JP3563042B2 - 使用済ターゲット保管容器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は放射性物質を収納して保管する容器に関し、特に中性子散乱施設における使用済ターゲット容器の保管容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高エネルギ加速器のビーム照射後の使用済ターゲット容器は、高レベルに放射化し、また内部に核破砕生成物などの放射性物質が付着していることもあるため、ターゲット容器の交換や移送等の取扱は、キャスクと呼ばれる専用の保管容器に収納した状態で遠隔操作により行われる。
【０００３】
使用済ターゲット容器は照射装置本体から引き抜かれ、ターゲット交換室に運ばれてキャスクに収納される。
ターゲット交換室には、側壁面にマスタースレーブマニピュレーターが、天井に走行型のパワーマニピュレーターが設置されており、キャスクにターゲット容器を収納する際や、キャスク蓋を閉める際などにはマニピュレーターを用いた遠隔操作で作業する。
【０００４】
使用済ターゲット容器は、冷却用配管などをターゲット台車から切り離してからキャスクに収納されるが、切り離し作業などを簡単化して遠隔操作で可能にするため、接続部分がターゲット部からかなり大きく張り出している。このためキャスク蓋は大きな楕円シリンダ状の凹部を持ったパナマ帽のような形状にして、ターゲット容器後方の突出部を覆うようにしている。
【０００５】
従来、使用済ターゲット保管容器の蓋はターゲット交換台車に搭載したときに水平方向に回転して開閉するヒンジ式のものが使用されていた。図５は従来の使用済ターゲット保管容器をターゲット交換台車に搭載した状態を表す斜視図である。
図５に示した従来の使用済ターゲット保管容器は、交換台車に搭載して蓋を開いた状態にすると蓋が横に開くため保管容器が蓋の重みで回転しようとしてバランスが崩れやすい欠点があった。
【０００６】
また、全周方向に放射する中性子線の有効活用を図るためターゲット取扱室の幅を狭くした場合は、側壁が邪魔して蓋を完全に開くことが困難になるため、蓋の開閉軸が存在する側に設置されたマニピュレータが使用しにくく、また同じ軸側の遮蔽窓からの視野を蓋が邪魔するため遠隔操作がしにくい欠点があった。
さらに、蓋の上面に吊り上げ用の取っ手を備えるため、キャスクを吊り上げる前に蓋を閉めてから蓋と保管容器本体とを水平方向からボルト締めして固定する工程を必要とし、作業の効率が悪かった。また、キャスクの密封を目的とするボルト締めと別に、吊り上げに耐えるような強度を確保するためのボルト締めを行う必要があり、しかもこれら締め付けを横方向から行わなければならず、特に交換台車に搭載し横置き状態で下側にあるボルトを締め込む必要があったので、蓋の構造が複雑であると共に締め具の操作が複雑であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、マニピュレータなどによる遠隔操作でも扱いやすい蓋構造を持った使用済ターゲット保管容器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の使用済ターゲット保管容器は、ターゲット容器のターゲット部を収納する本体とターゲット部からはみ出る突出部を収納する蓋体を備え、その本体の側面に１対の吊上げ用ピンが固設され、蓋体の上面に吊上げ用取っ手が固設されていて、吊上げ用取っ手の両側にそれぞれ蓋体の軸方向に延びる案内溝を備えた支持板が固設され、吊上げ用ピンがその案内溝に嵌合して軸方向に移動することができて下端に設けられた受けに係合して止まるようになっていて、この案内溝と吊上げ用ピンにより使用済ターゲット保管容器全体が吊り上げられると共に蓋体が本体に対して回転及び平行運動できるように結合されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の使用済ターゲット保管容器は、ターゲット交換台車に搭載して横置きした状態で使用済ターゲット容器を収納した後に、天井クレーンで吊り上げて垂直姿勢にして仮置き架台に移送し定位置に載置してから蓋を下ろして上側からボルト止めする。
