JP6595333B2 - 放射性物質収納容器 - Google Patents

Description

本開示は、使用済み核燃料などの放射性物質を収納し保管する放射性物質収納容器に関する。

原子核燃料（新核燃料及び使用済核燃料）などの放射性物質の輸送及び貯蔵は、放射性物質収納容器に内蔵されたバスケットと呼ばれる格子状の構造物に収納された状態で行われる。放射性物質収納容器には、遮蔽機能、除熱機能及び高強度構造が要求されると共に、重量増加をなるべく避ける必要がある。
放射性物質収納容器には、輸送用又は吊下げ用等として用いられるトラニオンが胴本体の前後部の外周面に設けられる。トラニオンの取付け部付近では円筒形の胴本体を切り欠くために、胴本体に設けられる遮蔽材がその部位だけ薄くなって局部的に放射線の遮蔽性能が不足することになる。
そのため、特許文献１及び２では、胴本体とバスケットの間にトラニオンと対向する位置に放射線遮蔽体を設け、トラニオン取付け部の放射線遮蔽性能を高めることが開示されている。

また、特許文献３には、放射線量が多い使用済み核燃料をバスケットの中心部に配置し、放射線量が低い使用済み核燃料をバスケットの周辺部に配置することで、胴本体外面に達する放射線量を抑制する手段が開示されている。
このような配置では、矩形の横断面を有するバスケットに対して胴本体は円形の横断面を有するため、容器の周方向で放射線量が多い使用済み核燃料を収納するバスケットが胴本体に接近する部位が存在し、このような部位では容器外面の放射線量が高くなる。
一方、胴本体の横断面形状をバスケットの形状に沿うように製作すると、加工形状が複雑になり、高コスト化すると共に、胴本体の重量が増加するおそれがある。

実開昭６１−１４０９９９号公報 特開２０１４−０６６５６７号公報 特開２００７−３１５９４７号公報

前述のように、特許文献３に記載された使用済み核燃料の配置では、バスケットの中央部に収容される放射線量が多い核燃料が、バスケットの周辺部に収容される放射線量が少ない核燃料に覆われない領域、又は周辺部に放射線量が少ない核燃料を収容しない場合は、周辺部の核燃料による遮蔽効果が低いため、胴本体外面に達する放射線量が高くなる。
また、容器外面の放射線量が少ない周方向位置にトラニオンを配置した場合、トラニオンと異なる周方向位置では容器外面の放射線量が高くなる。
これを防止するため、特許文献１及び２に開示された放射線遮蔽部材を胴本体の全周に配置すると、容器の大型化及び重量増加を招くという問題がある。

上記課題に鑑み、本発明の少なくとも一実施形態は、放射性物質収納容器の大型化及び重量増加を招くことなく、容器外面に達する放射線量を周方向全域に亘り低減可能な放射性物質収納容器を実現することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る放射性物質収納容器は、
内壁面が円形断面である円筒形状を有する胴本体と、
前記胴本体に収容され、前記胴本体の横断面において、放射性物質を収容するための矩形空間が格子状に配列されてなる収容領域を有するバスケットと、
前記バスケット及び前記胴本体間に形成された隙間に前記胴本体の軸方向に沿って延在し、前記矩形空間の対角線に平行でかつ前記胴本体の中心軸を通る線と交差する領域を中心とした周方向領域に設けられた放射線遮蔽部材と、
前記胴本体の側面のうち、前記胴本体の周方向において前記放射線遮蔽部材と異なる位置に設けられたトラニオンと、
を備える。

上記構成（１）によれば、上記胴本体の横断面において、バスケットが胴本体の内側に近くなる周方向領域に放射線遮蔽部材が配置され、トラニオンはこの周方向領域から外れた領域に配置されるので、容器の全周に亘り容器外面に達する放射線量を低減できる。
また、放射線遮蔽部材を胴本体の周方向の一部のみに設けるだけであるので、容器の大型化、重量増加及び高コスト化を招かない。

（２）幾つかの実施形態では、前記構成（１）において、
前記収容領域は、
前記胴本体の内側に対向する位置に設けられ、第１の放射線量を有する放射性物質を収容するための第１の収容領域と、
前記第１の収容領域より前記胴本体の径方向内側に設けられ、前記第１の放射線量より高い第２の放射線量を有する放射性物質を収容する第２の収容領域と、
を有し、
前記放射線遮蔽部材は、前記胴本体の周方向において、前記胴本体の内側と前記第２の収容領域との間の距離が最も小さくなる領域を含むように配置されている。
上記構成（２）によれば、胴本体の内側と第２の収容領域との間の距離が最も小さくなる領域、即ち、容器外面に達する放射線量が最も高くなる領域に放射線遮蔽部材が配置されるので、この領域における容器外面の放射線量を低減できる。
また、放射線遮蔽部材の配置を胴本体の周方向領域の一部のみに限定できるので、容器の大型化、重量増加及び高コスト化を招かない。

（３）幾つかの実施形態では、前記構成（２）において、
前記トラニオンは、前記胴本体の周方向において、前記距離が最も大きくなる領域を含むように配置されている。
上記構成（２）によれば、胴本体の内側と第２の収容領域との間の距離が最も大きくなる領域、即ち、容器外面に達する放射線量が最も低くなる領域にトラニオンが配置されるので、この領域における容器外面の放射線量を低減できる。

