JP5889287B2 - Package for transporting and storing radioactive material having improved heat conduction means and container for transporting and storing radioactive material comprising the same - Google Patents
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Description
本発明は、放射性物質(好ましくは、使用済み核燃料集合体型のもの)の輸送や貯蔵のためのパッケージの分野に関する。 The present invention relates to the field of packages for the transport and storage of radioactive material (preferably of spent nuclear fuel assembly type).
伝統的に、放射性物質の輸送や貯蔵には、「バスケット」または「ラック」としても知られる貯蔵装置が用いられる。一般に筒状を呈し、略円形または多角形の断面を有するこれらの貯蔵装置は、放射性物質の収容に適している。貯蔵装置は、パッケージのキャビティ内に収容され、放射性物質を輸送や貯蔵するためのコンテナをパッケージとともに形成するためのものである。放射性物質はコンテナ内に完全に封じ込められる。 Traditionally, storage devices, also known as “baskets” or “rack”, are used to transport and store radioactive materials. These storage devices, which are generally cylindrical and have a substantially circular or polygonal cross section, are suitable for containing radioactive substances. The storage device is used to form a container together with the package for transporting and storing radioactive materials contained in the cavity of the package. Radioactive material is completely contained within the container.
一般にキャビティは、パッケージの長手軸に沿って延びる側体と、当該側体の前記長手軸方向の両端に配置されたベースおよびパッケージカバーによって形成されている。側体は、内壁と外壁を有している。内壁と外壁は同心円状の2つの金属殻の形態をとっており、それらの内側に環状の空間を形成している。環状空間には熱伝導手段が放射線防護手段とともに収容される。キャビティ内に収容された放射性物質から放射される中性子に対するバリアを形成するためである。 Generally, the cavity is formed by a side body extending along the longitudinal axis of the package, and a base and a package cover disposed at both ends of the side body in the longitudinal axis direction. The side body has an inner wall and an outer wall. The inner wall and the outer wall are in the form of two concentric metal shells, and an annular space is formed inside them. In the annular space, heat conduction means are accommodated together with radiation protection means. This is to form a barrier against neutrons emitted from the radioactive material accommodated in the cavity.
熱伝導手段は、放射性物質から放出される熱をコンテナの外側に伝導することを可能にしている。過熱に伴うリスクを防止するためである。リスクとは、材料の損傷、パッケージを構成する材料の機械的性質における障害、キャビティ内の圧力の異常上昇などを意味する。 The heat conducting means makes it possible to conduct heat released from the radioactive material to the outside of the container. This is to prevent risks associated with overheating. Risk means damage to the material, obstacles in the mechanical properties of the material that makes up the package, abnormal rise in pressure in the cavity, and the like.
熱伝導手段は、これまでに幾多の開発の対象とされ、様々な構成が実施されている。その中で最も広く利用されているものの一つは、2つの殻の間の環状空間にフィンまたはリブを配した構成である。これらのフィンは、パッケージの長手軸方向に長く延びており、もって内殻から外殻への熱伝導を可能としている。この構成においては、伝統的に放射線防護ブロックが各フィンの間に挿入される。 The heat conduction means has been the subject of many developments so far, and various configurations have been implemented. One of the most widely used is a configuration in which fins or ribs are arranged in an annular space between two shells. These fins extend long in the longitudinal direction of the package, thereby enabling heat conduction from the inner shell to the outer shell. In this configuration, traditionally a radiation protection block is inserted between each fin.
広く利用されているにもかかわらず、熱伝導フィンを用いるこの構成には問題がある。問題とは、パッケージの側体の外殻におけるフィンとの接合部においてホットスポットを生じうるというものである。 Despite its widespread use, there are problems with this configuration using heat conductive fins. The problem is that hot spots can occur at the junctions with the fins in the outer shell of the side body of the package.
特に特許文献1により公知とされている別の構成においては、ハニカム構造を採用することによって、熱伝達の均一性の問題に部分的に対処している。しかしながら、当該文献において提案されているレイアウトにより得られる熱伝導能力は十分とは言えない。また熱伝導フィンとハニカム構造の併用は、パッケージのデザインを複雑にする。 In particular, another configuration known from Patent Document 1 partially addresses the heat transfer uniformity problem by adopting a honeycomb structure. However, the heat conduction capability obtained by the layout proposed in this document is not sufficient. The combined use of heat conductive fins and honeycomb structure complicates the package design.
よって本発明は、先行技術の構成に係る上述の欠点を、少なくとも部分的に改善することを目的とする。 The present invention therefore aims to remedy at least partly the above-mentioned drawbacks associated with prior art configurations.
