JP3207833B2 - 使用済み燃料貯蔵部材の製造方法および混合粉末 - Google Patents

使用済み燃料貯蔵部材の製造方法および混合粉末

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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

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
用済み核燃料集合体を収容、貯蔵するものであってキャ
スクやラックを構成する使用済み燃料貯蔵部材の製造方
法に関する。また、このような使用済み燃料貯蔵部材を
製造するのに適した混合粉末に関する。
【０００２】
【従来の技術】核燃料サイクルの終期にあって燃焼を終
え使用できなくなった核燃料集合体を、使用済み核燃料
という。現在、この使用済み核燃料は、再処理するまで
貯蔵施設において貯蔵管理されている。たとえば、燃料
プールによる貯蔵方式においては、プール内に角パイプ
を束ねたＳＵＳラックを沈め、この角パイプ内に使用済
み燃料集合体を収容することにより、冷却効果、遮蔽効
果、未臨界性などの要求を満たようにしている。
【０００３】近年では、ラックを構成する角パイプとし
て、ステンレス材にボロンを添加したものが用いられ始
めている。このような角パイプを用いれば、角パイプの
間に配置していた中性子吸収材を省略できるから、角パ
イプ間の隙間を埋めることができる。このため、プール
のピット内に挿入できる角パイプの本数が増えるから、
その分、使用済み燃料集合体の収容数を増加させること
ができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような角パイプ
は、キャスク、横型サイロ、プール、ボールドなどの各
種貯蔵方式に適用することができるが、ラックを構成す
るにしてもその生産すべき本数が多いので、角パイプを
効率的に生産できる技術が要求されている。また、使用
済み燃料集合体から発生する中性子を吸収する必要があ
るので、角パイプの構造に健全性が要求される。
【０００５】また、角パイプは、使用済み燃料集合体を
貯蔵する際に使用するものであるが、当該角パイプ式の
ラックの他に平板式のラックが知られており、このよう
な平板式のラックにおいても効率的な生産性および構造
の健全性が要求されている。この発明は、このような角
パイプなどの製造方法に関するものである。
【０００６】
【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にかかる使用済み燃料貯蔵部材の製造方
法は、使用済み燃料の貯蔵に用いる部材を製造する使用
済み燃料貯蔵部材の製造方法において、アルミニウム粉
末と中性子吸収材粉末とを混合する工程と、冷間静水圧
成形法により予備成形体を成形する工程と、予備成形体
をキャニングする工程と、キャニングした予備成形体を
焼結する工程とを含むものである。
【０００７】アルミニウム粉末と中性子吸収材粉末とを
混合して当該混合粉末を冷間静水圧成形法（ＣＩＰ：Co
ld Isostatic Press）により予備成形する。続いて、こ
の予備成形体をキャニングし、焼結処理を施す。これに
より、使用済み燃料貯蔵部材を成形する前のビレットが
完成する。予備成形を行うことにより、成形密度のばら
つきを少なくできる。なお、缶内のビレットを取り出す
には、缶を外削および端面削を行う。焼結は、ホットプ
レスや熱間静水圧成形法（ＨＩＰ：Hot Isostatic Pres
s）により行うのが好ましく（請求項２）、この他に擬
ＨＩＰや常圧焼結法などを用いることもできる。また、
使用済み燃料貯蔵部材としては、たとえば、バスケット
を構成する角パイプあるいは平板式ラックを構成する板
状部材を挙げることができる。また、前記焼結をホット
プレスまたはＨＩＰにより行うことで、さらに高品質の
使用済み燃料貯蔵部材を製造することができる（請求項
２）。
【０００８】また、請求項３にかかる使用済み燃料貯蔵
部材の製造方法は、使用済み燃料の貯蔵に用いる部材を
製造する使用済み燃料貯蔵部材の製造方法において、ア
ルミニウム粉末と中性子吸収材粉末とを混合する工程
と、冷間静水圧成形法により予備成形体を成形する工程
と、予備成形体を真空焼結する工程とを含むものであ
る。
【０００９】また、上記キャニングを省略して真空焼結
するようにしてもよい（請求項３）。キャニングを省略
すれば、真空焼結した後に外削などの機械加工をせずに
済む。このため、ビレットの製造が容易になる。真空焼
結には、真空ホットプレスが好適であり（請求項４）、
この他に真空擬ＨＩＰなどを用いることができる。ま
た、前記焼結を真空ホットプレスにより行うことによ
り、安価で高品質の使用済み燃料貯蔵部材を製造するこ
とができる。
【００１０】また、請求項５にかかる使用済み燃料貯蔵
部材の製造方法は、使用済み燃料の貯蔵に用いる部材を
製造する使用済み燃料貯蔵部材の製造方法において、ア
ルミニウム粉末と中性子吸収材粉末とを混合する工程
と、冷間静水圧成形法により予備成形体を成形する工程
と、予備成形体を放電焼結する工程とを含むものであ
る。
【００１１】予備成形体を放電焼結することにより、通
常の焼結に比べて短時間で焼結することができる。この
ため、使用済み燃料貯蔵部材の製造を効率的に行うこと
ができる。また、キャニングを省略しているので、外削
などの機械加工が不要になる分、使用済み燃料貯蔵部材
を安価に製造することができるようになる。放電焼結に
は、放電プラズマ焼結を用いるのが好ましい（請求項
６）。放電プラズマ焼結によるエネルギーによりアルミ
ニウムの不動体皮膜が除去されることなどから、良好な
焼結を行うことができるからである。また、放電プラズ
マ焼結の他に熱プラズマ焼結などを用いることもでき
る。
【００１２】また、請求項７にかかる使用済み燃料貯蔵
部材の製造方法は、上記製造方法において、さらに、押
出成形により角パイプを成形する工程を含むようにした
ものである。また、請求項８にかかる使用済み燃料貯蔵