（４）幾つかの実施形態では、前記構成（１）〜（３）の何れかにおいて、
前記胴本体の横断面において、前記横断面の中心点と前記トラニオンの中心とを結ぶ線と前記横断面の中心点と前記放射線遮蔽部材の配置位置とを結ぶ線との角度が１０°以上である。
上記構成（４）によれば、容器外面の放射線量が低いトラニオン取付け部から離れ、放射線量が高くなる領域に放射線遮蔽部材を配置することで、この領域における容器外面の放射線量を低減できる。
また、上記角度を１０°以上とすることで、放射線遮蔽部材の配置位置の特定が容易になる。

（５）幾つかの実施形態では、前記構成（１）〜（４）の何れかにおいて、
前記バスケットは、前記横断面上において互いに交差するように組み合わされた複数の板状部材で構成され、
前記放射線遮蔽部材は、前記隙間のうち、前記複数の板状部材のうち前記収容領域より径方向外側に至るまで延在する延在部と前記胴本体の内側とによって規定される閉空間内に設けられている。
上記構成（５）によれば、放射線遮蔽部材を上記閉空間に配置することで、放射線遮蔽部材の配置が容易になると共に、放射線遮蔽部材の周方向領域の配置場所の自由度を広げることができる。

（６）幾つかの実施形態では、前記構成（５）において、
前記放射線遮蔽部材は、前記閉空間を構成する壁面の少なくとも一部に沿って形成されている。
上記構成（６）によれば、放射線遮蔽部材を上記閉空間を構成する壁面に沿わせることで、使用済み燃料から放射される放射線の遮蔽効果を向上できる。また、放射線遮蔽部材によってバスケットと胴本体間に伝熱経路を形成し、これによって、バスケットと胴本体間の熱伝達を促進でき、バスケットの除熱効果を高めることができる。

（７）幾つかの実施形態では、前記構成（５）又は（６）において、
前記放射線遮蔽部材は、前記横断面において前記閉空間のうち径方向内側に形成されている。
上記構成（７）によれば、放射線遮蔽部材が上記閉空間のうち径方向内側に形成されるため、径方向内側に配置された使用済み燃料から放射される放射線の遮蔽効果を高めることができると共に、バスケットとの熱伝達を促進でき、バスケットの除熱効果を高めることができる。

（８）幾つかの実施形態では、前記構成（７）において、
前記放射線遮蔽部材は、前記バスケットに対向配置される少なくとも２つの板材で構成されている。
上記構成（８）によれば、放射線遮蔽部材を構成する２つの板材はバスケットの２つの面に対向配置されるので、バスケット側から出る放射線の遮蔽を効果的に行うことができると共に、上記２つの板材を介した伝熱経路が形成されるため、バスケットの除熱効果を向上できる。また、放射線遮蔽部材を低コストで製造できる。

（９）幾つかの実施形態では、前記構成（１）〜（８）の何れかにおいて、
前記放射線遮蔽部材は、中空の構造体である。
上記構成（９）によれば、放射線遮蔽部材を中空とすることで容器を軽量化できるため、容器の輸送時及び吊下げ時などで容器の取り扱いが容易になる。

（１０）幾つかの実施形態では、前記構成（１）〜（９）の何れかにおいて、
前記放射線遮蔽部材は、前記胴本体の内壁面に固定されている。
上記構成（１０）によれば、放射線遮蔽部材が胴本体内面から内方へ突出するので、バスケットの周方向への回転を抑止でき、これによって、バスケットと胴本体との相対的な周方向の位置ずれを防止できる。

（１１）幾つかの実施形態では、前記構成（１）〜（１０）の何れかにおいて、
前記放射線遮蔽部材の内部に前記胴本体の軸方向に配置されたドレン流路をさらに備える。
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、即ち、使用済み核燃料は高放射性物質を含むので、原子力発電所の冷却水ピットで所定期間冷却された後、放射性物質収納容器に収納され、トラック又は船舶等で再処理施設又は使用済み燃料貯蔵施設に搬送され貯蔵される。
この際、水は中性子線の遮蔽効果があるため、容器の内部に冷却水を残留させる場合がある。あるいは、容器を冷却水ピットから出して輸送する際、容器の重量を低減するため、容器内の残留水を抜く場合もある。
上記構成（１１）によれば、放射線遮蔽部材の内部にドレン流路を備えることで、容器内の水抜きが容易になると共に、放射性物質収納容器に外部から何等かの衝撃が加わったとき、ドレン流路を衝撃から保護することができる。

（１２）幾つかの実施形態では、前記構成（１）〜（１１）の何れかにおいて、
前記放射線遮蔽部材は中空空間が密閉された構成を有する。
上記構成（１２）によれば、放射線遮蔽部材を中空とすることで、重量を軽減できると共に、中空空間を形成する壁体によって容器を高強度とすることができる。
また、放射線遮蔽部材の壁部を夫々バスケット及び胴本体の内側面に沿わせることで、バスケット側から出る放射線の遮蔽効果を向上できると共に、放射線遮蔽部材がバスケットと胴本体間の伝熱経路を形成するので、バスケットの除熱効果を向上できる。
また、容器の内部に冷却水を充填して中性子線の遮蔽性能を向上させる場合、中空空間から水抜きすることで、容器内の冷却水量を低減でき、これによって、吊下げ時又は輸送時等において容器の重量を低減できる。