上記の目的を達成するための本発明は、放射性物質を輸送や貯蔵するためのパッケージであって、当該パッケージの長手軸に沿って延び、放射性物質を収容するキャビティを区画形成する側体を備える。当該側体は、前記長手軸の周りを延びる空間を間に区画形成する内壁と外壁を備える。前記空間は、熱伝導手段とともに放射線防護手段)を収容している。本発明においては、当該放射線防護手段は、それぞれが内部に空隙を区画形成する複数の熱伝導エレメントを含む。前記空隙は、前記内壁から前記外壁へ向かう伝導方向に沿って長く延びている。前記熱伝導エレメントの少なくとも一部が有する前記空隙の少なくとも一部には、放射線防護材料が充填されている。好ましくは前記空隙の全てに当該材料が充填されている。 To achieve the above object, the present invention is a package for transporting and storing radioactive materials, and includes a side body that extends along the longitudinal axis of the package and defines a cavity for accommodating the radioactive materials. . The side body includes an inner wall and an outer wall that define a space extending around the longitudinal axis. The space houses radiation protection means) together with heat conduction means. In the present invention, the radiation protection means includes a plurality of heat conducting elements, each of which defines a void therein. The gap extends long along a conduction direction from the inner wall toward the outer wall. At least a part of the gap of at least a part of the heat conducting element is filled with a radiation protection material. Preferably, all of the voids are filled with the material.
空隙の特定の配向、およびこれに追随する熱伝導エレメントの配向が相俟って、特許文献1に記載のハニカム構造を用いる構成よりも改善された熱伝導能力が得られる。当該文献に記載のハニカム構造においては、ハニカムセルにより形成される空隙は、パッケージの長手軸および壁に平行に配向されている。すなわち本発明においては、上記特定の配向によって、熱伝導エレメントが側体の2つの壁をより直接的に接続するため、熱伝導路が特許文献1に記載のハニカム構造よりも短縮される。さらに2つの壁の間の熱伝導路は、特許文献1に記載のハニカム構造において見られるような、重ね合わせた金属シート同士がハニカムセルを形成することにより生じる複数の障害に見舞われることがない。 Combined with the specific orientation of the voids and the orientation of the heat conduction element that follows this, improved heat conduction ability can be obtained compared to the configuration using the honeycomb structure described in Patent Document 1. In the honeycomb structure described in this document, the voids formed by the honeycomb cells are oriented parallel to the longitudinal axis and the wall of the package. That is, in the present invention, the heat conduction path is shortened more than the honeycomb structure described in Patent Document 1 because the heat conduction element connects the two walls of the side body more directly by the specific orientation. Furthermore, the heat conduction path between the two walls does not suffer from a plurality of obstacles caused by the overlapping metal sheets forming the honeycomb cells as seen in the honeycomb structure described in Patent Document 1. .
また本発明の構成によれば、適量の熱伝導エレメントを適当に分布させることにより、側体の外壁におけるホットスポットの出現を容易に防止しうる。 Moreover, according to the structure of this invention, appearance of the hot spot in the outer wall of a side body can be prevented easily by distributing a suitable amount of heat conductive elements appropriately.
そして本発明によれば優れた熱輸送がもたらされるため、もはや従来技術において用いられるような熱伝導フィンを用いる必要がなく、デザインをシンプルにできる。 And since the present invention provides excellent heat transport, it is no longer necessary to use heat conducting fins as used in the prior art, and the design can be simplified.
好ましくは、前記複数の熱伝導エレメントの少なくとも幾つかは、それぞれ前記側体の径方向と実質的に一致する向きに延びている。要するに側体の2つの壁を最も直接的に接続する向きである。ここで径方向とは、側体の2つの壁のそれぞれと局所的に直交する向きである。しかしながら本発明において伝導方向はそのように限定されるものではなく、例えば、径方向に沿う面と水平方向に沿う面の少なくとも一方に対して傾斜してもよい。 Preferably, at least some of the plurality of heat conducting elements each extend in a direction substantially coinciding with the radial direction of the side body. In short, it is the direction that connects the two walls of the side body most directly. Here, the radial direction is a direction that is locally orthogonal to each of the two walls of the side body. However, in the present invention, the conduction direction is not so limited. For example, the conduction direction may be inclined with respect to at least one of the surface along the radial direction and the surface along the horizontal direction.
