JP2843738B2 - 中性子遮蔽管の製造方法 - Google Patents

中性子遮蔽管の製造方法

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JP2843738B2
JP2843738B2 JP5090105A JP9010593A JP2843738B2 JP 2843738 B2 JP2843738 B2 JP 2843738B2 JP 5090105 A JP5090105 A JP 5090105A JP 9010593 A JP9010593 A JP 9010593A JP 2843738 B2 JP2843738 B2 JP 2843738B2
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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、中性子を吸収するまた
は遮蔽する材料に関し、特にそのような材料から管を形
成する新規な方法およびこの方法によって製造される管
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】米国特許第4,027,337号には、
アルミニウムプレートで囲まれた、中性子吸収材料、好
ましくは炭化硼素を含む薄くて硬質のシートからなる中
性子を吸収するまたは遮蔽する材料の製造についての記
載がある。このシートを形成する際、まず内部が中空の
インゴットを形成し、炭化硼素粉末のような中性子吸収
材料と微粒化アルミニウムのような微細金属粉末との混
合物をインゴットの中空内部に充填する。その後、イン
ゴットを封じ、これを金属粉末の融点未満の温度に加熱
し、次いで熱間圧延して厚みを薄くし、好ましい厚さに
する。熱間圧延することによって金属粉末および炭化硼
素の粒子は金属学的に互いに結合するようになり、その
結果、金属はその後の使用でもその中性子吸収特性を維
持することになる。
【0003】米国特許第4,027,377号の材料の
問題点は、曲げると曲げた領域でその中性子吸収能力を
維持することができないことである。その結果、曲げる
ことのできるシートを提供するために、米国特許第4,
751,021号の方法が開発された。しかしながら、
鋭く曲げることはできず、比較的ゆるやかな曲げとな
り、中性子吸収炭化硼素コアーはシートの片側に偏って
しまう。この特許では製造の際に精密さを必要とする。
かなり満足な中性子吸収シートが製造されるが、経費の
掛かる方法である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、中性子を吸
収するまたは遮蔽する能力を維持した管を提供すること
である。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、一連の工程に
よる中性子吸収部分品または管自体の製造方法に関する
ものである。まず、内部が中空の細長い一般に長方形の
金属インゴットを形成する。この中空の内部に少なくと
も1つの細長い金属の仕切りを取り付けて、インゴット
内部に少なくとも2つの室を形成する。次に、これらの
室に、実質的に均質に分散された微細中性子吸収硼素化
合物と微細金属粉末との混合物を充填する。
【0006】その後、インゴットをソーキングして金属
粉末の溶融温度未満の高温にする。この高温でインゴッ
トを熱間圧延して厚さを薄くし、相対する位置に金属端
部分および各金属仕切りの位置に細長い金属スペーサー
部分を有する薄くて硬質の中性子吸収シートを形成す
る。最後に、このシートを各スペーサー部分で長手方向
に曲げる。
【0007】本発明の好ましい形では、金属の仕切りを
インゴットに1つだけ取り付け、曲げ工程で断面がL形
になるようにシートを長手方向に曲げる。これと実質的
に同じ第2の部分品を製造し、これらの2つの部分品を
それらの金属端部分で接合して管を形成する。好ましく
は、各シートの一方の金属端部分も断面がL形になるよ
うに曲げ、その後シートを接合し、側端に沿って溶接し
て管を形成する。
【0008】本発明の好ましい形では、シートを形成す
るとき、シートを曲げる前に、シートの一方の金属端部
分の幅が他方の端部の幅よりも大きくなるようにする。
幅の大きな方の端部が、その後、断面がL形になるよう
に曲げる端部である。
【0009】本発明の第2の形では、中性子吸収管は、
内部が中空の細長い一般に長方形の金属インゴットを形
成することによってつくり、一連の細長い金属仕切りを
インゴット内部に取り付けて、少なくとも4つの室を内
部に形成する。次に、これらの室に、均質に分散した微
細中性子吸収硼素化合物と金属粉末との混合物を充填
し、インゴットをソーキングして高温にし、そしてイン
ゴットを熱間圧延して厚さを薄くし、相対する位置に金
属端部分および各金属仕切りの位置に細長い金属スペー
