JP3150674B1 - キャスクおよびキャスク製造方法 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 キャスクの製造を容易にすること。 【解決手段】 胴部１および底板２は、ネジ部４により
結合している。また、胴部１および底板２の結合部分で
あってその内側および外側には、オメガシール６、７が
形成されている。このオメガシール６、７には、ＴＩＧ
溶接が施されている。オメガシール６、７は、そのシー
ル部の肉厚が小さいため、完全な溶接を容易に行うこと
ができると共に機械的・熱的応力を吸収することができ
るから、キャスク１００に気密性を高めることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、燃焼を終えた使
用済燃料集合体を収容、貯蔵するものであって、製造が
容易で溶接の影響を受けにくいキャスクおよびキャスク
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１８は、従来におけるキャスクの一例
を示す軸方向断面図である。このキャスク５００は、炭
素鋼製の筒状体である胴本体５０１と、胴本体５０１の
キャビティ１０２内に設けた断面格子形状のバスケット
１３０と、胴本体５０１の外側に設けた外筒１０５と、
胴本体５０１と外筒１０５との間に充填した中性子遮蔽
体であるレジン１０６とを備えている。前記バスケット
１３０は、複数のアルミニウム製角パイプ５０２を束状
にし、それぞれの角パイプ５０２の間に中性子吸収材か
らなる板状体５０３を設けた構成である。

【０００３】また、胴本体５０１の下側には、レジンを
有するステンレス製の底板５０４が溶接されている。ま
た、胴本体５０１の上側には、ステンレス製であって一
次蓋１１０および二次蓋１１１から成る蓋部１０９を取
り付けるフランジ部５０５がＴＩＧ溶接されている。

【０００４】前記二次蓋１１１には、中性子を遮蔽する
ためのレジン１１２が設けられている。一次蓋１１０お
よび二次蓋１１１は、胴本体５０１に溶接したフランジ
部５０５に対してボルト１１３により固定されている。
また、耐圧容器としての密閉性能を確保するため、一次
蓋１１０および二次蓋１１１とフランジ部５０５との間
には金属ガスケットが設けられている（図示省略）。な
お、同図は搬送時のキャスクを示しているから、キャス
ク５００の両側に緩衝体１１８が取り付けてある。この
緩衝体１１８は、外筒１２０内に木材１１９を封入した
構造である。また、胴本体５０１の両側には、トラニオ
ン１１７が設けられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のキャスク５
００では、胴本体５０１に対して底板５０４およびフラ
ンジ部５０５を溶接しているため、溶接した後に当該溶
接部の周囲にヒーターを設置し、局部焼鈍を施す必要が
ある。また、溶接によりキャビティ１０２内が収縮する
から、必要により当該収縮分を再加工しなければならな
い。このため、胴本体５０１を組み立て難いという問題
点があった。

【０００６】この発明は、上記に鑑みてなされたもので
あって、製造が容易なキャスクおよびキャスク製造方法
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１にかかるキャスクは、γ線の遮蔽を行う
胴本体およびその底板と、胴本体の外側に設けられ中性
子の遮蔽を行う中性子遮蔽体と、胴本体のキャビティ内
に設けられ中性子吸収能を有するバスケットとを備えた
キャスクにおいて、前記胴本体に対して底板を螺合する
ネジ部を、胴本体および底板の端部に設けたものであ
る。また、請求項９にかかるキャスク製造方法は、筒状
の胴部の内面をバスケットの外形に合わせて機械加工す
る工程と、蓋部を取り付けるためのフランジ部または底
板を胴部にねじ込む工程とを含むものである。

【０００８】従来は胴本体と底板とを溶接により結合し
ていたが、この発明では、胴本体および底板の端部にネ
ジ部を設け、当該胴本体および底板をねじ込むことによ
り結合するようにした。このため、肉厚部分の溶接が無
くなること、局部焼鈍や再加工が不要になることなどか
ら、キャスクの製造を容易に行うことができるようにな
る。

【０００９】また、請求項２にかかるキャスクは、γ線
の遮蔽を行う胴部および胴部に設けられ蓋部を取り付け
るためのフランジ部からなる胴本体と、胴本体の外側に
設けられ中性子の遮蔽を行う中性子遮蔽体と、胴本体の
キャビティ内に設けられ中性子吸収能を有するバスケッ
トとを備えたキャスクにおいて、前記胴部に対してフラ
ンジ部を螺合するネジ部を、胴部およびフランジ部の端
部に設けたものである。

【００１０】従来は胴本体を構成する胴部とフランジ部
とを溶接により結合していたが、この発明では、胴部お
よびフランジ部の端部にネジ部を設け、当該胴部および
フランジ部どうしをねじ込むことにより結合するように
した。このため、上記同様、肉厚部分の溶接が無くなる
こと、局部焼鈍や再加工が不要になることなどから、キ
ャスクの製造を容易に行うことができるようになる。