好ましくは、前記複数の熱伝導エレメントの少なくとも幾つかは、それぞれ実質的に筒状の形態を呈する。しかしながら、当該筒状の形態は、2つの壁の平均径の差に対応するために、内壁から外壁に向かってサイズが大きくなる形態で置き換えられうる。この場合、熱伝導エレメントの断面形状は維持されたまま、断面の大きさのみが変化することが好ましい。 Preferably, at least some of the plurality of heat conducting elements each have a substantially cylindrical shape. However, the cylindrical form can be replaced with a form in which the size increases from the inner wall toward the outer wall in order to cope with the difference in the average diameter of the two walls. In this case, it is preferable that only the size of the cross section changes while the cross sectional shape of the heat conducting element is maintained.
現実的な例として、熱伝導エレメントの断面は、円形や多角形(正方形や六角形など)とされうる。 As a practical example, the cross section of the heat conducting element may be circular or polygonal (such as a square or hexagon).
好ましくは、前記複数の熱伝導エレメントの少なくとも幾つかは、それぞれ前記伝導方向に一体的に延びており、その長さは前記内壁と前記外壁の間の距離と実質的に等しい。これにより、2つの壁の間に連続した熱伝導路が設けられる。そのような熱伝導路は熱除去性に優れている。しかしながら、複数の熱伝導エレメントの幾つかは、伝導方向に並んだ複数のセクションに分割されていてもよい。熱伝導エレメントが放射線防護材と密接している場合、例えば、本発明のようにブロックを形成している場合に特有の効果がもたらされる。要するに、熱伝導手段と放射線防護手段の少なくとも一方の一部のみを交換する必要がある場合、上述のセクション分割手段として、より小さな寸法の交換用ブロックを用いることができる。欠陥の大きさに適した対応が可能であるため、交換作業時に生じる交換用材料の損失を削減できる。 Preferably, at least some of the plurality of heat conducting elements respectively extend integrally in the conduction direction, and the length thereof is substantially equal to the distance between the inner wall and the outer wall. This provides a continuous heat conduction path between the two walls. Such a heat conduction path is excellent in heat removability. However, some of the plurality of heat conducting elements may be divided into a plurality of sections arranged in the conduction direction. When the heat-conducting element is in close contact with the radiation protection material, for example, a specific effect is brought about when the block is formed as in the present invention. In short, when it is necessary to replace only a part of at least one of the heat conducting means and the radiation protection means, a replacement block having a smaller size can be used as the section dividing means. Since it is possible to cope with the size of the defect, it is possible to reduce the loss of the replacement material that occurs during the replacement work.
好ましくは、前記複数の熱伝導エレメントは、ともに前記空隙のネットワークを形成している。当該ネットワークは、空隙密度が100個/m2以上となる少なくとも1つの領域を有している。当該空隙密度は、前記長手軸に平行で当該ネットワークを横断する面において定義される。好ましくは全ての熱伝導手段で示されるそのような高い最小密度値は、熱伝導の優れた均一性をもたらす。熱伝導手段内で密度は変化してもよい。 Preferably, the plurality of heat conducting elements together form a network of the gaps. The network has at least one region having a void density of 100 / m 2 or more. The void density is defined in a plane parallel to the longitudinal axis and crossing the network. Such a high minimum density value, preferably shown for all heat transfer means, provides excellent uniformity of heat transfer. The density may vary within the heat transfer means.
また空隙を区画する熱伝導エレメントの壁を薄くすることができ、放射線漏洩のリスク低減にとって好ましい。空隙を区画する熱伝導エレメントの壁の平均厚さは、好ましくは0.02〜0.5mmである。 Moreover, the wall of the heat conducting element that defines the gap can be thinned, which is preferable for reducing the risk of radiation leakage. The average thickness of the wall of the heat conducting element that defines the air gap is preferably 0.02 to 0.5 mm.
好ましくは、各空隙の熱伝導方向に直交する向きの断面は、最大幅が2〜25mmとされる。ここで最大幅とは、特に円形の断面を有する場合においては直径を意味することは明らかである。 Preferably, the cross section of each gap in the direction perpendicular to the heat conduction direction has a maximum width of 2 to 25 mm. Here, it is clear that the maximum width means a diameter particularly in the case of having a circular cross section.
なお伝導方向に沿う空隙の長さの上記最大幅に対する比率は、好ましくは3〜100である。 The ratio of the length of the gap along the conduction direction to the maximum width is preferably 3 to 100.
