JP7292880B2 - 核型熱間静水圧プレス - Google Patents

Description

本願は、２０１６年７月８日に出願された米国仮出願第６２／３５９，７６６号に対する優先権を主張するものであり、該仮出願は、その全体が参照により本明細書中に援用される。

手動または遠隔のいずれか一方で放射性物質を処理することが可能な熱間静水圧プレス（「ＨＩＰ」）システムが、開示される。そのようなＨＩＰシステムを使用して、保守、操作、汚染除去、および廃棄のし易さを提供する方法もまた、開示される。

熱間静水圧プレスは、粉末冶金から作製される鋳造物と、構成要素とを含む、大量の材料を日々処理するために使用される確立された技術である。これらのシステムは、典型的には、産業環境内で動作し、ほぼ全ステップに対して直接的なオペレータ介入に関する能力に依拠する。例えば、ＨＩＰシステムの装填および装填解除、支援インフラストラクチャの保守、検査、および必要である場合、ＨＩＰ容器の場所における重要なシールの交換のために、実地処理が、要求される。加えて、潜在的なガス漏洩または容器故障を伴う課題を軽減させるための容器の通常の定期検査もまた、重要である。

加えて、ＨＩＰシステムが、放射性環境内で動作している場合、オペレータは、放射能から遮蔽されなければならない。したがって、放射能または活動のレベルに応じて、ＨＩＰシステムの遠隔設置および／または遠隔動作が、必要となり得る。したがって、オペレータが実地介入を行う能力は、実践的に可能ではないか、または、相当なリスクが存在する中で行われなければならないかのいずれかである。

前述の問題に対処し、排除するために、安全性、放射性環境内でのＨＩＰの操作、および保守の課題を考慮するだけではなく、それらの問題の大部分をも軽減させる、核型ＨＩＰシステムが、開示される。開示される核型ＨＩＰシステムは、上記に述べられた問題のうちの１つ以上、および／または先行技術の他の問題を克服することを対象とする。

ある側面では、本開示は、高温ＨＩＰ炉と、炉を囲繞する多重壁容器であって、多重壁容器は、壁の間に含まれた少なくとも１つの検出器を備え、該少なくとも１つの検出器は、ガス漏洩、容器壁の亀裂、または両方を検出する、多重壁容器と、炉の上部および真下に位置する、複数のヘッドと、ヨークフレームと、ＨＩＰ缶を高温ＨＩＰ炉に装填および装填解除するための、リフトとを備える、核型熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）システムを対象とする。１つの実施形態では、少なくとも１つの検出器は、圧力検出器、ガス流動検出器、化学物質検出器、放射線検出器、または音響検出器を備える。