（１３）幾つかの実施形態では、前記構成（１）〜（１２）の何れかにおいて、
前記放射線遮蔽部材は７０００ｋｇ／ｍ^３以上の密度を有する材料で構成される。
上記構成（１３）によれば、７０００ｋｇ／ｍ^３以上の密度を有する材料（例えば、鉄、ステンレス鋼等）は、放射線のうちγ線の遮蔽に有効である。かかる材料で構成された放射線遮蔽部材を設けることで、γ線の遮蔽効果を向上できる。
なお、バスケットが胴本体内面に対し軸方向の一端でのみ固定される場合、放射線遮蔽部材をバスケットと胴本体間に設けることで、上記片持ち状態を解消でき、これによって、バスケットの支持強度を高めることができる。そのため、容器を水平姿勢で取り扱う場合や、落下時に水平な落下姿勢となる場合、バスケットの支持強度を向上できる。

（１４）幾つかの実施形態では、前記構成（１）〜（１３）の何れかにおいて、
前記放射線遮蔽部材は前記胴本体より熱伝達率が大きい材料で構成される。
上記構成（１４）によれば、バスケットと胴本体間に胴本体より熱伝達率が高い放射線遮蔽部材を設けることで、バスケットから胴本体内面への伝熱経路が形成でき、これによって、バスケットから胴本体への熱伝達を促進でき、バスケットの除熱効果を高めることができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、放射性物質収納容器の大型化、重量増加及び高コスト化を招くことなく、容器外面に達する放射線量を周方向全域に亘り低減できる。

一実施形態に係る放射性物質収納容器の横断面図である。 一実施形態に係る放射性物質収納容器の横断面図である。 一実施形態に係る放射性物質収納容器の横断面図である。 一実施形態に係る放射性物質収納容器の横断面図である。 （Ａ）〜（Ｇ）は幾つかの実施形態に係る放射線遮蔽部材の断面図である。 一実施形態に係る放射性物質収納容器の正面視断面図である。 図６中のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 一実施形態に係る放射性物質収納容器の正面視断面図である。 図８中のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 一実施形態に係る放射線遮蔽部材の横断面図である。 一実施形態に係る放射性物質収納容器の正面視断面図である。 図１１中のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。 従来の放射性物質収納容器の横断面図である。 容器外面の放射線当量率分布を示す線図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載され又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１３は従来の放射性物質収納容器（以下「容器」とも言う。）の一例を示す横断面図である。図１３において、容器１００は、円筒形をした胴本体１０２の内部に格子状構造物であるバスケット１０４が設けられている。胴本体１０２は外側から外筒１０６、放射線遮蔽機能を有する遮蔽壁１０８及び１１０が積層された構造を有する。バスケット１０４の内部に例えば使用済み核燃料集合体などの放射性物質１１２（１１２ａ、１１２ｂ）が収納されている。胴本体１０２の中心部に設けられたバスケット１０４に、斜線で示すように放射線量が高い放射性物質１１２（１１２ａ）が収納され、その周辺部に設けられたバスケット１０４に放射線量が低い放射性物質１１２（１１２ｂ）が収納されている。
放射性物質１１２（１１２ａ）から出る放射線は放射性物質１１２（１１２ｂ）又は放射性物質１１２（１１２ｂ）を収納するバスケット１０４を通る間に放射線量が低減する。

また、容器１００の輸送時又は吊下げ時等に用いられるトラニオン１１４が胴本体１０２の外周面に設けられる。図１３に示す例では、４個のトラニオン１１４が胴本体１０２の周方向で９０°間隔で配置されている。
横断面が矩形のバスケット１０４に対し、胴本体１０２の横断面は円形であり、胴本体１０２の内壁面１０２ａは円形断面となるため、放射線量が高い放射性物質１１２（１１２ａ）が収納されたバスケット１０４と内壁面１０２ａとの距離は胴本体１０２の周方向で異なる。
トラニオン１１４の取付け部付近では胴本体１０２の遮蔽壁が切り欠かれ、放射線の遮蔽性能が他の部位と比べて不足するため、トラニオン１１４は、図１３に示すように、放射線量が高い放射性物質１１２（１１２ａ）を収納するバスケット１０４と内壁面１０２ａとの距離が大きい周方向位置に配置されるか、又は放射線量が高い放射性物質１１２（１１２ａ）と内壁面１０２ａの間に放射線量が低い放射線物質１１２（１１２ｂ）を置くように配置される。

図１４は、上記構成の容器１００において、容器外面の放射線の線量当量率（図１３の０°〜９０°位置）を示している。
図１３に示すバスケット１０４の配置では、トラニオン１１４が取り付けられる胴本体１０２の周方向領域のちょうど中間に当る領域、即ち、胴本体１０２の中心点Ｏとトラニオン１１４の中心とを結ぶ線Ｌｔに対して周方向に４５°ずれた領域（図１４中、破線で囲まれた領域）で、容器外面の放射線量が最大となっている。

