JP6526586B2 - 放射性物質収納用バスケットおよび放射性物質収納容器 - Google Patents

Description

本発明は、放射性物質収納用バスケットおよび放射性物質収納容器に関する。

原子力発電プラントの原子炉などで発生した放射性廃棄物は、放射性物質収納容器に収納され、貯蔵施設や再処理施設などに搬送され、貯蔵または再処理される。このような放射性物質収納容器は、上部が開口した底付きの円筒形状をなす胴部と、胴部内に収容されて複数の放射性廃棄物を収納可能なバスケットと、胴部の上部に固定されて開口を閉塞する蓋部と、から構成されている。

例えば、特許文献１に記載された使用済燃料輸送貯蔵キャスクのバスケットは、アルミ合金からなる押出材を複数組み合わすことで格子状に形成されたバスケットであり、押出材は、断面がＨ形状であって、断面視において短辺方向に並設された２本のブレードと、２本のブレード間に設けられたリブと、長辺方向に沿って形成され他の押出材が組み合わされるスリットと、を有している。

特開２０１１−１１７７７４号公報

上述した、特許文献１に記載のバスケットは、上記断面視で押出材の２本のブレードとリブとで区画される空間が未臨界機能を維持するギャップとなる。このギャップの上記断面視での面積により未臨界機能が維持されることになるが、その反面、断面がＨ形状で２本のブレードとリブの３枚構造であるため、２枚のリブが対向する方向で構造強度が低くなる。

ところで、収納される放射性物質である使用済燃料の収納数増加や高燃焼度化の要求に伴い、容器が有するべき未臨界、遮蔽および除熱機能への要求が高度化して、バスケットを含む容器全体の重量が増加する傾向となる。そのことにより運用上の制限（例えば、クレーン重量）に収まらないことが予想される。従って、断面剛性の分布を適切に配置できるバスケットにより、未臨界、遮熱、除熱、構造強度の容器に要求される安全機能の要求を合理的に達成することが望まれている。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、未臨界機能を十分に維持すると共に構造強度を向上することのできる放射性物質収納用バスケットおよび放射性物質収納容器を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の放射性物質収納用バスケットは、複数の板状部材を板厚方向に所定間隔をあけ、長さ方向に対して交差し、高さ方向で積み重ねて配置されて、高さ方向に連通する複数の放射性物質収納部が区画形成されるバスケット本体を有し、前記板状部材は、板厚方向で対向する一対の板材と、各前記板材の高さ方向の途中を長さ方向で連続して連結する第一リブと、前記第一リブに交差する方向に延在すると共に長さ方向に複数並んで設けられて各前記板材を連結する第二リブと、を備えることを特徴とする。

この放射性物質収納用バスケットによれば、板状部材の長さ方向に延在する第一リブと、高さ方向に延在する第二リブとが一対の板材の間に設けられて各板材を連結しているため、構造強度を向上することができる。しかも、一対の板材の間に形成されるギャップが、板状部材の高さ方向の上下方向に開放して断面積が確保されているため、未臨界機能を十分に維持することができる。

また、本発明の放射性物質収納用バスケットでは、前記板状部材は、長さ方向の端に前記第二リブが設けられ、かつ長さ方向の端面が、前記バスケット本体が収容される収容部の内面の形状に沿って形成されていることを特徴とする。

この放射性物質収納用バスケットによれば、収容部の内面への板状部材の端の接触面積が増加するため、収容部への伝熱性能を向上することができる。この結果、より発熱量の大きい放射性物質を収納することができる。または、伝熱性能の向上により、板状部材の小型化（薄厚化）を図り軽量化が可能になる。

また、本発明の放射性物質収納用バスケットでは、前記板状部材は、長さ方向の両端部において長さ方向の他の部位と比較して前記第一リブの高さ方向の寸法が大きく形成されていることを特徴とする。