そのようなシステムを使用して、保守、操作、汚染除去、および廃棄のし易さを提供する方法もまた、開示される。

前述の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方は、例示的かつ説明的にすぎず、請求されるように、本発明を制限するものではないことを理解されたい。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
（項目１）
核型熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）システムであって、
高温ＨＩＰ炉と、
前記炉を囲繞する多重壁容器であって、前記多重壁容器は、少なくとも１つの検出器を備え、前記少なくとも１つの検出器は、壁の間に含まれ、ガス漏洩、容器壁の亀裂、または両方を検出する、多重壁容器と、
前記炉の上部および真下に位置する、複数のヘッドと、
ヨークと、ヨークフレームと、
ＨＩＰ缶を前記高温ＨＩＰ炉に装填および装填解除するように構成される、リフト機構と、
を備える、核型ＨＩＰシステム。
（項目２）
前記少なくとも１つの検出器は、圧力検出器、ガス流動検出器、ガス分析器、放射線検出器、または音響検出器を備える、項目１に記載の核型ＨＩＰシステム。
（項目３）
多重壁容器は、２つの同心容器を備える、項目１に記載の核型ＨＩＰシステム。
（項目４）
２つの同心容器は、前記容器の間に少なくとも１つの溝を含み、前記溝は、内部容器の外側の中、外部容器の内側上、または両方に含まれ、前記容器壁の間に位置する、ガスが進行するための１つまたはそれを上回る通路を形成する、項目３に記載の核型ＨＩＰシステム。
（項目５）
前記ヨークは、複数の要素を備え、前記ヨークフレームが、前記ヨークの１つの要素の故障に応じて動作可能な状態でいることを可能にするように構成される、項目１に記載の核型ＨＩＰシステム。
（項目６）
前記ＨＩＰが起動する間に、リアルタイムの応力データを収集し、提供するように構成される、前記ヨーク上の少なくとも１つの歪みゲージをさらに備える、項目１に記載の核型ＨＩＰシステム。
（項目７）
前記複数のヘッドは、上部ヘッドと、外部下側ヘッドと、内部下側ヘッドとを備える、項目１に記載の核型ＨＩＰシステム。
（項目８）
前記外部下側ヘッドは、前記炉がその上に着座することを可能にするように構成される、項目７に記載の核型ＨＩＰシステム。
（項目９）
外部下側ヘッドが、前記容器に係止されることができる一方で、内部下側ヘッドが、降下され、熱間静水圧プレス処理されるべき部分を受け入れることができる、項目１に記載の核型ＨＩＰシステム。
（項目１０）
前記内部下側ヘッドは、上に熱間静水圧プレス処理されるべき構成要素が設置される台を保持するように構成され、かつそれが前記外部下側ヘッドの内径内にフィットすることを可能にするように構成される、項目７に記載の核型ＨＩＰシステム。
（項目１１）
前記内部下側ヘッドは、少なくとも１つのシールを含み、外部ヘッドとのシールを形成し、および／またはプレス処理されるべき構成要素が装填および装填解除されるとき、前記炉および熱バリアを定位置に保つ、項目７に記載の核型ＨＩＰシステム。
（項目１２）
前記内部下側ヘッドは、それを前記外部下側ヘッドに結合する、少なくとも１つの空気圧ピン、シリンダ、またはクランプを備える、項目７に記載の核型ＨＩＰシステム。
（項目１３）
前記上部ヘッドは、前記炉の上部上に位置し、かつ前記容器のボア内に着座する、項目７に記載の核型ＨＩＰシステム。
（項目１４）
前記システムは、電動式リフト、油圧シリンダ、空気圧シリンダ、機械ねじ、またはその組み合わせを備え、ＨＩＰ缶を前記ＨＩＰシステムの外側から前記ＨＩＰ炉に装填および装填解除する装填要素を備える、項目１に記載の核型ＨＩＰシステム。
（項目１５）
前記装填要素は、底部装填設計を備える、項目１４に記載の核型ＨＩＰシステム。
（項目１６）
前記システムは、二重底部閉鎖設計をさらに備え、前記炉および熱バリアが、前記容器の内側の定位置に存在しながら、前記熱間静水圧プレス処理された構成要素が前記システムから除去されることを可能にする、項目１５に記載の核型ＨＩＰシステム。
（項目１７）
前記炉は、通常動作のために、ばね荷重された留め金を用いて定位置に係止される、項目１に記載の核型ＨＩＰシステム。
（項目１８）
掛け金は、手動または自動のいずれか一方で作動されることができる、項目１７に記載の核型ＨＩＰシステム。
（項目１９）
前記炉と前記多重壁容器との間に位置する、少なくとも１つの熱バリア層をさらに備える、項目１に記載の核型ＨＩＰシステム。
（項目２０）
項目１に記載の核型ＨＩＰシステムを使用する、少なくとも１つの重金属または放射性同位体を含む材料を熱間静水圧プレス処理する方法。

図１Ａ－１Ｄは、底部装填ＨＩＰ（図１Ａ）と、外部下側ヘッド（図１Ｂ）と、内部下側ヘッド（図１Ｃ）と、上部ヘッド（図１Ｄ）とを備える、本開示による、核型ＨＩＰシステムの図面である。 図２Ａ－２Ｃは、上面図（図２Ａ）と、端面図（図２Ｂ）と、正面図（図２Ｃ）とを含む、本開示による、核型ＨＩＰシステムの異なる斜視図である。 図３は、図１Ａと同様であるが、ヨークが開放位置内に存在する、本開示による、核型ＨＩＰシステムの図面である。

