JP4520117B2 - 放射性物質の輸送貯蔵キャスク - Google Patents

Description

本発明は、放射性物質の輸送貯蔵キャスクに関し、特に、中性子遮蔽材が設けられた放射性物質の輸送貯蔵キャスクに関する。

従来から、放射性物質の輸送貯蔵キャスク（以下、「キャスク」と略する。）は、放射性物質から発生する中性子を遮蔽するため、中性子遮蔽に有効な水素を多く含む材料である樹脂やゴム等の材料が主に使用されている中性子遮蔽材が、炭素鋼やステンレス鋼等の金属でできたキャスクの内外筒や蓋で密閉された内部空間に設置されている（特許文献１参照）。また、樹脂製或いはゴム製の中性子遮蔽材は、比較的熱膨張係数が大きい材料であるため、中性子遮蔽材の材料温度が上昇した場合のために、中性子遮蔽材が設置されている内部空間に膨張代を確保している（特許文献２参照）。

一方、放射性物質の輸送貯蔵キャスクは、その設計条件として、火災を想定した熱的試験として８００℃×３０分間の試験条件においても所定の安全機能を維持する必要がある。従って、この試験条件を満たし、キャスクの所定の安全機能を確保するために、中性子遮蔽材が加熱された際に発生するガスを放出するための可溶栓が使用されている。

この可溶栓は、キャスクの外筒や蓋に設けられた貫通孔を樹脂製あるいは低融点金属製の材料で埋め込む構造である。従って、８００℃の高温環境では、この可溶栓が溶けて、通常輸送あるいは通常貯蔵時に密封されていた貫通孔が開放されて、中性子遮蔽材が加熱されて発生したガスを放出することができる。

特許第３３４２９９４号公報（図１参照） 特開２００２−２５０７９０号公報（図３参照）

しかしながら、通常輸送あるいは通常貯蔵時の環境下においても、キャスクに装荷される使用済燃料等の放射性物質から崩壊熱が発生しており、伝熱フィンにより崩壊熱が除熱されたとしても、中性子遮蔽材は設計上１２０℃程度まで温度が上昇する。そして、中性子遮蔽材を形成する樹脂系やゴム系の材料は、材料の特性にもよるが、一般的にその耐熱温度が１２０〜１５０℃程度である。従って、キャスクが数十年間放射性物質の貯蔵に使用される場合には、通常輸送あるいは通常貯蔵の状態であっても中性子遮蔽材から少しずつ発生する水蒸気あるいはその他のガスが蓄積して、中性子遮蔽材が設置されている内部空間の圧力が上昇し、キャスクの安全性が損なわれる可能性がある。

また、上述の可溶栓は、８００℃の高温環境下においてキャスクの安全機能を維持するために設けられている部品であり、通常輸送あるいは通常貯蔵時の環境下においては、密封機能を保ったままであり、通常輸送あるいは通常貯蔵の状態で中性子遮蔽材から少しずつ発生して蓄積した水蒸気あるいはその他のガスにより、内部空間の圧力が上昇し、キャスクの安全性が損なわれる可能性がある。

更に、キャスクに部分的に開口部を設置し、通常輸送あるいは通常貯蔵の状態で中性子遮蔽材から少しずつ発生する水蒸気あるいはその他のガスをその開口部から放出することも考えられるが、開口部から外部の海塩粒子が進入して、キャスクを構成する部材の腐食が生じ、キャスクの安全性が損なわれる可能性がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、通常輸送あるいは通常貯蔵時においても安全性を確保することができる、放射性物質の輸送貯蔵キャスクを提供するものである。