この放射性物質収納用バスケットによれば、板状部材の長さ方向の端部は、収容部の内面に当接する部分であり、板状部材の長さ方向に沿って落下した場合、板状部材の長さ方向の両端に最も大きい荷重が作用する。従って、板状部材の長さ方向の両端部において長さ方向の他の部位と比較して第一リブの高さ方向の寸法が大きく形成されていることで、大きい荷重が作用しても十分な構造強度を有することができる。一方、板状部材の長さ方向の中央側では、放射性物質収納部が隣接しており放射性物質が隣接して収納されるため未臨界性を維持する必要があり、この部分のギャップを大きくできることから十分な未臨界機能を維持することができる。このように、この板状部材により構成されるバスケット本体は、構造強度と未臨界機能を両立することができる。

また、本発明の放射性物質収納用バスケットでは、前記バスケット本体の前記放射性物質収納部に収納される放射性物質が、連通方向に長い燃料棒が支持格子で複数束ねて構成された燃料集合体であり、前記板状部材は、前記燃料集合体が前記放射性物質収納部に収納された状態で前記支持格子の位置する高さ方向の位置に対応して前記第一リブが配置されていることを特徴とする。

板状部材は、長さ方向に沿って落下した場合、燃料集合体の支持格子が当接して最も大きい荷重が作用する。この放射性物質収納用バスケットによれば、支持格子の位置する高さ方向の位置に対応して第一リブを配置することで、大きい荷重が作用しても十分な構造強度を有することができる。

また、本発明の放射性物質収納用バスケットでは、複数の前記板状部材は、長さ方向で交差して高さ方向で積層される部分が互いに切欠部を介して組み合わされ、当該切欠部の位置に対応して前記第二リブが配置されていることを特徴とする。

切欠部を設けた部分は、構造強度が低下する傾向にある。この放射性物質収納用バスケットによれば、切欠部の位置に対応して第二リブを配置することで、切欠部の付近に十分な構造強度を有することができる。または、構造強度の向上により、板状部材の小型化（薄厚化）を図り軽量化が可能になる。

また、本発明の放射性物質収納用バスケットでは、前記板状部材は、前記第一リブに貫通孔が形成されていることを特徴とする。

放射性物質収納容器は、放射性物質が水中において収容部のバスケット本体に挿入される。このとき、板材の間のギャップに水が満たされ、かつ収容部に水が満たされることが、放射性物質の未臨界を維持するうえで好ましい。この場合に、この放射性物質収納用バスケットによれば、貫通孔が水を通すことで、ギャップに水を満たし、かつ収容部に水を満たすことができる。その後、放射性物質収納容器は、水中から引き上げられ収容部の排水が行われ真空乾燥される。このとき、板材の間のギャップから水が排出されることが、真空乾燥するうえで好ましい。この場合、この放射性物質収納用バスケットによれば、貫通孔が水を通すことで、ギャップから効率的に水を排出することができる。また、板状部材を炭素鋼で形成しニッケルメッキを施す場合、板材の間のギャップに水素が残留し、メッキの施工不良部分が生じる可能性があるが、この放射性物質収納用バスケットによれば、貫通孔が水素を通すことで、ギャップに水素が溜まることを防止できる。

上述の目的を達成するために、本発明の放射性物質収納容器は、筒形状の一方に開口部が形成されて他方に閉塞部が形成された胴部と、前記開口部を閉塞するように前記胴部に対して着脱可能な蓋部と、前記胴部内に収容される上述したいずれか１つの放射性物質収納用バスケットと、を有することを特徴とする。

