JPS60222797A - 使用済燃料集合体保管施設 - Google Patents
使用済燃料集合体保管施設Info
- Publication number
- JPS60222797A JPS60222797A JP59078526A JP7852684A JPS60222797A JP S60222797 A JPS60222797 A JP S60222797A JP 59078526 A JP59078526 A JP 59078526A JP 7852684 A JP7852684 A JP 7852684A JP S60222797 A JPS60222797 A JP S60222797A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water tank
- spent fuel
- water
- fuel assembly
- storage facility
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は使用済燃料集合体保管施設に係わり、特に本使
用済燃料集合体を線源としてγ線照射装置に利用するに
好適な保管施設に関する。
用済燃料集合体を線源としてγ線照射装置に利用するに
好適な保管施設に関する。
従来の使用済燃料集合体保管施設は燃料の崩壊熱を除去
すると共に燃料からのγ線および中性子線をしやへいす
るための水槽よりなり、燃料集合体は水槽底部の集合体
ラックに挿入され、各々の集合体は一定量以上集まると
臨界に達する可能性があるため適当な距離をおいて配列
される。
すると共に燃料からのγ線および中性子線をしやへいす
るための水槽よりなり、燃料集合体は水槽底部の集合体
ラックに挿入され、各々の集合体は一定量以上集まると
臨界に達する可能性があるため適当な距離をおいて配列
される。
しかし、保管施設は単に使用済燃料集合体を長期安全に
保管することが目的であり、保管されて ゛いる燃料を
有効に使用することはない。また、使 −′用済燃料集
合体数が増大すると共に、保管施設の保管能力が不足し
、保管施設の増強が必要となるが、本施設が有効に使わ
れることはない。
保管することが目的であり、保管されて ゛いる燃料を
有効に使用することはない。また、使 −′用済燃料集
合体数が増大すると共に、保管施設の保管能力が不足し
、保管施設の増強が必要となるが、本施設が有効に使わ
れることはない。
一方、γ線照射装置は穀類その他の発芽防止、殺菌など
に利用され、目的に応じた照射線量率が準備されている
。しかし、線源として用いられる６０ＣＯの価格が急騰
し、その結果として照射に係わる費用が上昇しつつある
。
に利用され、目的に応じた照射線量率が準備されている
。しかし、線源として用いられる６０ＣＯの価格が急騰
し、その結果として照射に係わる費用が上昇しつつある
。
上記使用済燃料集合体保管数の増大および照射用線源価
格の上昇という状況より、照射用線源として使用済燃料
集合体を使用する方策が容易に思い当るが、本法実施に
際しては次の２つの問題解決が不可避である。第１は使
用済燃料集合体の燃料中に蓄積された超ウラン元素およ
び核分裂生成物から放出される中性子による被照射材の
放射化の問題である。第２は一体当りの線源強度が小さ
いため大線量率確保のためには多数の使用済燃料集合体
が必要となり、照射停止に当り線”源の移動またはしや
へい体の移動が難しくなる問題である。
格の上昇という状況より、照射用線源として使用済燃料
集合体を使用する方策が容易に思い当るが、本法実施に
際しては次の２つの問題解決が不可避である。第１は使
用済燃料集合体の燃料中に蓄積された超ウラン元素およ
び核分裂生成物から放出される中性子による被照射材の
放射化の問題である。第２は一体当りの線源強度が小さ
いため大線量率確保のためには多数の使用済燃料集合体
が必要となり、照射停止に当り線”源の移動またはしや
へい体の移動が難しくなる問題である。
燃焼度２５，０００Ｍ Ｗ Ｄ ／ Ｔの代表的なりＷ
Ｒ燃料集合体についてのγ線および中性子線源強度を試
算すると、燃焼停止後１０年経過時においては、γ線は
、３ＸＩＯ”ＭｅＶ／ｓ／体でこの際のγ線の平均エネ
ルギは０．２ＭｅＶ となり、平均エネルギが１ 、０
Ｍ ｅ Ｖ となるように低エネルギ成分を除いた場
合の線源強度は３Ｘ１０１３ＭｅＶ／Ｓ／体となる。一
方中性子については主として超ウラン元素であるキュリ