前記複数の熱伝導エレメントの少なくとも幾つかは、少なくとも1つのハニカム構造から成り、当該ハニカム構造が有するハニカムセルは、それぞれ前記空隙を形成している構成とすることにより、上述の高い密度値が達成される。ここでセルは任意の形態をとりうる。例えば正方形や六角形のような多角形である。また上述のように、セルは筒状もしくは内壁から外壁に向かいサイズが大きくなる形状をとりうる。このような構成をとることの利点は、様々な態様のハニカム構造が広く入手可能である事実に基づいている。またハニカム構造によりもたらされる高いセル密度は、壁のそれぞれが複数のセルの区画形成に関与していることによるものである。さらにこの態様は、ハニカム構造の質量に対する熱伝導能の比率を優れたものとしうる。同等の質量を有する構造の場合、当該構造が断面の小さなセルを備えているほど、すなわち壁が薄くセル密度が高くなるほど、当該比率は大きくなる。 At least some of the plurality of heat conductive elements are composed of at least one honeycomb structure, and the honeycomb cells included in the honeycomb structure have the above-described voids, thereby achieving the above-described high density value. Is done. Here, the cell may take any form. For example, it is a polygon such as a square or a hexagon. Further, as described above, the cell can take a cylindrical shape or a shape whose size increases from the inner wall toward the outer wall. The advantage of taking such a configuration is based on the fact that various forms of honeycomb structures are widely available. Also, the high cell density provided by the honeycomb structure is due to each of the walls being involved in the formation of a plurality of cell compartments. Furthermore, this aspect can make the ratio of thermal conductivity to the mass of the honeycomb structure excellent. In the case of a structure having an equivalent mass, the ratio increases as the structure includes cells having a smaller cross section, that is, as the wall is thinner and the cell density is higher.
そのためハニカム構造は、セルを形成するシートあるいはストリップの積層体を用いた構造からなることを要する。ここで積層方向は、セルの長手方向に直交する向きである。 Therefore, the honeycomb structure needs to have a structure using a laminate of sheets or strips forming cells. Here, the stacking direction is a direction orthogonal to the longitudinal direction of the cells.
ハニカム構造を用いる構成の場合、前記空隙同士を繋ぐ孔が形成されていることが好ましい。これにより、放射線防護材がキャスティングによりセル内に導入される場合、とりわけキャスティングが側体の2つの壁の間になされる場合には、材料の導入を容易にすることができる。孔は、ハニカム構造におけるシートの積層方向に形成されることが好ましい。孔の数は、キャストされる材料の粘度などの各種パラメータに依存する。 In the case of a configuration using a honeycomb structure, it is preferable that a hole connecting the gaps is formed. This can facilitate the introduction of the material when the radiation protection material is introduced into the cell by casting, especially when the casting is made between two walls of the side body. The holes are preferably formed in the sheet stacking direction in the honeycomb structure. The number of holes depends on various parameters such as the viscosity of the material to be cast.
ハニカム構造に加えてあるいは代えて、前記複数の熱伝導エレメントの少なくとも幾つかは、互いに離れた独立のエレメントからなる構成としてもよい。ここで各エレメントは、任意の断面形状を伴う筒状、または側体の外壁に向かって拡大する形状をとりうる。あるいは、先に述べた構成のように、独立した熱伝導エレメントを相互に接触させて強固に固定してもよい。これによりハニカム構造に近い構成を得ることができる。 In addition to or instead of the honeycomb structure, at least some of the plurality of heat conduction elements may be configured of independent elements separated from each other. Here, each element can take a cylindrical shape with an arbitrary cross-sectional shape or a shape that expands toward the outer wall of the side body. Alternatively, as in the configuration described above, independent heat conductive elements may be brought into contact with each other and firmly fixed. Thereby, the structure close | similar to a honeycomb structure can be obtained.
前記複数の熱伝導エレメントの少なくとも1つは、好ましくは全てが、その外側が前記放射線防護材と密に接しており、その内側が前記空隙において前記放射線防護材と密に接している構成とされることが好ましい。すなわち同じ固体材料が、複数の熱伝導エレメントの少なくとも1つに対して、その内外から密に接していることになる。 At least one of the plurality of heat conducting elements is preferably configured such that the outside is in close contact with the radiation protection material and the inside is in close contact with the radiation protection material in the gap. It is preferable. That is, the same solid material is in close contact with at least one of the plurality of heat conducting elements from inside and outside.
一般に、各熱伝導エレメントにより区画形成される空隙は、伝導方向に直交する面内において閉じた断面を有することを要しない。しかしながら空隙が閉じていることにより、良好な特性を示す。また空隙は、対応する熱伝導エレメントに沿って伝導方向に連続的に延び、その伝導方向における両端は開放されていることが好ましい。 In general, the air gap defined by each heat conducting element does not need to have a closed cross section in a plane orthogonal to the conduction direction. However, since the gap is closed, good characteristics are exhibited. Moreover, it is preferable that a space | gap is continuously extended in a conduction direction along a corresponding heat conductive element, and the both ends in the conduction direction are open | released.