前述の一般的な説明および図面の両方は、例示的かつ説明的にすぎず、請求されるように、本発明を制限するものではないことを理解されたい。

有毒環境および／または核環境内で使用するための多重壁ＨＩＰ容器およびそれを使用する方法の実施形態が、開示される。１つの実施形態では、多重壁容器は、二重壁容器を備え、容器殻の間に漏洩検出システムを備える。容器殻の間に位置する漏洩検出システムを有することによって、（例えば、シールからの）ガス漏洩を測定し、シールが性能を失い、取り替えられる必要があることの早期インジケーションをもたらすことが可能である。したがって、１つの実施形態では、漏洩検出システムは、容器の両端に冗長的に位置し、容器の亀裂および／またはシールからの漏洩の早期検出をもたらし、それによって、安全システムをトリガし得る。

二重壁／殻容器のいくつかの実施形態では、小さいスパイラル状の溝が、同心容器の間に位置するように、容器殻の中に機械加工されてもよい。このように、スパイラル状の溝は、内部容器の外側上または外部容器の内部直径の内側上のいずれか一方に機械加工され得る。２つの同心容器が焼き嵌めを介して組み立てられ、容器が合わせられると、溝が、容器の上部から底部へのチャネルまたは通路を形成する。この設計を使用することによって、本出願人は、貫通亀裂が、容器の第１の壁内に発現する場合、ＨＩＰ内に含まれるガスが、容器壁の間で漏洩し、ガスが、最も抵抗の少ない経路を進行し、溝の付いたチャネルの中に流動するであろうことを見出した。加えて、溝の付いたチャネルは、漏洩したガスが、容器の端部に進行し、含まれた状態で留まることを可能にする経路を形成する。

１つの実施形態では、多重壁容器は、複数の同心容器殻の界面に橋架する端部プレートを備え、ガスが、さらに、配管を介して検出デバイスに指向され、漏洩を感知することを可能にし得る。

１つの実施形態では、ガス漏洩の感知は、容器壁の間での圧力増加、ガス流動変化の測定、またはガス検出器等の化学物質検出器を含む、１つまたはそれを上回る技術を使用して行われ得る。したがって、種々の実施形態では、圧力センサ、流量計、ガス分析器、放射線検出器、ガイガーカウンタ、またはその組み合わせのうちの少なくとも１つが、多重壁ＨＩＰ容器の容器壁の間に含まれる。

前述の方法のうちの１つを使用すること等による不要なガスの検出に応じて、開示されるシステムは、ＨＩＰの通気孔を開放し、圧力を迅速に低減させ、亀裂がさらに成長することを防止するように構成される。加えて、制御システムが、炉への電力を遮断し、ガスの熱的膨張を介した圧力のいかなる増加をもさらに防止し得る。

関連付けられる同心容器および／または容器壁の裂け目の間のガス漏洩の検出に加えて、容器亀裂を検出する方法が、説明される。１つの実施形態では、容器亀裂の検出は、容器を、容器壁内の亀裂の形成を検出する、音響センサおよび／または振動センサにフィットさせることによって遂行されることができる。１つの実施形態では、この検出は、最初に、応力（最大圧力）状態および非応力（大気圧力）状態の容器の指紋信号を確立することによって遂行される。容器に対する音響信号はまた、システムの他の中間プロセスの加圧および加熱周期にわたって確立され得る。音響指紋信号は、容器壁の中に音波を伝送することと、記録センサ上の応答または伝送を記録することとによって、確立され得る。

前述のプロトコルを使用して容器に対する基準音響「指紋」を確立することによって、いかなる亀裂もが負荷下に発現したかどうかを決定することが可能であるだけではなく、亀裂のサイズが決定されることもまた、可能である。検出された亀裂が、容器設計にとって危機的な亀裂長さより長い状態においては、措置が、講じられ、ＨＩＰを安全に遮断することができる。このように、開示される亀裂検出システムは、ガス検出システムと同様に、ＨＩＰ周期の間にリアルタイムのデータをもたらすように構成される。