ウム２４４の自然核分裂によるもので、その強度は２
Ｘ １’Ｏ’ ｎ／ ｓ／体となる。３ Ｘ １０”Ｍ
ｅ Ｖ／ ｓ ７体というγ線源は６０ＣＯ換算で約
３，０００ Ｃｉに相当するが２Ｘｂ ６０ＣＯなどの通常のγ線々源と異なる点である。
Ｒ燃料集合体についてのγ線および中性子線源強度を試
算すると、燃焼停止後１０年経過時においては、γ線は
、３ＸＩＯ”ＭｅＶ／ｓ／体でこの際のγ線の平均エネ
ルギは０．２ＭｅＶ となり、平均エネルギが１ 、０
Ｍ ｅ Ｖ となるように低エネルギ成分を除いた場
合の線源強度は３Ｘ１０１３ＭｅＶ／Ｓ／体となる。一
方中性子については主として超ウラン元素であるキュリ
ウム２４４の自然核分裂によるもので、その強度は２
Ｘ １’Ｏ’ ｎ／ ｓ／体となる。３ Ｘ １０”Ｍ
ｅ Ｖ／ ｓ ７体というγ線源は６０ＣＯ換算で約
３，０００ Ｃｉに相当するが２Ｘｂ ６０ＣＯなどの通常のγ線々源と異なる点である。
本発明の目的は、使用済燃料集合体を単に安全に保管す
るのみではなく、γ線々源として照射に使用するために
、γ線々源として十分な線源強度を保持しつつ、中性子
を選択的に減衰せしめｙ照射時の被照射体の誘導放射能
を低減すると共に、照射停止時、照射室線量率を低減し
て、照射室の点検などアクセス可能ならしめるために迅
速かつ効率的な線量率低減を達成できるのに好適な集合
体配列とそのじゃへい構造を提供することにある。
るのみではなく、γ線々源として照射に使用するために
、γ線々源として十分な線源強度を保持しつつ、中性子
を選択的に減衰せしめｙ照射時の被照射体の誘導放射能
を低減すると共に、照射停止時、照射室線量率を低減し
て、照射室の点検などアクセス可能ならしめるために迅
速かつ効率的な線量率低減を達成できるのに好適な集合
体配列とそのじゃへい構造を提供することにある。
中性子じゃへい体として軽水がすぐれていることが知ら
れているが、軽水はγ線のしゃへい能力は比較的小さい
。本発明においては、上記に着目し、軽水槽によってγ
線強度は落さずに中性子強度を落すと共に、軽水によっ
て集合体の除熱を保持することを基本とし、集合体の長
さが十分に長い点に着目して、集合体を垂直に密着して
配列することによって、集合体より成る壁を形成し、こ
れによって線源強度の増大と照射線量率の一様化をはか
った。さらに、水槽を多層化することによって、各水層
の水位制御を独立に可能とし、これによって線量率の制
御を行うものである。
れているが、軽水はγ線のしゃへい能力は比較的小さい
。本発明においては、上記に着目し、軽水槽によってγ
線強度は落さずに中性子強度を落すと共に、軽水によっ
て集合体の除熱を保持することを基本とし、集合体の長
さが十分に長い点に着目して、集合体を垂直に密着して
配列することによって、集合体より成る壁を形成し、こ
れによって線源強度の増大と照射線量率の一様化をはか
った。さらに、水槽を多層化することによって、各水層
の水位制御を独立に可能とし、これによって線量率の制
御を行うものである。
以下、本発明の実施例を第１図および第２図を用いて説
明する。第１図は使用済燃料集合体壁４を示したもので
使用済燃料集合体１を集合体ラック２に挿入し、転倒防
止のため上部を上部ホルダ３でとめである。第２図は上
記使用済燃料集合体壁４を用いた保管施設および照射設
備を示したもので、使用済燃料集合体壁４ぽお互に独立
な複数の氷壁、本図では内水壁７および外水壁８で囲ま
れたお互いに独立な水槽、本図では内水槽５および外水
槽６のうち内水槽５に収納される。こうして使用済燃料
集合体壁を収納した水槽を複数配置し本図ではＡ、Ｂの
二種、この水槽間に被照射体を通過せしめる通路９を設
けることによって、照射装置の機能を有せしめる。すな
わち、水槽の水位を任意に制御することによって、通路
９の線量率の調整を行うもので、照射時には外水槽の水
位には尻水槽の水位を頂部にまで高めて、通路の線 、
、を底部にまで下げ、通路の線量率を高め、停止時量率
を点検、補修のためのアクセスを可能ならしぬるもので
ある。第３図は、線量率制御のための水槽水位制御法を
示したもので、内水槽５ではポ ゛ロンを含んだ純水を
下部人口１１から供給し、上爺出口１２から排出するこ
とによって、主として集合体の崩壊熱を除去を可能とす
る。内水槽のもう１つの役割は煙流集合体からの中性子
を効果的に遮蔽することで、このため、照射中および停