そして好ましくは、パッケージの側体は、例えば円形や多角形の断面形状を有する周知の筒形状を呈している。いずれにしても内壁と外壁は同じ形状をとることでシェル状とされ、側体の長手軸に中心を一致させた同心配置とされる。シェル内空間は、長手軸の周囲に配置される。 Preferably, the side body of the package has a known cylindrical shape having a circular or polygonal cross-sectional shape, for example. In any case, the inner wall and the outer wall have a shell shape by taking the same shape, and are concentrically arranged with the center aligned with the longitudinal axis of the side body. The space in the shell is arranged around the longitudinal axis.
本発明は、上記パッケージを備える、放射性物質を輸送や貯蔵するためのコンテナにも関するものである。 The present invention also relates to a container for transporting and storing radioactive materials, which comprises the above package.
本発明の他の利点や特性については、以下の非限定的かつ詳細な開示により明らかになるであろう。説明は添付の図面を参照して行なわれる。 Other advantages and characteristics of the invention will become apparent from the following non-limiting and detailed disclosure. The description is made with reference to the accompanying drawings.
核燃料集合体を輸送や貯蔵するためのコンテナ1を先ず図1に示す。 A container 1 for transporting and storing nuclear fuel assemblies is first shown in FIG.
コンテナ1は、本発明に係るパッケージ2と、当該パッケージ2の内部に貯蔵装置4(貯蔵バスケットとも呼ばれる)とを備えている。貯蔵装置4は、図1に模式的に示すように、パッケージ2のレセプタクルキャビティ6内に配置されるべく構成されている。パッケージ2の長手軸8は、収容装置4の長手軸およびレセプタクルキャビティ6の長手軸と一致している。
The container 1 includes a package 2 according to the present invention, and a storage device 4 (also referred to as a storage basket) inside the package 2. The
本明細書において「長手方向」とは、パッケージ2の長手軸8と平行な、パッケージ2の長手方向を意味する。
In the present specification, the “longitudinal direction” means a longitudinal direction of the package 2 parallel to the
核燃料集合体のレセプタクルを形成するコンテナ1および貯蔵装置4は、ここでは水平方向に横たえられた位置が示されている。当該位置は、一般に核燃料集合体の輸送中にとられる位置であり、核燃料集合体の装荷や取外し時にとられる垂直位置とは異なる。
The container 1 and the
一般にパッケージ2は、ベースとカバー(ともに図示せず)、および側体10を必須的に有している。貯蔵装置4は、ベース上に直立配置されるべく構成されている。カバーは、パッケージ2の長手方向他端部に配置される。側体10は、長手軸8の周囲に沿って延びている。すなわち側体10は、コンテナ1の長手方向に沿って延びている。
In general, the package 2 essentially includes a base, a cover (both not shown), and a
側体10は、略筒状であり円形断面を有する内側面12により、レセプタクルキャビティ6を区画形成している。側体10は、長手軸8と一致する軸を有している。
The
パッケージ2のベースは、カバーにおいて開口するレセプタクルキャビティ6のベースを兼ねている。パッケージ2のベースは、本発明の範囲を超えることなく、側体の一部と単一部品を成すように製造することができる。 The base of the package 2 also serves as the base of the receptacle cavity 6 that opens in the cover. The base of the package 2 can be manufactured as a single part with a part of the side body without exceeding the scope of the present invention.
図1には、側体10のデザインが詳細に示されている。側体10は、同心円状の2つの金属壁あるいは殻を備えている。これらはパッケージ2の長手軸8と中心を共にする環状空間14を形成している。すなわち内殻20と外殻22の中心軸は、長手軸8に一致している。
FIG. 1 shows the design of the
環状空間14には、熱導電手段16と放射線防護手段18が充填されている。放射線防護手段18は、貯蔵装置4内に収容された燃料集合体により放射される中性子に対するバリアを形成すべく構成されている。すなわちこれらの要素は、内殻20と外殻22の間に収容されている。内殻20の内面は、レセプタクルキャビティ6の内側面12に対応している。
The
放射線防護手段18は、それ自体は公知の固体材料からなる。例えばポリマーマトリクス複合材料からなる。より具体的には、例えばビニールエステル樹脂タイプのように、マトリクスが樹脂、好ましくは高水素化された樹脂である材料からなる。この中性子防護材料は、「樹脂コンクリート」の名称でも知られている。 The radiation protection means 18 is made of a known solid material. For example, it is made of a polymer matrix composite material. More specifically, it is made of a material in which the matrix is a resin, preferably a highly hydrogenated resin, such as a vinyl ester resin type. This neutron protective material is also known as “resin concrete”.