この放射性物質収納容器によれば、上述した放射性物質収納用バスケットを有することで、構造強度を向上すると共に、未臨界機能を十分に維持することができる。

本発明によれば、未臨界機能を十分に維持すると共に構造強度を向上することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納容器の側断面図である。 図２は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納容器の平断面図である。 図３は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットの斜視図である。 図４−１は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の平面図である。 図４−２は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の側面図である。 図４−３は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の縦断面図である。 図５−１は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の平面図である。 図５−２は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の側面図である。 図５−３は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の縦断面図である。 図６−１は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の平面図である。 図６−２は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の側面図である。 図６−３は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の縦断面図である。 図６−４は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の縦断面図である。 図７−１は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットの一部側面図である。 図７−２は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の平面図である。 図７−３は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の側面図である。 図７−４は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の縦断面図である。 図８−１は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の平面図である。 図８−２は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の側面図である。 図８−３は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の縦断面図である。 図８−４は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の縦断面図である。 図８−５は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の他の例の側面図である。 図９−１は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の平面図である。 図９−２は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の側面図である。 図９−３は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の縦断面図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、本実施形態に係る放射性物質収納容器の側断面図である。図２は、本実施形態に係る放射性物質収納容器の平断面図である。図３は、本実施形態に係る放射性物質収納用バスケットの斜視図である。

放射性物質収納容器としてのキャスク１１は、胴部１２と、蓋部１３と、バスケット（放射性物質収納用バスケット）１４とを有する。胴部１２は、胴本体２１の一方である上部に開口部２２が形成され、他方である下部に底部（閉塞部）２３が形成された円筒形状をなしている。胴本体２１は、内部にバスケット１４が収容されるキャビティ（収容部）２４が設けられている。そして、胴本体２１は、下部に底部２３が溶接結合または一体成形されており、この胴本体２１および底部２３は、γ線遮蔽機能を有する炭素鋼製の鍛造品となっている。胴本体２１および底部２３は、炭素鋼の代わりにステンレス鋼を用いることもできる。また、胴本体２１および底部２３は、球状黒鉛鋳鉄または炭素鋼鋳鋼などの鋳造品を用いることもできる。

胴部１２は、胴本体２１の外周側に所定の隙間を空けて外筒２５が配設されており、胴本体２１の外周面と外筒２５の内周面との間に、熱伝導を行う銅や鋼製の伝熱フィン２５Ａが周方向に等間隔で複数溶接されている。そして、胴部１２は、胴本体２１と外筒２５との空間部に、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ボロンまたはボロン化合物を含有したレジン（中性子遮蔽体）２６が流動状態で図示しないパイプ等を介して注入され、固化されている。

また、胴部１２は、底部２３の下側に複数の連結板２７により所定の隙間を空けて底板２８が連結されていてもよく、この連結板２７と底板２８との空間部にレジン（中性子遮蔽体）２９が設けられている。なお、連結板２７を設けないこともある。また、胴部１２は、側面３５にトラニオン３０が固定されている。トラニオン３０は、キャスク１１において径方向の相反する側に突出して対をなし、かつ上下方向の２箇所に配置されて、少なくとも計４箇所に設けられている。なお、図には明示しないが、補助として、トラニオン３０は、上述したキャスク１１において径方向の相反する側に突出して対をなし、かつ上下方向の２箇所にさらに追加配置して、計８箇所に設けてもよい。

蓋部１３は、図１に示すように、一次蓋３１と、二次蓋３２と、三次蓋３３と、を有する。一次蓋３１は、胴部１２における胴本体２１の開口部２２に対して着脱可能に取り付けられる。二次蓋３２は、一次蓋３１の外側で開口部２２に対して着脱可能に取り付けられる。三次蓋３３は、二次蓋３２の外側で開口部２２に対して着脱可能に取り付けられる。一次蓋３１は、キャビティ２４側の負圧を維持してキャビティ２４内に充填されたガスの漏洩を防ぐと共に、キャビティ２４内に収納された放射性物質５０から出る放射線（γ線）を遮蔽する。また、一次蓋３１は、二次蓋３２側にレジン（中性子遮蔽体）３４が設けられている。二次蓋３２は、一次蓋３１との間に大気に対して加圧された圧力監視境界を有すると共に、放射性物質５０から出る放射線（γ線）を遮蔽する。