【００１１】また、請求項３にかかるキャスクは、上記
キャスクにおいて、さらに、前記結合部分にオメガシー
ルを設けたものである。また、請求項１１にかかるキャ
スク製造方法は、上記キャスク製造方法において、さら
に、前記フランジ部もしくは底板と胴部との結合部分に
オメガシールを施す工程を含むようにしたものである。
これにより、胴本体および底板、或いは胴部およびフラ
ンジ部の結合部分を完全にシールできるから、キャスク
の気密性を高めることができる。また、オメガシールを
溶接してもシール部の肉厚が小さいため、機械的、熱的
応力を吸収できるから、溶接による影響がほとんどな
い。

【００１２】また、請求項４にかかるキャスクは、上記
キャスクにおいて、さらに、前記フランジ部に対して蓋
部を螺合するネジ部を、蓋部およびフランジ部に設けた
ものである。また、請求項１０にかかるキャスク製造方
法は、上記キャスク製造方法において、前記蓋部をフラ
ンジ部に対してねじ込む工程を含むようにしたものであ
る。さらに、請求項１１のキャスク製造方法では、蓋部
とフランジ部との結合部分にオメガシールによるシール
を施す工程を含むようにしている。通常、胴本体内のバ
スケットに使用済燃料集合体を収容した後、蓋部をボル
ト止めするようにしているが、これをネジ式にすること
で蓋部を簡単に取り付けることが可能になる。

【００１３】また、収容した使用済燃料集合体を再び取
り出すことがない場合には、蓋部とフランジ部との結合
部分をオメガシールで密封するようにしてもよい。この
構成であれば、蓋と胴部との間に金属ガスケットを設け
る必要がない。さらに、オメガシール部分の肉厚が小さ
いため、ＴＩＧ溶接、レーザー溶接などの各種の溶接を
適用できると共に当該溶接を完全に行うことができる。

【００１４】また、請求項５にかかるキャスクは、上記
キャスクにおいて、前記胴本体もしくは底板、または前
記胴部もしくはフランジ部の一方が炭素鋼製である場
合、その部材にステンレス鋼の肉盛りをし、この肉盛り
部分を機械加工してオメガシールを形成したものであ
る。

【００１５】炭素鋼製の部材（たとえば、胴本体）に機
械加工を施してオメガシールを形成した場合、当該部分
に熱処理を施す必要があるが、この発明では、ステンレ
ス鋼の肉盛りをして当該肉盛り部分を機械加工してオメ
ガシールを形成するようにしたので、熱処理が不要であ
る。すなわち、精度が必要な加工を行った後に熱処理を
しないので、その分手間が省けると共に再加工の必要が
ないためキャスクの製造を容易にすることができる。な
お、当該部材に結合する部材（たとえば、底板）は、炭
素鋼製の部材であっても（この場合にはステンレス鋼の
肉盛りをする）、ステンレス鋼製の部材であってもよ
い。

【００１６】また、請求項６にかかるキャスクは、上記
キャスクにおいて、さらに、前記胴本体のキャビティ内
面に凹部を設け、当該凹部内にオメガシールを設けたも
のである。オメガシールがキャビティ内から突出してい
ると、バスケットを挿入しにくくなるため、凹部を設け
てそこにオメガシールを形成するようにした。このよう
にすれば、バスケットを挿入するのに邪魔にならない。

【００１７】また、請求項７にかかるキャスクは、上記
キャスクにおいて、さらに、キャスクのγ線遮蔽能に余
裕がある部分に前記凹部を設けたものである。凹部を設
けることによりその部分の肉厚が小さくなる。このた
め、当該部分を必要厚とすると他の部分が厚さ過剰にな
りキャスクの総重量が増してしまう。一方、胴本体と底
板とが結合する角部分などは斜め方向で肉厚が余分に存
在するから、前記凹部を形成しても必要厚さを確保する
ことができる。そこで、この発明では凹部をキャスクの
γ線遮蔽能に余裕がある部分に設けるようにした。これ
により、他の部分の肉厚を過剰にすることなく、凹部内
にオメガシールを設けることができる。

【００１８】また、請求項８にかかるキャスクは、上記
キャスクにおいて、さらに、前記底板を二重構造とし、
少なくともキャビティを構成する底板を鍛造製とし、当
該底板を前記胴本体に対して螺合するネジ部を、胴本体
および底板の端部に設けたものである。底板を二重構造
にしてキャビティを構成する底板のみを鍛造製とするこ
とにより、製造コストを削減することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明にかかるキャスク
およびキャスク製造方法の実施の形態につき図面を参照
しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこ
の発明が限定されるものではない。

【００２０】（実施の形態１） 図１は、この発明の実施の形態１にかかるキャスクを示
す斜視図である。図２は、図１に示したキャスクの軸方
向断面図である。図３は、図１に示したキャスクの径方
向断面図である。この実施の形態１にかかるキャスク１
００では、胴部１のキャビティ１０２内面をバスケット
１３０の外周形状に合わせて機械加工してある。キャビ
ティ１０２内面の機械加工は、後述する専用の加工装置
によってフライス加工する。

【００２１】胴部１はγ線遮蔽機能を有する炭素鋼製の
鍛造品である。なお、炭素鋼の代わりにステンレス鋼を
用いることもできる。底板２およびフランジ部３はステ
ンレス製あるいは炭素鋼製である。底板２およびフラン
ジ部３は、胴部１に対してネジ結合してあり、この結合
部分にはオメガシールが施されている（詳しくは後述す
る）。なお、胴本体１０１は、胴部１およびフランジ部
３から構成される。