上記課題を解決するために、本発明１に係る放射性物質の輸送貯蔵キャスクは、放射性物質を収容するバスケットの周囲に設けられる中性子遮蔽材と、その外側に設けられる筒状の外筒の金属部材と、を備えてなる放射性物質の輸送貯蔵キャスクであって、当該中性子遮蔽材の周囲に中性子遮蔽材の膨張代として確保される空隙が、当該中性子遮蔽材と当該金属部材とにより二重筒状構造を構成するように当該キャスク胴部に環状に形成され、且つ、当該空隙は、伝熱フィンにより周方向に複数のセルとして区分されてなり、更に、当該複数のセルが連通部を介して部分的に連通してなり、連通している当該複数のセルに対して所定の圧力以上で外部に開放する少なくとも１つのリリーフ弁を設けることを特徴とする。

本発明２に係る放射性物質の輸送貯蔵キャスクは、本発明１に係る放射性物質の輸送貯蔵キャスクであって、前記所定の圧力は、前記空隙内の圧力により前記金属部材に発生する最大応力が当該金属部材の許容応力以下となる範囲で設定されることを特徴とする。

本発明３に係る放射性物質の輸送貯蔵キャスクは、本発明１または２に係る放射性物質の輸送貯蔵キャスクであって、前記連通部は、前記キャスクの軸方向端部及び半径方向端部に前記空隙の空間を設けて、前記空隙の上方の空間を連通して構成され、または、前記キャスクの軸方向端部のみ、又は、前記キャスクの半径方向端部のみに前記空隙の空間を設けて、前記伝熱フィンに小さな孔を開けて一つの空間として連通して構成されることを特徴とする。

本発明４に係る放射性物質の輸送貯蔵キャスクは、本発明２または３に係る放射性物質の輸送貯蔵キャスクであって、前記所定の圧力は、０．５ＭＰａ以下であることを特徴とする。

本発明５の放射性物質の輸送貯蔵キャスクは、本発明１〜４のいずれか一つに係る放射性物質の輸送貯蔵キャスクであって、前記リリーフ弁は、キャスク下部の接地面から突出しないように形成され、当該接地面の少なくとも一部に当該リリーフ弁に通じる凹部を設けていることを特徴とする。

本発明１によると、バスケットの周囲に設けられる中性子遮蔽材と、その外側に設けられる筒状の外筒の金属部材と、により二重筒状構造を構成するように、キャスク胴部に環状に形成された空隙が、複数のセルに区分されてなり、更に、複数のセルが連通部を介して部分的に連通してなり、連通している複数のセルに対して所定の圧力以上で外部に開放する少なくとも１つのリリーフ弁を設けることにより、放射性物質の崩壊熱により中性子遮蔽材の温度が上昇することでキャスク胴部に環状に形成される空隙に発生する水蒸気及びガスをリリーフ弁から開放させることができ、放射性物質の輸送貯蔵キャスクの安全性を確保することができる。

本発明２によると、空隙を形成する金属部材に発生する応力が許容応力以下でリリーフ弁を開放することができ、放射性物質の輸送貯蔵キャスクの安全性をより確保することができる。

本発明３によると、空隙が複数のセルに区分されているものであっても、複数のセルは連通部を介して部分的に連通しているため、リリーフ弁をセル毎に設ける必要がなく、放射性物質の輸送貯蔵キャスクの構造を簡素化することができる。

本発明４によると、本発明を実際使用されうる放射性物質の輸送貯蔵キャスクの範囲として適用することができる。
通常、実際使用されうる放射性物質の輸送貯蔵キャスクにおいて、応力的に厳しいものとなる蓋部は、半径が１０００ｍｍ前後であり、材質の引張り強さが４１０ＭＰａ前後である。そこで、半径１０００ｍｍ、引張り強さ４１０ＭＰａの蓋部を基準とした場合、前記所定の圧力を０．５ＭＰａ以下にすると、引張り強さ４１０ＭＰａ以下の最大応力に収まる。

本発明５によると、キャスク下部は接地しているためリリーフ弁が作動したときにガスが逃げ難いという可能性が考えられるが、キャスク下部の接地面の少なくとも一部にリリーフ弁に通じる凹部を設けることで、リリーフ弁が作動した際にガスを逃げやすくすることができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