本発明の幾つかの実施形態に係る放射性物質収納容器１０（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ）は、図１〜図４に示すように、円筒形状を有する胴本体１２と胴本体１２の内部に収容されるバスケット１４とで構成されている。バスケット１４は、胴本体１２の横断面において矩形空間Ｓｒが格子状に配列されてなる収容領域Ｒを有する。矩形空間Ｓｒには、例えば、新核燃料集合体、使用済み核燃料集合体等の放射性物質１６を収納する。
胴本体１２とバスケット１４との間に形成された隙間に放射線遮蔽部材２６が設けられる。放射線遮蔽部材２６は胴本体１２の軸方向に沿って延在し、矩形空間Ｓｒの対角線に平行でかつ胴本体１２の中心軸Ｏを通る線Ｌｄと交差する領域を中心とした周方向領域に設けられる。
また、容器１０の輸送時又は吊下げ時等に用いられるトラニオン１８が、胴本体１２の側面に設けられる。トラニオン１８は、胴本体１２の周方向領域で放射線遮蔽部材２６と異なる領域に設けられる。

これによって、放射線遮蔽部材２６は放射性物質１６を収容したバスケット１４が胴本体１２の内壁面１２ａに近くなる周方向領域に配置され、トラニオン１８は放射線遮蔽部材２６から外れた領域に配置される。
図示した実施形態では、矩形空間Ｓｒは胴本体１２の横断面上で矩形を有する。胴本体１２は、外側から外筒２０、放射線遮蔽機能を有する遮蔽壁２２及び２４で構成される。遮蔽壁２２は、例えば樹脂で構成され中性子線の遮蔽効果を有する。遮蔽壁２４は例えば炭素鋼で構成されγ線の遮蔽効果を有する。

例示的な実施形態では、図１〜図４に示すように、収容領域Ｒは、第１の放射線量を有する放射性物質１６（１６ａ）を収容する第１の収容領域Ｒ（Ｒ_１）と、第１の放射線量より高い第２の放射線量を有する放射性物質１６（１６ｂ）を収容する第２の収容領域Ｒ（Ｒ_２）とを有する。第１の収容領域Ｒ（Ｒ_１）は胴本体１２の内壁面１２ａに対向する位置に設けられ、第２の収容領域Ｒ（Ｒ_２）（図中斜線で表示）は第１の収容領域Ｒ（Ｒ_１）より胴本体１２の径方向内側に設けられる。
放射線遮蔽部材２６は、胴本体１２の周方向において、胴本体１２の内壁面１２ａと第２の収容領域Ｒ（Ｒ_２）との距離が最も小さくなる領域、即ち、容器外面に達する放射線量が最も高くなる領域を含むように配置される。

例示的な実施形態では、図１〜図４に示すように、トラニオン１８は、胴本体１２の周方向において、胴本体１２の内壁面１２ａと第２の収容領域Ｒ（Ｒ_２）との距離が最も大きくなる領域、即ち、容器外面に達する放射線量が最も低くなる領域を含むように配置される。
なお、トラニオン１８は、高い放射線量を有する放射性物質１６（１６ｂ）と内壁面１２ａの間に放射性物質１６（１６ｂ）より低い放射線量を有する放射性物質１６（１６ａ）が存在する領域、即ち、容器外面に達する放射線量が最も低くなる領域を含むように配置されてもよい。

例示的な実施形態では、胴本体１２の横断面上において、胴本体１２の横断面の中心軸Ｏとトラニオン１８の中心とを結ぶ線Ｌｔと、中心軸Ｏと放射線遮蔽部材２６の配置位置とを結ぶ線Ｌａとの角度が１０°以上とされる。
これによって、トラニオン１８の取付け部を胴本体１２の周方向で放射線量が高い領域から離すことができる。
図１に示す実施形態では、第２の収容領域Ｒ（Ｒ_２）が胴本体１２の内壁面１２ａに最も接近した領域、即ち、線Ｌｔと線Ｌａとの角度が４５°の領域に放射線遮蔽部材２６が配置される。
図２〜図４に示す実施形態においても、線Ｌｔと線Ｌａとの角度が１０°以上となる領域に放射線遮蔽部材２６が設けられている。

例示的な実施形態では、図１〜図４に示すように、胴本体１２の横断面上において、互いに交差するように組み合わされた複数の板状部材２８で構成される。放射線遮蔽部材２６は、胴本体１２とバスケット１４間に形成される隙間において、板状部材２８のうち収容領域Ｒより径方向外側に至るまで延在する延在部と胴本体１２の内壁面１２ａとによって規定される閉空間Ｓｃ内に設けられる。

例示的な実施形態では、放射線遮蔽部材２６（２６ａ〜２６ｇ）は、図５（Ａ）〜（Ｇ）に示すように、閉空間Ｓｃを構成する壁面の少なくとも一部に沿って形成される。
例示的な実施形態では、放射線遮蔽部材２６（２６ａ〜２６ｃ）は、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、閉空間Ｓｃのうち径方向内側に形成される。
例示的な実施形態では、放射線遮蔽部材２６（２６ａ〜２６ｇ）は、図５（Ａ）〜（Ｇ）に示すように、放射線遮蔽効果を有してバスケット１４に対向配置される少なくとも２個の遮蔽板（板材）３０ａ、３０ｂ又は板状の壁体３４ａ、３４ｂで構成される。
例示的な実施形態では、放射線遮蔽部材２６（２６ｄ〜２６ｇ）は、図５（Ｄ）〜（Ｇ）に示すように、放射線遮蔽効果を有する板状の壁体３４ａ、３４ｂ及び３６（３６ｄ〜３６ｇ）で構成される中空の構造体であり、内部に中空空間ｓを有する。
壁体３６（３６ｄ〜３６ｇ）は、胴本体１２の内壁面１２ａに対向配置できる。