【００２２】胴本体１０１と外筒１０５との間には、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
有するレジン１０６が充填されている。また、胴本体１
０１と外筒１０５との間には熱伝導を行う複数の銅製内
部フィン１０７が溶接されており、前記レジン１０６
は、この内部フィン１０７によって形成される空間に流
動状態で注入され、固化される。なお、内部フィン１０
７は、放熱を均一に行うため、熱量の多い部分に高い密
度で設けるようにするのが好ましい。

【００２３】また、レジン１０６と外筒１０５との間に
は、数ｍｍの熱膨張しろ１０８が設けられる。この熱膨
張しろ１０８は、ホットメルト接着剤等にヒーターを埋
め込んだ消失型を外筒１０５内面に配し、レジン１０６
を注入固化した後、ヒーターを加熱して溶融排出するこ
とにより形成する（図示省略）。

【００２４】蓋部１０９は、一次蓋１１０と二次蓋１１
１により構成される。この一次蓋１１０は、γ線を遮蔽
するステンレス鋼または炭素鋼からなる円盤形状であ
る。また、二次蓋１１１もステンレス鋼製または炭素鋼
製の円盤形状であるが、その上面には中性子遮蔽体とし
てレジン１１２が封入されている。一次蓋１１０および
二次蓋１１１は、ステンレス製または炭素鋼製のボルト
１１３によって胴本体１０１に取り付けられている。さ
らに、一次蓋１１０および二次蓋１１１とフランジ部３
との間にはそれぞれ金属ガスケットが設けられ、内部の
密封性を保持している。また、蓋部１０９の周囲には、
レジン１１４を封入した補助遮蔽体１１５が設けられて
いる。

【００２５】キャスク本体１１６の両側には、キャスク
１００を吊り下げるためのトラニオン１１７が設けられ
ている。なお、図１および図２では補助遮蔽体１１５を
設けたものを示したが、キャスク１００の搬送時には補
助遮蔽材１１５を取り外して緩衝体１１８を取り付ける
（図１８参照）。バスケット１３０は、使用済燃料集合
体を収容するセル１３１を構成する６９本の角パイプ１
３２からなる。角パイプ１３２には、ＡｌまたはＡｌ合
金粉末に中性子吸収性能を持つＢまたはＢ化合物の粉末
を添加したアルミニウム複合材またはアルミニウム合金
を用いる。また、中性子吸収成分としては、ボロンの他
にカドミウムを用いることができる。なお、バスケット
には、上記角パイプで構成したもののみならず、板状体
を交互に組んで菓子折り状に形成したバスケットなどを
使用することもできる。

【００２６】図４は、胴部１と底板２との結合部分を示
す拡大図である。胴部１および底板２にはそれぞれネジ
部４が形成されており、胴部１と底板２とはこのネジ部
４をもって互いに結合している。ネジ部４には、たとえ
ば、２条ネジを用いる。さらに、胴部１と底板２とは、
荷重を受けるための当接面５をもつ。また、胴部１およ
び底板２の結合部分には、その内側および外側にオメガ
シール６、７が形成されている。オメガシール６、７
は、シール部の肉厚が２ｍｍ程度であり、その全周をＴ
ＩＧ溶接してある。

【００２７】なお、このＴＩＧ溶接のほか、レーザー溶
接、シーム溶接、高周波抵抗溶接などの各種溶接法を用
いることができる。オメガシール６、７は、そのシール
部の肉厚が小さいため、溶接を完全に行うことができる
と共に機械的・熱的応力を吸収することができる。この
ため、キャスク１００内を気密に保つことができる。ま
た、このオメガシール６、７は、まわり止めとしても作
用する。

【００２８】オメガシール６、７は、後述する専用の加
工装置により機械加工する。このとき、底板２はステン
レス鋼製にしているから、そのまま機械加工しても精度
良く仕上げることができる。しかし、胴部１には炭素鋼
を用いているため、そのまま溶接すると熱影響を受けて
しまうから、局部的に熱処理を施す必要が生じる。

【００２９】その一方で、胴部１は製造工程において単
品で焼鈍を施す工程を経ることになっているから、胴部
１にステンレス鋼の肉盛り８、９を施して当該焼鈍工程
において同時に熱処理するようにする。そして、当該肉
盛り８、９部分に機械加工を施し、オメガシール６、７
を形成する。この方法によれば、オメガシール６、７を
削り出した後に熱処理をせずに済むから、胴部の加工精
度をそのまま保つことができる。

【００３０】また、内側のオメガシール６は、キャビテ
ィ１０２内に設けた凹部１０内に設ける。これはバスケ
ット挿入の邪魔にならないようにするためである。ま
た、外側のオメガシール７については比較的自由度が高
いが、図４の場合には凹部１１を形成してその中にオメ
ガシール７を設けている。これは、固縛金具１０４（図
１参照）によってキャスク１００を固定する際、当該固
縛金具１０４の取り付けの邪魔にならないようにするた
めである。