まず、本実施の形態に係る放射性物質の輸送貯蔵キャスクの構成について、図１〜図７及び図１０、図１１に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る放射性物質の輸送貯蔵キャスクの概要構成を示す斜視図である。図２は、本実施形態に係る放射性物質の輸送貯蔵キャスクの縦断面図である。図３は、図２のＸ部の拡大断面図である。図４は、本実施形態に係る放射性物質の輸送貯蔵キャスクの二次蓋の平面図である。図５は、本実施形態に係る放射性物質の輸送貯蔵キャスクの二次蓋の断面図である。図６は、リリーフ弁の断面図である。図７は、リリーフ弁の設置状態を表す一部断面図である。図１０は、本実施形態に係る放射性物質の輸送貯蔵キャスクの胴部の中性子遮蔽材の構造を示す図であり、（ａ）は半径方向の一部断面図であり、（ｂ）は軸方向の一部断面図である。尚、図１０（ａ）は、図１０（ｂ）のＡ−Ａ断面を示す。図１１は、本実施形態に係る放射性物質の輸送貯蔵キャスクの底部の中性子遮蔽材の構造を示す一部断面図である。

図１及び図２に示すように、本実施の形態に係る放射性物質の輸送貯蔵キャスク（以下、「キャスク」と略する。）１は、有底円筒状に形成されており、ガンマ線遮蔽機能と構造強度を確保するための炭素鋼からなる円筒状の内胴２にバスケット１０が挿入されている。そして、バスケット１０の内部には放射性物質として使用済燃料集合体１０ａが装荷されている。

キャスク１の胴部の構成について、以下でより詳細に説明する。
内胴２の外周部には、樹脂やゴム等の材料を主としてなる中性子遮蔽材３が炭素鋼或いはステンレス鋼からなる円筒状の外筒４に覆われて配置されて、遮蔽層が形成されている。中性子遮蔽材３の中には、使用済燃料集合体１０ａの崩壊熱を除熱するべく、内胴２から外筒４に伝熱するための銅からなる伝熱フィン３ｂが設けられている。

そして、図１及び図２に示すように、外筒４の外周面には、キャスク１を運搬する際に取手として利用する上部トラニオン４ａ及び下部トラニオン４ｂが設けられている。また、図３に示すように、中性子遮蔽材３と外筒４との間には、中性子遮蔽材３の膨張代として空隙３ａが設けられている。そして、外筒４には、後述するリリーフ弁５が空隙３ａに連結されて設けられている。

ここで、空隙３ａは、上述の伝熱フィン３ｂにより周方向に複数のセルに区分されている。従って、これらの複数のセルがそれぞれ完全に独立した空間である場合、リリーフ弁５は、空隙３ａに対して、この区分された複数のセル毎に設けることが望ましい。しかし、空隙３ａの区分された複数のセルが中性子遮蔽材３の膨張代として確保されている空間で連結されるように構成されている場合（例えば、図１０に示すように、空隙３ａの上方の空間を連結部として構成されている場合）、リリーフ弁５は、空隙３ａに対して、複数のセル毎に設ける必要はなく、一つのみでも良い。尚、連結部は、図１０の例に限らず、キャスク１の軸方向端部にのみ、或いは、キャスク１の半径方向のみに膨張代の空間を設置して伝熱フィン３ｂに小さな孔を開けて一つの空間として連結する構造も考えられる。

キャスク１の蓋部の構成について、以下でより詳細に説明する。
キャスク１の胴部上方に設けられた開口部には、内胴２と同じ材質の円盤状の一次蓋６が取り付けられ、その外側に円盤状の二次蓋７が取り付けられている。