図示した実施形態では、図５の（Ａ）〜（Ｃ）に示す放射線遮蔽部材２６（２６ａ〜２６ｃ）は、バスケット１４の２つの面に対向配置される２つの遮蔽板３０ａ及び３０ｂで構成される。放射線遮蔽部材２６（２６ａ〜２６ｃ）の遮蔽板３０ａ及び３０ｂは、互いに直交する方向に配置され、バスケット１４の直交する２面の全面に対向配置できる。
このうち、図５（Ａ）に示す放射線遮蔽部材２６（２６ａ）の遮蔽板３０ａ及び３０ｂは互いに接続され、図５（Ｂ）に示す放射線遮蔽部材２６（２６ｂ）の遮蔽板３０ａ及び３０ｂは互いに分離して配置され、図５（Ｃ）に示す放射線遮蔽部材２６（２６ｃ）の遮蔽板３０ａ及び３０ｂは、別の部材３２に取り付けられる。

図５（Ｄ）に示す放射線遮蔽部材２６（２６ｄ）は、平坦な板材からなる３枚の壁体３４ａ、３４ｂ及び３６（３６ｄ）で構成され、内部が中空で三角形の横断面を有する。
図５（Ｅ）に示す放射線遮蔽部材２６（２６ｅ）は、平坦な板材からなる４枚の壁体３４ａ、３４ｂ、３６ｅ（３８、４０）で構成され、内部が中空で台形の横断面を有する。
図５（Ｆ）に示す放射線遮蔽部材２６（２６ｆ）は、平坦な板材からなる２枚の壁体３４ａ及び３４ｂと、円弧形状の板材からなる壁体３６（３６ｆ）とで構成され、内部が中空の横断面を有する。
図５（Ｇ）に示す放射線遮蔽部材２６（２６ｇ）は、平坦な板材からなる２枚の壁体３４ａ及び３４ｂと、複数の平坦な板材が連続的に接続されて曲面を形成する壁体３６（３６ｇ）とで構成され、内部が中空の横断面を有する。
放射線遮蔽部材２６（２６ｄ〜２６ｇ）の壁体３４ａ及び３４ｂは互いに直交して配置されているため、バスケット１４の直交する２面の全面に対向配置できると共に、壁体３６（３６ｄ〜３６ｇ）は胴本体１２の内壁面１２ａの全面に対向配置できる。

例示的な実施形態では、図６〜図１２に示すように、放射線遮蔽部材２６（２６ａ〜２６ｈ）は、胴本体１２の内壁面１２ａに固定されている。
図示した実施形態では、図７，図９、図１０及び図１２に示すように、放射線遮蔽部材２６は溶接ｗによって内壁面１２ａに固定される。
図示した実施形態では、図７に示すように、ボルト５４によって内壁面１２ａに固定される。
図示した実施形態では、図６、図８、図１１及び図１２に示すように、放射線遮蔽部材２６の上端に固定具５６が設けられる。固定具５６は、図６に示すように、放射線遮蔽部材２６の上端に設けられ、あるいは図８及び図１１に示すように、放射線遮蔽部材２６の上端に設けられた蓋５２の上面に設けられる。
固定具５６は、図１２に示すように、ボルト５８により胴本体１２の内壁面１２ａに固定される。

図示した実施形態では、図６、図８及び図１１に示すように、胴本体１２は底部１２ａを有し、底部１２ａは、胴本体１２の側壁と同様に、外側から外筒２０、放射線遮蔽機能を有する遮蔽壁２２及び２４で構成されている。
容器１０の入口部は、例えば炭素鋼製の内側蓋４４及び外側蓋４６で密閉され、内側蓋４４と外側蓋４６との間に樹脂製の遮蔽体４８が介装される。
トラニオン１８は胴本体１２の入口及び底部に、周方向に夫々４個ずつ設けられる。トラニオン１８の内側の胴本体１２には樹脂製の遮蔽体５０が設けられる。

例示的な実施形態では、図６、図８及び図１１に示す容器１０（１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ）において、放射線遮蔽部材２６の内部に胴本体１２の軸方向にドレン流路４２（４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ）が設けられる。なお、図６、図８及び図１１は図１中のＡ―Ａ線に沿う断面図に相当する図である。
使用済み核燃料は原子力発電所の冷却水ピットで所定期間冷却された後、放射性物質収納容器に収納され、トラック又は船舶等で再処理施設又は使用済み燃料貯蔵施設に搬送され貯蔵される。
ドレン流路４２を設けることで、容器１０を冷却水ピットから取り出して輸送する際に、容器１０の内部に残留した冷却水をドレン流路４２を介して抜き出すことができる。

図６、図８及び図１１に示す実施形態では、内側蓋４４にドレン流路４２と連通する流路４４ａが形成される。
容器内の冷却水を抜くときは、外側蓋４６及び遮蔽体４８を外し、例えば、流路４４ａにホース（不図示）を入れて冷却水を抜き出す。

