JPWO2007132863A1 - リサイクル燃料集合体収納用バスケット及びリサイクル燃料集合体収納容器 - Google Patents

Abstract

伝熱性能及び未臨界機能を確保しつつ、Ｂ−Ａｌ材のような難押し出し材を使用した場合における製造効率の低下を抑制することを課題とする。この課題を解決するため、このリサイクル燃料集合体収納用バスケット１は、第１の角パイプ１０と、中空の板状部材２０とを組み合わせて構成される。第１の角パイプ１０の突起部１０ｔ1同士、及び突起部１０ｔ2同士を当接させて直線状に複数列配列することにより、収納セル列を構成する。そして、第１の角パイプ１０を直線状に配列した収納セル同士の間には、板状部材２０の長辺側端部ＴＬ同士を当接させて複数段積み重ねる。

Description

この発明は、リサイクル燃料集合体を収納するリサイクル燃料集合体収納用バスケット及びリサイクル燃料集合体収納容器に関する。

原子力発電所等で用いられる核燃料集合体であって、原子炉に装荷され燃焼させた後に原子炉から取り出した使用済の核燃料集合体を、リサイクル燃料集合体という。リサイクル燃料集合体は、核分裂生成物（ＦＰ）など高放射能物質を含むので、通常、原子力発電所等の冷却ピットで所定期間冷却される。その後、放射線の遮蔽機能を有するリサイクル燃料集合体収納容器であり、輸送、貯蔵に用いるキャスクに収納され、車両又は船舶で再処理施設又は中間貯蔵施設に搬送され、再処理を行うまで貯蔵される。

リサイクル燃料集合体をキャスク内に収容するにあたっては、リサイクル燃料集合体収納用バスケットと称する収納空間として角パイプ状断面を有するバスケットセルを集合させたバスケットを用いる。リサイクル燃料集合体は、このリサイクル燃料集合体収納用バスケットに形成した複数の収納空間に１体ずつ挿入される。これによって、輸送中のリサイクル燃料集合体を適切な間隔に保ち、臨界に達しないようにしており、かつ、輸送中の振動や想定される事象等に対する適切な保持力を確保している。このようなバスケットの従来例としては、例えば特許文献１から４に、様々な種類のものが開示されている。

特開平０９−１５９７９６号公報 特開２００１-１３３５９０号公報 特開２００１-２０１５９５号公報 特開２００３-２０７５９３号公報

リサイクル燃料集合体を搬送、貯蔵する際には、リサイクル燃料集合体を接近させて前記バスケットに収納する。このため、リサイクル燃料集合体収納用バスケットには、収納するリサイクル燃料集合体が臨界に達しないように、何らかの手段で中性子吸収能を付与する目的で中性子吸収材を使用しているが、中性子吸収能を備えた物質としては、ガドリニウム（Ｇｄ)、サマリウム（Ｓｍ)、カドミウム(Ｃｄ)等が知られているが、一般的にはバスケット構造材料にボロン又はボロン化合物を含ませたボロンアルミ合金やボロンステンレス鋼、又はバスケット構造材料の表面にコーティング、又はバスケット構造材料の表面に当該板材を貼付けるか結合手段で一体となるようにした、又は内部に挟み込んだサンドイッチ構造を持つことにより、中性子を吸収する機能（以下、中性子吸収能という）が得られる。また、装荷されたリサイクル燃料集合体の燃料の状態に合致する、臨界を防止する機能（未臨界機能）や除熱性能が要求され、バスケットの材質、構造及びバスケットセルの配列等が要求される。

リサイクル燃料集合体をキャスクに装荷する工程は、原子力発電所等に設置している燃料集合体用プールにおいて、通常そのプール内（水中）で行なわれる。また、ＰＷＲ（Pressurized Water Reactor：加圧水型原子炉）に用いられる燃料は燃焼度が大きく、リサイクル燃料集合体装荷時には臨界に達する恐れが高い。このため、バスケットには中性子吸収能を持つ¹⁰Ｂの存在率を多くする必要があり、バスケットセルの板厚を増加させたり、¹⁰Ｂの含有率（質量％）を上げたり、あるいはフラックストラップを設けることで臨界を防止する。また、発熱量も大きいため、バスケットには良好な伝熱性能が求められる。特許文献１に開示されている技術は、いわゆるＢＷＲ（Boiling Water Reactor：沸騰水型原子炉）に用いられる燃料を対象としたもので、ＢＷＲ燃料を収納するバスケットにおいても高燃焼度のリサイクル燃料集合体が想定されつつあって、ＰＷＲ用燃料用バスケットと似た構造に近づくと想定されている。ＰＷＲ用燃料は、ＢＷＲ燃料よりも大きくて重いのでＰＷＲ燃料に対しては、より未臨界機能と伝熱性能に優れ、剛性の高いバスケット構造が求められている。