部材の製造方法は、さらに、押出成形により使用済み燃
料の案内管に挿入する棒体を成形する工程を含むように
したものである。このように、上記方法により製造した
ビレットを押し出すことで、使用済み燃料貯蔵部材であ
る角パイプや棒体を容易に製造することが可能になる
（請求項７および８）。
【００１３】また、請求項９にかかる使用済み燃料貯蔵
部材の製造方法は、上記製造方法における混合にメカニ
カルアロイングを用いるようにした。中性子吸収材、た
とえば、ボロンまたはボロン化合物は、その平均粒径が
数μｍ程度に小さいと、焼結時に凝集して偏析すること
が判っている。このため、通常の焼結においては、平均
粒径が十数μｍ以上のボロンを使用するようにしてい
る。しかし、平均粒径が大きいと使用済み燃料貯蔵部材
の強度が低下してしまう。
【００１４】そこで、この請求項９にかかる製造方法で
は、メカニカルアロイングを用いてアルミニウム粉末と
中性子吸収材粉末をと混合するようにした。当該メカニ
カルアロイングには、たとえば、各種ボールミリングを
用いることができる。ボールミリングにより、アルミニ
ウム粉末が次第に折りたたまれ、扁平な形状に変化す
る。また、中性子吸収材は、ボールミリングにより粉砕
されて初期の平均粒径に比べて相当程度小さくなり、ア
ルミニウムマトリックス中にすり込まれつつ分散する。
これにより、中性子吸収材を微細かつ均一に分散させる
ことができ、使用済み燃料貯蔵部材の機械的強度を向上
させることができる。
【００１５】また、請求項１０にかかる使用済み燃料貯
蔵部材の製造方法は、上記製造方法におけるメカニカル
アロイングにボールミリングを用いると共に予めボール
に添加する元素を含ませておき、ボールミリング中のボ
ールの磨耗により前記元素の添加を行うようにした。
【００１６】ボールミリングを行うとボールどうしの衝
突により当該ボールが磨耗してその成分が粉黛に混じっ
てしまう。そこで、もともと添加する予定の元素を主成
分とするボールを用いて、ボールの磨耗に乗じて元素の
添加を行うようにした。このようにすれば、製造工程の
手間を省くことが可能になる。
【００１７】また、請求項１１にかかる使用済み燃料貯
蔵部材の製造方法は、上記製造方法における混合に、高
速気流を発生させる粉末混合装置を用いるようしたもの
である。高速気流を発生させる粉末混合装置によって混
合することにより、高速気流にのった中性子吸収材粉末
が衝突により微細化し、同じく高速気流中のアルミニウ
ム粉末の表面にめり込んで付着する。これにより、アル
ミニウムに対して中性子吸収材を微細かつ均一に分散で
きるから、使用済み燃料貯蔵部材の機械的強度を向上で
きる。また、この高速気流を発生させる粉末混同装置に
用いる回転容器の回転速度は、７０〜８０ｍ／ｓｅｃの
範囲とするのが好ましい（請求項１２）。回転数が低い
と、中性子吸収材が付着せずに残るため混合比が変わっ
てしまうからである。一方、回転数が高いと、アルミニ
ウムが衝突時の発熱で装置内に溶着してしまうからであ
る。
【００１８】また、請求項１３にかかる使用済み燃料貯
蔵部材用の混合粉末は、メカニカルアロイングによりア
ルミニウム粉末を扁平化すると共に当該アルミニウム粉
末に対して粉砕したボロンまたはボロン化合物をすり込
むように分散させるようにしたものである。
【００１９】このような中性子吸収材粉末を焼結するこ
とにより、焼結時における中性子吸収材粉末の凝集を防
止することができる。また、メカニカルアロイングによ
りボロンを微細に粉砕し、これをアルミニウム粉末にす
り込むように分散させているので、かかる粉末を用いて
製造した使用済み燃料貯蔵部材は、その機械的強度が優
れたものになる。
【００２０】また、請求項１４にかかる使用済み燃料貯
蔵部材用の混合粉末は、高速気流を発生させる粉末混合
装置によってアルミニウム粉末の表面にボロンまたはボ
ロン化合物をめり込ませて付着させるようにしたもので
ある。このような中性子吸収材粉末を焼結することによ
り、焼結時における中性子吸収材粉末の凝集を防止する
ことができる。また、高速気流を発生させる粉末混合装
置によりボロンを粉砕し、これをアルミニウム粉末の表
面にめり込むように付着させたので、かかる粉末を用い
て製造した使用済み燃料貯蔵部材は、その機械的強度が
優れたものになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる使用済み
燃料貯蔵部材の製造方法および混合粉末の実施の形態に
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。
【００２２】（実施の形態１） ［角パイプの構造］図１は、角パイプを示す断面図であ
る。この角パイプ１は、断面が正方形をしており、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
ミニウム合金により構成されている。また、中性子吸収
材には、ボロンの他にカドミウム、ハフニウム、希土類
元素などの中性子吸収断面積の大きなものを用いること
ができる。沸騰水型炉（ＢＷＲ）の場合には、主にＢま
たはＢ化合物が用いられるが、加圧水型炉（ＰＷＲ）の
場合には、Ａｇ−Ｉｎ−Ｃｄ合金が用いられる。Ｂを分
散形材料として用いる場合は、加工しやすくするため３
重量％以下にするのが好ましい。また、Ａｇ−Ｉｎ−Ｃ
ｄ合金の組成は、Ｉｎを１５重量％、Ｃｄを５重量％に
するのが一般的である。希土類元素には、ユーロピウ
ム、ディスプロシウム、サマリウム、ガドリニウムなど
の酸化物を用いることができる。
【００２３】［角パイプの製造方法］ つぎに、角パイプ１の具体的な製造方法の一例について
説明する。図２は、この発明の実施の形態１にかかる角
パイプの製造方法を示すフローチャートである。まず、
アトマイズ法などの急冷凝固法によりＡｌまたはＡｌ合
金粉末を作製すると共に（ステップＳ４０１）、Ｂまた
はＢ化合物の粉末を用意し（ステップＳ４０２）、これ
ら両粒子をクロスロータリーミキサー、Ｖミキサー、リ
ボンミキサー、パグミキサー等によって１０〜２０分間