バスケット１４は、キャビティ２４内に収容され、図中一点鎖線にて示す燃料集合体である放射性物質５０を個々に収納するセルとしての放射性物質収納部１５が上下方向で連続して形成されている。ここで、上下方向とは、キャスク１１において胴本体２１の円筒形状の中心軸の延在方向である高さ方向Ｘに対して沿う方向であり、胴本体２１の上下方向に相当する。バスケット本体１４Ａは、図３に示すように、複数の板状部材１６を組み合わせて構成されている。板状部材１６は、所定の板厚および所定の高さを有する矩形状の断面に形成されて長手状に形成されたものである。バスケット本体１４Ａは、複数の板状部材１６が、板厚方向Ｗに所定間隔をあけ、長さ方向Ｌに対して交差（直交）し、高さ方向（胴本体２１の高さ方向Ｘ）で積み重ねて形成されている。複数の板状部材１６は、この切欠部１６Ａを噛み合わせるように、長さ方向Ｌで交差し、板厚方向Ｗに所定間隔をあけて配置され、かつ高さ方向Ｘで積層される。このため、高さ方向Ｘで積み重ねられる各板状部材１６の間に、交差して組み合わされる板状部材１６が挿入されて組み合わされる。また、切欠部１６Ａは、高さ方向Ｘで積み重ねられる各板状部材１６同士の上端と下端とが当接し合うように、高さ方向Ｘへの切り欠き寸法が設定されている。板状部材１６は、炭素鋼や、ステンレス鋼または中性子吸収材としてボロンまたはボロン化合物を添加したステンレス鋼、アルミニウム合金またはアルミニウム合金に中性子吸収材としてボロンまたはボロン化合物を添加した複合材により構成される。なお、中性子吸収は、ボロンの他にガドリニウムを用いることができる。

このように構成された放射性物質収納容器としてのキャスク１１において、放射性物質５０は、水中において胴部１２におけるキャビティ２４のバスケット１４に挿入され、一次蓋３１が配置される。その後、胴部１２は、水中から引き上げられ、一次蓋３１に設けられた排水口（図示せず）から排水および吸引が行われ、一次蓋３１がボルトで取り付けられた後、真空乾燥および一次蓋３１に設けられた封入口（図示せず）からガス（例えば、不活性ガス）が注入されることで、一次蓋３１により密封された内部が負圧とされてガスで満たされる。その後、二次蓋３２および三次蓋３３がボルトにより取り付けられる。このように、放射性物質５０は、一次蓋３１、二次蓋３２および三次蓋３３を胴本体２１に取り付けることによりキャスク１１に収納される。なお、図には明示しないが、キャスク１１は、一次蓋３１および二次蓋３２のみを有する構成や、一次蓋３１および三次蓋３３のみを有する構成がある。

以下、板状部材１６の詳細な実施形態について説明する。図４−１は、本実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の平面図である。図４−２は、本実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の側面図である。図４−３は、本実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の縦断面図（図４−２におけるＡ−Ａ断面図）である。なお、図４−１〜図４−３に示す板状部材１６は、切欠部１６Ａを省略している。

図４−１〜図４−３に示すように、板状部材１６は、板材１６Ｂと、第一リブ１６Ｃと、第二リブ１６Ｄと、を備える。

板材１６Ｂは、板状部材１６における板厚方向Ｗで対向して一対設けられたものである。板材１６Ｂは、板状部材１６における高さ方向Ｘの高さを有し、板状部材１６における長さ方向Ｌの長さを有する。

第一リブ１６Ｃは、一対の板材１６Ｂの高さ方向Ｘの途中を長さ方向Ｌで連続して連結するものである。

第二リブ１６Ｄは、第一リブ１６Ｃに交差する方向（第一リブ１６Ｃに直交する高さ方向Ｘ）に延在すると共に長さ方向Ｌに複数並んで設けられて一対の板材１６Ｂを連結するものである。第二リブ１６Ｄは、板状部材１６の長さ方向Ｌの端に設けられて板状部材１６の長さ方向Ｌの端面１６ａをなす。また、図４−２に示すように、第二リブ１６Ｄは、板状部材１６の高さ方向Ｘの上下端に至り延在しているが、第一リブ１６Ｃから板状部材１６の高さ方向Ｘの途中まで延在する構成であってもよい。

