JP2761716B2 - 放射性物質収納容器の製造方法 - Google Patents

放射性物質収納容器の製造方法

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JP2761716B2 JP7187833A JP18783395A JP2761716B2 JP 2761716 B2 JP2761716 B2 JP 2761716B2 JP 7187833 A JP7187833 A JP 7187833A JP 18783395 A JP18783395 A JP 18783395A JP 2761716 B2 JP2761716 B2 JP 2761716B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鉛を放射線遮蔽体とし
て使用した放射性物質収納容器に関し、詳しくは、使用
済核燃料などの放射性物質を輸送する輸送容器などとし
て用いられる放射性物質収納容器の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、原子力発電所で発生する使用済
核燃料などの放射性物質を輸送する輸送容器(キャス
ク)として、鋼板からなる内胴と、その外側に配設され
た同じく鋼板からなる外胴の間に放射線遮蔽体として鉛
を充填した構造を有する放射性物質収納容器が使用され
ている。
【0003】しかし、内胴と外胴の間に鉛を充填する場
合、溶融鉛を流し込む(鋳込む)だけでは、内胴や外胴
と鋳込まれた鉛との境界部に隙間が形成されやすく、こ
の隙間が断熱層となって収納容器の放熱効果を低下さ
せ、内部温度の上昇を招くという問題点がある。
【0004】そこで、内胴や外胴と鋳込まれた鉛との境
界部に隙間が形成されることを防止するために種々の方
法が提案、実施されており、その一つに、内胴と外胴の
間の空間の内面に鉛ホモゲンを施した後、該空間に所定
の温度に加熱した溶融鉛を鋳込む方法がある。なお、鉛
ホモゲンは、鋼の表面を200〜300℃程度に加熱し
た後、錫、亜鉛の塩化物溶液であるホモゲン溶液を塗布
し、その上に鉛を肉盛溶接する方法であり、この鉛ホモ
ゲン処理を行うことにより、鋼と鉛の密着性が向上する
という効果が得られる。
【0005】ところで、従来は、鉛ホモゲンを施工した
内胴と外胴の間の空間に鉛を鋳込む場合、加熱ヒータな
どにより内胴及び外胴を約250℃程度に加熱(予熱)
した後、約490℃に加熱した溶融鉛を内胴と外胴の間
に流し込んだ後、冷却を行うようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、発熱量の大き
い放射性物質を収納するための収納容器の場合、内部の
圧力が高くなるため、内胴及び外胴の厚みが大きくな
り、遮蔽体である鉛(鉛層)の厚みが、内胴及び外胴の
厚みに比べて小さくなる。そのため、内胴と外胴を約2
50℃程度に加熱(予熱)し、約490℃に加熱した溶
融鉛を内胴と外胴の間に流し込んだ場合、遮蔽体である
鉛(鉛層)の質量(厚み)が内胴及び外胴の質量(厚
み)に比べて小さく、かつ、比熱が小さいため、ホモゲ
ン部の鉛の温度が融点以上にまで上がらず、ホモゲン部
の鉛と鋳込み部の鉛(流し込まれた鉛)の境界部の密着
性が低下し、境界部に隙間が形成されて放熱効果を低下
させるという問題点がある。
【0007】また、内胴及び外胴の温度(予熱温度)を
高くし過ぎると、溶融鉛を流し込む前に、ホモゲン部の
鉛が溶融して落下する場合があり、鉛ホモゲンの効果が
損われるという問題点がある。
【0008】さらに、鋳込み用の溶融鉛の温度を高くし
過ぎると、鉛が酸化されて遮蔽体である鉛層の密度が低
下して放熱効果が低下したり、放射線の遮蔽能力が低下
したりするという問題点がある。
【0009】本発明は、上記問題点を解決するものであ
り、内胴や外胴の厚みが大きい場合にも、ホモゲン部の
鉛と鋳込み部の鉛との間に隙間が形成されたりすること
がなく、放熱効果や放射線の遮蔽能力に優れた放射性物
質収納容器を容易かつ確実に製造することが可能な放射
性物質収納容器の製造方法を提供することを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の放射性物質収納容器の製造方法は、鋼板製
の内胴と外胴の間に放射線遮蔽体として鉛を充填した構
造を有する放射性物質収納容器の製造方法において、内
胴と外胴の間に形成される空間の内面に鉛ホモゲンを施
した後、内胴及び外胴を240〜260℃に加熱した状
態で、内胴と外胴の間に形成される空間に、約460
500℃に加熱した溶融鉛を鋳込むとともに、溶融鉛の
鋳込み後2〜10分間、内胴と外胴の間に形成される空
間内を330℃以上に加熱保持した後、冷却を行うこと
を特徴としている。
【0011】
【作用】内胴と外胴の間に形成される空間の内面に鉛ホ
モゲンを施し、内胴及び外胴を240〜260℃に加熱