本発明の使用済ターゲット保管容器は、ターゲット交換台車上に横置きになっているときに、蓋体と本体を案内溝先端位置で吊上げピンを軸として折り曲げて蓋体を本体の上によけておくことができる。したがって、使用済ターゲット容器を保管容器に収納するときに蓋がマニピュレータの動きやオペレータの視野を邪魔しないので、ターゲット容器から突出している配管接続部分などの処理を遠隔操作で容易に行うことができる。
【００１０】
また、ターゲット交換台車に搭載した状態で蓋を開けるときは蓋体を本体の上に配置するようにするため、保管容器全体の重心をターゲット交換台車の支持点のほぼ中央に位置させることができ、また、蓋体が本体の側面にはみ出ないので余分な回転モーメントを受けないため安定するため、特別な落下防止機構が要らずターゲット交換台車が簡素化できる。
【００１１】
本発明の使用済ターゲット保管容器は、本体と蓋体にそれぞれフランジを備え、そのフランジ同士を突き合わせてボルト止めして密封できるようにすることが好ましい。
保管容器に使用済ターゲット容器を収納した後は、長期にわたる保管期間中において放射能汚染を完璧に防止する必要があるが、適正なフランジを使用してボルト止めすれば十分な密封状態を保証することができる。
【００１２】
また、保管容器本体の吊上げ用ピンの近傍にストッパーを備えて、案内溝の下端が吊上げ用ピンに当たっている状態で蓋体と本体が折れ曲がっているときに支持板が軸方向下方に動かないようにし、かつ本体と蓋体が垂直に繋がって支持板の軸と本体の軸が同じ方向になるときに蓋体が下方向に動くことができるようにすることが好ましい。
このようなストッパーを設けることにより、ターゲット交換台車上で蓋体を本体の上に跳ね上げて蓋を開けている間に蓋体がずれ落ちてきて作業の邪魔をするようなことを防止することができる。
【００１３】
なお、このストッパーは支持板に備えたフックと合わせることにより機能を発揮するようなものであってもよい。
また、案内溝は、下端部の係止部と吊上げ用ピンが上下する案内部を備えればよいのでＪ字形部材で構成することができるが、支持板の軸方向に長軸を有する長穴を使用すると組み立てに手間は要するがピンが外れにくく運転が容易である。
【００１４】
さらに、吊上げ用ピンは本体の短幅側側面に設けることが好ましい。また、本体の吊上げ用ピンが設けられた側面に１対のトラニオンが設けられていることが好ましい。
本体の吊上げ用ピンに蓋体の支持板が接続され、このピンを中心として蓋体が回動するため、本体の短幅方向側面にピンが設けられていれば、蓋体も短幅方向に回動するので本体の上に持ち上げられたときに全体の高さがより低くなり、ターゲット交換室内のスペースが有効に利用できる。
【００１５】
保管容器をターゲット交換台車から持ち上げるときには、吊上げ用取っ手に天井クレーンの先を掛けて引き上げる。このため、本体側面に吊上げ用ピンと平行にトラニオンを設けてトラニオンがトラニオン支持台の溝内で回転するようにしておくと、保管容器を吊り上げようとすると、初めに本体がトラニオンを回動軸として立ち上がり、やがて蓋体と本体が垂直になって、最後に保管容器が持ち上がる。また、空の使用済ターゲット保管容器をターゲット交換台車に載置するときにも、トラニオンがトラニオン支持台の溝に納まるように吊り下ろしてから、本体を所定の方向に傾けるようにした後に吊り具をさらに下降させていくと、ほぼ自動的に保管容器本体が交換台車上に横置されて蓋体が本体の上に折れ重なるように納まるようになるので、複雑な操作を必要としない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の使用済ターゲット保管容器について実施例に基づき図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の１実施例における使用済ターゲット保管容器をターゲット交換台車に搭載した状態で示す側面図、図２はその平面図、図３は支持板とストッパーの関係を説明する図面、図４は本実施例の使用済ターゲット保管容器の蓋締めを行う手順図である。