説明されるガス検出および亀裂検出システムに加えて、説明されるシステムはまた、ヨークの状態を、定量化可能なデータを用いてリアルタイムで監視する。例えば、いくつかの実施形態では、音響監視の間の場合のように、歪ゲージが、使用され、亀裂成長に起因する過度の形成を決定し、通常より大きい任意の伸展が、制御システムに圧力解放させ、かつＨＩＰを遮断させるであろう。本システムは、リアルタイム監視を行うことが可能であり、そのため、安全性の問題が生じ得る直前に、迅速な措置が、講じられ得る。いくつかの実施形態では、開示されるシステムは、複数の独立的な検出システムと、警報制御システムとを備える。結果として、開示されるシステムは、種々の異なる技術および機器によって、多様性および種々のレベルおよびタイプの温度および圧力制御の冗長性を提供する。

１つの実施形態では、ＨＩＰ制御システムは、プログラマブル論理制御装置（ＰＬＣ）、または他の同様のプログラマブルコントローラを含み、ガス圧力を制御するための自動化通気孔の制御を用いて、加熱および加圧速度を制御する。独立した「有線」警報制御システムは、ＰＬＣに異常がある場合、炉または製品の加熱が、両方の融解につながり得るため、ＨＩＰシステムを損傷させるであろう危険な温度および／または圧力条件をもたらし得ないことを確実にする。結果として、ＨＩＰシステムは、手動または遠隔のいずれか一方で、開示されるシステムを装填するように構成される。

図を参照すると、図１Ａは、本開示の１つの実施形態による、底部装填ＨＩＰシステムに関する一般的なレイアウトを示す。図１Ａの例示的実施形態は、多重壁容器を備える。この場合、二重壁容器１１０が、示される。二重壁容器１１０は、「破断前漏洩」設計を有し、壊滅的故障を軽減させる。例示的実施形態では、外部容器は、格納構造物（ホットセル）または人員に損傷をもたらし得る発射体になることからの任意の潜在的な破片を含む。容器材料は、ＡＳＭＥ規格適合材料を含み得、耐腐食性および加工されている製品からの放射性物質解放の場合の汚染除去のし易さのためにコーティングされる（例えば、Ｎｉコーティング／鍍着）、ステンレス鋼またはＡＳＭＥ規格承認合金のいずれか一方である。特に、容器材料は、ＡＳＭＥ規定下で定められるようなそれらの延性破壊モードに基づいて選択され得る。本構成の材料は、腐食および／または応力腐食亀裂のリスクを排除するために、ステンレス鋼または鍍着材料のいずれ一方であり得る。

図１Ａに示される例示的実施形態では、本システムは、ＨＩＰフレーム１６０と、ヨーク１３０（多重要素）とをさらに含む。この実施形態内に示されるヨーク１３０は、３つの構成要素を備える。１つの実施形態では、ヨーク１３０は、端部閉鎖部の開口部の範囲全体をカバーするように設計される。多重要素ヨーク１３０設計の利点は、ヨーク１３０アセンブリのうちの１つの要素が故障しても、他の要素がエンクロージャ内に保持され得ることであり、格納構造物（ホットセル）または人員に損傷をもたらし得る構成要素を含みながら圧力緩和を可能にすることである。

図１Ａはさらに、ヨーク１３０の要素上の一連の歪ゲージ１５０を記述する。歪ゲージ１５０は、ＨＩＰが起動する間に、リアルタイムの応力データを収集し、提供し得る。歪ゲージ１５０は、ヨーク１３０にフィットされ、そしてこれは、例えば、ヨークの変形の状態のオンライン監視能力をもたらす。したがって、例示的実施形態では、潜在的故障の早期インジケーションが、提供される。いくつかの実施形態では、早期インジケーションは、予防安全システム（圧力の放出）のトリガを補助してもよい。