止 、中の如何を問わず、内水槽中には常にボロンを含
んだ純水が満され、かつ冷却のための水循環能が保たれ
る。一方、外水槽６では純水が満され、通常は水の循環
はない。その水位はオーバフロ孔１４の位置で決まり、
照射停止時においては満水状態にあり、燃料集合体から
のγ線を十分にじゃへいする。照射に際しては排出口１
１より純水をくみ出し、その水位１６を下げ、水位を集
合体の下端附近まで引き下げることによって、照射通路
９の線量率を高める。本水位制御を一水槽のみでなく、
全水槽あるいは所定の水槽について行うことによって、
従来の照射装置にみられるような線源の移動なく、照射
およびその停止ならしむるものである。
明する。第１図は使用済燃料集合体壁４を示したもので
使用済燃料集合体１を集合体ラック２に挿入し、転倒防
止のため上部を上部ホルダ３でとめである。第２図は上
記使用済燃料集合体壁４を用いた保管施設および照射設
備を示したもので、使用済燃料集合体壁４ぽお互に独立
な複数の氷壁、本図では内水壁７および外水壁８で囲ま
れたお互いに独立な水槽、本図では内水槽５および外水
槽６のうち内水槽５に収納される。こうして使用済燃料
集合体壁を収納した水槽を複数配置し本図ではＡ、Ｂの
二種、この水槽間に被照射体を通過せしめる通路９を設
けることによって、照射装置の機能を有せしめる。すな
わち、水槽の水位を任意に制御することによって、通路
９の線量率の調整を行うもので、照射時には外水槽の水
位には尻水槽の水位を頂部にまで高めて、通路の線 、
、を底部にまで下げ、通路の線量率を高め、停止時量率
を点検、補修のためのアクセスを可能ならしぬるもので
ある。第３図は、線量率制御のための水槽水位制御法を
示したもので、内水槽５ではポ ゛ロンを含んだ純水を
下部人口１１から供給し、上爺出口１２から排出するこ
とによって、主として集合体の崩壊熱を除去を可能とす
る。内水槽のもう１つの役割は煙流集合体からの中性子
を効果的に遮蔽することで、このため、照射中および停
止 、中の如何を問わず、内水槽中には常にボロンを含
んだ純水が満され、かつ冷却のための水循環能が保たれ
る。一方、外水槽６では純水が満され、通常は水の循環
はない。その水位はオーバフロ孔１４の位置で決まり、
照射停止時においては満水状態にあり、燃料集合体から
のγ線を十分にじゃへいする。照射に際しては排出口１
１より純水をくみ出し、その水位１６を下げ、水位を集
合体の下端附近まで引き下げることによって、照射通路
９の線量率を高める。本水位制御を一水槽のみでなく、
全水槽あるいは所定の水槽について行うことによって、
従来の照射装置にみられるような線源の移動なく、照射
およびその停止ならしむるものである。
また、水槽を３重、４重にすることにより、さらにきめ
細かな線量率の制御が可能となり、照射装置の機能を高
めることが可能である。一方、使用済燃料集合体保管施
設としての機能は内水槽かはたし、常時崩壊集除去が可
能である。
細かな線量率の制御が可能となり、照射装置の機能を高
めることが可能である。一方、使用済燃料集合体保管施
設としての機能は内水槽かはたし、常時崩壊集除去が可
能である。
第４図は水槽の水位制御についてさらに詳細に示したも
のである。内水槽５へは循環ポンプ１８により下部入口
１１からボロンを含む純水が供給され上部出口１２から
排出されたボロンを含む純水はクーラ１７によって除熱
冷却される。中性子吸収能を高めるため、純水中にはボ
ロンが添加されるが、ボロン以外にも、リチウムその他
中性子吸収断面積の大きいものを添加してもよい。一方
外水槽６においては、通常は水の循環は行われないが、
水位制御のためには水位制御ポンプ１９を用いて、満水
状態から水位を下げるためには、純水を予備水タンク２
１へおしあげる。この際バルブ２０は開とする。水位固
定にはバルブ２０を閉として水の移動を中止することで
行わしめる。一方、水位上昇のためには、バルブ２０を
開とし、水位制御ポンプ１９を停止状態にすることによ
り、あらかじめ予備水タンク２１の位置を外水槽より上
方に保っておくことによって、サイフオン効果により、
自然に水を予備タンクから外水槽へ供給する。
のである。内水槽５へは循環ポンプ１８により下部入口
１１からボロンを含む純水が供給され上部出口１２から
排出されたボロンを含む純水はクーラ１７によって除熱
冷却される。中性子吸収能を高めるため、純水中にはボ
ロンが添加されるが、ボロン以外にも、リチウムその他