【００１７】
使用済ターゲット保管容器１は、本体１０と蓋体２０から構成される。
本体１０は、浅い凹部１１と深い扁平な鞘体１３を備える。
凹部１１はターゲット容器の形状に合わせてほぼ長円形の断面を有し、端部外縁には同じほぼ長円形のフランジ１２が設けられている。また、凹部１１の幅の短い方の各側面にはそれぞれ、フランジ１２より突出した円柱形の吊上げ用ピン１５が設けられている。なお、吊上げ用ピン１５の近傍にはストッパー１６が設けられている。
鞘体１３は凹部１１の中心に配置され、使用済ターゲット容器の先端を挿入して保護するものである。鞘体１３の両側面、先端に近い位置に１対のトラニオン１４が設けられている。
【００１８】
蓋体２０は、筒体２１と支持板２４と吊上げ用取っ手２８を備える。
筒体２１の断面は本体１０の凹部１１と同じ形状になっていて、筒体２１の端部外縁に本体１０のフランジ１２と接合して密着する同形のフランジ２２が設けられている。２枚のフランジ１２，２２はボルト２３により接合される。
支持板２４は、筒体２１の幅の短い方の側面にそれぞれ１個ずつ設けられ、筒体２１と一体的に固定されている。ブリッジ体２７を備えて筒体２１の両側面にある支持板２４を繋いで固定してもよい。なお、筒体１１をこのブリッジ体２７に固設してもよい。
【００１９】
支持板２４には組合せ孔２５が設けられている。組合せ孔２５は、幅が本体１０に設けられた吊上げ用ピン１５の直径より僅かに大きく軸を支持板２４と共通にする案内溝で、吊上げ用ピン１５が上端から下端まで移動できるようになっている。
組合せ孔２５の中に吊上げ用ピン１５を挿入して組み合わせると、本体１０と蓋体２０が吊上げ用ピン１５を軸として回動すると共に相対距離を変えることができる。
【００２０】
なお、蓋体２０が納まったときに水平に載置した本体１０の表面に触れて傷付けないようにするため、支持板２４の軸が本体１０の軸方向に対して所定の角度を持つようにすることが好ましい。また、作業中に支持板２４が下の方にずれないようにする必要がある。このため、図３（ａ）に示すように、支持板２４の端部にストッパー１６と係合する突起２６を設けてもよい。なお、突起２６に代えて窪みであってもよい。
ストッパー１６は吊上げ用ピン１５に対して適当に配置して、本体１０と蓋体２０が鉛直に繋がって本体１０の軸と蓋体２０の軸が重なるときは、図３（ｂ）に示すように吊上げ用ピン１５とストッパー１６の姿勢が変化して、両者の間に支持板２４の縁が通る隙間ができて、支持板２４が本体１０の軸方向に相対的に移動できるようにする。
【００２１】
吊上げ用取っ手２８はブリッジ体２７の上面に固定され、天井クレーンのフックを引っかけて使用済ターゲット容器を収納した本体１０と蓋体２０を一緒に持ち上げるものである。吊上げ用取っ手２８が持ち上がると、本体１０は吊上げ用ピン１５と支持板２４の組合せ孔２５を介して直接的に持ち上げられる。
【００２２】
なお、ターゲット容器交換時に使用済ターゲット保管容器１を搭載するターゲット交換台車３は、ターゲット保管容器１のトラニオン１４を受け止める溝を有するトラニオン支持台３１と、横置された保管容器本体１０の凹部１１の側面を支持する本体受け台３２を備える。トラニオン支持台３１と本体受け台３２を固定した盤板は、昇降モータ３４で駆動される昇降装置３３により高さが調整できるようになっている。
また、ターゲット交換台車３は、遠隔操作される走行モータ３６により駆動される車輪３５でレール５の上を走行するようになっている。
なお、ターゲット交換台車３は、昇降モータ３４や走行モータ３６に動力を供給する電池３８を搭載している。