従って、板状部材１６は、一対の板材１６Ｂの板厚方向Ｗの間に第一リブ１６Ｃおよび第二リブ１６Ｄが設けられ、これらリブ１６Ｃ，１６Ｄが存在していない一対の板材１６Ｂの板厚方向Ｗの間にギャップＧが形成される。ギャップＧは、放射性物質（燃料集合体）５０への未臨界機能を維持するもので、第一リブ１６Ｃを介して板状部材１６の高さ方向Ｘの上下に設けられて上下方向に開放し、かつ第二リブ１６Ｄを介して板状部材１６の長さ方向Ｌに複数設けられる。

この板状部材１６により構成されるバスケット１４は、板状部材１６の長さ方向Ｌに延在する第一リブ１６Ｃと、高さ方向Ｘに延在する第二リブ１６Ｄとが一対の板材１６Ｂの間に設けられて各板材１６Ｂを連結しているため、構造強度を向上することができる。しかも、一対の板材１６Ｂの間に形成されるギャップＧが、図４−３に示すように、板状部材１６の高さ方向Ｘの上下方向に開放して断面積が確保されているため、未臨界機能を十分に維持することができる。

なお、未臨界機能を十分に維持すると共に構造強度を向上するうえで、図４−２における板状部材１６の長さ方向Ｌにおいて、ギャップＧの総長さＧＬと、第二リブ１６Ｄの総長さＬＬとの比ＧＬ／ＬＬが、３以上５０以下の範囲であることが好ましい。

なお、板状部材１６は、機械加工により切削して形成される。また、板状部材１６は、型鍛造や鋳造により形成されて機械加工により仕上げ切削して形成される。このため、高強度材料（または高ボロン量）の押出成形では形成することが困難な材料であっても得ることができる。従って、上記構成に加えて、材料を選択することで構造強度をより向上することができる。または、上記構成に加えて、材料を選択することで構造強度を向上しつつ、小型化（薄厚化）を図り軽量化が可能になる。

図５−１は、本実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の平面図である。図５−２は、本実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の側面図である。図５−３は、本実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の縦断面図（図５−２におけるＢ−Ｂ断面図）である。なお、図５−１〜図５−３に示す板状部材１６は、切欠部１６Ａを省略している。

図５−１〜図５−３に示すように、板状部材１６は、第二リブ１６Ｄが板状部材１６の長さ方向Ｌの端に設けられて板状部材１６の長さ方向Ｌの端面１６ａをなす。また、この板状部材１６の端面１６ａは、図２に示すように、キャスク１１の胴部１２においてバスケット１４が収容されるキャビティ（収容部）２４の内面に当接する部分であり、キャビティ（収容部）２４の内面の形状に沿って形成されている。

この板状部材１６により構成されるバスケット本体１４Ａは、キャスク１１の胴部１２のキャビティ２４の内面への板状部材１６の端面１６ａの接触面積が増加するため、キャビティ２４側への伝熱性能を向上することができる。この結果、より発熱量の大きい放射性物質（燃料集合体）５０を収納することができる。または、伝熱性能の向上により、板状部材１６の小型化（薄厚化）を図り軽量化が可能になる。

図６−１は、本実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の平面図である。図６−２は、本実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の側面図である。図６−３は、本実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の縦断面図（図６−２におけるＣ−Ｃ断面図）である。図６−４は、本実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の縦断面図（図６−２におけるＤ−Ｄ断面図）である。なお、図６−１〜図６−４に示す板状部材１６は、切欠部１６Ａを省略している。