図１Ａに示される例示的実施形態では、底部装填ＨＩＰシステムが、存在する。例示的実施形態は、ＨＩＰ缶領域１４０によって表される、ＨＩＰ缶内のプレス処理されるべき構成要素の底部装填を可能にする。ＨＩＰ缶領域１４０は、電動式リフト、油圧シリンダ、空気圧シリンダ、または機械ねじ、またはその３つ全ての組み合わせを含む、非限定的な実施例の種々の機構１７０を使用して上昇されることができる。

別の実施形態では、二重底部閉鎖部が、存在し得る。この設計は、炉および熱バリア（ｔｈｅｒｍａｌ ｂａｒｒｉｅｒ）が容器の内側の定位置に存在し、かつ作業装填ヘッドが独立して降下することを可能にする。例えば、アセンブリが、構成成分がプラットフォーム上に装填されるのを可能にしながら、容器の下から外側に進行し得る。次いで、装填されたプラットフォームは、容器の下に進行して戻り、かつ機構１７０によって炉の中に上昇され得る。

図１Ｂに目を向けると、本システムの外部下側ヘッド１７５が、示される。炉および熱バリア（絶縁）層が、この外部下側ヘッド１７５上に支持され得る。加えて、炉に対する電力および信号データが、外部下側ヘッド１７５を通過し得る。外部下側ヘッド１７５が、容器内に存在しながら、内部下側ヘッド１８０が、降下され、ＨＩＰ処理されるべき部分を受け入れることができる。１つの実施形態では、この構成要素は、自動化され、信号コマンドに応じて係止または解放し得る係止ピンを介して、定位置に係止することができる。

図１Ｃを参照すると、本システムの内部下側ヘッド１８０が、示される。内部下側ヘッド１８０は、ＨＩＰ処理されるべき構成要素が上に設置される、装填スタンド（ＨＩＰ缶領域１４０によって表される）を保持する。内部下側ヘッド１８０またはその一部が、外部下側ヘッド１７５の内径の中にフィットするような寸法にされる。さらに、内部下側ヘッド１８０は、外部下側ヘッド１７５のボアの中に挿入されると係合されるシール要素を有する。順に、外部下側ヘッド１７５が、容器のボアに対してシールされる。加えて、内部下側ヘッド１８０は、プレス処理されるべき構成要素が装填および装填解除されるとき、炉および熱バリアを定位置に保つ。本実施形態の利点は、内部下側ヘッド１８０が、炉および熱バリアの寿命を増加させることである。

内部下側ヘッド１８０は、それを外部下側ヘッド１７５に添着する自動化（空気圧）ピン／シリンダを有する。例えば、外部下側ヘッド１７５は、ピン／シリンダ１８２を介して内部下側ヘッド１８０と動作可能に結合および結合解除するようなサイズ、寸法、および／または構成にされる。この実施形態では、上昇されると、内部下側ヘッド１８０は、外部下側ヘッド１７５と係合し、ピンは、それに係止する。ピストンが、次いで、降下され、ヨークに対する経路が、システム１２０の上部ヘッド（図１Ｄに示される）および容器１１０の下側ヘッド１７５、１８０にわたって移動されることを可能にする。

図２Ａ－２Ｃに目を向けると、上面図（図２Ａ）と、端面図（図２Ｂ）と、正面図（図２Ｃ）とを含む、本開示による、核型ＨＩＰシステムの異なる斜視図が、示される。容器１１０およびシステムの上面図を示す図２Ａを参照すると、部分装填ガイド２１０に関して、その部分が、オーバーヘッドクレーンによって装填されている場合、それは、中心に置かれ、内部下側ヘッドの装填プラットフォーム上に設置されることに留意されたい。