サー部分を有する薄くて硬質の中性子吸収シートを形成
する。次いで、シートを各スペーサー部分で長手方向に
曲げ、金属端部分を接合して管を形成する。また本発明
のこの形では、シートの金属端部分を形成する際、2つ
の端部を接合する前に、一方の金属端部を断面がL形と
なるように曲げることができるように、一方の金属端部
分の幅を他方の端部の幅より大きくするのが好ましい。
【0010】本発明の最良の方法を具体的に示す以下の
実施例の説明および図面で、本発明をさらに詳しく説明
する。
【0011】
【実施例】本発明の中性子吸収管は、図1の10で一般
に示される。好ましくは、このすぐ後でさらに詳しく説
明するように、管10は、一対の薄くて硬質の中性子吸
収シート12および14から形成される。これらのシー
トは互いに同一である。圧延およびトリムした後のそし
て曲げを行う前のこれらのシートの1つを図3に示す。
シート12および14はそれぞれ、図2に示すような金
属インゴット16から形成される。
【0012】金属インゴット16は、細長く一般に長方
形の形にアルミニウムからつくられ、従って、アルミニ
ウム面18および20、そして相対する位置にあるアル
ミニウム側端22および24を有する。インゴットは米
国特許第4,027,377号の記載または他の同様な
インゴットの製造方法によって製造することができる。
【0013】インゴットを製造したら、少なくとも1つ
の細長い金属の仕切り26をインゴット内部に取り付け
て、少なくとも2つの室28および30を形成する。図
2に示す仕切り26は実際には1種以上の金属元素から
形成され、金属インゴット16と同じ物質でできている
のが好ましい。あるいは、仕切り26、側端22および
24並びにアルミニウム面18および20は、単一ユニ
ットとして形成することもできる。また、各金属仕切り
26は単一の長さの金属で形成してもよく、そして追加
の室を形成するために上記のように2つ以上の仕切りを
インゴット16の中空の内部に取り付けてもよい。例え
ば、2つの金属仕切りを取り付けると、仕切りは金属イ
ンゴットと共に3つの室を形成し、3つの仕切りを取り
付けると、4つの室を形成する(以下同様である)。
【0014】インゴットをこのように形成したら、室2
8および30に実質的に均質に分散した微細中性子吸収
化合物と微細金属粉末との混合物を充填する。混合物は
好ましくは米国特許第4,027,377号に詳しく記
載されているものである。しかしながら、他の同様な物
質も、シートに形成した後、中性子吸収能力を示す限り
用いうる。
【0015】インゴットを形成し、充填を行ったら、イ
ンゴットを金属粉末の溶融温度未満の高温にソーキング
する。本発明の好ましい形では、圧延のためにインゴッ
トを800−850°Fの温度にするのに十分な時間、
インゴット16をソーキング(soaking)する。
【0016】圧延操作では、インゴット16を熱間圧延
してその厚みを薄くする。圧延機に連続して通過させる
ことによって厚さを薄くするのが好ましい。この操作の
間、硼素化合物と金属粉末との混合物は共に金属学的に
結合するかあるいは焼結されて、シート12および14
を形成する。得られたシートは薄くて硬質の中性子吸収
領域32および34、相対する位置にある金属端部分3
6および38、並びにインゴット16内の各金属仕切り
26の位置にある細長い金属スペーサー部分40を有す
る。シート12の端部は必要ならば、好ましくは端部3
6および38の合わせた幅が各スペーサー部分40の幅
に近づくようにトリムするが、合わせた幅はこれより広
くても狭くてもよい。
【0017】シート12を形成した後、図1において各
シート12および14が管10を形成しているように、
これを各スペーサー部分40で、好ましくは断面がL形
となるように長手方向に曲げる。同時に、幅の広い方の
端部36も断面がL形となるように曲げる。次に、2つ
のシート12および14を、図1における溶接部が示す
ように、溶接することによってこれらの端部36および
38で長手方向に接合する。溶接部42は端部36の曲
がった部分に位置するのではなく、むしろ端部36の曲
がっていない部分に位置させて、形成される管10の強
度を確実に可能な最高の強度にするのが好ましい。ある
いは、端部36を曲げないならば、端部36および38
を隣接させ、そして隣接部を溶接してもよい。
【0018】従って、シート12および14の中性子吸
収領域32および34は曲げられておらず、スペーサー
部分40および端部36の曲げられた部分が、一体とな
った金属領域内にもっぱら存在する管10が形成され
る。
【0019】管10は前記の方法に従って形成しそして
溶接した2つのシート12および14からできているの
が好ましいが、管10は、金属インゴット16内に3つ
の金属仕切り26を取り付けてインゴット内に4つの室
を形成した単一シートから形成することもできる。イン