図６及び図７に示す容器１０Ｅにおいて、放射線遮蔽部材２６は、例えば、図５（Ｆ）に示す放射線遮蔽部材２６（２６ｆ）とほぼ同様の構成を有する。即ち、３つの壁体３４ａ、３４ｂ及び３６（３６ｆ）で三角形状の横断面を形成し、内部に中空空間ｓを有している。
この実施形態では、ドレン流路４２は中空空間ｓに配置されたドレン管４２（４２ａ）で構成され、ドレン管４２（４２ａ）は胴本体１２の軸方向全長に亘り延設されている。ドレン管４２（４２ａ）は、放射線遮蔽部材２６の内部で、胴本体１２の内壁面１２ａに向かって曲げられ、内壁面１２ａに接して胴本体１２の軸方向に延在する。
かかる構成では、ドレン管４２（４２ａ）を内壁面１２ａに固定できるので、ドレン管４２（４２ａ）の支持を強固にできる。

図８及び図９に示す容器１０Ｆでは、放射線遮蔽部材２６（２６ｇ）は容器１０Ｅの放射線遮蔽部材２６（２６ｆ）と類似した構成を有するが、壁体３４ｂが厚肉に形成され、ドレン流路４２（４２ｂ）は壁体３４ｂの内部に形成される点で、放射線遮蔽部材２６（２６ｆ）とは異なる。
かかる構成では、放射線遮蔽部材２６の内部にドレン管を配設する必要がなくなり、ドレン流路４２の配置が容易になると共に、ドレン管の支持構造が不要になるため、低コスト化できる。
なお、本実施形態において、壁体３４ｂの内部にドレン流路４２（４２ｂ）を形成する代わりに、壁体３４ｂの内部にドレン管を埋め込むようにしてもよい。

図１０に示す実施形態では、放射線遮蔽部材２６（２６ｈ）は稠密の構造体で構成され、放射線遮蔽部材２６（２６ｈ）の内部にドレン流路４２（４２ｃ）が形成される、ドレン流路４２（４２ｃ）は胴本体１２の軸方向に延在する。
かかる構成では、放射線遮蔽部材２６の内部にドレン管を配設する必要がなくなり、ドレン流路４２の配置が容易になると共に、ドレン管の支持構造が不要になるため、低コスト化できる。
図１１及び図１２に示す容器１０Ｇでは、ドレン管４２（４２ｄ）は固定具５６に嵌入されて支持される。
この実施形態によれば、固定具５６が放射線遮蔽部材２６（２６ｆ）を胴本体１２を固定する機能と、ドレン管４２（４２ｄ）の支持機能を兼用でき、放射線遮蔽部材及びドレン管の支持手段を低コスト化できる。

例示的な実施形態では、放射線遮蔽部材２６は、図５（Ｄ）〜（Ｇ）で示す放射線遮蔽部材２６（２６ｄ〜２６ｇ）のように、中空空間ｓが壁体３４ａ、３４ｂ及び３６で囲まれた構成を有している。
図示した実施形態では、図８及び図１１に示すように、蓋５２と放射線遮蔽部材２６の壁体との間にパッキン６０を設けて中空空間ｓを密閉している。

例示的な実施形態では、放射線遮蔽部材２６は７０００ｋｇ／ｍ^３以上の密度を有する材料（例えば、鉄、ステンレス鋼等）で構成される。
上記材料は、放射線のうちγ線の遮蔽に有効であり、かかる材料で製造された放射線遮蔽部材を設けることで、γ線の遮蔽効果を向上できる。

例示的な実施形態では、放射線遮蔽部材２６は胴本体１２より熱伝達率が大きい材料（例えば、鉄、ステンレス鋼等）で構成される。

幾つかの実施形態によれば、図１〜図４に示すように、バスケット１４が胴本体１２の内壁面１２ａに近くなる周方向領域に放射線遮蔽部材２６が設けられ、トラニオン１８はこの周方向領域から離れ、容器外面に達する放射線量が低い領域に取り付けられるので、容器１０の全周に亘り容器外面の放射線量を低減できる。
また、放射線遮蔽部材２６を胴本体１２の周方向の一部のみに設けるだけであるので、容器１０の大型化、重量増加及び高コスト化を招かない。

例示的な実施形態によれば、図１〜図４に示すように、放射線遮蔽部材２６は、第２の収容領域Ｒ（Ｒ_２）が胴本体１２の内壁面１２ａに最も小さくなる周方向領域、即ち、容器外面の放射線量が最も多くなる周方向領域に配置されるので、この領域における容器外面の放射線量を低減できる。
例示的な実施形態によれば、トラニオン１８は胴本体１２の内壁面１２ａと第２の収容領域Ｒ（Ｒ_２）との距離が最も大きくなる領域に取り付けられるため、トラニオン取付け部における容器外面の放射線量を低減できる。