複合材料を自消性にすべく構成された添加物を加えてもよい。 Additives configured to render the composite material self-extinguishing may be added.
熱伝導手段16は、例えばアルミニウム合金や銅合金のような、優れた熱伝導性をもたらす合金からなる。炭化珪素のようなセラミックまたは炭素ベースの材料としてもよい。 The heat conducting means 16 is made of an alloy that provides excellent heat conductivity, such as an aluminum alloy or a copper alloy. It may be a ceramic such as silicon carbide or a carbon-based material.
なお放射線防護手段18や熱伝導手段16には、中性子防護機能を強化するために、ホウ素が含有されうる。 The radiation protection means 18 and the heat conduction means 16 may contain boron in order to enhance the neutron protection function.
図1および図2に示す実施形態においては、放射線防護手段18は、2つの殻20、22の間に挿入される単一ブロック材料の形態をとり、熱伝導手段16の内部を貫通して延びる。この点については後に詳述する。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the radiation protection means 18 takes the form of a single block material inserted between the two
ここで熱伝導手段16には、幾つかのハニカム構造30が用いられている。これらは殻間の環状空間14内を周方向に並ぶように配置される。各ハニカム構造30は、例えば、好ましくは5から60度の角度範囲で延びる円弧状の形態をとる。また各ハニカム構造30は、環状空間14の径方向および長手軸8の方向に、それぞれ全長にわたって延びている。各ハニカム構造30は、これら2方向の少なくとも一方において複数のセクションに分割されていてもよい。
Here,
各ハニカム構造30は、複数の熱伝導エレメント31を形成している。各熱伝導エレメント31は、空隙32を内部に区画形成している。空隙32は、当該構造におけるセルまたはコンパートメントに対応する。ハニカムを形成するために、熱伝導エレメント31を形成するセル34の壁は、それぞれ幾つかの空隙32を区画形成している。
Each
本発明固有の特徴の一つは、空隙32がそれぞれ伝導方向36に長く延びているという事実にある。伝導方向36は、内殻20から外殻22へ向かう向きである。当該方向は、ハニカムセルの長手軸に対応している。図1に示すように当該方向は、概ね径方向あるいは実質的に径方向である。
One of the unique features of the present invention is the fact that each of the
図1の最も左側に位置するハニカム構造30において、熱伝導エレメント31は、筒状かつ相互に平行であり、それらが形成する空隙32とまさに同様である。ここで伝導方向36は、上記径方向から数度傾斜しうるとは言え、当該径方向に非常に近いと言える。しかしながらこの構成において幾つかの空隙32は、伝導方向36に沿って延びる。伝導方向36は、側体10の径方向すなわち長手軸8と直交する向きに正確に対応する。
In the
一方、図1の最も右側に位置するハニカム構造30において、熱伝導エレメント31は、もはや筒状を呈することなく、内殻20から外殻22へ向かいサイズが大きくなる形状を呈する。これら2つの殻の直径の違いに対応するためである。各熱伝導エレメント31の断面形状は、概ね同一のままである。断面形状のサイズのみが外殻22へ向かい増大していく。
On the other hand, in the
ここで各熱伝導エレメント31の伝導方向36は、長手軸8と直交する側体10の径方向に対応する。
Here, the
熱伝導エレメント31および空隙32は、導電方向36に2つの殻を隔てる距離と完全に一致する長さにわたって延びている。好ましくは、ハニカム構造30を殻間の環状空間14に導入できるようにするために、組立てギャップのみが残される。
The
図1および図2に示される好適な実施形態においては、ハニカム構造30は、六角形の断面を有する複数の熱伝導エレメント31を区画形成している。しかしながら、本発明の範囲を超えない限りにおいて、他の形状をとることも可能である。この六角形状は、エンボスされたシートまたはストリップ40のスタックを用い、周知の方法により得ることができる。ここで当該シートのスタック方向は、セルの長手方向すなわち伝導方向36と直交する向きである。
In the preferred embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the
各空隙32は、図2のように伝導方向36に直交する断面において、最大の幅「l」を有する。当該幅は2〜25mmである。また空隙32を区画する熱伝導エレメント31の壁は薄く、平均厚さは例えば0.02〜0.5mmである。ここで壁のある部分は単一のシート40から形成されているのに対し、別の部分は2枚のシートを重ね合わせて形成されている。よって上記の平均厚さは、ハニカム構造30を構成するために重ね合わされるシート40の厚みの1.5倍に等しいものとして定義される。
Each
各空隙32の伝導方向36に沿う長さ「L」の上記最大幅「l」に対する比率は、概ね3〜100である。ここで長さ「L」は、概ね75〜200mmである。