図１及び図２に示すように、一次蓋６は、炭素鋼或いはステンレス鋼からなり、その外周部は、ガスケットを介してキャスク１の端面に圧着され、ボルト６ａで螺合されている。

図１、図２、図４及び図５に示すように、二次蓋７は、炭素鋼或いはステンレス鋼からなる外部構造材７ａの内部に、水素を多く含む樹脂やゴムなどの材料からなる中性子遮蔽材８が配置されて、遮蔽層が形成されている。そして、二次蓋７の鏡板の外周には、フランジ７ｄが取り付けられており、このフランジ７ｄを押え部材７ｃで端面方向に押さえつけ、この端面がキャスク１の端面に圧着されることにより二次蓋７がシール構造でキャスク１に取り付けられている。
また、外部構造材７ａには、可溶性ネジ１１が一次蓋６に設けられた貫通孔１２を密封するように設置されている。この可溶性ネジ１１は、８００℃の高温環境下で溶けて、キャスク１内部で発生したガスを貫通孔１２から放出するように構成されている。
また、外部構造材７ａと中性子遮蔽材８との間には、中性子遮蔽材８の膨張代として空隙８ａが設けられている。そして、外部構造材７ａには、後述するリリーフ弁９が空隙８ａに連結されて設けられている。

尚、一次蓋６及び二次蓋７の間には、密閉監視装置１７が設けられている。密閉監視装置１７は、１気圧よりも高い圧力がかかった状態で密閉されている一次蓋６と二次蓋７の間の圧力をモニタリングし、圧力が低下することにより一次蓋６或いは二次蓋７に何らかのリークが発生したことを認知することができる。

キャスク１の底部の構成について、以下でより詳細に説明する。
図２に示すように、キャスク１の胴部下方には、内胴２と同一材質の円盤状の底板１３が内胴２と溶接固定して取り付けられるとともに、その外側には中性子遮蔽材１４が底部レジンカバー１５に覆われて取り付けられて、遮蔽層が形成されている。中性子遮蔽材１４と底部レンジカバー１５との間には、中性子遮蔽材１４の膨張代として空隙１４ａが設けられている。そして、底部レンジカバー１５には、後述するリリーフ弁１６が空隙１４ａに連結されて設けられている。

ここで、キャスク１は、縦置きの状態で使用される場合が多く、その場合には、中性子遮蔽材１４の膨張代としての空隙１４ａに連結されて設けられるリリーフ弁１６から放出されるガスを逃すために、キャスク底部の接地面とキャスク底部に設けられたリリーフ弁１６の端部との間に空間が必要である。例えば、図１１に示すように、底部外周部と中央部に段差を設けても良い。また、これに限らず、リリーフ弁１６の周辺領域だけに凹形状の空間を設けても良い（図示せず）。尚、この空間は外部につながった開放空間になっていることが望ましい。しかし、仮に開放されていない空間であっても、キャスク底面と接地面とが完全に密封されることはないので、実際の使用に際しては特に不都合はない。

キャスク１のリリーフ弁５，９，１６の構成について、以下でより詳細に説明する。
リリーフ弁５，９，１６は、所定の圧力（リリーフ圧）で弁を開放するように設定されている。リリーフ弁５，９，１６は、例えば、図６に示すように、それぞれ、ねじ状のバルブ軸５ａ，９ａ，１６ａと、ナット５ｂ，９ｂ，１６ｂと、バネとから構成されており、ナット５ｂ，９ｂ，１６ｂをバルブ軸５ａ，９ａ，１６ａに絞め込む、或いは、緩めることにより、バネを伸縮させてリリーフ圧を調整することができるようになっている。ここで、リリーフ圧は、後述する通り、空隙３ａ，８ａ，１４ａ内の圧力により、それぞれ、外筒４，二次蓋７の外部構造材７ａ，底部レンジカバー１５に発生する最大応力が許容応力以下となる範囲で設定される。
尚、破損防止のため、図７に示すように、リリーフ弁５は、外筒４の外周部よりも外側に突出しないように、外筒４に設けられた座ぐり４ｂ内に設置するのが望ましい。同様に、リリーフ弁９，１６も、それぞれ、外部構造材７ａ，底部レンジカバー１５の外周部よりも外側に突出しないように、外部構造材７ａ，底部レンジカバー１５に設けられた座ぐり７ｂ，１５ｂ内に設置するのが望ましい。