混合する（ステップＳ４０３）。なお、混合は、アルゴ
ン雰囲気中で行うようにしてもよい。また、用いるアル
ミニウム粉末の平均粒径は３５μｍ、Ｂ4Ｃの平均粒径
は１０μｍ程度である。
【００２４】前記ＡｌまたはＡｌ合金には、純アルミニ
ウム地金、Ａｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金、Ａｌ−Ｍｇ
系アルミニウム合金、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム
合金、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系アルミニウム合金、Ａｌ−Ｆ
ｅ系アルミニウム合金などを用いることができる。ま
た、前記ＢまたはＢ化合物には、Ｂ４Ｃ、Ｂ２Ｏ３など
を用いることができる。ここで、アルミニウムに対する
ボロンの添加量は、１．５重量％以上、９重量％以下と
するのが好ましい。１．５重量％以下では十分な中性子
吸収能が得られず、９重量％より多くなると引っ張りに
対する延びが低下するためである。
【００２５】つぎに、混合粉末をラバーケース内に入れ
て１０-2Ｔｏｒｒ程度まで真空引きした後、気密テープ
により真空封入し、ＣＩＰ（Cold Isostatic Press）に
より常温で全方向から均一に高圧をかけ、粉末成形を行
う（ステップＳ４０４）。ＣＩＰの成形条件は、成形圧
力を１００ＭＰａ〜２００ＭＰａとする。ＣＩＰ処理に
より、粉状体の体積は約２割ほど減少し、その予備成形
体の直径が６００ｍｍ、長さが１５００ｍｍになるよう
にする。ＣＩＰによって全方向から均一に圧力を加える
ことにより、成形密度のばらつきが少ない高密度な成形
品を得ることができる。
【００２６】続いて、前記予備成形体をアルミニウム缶
（アルミニウム合金継目無缶：ＪＩＳ６０６３）に真空
封入する。缶内は、１０-4Ｔｏｒｒ程度まで真空引き
し、３００℃まで昇温する（ステップＳ４０５）。この
脱ガス工程にて缶内のガス成分および水分を除去する。
つぎの工程では、真空脱ガスした成形品をＨＩＰ（HotI
sostatic Press ）により再成形する（ステップＳ４０
６）。ＨＩＰの成形条件は、温度４００℃〜４５０℃、
時間３０ｓｅｃ、圧力６０００ｔｏｎとし、成形品の直
径が４００ｍｍになるようにする。
【００２７】続いて、缶を除去するために機械加工によ
り外削、端面削を施し（ステップＳ４０７）、ポートホ
ール押出機を用いて当該ビレットを熱間押出しする（ス
テップＳ４０８）。この場合の押出条件として、加熱温
度を５００℃〜５２０℃、押出速度を５ｍ／ｍｉｎとす
る。なお、この条件は、Ｂの含有量により適宜変更す
る。
【００２８】つぎに、押出成形後、引張矯正を施すと共
に（ステップＳ４０９）、非定常部および評価部を切断
し、製品とする（ステップＳ４１０）。完成した角パイ
プ１は、図１に示すように、断面の一辺が１６２ｍｍ、
内側が１５１ｍｍの四角形状となる。
【００２９】なお、上例では押出機に、圧縮率が高く、
アルミニウムなどの軟質材の複雑形状押出しに適したポ
ートホール押出しを用いたが、これに限定されない。た
とえば、固定または移動マンドレル方式を採用してもよ
い。また、直接押出しの他、静水圧押出しを行うように
してもよく、当事者の可能な範囲で適宜選択することが
できる。さらに、上記ＨＩＰを用いることによりニヤネ
ットシェイプ成形が可能になるが、後に押出し工程があ
ることに鑑み、これに代えて擬ＨＩＰを用いるようにし
ても十分な精度を確保することができる。具体的には、
一軸方向に圧縮する金型内に圧力伝達媒体であるセラミ
ック粒状体を入れ、焼結するものである。この方法によ
っても、良好な角パイプ１を製造することができる。
【００３０】また、上記ＨＩＰに代えて、ホットプレス
を用いることもできる。ホットプレスは、耐熱型を加熱
して一軸加圧下で焼結する方法である。上記の場合、ホ
ットプレスは、予備成形体を缶に封入して真空脱ガスし
た後、４００℃〜４５０℃の温度で１０ｓｅｃ〜３０ｓ
ｅｃ加熱し、６０００ｔｏｎの圧力条件下で行う。後に
押出し工程があるから、ホットプレスによっても十分な
品質のビレットを製作できるが、ビレットのサイズその
他の条件により焼結状態が良くない場合は、ＨＩＰを用
いるようにすれば良い。ホットプレスの利点は、生産性
が良く、安価である点にある。さらに、ホットプレスの
他に常圧焼結法を用いる場合もある。
【００３１】（実施の形態２） 図３は、この発明の実施の形態２にかかる角パイプ１の
製造方法を示すフローチャートである。この角パイプ１
の製造方法は、同図に示すように、上記缶封入および真
空加熱脱ガス（ステップＳ４０５）、ＨＩＰ（ステップ
Ｓ４０６）、外削および端面削（ステップＳ４０７）に
代えて、真空ホットプレスを用いた点に特徴がある（真
空ホットプレス工程：Ｓ３０５）。その他の工程は、上
記実施の形態１と略同様であるからその説明を省略する
（ステップＳ３０１〜Ｓ３０４、Ｓ３０６〜Ｓ３０
８）。
【００３２】図４は、この角パイプの製造方法に用いる
真空ホットプレス装置を示す構成図である。この真空ホ
ットプレス装置１０は、ダイ１１と、ダイ１１の内面に
設けたダイリング１２と、ベース１３と、パンチ１４と
から構成されている。これらはいずれもグラファイト製
である。ダイリング１２、ベース１３およびパンチ１４
により構成される成形室内には、ＣＩＰ工程において製
作した予備成形体Ｐを挿入する。ダイ１１の周囲には、
加熱用の黒鉛ヒーター１５が配置されている。
【００３３】また、ダイリング１２、ベース１３および
パンチ１４などは、真空ベッセル１６内に収容されてい
る。真空ベッセル１６には、真空引き用のポンプ１７が
取り付けられている。前記パンチ１４は、真空ベッセル
１６の上部に設けた油圧シリンダー１８により駆動され
る。前記ダイ１１の内側にダイリング１２を設けたの
は、加圧後にビレットが抜けやすいようにするためであ
る。なお、ダイ１１の内径は直径３５０ｍｍ程度であ
る。また、実際にホットプレスを行う際には、摺動部位