例示的な実施形態によれば、図１〜図４に示すように、胴本体１２の横断面の中心軸Ｏとトラニオン１８の中心とを結ぶ線Ｌｔと、中心軸Ｏと放射線遮蔽部材２６の配置位置とを結ぶ線Ｌａとの角度を１０°以上とすることで、トラニオン１８の取付け部を胴本体１２の周方向で放射線量が高い領域から離すことができる。
また、上記角度を１０°以上とすることで、放射線遮蔽部材２６の配置位置の特定が容易になる。
例示的な実施形態によれば、図１〜図４に示すように、放射線遮蔽部材２６を胴本体１２とバスケット１４間に形成される閉空間Ｓｃに配置することで、放射線遮蔽部材２６の配置が容易になると共に、胴本体１２の周方向での放射線遮蔽部材２６の配置場所の自由度を広げることができる。

例示的な実施形態によれば、図５（Ａ）〜（Ｇ）に示すように、放射線遮蔽部材２６（２６ａ〜２６ｇ）は、閉空間Ｓｃを構成する壁面、即ち、バスケット１４及び胴本体１２の内壁面１２ａの少なくとも一部に沿って形成されるため、バスケット１４から放射される放射線の遮蔽効果を高めることができる。また、放射線遮蔽部材２６の配置によってバスケット１４と胴本体１２間に伝熱経路を形成でき、これによって、バスケット１４と胴本体１２間の熱伝達を促進できるため、バスケット１４の除熱効果を向上できる。
例示的な実施形態によれば、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、放射線遮蔽部材２６（２６ａ〜２６ｃ）は、閉空間Ｓｃのうち径方向内側に形成されるため、特に、バスケット１４から放射される放射線の遮蔽効果を向上できると共に、バスケット１４との熱伝達を促進できる。

例示的な実施形態によれば、図５（Ａ）〜（Ｇ）に示すように、放射線遮蔽部材２６（２６ａ〜２６ｇ）は、放射線遮蔽効果を有してバスケット１４に対向配置される少なくとも２個の遮蔽板（板材）３０ａ、３０ｂ又は板状の壁体３４ａ、３４ｂで構成されるため、特に、バスケット１４から放射される放射線の遮蔽効果を向上できると共に、バスケット１４との熱伝達を促進できる。
例示的な実施形態によれば、図５（Ｄ）〜（Ｇ）に示すように、放射線遮蔽部材２６（２６ｄ〜２６ｇ）は、放射線遮蔽効果を有する板状の壁体３４ａ、３４ｂ及び３６（３６ｄ〜３６ｇ）で構成される中空の構造体であるため、容器１０を軽量化でき、輸送時及び吊下げ時等に容器１０の取り扱いを容易にできる。
また、壁体３４ａ及び３４ｂをバスケット１４の２つの面に対向配置させ、壁体３６を胴本体１２の内壁面１２ａに対向配置させることで、放射線の遮蔽効果とバスケット１４の除熱効果をさらに向上できる。

図示した実施形態によれば、図５（Ａ）〜（Ｇ）に示すように、放射線遮蔽部材２６（２６ａ〜２６ｇ）は、遮蔽板３０ａと３０ｂ又は壁体３４ａと３４ｂが互いに直交配置されるので、バスケット１４の直交する２つの面の全面に近接して対向配置できるため、放射線遮蔽効果をさらに向上できる。
図示した実施形態によれば、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、放射線遮蔽部材２６（２６ａ〜２６ｃ）は、遮蔽板３０ａ及び３０ｂのみで構成されるので、低コスト化できると共に、容器１０の重量を低減できる。
図示した実施形態によれば、図５（Ｃ）に示すように、放射線遮蔽部材２６（２６ｃ）において遮蔽板３０ａ及び３０ｂは別の部材３２に取り付けられるので、遮蔽板３０ａ及び３０ｂの所望の位置への配置が容易になると共に、遮蔽板３０ａ及び３０ｂの支持強度を向上できる。
図示した実施形態によれば、図５（Ｆ）に示すように、放射線遮蔽部材２６（２６ｆ）は、壁体３６（２６ｆ）が円弧形状を有するので、円弧形状を有する胴本体１２の内壁面１２ａの全面に近接して対向配置でき、これによって、胴本体１２との熱伝達を促進できる。

例示的な実施形態によれば、図６〜図１２に示すように、放射線遮蔽部材２６（２６ａ〜２６ｈ）は、胴本体１２の内壁面１２ａに固定されているので、胴本体１２の内壁面１２ａから内側へ突出した放射線遮蔽部材２６によって、バスケット１４の周方向への回転を抑止できる。これによって、バスケット１４と胴本体１２との相対的な周方向の位置ずれを防止できる。
図示した実施形態によれば、放射線遮蔽部材２６は溶接ｗ又はボルト５４によって内壁面１２に固定されるので、特別な固定具を必要とせず、低コスト化できる。

例示的な実施形態によれば、図５（Ｄ）〜（Ｇ）で示す放射線遮蔽部材２６（２６ｄ〜２６ｇ）のように、放射線遮蔽部材の内部に中空空間ｓを形成することで、重量を軽減できると共に、中空空間ｓを壁体３４ａ、３４ｂ及び３６で囲むことで、容器を高強度とすることができる。
また、壁体３４ａ、３４ｂ及び３６を夫々バスケット１４及び胴本体１２の内壁面１２ａに沿わせることで、バスケット１４側から出る放射線の遮蔽効果を向上できると共に、放射線遮蔽部材２６がバスケット１４と胴本体１２間の伝熱経路を形成するので、バスケット１４の除熱効果を向上できる。
また、容器１０の内部に冷却水を充填して中性子線の遮蔽性能を向上させる場合、中空空間ｓから水抜きすることで、容器１０内の冷却水量を低減でき、これによって、吊下げ時又は輸送時等において容器１０の重量を低減できる。