図６−１〜図６−４に示すように、板状部材１６は、長さ方向Ｌの両端部において長さ方向Ｌの他の部位と比較して第一リブ１６Ｃの高さ方向Ｘの寸法が大きく形成されている。

板状部材１６の端面１６ａは、図２に示すように、キャスク１１の胴部１２においてバスケット本体１４Ａが収容されるキャビティ（収容部）２４の内面に当接する部分であり、板状部材１６の長さ方向Ｌに沿ってキャスク１１が水平落下した場合、板状部材１６の長さ方向Ｌの両端部に最も大きい荷重が作用する。従って、板状部材１６の長さ方向Ｌの両端部において長さ方向Ｌの他の部位と比較して第一リブ１６Ｃの高さ方向Ｘの寸法が大きく形成されていることで、大きい荷重が作用しても十分な構造強度を有することができる。一方、板状部材１６の長さ方向Ｌの中央側では、放射性物質収納部１５が隣接しており放射性物質（燃料集合体）５０が隣接して収納されるため未臨界性を維持する必要があり、この部分のギャップＧを大きくできることから十分な未臨界機能を維持することができる。このように、この板状部材１６により構成されるバスケット本体１４Ａは、構造強度と未臨界機能を両立することができる。

図７−１は、本実施形態に係る放射性物質収納用バスケットの一部側面図である。図７−２は、本実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の平面図である。図７−３は、本実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の側面図である。図７−４は、本実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の縦断面図（図７−３におけるＥ−Ｅ断面図）である。なお、図７−１〜図７−４に示す板状部材１６は、切欠部１６Ａを省略している。

図７−１に示すように、バスケット本体１４Ａの放射性物質収納部１５に収納される放射性物質（燃料集合体）５０は、連通方向に長い燃料棒が支持格子（グリッドともいう）５０ａで複数束ねて構成されている。

この燃料集合体５０に対し、板状部材１６は、燃料集合体５０が放射性物質収納部１５に収納された状態で支持格子５０ａの位置する高さ方向Ｘの位置に対応して第一リブ１６Ｃが配置されている。図７−２〜図７−４では、支持格子５０ａの位置する高さ方向Ｘの位置に対応して第一リブ１６Ｃを配置した板状部材１６を示している。

板状部材１６は、バスケット本体１４Ａへの収納時に板状部材１６の長さ方向Ｌに沿ってキャスク１１が水平落下した場合、燃料集合体５０の支持格子５０ａが当接して最も大きい荷重が作用する。従って、支持格子５０ａの位置する高さ方向Ｘの位置に対応して第一リブ１６Ｃを配置することで、大きい荷重が作用しても十分な構造強度を有することができる。

図８−１は、本実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の平面図である。図８−２は、本実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の側面図である。図８−３は、本実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の縦断面図（図８−２におけるＦ−Ｆ断面図）である。図８−４は、本実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の縦断面図（図８−２におけるＧ−Ｇ断面図）である。図８−５は、本実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の他の例の側面図である。

図８−１〜図８−５に示すように、板状部材１６は、他の板状部材１６と互いに組み合わされる切欠部１６Ａが形成されている。そして、板状部材１６は、切欠部１６Ａの位置に対応して第二リブ１６Ｄが配置されている。

切欠部１６Ａは、板材１６Ｂを切り欠いて形成されており、構造強度が低下する傾向にある。また、切欠部１６Ａを介して各板状部材１６を互いに組み合わせて区画形成された放射性物質収納部１５に、放射性物質（燃料集合体）５０を収納した状態で、キャスク１１が水平落下した場合、放射性物質（燃料集合体）５０により切欠部１６Ａの周囲に最も大きい荷重が作用する。従って、切欠部１６Ａの位置に対応して第二リブ１６Ｄを配置することで、切欠部１６Ａの付近に十分な構造強度を有することができる。または、構造強度の向上により、板状部材１６の小型化（薄厚化）を図り軽量化が可能になる。

なお、第二リブ１６Ｄは、放射性物質（燃料集合体）５０の周囲をギャップＧで覆うことで未臨界機能を維持するため、長さ方向Ｌにおいて切欠部１６Ａの寸法よりも薄く形成することが好ましい。一方、第二リブ１６Ｄは、構造強度を有するため、長さ方向Ｌにおいて十分な寸法を有していることが好ましい。これらを両立するため、長さ方向Ｌにおいて、切欠部１６Ａの長さ方向Ｌの寸法Ｖ１と、第二リブ１６Ｄの寸法Ｖ２の比Ｖ１／Ｖ２が、３以上１５以下の範囲であることが好ましい。