した状態で、内胴と外胴の間に形成される空間に、約
60〜500℃に加熱した溶融鉛を鋳込んだ後2〜10
分間、内胴と外胴の間に形成される空間内を330℃以
上に加熱保持するようにしているので、溶融鉛の温度を
過度に高くして密度の低下を招いたり、内胴及び外胴を
過度に高い温度にまで加熱してホモゲン部の鉛の溶け落
ちを招いたりすることなく、空間内のホモゲン部の鉛を
溶融させて、内胴や外胴との界面や、ホモゲン部の鉛と
鋳込み部の鉛の境界部に隙間が形成されたりすることを
確実に防止し、良好な遮蔽体を形成することが可能にな
る。したがって、本発明によれば、内胴や外胴の厚みが
大きい場合にも、容易かつ確実に、放熱性や放射線の遮
蔽性能に優れた放射性物質収納容器を製造することが可
能になる。
【0012】なお、本発明において、内胴及び外胴の加
熱(予熱)温度を240〜260℃としたのは、加熱温
度が240℃未満になると、溶融鉛の鋳込み後に加熱を
行っても容易にホモゲン部の鉛が溶融しない場合があ
260℃を越えると、溶融鉛を鋳込む途中でホモゲ
ン部の鉛が溶融して落下し、鉛ホモゲンの効果が損われ
たりする場合があるためであり、内胴及び外胴の加熱
(予熱)温度を上記の温度範囲とすることにより、本発
明を実効あらしめることができる。
【0013】また、内胴及び外胴の間の空間に鋳込む溶
融鉛の温度を460〜500℃としたのは、溶融鉛の温
度が460℃未満になると、溶融鉛を鋳込んだ後に加熱
を行っても容易にホモゲン部の鉛を溶融させることがで
きない場合があるためであり、また、500℃を越える
と、溶融鉛を鋳込む途中でホモゲン部の鉛が溶融して落
下してしまい、鉛ホモゲンの効果が損われることによ
る。
【0014】さらに、溶融鉛の鋳込み後に、内胴及び外
胴の間の空間内を加熱保持する温度を330℃としたの
は、加熱保持する温度が330℃未満になると、所定の
時間内にホモゲン部の鉛を溶融させることができない場
合があることによる。
【0015】また、溶融鉛の鋳込み後に、内胴及び外胴
の間の空間内を上記所定の温度(330℃以上)に加熱
保持する時間を2〜10分間としたのは、内胴及び外胴
の加熱温度や溶融鉛の加熱温度などにもよるが、加熱保
持時間が2分未満になると、ホモゲン部の鉛を溶融させ
ることが困難になり、また、10分間を越えて加熱して
も特別な効果の改善が見られないことによる。
【0016】なお、本発明においては、溶融鉛の鋳込み
後に、継続して内胴と外胴の間の空 間内を330℃以上
に加熱保持することが好ましいが、鋳込み後、所定の時
間が経過した後に、空間内を330℃以上に加熱して上
記所定時間だけ保持するように構成することも可能であ
る。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図1は本発明の一実施例にかかる方法により製造し
た放射性物質収納容器を示す断面図、図2〜図5は本発
明の一実施例にかかる放射性物質収納容器の製造方法を
示す図である。
【0018】この放射性物質収納容器(図1)は、内部
が放射性物質の収納空間となるステンレス鋼製の内胴1
と、内胴1の外側に配設された、同じくステンレス鋼か
らなる外胴2とを備えて構成されており、上記内胴1と
外胴2の間の空間3には、放射線遮蔽体として鉛4が充
填されている。
【0019】上記放射性物質収納容器を製造する場合に
おいて、鉛4(図1)を内胴1と外胴2の間の空間3に
充填するにあたっては、まず、図2に示すように、空間
3の内面に鉛ホモゲンを施して鉛(鉛層)4aを付着さ
せる。
【0020】次に、図3に示すように、内胴1の内周面
1a及び外胴2の外周面2aに加熱ヒータ5を配設し、
内胴1及び外胴2からなる缶体6を約250℃まで加熱
(予熱)する。
【0021】それから、内胴1と外胴2の間の空間3
に、約490℃に加熱した溶融鉛4bを流し込む(図
4)。
【0022】そして、溶融鉛4bの鋳込み後、約5分
間、加熱ヒータ5により内胴1及び外胴2を加熱して、
空間3内の温度を約330℃に保持し、空間3内のホモ
ゲン部の鉛(鉛層)4a(図2,図3)を溶融させ、空
間3内の全ての鉛4(4a+4b)を溶融、混和させる
(図5)。
【0023】その後、加熱ヒータ5による加熱を停止し
て、缶体6を冷却することにより、図1に示すような放
射性物質収納容器を得る。
【0024】なお、上記実施例においては、内胴1と外
胴2の間に形成された空間3の内面に鉛ホモゲンを施し
て鉛層4aを形成した後、内胴1及び外胴2を約250
℃に加熱(予熱)した状態で、内胴1と外胴2の間に形
成される空間3に、約490℃に加熱した溶融鉛4bを
鋳込んだ後、約5分間、空間3内を約330℃に加熱保
持するようにしているので、溶融鉛4bの温度を過度に
高くして密度の低下を招いたり、内胴1及び外胴2を過
度に高い温度にまで加熱してホモゲン部の鉛(鉛層)4