また、未臨界機能及び伝熱性能を達成させるため、近年においては、前記バスケットをＢ（ボロン）−Ａｌ（アルミニウム）材により構成されることが多い。この場合、板状のボロンアルミ材を格子状に組み合わせた構造の一例としては、例えば、特開２００１−２０１５９５号公報、又は押出し加工による中空材を組み合わせる構造例として特開２００１−１３３５９０号公報や特開平０９−１５９７９６号公報が知られている。また、高耐熱性を生かして大きな温度差により容器に熱を伝達できるボロンステンレス鋼製のバスケットもある。ボロンステンレス鋼製のバスケットの場合、収納された燃料の温度は高く保たれることになり、燃料そのものの健全性に充分な配慮が必要である。

例えば、特開２００１−１３３５９０号公報に開示されている角パイプの組み合わせ構造では、千鳥配列された角パイプでは伝熱面積が十分確保できず、伝熱性能として不利である。また、角パイプタイプのバスケットセルを用い正方配列されたバスケットではキャスクの水平落下事故時に荷重を略均等に受けることができ構造的に有利ではあるが、千鳥配列されたバスケットでは、落下姿勢によっては、荷重をセルの辺で受けることになり集中荷重が発生するケースがあり、構造強度確保に不利であった。そのため、重量的、寸法的な制約の中で、リサイクル燃料集合体の崩壊熱を除去する伝熱性能と、落下事故時等の事象においても未臨界性能を確保するための構造強度を確保できるバスケット構造が望まれている。

そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、リサイクル燃料集合体の崩壊熱をバスケットに伝えバスケットより外部へ有効に除去すること、未臨界性能を確保すること、角パイプの組み合わせによって構造強度の向上及び伝熱性を向上すること、製作工数を低減することのうち少なくとも一つを達成できるリサイクル燃料集合体収納用バスケット及びリサイクル燃料集合体収納容器を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットは、対向する側壁の外側の少なくとも一面に複数の突起部が設けられ、かつリサイクル燃料集合体を収納する角パイプと、板状部材と、を備え、前記角パイプの突起部同士が当接して複数配列されることにより構成した収納セル列を複数列設け、さらに前記収納セル列の間に、前記板状部材の長辺側端部同士を当接させて複数段積み重ねることを特徴とする。

このリサイクル燃料集合体収納用バスケットは、角パイプの側壁外側の少なくとも一面に設けた突起部同士を当接させて複数配列することにより構成した収納セル列を複数列設け、さらに前記収納セル列の間に、中実又は中空の板状部材の長辺側端部同士を当接させて複数段積み重ねる。これによって、角パイプと板状部材との伝熱面積を大きくでき、十分な伝熱性能及び未臨界機能を確保できる。また、板状部材が水平落下事故時の荷重を分散させ下に位置するバスケットセルへの集中荷重を発生させず、バスケットセルに要求される構造強度を低減できる。また、中空の板状部材は、リサイクル燃料集合体を収納する角パイプ間にフラックストラップを形成できるのでＰＷＲ燃料でも未臨界機能を確保できる。

次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットは、対向する側壁の外側にそれぞれ複数の突起部が設けられ、かつリサイクル燃料集合体を収納する第１の角パイプと、一つの側壁の外側に複数の突起部が設けられ、かつリサイクル燃料集合体を収納する第２の角パイプと、板状部材と、を備え、前記第１の角パイプの突起部同士が当接して複数配列され、かつ外側には前記第２の角パイプが配置されて前記第１の角パイプの突起部と前記第２の角パイプの突起部とが当接した収納セル列を複数列設け、さらに前記収納セル列の間に、前記板状部材の長辺側端部同士を当接させて複数段積み重ねることを特徴とする。

このリサイクル燃料集合体収納用バスケットは、第１の角パイプの側壁外側に設けた突起部同士を当接させて複数配列し、また外側には第２の角パイプを配置することにより構成した収納セル列を複数列設ける。そして、前記収納セル列の間に、中実又は中空の板状部材の長辺側端部同士を当接させて複数段積み重ねる。これによって、第１及び第２の角パイプと板状部材との伝熱面積を大きくでき、また、リサイクル燃料集合体を収納する角パイプ間にフラックストラップを形成できるので、十分な伝熱性能及び未臨界機能を確保できる。また、角パイプに設けられる突起部の数が少ないため、ボロンアルミ材やボロンステンレスのような難押し出し材や難圧延材を使用した場合でも成形の精度を確保でき、製造効率の低下を抑制できる。角パイプや中空の板は中実の板を曲げるか、結合して製造してもよいが、熱間押出し成形が可能な場合は、押出し成形で製造するのが合理的である。

次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットのように、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記板状部材は、前記角パイプの長手方向に向かって積み重ねられることが好ましい。