図２Ｃは、内部下側ヘッド１８０（図１Ｃを参照されたい）が、トラック、または、ガイド２２０上で押動、引動、または駆動されることができることを示す。容器ボアの下の、容器ボアの中心ラインに対応する領域に移動されると、内部下側ヘッド１８０は、容器１１０の中に上向きに駆動するように構成される、シリンダまたはモータねじ等の機構１７０（図１Ａを参照されたい）によって上昇されることができる。いったん定位置に移動されると、ピン／シリンダ１８２が、ヘッドを定位置に係止し、エレベータピストンまたはドライブが、後退し、ヨークが、ＨＩＰ容器の中心ラインに対応する領域にわたって移動される。図２Ｃはまた、閉鎖位置２３０Ａおよび開放位置２３０Ｂにおけるヨーク１３０を示す。例示的実施形態では、機構１７０（リフトシリンダ）が、床内の窪みから上向きに上昇する。しかしながら、機構１７０は、代替として、容器１１０に沿って搭載され、ヘッドを上方に引動／押動し、ヨーク１３０の通路を乗り越え、それを横断して移動し得る。

図３は、台上の容器および付加的および／または要素を伴う主要部を示す。これらの特徴／要素は、容器３１５の両端部上に漏洩検出プレートを伴う、二重壁容器３１０を含み得る。例示的実施形態はさらに、炉３３０を囲繞する絶縁層３２０等の熱バリア層を示す。装填プラットフォーム３４０は、ＨＩＰ缶を保持、装填および装填解除し得る。例示的実施形態では、ヨークは、開放位置２３０Ｂ状態である。

図３に示される他の要素は、（図１Ｂからの）外部下側ヘッド１７５およびヘッド担体３７０の上部に位置する（図１Ｃからの）内部下側ヘッド１８０を含む。加えて、外部下側ヘッド１７５（炉ヘッド）を上向きに保持するピン／アクチュエータ３５０が、示される。最後に、内部下側ヘッド１８０に除去可能に結合し、かつ機構１７０の上昇／降下方向に垂直方向である下方の位置にあるとき、内部下側ヘッド１８０を押動／引動するように構成される、外部下側ヘッド押動／引動装置３６０が、示される。これは、例えば、下側炉／熱バリアが、保守または修理のために、外部位置に降下されるとき、特に有利であり得る。例示的実施形態では、外部下側ヘッド押動／引動装置３６０は、内部下側ヘッドが、接触位置に進行し、上昇される準備ができると、結合解除され得る。結合／結合解除は、種々の方法で生じ得る。例えば、ピンが係合解除されるとき、内部下側ヘッド１８０は、降下され、それによって、同時に炉ヘッドをも降下させ得る。降下位置から、内部下側ヘッド１８０および／または炉ヘッドが、システムから外部位置に移動され、それによって、保守を実施するためのアクセスを可能にし得る。
（産業上の利用可能性）

示されるように、高温ＨＩＰ炉と、炉を囲繞する多重壁容器であって、多重壁容器は、壁の間に含まれ、ガス漏洩、容器壁の亀裂、または両方を検出する、少なくとも１つの検出器を備える、多重壁容器とを備える核型熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）システムが、説明される。少なくとも１つの検出器は、圧力検出器、ガス流動検出器、ガス分析器、放射線検出器、または音響検出器を備え得る。

上部ヘッドと、外部下側ヘッドと、内部下側ヘッドとを備える、炉の上部および真下に位置する、複数のヘッドを備えるシステムもまた、説明される。１つの実施形態では、外部下側ヘッドは、炉がその上に着座することを可能にするように構成される。それがまた、容器に係止されることができる一方で、内部下側ヘッドが、降下され、熱間静水圧プレス処理されるべき部分を受け入れることができる。１つの実施形態では、内部下側ヘッドは、上に熱間静水圧プレス処理されるべき構成要素が設置される台を保持するように構成され、かつそれが外部下側ヘッドの内径内にフィットすることを可能にするように構成される。内部下側ヘッドはまた、少なくとも１つのシールを含み、外部ヘッドとのシールを形成し、および／またはプレス処理されるべき構成要素が装填および装填解除されるとき、炉および熱バリアを定位置に保ち得る。内部下側ヘッドはまた、それを外部下側ヘッドに結合する、少なくとも１つの空気圧ピン、シリンダ、またはクランプを備えてもよい。また、上部ヘッドは、典型的には、炉の上部上に位置し、かつ容器のボア内に着座する。