中性子吸収断面積の大きいものを添加してもよい。一方
外水槽６においては、通常は水の循環は行われないが、
水位制御のためには水位制御ポンプ１９を用いて、満水
状態から水位を下げるためには、純水を予備水タンク２
１へおしあげる。この際バルブ２０は開とする。水位固
定にはバルブ２０を閉として水の移動を中止することで
行わしめる。一方、水位上昇のためには、バルブ２０を
開とし、水位制御ポンプ１９を停止状態にすることによ
り、あらかじめ予備水タンク２１の位置を外水槽より上
方に保っておくことによって、サイフオン効果により、
自然に水を予備タンクから外水槽へ供給する。
第５図は本照射装置の線量率計算値を示したものである
。集合体が十分に長く、集合体の数が十分に多く（３０
本以上）、集合体壁は無限平面とみなしうる。その結果
、線量率はしやへい体の厚、保 さすなわちしゃへい能力に依存し、線源からの距離には
依存しない。第５図は内水槽の氷厚１０ｃｍ、外水槽の
氷厚９０ｃｍを設定して評価した例を示したもので、照
射時すなわ゛ち外水槽が空の場合には５０００Ｒ／ｈの
線量率を、停止時すなわち外水槽が充の場合は３００ｍ
Ｒ／ｈとなり、時間制限はあるもののアクセス可能であ
る。一方、中性子については第５図中破線で示すように
、内水槽中で１桁以上減衰する。しかし、軽水中に微量
存在する重水素のＤ（γ、ｎ）Ｈの反応で生ずる光中性
子が避けられず、水中での中性子束は光中性子によって
決まり、γ線とほぼ同じ減衰傾向を示す。
。集合体が十分に長く、集合体の数が十分に多く（３０
本以上）、集合体壁は無限平面とみなしうる。その結果
、線量率はしやへい体の厚、保 さすなわちしゃへい能力に依存し、線源からの距離には
依存しない。第５図は内水槽の氷厚１０ｃｍ、外水槽の
氷厚９０ｃｍを設定して評価した例を示したもので、照
射時すなわ゛ち外水槽が空の場合には５０００Ｒ／ｈの
線量率を、停止時すなわち外水槽が充の場合は３００ｍ
Ｒ／ｈとなり、時間制限はあるもののアクセス可能であ
る。一方、中性子については第５図中破線で示すように
、内水槽中で１桁以上減衰する。しかし、軽水中に微量
存在する重水素のＤ（γ、ｎ）Ｈの反応で生ずる光中性
子が避けられず、水中での中性子束は光中性子によって
決まり、γ線とほぼ同じ減衰傾向を示す。
使用済燃料集合体を照射線源とする場合カットすべき中
性子源は燃料からの直接中性子のみであって、光中性子
についてはコバルト−６０などのγ線源を用いても同様
に存在するものであり、特に照射のさまたげにはならな
い。
性子源は燃料からの直接中性子のみであって、光中性子
についてはコバルト−６０などのγ線源を用いても同様
に存在するものであり、特に照射のさまたげにはならな
い。
現在の食品照射では、じゃがいもの発芽防止など約５０
００ｒｅｄの照射がなされているが、本発明の照射装置
では１時間で５０００ｒｅｄの照射が可能となり、工業
規模で本発生の実施が可能である。また使用済燃料集合
体壁のため一水槽当り３０体以上、使用済燃料集合体が
必要であるが、ｊ１００ＭＷｅ後の沸騰水型原子炉では
、年間約２００体の使用済燃料集合体の発生がみこまれ
、その確保は容易である。
００ｒｅｄの照射がなされているが、本発明の照射装置
では１時間で５０００ｒｅｄの照射が可能となり、工業
規模で本発生の実施が可能である。また使用済燃料集合
体壁のため一水槽当り３０体以上、使用済燃料集合体が
必要であるが、ｊ１００ＭＷｅ後の沸騰水型原子炉では
、年間約２００体の使用済燃料集合体の発生がみこまれ
、その確保は容易である。
また、第２図においては使用済燃料集合体壁に集合体を
一例に配す例を示し、第５図の線量率計算では一例の場
合の計算例を示したが複列にすることによって保管密度
の向上ならびに線量率の増大が可能である最大第５図計
算例の２倍までの線量率の増加がみこまれる。
一例に配す例を示し、第５図の線量率計算では一例の場
合の計算例を示したが複列にすることによって保管密度
の向上ならびに線量率の増大が可能である最大第５図計
算例の２倍までの線量率の増加がみこまれる。
（発明の効果〕
イ慶ヒ
本発明によれば、従用済燃料集合体の冷却を確保しつつ
、大量に保管可能な施設すると共に、５〜１０ｋｒｅｄ
の大線量照射を１時間で実現可能な照射施設を線源コス
ト無料で提供できる。
、大量に保管可能な施設すると共に、５〜１０ｋｒｅｄ
の大線量照射を１時間で実現可能な照射施設を線源コス
ト無料で提供できる。