次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットのように、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、隣接する前記板状部材の間には、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットへの荷重の一部を支持して、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットを補強する補強部材を配置することが好ましい。これによって、補強部材によって衝撃荷重の一部を担うことができるので、板状部材の厚さを無闇に大きくすることなくリサイクル燃料集合体収納用バスケットの強度を確保して、高い耐衝撃性や安全性を確保することができる。

次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットのように、フラックストラップを簡易に形成する観点から、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記板状部材は、少なくとも１個以上の孔を持つ中空の部材とすることが好ましい。

次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットのように、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記孔には、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットへの荷重の一部を支持して、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットを補強する中実又は中空の板状部材内補強部材が配置されることが好ましい。これによって、補強部材によって衝撃荷重の一部を担うことができるので、板状部材の厚さを無闇に大きくすることなくリサイクル燃料集合体収納用バスケットの強度を確保して、高い耐衝撃性や安全性を確保することができる。

次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットのように、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記孔が２個以上ある場合、少なくとも１個の前記孔に前記板状部材内補強部材が配置されることが好ましい。

次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットは、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記突起部は、隣接する前記角パイプの前記突起部と接する部分にテーパー部が設けられることを特徴とする。

このような構成により、角パイプ同士を組み合わせた場合のずれを抑制して、伝熱性能、及び耐衝撃性能をより向上させることができ、また、リサイクル燃料集合体収納用バスケットの組み立ても容易になる。

次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットは、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記角パイプの配置される場所によって、前記突起部同士で囲まれる空間の大きさが異なることを特徴とする。これによって、収納するリサイクル燃料集合体の燃焼度に応じて、リサイクル燃料集合体収納用バスケットを構成することができる。

次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットのように、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記角パイプの前記突起部同士で囲まれる空間の大きさ及び前記板状部材の厚さは、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットの外側から中心部に向かって大きくなることが好ましい。リサイクル燃料集合体収納用バスケットの外側においては、リサイクル燃料からの放射線が中心部よりも少なくなるので、リサイクル燃料集合体収納用バスケットの外側におけるフラックストラップの寸法を中心部よりも小さくして、リサイクル燃料集合体収納用バスケットの質量増加や寸法増加を抑制することができる。

次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットは、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記板状部材の配置される場所によって、前記板状部材の厚さを変更することを特徴とする。

これによって、収納するリサイクル燃料集合体の燃焼度に応じて、リサイクル燃料集合体収納用バスケットを構成することができる。

次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットは、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記角パイプの前記突起部同士で囲まれる空間の大きさと、前記板状部材の厚さとを変更することを特徴とする。これによって、収納セル列を構成する角パイプのピッチが異なるようにできるので、収納するリサイクル燃料集合体の燃焼度に応じて、リサイクル燃料集合体収納用バスケットを構成することができる。

次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットは、リサイクル燃料集合体を収納する角パイプと、断面外形状が矩形かつ中空の第１の板状部材と、断面外形状が矩形かつ中空の第２の板状部材と、を備え、前記角パイプの側壁外側と前記第１の板状部材の側壁外側と当接させて交互に配列した収納セル列を複数列設け、さらに前記収納セル列の間に、前記第２の板状部材の長辺側端部同士を当接させて複数段積み重ねることを特徴とする。

このリサイクル燃料集合体収納用バスケットは、角パイプの側壁外側と第１の板状部材の側壁外側と当接させて交互に配列して収納セル列を複数列構成し、さらに収納セル列の間に、第２の板状部材の長辺側端部同士を当接させて複数段積み重ねる。これによって、角パイプと板状部材との伝熱面積を大きくでき、また、リサイクル燃料集合体を収納する角パイプ間にフラックストラップを形成できるので、十分な伝熱性能及び未臨界機能を確保できる。また、角パイプには突起部がないため、ボロンアルミ材のような難押し出し材やボロンステンレスのような難圧延材を使用した場合でも成形の精度を確保でき、製造効率の低下を抑制できる。ここで、第１の板状部材の断面と第２の板状部材の断面とは同一形状かつ同一寸法であってもよく、異なっていてもよい。

次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットのように、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記第２の板状部材は、板厚又は寸法が前記第１の板状部材と異なり、かつ前記第１の板状部材に相似することが好ましい。

次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットは、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、少なくとも一対の前記収納セル列では、前記一方の収納セル列における角パイプの角部が、他の収納セル列における角パイプの側壁部の位置に配置されることを特徴とする。

このような構成により、限られた断面（バスケットの軸に対して直交する断面）内により多くの角パイプを配置することができるので、リサイクル燃料集合体収納容器の寸法増加を抑制しつつリサイクル燃料集合体の収納体数を多くすることができる。