【００２３】
次に、図４に基づいて、本実施例の使用済ターゲット保管容器を利用して使用済ターゲット容器を処理する方法の１例を説明する。
初めに、ボルト２３を緩めて蓋体２０のフランジ２２と本体１０のフランジ１２が離れる状態で空の使用済ターゲット保管容器１を仮置き架台５１に垂直に載置しておく（図４（ａ））。
天井クレーン５２を導いて吊り具５３を下ろし吊上げ用取っ手２８に掛けて吊り上げると、蓋体２０が本体１０から持ち上がり、蓋体２０の組合せ孔２５の下端が本体１０の吊上げ用ピン１５に当たるようになって初めて本体１０が持ち上がる（図４（ｂ））。
【００２４】
使用済ターゲット保管容器１全体が仮置き架台５１から外れるところまで持ち上げてから、天井クレーン５２を移動してターゲット交換台車３のところまで搬送し、保管容器１を下ろす（図４（ｃ））。
本体のトラニオン１４が交換台車３のトラニオン支持台３１の窪みに嵌った後で、吊り具５３を一旦本体受け台３２の側に寄せてさらに降下させると、本体１０はトラニオン１４を軸として本体受け台３２側に傾きやがて本体受け台３２を枕にして水平に横置される。
【００２５】
蓋体２０は吊上げ用ピン１５を軸にして折れ曲がり、そのまま本体１０の上に折れ重なって納まる。蓋体２０の傾きはストッパー１６と突起２６の関係によって決められる。
昇降モータ３４を運転して昇降装置３３を駆動し使用済ターゲット保管容器１の高さを調整してから、ターゲット交換台車３を図外のターゲット台車の前方に進めて、ターゲット台車にセットされた使用済ターゲット容器の先端を鞘体１３に挿入してターゲット容器を支持した上で、マニピュレータや冶具を遠隔操作して配管コネクタや支持の解除を行う（図４（ｄ））。
この状態では、使用済ターゲット保管容器１の本体１０からターゲット用水銀や冷却水などを供給する配管ノズル４１やターゲット容器を台車と接合する支持部材４２がはみ出した状態になっている。
【００２６】
必要があれば、昇降装置により保管容器を昇降し、交換台車をターゲット台車から後方に後退させた後、再び天井クレーン５２の吊り具４３を吊上げ用取っ手２８に掛けて引き上げると、蓋体２０が立ち上がるにつれ本体１０もトラニオン１４を軸として立ち上がり、蓋体２０と本体１０が垂直に１直線になってから全体が持ち上がる（図４（ｅ））。
その後天井クレーン５２を保管架台５４の上に移動させて（図４（ｆ））、収納孔に使用済ターゲット保管容器１を挿入してそのまま下ろすと（図４（ｇ））、蓋体２０が組合せ孔２５に案内され、本体１０からはみ出している配管ノズル４１や支持部材４２を覆って下降し、蓋体２０のフランジ２２が本体１０のフランジ１２に当たるところまで下りて止まる（図４（ｈ））。
なお、後に使用済ターゲット保管容器１を恒久的に保管する場所に移動させる場合は、保管架台５４と仮置き架台５１は同じものであってもよい。
【００２７】
ここで、ボルト２３をフランジ１２，２２の穴に植え込んで固定すると、使用済ターゲット保管容器１は密封されて長期にわたり安全に保管することが可能となる。
上述のように、本実施例の使用済ターゲット保管容器１を用いると、処理作業中は蓋体２０が本体１０の真上に納まるので、使用済ターゲット交換台車３に搭載されているときの安定性がよく、複雑な姿勢安定化機構を必要としない。また、蓋体２０が水平方向に運動する余地を必要としないので、ターゲット交換室の幅が小さくてもよくなる。
【００２８】