に潤滑材を塗布または噴霧するようにする。潤滑材に
は、ＢＮなどを用いることができる。なお、上記では片
押し法を例示しているが、両押し法あるいはフローティ
ング法を用いることもできる。
【００３４】真空ホットプレスを行うには、まず、ダイ
１１内に潤滑材を塗布した後に予備成形体Ｐを挿入し、
その上からパンチ１４をセットする。つぎに、真空ベッ
セル１６内を所定圧力まで真空引きすると共に黒鉛ヒー
ター１５により室内を４００℃〜５００℃まで昇温す
る。また、当該温度帯域は、３０分〜６０分維持するよ
うにし、加圧は２００℃程度で開始するようにする。そ
して、予備成形体Ｐを加圧焼結後、真空ベッセル１６内
からダイ１１ごと取り出して当該ダイ１１からビレット
Ｂを取り出す。この際、ビレットＢを外側から押し出す
ことになるが、ダイリング１２もビレットＢと共に多少
押し出されて、当該ビレットＢが容易に取り出せるよう
に作用する。取り出したビレットＢは、つぎの押出工程
（ステップＳ３０６）にて押し出され、引張矯正（ステ
ップＳ３０７）、切断工程（ステップＳ３０８）を経
て、最終品の角パイプ１となる。
【００３５】以上、この角パイプ１の製造方法によれ
ば、キャニングを省略すると共に真空ホットプレスを用
いてビレットＢを成形するようにしたので、缶代が節
約でき、缶除去のための切削工程（ステップＳ４０
７）が不要になると共に、それに付随する製造工程
（ステップＳ４０５）を省略することができる。このた
め、角パイプ１を効率的かつ低コストで製造することが
できるようになる。
【００３６】（実施の形態３） 図５は、この発明の実施の形態３にかかる角パイプの製
造方法を示すフローチャートである。この角パイプ１の
製造方法は、同図に示すように、上記缶封入および真空
加熱脱ガス（ステップＳ４０５）、ＨＩＰ（ステップＳ
４０６）、外削および端面削（ステップＳ４０７）に代
えて、放電プラズマ焼結を用いた点に特徴がある（放電
プラズマ焼結工程：ステップＳ５０５）。放電プラズマ
焼結は、過渡アーク放電現象の火花放電エネルギーを利
用して加圧下で焼結を行うものである。その他の工程
は、上記実施の形態１と略同様であるからその説明を省
略する（ステップＳ５０１〜Ｓ５０４、Ｓ５０６〜Ｓ５
０８）。
【００３７】図６は、この角パイプの製造方法に用いる
放電プラズマ焼結装置を示す構成図である。この放電プ
ラズマ焼結装置２０は、グラファイト製のダイ２１と、
上部電極および下部電極を兼ねた上下のパンチ２２、２
３と、上下のパンチ２２、２３にパルス電流を供給する
電源２４と、電源２４を制御する制御部２５と、ダイ２
１およびパンチ２２、２３を収容する真空ベッセル２５
と、真空ベッセル２５内の真空を引くポンプ２６と、パ
ンチ２２、２３を駆動する油圧シリンダー２７、２８と
から構成される。ＣＩＰによる予備成形体Ｐは、ダイ２
１およびパンチ２２、２３により形成した成形室に挿入
する。
【００３８】放電プラズマ焼結は、焼結エネルギーを制
御しやすいこと、取り扱いが容易であることなどの種々
の利点があるが、ハイスピードで焼結できる点がこの製
造方法において重要である。すなわち、上記ホットプレ
スでは、たとえば、焼結時間が約５時間かかるのに対
し、放電プラズマ焼結では約１時間で済む。このため、
高速焼結が可能である分、製造時間を短縮化することが
できる。
【００３９】上記放電プラズマ焼結の条件は、真空ベッ
セル２５内の真空度を１０−２Ｔｏｒｒとし、約１０分
で５００℃まで立ち上げる。そして、この温度領域を１
０分〜３０分維持し、５〜１０ｔｏｎで加圧する。上下
のパンチ２２、２３間にパルス電流を印加すると、予備
成形体Ｐ内で放電点が移動し、全体に分散する。火花放
電の部分では、局所的に高温状態（１０００℃〜１００
００℃）になって粒子間接触部が点から面に成長し、ネ
ックを形成して溶着状態となる。これにより、硬い酸化
皮膜を形成するアルミニウム系材料であっても、放電プ
ラズマのスパッタ作用によってアルミニウム表面の酸化
皮膜を破壊するから、ビレットを容易に焼結することが
できる。
【００４０】以上、この角パイプ１の製造方法によれ
ば、ホットプレスを用いる場合に比べて焼結時間を短縮
化できる。また、放電作用によりアルミニウムの不動体
皮膜を破壊するから、焼結を容易に行うことができる。
キャニングを省略したことによる利点については、上記
実施の形態２の場合と同様である。なお、放電プラズマ
焼結の他、熱プラズマ焼結法を用いることもできる。熱
プラズマ焼結法は、超高温のプラズマ熱を用いて無加圧
焼結を行うものである。さらに、通常の放電焼結により
製造することもできる。
【００４１】（実施の形態４）上記では角パイプ１を構
成する材料としてボロンを添加したアルミニウム合金を
用いている。ここで、添加元素であるＢ４Ｃの平均粒径
が大きいと角パイプ１の強度が低くなり、その一方、Ｂ
４Ｃの平均粒径を小さくするとＢ４Ｃどうしが凝集して
偏析するため、中性子吸収能の低下や加工性の悪化が生
じてしまう。上記の通り、Ａｌ粉末の平均粒径は８０μ
ｍでありＢ４Ｃ粉末の平均粒径は９μｍであって、当該
Ｂ４Ｃの粒径を９μｍとしたのは、これ以上粒径を小さ
くするとＢ４Ｃ粉末の凝集が進んで偏析が生じやすくな
るからである。そこで、この実施の形態４では、上記実
施の形態１〜３における混合機に代えて、高エネルギー
ボールミリング（メカニカル・アロイング）を用いるこ
とで、Ｂ４Ｃ粉末の微細化および均一分散化を図るよう
にした。
【００４２】当該高エネルギーボールミリングには、一
般的な転動ミル、揺動ミルおよびアトライターミルを用
いることができるが、以下ではアトライターミルを例示
する。図７は、この発明の実施の形態４にかかる角パイ
プ１の製造方法に用いるアトライターミルの構成図であ
る。アトライター３０の容器３１には１５０リットルの
容量のものを用いる。当該容器３１の壁内にはウォータ
ージャケット３２が形成されている。ウォータージャケ
ット３２内にはポンプなどの給水器３３から適量の冷却
水を供給する。アトライター３４は、上方に配置した駆
動モータ３５と減速機３６を介して結合している。容器