【００３１】図５は、胴部１とフランジ部３との結合部
分を示す拡大図である。この胴部１とフランジ部３とを
結合する場合も上記同様にネジ部１５を用いて行うよう
にし、さらに、この結合部分にオメガシール１６、１７
を形成してある。各オメガシール１６、１７は、凹部１
８、１９内に設けられている。なお、図４および図５で
は、オメガシール６、７、１６、１７を半円形状や１／
４円形状としているが、シール部が薄肉であればこれら
と異なる形状にしてもよい。たとえば、オメガシールの
形状を、楕円形状や三角形状などにすることもできる。

【００３２】前記角パイプ１３２の製造にあたっては、
まず、ＡｌまたはＡｌ合金粉末とＢまたはＢ化合物の粉
末とを混合してこれをラバーケース内に封入し、ＣＩＰ
（Cold Isostatic Press）により常温で全方向から均一
に高圧をかける。続いて、この粉末成形品をＨＩＰ（Ho
t Isostatic Press ）により再成形し、缶の除去をした
後、当該ビレットを熱間押出しして、角パイプとする。

【００３３】図６は、上記角パイプの挿入方法を示す斜
視図である。なお、胴本体１０１の詳細構造は省略す
る。上記工程により製造した角パイプ１３２は、キャビ
ティ１０２内の加工形状に沿って順次挿入される。ここ
で、角パイプ１３２に曲げとねじれが生じていると、角
パイプの製作公差の累積や曲げの影響を受けて挿入しに
くくなり、無理に挿入すると角パイプ１３２に過剰な応
力が加わることになる。

【００３４】そこで、製造した全部または一部の角パイ
プ１３２の曲げ及びねじれをレーザ測定器などにより予
め測定し、コンピュータを用いることで、当該測定デー
タに基づき最適な挿入位置を割り出すようにする。この
ようにすれば、キャビティ１０２内に角パイプ１３２を
容易に挿入することができるし、それぞれの角パイプ１
３２にかかる応力を均一にすることができる。

【００３５】また、図６および図３に示すように、キャ
ビティ１０２のうちセル数が５個または７個となる角パ
イプ列の両側には、それぞれダミーパイプ１３３が挿入
されている。このダミーパイプ１３３は、胴本体１０１
の重量を軽減すると共に、角パイプ１３２を確実に固定
することを目的とする。このダミーパイプ１３３にもボ
ロン入りアルミニウム合金を用い、上記同様の工程によ
り製作する。なお、このダミーパイプ１３３は省略する
こともできる。

【００３６】図７は、胴部１のネジ切りを行う加工装置
１６０を示す概略構成図である。胴部１は、ローラから
なる回転支持台１５４上に載せられており、径方向に回
転自在となる。この加工装置１６０は、胴部１の正面に
設置されるベース１６１と、ベース１６１上を胴部１の
軸方向に移動するコラム１６２と、コラム１６２に設け
られ上下移動するサドル１６３と、サドル１６３に設け
られ軸方向に移動制御されるヘッド１６４とから構成さ
れている。

【００３７】ヘッド１６４には、固定冶具１６５により
ねじ切りバイト１６６が固定されている。ヘッド１６４
は、サドル１６３に設けたサーボモータ１６７により移
動制御される。また、サドル１６３は、コラム１６２上
のサーボモータ１６８により上下方向に移動制御され
る。ネジ部４を加工するには、回転支持台１５４上で胴
部１を回転させつつ、ねじ切りバイト１６６を胴部１の
端部内面に押し付ける。ねじ切りバイト１６６の切り込
み量および送り量は、図示しない制御装置により制御す
る。

【００３８】キャスク１００に収容する使用済燃料集合
体は、核分裂性物質および核分裂生成物などを含み、放
射線を発生すると共に崩壊熱を伴うため、キャスク１０
０の除熱機能、遮蔽機能および臨界防止機能を貯蔵期間
中（６０年程度）、確実に維持する必要がある。この実
施の形態１にかかるキャスク１００では、胴部１のキャ
ビティ１０２内を機械加工して角パイプ１３２で構成し
たバスケット１３０の外側を密着状態（空間領域なし）
で挿入するようにしており、さらに、胴部１と外筒１０
５との間に内部フィン１０７を設けている。

【００３９】このため、燃料棒からの熱は、角パイプ１
３２或いは充填したヘリウムガスを通じて胴部１に伝導
し、主に内部フィン１０７を通じて外筒１０５から放出
されることになる。以上から、角パイプ１３２からの熱
伝導率が向上し、崩壊熱の除熱を効率的に行うことがで
きるようになる。

【００４０】使用済燃料集合体から発生するγ線は、炭
素鋼あるいはステンレス鋼からなる胴本体１０１、外筒
１０５、蓋部１０９などにおいて遮蔽される。また、中
性子はレジン１０６によって遮蔽され、放射線業務従事
者に対する被ばく上の影響をなくすようにしている。具
体的には、表面線当量率が２ｍＳｖ／ｈ以下、表面から
１ｍの線量当量率が１００μＳｖ／ｈ以下になるような
遮蔽機能が得られるように設計する。さらに、セル１３
１を構成する角パイプ１３２には、ボロン入りのアルミ
ニウム合金を用いているので、中性子を吸収して臨界に
達するのを防止することができる。

