JP2677749B2 - 放射性原子炉燃料素子の遮蔽搬送容器およびこの遮蔽搬送容器に密閉層を形成する方法 - Google Patents

放射性原子炉燃料素子の遮蔽搬送容器およびこの遮蔽搬送容器に密閉層を形成する方法

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    • G21F5/00—Transportable or portable shielded containers

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】本発明は球状黒鉛鋳鉄から構成される容器
本体と、これに施されたコーティングから成り、容器の
鋳造体に少なくとも１個の解放細孔が存在し、ニッケル
金属あるいはニッケル基合金、オーステナイトクロム／
ニッケル合金から成る密閉層が機械的に処理されていな
い鋳造体表面に施されている、放射性原子炉燃料素子用
の遮蔽搬送容器に関するものである。このような遮蔽搬
送容器は、原則的に遮蔽据付容器としても使用され得
る。この容器コーティング中のコーティング剤は金属ニ
ッケル、ニッケル基合金、オーステナイトクロム／ニッ
ケル合金から成る密閉層である。
【０００２】本発明はまたこのような遮蔽搬送容器の製
造方法に関するものであり、さらに粒子溶融体から形成
される層をこのような機械的に処理されていない容器表
面の密閉層として使用することも本発明の対象をなす。
【０００３】上述した構成、用途の遮蔽搬送容器は、放
射性の原子炉燃料素子を装填するため、一般に原子力発
電所の、水を収納し、同時に水面下に燃料素子を装入し
ている槽中に入れられる。この槽は原則的に１８／８ク
ロムニッケル鋼のような特殊鋼のライニングを有する。
電気化学的理由から鋳鉄により構成される容器本体装填
の際、流電素子、ことにフェライトは鋳造マトリックス
から溶液中に入る。このため燃料素子槽の特殊鋼ライニ
ングが腐蝕し、また容器本体表面も悪影響を受ける。こ
のような事態を防止するために容器表面に密閉層を施
し、これによりフェライトの溶液への流入が阻止され、
上述した腐蝕も阻止される。この密閉層はことにニッケ
ルないしニッケル基合金で構成される場合に、ことに有
効である。
【０００４】本発明の出発点をなすこのような公知技術
において、密閉層は電気鍍金技術により形成される。当
然ながらこの鍍金を行うためにはそのための設備が必要
であるが、遮蔽搬送容器 の寸法からして著しく高いコ
ストを要する。ほぼ２００μｍ程度までの薄い密閉層て
あってもこれを電気鍍金技術により形成する場合のコス
トは現実的ではない。また不可避的な機械的、熱的ない
し腐蝕的諸要件から、形成された密閉層には多少とも被
覆されない帯域がもたらされる。公開されていない調査
の結果、この帯域は鋳造体表面に不可避的にもたらされ
る開放細孔上に存在することが見出された。電気鍍金法
による密閉層形成に際し、鋳造体表面の開放細孔におい
ては充分な電位差が生じないので、この細孔はニッケル
ないしニッケル合金で十分に充填され得ない。この細孔
はむしろ全く被覆されておらず、密閉層のこの帯域は上
述した諸要件に対して極めて敏感であつて、この帯域の
成形を阻止するためには、電気鍍金法で密閉層を形成す
る限り、層厚さを著しく厚く、例えば１．５ｍｍから
２．００ｍｍあるいはそれ以上にしなければならない。
これも同様に高コストを必要とし、しかも対策として依
然不充分である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明により解
決されるべきこの分野の技術的課題は、冒頭に述べた構
造の、また同じく冒頭に述べた使用目的の、水槽中にお
いて放射性の原子炉燃料素子を装填し得る遮蔽搬送容器
に対して、上述した諸要件に対し充分な密閉層を、ニッ
ケル金属あるいはニッケル基合金、オーステナイトクロ
ム／ニッケル合金から施すことである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】しかるに上述の技術的課
題は、この密閉層が、機械的に処理されていない鋳造体
表面に施されて解放細孔の径より小さい径を有する粒子
の溶融体の硬化により形成される組織構造を示し、この
密閉層が上記解放細孔を充填していることを特徴とする
容器により解決される。