さらに、使用済ターゲット容器をターゲット台車から切り離すときには、蓋体２０が本体１０の上に位置するので、配管ノズル４１や接続部材４２が完全に露出し極めて作業あるいは観察がし易くなり、遠隔操作を行うことも容易である。また、フランジ１２，２２をボルト締めするときには、保管架台５４に搬送した後で行えばよく、さらに保管架台５４上に載置した使用済ターゲット保管容器１に対して上側から作業することができるので、横方向から作業しなければならなかった従来技術と比較して、簡単な装置を使って極めて簡単に作業することができるようになる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明した通り、放射性物質を収納して保管する本発明の使用済ターゲット保管容器は使用済ターゲット容器の処理中に安定した状態で載置され、また容器の蓋が使用済ターゲット容器の配管や支持部材を覆うことがないので簡単に作業を行うことができる。容器の蓋が動ける幅方向の空間を必要としないため、特に中性子散乱施設において狭いターゲット交換室を使用する場合にも適用できる。また、蓋を本体にボルト締めするときも使用済ターゲット交換台車で横方向から作業するのではなく、仮置き架台に据えた後で垂直上方から作業すればよいので、工具も作業手順も極めて簡単で能率よくできるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例における使用済ターゲット保管容器をターゲット交換台車に搭載した状態を示す側面図である。
【図２】図２の状態の平面図である。
【図３】本実施例における支持板とストッパーの関係を説明する図面である。
【図４】本実施例の使用済ターゲット保管容器で処理を行う手順図である。
【図５】従来の使用済ターゲット保管容器をターゲット交換台車に搭載した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 使用済ターゲット保管容器
３ ターゲット交換台車
５ レール
１０ 本体
１１ 凹部
１２ フランジ
１３ 鞘体
１４ トラニオン
１５ 吊上げ用ピン
１６ ストッパー
２０ 蓋体
２１ 筒体
２２ フランジ
２３ ボルト
２４ 支持板
２５ 組合せ孔
２６ 突起
２７ ブリッジ体
２８ 吊上げ用取っ手
３１ トラニオン支持台
３２ 本体受け台
３３ 昇降装置
３４ 昇降モータ
３５ 車輪
３６ 走行モータ
３８ 電池
４１ 配管ノズル
４２ 支持部材
５１、５４ 仮置き架台
５２ 天井クレーン
５３ 吊り具
５４ 保管架台

Claims (5)

1. ターゲット容器のターゲット部を収納する本体とターゲット部からはみ出る突出部を収納する蓋体を備えた使用済ターゲット保管容器であって、該本体の側面に１対の吊上げ用ピンが固設され、前記蓋体の上面に吊上げ用取っ手が固設され、該吊上げ用取っ手の両側にそれぞれ該蓋体の軸方向に延びる支持板が固設され、該支持板には前記吊上げ用ピンが嵌合して軸方向に移動することができかつ下端に該吊上げ用ピンが係止するような案内溝を備えて、前記本体と前記蓋体が前記案内溝と前記吊上げ用ピンにより相対運動可能に結合され、かつ前記吊上げ用取っ手により使用済ターゲット保管容器全体が吊り上げられるようになっていることを特徴とする使用済ターゲット保管容器。
2. 前記本体と前記蓋体はそれぞれフランジを備え、該フランジ同士を突き合わせてボルト止めして密封できることを特徴とする請求項１記載の使用済ターゲット保管容器。
3. 前記本体の前記吊上げ用ピンの近傍に、前記案内溝の下端が該吊上げ用ピンに当たっている状態で前記支持板の軸と前記本体の軸が所定の値以上の角度を持つときに該支持板が軸方向下方に動かないようにし、かつ前記支持板の軸と本体の軸が同じ方向になるときに該支持板が軸方向に動くことができるようにしたストッパーを備えることを特徴とする請求項１または２記載の使用済ターゲット保管容器。
4. 前記吊上げ用ピンが前記本体の短幅側側面に設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の使用済ターゲット保管容器。
5. 前記本体の前記吊上げ用ピンが設けられた側面に１対のトラニオンが設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の使用済ターゲット保管容器。

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