また、第二リブ１６Ｄは、図８−５に示すように、第二リブ１６Ｄは、切欠部１６Ａの長さ方向Ｌの両端の位置に設けられている。そして、第二リブ１６Ｄは、放射性物質（燃料集合体）５０の周囲をギャップＧで覆うことで未臨界機能を維持するため、長さ方向Ｌにおいて切欠部１６Ａの寸法よりも薄く形成することが好ましい。一方、第二リブ１６Ｄは、構造強度を有するため、長さ方向Ｌにおいて十分な寸法を有していることが好ましい。従って、図８−５に示す構成の第二リブ１６Ｄは、長さ方向Ｌにおける寸法が図８−２に示す単一の場合の半分（Ｖ２／２）とされており、切欠部１６Ａの長さ方向Ｌの寸法Ｖ１と、第二リブ１６Ｄの寸法Ｖ２／２の比Ｖ１／（Ｖ２／２）・２が、３以上１５以下の範囲であることが好ましい。

また、第二リブ１６Ｄは、放射性物質（燃料集合体）５０の周囲をギャップＧで覆うことで未臨界機能を維持するため、切欠部１６Ａの位置に対応して設けられて、放射性物質収納部１５を囲むギャップＧ内（すなわち、切欠部１６Ａの間）に設けないことが好ましい。一方、第二リブ１６Ｄは、構造強度を有するため、図８−１、図８−２および図８−５に示すように、放射性物質収納部１５を囲むギャップＧ内（すなわち、切欠部１６Ａの間）に設けることが好ましい。これらを両立するため、例えば、放射性物質収納部１５を囲むギャップＧ内（すなわち、切欠部１６Ａの間）に設ける第二リブ１６Ｄの長さ方向Ｌにおける寸法を、切欠部１６Ａの位置に設けるものと比較して薄く形成してもよい。

図９−１は、本実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の平面図である。図９−２は、本実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の側面図である。図９−３は、本発明の実施形態に係る放射性物質収納用バスケットにおける板状部材の縦断面図（図９−２におけるＨ−Ｈ断面図）である。なお、図９−１〜図９−３に示す板状部材１６は、切欠部１６Ａを省略している。

図９−１〜図９−３に示すように、板状部材１６は、第一リブ１６Ｃに貫通孔１６Ｅが形成されている。

上述したように、放射性物質収納容器としてのキャスク１１は、放射性物質５０が水中において胴部１２におけるキャビティ２４のバスケット１４に挿入される。このとき、板材１６Ｂの間のギャップＧに水が満たされ、かつバスケット１４が収容されるキャビティ２４に水が満たされることが、放射性物質５０の未臨界を維持するうえで好ましい。この場合に、貫通孔１６Ｅが水を通すことで、ギャップＧに水を満たし、かつキャビティ２４に水を満たすことができる。その後、胴部１２は、水中から引き上げられ排水および吸引が行われ真空乾燥される。このとき、板材１６Ｂの間のギャップＧから水が排出されることが、真空乾燥するうえで好ましい。この場合に、貫通孔１６Ｅが水を通すことで、ギャップＧから水を効率的に排出することができる。また、板状部材１６を炭素鋼で形成しニッケルメッキを施す場合、板材１６Ｂの間のギャップＧに水素が残留しメッキの施工不良部分が生じる可能性があるが、貫通孔１６Ｅが水素を通すことで、ギャップＧから水素を排出して水素が溜まることを防止できる。

また、本実施形態のキャスク（放射性物質収納容器）１１は、筒形状の一方に開口部２２が形成されて他方に底部（閉塞部）２３が形成された胴部１２と、開口部２２を閉塞するように胴部１２に対して着脱可能な蓋部１３と、胴部１２内に収容される上述したバスケット１４と、を有する。