【００４１】以上、この実施の形態１にかかるキャスク
１００によれば、胴部１に対して底板２およびフランジ
部３をネジ部４、１５により結合したので、容易に組み
立てることができる。また、厚肉部分の溶接が無いの
で、局部焼鈍などの熱処理をする必要がない。このた
め、キャスク１００の製造が容易になる。さらに、胴部
１および底板２、胴部１およびフランジ部３の結合部分
にオメガシール６、７、１６、１７を設けたので、キャ
スク１００の気密性を確保することができる。また、シ
ール部の肉厚が小さいので溶接の自由度が高く、完全な
溶接が可能になる。また、当該溶接の熱影響は前記シー
ル部が吸収するので、胴部１への影響が極めて少ない。

【００４２】つぎに、胴本体１０１のキャビティ１０２
内を機械加工しバスケット１３０の外周を構成する角パ
イプ１３２を密に挿入するようにしたので、角パイプ１
３２からの熱伝導率を向上させることができる。また、
キャビティ１０２内の空間領域をなくすことができるか
ら、胴本体１０１をコンパクトかつ軽量にすることがで
きる。なお、この場合であっても、角パイプ１３２の収
容数が減少することはない。

【００４３】逆に、胴本体１０１の外径を図１８に示す
キャスクと同じにすれば、それだけセル数を確保できる
から、使用済燃料集合体の収納数を増加することができ
る。具体的に当該キャスク１００では、使用済燃料集合
体の収容数を６９体にでき、かつキャスク本体１１６の
外径を２５６０ｍｍ、重量を１２０ｔｏｎに抑えること
ができる。また、現実の問題として、上記構成を採用す
ることにより、要求される重量制限、寸法制限を満たし
た上で６９本の使用済燃料集合体を収容することが可能
になった。

【００４４】（実施の形態２） 図８は、この発明の実施の形態２にかかるキャスクを示
す一部拡大図である。なお、同図では、説明の便宜のた
めネジ部およびオメガシールを大きく示している。この
キャスク２００では、フランジ部３と一次蓋２０１およ
び二次蓋２０２とにネジ部２０３、２０４を設け、当該
ネジ部２０３、２０４により一次蓋２０１および二次蓋
２０２を固定するようにした。このようにすれば、一次
蓋２０１および二次蓋２０２を容易に取り付けることが
できる。ただし、同図では、結合部分にオメガシール２
０５、２０６を設けているので、収容した使用済燃料集
合体を再び取り出す場合には適さない。

【００４５】具体的に説明すると、一次蓋２０１の周縁
には、その上部にネジ部２０３およびオメガシール２０
５が設けられている。一次蓋２０１は、ステンレス鋼製
であるから上記のような肉盛りは不要であるが、炭素鋼
製にした場合には上記同様に肉盛りをしてから機械加工
を施すようにする。同じく、二次蓋２０２の周縁にも、
ネジ部２０４およびオメガシール２０６が設けられてい
る。

【００４６】また、フランジ部３にも、一次蓋２０１お
よび二次蓋２０２に対応する部分にネジ部２０３、２０
４およびオメガシール２０５、２０６が形成されてい
る。オメガシール２０５、２０６のシール部は、上記同
様にＴＩＧ溶接やシーム溶接などを用いて溶接する。な
お、上記では、一次蓋２０１および二次蓋２０２をネジ
部２０３、２０４により固定するようにしたが、両者の
一方のみをネジ部により固定するようにしてもよい。

【００４７】（実施の形態３） 図９は、この発明の実施の形態３にかかるキャスクを示
す一部拡大図である。このキャスク３００では、胴部１
と底板２との結合部分に斜め方向で凹部３０１を設け、
この凹部３０１の中に内側のオメガシール３０２を形成
している。キャビティ１０２内に凹部を形成するのはバ
スケット挿入の邪魔にならないためである（図５のオメ
ガシール１７など）。

【００４８】しかしながら、当該凹部を形成することに
より当該部分の肉厚が小さくなってしまうため、凹部を
設けた部分に必要な肉厚を確保しようとすると他の部分
の肉厚が過剰になってしまう。そこで、肉厚に余裕があ
る部分に凹部３０１を設けて、他の部分の肉厚が過剰に
なるのを防止するようにした。なお、外側のオメガシー
ル３０３は、凹部３０４内に形成される。

【００４９】また、前記底板２は密封性を保つ最小限の
厚さを有し且つ高品質な鍛造材を用いて製作する。当該
底板２にはさらに底板３０５が設けられており、この底
板３０５は、鋳物などの安価な材料を用いて製作する。
この底板３０５は、胴部１に対してボルト３０６で固定
されている。また、底板３０５は、γ線を遮蔽するのに
十分な厚さを有すると共に中性子を遮蔽するためのレジ
ン３０７を内部に封入している。このように底板２と底
板３０５とを分割構造にすることにより、キャスク１０
０の製造コストを下げることができる。