３１の上面には、容器３１中を不活性ガスであるアルゴ
ン（Ａｒ）雰囲気にするため、流入口３７および流出口
３８が設けられている。流入口３７にはアルゴンガスの
ガスボンベ３９が接続され、流出口３８にはホース４０
を接続して水中に入れ、大気の逆流を防止する。また、
このボールミリングに使用するボール４１には、炭素鋼
ベースの軸受鋼（ＳＵＪ−２）を用いる。
【００４３】つぎに、実際に高エネルギー粉末を製造す
る場合の条件として、前記容器３１内に入れるボール４
１の量を４５０ｋｇ、当該ボール４１の径を３／８イン
チとした。また、アトライター３４の回転数は３００ｒ
ｐｍとし、さらに、０．５リットル／ｍｉｎのアルゴン
を連続的に流して容器３１内を不活性ガス雰囲気とし
た。また、ボールミリングの前に、その助剤として粉末
１ｋｇに対して３０ｃｃのエタノールあるいはメタノー
ルを投入した。前記容器３１内に投入する粉末の量は、
１５ｋｇとした。このうち、Ｂ４Ｃの投入量は０．７５
ｋｇ（５重量％）とした。また、使用するＡｌ粉末に
は、平均粒径が３５μｍのものを用い、Ｂ４Ｃ粉末に
は、平均粒径が９μｍのものを用いた。ボールミリング
の時間は１ｈから１０ｈの範囲で適宜選択するようにし
た。
【００４４】ボールミリングの過程において、投入した
アルミニウムは、ボール４１の衝撃を受けることによっ
てつぶされ、かつ折りたたまれ、扁平形状になる。この
ため、アルミニウムの外径は一面方向に広がって８０μ
ｍ程度になる。一方、Ｂ４Ｃ粉末は、ボールミリングに
よって破砕され、その粒径が０．５μｍ〜１．０μｍ程
度まで小さくなると共にアルミニウムマトリックス中に
均一にすり込まれてゆく。図８に、ＭＡにより製造した
高エネルギー粉末の拡大図を示す。同図を参照すること
により、ボールミリングによってＡｌ粉末が扁平につぶ
れ、さらに、当該Ａｌ粉末のマトリックス中にＢ４Ｃ粉
末が微細化した状態で分散しているのが判る。
【００４５】つぎに、ボールミリングの過程で、ボール
４１どうしの衝突により当該ボール４１が磨耗してその
成分が不純物として混じることがある。そこで、ボール
４１の成分に予め不純物として添加する元素を含めてお
き、ボールミリングの過程で当該元素を添加するように
してもよい。この元素としては、たとえば、ジルコンな
どを挙げることができる。ボールミリングの終了後は、
容器３１内から高エネルギー粉末を取りだし、ホットプ
レス工程、押出し工程に進み、図１に示すような角パイ
プ１を成形する。
【００４６】以上、この角パイプ１の製造方法によれ
ば、Ｂ４Ｃ粉末を微細化、均一化してＡｌ粉末のマトリ
ックス中に分散させることができるので、角パイプ１の
強度を向上させることができる。具体的には、上記実施
の形態１〜３の方法により得た角パイプ１と比較して、
その強度を約１．２〜１．５倍まで向上させることがで
きる。さらに、高い硬度を有するＢ４Ｃ粉末を微細かつ
均一にマトリックス中に分散し、それによってＢ４Ｃ粉
末の凝集を防止するようにしているので、押出性を向上
することができる。このため、押出用のダイスの磨耗低
減にも効果がある。
【００４７】（実施の形態５）また、高速気流を発生さ
せる粉末製造装置により、Ａｌ粉末の周囲にＢ４Ｃ粉末
を付着させるようにしてもよい。このように、高速気流
中で攪拌し、母材の粉末の周囲に添加材を付着させる粉
末製造方法を、ハイブリダイゼーションという。図９
は、この発明の実施の形態５にかかる製造方法を実施す
るための、粉末製造装置を示す概略構成図である。この
粉末製造装置５０は、高速回転する筒状の回転容器５１
と、回転容器５１内に設けた複数のインペラ５２と、窒
素ガスなどの不活性ガスを供給するガスボンベ５３とか
ら構成されている。
【００４８】つぎに、粉末の製造方法について説明す
る。まず、所定量のＡｌを回転容器５１内に入れ、当該
回転容器５１を回転させる。これにより、回転容器５１
内で高速気流が発生し、Ａｌ粉末が当該高速気流により
渦状に回転する。つぎに、この回転している回転容器５
１内に所定量（５重量％）のＢ４Ｃ粉末を投入する。こ
の状態で回転を所定時間継続すると、図１０に示すよう
に、Ａｌ粉末の外側に微細なＢ４Ｃ粉末がくい込むよう
にして付着する。ここで、前記Ａｌ粉末には平均粒径が
８０μｍのものを用い、Ｂ４Ｃ粉末には平均粒径が２μ
ｍのものを用いている。当該平均粒径が２μｍのＢ４Ｃ
粉末は、市販されているものの、通常の粗い混合方法
（Ｖ型混合など）では、他の金属粉末と混合すると焼結
時にＢ４Ｃ粉末が凝集してしまうためである（このた
め、通常の混合方法では凝集しにくい１０μｍ以上のも
のを用いている）。なお、Ｂ４Ｃ粉末は回転容器５１内
で多少粉砕されるから、実際に付着するＢ４Ｃ粉末の平
均粒径は２μｍよりも若干小さくなる。
【００４９】また、前記回転容器５１の回転速度は、７
０〜８０ｍ／ｓｅｃとする。たとえば、その回転速度が
６０ｍ／ｓｅｃ以下の場合では、Ｂ４Ｃ粉末がＡｌ粉末
に付着しないため、アルミニウム合金の組成が変わって
しまうか、残りのＢ４Ｃ粉末が凝集を起こすことにな
る。一方、回転速度が１００ｍ／ｓｅｃ以上の場合で
は、Ａｌ粉末の運動エネルギーが大きくなりすぎて、イ
ンペラに衝突する際の発熱により溶着を起こしてしま
う。このため、上記回転速度は、７０〜８０ｍ／ｓｅｃ
程度に収めるのが好ましい。このようにして製作したア
ルミニウム合金粉末は、ホットプレス工程、押出し工程
を経て、図１に示すような角パイプ１に成形される。
【００５０】以上、この角パイプ１の製造方法によれ
ば、Ｂ４Ｃ粉末がＡｌ粉末の表面にくい込むようにして
付着しているから、当該Ｂ４Ｃ粉末が好適に分散して焼
結時に凝集しにくくなる。このため、ビレットの偏析を
防止することができる。また、Ｂ４Ｃ粉末の衝突によ
り、Ａｌ粉末の表面に形成されていた酸化皮膜がある程
度除去されるから、焼結性が向上する。この結果、機械
的強度の優れた角パイプ１を成形することが可能にな
る。
【００５１】（実施の形態６）つぎに、使用済み燃料集
合体を収容するラックは、上記角パイプ式に代えて平板
式にすることもできる。図１１は、平板式のラックを示