ゴットを充填し、ソーキングした後、上記と同じ方法で
熱間圧延を行うと、シート12と同様な相対する位置に
端部36および38を有するが、3つの金属スペーサー
部分が隣接中性子吸収領域を仕切っているシートが得ら
れる。このように形成したシートを各スペーサー部分で
L形に曲げ、端部36もL形に曲げて、断面が図1の管
と同じ管を形成する。管は単一のシートから形成するの
で、必要な長手方向の溶接は1回だけであり、端部36
および38を溶接すると管が完成する。
【0020】管10は断面が大体正方形の好ましい形で
示してあるが、断面が長方形の管を形成することもでき
る。さらに、側面が5つ以上の五角形、六角形または他
の形の管を形成することもできる。管をどのように形成
しても、長手方向の曲げが、管を形成する単数または複
数のシートの隣接中性子吸収領域を仕切っている金属ス
ペーサー部分内にもっぱら位置するように、管を形成す
ることが重要である。
【0021】各金属仕切り26は単一の長さの金属で形
成しても、あるいは1種以上の長さの金属で形成しても
よい。仕切りをどのように形成しても、最終的に形成さ
れるシートは図3に示す通りであり、1つ以上のスペー
サー部分40は金属でつくられているので、シート12
はスペーサー部分で曲げることができる。
【0022】端部36および38の幅の合計はスペーサ
ー部分40の幅と同じであるのが好ましい。そのため各
シート12および14を曲げると、形成される管10は
本質的に対称的なものとなる。しかしながら、このよう
な関係には限定されず、幅の合計はスペーサー部分40
の幅より大きくても小さくてもよい。
【0023】正方形の管10は図で示すように、中央に
スペーサー部分40を有する2つのシートから製造され
る。長方形の管が好ましいならば、金属仕切り26をイ
ンゴット16内で側端22または24の一方または他方
に片寄らせて、室28または30の一方を他方より大き
くすると、スペーサー部分40が端部36または38の
一方または他方に片寄ったシート12が得られることは
明らかである。単に、最終的なスペーサー部分(単数ま
たは複数)40の位置を決め、そしてその位置でシート
(単数または複数)12を曲げることだけで、他の形に
することも可能であることは、当業者には明らかなこと
である。
【0024】スペーサー部分40の幅は、中性子吸収領
域32および34を曲げたりあるいはこれらに影響を及
ぼすことなくシート12および14を曲げるのに必要な
最小の大きさにする。様々なスペーサー部分40の幅は
当業者には明らかなことである。
【0025】本発明の精神または請求の範囲を逸脱する
ことなく、本発明に様々な変更を加えることは可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の方法で製造した本発明の中性子吸収
管の断面を示す図である。
【図2】 内部に金属の仕切りを有する細長い一般に長
方形の金属インゴットの形成を説明する断面図である。
【図3】 インゴットをソーキングし、熱間圧延して厚
さを薄くして得た、薄くて硬質の中性子吸収シートの断
面図である。
【符号の説明】
10 中性子吸収管 12および14 シート 16 金属インゴット 26 金属仕切り 28および30 室 32および34 中性子吸収領域 40 スペーサー部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特公 昭59−7256(JP,B2) 米国特許4751021(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G21C 7/10 G21C 7/24 WPI/L(QUESTEL) EPAT(QUESTEL)

Claims (20)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記の工程 a. 内部が中空の細長い長方形の金属インゴットを形
    成し、 b. 該内部に少なくとも1つの細長い金属の仕切りを
    取り付けて、該内部に少なくとも2つの室を形成し、 c. 該室に、実質的に均質に分散された微細な中性子
    吸収硼素化合物および微細金属粉末の混合物を充填し、 d. インゴットをソーキングして、これを金属粉末の
    溶融温度未満の高温にし、 e. インゴットを熱間圧延して厚さを薄くし、相対す
    る位置に金属端部分および各金属仕切りの位置に細長い
    金属スペーサー部分を有する薄くて硬質の中性子吸収シ
    ートを形成し、そして f. シートを各スペーサー部分で長手方向に曲げる、 を含む中性子吸収管の部分品の製造方法。
  2. 【請求項2】 工程″b″が1つの金属仕切りを取り付
    けることを含み、工程″f″が断面がL形となるように
    シートを長手方向に曲げることを含む、請求項1の方