第１図は使用済燃料集合体壁の概要図、第２図は保管施
設の平面図、第３図は第２図の立面図、第４図は水位制
御の概要図、第５図は線量率計算値を示す図である。 ｌ・・・使用済燃料集合体、２・・・集合体ラック、３
・・・上部ホルダ、４・・・燃料集合体壁、５・・・内
水槽、６・・・外水槽、７・・・内水壁、８・・・外水
壁、９・・・通路。 代理人 弁理士 高橋明夫 茅 １ 口 茅２ 凶 ご 芽 ３ 口 芽４ 図 葉５ 図
設の平面図、第３図は第２図の立面図、第４図は水位制
御の概要図、第５図は線量率計算値を示す図である。 ｌ・・・使用済燃料集合体、２・・・集合体ラック、３
・・・上部ホルダ、４・・・燃料集合体壁、５・・・内
水槽、６・・・外水槽、７・・・内水壁、８・・・外水
壁、９・・・通路。 代理人 弁理士 高橋明夫 茅 １ 口 茅２ 凶 ご 芽 ３ 口 芽４ 図 葉５ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、多層壁よりなる水槽と、当該水槽に囲まれた空間よ
り成る燃料集合体保管施設において、燃料集合体を収納
する水槽と当該水槽を°囲む独立水槽の各々の水位を制
御することによって、多層壁を有する水槽表面の線量率
を可変とすることを特徴とする使用済燃料集合体保管施
設。 ２、特許請求の範囲第１項記載の使用済燃料集合体保管
施設において、使用済燃料集合体より放出される中性子
を効率的に除去するため、水槽に充填 水中に中性子吸
収剤を添加することを特徴とする使用済燃料集合体保管
施設。 ３、特許請求の範囲第２項記載の使用済燃料集合体保管
施設において、緊急時に多層壁を有する水槽表面の線量
率を急速に低下せしめるために、当該水槽より上位に補
充水槽を設け、当該補充水槽から自然落下で水を供給す
ることを特徴とする使用済燃料集合体保管施設。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59078526A JPS60222797A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | 使用済燃料集合体保管施設 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59078526A JPS60222797A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | 使用済燃料集合体保管施設 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60222797A true JPS60222797A (ja) | 1985-11-07 |
Family
ID=13664362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59078526A Pending JPS60222797A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | 使用済燃料集合体保管施設 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60222797A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013057652A (ja) * | 2011-09-08 | 2013-03-28 | Korea Nuclear Fuel Co Ltd | 使用済み核燃料貯蔵槽被動型冷却装置 |
-
1984
- 1984-04-20 JP JP59078526A patent/JPS60222797A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013057652A (ja) * | 2011-09-08 | 2013-03-28 | Korea Nuclear Fuel Co Ltd | 使用済み核燃料貯蔵槽被動型冷却装置 |
| US9640286B2 (en) | 2011-09-08 | 2017-05-02 | Kepco Nuclear Fuel Co., Ltd. | Passive cooling apparatus of spent fuel pool |
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