す斜視図である。この平板式ラック６０では、まず、上
記実施の形態１〜５の製造方法により製作したビレット
を押出すことによって幅が３００ｍｍ〜３５０ｍｍ程度
の板状部材６１を成形する。続いて、それぞれの板状部
材６１に複数のスリット６２を連設する。そして、この
板状部材６１をスリット６２部分で縦横交互に係合させ
て格子状断面を形成する。なお、この平板式ラック６０
の場合、上記角パイプ式に比べて板厚が小さくなるの
で、アルミニウムに分散させるボロンの量を多めにして
おく。この平板式ラックは、キャスクや使用済み燃料プ
ールのラックなどに用いることができる。
【００５２】（実施の形態７）上記実施の形態１〜５で
は、角パイプ１にボロンを分散させることにより中性子
吸収能を与え、使用済み燃料集合体が臨界になるのを防
止するようにしている。この実施の形態７では、角パイ
プ１によらず、使用済み燃料集合体からの中性子を吸収
する丸棒材を成形する。丸棒材７０は、図１２に示す使
用済み燃料集合体７１の制御棒クラスタ案内管７２（ま
たは計測管）内に挿入する。この丸棒材７０を挿入する
ことにより所定の中性子吸収能が確保できるから、角パ
イプ１に多量のボロンを分散させる必要がなくなる。な
お、この丸棒材７０の製造には、最終の押出工程におけ
るダイスの形状が異なるだけであるから、上記実施の形
態１〜５の製造方法を用いることができる。
【００５３】（実施の形態８）つぎに、上記角パイプ１
の具体的な使用例について説明する。図１３は、キャス
クを示す斜視図である。図１４は、図１３に示したキャ
スクの径方向断面図である。図１５は、図１３に示した
キャスクの軸方向断面図である。このキャスク１００
は、胴本体１０１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たものである。
【００５４】胴本体１０１および底板１０４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。前記胴
本体１０１と底板１０４は、溶接により結合する。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と胴本体１０１との間には金属ガスケットを設け
ておく。
【００５５】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、冷却固化される。なお、内部フィン
１０７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。また、レジン
１０６と外筒１０５との間には、数ｍｍの熱膨張しろ１
０８が設けられる。
【００５６】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と胴本体１０１
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。
【００５７】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１３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１
４参照）。緩衝体１１８は、ステンレス鋼材により作成
した外筒１２０内にレッドウッド材などの緩衝材１１９
を組み込んだ構造である。
【００５８】バスケット１３０は、使用済み核燃料集合
体を収容するセル１３１を構成する６９本の角パイプ１
からなる。当該角パイプ１には、上記実施の形態１〜５
にかかる製造方法により製造したものを用いる。図１６
は、上記角パイプの挿入方法を示す斜視図である。上記
工程により製造した角パイプ１は、キャビティ１０２内
の加工形状に沿って順次挿入される。
【００５９】また、図１６および図１４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１
０１の重量を軽減すると共に胴本体１０１の厚みを均一
化すること、角パイプ１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。
【００６０】キャスク１００に収容する使用済み核燃料
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１００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、胴本体
１０１のキャビティ１０２内を機械加工して角パイプ１
で構成したバスケット１３０の外側を略密着状態（大き
な隙間なし）で挿入するようにしており、さらに、胴本
体１０１と外筒１０５との間に内部フィン１０７を設け
ている。このため、燃料棒からの熱は、角パイプ１或い
は充填したヘリウムガスを通じて胴本体１０１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。
【００６１】また、使用済み核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１
０１、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１３１を構成する角パイプ１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。
【００６２】さらに、このキャスク１００によれば、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１を略密着状態で挿
入するようにしたので、角パイプとキャビティとの対面
する面積が広くなり、角パイプ１からの熱伝導を良好に
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、角パイプ１の収容数が同じであれ
ば、胴本体１０１をコンパクトかつ軽量にすることがで
きる。逆に、胴本体１０１の外径を変えない場合、それ
だけセル数を確保できるから、使用済み核燃料集合体の
