
２３ 底部
２５ 外筒
２６ レジン
４０ 伝熱フィン
４１ 第１の端部
４２ 第２の端部
５１ 第１の溝部
５２ 第２の溝部
Ｘ 軸方向
Ｙ 面内方向
Ｚ 面直方向

Claims (6)

1. 筒状の部材であって、外周部に第１の溝部が周方向に所定間隔をもって複数設けられる胴本体と、
   内周部に第２の溝部が周方向に所定間隔をもって複数設けられると共に前記胴本体の外周部に所定距離だけ離れて設けられる外筒と、
   面内方向における一方の端部である第１の端部が前記第１の溝部に嵌合し他方の端部である第２の端部が前記第２の溝部に嵌合することにより、前記面内方向が前記胴本体の軸直角方向に対して傾斜した方向に沿うように前記胴本体及び前記外筒に設けられ、かつ、前記面内方向に変形可能な伝熱フィンと、
   を有する放射性物質収納容器。
2. 前記第２の溝部と前記第２の端部との間には空間が設けられている、
   請求項１に記載の放射性物質収納容器。
3. 前記空間には、伝熱媒体が設けられている
   請求項２に記載の放射性物質収納容器。
4. 前記伝熱フィンは、前記第１の溝部と前記第１の端部と、前記第２の溝部と前記第２の端部とのうちいずれか一方が互いに固定され、他方は互いに移動自在に支持される、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の放射性物質収納容器。
5. 前記伝熱フィンは、前記第１の溝部と前記第１の端部と、前記第２の溝部と前記第２の端部とのうちいずれか一方が溶接されている、
   請求項４に記載の放射性物質収納容器。
6. 前記第１の溝部又は前記第２の溝部には、所定の温度以上になった場合に溶融する連結部材が固定されており、
   前記伝熱フィンは、前記連結部材を介して前記第１の溝部又は前記第２の溝部に嵌合されている、
   請求項１に記載の放射性物質収納容器。

Images