【００５０】なお、上記では肉厚に余裕のある部分とし
て胴部１と底板２との結合角部分としたが、これに限ら
れず、γ線遮蔽能に余裕がある部分であればどこでもよ
い。たとえば、図１０に示すように、胴部１とフランジ
部３との結合部分のみを肉厚にし（図中Ｔ）、当該部分
の内側および外側に凹部４０１、４０２を設けるように
してもよい。各凹部４０１、４０２内には、オメガシー
ル４０３、４０４が設けられる。かかる構成にすること
により、胴本体１０１が肉厚過剰になってその重量が増
加するのを防止することができる。

【００５１】（実施の形態４） つぎに、上記実施の形態１〜３に記載したキャスクの組
立方法について説明する。図１１は、キャスクの組み立
てに用いるねじ込み装置を示す概略構成図である。ま
ず、胴部１に底板２をねじ込む際には、胴部１を回転支
持台４０１’上に載せ、ねじ込み装置４００の回転軸４
０２の一端に底板２を仮固定する。回転軸４０２は、軸
受部４０３により回転自在に支持されており、当該回転
軸４０３の他端にはバランスウエイト４０４が取り付け
られている。このバランスウエイト４０４には、複数の
ハンドル４０５が取りつけてある。軸受部４０３は、支
持台４０６上に固定されており、この支持台４０６は下
部の車輪４０７により工場フロアＦ上を移動することが
できる。

【００５２】底板２を回転軸４０２に取りつけたら、支
持台４０６を図中矢印方向に移動させ、当該底板２を胴
部１の端部に当てる。そして、作業者によってハンドル
４０５を図中矢印方向に回転させ、底板２を胴部１に対
して螺合する。底板２を胴部１に取り付けたら、底板２
から回転軸４０２を取り外し、支持台４０６を退避させ
る。このようなねじ込み装置４００を用いることによ
り、重量の大きな底板２を胴部１に対して容易に取りつ
けることができるようになる。なお、同図では、胴部１
に底板２をねじ込む方法を示したが、フランジ部３を胴
部１にねじ込む場合にも、当該ねじ込み装置４００を用
いて上記同様に行うようにすればよい。

【００５３】つぎに、図６で示したバスケット１３０の
挿入方法の変形例について説明する。図１２は、バスケ
ット挿入に用いる冶具を示す斜視図である。図１３は、
図１２に示した冶具によりバスケットを仮固定した状態
を示す斜視図である。この冶具５００は、バスケット１
３０を固定ブロック５０１、５０２により挟んで固定す
る構造であり、固定ブロック５０１、５０２の挟持面周
縁には、角パイプ１３２を挿入して固定する凸部５０３
が複数設けられている。固定ブロック５０１、５０２の
形状は、上記胴本体１０１のキャビティ１０２内の形状
と略同じである。また、固定ブロック５０１、５０２同
士は、連結棒５０４により連結されている。連結棒５０
４は、中心部に位置する角パイプ１３２を貫通し、その
両端部において取付ナット５０５で固定されている。

【００５４】角パイプ１３２を冶具５００に固定する場
合、好ましくは一方の固定ブロック５０１を作業平面上
に置き、上方から角パイプ１３２の一端を固定ブロック
５０１の凸部５０３に挿入する。また、中心部の角パイ
プ１３２には、連結棒５０４を貫通させる。凸部５０３
に角パイプ１３２を挿入し終わったら、これら角パイプ
１３２の内側にさらに角パイプ（図示省略）を整列させ
る。そして、他方の固定ブロック５０２の凸部（図示省
略）を、前記整列させた角パイプ１３２に挿入し、さら
に固定ブロック５０２の中心部に連結棒５０４を貫通さ
せて固定する。連結棒５０４の端部には、取付ナット５
０５を螺合しこれを締め付ける。これにより、固定ブロ
ック５０１、５０２によりバスケット１３０を挟持する
ことができる（図１３参照）。

【００５５】図１４は、上記冶具を用いて胴部内にバス
ケットを挿入する方法を示す説明図である。同図（ａ）
に示すように、上記冶具５００により固定したバスケッ
ト１３０を胴部１の一方側から所定位置まで挿入する。
つぎに、同図（ｂ）に示すように、取付ナット５０５を
外して固定ブロック５０１、５０２による拘束を解き、
連結棒５０４を角パイプ１３２から完全に抜き取る。そ
して、同図（ｃ）に示すように、底板２およびフランジ
部３を胴部１に取り付ける。この底板２およびフランジ
部３の取り付けは、上記ねじ込み装置４００を用いて行
う。このようにすれば、角パイプ１３２を一本づつ挿入
する必要がないので、バスケット１３０の挿入が簡単に
なる。特に、上記実施の形態１〜３のキャスクは、底板
２およびフランジ部３を胴部１に直接溶接せず、ネジ固
定するようにしているので、胴部１の両側が開口してい
るからバスケット１３０を挿入しやすいこと、取付後の
熱処理などが不要であることから、上記挿入方法に適し
ているものといえる。