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、使用済み核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。
【００６３】（実施の形態９）続いて、上記角パイプの
他の使用例について説明する。図１７は、ＰＷＲ用の使
用済み燃料プールを示す斜視図である。この使用済み燃
料プール２００は、上記実施の形態１〜５により製造し
た角パイプ１を複数立設し、その上下部分をサポート板
２０１により支持したラック２０２を備えている。ラッ
ク２０２は、鉄筋コンクリート製のピット２０３内に設
置されており、当該ピット２０３内面は、ピット水の漏
洩防止のためにステンレス鋼鈑のライニング２０４によ
り内張りされている。また、このピット２０３内は、常
時、ホウ酸水により満たされている。この使用済み燃料
プール２００は、上記角パイプ１を用いて構成している
ので、中性子吸収能が高く、かつその構造の健全性を確
保できる。このため、使用済み燃料集合体が臨界に達す
るのを有効に防止することができる。
【００６４】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の使用済
み燃料貯蔵部材の製造方法（請求項１）では、アルミニ
ウム粉末と中性子吸収材粉末とを混合し、この混合粉末
をＣＩＰにより予備成形体とし、当該予備成形体をキャ
ニングしてから焼結するようにした。このため、高品質
の使用済み燃料貯蔵部材を製造することができる。ま
た、前記焼結をホットプレスまたはＨＩＰにより行うこ
とで、さらに高品質の使用済み燃料貯蔵部材を製造する
ことができる（請求項２）。
【００６５】また、この発明の使用済み燃料貯蔵部材の
製造方法（請求項３）では、キャニングを省略して真空
焼結するようにしたので、外削などの機械加工が不要に
なり、その分、製造工程を簡略化できる。この結果、使
用済み燃料貯蔵部材を極めて安価に製造することができ
る。また、前記焼結を真空ホットプレスにより行うこと
により、安価で高品質の使用済み燃料貯蔵部材を製造す
ることができる（請求項４）。
【００６６】また、この発明の使用済み燃料貯蔵部材の
製造方法（請求項５）では、予備成形体を放電焼結する
ようにしたので、短時間で焼結が完了する。このため、
製造効率を向上することができる。また、放電焼結とし
て放電プラズマ焼結を用いることにより、焼結性が良く
なり、高品質のビレットを低コストで得ることができる
（請求項６）。
【００６７】また、上記方法により製造したビレットを
押し出すことにより、使用済み燃料貯蔵部材である角パ
イプや棒体を容易に製造することが可能になる（請求項
７および８）。
【００６８】また、この発明の使用済み燃料貯蔵部材の
製造方法（請求項９）では、メカニカルアロイングを用
いてアルミニウム粉末と中性子吸収材粉末とを混合する
ようにしたので、アルミニウムマトリックス中に中性子
吸収材粉末が微細化した状態で均一に分散する。このた
め、使用済み燃料貯蔵部材の機械的強度が向上する。
【００６９】また、この発明の使用済み燃料貯蔵部材の
製造方法（請求項１０）では、ボールミリングに用いる
ボールは添加予定の元素が主成分であるので、ボールミ
リングの過程で供試材に添加したい元素をこの過程で添
加することができる。このため、製造工程を簡略化する
ことができる。
【００７０】また、この発明の使用済み燃料貯蔵部材の
製造方法（請求項１１）では、ハイブリダイゼーション
を行うことにより、アルミニウムに対して中性子吸収材
を微細かつ均一に分散できる。このため、使用済み燃料
貯蔵部材の機械的強度を向上できる。また、この際、ハ
イブリダイゼーションに用いる回転容器の回転速度を７
０〜８０ｍ／ｓｅｃとすることで、混合比を変化させる
ことなく、所望の使用済み燃料貯蔵部材を得ることがで
きる（請求項１２）。
【００７１】また、この発明の使用済み燃料貯蔵部材用
の混合粉末（請求項１３）では、メカニカルアロイング
によりアルミニウム粉末を扁平化すると共に当該アルミ
ニウム粉末に対して粉砕したボロンまたはボロン化合物
をすり込むように分散させるようにした。また、この発
明の使用済み燃料貯蔵部材用の混合粉末（請求項１４）
では、ハイブリダイゼーションによってアルミニウム粉
末の表面にボロンまたはボロン化合物をめり込ませて付
着させるようにした。このため、焼結時の凝集を防止で
きるので、これを用いて製造した使用済み燃料貯蔵部材
の成分は均質になり、機械的強度を向上できる。
【００７２】また、この発明の使用済み燃料貯蔵部材用
の混合粉末（請求項１４）では、ハイブリダイゼーショ
ンによってアルミニウム粉末の表面にボロンまたはボロ
ン化合物をめり込ませて付着させたので、かかる粉末を
用いて製造した使用済み燃料貯蔵部材は、その機械的強
度が優れたものになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】角パイプを示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１にかかる角パイプの製
造方法を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態２にかかる角パイプの製
造方法を示すフローチャートである。
【図４】この角パイプの製造方法に用いる真空ホットプ
レス装置を示す構成図である。
【図５】この発明の実施の形態３にかかる角パイプの製
造方法を示すフローチャートである。
【図６】この角パイプの製造方法に用いる放電プラズマ
焼結装置の構成を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態４にかかる角パイプの製
造方法に用いるアトライターミルの構成を示す図であ
る。
【図８】ＭＡにより製造した高エネルギー粉末を示す拡
大図である。
【図９】この発明の実施の形態５にかかる製造方法を実
施するための、粉末製造装置の概略構成を示す図であ
る。
【図１０】図９に示した粉末製造装置により製造した粉
末を示す説明図である。
【図１１】平板式のラックを示す斜視図である。
【図１２】使用済み燃料集合体を示す説明図である。