【０００７】この組織構造は粉末溶融体の硬化層に対応
し、これは密閉層が粉末から形成されることを意味す
る。この組織構造は水滴形状体からも構成されることが
でき、これは密閉層が微小水滴形状体から形成されるこ
とを意味する。上述の組織構造を示す、層を形成するべ
き粉末溶融体は、任意の態様、方法で、最新の金属層形
成技術によりもたらされ得る。
【０００８】本発明は、粉末溶融体が固化して形成され
る層の組織構造を示す密閉層が、開放細孔の径より小さ
い径の粒子を使用する限り、鋳造体表面における細孔を
充填し得るとの認識から出発する。この粒子の径は細孔
の径よりも充分に小さくなければならない。具体的に適
当な寸法は、形成されているあるいは形成されるべき細
孔径を想定して簡単な事前実験により容易に決定し得
る。本発明方法による遮蔽搬送容器は、もはや前述した
ような問題を起こすことはない。鋳造体表面の開放細孔
が密閉層下においてもはや存在しないからであって、本
発明により極めて薄い密閉層で対処し得る。層厚さは精
々２００μｍまでであって、一般的に１００μｍ程度で
充分である。
【０００９】本発明において容器本体の鋳造体表面は機
械的手段により処理されていない。この鋳造体の機械処
理されていない表面に密閉層を施す。この機械的処理さ
れていない表面は前述した粒子を有する。つまり、本発
明においては、鋳造体の充分には清浄化されていない鋳
造表面に密閉層がもたらされる。これは本発明により密
閉層内にもたらされた微小粒子を有する。
【００１０】密閉層を形成するためには、前述したよう
に、金属表面に金属層形成するための種々の方法が選択
使用され得る。ことに好ましい方法は、レーザ光層形成
法であって、遮蔽搬送容器の鋳造体上に、充分なエネル
ギーを有するレーザ光の照射により粒子融着溶融体を形
成することを特徴とする場合には、この方法は本発明の
対象を成す。有利な実施態様によれば、レーザ光照射に
より相互作用帯域が表面に形成され、密閉層を形成する
べき表面にレーザ光が指向され、その長手方向に移動せ
しめられることにより粒子溶融体がもたらされる。粒子
は噴霧ノズルにより施されるが、これはプラズマ噴射法
によっても行われ得る。
【００１１】
【実施例】以下において添付図面を参照しつつ例示的実
施態様に関連して本発明をさらに詳細に説明する。
【００１２】放射性原子炉燃料素子のための遮蔽搬送容
器の、球状黒鉛鋳鉄から成る鋳造体が図示されている。
これから、鋳造体１の表面２に開放細孔３が形成されて
いるのが認められる。この表面には密閉層４が設けられ
ているが、これは例えばニッケルあるいはこれを主体と
する合金から形成される。
【００１３】図１は公知技術による密閉層４を示してお
り、これは電気鍍金法により施された複数層ａ−ｅから
成り、細孔３はこれにより充填されず、これと対応する
孔隙を残すように複数電気鍍金層が積重られている。
【００１４】これに対して本発明により施される密閉層
４は、粒子溶融体が硬化して成る層の組織構造５を示
し、鋳造体１の表面２における細孔３は充填されてい
る。この粒子の径は開放細孔の径より小さくなければな
らないが、組織構造５は明確な図示のために誇張して示
されている。
【００１５】球状黒鉛鋳鉄から成る容器本体は、図示の
実施態様において、以下の組成、すなわち炭素３．２か
ら３．８％、珪素１．６から２．６％、マンガン０．１
から０．３％、マグネシウム０．０２５から０．０６
％、鉄残量％を示す慣用のもので構成した。ただし慣用
の添加物、工業的純度、すなわち９９重量％以上のニッ
ケル、場合により一定量の燐酸が添加されていてもよ
い。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来法により密閉層を施した遮蔽搬送容器鋳造
体部分の著しく拡大して示される断面図である。
【図２】本発明方法により密閉層を施した遮蔽搬送容器
鋳造体部分の著しく拡大して示される断面図である。
【符号の説明】
１‥‥鋳造体 ２‥‥（その）表面 ３‥‥（開放）細孔 ４‥‥密閉層 ５‥‥（密閉層の）‥‥組織構造 ａ−ｅ‥‥電気鍍金法による密閉層