aの溶け落ちを招いたりすることなく、空間3内のホモ
ゲン部の鉛(鉛層)4aを溶融させて、内胴1や外胴2
との界面や、ホモゲン部の鉛(鉛層)4aと鋳込み部の
鉛4bの境界部に隙間が形成されることを確実に防止し
て良好な遮蔽体を形成することが可能になる。したがっ
て、上記実施例の方法によれば、内胴や外胴の厚みが大
きい場合にも、容易かつ確実に、放熱性や放射線の遮蔽
性能に優れた放射性物質収納容器を製造することが可能
になる。
【0025】なお、遮蔽体形成用の鉛としては、不純物
をほとんど含まない純鉛を用いることも可能であり、ま
た、少量の添加金属を含む鉛(鉛合金)を用いることも
可能である。
【0026】また、上記実施例では、内胴及び外胴の構
成材料として、ステンレス鋼を用いた場合について説明
したが、内胴及び外胴の構成材料はステンレス鋼に限ら
れるものではなく、例えば炭素鋼などの他の材料を用い
ることも可能である。
【0027】本発明は、さらにその他の点においても上
記実施例に限定されるものではなく、収納すべき放射性
物質の種類、内胴、外胴及びその間に形成される空間の
具体的な形状、構造、鉛ホモゲンの施工条件、内胴、外
胴及びその間に形成される空間の加熱方法などに関し、
発明の要旨の範囲内において種々の応用、変形を加える
ことが可能である。
【0028】
【発明の効果】上述のように、本発明の放射性物質収納
容器の製造方法は、内胴と外胴の間に形成される空間の
内面に鉛ホモゲンを施した後、内胴及び外胴を240〜
260℃に加熱した状態で、内胴と外胴の間に形成され
る空間に、約400〜500℃に加熱した溶融鉛を鋳込
むとともに、溶融鉛の鋳込み後2〜10分間、内胴と外
胴の間に形成される空間内を330℃以上に加熱保持し
た後、冷却を行うようにしているので、溶融鉛の温度を
過度に高くして密度の低下を招いたり、内胴及び外胴を
過度に高い温度にまで加熱してホモゲン部の鉛の溶け落
ちを招いたりすることなく、空間内のホモゲン部の鉛を
溶融させて、内胴や外胴との界面や、ホモゲン部の鉛
(鉛層)と鋳込み部の鉛の境界部に隙間が形成されたり
することを確実に防止して良好な遮蔽体を形成すること
が可能になる。したがって、本発明によれば、内胴や外
胴の厚みが大きい場合にも、容易かつ確実に、放熱性や
放射線の遮蔽性能に優れた放射性物質収納容器を製造す
ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例にかかる方法により製造した
放射性物質収納容器を示す断面図である。
【図2】本発明の一実施例にかかる放射性物質収納容器
の製造方法を示す図である。
【図3】本発明の一実施例にかかる放射性物質収納容器
の製造方法を示す図である。
【図4】本発明の一実施例にかかる放射性物質収納容器
の製造方法を示す図である。
【図5】本発明の一実施例にかかる放射性物質収納容器
の製造方法を示す図である。
【符号の説明】
1 内胴 2 外胴 3 空間 4 鉛(遮蔽体) 4a ホモゲン部の鉛(鉛層) 4b 鋳込み鉛(溶融鉛) 5 加熱ヒータ 6 缶体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−294039(JP,A) 特開 平4−204000(JP,A) 特開 平6−75093(JP,A) 特開 平7−27896(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G21F 5/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鋼板製の内胴と外胴の間に放射線遮蔽体と
    して鉛を充填した構造を有する放射性物質収納容器の製
    造方法において、 内胴と外胴の間に形成される空間の内面に鉛ホモゲンを
    施した後、 内胴及び外胴を240〜260℃に加熱した状態で、内
    胴と外胴の間に形成される空間に、約460〜500℃
    に加熱した溶融鉛を鋳込むとともに、 溶融鉛の鋳込み後2〜10分間、内胴と外胴の間に形成
    される空間内を330℃以上に加熱保持した後、冷却を
    行うことを特徴とする放射性物質収納容器の製造方法。
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RU2459295C1 (ru) * 2011-04-22 2012-08-20 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро специального машиностроения" Транспортный упаковочный комплект для отработавших тепловыделяющих сборок ядерных реакторов

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