【図１３】キャスクを示す斜視図である。
【図１４】図１３に示したキャスクの径方向を示す断面
図である。
【図１５】図１３に示したキャスクの軸方向を示す断面
図である。
【図１６】角パイプの挿入方法を示す斜視図である。
【図１７】ＰＷＲ用の使用済み燃料プールを示す斜視図
である。
【符号の説明】
１ 角パイプ １００ キャスク １０１ 胴本体 １０２ キャビティ １０４ 底板 １０５ 外筒 １０６ レジン １０７ 内部フィン １０８ 熱膨張しろ １０９ 蓋部 １１０ 一次蓋 １１１ 二次蓋 １１５ 補助遮蔽体 １１６ キャスク本体 １１７ トラニオン １１８ 緩衝体 １３０ バスケット １３１ セル
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ２１Ｆ 5/012 Ｇ２１Ｆ 5/00 Ｆ (72)発明者 安井 豊明 広島市西区観音新町四丁目６番22号 三 菱重工業株式会社 広島研究所内 (56)参考文献 特開 平８−260075（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−82732（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−235523（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−208446（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−96242（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G21F 5/00 G21C 19/07 G21C 19/32 G21C 19/40 G21F 5/008 G21F 5/012 G21F 9/36 C22C 1/00

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 使用済み燃料の貯蔵に用いる部材を製造
    する使用済み燃料貯蔵部材の製造方法において、 アルミニウム粉末と中性子吸収材粉末とを混合する工程
    と、 冷間静水圧成形法により予備成形体を成形する工程と、 予備成形体をキャニングする工程と、 キャニングした予備成形体を焼結する工程と、 を含むことを特徴とする使用済み燃料貯蔵部材の製造方
    法。
  2. 【請求項２】 さらに、上記焼結を、ホットプレスまた
    は熱間静水圧成形法により行うことを特徴とする請求項
    １に記載の使用済み燃料貯蔵部材の製造方法。
  3. 【請求項３】 使用済み燃料の貯蔵に用いる部材を製造
    する使用済み燃料貯蔵部材の製造方法において、 アルミニウム粉末と中性子吸収材粉末とを混合する工程
    と、 冷間静水圧成形法により予備成形体を成形する工程と、 予備成形体を真空焼結する工程と、 を含むことを特徴とする使用済み燃料貯蔵部材の製造方
    法。
  4. 【請求項４】 さらに、上記焼結を、真空ホットプレス
    により行うことを特徴とする請求項３に記載の使用済み
    燃料貯蔵部材の製造方法。
  5. 【請求項５】 使用済み燃料の貯蔵に用いる部材を製造
    する使用済み燃料貯蔵部材の製造方法において、 アルミニウム粉末と中性子吸収材粉末とを混合する工程
    と、 冷間静水圧成形法により予備成形体を成形する工程と、 予備成形体を放電焼結する工程と、 を含むことを特徴とする使用済み燃料貯蔵部材の製造方
    法。
  6. 【請求項６】 前記放電焼結を、放電プラズマ焼結によ
    り行うことを特徴とする請求項５に記載の使用済み燃料
    貯蔵部材の製造方法。
  7. 【請求項７】 さらに、押出成形により角パイプを成形
    する工程を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれ
    か一つに記載の使用済み燃料貯蔵部材の製造方法。
  8. 【請求項８】 さらに、押出成形により使用済み燃料の
    案内管に挿入する棒体を成形する工程を含むことを特徴
    とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の使用済み燃
    料貯蔵部材の製造方法。
  9. 【請求項９】 さらに、上記混合に、メカニカルアロイ
    ングを用いることを特徴とする請求項１〜８のいずれか
    一つに記載の使用済み燃料貯蔵部材の製造方法。
  10. 【請求項１０】 さらに、メカニカルアロイングにボー
    ルミリングを用いると共に予め供試材に添加する元素が
    主成分のボールを用いて、ボールミリング中のボールの
    磨耗により供試材中に前記ボールの元素の添加を行うよ
    うにしたことを特徴とする請求項９に記載の使用済み燃
    料貯蔵部材の製造方法。
  11. 【請求項１１】 さらに、上記混合に、高速気流を発生
    させる粉末混合装置を用いたことを特徴とする請求項１
    〜８のいずれか一つに記載の使用済み燃料貯蔵部材の製
    造方法。
  12. 【請求項１２】 上記高速気流を発生させる粉末混合装
    置に用いる回転容器の回転速度を７０〜８０ｍ／ｓｅｃ
    としたことを特徴とする請求項１１に記載の使用済み燃
    料貯蔵部材の製造方法。
  13. 【請求項１３】 メカニカルアロイングによりアルミニ
    ウム粉末を扁平化すると共に当該アルミニウム粉末に対
    して粉砕したボロンまたはボロン化合物をすり込むよう
    に分散させたことを特徴とする使用済み燃料貯蔵部材用
    の混合粉末。
  14. 【請求項１４】 高速気流を発生させる粉末混合装置に
    よってアルミニウム粉末の表面にボロンまたはボロン化
    合物をめり込ませて付着させたことを特徴とする使用済
    み燃料貯蔵部材用の混合粉末。
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