このキャスク１１によれば、上述したバスケット１４を有することで、構造強度を向上すると共に、未臨界機能を十分に維持することができる。

１１ キャスク（放射性物質収納容器）
１２ 胴部
１３ 蓋部
１４ バスケット
１４Ａ バスケット本体
１５ 放射性物質収納部
１６ 板状部材
１６ａ 端面
１６Ａ 切欠部
１６Ｂ 板材
１６Ｃ 第一リブ
１６Ｄ 第二リブ
１６Ｅ 貫通孔
２４ キャビティ（収容部）
５０ 燃料集合体（放射性物質）
５０ａ 支持格子
Ｇ ギャップ
Ｌ 長さ方向
Ｗ 板厚方向
Ｘ 高さ方向

Claims (6)

1. 複数の板状部材を板厚方向に所定間隔をあけ、長さ方向に対して交差し、高さ方向で積み重ねて配置されて、高さ方向に連通する複数の放射性物質収納部が区画形成されるバスケット本体を有し、
   前記板状部材は、
   板厚方向で対向する一対の板材と、
   各前記板材の高さ方向の途中を長さ方向で連続して連結する第一リブと、
   前記第一リブに交差する方向に延在すると共に長さ方向に複数並んで設けられて各前記板材を連結する第二リブと、
   を備え、
   前記板状部材は、長さ方向の両端部において長さ方向の他の部位と比較して前記第一リブの高さ方向の寸法が大きく形成されていることを特徴とする放射性物質収納用バスケット。
2. 複数の板状部材を板厚方向に所定間隔をあけ、長さ方向に対して交差し、高さ方向で積み重ねて配置されて、高さ方向に連通する複数の放射性物質収納部が区画形成されるバスケット本体を有し、
   前記板状部材は、
   板厚方向で対向する一対の板材と、
   各前記板材の高さ方向の途中を長さ方向で連続して連結する第一リブと、
   前記第一リブに交差する方向に延在すると共に長さ方向に複数並んで設けられて各前記板材を連結する第二リブと、
   を備え、
   前記バスケット本体の前記放射性物質収納部に収納される放射性物質が、連通方向に長い燃料棒が支持格子で複数束ねて構成された燃料集合体であり、
   前記板状部材は、前記燃料集合体が前記放射性物質収納部に収納された状態で前記支持格子の位置する高さ方向の位置に対応して前記第一リブが配置されていることを特徴とする放射性物質収納用バスケット。
3. 複数の板状部材を板厚方向に所定間隔をあけ、長さ方向に対して交差し、高さ方向で積み重ねて配置されて、高さ方向に連通する複数の放射性物質収納部が区画形成されるバスケット本体を有し、
   前記板状部材は、
   板厚方向で対向する一対の板材と、
   各前記板材の高さ方向の途中を長さ方向で連続して連結する第一リブと、
   前記第一リブに交差する方向に延在すると共に長さ方向に複数並んで設けられて各前記板材を連結する第二リブと、
   を備え、
   複数の前記板状部材は、長さ方向で交差して高さ方向で積層される部分が互いに切欠部を介して組み合わされ、当該切欠部の位置に対応して前記第二リブが配置されていることを特徴とする放射性物質収納用バスケット。
4. 前記板状部材は、長さ方向の端に前記第二リブが設けられ、かつ長さ方向の端面が、前記バスケット本体が収容される収容部の内面の形状に沿って形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の放射性物質収納用バスケット。
5. 前記板状部材は、前記第一リブに貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の放射性物質収納用バスケット。
6. 筒形状の一方に開口部が形成されて他方に閉塞部が形成された胴部と、
   前記開口部を閉塞するように前記胴部に対して着脱可能な蓋部と、
   前記胴部内に収容される請求項１〜５のいずれか１つに記載の放射性物質収納用バスケットと、
   を有することを特徴とする放射性物質収納容器。

Images