１つの実施形態では、ヨークと、ヨークフレームとを備える、核型ＨＩＰシステムが、説明される。ヨークは、複数の要素を備えてもよく、ヨークフレームが、ヨークの１つの要素の故障に応じて動作可能な状態でいることを可能にするように構成される。別の実施形態では、ＨＩＰが起動する間に、リアルタイムの応力データを収集し、提供するように構成される、ヨーク上の少なくとも１つの歪みゲージを備える。

説明される核型熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）システムは、ＨＩＰ缶を高温ＨＩＰ炉に装填および装填解除するように構成される、リフト機構をさらに備える。装填要素の非限定的な実施例は、電動式リフト、油圧シリンダ、空気圧シリンダ、機械ねじ、またはその組み合わせを備え、ＨＩＰ缶をＨＩＰシステムの外側からＨＩＰ炉に装填および装填解除する。

ある実施形態では、装填要素は、底部装填設計を備え、システムは、二重底部閉鎖設計をさらに備え、炉および熱バリアが、容器の内側の定位置に存在しながら、熱間静水圧プレス処理された構成要素がシステムから除去されることを可能にし得る。

ある実施形態では、多重壁容器は、２つの同心容器を備える。この実施形態はまた、容器の間に少なくとも１つの溝を含んでもよく、該溝は、内部容器の外側の中、外部容器の内側上、または両方に含まれ、容器壁の間に位置する、ガスが進行するための１つまたはそれを上回る通路を形成する。

核型ＨＩＰシステムはまた、炉と多重壁容器との間に位置する、少なくとも１つの熱バリア層をさらに備え得る。

１つの実施形態では、核型ＨＩＰシステムの炉は、通常動作のために、ばね荷重された留め金を用いて定位置に係止される。掛け金は、手動または自動のいずれか一方で作動されることができる。

別の実施形態では、本明細書に記載される核型ＨＩＰシステムを使用する、少なくとも１つの重金属、有毒物、または放射性同位体を含む材料を熱間静水圧プレス処理する方法が、開示される。そのような材料の非限定的な実施例は、使用済み核燃料、水銀、カドミウム、ルテニウム、セシウム、マグネシウム、プルトニウム、アルミニウム、黒鉛、ウラン、および他の原子力発電所の廃棄物、ゼオライト材料および汚染土のあらゆる公知の組成を含む。

本発明の他の実施形態が、本明細書に開示される本発明の明細書および実践を考慮し、当業者に明白となるであろう。本明細書および実施例は、例示的にすぎないと見なされ、かつ本発明の真の範囲は、以下の請求項によって示されていることが、意図される。

Claims (18)