例示的な実施形態によれば、放射線遮蔽部材２６を７０００ｋｇ／ｍ３以上の密度を有する材料（例えば、鉄、ステンレス鋼等）で構成することで、γ線の遮蔽効果を向上できる。
例示的な実施形態によれば、放射線遮蔽部材２６を胴本体１２より熱伝達率が大きい材料で構成することで、放射線遮蔽部材２６によってバスケット１４から胴本体１２の内壁面１２ａへの伝熱経路が形成でき、これによって、バスケット１４から胴本体１２への熱伝達を促進でき、バスケット１４の除熱効果を高めることができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、放射性物質収納容器の大型化及び重量増加を招くことなく、低コストで容器外面の放射線量を周方向全域に亘り低減できる。

１０（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ、１０Ｇ）、１００ 放射性物質収納容器
１２，１０２ 胴本体
１２ａ、１０２ａ 内壁面
１４，１０４ バスケット
１６（１６ａ、１６ｂ） 放射性物質
１８，１１４ トラニオン
２０，１０６ 外筒
２２、２４，１０８，１１０ 遮蔽壁
２６（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆ、２６ｇ、２６ｈ）、１１２（１１２ａ、１１２ｂ） 放射線遮蔽部材
３０ａ、３０ｂ 遮蔽板
３４ａ、３４ｂ、３６（３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅ、３６ｆ（３８，４０）、３６ｇ） 壁体
４２（４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ） ドレン流路
４４ 内側蓋
４６ 外側蓋
４８、５０ 遮蔽体
５２ 蓋
５４、５８ ボルト
５６ 固定具
６０ パッキン
Ｏ 中心軸
Ｓｃ 閉空間
Ｓｒ 矩形空間
ｓ 中空空間

Claims (14)

1. 内壁面が円形断面である円筒形状を有する胴本体と、
   前記胴本体に収容され、前記胴本体の横断面において、放射性物質を収容するための矩形空間が格子状に配列されてなる収容領域を有するバスケットと、
   前記バスケット及び前記胴本体間に形成された隙間に前記胴本体の軸方向に沿って延在し、前記矩形空間の対角線に平行でかつ前記胴本体の中心軸を通る線と交差する領域を中心とした周方向領域に設けられた放射線遮蔽部材と、
   前記胴本体の側面のうち、前記胴本体の周方向において前記放射線遮蔽部材と異なる位置に設けられたトラニオンと、
   を備えることを特徴とする放射性物質収納容器。
2. 前記収容領域は、
   前記胴本体の内側に対向する位置に設けられ、第１の放射線量を有する放射性物質を収容するための第１の収容領域と、
   前記第１の収容領域より前記胴本体の径方向内側に設けられ、前記第１の放射線量より高い第２の放射線量を有する放射性物質を収容する第２の収容領域と、
   を有し、
   前記放射線遮蔽部材は、前記胴本体の周方向において、前記胴本体の内側と前記第２の収容領域との間の距離が最も小さくなる領域を含むように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の放射性物質収納容器。
3. 前記トラニオンは、前記胴本体の周方向において、前記距離が最も大きくなる領域を含むように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の放射性物質収納容器。
4. 前記胴本体の横断面において、前記横断面の中心点と前記トラニオンの中心とを結ぶ線と前記横断面の中心点と前記放射線遮蔽部材の配置位置とを結ぶ線との角度が１０°以上であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の放射性物質収納容器。
5. 前記バスケットは、前記横断面上において互いに交差するように組み合わされた複数の板状部材で構成され、
   前記放射線遮蔽部材は、前記隙間のうち、前記複数の板状部材のうち前記収容領域より径方向外側に至るまで延在する延在部と前記胴本体の内側とによって規定される閉空間内に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の放射性物質収納容器。
6. 前記放射線遮蔽部材は、前記閉空間を構成する壁面の少なくとも一部に沿って形成されていることを特徴とする請求項５に記載の放射性物質収納容器。
7. 前記放射線遮蔽部材は、前記横断面において前記閉空間のうち径方向内側に形成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の放射性物質収納容器。
8. 前記放射線遮蔽部材は、前記バスケットに対向配置される少なくとも２つの板材で構成されていることを特徴とする請求項７に記載の放射性物質収納容器。
9. 前記放射線遮蔽部材は、中空の構造体であることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の放射性物質収納容器。
10. 前記放射線遮蔽部材は、前記胴本体の内壁面に固定されていることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の放射性物質収納容器。
11. 前記放射線遮蔽部材の内部に前記胴本体の軸方向に配置されたドレン流路をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の放射性物質収納容器。
12. 前記放射線遮蔽部材は中空空間が密閉された構成を有することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の放射性物質収納容器。
13. 前記放射線遮蔽部材は７０００ｋｇ／ｍ^３以上の密度を有する材料で構成されることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の放射性物質収納容器。
14. 前記放射線遮蔽部材は前記胴本体より熱伝達率が大きい材料で構成されることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の放射性物質収納容器。

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