    法。
  3. 【請求項3】 実質的に同一な第2の部分品を製造し、
    そして該部分品を該金属端部分で接合して管を形成する
    ことを含む、請求項2の方法。
  4. 【請求項4】 工程″f″がさらに、該金属端部分の1
    つを断面がL形となるように曲げることを含む、請求項
    2の方法。
  5. 【請求項5】 実質的に同一な第2の部分品を製造し、
    そして該部分品を該金属端部分で接合して管を形成する
    ことを含む、請求項4の方法。
  6. 【請求項6】 それぞれが金属スペーサー部分で断面が
    L形となるように曲げられた一対の部分品を含み、該部
    分品がそれらの端部で溶接されて中空管を形成する、請
    求項1の方法に従って製造された中性子吸収管。
  7. 【請求項7】 下記の工程 a. 内部が中空の細長い長方形の一対の金属インゴッ
    トを形成し、 b. 各インゴットの中空内部に細長い金属の仕切りを
    取り付けて、各インゴットの内部に2つの室を形成し、 c. 該室に、実質的に均質に分散された微細な中性子
    吸収硼素化合物および微細金属粉末の混合物を充填し、 d. 各インゴットをソーキングして、これを金属粉末
    の溶融温度未満の高温にし、 e. 各インゴットを熱間圧延して厚さを薄くし、相対
    する位置に金属端部分および各金属仕切りの位置に細長
    い金属スペーサー部分を有する薄くて硬質の中性子吸収
    シートを形成し、そして f. 各シートを断面がL形となるようにスペーサー部
    分で長手方向に曲げ、そして g. 曲げたシートを該金属端部分で接合して、管を形
    成する、 を含む中性子吸収管の製造方法。
  8. 【請求項8】 工程″f″が、断面がL形となるように
    各シートの金属端部分の1つを曲げる工程を含む、請求
    項7の方法。
  9. 【請求項9】 工程″g″が、各シートの曲げられた端
    部を他方のシートのもう一方の端部に接合することを含
    む、請求項8の方法。
  10. 【請求項10】 溶接することによって接合を行う、請
    求項9の方法。
  11. 【請求項11】 工程″e″が、一方の金属端部分の幅
    が他方の端部の幅より広い各シートを形成することを含
    む、請求項9の方法。
  12. 【請求項12】 工程″f″が、断面がL形となるよう
    に各シートの一方の金属端部分を曲げる工程を含む、請
    求項11の方法。
  13. 【請求項13】 工程″g″が、各シートの曲げられた
    端部を他方のシートのもう一方の端部に接合することを
    含む、請求項12の方法。
  14. 【請求項14】 それぞれが金属スペーサー部分で断面
    がL形となるように曲げられた一対のシートを含み、こ
    れらのシートがそれらの端部で溶接されて中空管を形成
    する、請求項7の方法に従って製造された中性子吸収
    管。
  15. 【請求項15】 下記の工程 a. 内部が中空の細長い長方形の金属インゴットを形
    成し、 b. 該内部に一連の細長い金属の仕切りを取り付け
    て、該内部に少なくとも4つの室を形成し、 c. 該室に、実質的に均質に分散された微細な中性子
    吸収硼素化合物および微細金属粉末の混合物を充填し、 d. インゴットをソーキングして、これを金属粉末の
    溶融温度未満の高温にし、 e. インゴットを熱間圧延して厚さを薄くし、相対す
    る位置に金属端部分および各金属仕切りの位置に細長い
    金属スペーサー部分を有する薄くて硬質の中性子吸収シ
    ートを形成し、そして f. シートをスペーサー部分で長手方向に曲げ、そし
    て g. 該金属端部分を接合して、管を形成する、 を含む中性子吸収管の製造方法。
  16. 【請求項16】 工程″b″が、4つの金属仕切りを取
    り付けることを含み、そして工程″f″が断面がL形と
    なるようにシートを各金属スペーサー部分で長手方向に
    曲げることを含む、請求項15の方法。
  17. 【請求項17】 工程″f″がさらに、断面がL形とな
    るように該金属端部分の1つを曲げることを含む、請求
    項16の方法。
  18. 【請求項18】 工程″e″が、一方の金属端部分の幅
    を他方の端部の幅より広くする工程を含む、請求項17
    の方法。
  19. 【請求項19】 工程″f″が、一方の金属端部分を断
    面がL形となるように曲げる工程を含む、請求項18の
    方法。
  20. 【請求項20】 工程″g″が、曲げられた端部を他方
    の端部に溶接することによって接合することを含む、請
    求項19の方法。
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