【００５６】また、上記固定ブロック５０１、５０２を
分割した構造の冶具を用いるようにしてもよい。図１５
は、そのような冶具を示す説明図である。この冶具６０
０は、複数の角ブロック６０１を角パイプ１３２の穴に
挿入すると共に角パイプ１３２から突出した部分に固定
ワイヤ６０２を通す溝６０３を設けた構造である。この
溝６０３は、バスケット１３０の外周部分に相当する角
パイプ１３２に挿入する角ブロック６０１にのみ設けら
れている（同図（ａ））。内側となる角パイプ１３２に
挿入する角ブロック６０１には設けられていない（同図
（ｂ））。また、各角ブロック６０１には、隣接する角
ブロック６０１と結合しやすいように、凸部６０４或い
は凹部６０５が形成されている。同図（ｃ）は、角ブロ
ック６０１を結合した状態を示し、前記固定ワイヤ６０
２は点線で示す。

【００５７】まず、角パイプ１３２をバスケット形状に
集める。つぎに、所定の角ブロック６０１を角パイプ１
３２の両側から挿入する。そして、角ブロック６０１の
溝６０３に固定ワイヤ６０２を通し、締付部６０６にて
締め付ける。これを角パイプ１３２の両側にて行う。こ
れにより、図１６に示すように、角パイプ１３２が拘束
されてバスケット形状を保持することができる。そし
て、この状態でバスケット１３０を胴本体１０１のキャ
ビティ１０２内に挿入し、その後、固定ワイヤ６０２に
よる拘束を解き、角ブロック６０１を抜き取る。このよ
うな冶具６００によっても、胴本体１０１内にバスケッ
ト１３０を容易に挿入することができる。

【００５８】（実施の形態５） また、上記実施の形態１〜４では、角パイプ１３２を集
合させたバスケット１３０を例に挙げて説明したが、こ
の発明に適用できるバスケットはこれに限定されない。
例えば、図１７に示すようなバスケット７００を用いる
ようにしてもよい。このバスケット７００は、上記角パ
イプ１３２と略同様にアルミニウムとボロンを混合して
押出して矩形の板材７０１を成形し、この板材７０１に
複数の切れ込み７０２を設け、これを交互に積み重ねて
形成される。なお、上記実施の形態１〜５では、ＢＷＲ
用のキャスクを用いて説明したが、本発明の構成はＰＷ
Ｒ用のキャスクであっても適用することができる（図示
省略）。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
キャスク（請求項１）では、胴本体に対して底板を螺合
するネジ部を、胴本体および底板の端部に設け、このネ
ジ部により胴本体および底板を結合するようにしたの
で、キャスクの製造を容易に行うことができる。また、
ネジ式であるから溶接の影響を受けない。

【００６０】また、この発明にかかるキャスク（請求項
２）では、胴部に対してフランジ部を螺合するネジ部
を、胴部およびフランジ部の端部に設け、このネジ部に
より胴部およびフランジ部を結合するようにしたので、
キャスクの製造を容易に行うことができる。また、ネジ
式であるから溶接の影響を受けない。

【００６１】また、この発明にかかるキャスク（請求項
３）では、たとえば、胴本体および底板、或いは胴部お
よびフランジ部の結合部分にオメガシールを設けること
により、キャスクの気密性を高めることができる。ま
た、オメガシールの溶接による影響がほとんどない。

【００６２】また、この発明にかかるキャスク（請求項
４）では、フランジ部に対して蓋部を螺合するネジ部
を、蓋部およびフランジ部に設けたので、蓋部の取り付
けを容易に行うことができる。また、オメガシールを設
けた場合には、キャスクの気密性を高めることができ
る。

【００６３】また、この発明にかかるキャスク（請求項
５）では、炭素鋼製の部材にステンレス鋼の肉盛りをし
て当該肉盛り部分を機械加工してオメガシールを形成し
たので、熱処理や再加工が不要になり、キャスクの製造
が容易になる。

【００６４】また、この発明にかかるキャスク（請求項
６）では、胴本体のキャビティ内面であって前記部材ど
うしの結合部分に凹部を設け、当該凹部内にオメガシー
ルを設けたので、バスケットを挿入するのに邪魔になら
ない。

【００６５】また、この発明にかかるキャスク（請求項
７）では、凹部をキャスクのγ線遮蔽能に余裕がある部
分に設けたので、キャスクの重量を増加させることなく
オメガシールを設けることができる。

【００６６】また、この発明にかかるキャスク（請求項
８）では、底板を二重構造とし、少なくともキャビティ
を構成する底板を鍛造製とし、当該底板を前記胴本体に
対し て螺合するネジ部を、胴本体および底板の端部に設
けたので、キャスクの製造コストを低減できる。

【００６７】また、この発明にかかるキャスク製造方法
（請求項９）では、筒状の胴部の内面をバスケットの外
形に合わせて機械加工する工程と、蓋部を取り付けるた
めのフランジ部または底板を胴部にねじ込む工程とを含
むようにしたので、キャスクの製造を容易に行うことが
できる。また、ネジ式であるから溶接の影響を受けな
い。

【００６８】また、この発明にかかるキャスク製造方法
（請求項１０）では、蓋部をフランジ部に対してねじ込
む工程を含むようにしたので、蓋部の取り付けを容易に
行うことができる。