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−99900（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−161946（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−111799（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−190798（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−27887（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−107447（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−177556（ＪＰ，Ａ) 特公 平３−600（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 球状黒鉛鋳鉄から構成される容器本体
    と、これに施されたコーティングから成り、容器の鋳造
    体に少なくとも１個の解放細孔が表面に存在し、ニッケ
    ル金属あるいはニッケル基合金、オーステナイトクロム
    ／ニッケル合金から成る密閉層が施されている、放射性
    原子炉燃料素子用の遮蔽搬送容器であって、該密閉層
    が、機械的に処理されていない鋳造体表面に施されて解
    放細孔の径より小さい径を有する粒子の溶融体の硬化に
    より形成される組織構造を示し、該密閉層が該解放細孔
    を充填していることを特徴とする容器。
  2. 【請求項２】 硬化密閉層の組織構造が粒子溶融体の組
    織構造に対応することを特徴とする請求項（１）による
    容器。
  3. 【請求項３】 硬化密閉層の組織構造が硬化水滴状材料
    溶融体の組織構造に対応することを特徴とする請求項
    （１）による容器。
  4. 【請求項４】 密閉層の厚さが２００μｍまでであるこ
    とを特徴とする請求項（１）から（３）のいずれかによ
    る容器。
  5. 【請求項５】 密閉層の厚さが約１００μｍまでである
    ことを特徴とする請求項（１）から（３）のいずれかに
    よる容器。
  6. 【請求項６】 粒子溶融体となるようにレーザ光照射に
    より粒子が溶融一体化することを特徴とする、請求項
    （１）から（５）のいずれかによる遮蔽搬送容器の機械
    的に処理されていない鋳造体上に密閉層をもたらす方
    法。
  7. 【請求項７】 レーザ光が表面に相互作用帯域を形成
    し、層形成されるべき表面に指向され、層形成されるべ
    き表面において長手方向に移動せしめられ、相互作用帯
    域に粒子が施されることを特徴とする請求項（６）によ
    る方法。
  8. 【請求項８】 粒子が噴霧ノズルにより施されることを
    特徴とする請求項（６）あるいは（７）による方法。
  9. 【請求項９】 粒子がプラズマ噴射法により施されるこ
    とを特徴とする請求項（６）あるいは（７）による方
    法。
  10. 【請求項１０】 機械的に処理されていない鋳造体表面
    に開放細孔を有する、放射性原子炉燃料素子用の遮蔽搬
    送容器鋳造体上に施され、２００μｍまで、ことに１０
    ０から２００μｍの厚さを有し、これにより開放細孔を
    充填する密閉層として、金属ニッケルあるいはニッケル
    基合金、オーステナイトクロム／ニッケル合金から成
    り、粒子溶融体から形成される硬化層を使用し、かつこ
    の容器への燃料素子装入がその槽中において行われる使
    用方法。
  11. 【請求項１１】 密閉層が粒子溶融体からの硬化層であ
    ることを特徴とする請求項（１０）による使用方法。
  12. 【請求項１２】 密閉層が水滴形状材料からの硬化層で
    あることを特徴とする請求項（１０）による使用方法。
  13. 【請求項１３】 密閉層がレーザ光照射法によりもたら
    されることを特徴とする請求項（１０）から（１２）の
    いずれかによる使用方法。
JP5013964A 1992-02-15 1993-01-29 放射性原子炉燃料素子の遮蔽搬送容器およびこの遮蔽搬送容器に密閉層を形成する方法 Expired - Lifetime JP2677749B2 (ja)

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