次に、リリーフ圧の設定範囲について説明する。
まず、放射性物質の輸送貯蔵キャスクの試験装置を用いた内部圧力の測定試験について、図８及び図９を用いて説明する。図８は、試験装置の概略断面図である。図９は、測定試験の結果を示す図である。
尚、測定試験に用いる試験装置は、一般的に使用される放射性物質の輸送貯蔵キャスクの設定条件を想定して設計されている。

図８に示すように、試験装置１００は、試験サンプルの中性子遮蔽材１０１を炭素鋼製の円筒容器１０２の内部に入れて密封した後、加熱炉１０３内で加熱し、圧力センサー１０４により円筒容器１０２内の内部圧力を測定するように構成されている。ここで、試験サンプルの中性子遮蔽材１０１は、シリコンゴム系の材料で、直径φ９７ｍｍ×長さ１３２ｍｍである円柱形状に形成されている。

尚、試験条件は以下のとおりである。
（１）中性子遮蔽材１０１と円筒容器１０２の空隙率：９０％（放射性物質の輸送貯蔵キャスクの実際の設計条件を想定）
（２）加熱温度：１２５℃、１５０℃（シリコンゴムの使用制限温度）
（３）加熱時間：１０００時間

上述の試験装置１００を用いた測定試験の結果を図９に示す。図９に示すように、１０００時間加熱後の最大圧力は、加熱温度が１５０℃の場合が約４．２ＭＰａ（４２ｋｇｆ／ｃｍ2）、加熱温度が１２５℃の場合が約２．５ＭＰａ（２５ｋｇｆ／ｃｍ2）であった。

次に、以上の放射性物質の輸送貯蔵キャスクの試験装置を用いた内部圧力の測定試験の結果から、本実施形態に係る放射性物質の輸送貯蔵キャスクにおいて、中性子遮蔽材の膨張代である空隙を形成する金属部材に発生する応力を６つのケースで概算した。
尚、胴部に比べて蓋部の方が応力的に厳しい評価となるため、ここでは、蓋部である、二次蓋７内に設けられた中性子遮蔽材８の膨張代である空隙８ａを形成する外部構造材７ａ（半径１０００ｍｍ、引張り強さ４１０ＭＰａ）を基準として計算を行った。

概算した結果を表１に示す。尚、表１における引張強さの値はＳＧＶ４１０の常温の値である。また、表１においての最大応力の計算は、周囲固定境界条件の円盤について実施したものである。

表１の結果から分かるように、中性子遮蔽材８に対する加熱温度が１５０℃の使用環境であり最大圧力４．２ＭＰａであるＣａｓｅ−２においては、許容応力を満足するためには、外部構造材７ａは、約９０ｍｍの板厚が必要となる。また、中性子遮蔽材８に対する加熱温度が１２５℃の使用環境であり最大圧力２．５ＭＰａであるＣａｓｅ−４においても、許容応力を満足するためには、外部構造材７ａは、約７０ｍｍの板厚が必要となる。

しかしながら、通常、外部構造材７ａは溶接で取り付けられるので、炭素鋼の場合は板厚が厚くなると、残留応力が大きく焼鈍による残留応力除去が必要となるが、内部に中性子遮蔽材８が設けられているため、焼鈍することができない。従って、外部構造材７ａの板厚は約３０ｍｍ程度であることが望ましい。

ここで、外部構造材７ａの板厚を３０ｍｍと仮定する。ところが、外部構造材７ａの板厚が３０ｍｍであり、中性子遮蔽材８に対する加熱温度が１５０℃或いは１２５℃の使用環境であるＣａｓｅ−１及びＣａｓｅ−３においては、内圧が高すぎて許容応力を満足せず、構造的に強度不足となる。

従って、Ｃａｓｅ−５のように、外部構造材７ａの板厚が３０ｍｍであり、中性子遮蔽材８に対する加熱温度が１５０℃或いは１２５℃の使用環境であって、少なくとも内圧を０．５ＭＰａ以下にすると、許容応力を満足することができる。更に、通常構造設計では、安全性を考慮するため、Ｃａｓｅ−６のように、外部構造材７ａの板厚が３０ｍｍであり、中性子遮蔽材８に対する加熱温度が１５０℃或いは１２５℃の使用環境であって、少なくとも内圧を０．３ＭＰａ以下にするのが望ましい。