【００６９】また、この発明にかかるキャスク製造方法
（請求項１１）では、フランジ部もしくは底板と胴部と
の結合部分、または、前記蓋部とフランジ部の結合部分
にオメガシールによるシールを施す工程を含むようにし
たので、キャスクの気密性を高めることができる。ま
た、オメガシールの溶接による影響がほとんどない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１にかかるキャスクの構
成を示す斜視図である。

【図２】図１に示したキャスクの軸方向を示す断面図で
ある。

【図３】図１に示したキャスクの径方向を示す断面図で
ある。

【図４】胴部と底板との結合部分を示す拡大図である。

【図５】胴部とフランジ部との結合部分を示す拡大図で
ある。

【図６】角パイプの挿入方法を示す斜視図である。

【図７】胴部のネジ切りを行う加工装置を示す概略構成
図である。

【図８】この発明の実施の形態２にかかるキャスクを示
す一部拡大図である。

【図９】この発明の実施の形態３にかかるキャスクの構
成を示す一部拡大図である。

【図１０】この発明の実施の形態３にかかるキャスクの
変形例を示す一部拡大図である。

【図１１】キャスクの組み立てに用いるねじ込み装置を
示す概略構成図である。

【図１２】バスケット挿入に用いる冶具を示す斜視図で
ある。

【図１３】図１２に示した冶具によりバスケットを仮固
定した状態を示す斜視図である。

【図１４】図１２に示した冶具を用いて胴部内にバスケ
ットを挿入する方法を示す説明図である。

【図１５】図１２に示した冶具の変形例を示す説明図で
ある。

【図１６】図１５に示した冶具によりバスケット形状に
角パイプを拘束した状態を示す斜視図である。

【図１７】実施の形態１〜４において用いたバスケット
の変形例を示す斜視図である。

【図１８】従来におけるキャスクの一例を示す軸方向断
面図である。

【符号の説明】

１ 胴部 ２ 底板 ３ フランジ部 ４、１５ ネジ部 ５ 当接面 ６、７、１６、１７ オメガシール ８、９ 肉盛り １０、１１ 凹部 １００ キャスク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G21F 5/00 G21C 19/06 G21C 19/32 G21F 5/008 G21F 5/12 G21F 9/36

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 γ線の遮蔽を行う胴本体およびその底板
   と、胴本体の外側に設けられ中性子の遮蔽を行う中性子
   遮蔽体と、胴本体のキャビティ内に設けられ中性子吸収
   能を有するバスケットとを備えたキャスクにおいて、前記胴本体に対して底板を螺合するネジ部を、 胴本体お
   よび底板の端部に設けたことを特徴とするキャスク。
2. 【請求項２】 γ線の遮蔽を行う胴部および胴部に設け
   られ蓋部を取り付けるためのフランジ部からなる胴本体
   と、胴本体の外側に設けられ中性子の遮蔽を行う中性子
   遮蔽体と、胴本体のキャビティ内に設けられ中性子吸収
   能を有するバスケットとを備えたキャスクにおいて、前記胴部に対してフランジ部を螺合するネジ部を、 胴部
   およびフランジ部の端部に設けたことを特徴とするキャ
   スク。
3. 【請求項３】 さらに、前記結合部分にオメガシールを
   設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のキャ
   スク。
4. 【請求項４】 さらに、前記フランジ部に対して蓋部を
   螺合するネジ部を、蓋部およびフランジ部に設けたこと
   を特徴とする請求項２または３に記載のキャスク。
5. 【請求項５】 前記胴本体もしくは底板、または前記胴
   部もしくはフランジ部の一方が炭素鋼製である場合、そ
   の部材にステンレス鋼の肉盛りをし、この肉盛り部分を
   機械加工してオメガシールを形成したことを特徴とする
   請求項３または４に記載のキャスク。
6. 【請求項６】 さらに、前記胴本体のキャビティ内面に
   凹部を設け、当該凹部内にオメガシールを設けたことを
   特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のキャス
   ク。
7. 【請求項７】 さらに、キャスクのγ線遮蔽能に余裕が
   ある部分に前記凹部を設けたことを特徴とする請求項６
   に記載のキャスク。
8. 【請求項８】 さらに、前記底板を二重構造とし、少な
   くともキャビティを 構成する底板を鍛造製とし、当該底
   板を前記胴本体に対して螺合するネジ部を、胴本体およ
   び底板の端部に設けたことを特徴とする請求項１〜７の
   いずれか一つに記載のキャスク。
9. 【請求項９】 筒状の胴部の内面をバスケットの外形に
   合わせて機械加工する工程と、 蓋部を取り付けるためのフランジ部または底板を胴部に
   ねじ込む工程と、 を含むことを特徴とするキャスク製造方法。
10. 【請求項１０】 さらに、前記蓋部をフランジ部に対し
    てねじ込む工程を含むことを特徴とする請求項９に記載
    のキャスク製造方法。
11. 【請求項１１】 さらに、前記フランジ部もしくは底板
    と胴部との結合部分、または、前記蓋部とフランジ部の
    結合部分にオメガシールによるシールを施す工程を含む
    ことを特徴とする請求項９または１０に記載のキャスク
    製造方法。