1. 放射性物質を処理するための熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）システムであって、
   高温ＨＩＰ炉と、
   前記高温ＨＩＰ炉を囲繞する多重壁容器であって、前記多重壁容器は、少なくとも１つの検出器を備え、前記少なくとも１つの検出器は、壁の間に含まれ、ガス漏洩、容器壁の亀裂、または両方を検出する、多重壁容器と、
   前記高温ＨＩＰ炉の上部および真下に位置する、複数のヘッドと、
   ヨークと、ヨークフレームと、
   ＨＩＰ缶を前記高温ＨＩＰ炉に装填および装填解除するように構成される、リフト機構と
   を備え、前記多重壁容器は、２つの同心容器を備え、前記２つの同心容器は、内部容器と外部容器との間に少なくとも１つの溝を含み、前記少なくとも１つの溝は、前記内部容器の外側の中、または前記外部容器の内側上、または両方に含まれ、前記容器壁の間に位置するガスが進行するための１つまたは複数の通路を形成する、放射性物質を処理するためのＨＩＰシステム。
2. 前記少なくとも１つの検出器は、圧力検出器、ガス流動検出器、ガス分析器、放射線検出器、または音響検出器を備える、請求項１に記載の放射性物質を処理するためのＨＩＰシステム。
3. 前記ヨークは、複数の要素を備え、前記ヨークフレームが、前記ヨークの１つの要素の故障に応じて動作可能な状態であることを可能にするように構成される、請求項１に記載の放射性物質を処理するためのＨＩＰシステム。
4. 前記放射性物質を処理するためのＨＩＰシステムの動作中に、リアルタイムの応力データを収集し、提供するように構成される、前記ヨーク上の少なくとも１つの歪みゲージをさらに備える、請求項１に記載の放射性物質を処理するためのＨＩＰシステム。
5. 前記複数のヘッドは、上部ヘッドと、外部下側ヘッドと、内部下側ヘッドとを備える、請求項１に記載の放射性物質を処理するためのＨＩＰシステム。
6. 前記外部下側ヘッドは、前記高温ＨＩＰ炉がその上に着座することを可能にするように構成される、請求項５に記載の放射性物質を処理するためのＨＩＰシステム。
7. 前記外部下側ヘッドが、前記多重壁容器に係止されることができる一方で、前記内部下側ヘッドが、降下され、前記放射性物質を処理するためのＨＩＰシステムにおいてプレス処理されるべき部分を受け入れることができる、請求項６に記載の放射性物質を処理するためのＨＩＰシステム。
8. 前記内部下側ヘッドは、上に前記放射性物質を処理するためのＨＩＰシステムにおいてプレス処理されるべき部分が設置される台を保持するように構成され、かつ前記内部下側ヘッドが前記外部下側ヘッドの内径内にフィットすることを可能にするように構成される、請求項５に記載の放射性物質を処理するためのＨＩＰシステム。
9. 前記内部下側ヘッドは、少なくとも１つのシールを含み、前記外部下側ヘッドとのシールを形成し、および／またはプレス処理されるべき構成要素が装填および装填解除されるとき、前記高温ＨＩＰ炉および熱バリアを定位置に保つ、請求項５に記載の放射性物質を処理するためのＨＩＰシステム。
10. 前記内部下側ヘッドは、それを前記外部下側ヘッドに結合する、少なくとも１つの空気圧ピン、シリンダ、またはクランプを備える、請求項５に記載の放射性物質を処理するためのＨＩＰシステム。
11. 前記上部ヘッドは、前記高温ＨＩＰ炉の上部上に位置し、かつ前記多重壁容器のボア内に着座する、請求項５に記載の放射性物質を処理するためのＨＩＰシステム。
12. 前記放射性物質を処理するためのＨＩＰシステムは、装填要素を備え、前記装填要素は、電動式リフト、油圧シリンダ、空気圧シリンダ、機械ねじ、またはその組み合わせを備え、ＨＩＰ缶を前記放射性物質を処理するためのＨＩＰシステムの外側から前記高温ＨＩＰ炉に装填および装填解除する、請求項１に記載の放射性物質を処理するためのＨＩＰシステム。
13. 前記装填要素は、底部装填設計を備える、請求項１２に記載の放射性物質を処理するためのＨＩＰシステム。
14. 前記放射性物質を処理するためのＨＩＰシステムは、二重底部閉鎖設計をさらに備え、前記高温ＨＩＰ炉および熱バリアが、前記多重壁容器の内側の定位置に存在しながら、前記放射性物質を処理するためのＨＩＰシステムでプレス処理された部分が前記放射性物質を処理するためのＨＩＰシステムから除去されることを可能にする、請求項１３に記載の放射性物質を処理するためのＨＩＰシステム。
15. 前記高温ＨＩＰ炉は、通常動作のために、ばね荷重された留め金を用いて定位置に係止される、請求項１に記載の放射性物質を処理するためのＨＩＰシステム。
16. 前記留め金は、手動または自動のいずれか一方で作動されることができる、請求項１５に記載の放射性物質を処理するためのＨＩＰシステム。
17. 前記高温ＨＩＰ炉と前記多重壁容器との間に位置する、少なくとも１つの熱バリア層をさらに備える、請求項１に記載の放射性物質を処理するためのＨＩＰシステム。
18. 請求項１に記載の放射性物質を処理するためのＨＩＰシステムを使用する、少なくとも１つの重金属または放射性同位体を含む材料を熱間静水圧プレス処理する方法。

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