The ratio of the length “L” along the
ハニカム構造30を用いる利点は、熱伝導エレメント31および空隙32を高密度に得ることができるためである。すなわち複数の熱伝導エレメント31が共同で空隙32のネットワークを形成する。当該ネットワークは、空隙32の密度が100個/m2以上となる少なくとも1つの領域を有する。当該密度は、長手軸8に平行で当該ネットワークを横断する面において定義される。図2はそのような断面を示し、図1の線II−IIに沿うものである。もちろん熱伝導手段16のある領域においては、当該密度値が観測される断面が複数存在しうる。また同じ熱伝導手段16内の全ての領域において密度値が最小となるようにすることが好ましいが、値が変化してもよい。
The advantage of using the
上記好適な実施形態においては、放射線防護手段18は、ハニカム構造30の空隙32全てに充填されることが好ましい。この材料のキャスティングは、垂直位置にあるパッケージ2の環状空間14に既に配置されているハニカム構造30に対して直接行なわれるため、空隙32同士が繋がるようにシート40に孔46を穿つこととしてもよい。放射線防護手段18を重力キャスティングしている間、ハニカム構造30の各空隙32へ当該材料がより円滑に広がるように孔46が用いられる。ここで図2に示すように、シート40のスタック方向42に沿って孔46が形成される。孔46の数は、キャストされる材料の粘度のような様々なパラメータに応じて選択される。
In the preferred embodiment, the radiation protection means 18 is preferably filled in all the
図3に示す別実施形態においては、熱伝導エレメント31は、ハニカム構造によってではなく、相互に離間して独立している複数のエレメントとされている。先の実施形態とは異なり、各エレメントは自前の壁を有している。すなわち他のエレメントと壁を共有していない。図3に示すように、熱伝導エレメント31は、例えば円形の断面を有する筒状体とされうる。あるいは、内殻20から外殻22へ向かって拡径する円錐台形状をとりうる。ここで断面形状は維持したまま、大きさのみが変化していくことが好ましい。
In another embodiment shown in FIG. 3, the
殻間の環状空間14の形状、寸法、および配置は、ハニカム構造を用いた実施形態と同一または同様である。これら筒状の熱伝導エレメント31も、内部に空隙32を区画形成する。また放射線防護手段18をより容易に充填しうるように、孔が形成されうる。
The shape, size, and arrangement of the
図4には、殻間の環状空間14に挿入されるべく断面形状が扇形の一部とされたブロック100が示されている。やはり本発明の一実施形態である本例においては、先の実施形態とは対照的に、環状空間14の外側で扇状のブロック100を複数形成しておき、これらが周方向に並ぶように環状空間14に導入される。
FIG. 4 shows a
各ブロック100は、その周面のほぼ全体にわたって複数の熱伝導エレメント31を備えている。各熱伝導エレメント31には放射線防護手段18が充填されている。各熱伝導エレメント31の両端は、それぞれ環状空間14を区画形成する内殻20と外殻22の表面に対向あるいは当接すべく、ブロック100が備える2つの同心状の面110、112において露出している。ブロック100が備える熱伝導エレメント31は、図3に示したものと同種のものであるが、例えば図1や図2に示したもののように、本発明の趣旨に沿う限りにおいて任意の形態をとりうる。
Each
本発明について上述した実施形態は非限定的な例示に過ぎず、当業者による様々な修正がなされうることは当然である。 It will be appreciated that the above-described embodiments of the present invention are merely non-limiting examples, and various modifications can be made by those skilled in the art.
Claims (9)
当該パッケージ(2)の長手軸(8)に沿って延び、放射性物質を収容するキャビティ(6)を区画形成する側体(10)を備え、
当該側体(10)は、前記長手軸(8)の周りを延びる空間(14)を間に区画形成する内壁(20)と外壁(22)を備え、
前記空間(14)は、熱伝導手段(16)とともに放射線防護手段(18)を収容しており、
当該熱伝導手段(16)は、それぞれが内部に空隙(32)を区画形成する複数の熱伝導エレメント(31)を含み、
前記空隙(32)は、前記内壁(20)から前記外壁(22)へ向かう伝導方向(36)に沿って長く延びており、
前記熱伝導エレメント(31)の少なくとも一部が有する前記空隙(32)の少なくとも一部には、放射線防護材料が充填されており、
前記複数の熱伝導エレメント(31)の少なくとも1つは、その外側と内側において前記放射線防護材料と密に接していることを特徴とする、パッケージ。 A package (2) for transporting and storing radioactive materials,
A side body (10) extending along the longitudinal axis (8) of the package (2) and defining a cavity (6) containing a radioactive substance;
The side body (10) includes an inner wall (20) and an outer wall (22) that define a space (14) extending around the longitudinal axis (8).