以上の結果から、リリーフ弁５，９，１６のリリーフ圧を、０．５ＭＰａ以下、望ましくは０．３ＭＰａ以下に設定すると良い。
尚、以上の結果は、蓋部である二次蓋７の外部構造材７ａが半径１０００ｍｍ、引張り強さ４１０ＭＰａである場合を基準としている。最大応力は半径の二乗に比例することから、蓋部の半径が例えば９５０ｍｍであれば、０．５÷（０．９５）2＝０．５５ＭＰａ以下に設定すると良い。また、蓋部材質の引張り強さが４５０ＭＰａであれば、０．５×（４５０／４１０）＝０．５５ＭＰａ以下に設定すると良い。このように、半径が１０００ｍｍ、引張り強さが４１０ＭＰａである蓋部（二次蓋７の外部構造材７ａ）を基準とした場合、リリーフ弁５，９，１６のリリーフ圧を、０．５ＭＰａ以下、望ましくは０．３ＭＰａ以下に設定すると良い。

このように、放射性物質の輸送貯蔵キャスク１には、中性子遮蔽材３の膨張代である空隙３ａが所定の圧力以上となった場合にリリーフするリリーフ弁５及び中性子遮蔽材８の膨張代である空隙８ａが所定の圧力以上となった場合にリリーフするリリーフ弁９及び中性子遮蔽材１４の膨張代である空隙１４ａが所定の圧力以上となった場合にリリーフするリリーフ弁１６が、それぞれ、外筒４，二次蓋７の外部構造材７ａ，外部レンジカバー１５に設けられている。
その結果、放射性物質である使用済燃料集合体１０ａの崩壊熱により中性子遮蔽材３，８，１４の温度が上昇することで空隙３ａ，８ａ，１４ａに発生する水蒸気及びガスをリリーフ弁５，９，１６から開放させることができ、放射性物質の輸送貯蔵キャスク１の安全性を確保することができる。

また、リリーフ弁５，９，１６に設定されるリリーフ圧が、空隙３ａ，８ａ，１４ａ内の圧力により外筒４，二次蓋７の外部構造材７ａ，底部レンジカバー１５に発生する最大応力が許容応力以下となる範囲で設定されている。
その結果、空隙３ａ，８ａ，１４ａを形成する外筒４，二次蓋７の外部構造材７ａ，外部レンジカバー１５に発生する応力が許容応力以下でリリーフ弁５，９，１６を開放することができ、放射性物質の輸送貯蔵キャスク１の安全性をより確保することができる。

また、空隙３ａは、内胴２から外筒４に伝熱するための伝熱フィン３ｂにより周方向に複数のセルに区分されており、空隙３ａの区分された複数のセルが中性子遮蔽材３の膨張代として確保されている空間（例えば、図１０に示す空隙３ａの上方の空間）で連結されるように構成されている。
その結果、空隙３ａが複数のセルに区分されているものであっても、複数のセルは連通部を介して部分的に連通しているため、リリーフ弁５をセル毎に設ける必要がなく、放射性物質の輸送貯蔵キャスク１の構造を簡素化することができる。

また、リリーフ弁５，９，１６のリリーフ圧が、０．５ＭＰａ以下、望ましくは０．３ＭＰａ以下に設定されている。
その結果、本発明を実際使用されうる放射性物質の輸送貯蔵キャスク１の範囲として適用することができる。

また、中性子遮蔽材１４の膨張代としての空隙１４ａに連結されて設けられるリリーフ弁１６から放出されるガスを逃すために、キャスク底部の接地面とキャスク底部に設けられたリリーフ弁１６の端部との間に空間（例えば、図１１に示す底部外周部と中央部に段差）を設けている。
その結果、キャスク１を縦置きした場合でも、リリーフ弁１６が作動した際にガスを逃げやすくすることができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいてさまざまな変更が可能なものである。

例えば、中性子遮蔽材８と中性子遮蔽材８の膨張代である空隙８ａは、二次蓋７の換わりに一次蓋６の外部構成材の内部に設けても良い。この場合は、リリーフ弁９は、一次蓋６の外部構成材内に設けられた空隙に連結されて設けられる。

また、例えば、底板１３を覆うように設けられている中性子遮蔽材１４に空隙１４ａが設けられていない場合は、底部レンジカバー１５にリリーフ弁１６を設けなくても良い。

本実施形態に係る放射性物質の輸送貯蔵キャスクの概要構成を示す斜視図である。 本実施形態に係る放射性物質の輸送貯蔵キャスクの縦断面図である。 図２のＸ部の拡大断面図である。 本実施形態に係る放射性物質の輸送貯蔵キャスクの二次蓋の平面図である。 本実施形態に係る放射性物質の輸送貯蔵キャスクの二次蓋の断面図である。 リリーフ弁の断面図である。 リリーフ弁の設置状態を表す一部断面図である。 試験装置の概略断面図である。 測定試験の結果を示す図である。 本実施形態に係る放射性物質の輸送貯蔵キャスクの胴部の中性子遮蔽材の構造を示す図であり、（ａ）は半径方向の一部断面図であり、（ｂ）は軸方向の一部断面図である。 本実施形態に係る放射性物質の輸送貯蔵キャスクの底部の中性子遮蔽材の構造を示す一部断面図である。

符号の説明

１ 放射性物質の輸送貯蔵キャスク
２ 内胴
３ 中性子遮蔽材
３ａ 空隙
３ｂ 伝熱フィン
４ 外筒（金属部材）
５ リリーフ弁
７ａ 外部構造材（金属部材）
８ 中性子遮蔽材
８ａ 空隙
９ リリーフ弁
１０ａ 使用済燃料集合体（放射性物質）
１４ 中性子遮蔽材
１４ａ 空隙
１５ 底部レンジカバー（金属部材）
１６ リリーフ弁

Claims (5)

1. 放射性物質を収容するバスケットの周囲に設けられる中性子遮蔽材と、その外側に設けられる筒状の外筒の金属部材と、を備えてなる放射性物質の輸送貯蔵キャスクであって、
   当該中性子遮蔽材の周囲に中性子遮蔽材の膨張代として確保される空隙が、当該中性子遮蔽材と当該金属部材とにより二重筒状構造を構成するように当該キャスク胴部に環状に形成され、且つ、当該空隙は、伝熱フィンにより周方向に複数のセルとして区分されてなり、更に、当該複数のセルが連通部を介して部分的に連通してなり、連通している当該複数のセルに対して所定の圧力以上で外部に開放する少なくとも１つのリリーフ弁を設けることを特徴とする放射性物質の輸送貯蔵キャスク。
2. 前記所定の圧力は、前記空隙内の圧力により前記金属部材に発生する最大応力が当該金属部材の許容応力以下となる範囲で設定されることを特徴とする請求項１に記載の放射性物質の輸送貯蔵キャスク。
3. 前記連通部は、
   前記キャスクの軸方向端部及び半径方向端部に前記空隙の空間を設けて、前記空隙の上方の空間を連通して構成され、または、
   前記キャスクの軸方向端部のみ、又は、前記キャスクの半径方向端部のみに前記空隙の空間を設けて、前記伝熱フィンに小さな孔を開けて一つの空間として連通して構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の放射性物質の輸送貯蔵キャスク。
4. 前記所定の圧力は、０．５ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項２または３に記載の放射性物質の輸送貯蔵キャスク。
5. 前記リリーフ弁は、キャスク下部の接地面から突出しないように形成され、
   当該接地面の少なくとも一部に当該リリーフ弁に通じる凹部を設けていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の放射性物質の輸送貯蔵キャスク。
   

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