Said space (14) houses radiation protection means (18) together with heat conduction means (16),
The heat conducting means ( 16 ) includes a plurality of heat conducting elements (31) each defining a gap (32) therein,
The gap (32) extends long along a conduction direction (36) from the inner wall (20) to the outer wall (22),
At least a part of the gap (32) included in at least a part of the heat conducting element (31) is filled with a radiation protection material,
Package, wherein at least one of the plurality of heat conducting elements (31) is in intimate contact with the radiation protection material on the outside and inside thereof.
当該パッケージ(2)の長手軸(8)に沿って延び、放射性物質を収容するキャビティ(6)を区画形成する側体(10)を備え、
当該側体(10)は、前記長手軸(8)の周りを延びる空間(14)を間に区画形成する内壁(20)と外壁(22)を備え、
前記空間(14)は、熱伝導手段(16)とともに放射線防護手段(18)を収容しており、
当該熱伝導手段(16)は、それぞれが内部に空隙(32)を区画形成する複数の熱伝導エレメント(31)を含み、
前記空隙(32)は、前記内壁(20)から前記外壁(22)へ向かう伝導方向(36)に沿って長く延びており、
前記熱伝導エレメント(31)の少なくとも一部が有する前記空隙(32)の少なくとも一部には、放射線防護材料が充填されており、
前記空隙(32)は、前記長手軸(8)に平行で当該空隙(32)を横断する面において定義される空隙密度が100個/m2以上となるように配列されていることを特徴とする、パッケージ。 A package (2) for transporting and storing radioactive materials,
A side body (10) extending along the longitudinal axis (8) of the package (2) and defining a cavity (6) containing a radioactive substance;
The side body (10) includes an inner wall (20) and an outer wall (22) that define a space (14) extending around the longitudinal axis (8).
Said space (14) houses radiation protection means (18) together with heat conduction means (16),
The heat conducting means ( 16 ) includes a plurality of heat conducting elements (31) each defining a gap (32) therein,
The gap (32) extends long along a conduction direction (36) from the inner wall (20) to the outer wall (22),
At least a part of the gap (32) included in at least a part of the heat conducting element (31) is filled with a radiation protection material,
The voids (32) are arranged so that a void density defined in a plane parallel to the longitudinal axis (8) and crossing the voids (32) is 100 / m 2 or more. To the package.
当該パッケージ(2)の長手軸(8)に沿って延び、放射性物質を収容するキャビティ(6)を区画形成する側体(10)を備え、
当該側体(10)は、前記長手軸(8)の周りを延びる空間(14)を間に区画形成する内壁(20)と外壁(22)を備え、
前記空間(14)は、熱伝導手段(16)とともに放射線防護手段(18)を収容しており、
当該熱伝導手段(16)は、それぞれが内部に空隙(32)を区画形成する複数の熱伝導エレメント(31)を含み、
前記空隙(32)は、前記内壁(20)から前記外壁(22)へ向かう伝導方向(36)に沿って長く延びており、
前記熱伝導エレメント(31)の少なくとも一部が有する前記空隙(32)の少なくとも一部には、放射線防護材料が充填されており、
前記複数の熱伝導エレメント(31)の少なくとも幾つかは、少なくとも1つのハニカム構造(30)から成り、当該ハニカム構造が有するハニカムセルは、それぞれ前記空隙(32)を形成していることを特徴とする、パッケージ。 A package (2) for transporting and storing radioactive materials,
A side body (10) extending along the longitudinal axis (8) of the package (2) and defining a cavity (6) containing a radioactive substance;
The side body (10) includes an inner wall (20) and an outer wall (22) that define a space (14) extending around the longitudinal axis (8).
Said space (14) houses radiation protection means (18) together with heat conduction means (16),
The heat conducting means ( 16 ) includes a plurality of heat conducting elements (31) each defining a gap (32) therein,
The gap (32) extends long along a conduction direction (36) from the inner wall (20) to the outer wall (22),
At least a part of the gap (32) included in at least a part of the heat conducting element (31) is filled with a radiation protection material,
At least some of the plurality of heat conductive elements (31) are composed of at least one honeycomb structure (30), and the honeycomb cells of the honeycomb structure each form the gap (32). To the package.
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