なお、次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットのように、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、少なくとも一対の前記収納セル列では、前記一方の収納セル列における角パイプの角部が、他の収納セル列における角パイプの角部の位置に配置してもよい。

次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットのように、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットを内部に格納するリサイクル燃料集合体収納容器の底部に対向する前記板状部材の長辺側端部、又は前記リサイクル燃料集合体収納容器の底部に対向する前記角パイプの端部のうち少なくとも一方には切り欠きが設けられることが好ましい。これによって、リサイクル燃料集合体収納用バスケットからの排水性が向上する。

次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットは、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記収納セル列の間に配置される前記板状部材が、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットを内部に格納するリサイクル燃料集合体収納容器の底部に対して勾配を持つように積み重ねられることを特徴とする。

これによって、中空の板状部材の内部に空気や水を溜めないようにすることができる。なお、勾配は、きつい方がより確実な効果を期待できるが、勾配を決める最初の板状部材の製造の容易さからは、０度以上で前記板状部材の一段の高さまでにするのが合理的である。

次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットは、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記板状部材が備える孔の断面形状は、レーストラック状であることを特徴とする。

これによって、板状部材の孔の天井及び底の平面をなくすことができるので、より効果的に、中空の板状部材の内部へ空気や水を溜めないようにすることができる。

次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットのように、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記板状部材の長辺側端部は、隣接する前記板状部材の長辺側端部と当接する部分の面積が、前記板状部材の長辺側端部を構成する面と平行な平面で前記板状部材を切った場合における前記板状部材の断面の面積よりも小さいことが好ましい。これによって、板状部材同士の当接する部分の面積を小さくすることができるので、リサイクル燃料集合体収納用バスケット内に残留する水分を低減でき、また、真空乾燥に要する時間も短縮することができる。

次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットのように、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記板状部材の長辺側端部には、隣接する前記板状部材の長辺側端部と当接する部分に突起部が形成されることが好ましい。これによって、板状部材同士の当接する部分の面積を小さくすることができるので、リサイクル燃料集合体収納用バスケット内に残留する水分を低減でき、また、真空乾燥に要する時間も短縮することができる。

次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットのように、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記板状部材の長辺側端部には、隣接する前記板状部材の長辺側端部と当接する部分に空間が形成されることが好ましい。この空間によって、排気が容易になるので、真空乾燥に要する時間を短縮することができる。

次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットのように、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットと、前記リサイクル燃料集合体収納容器の底部との間には、両者を隔てる底板が設けられることが好ましい。このような構成により、リサイクル燃料集合体収納用バスケットからキャスクの底部へ伝わる熱量を低減できるので、キャスクの底部側に配置された中性子吸収機能を有する材料（中性子遮蔽材）の熱による劣化を抑制して、数十年の貯蔵期間中を通して中性子の遮蔽性能を発揮させることができる。

次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットのように、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記底板には、開口部が設けられることが好ましい。この開口部によって、排水性を向上させることができる。

次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットのように、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、前記底板と、前記前記リサイクル燃料集合体収納容器の底部との間には空間が設けられることが好ましい。この空間によって通気性が向上するので、真空乾燥の効率が向上する。

なお、次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットのように、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、少なくとも前記角パイプを、ボロン又はボロン化合物を含有するアルミニウム合金で構成することが好ましい。

また、次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットのように、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、少なくとも前記板状部材は、ボロン又はボロン化合物を含有するアルミニウム合金で構成することが好ましい。

また、次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットのように、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、少なくとも前記角パイプは、ボロン又はボロン化合物を含有するステンレス鋼で構成してもよい。

また、次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットのように、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、少なくとも前記板状部材は、ボロン又はボロン化合物を含有するステンレス鋼で構成してもよい。

また、次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットのように、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、少なくとも前記角パイプは、ガドリニウム又はガドリニウム化合物を含有するステンレス鋼で構成してもよい。

また、次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットのように、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットにおいて、少なくとも前記板状部材は、ガドリニウム又はガドリニウム化合物を含有するステンレス鋼で構成してもよい。

また、次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットのように、前記補強部材は、ステンレス鋼で構成してもよい。

また、次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットのように、前記板状部材内補強部材は、前記板状部材よりも強度の高い材料としてもよい。

また、次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットのように、前記板状部材内補強部材は、ステンレス鋼としてもよい。

また、次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットのように、前記板状部材内補強部材は、ステンレス鋼で構成してもよい。

次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納容器は、開口部とキャビティとを備える胴と、前記開口部に取り付けられて、前記キャビティを密封する蓋と、前記キャビティ内に配置される、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットと、を備えることを特徴とする。

このリサイクル燃料集合体収納容器は、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットを備えるので、伝熱性能及び未臨界機能を確保しつつ、ボロンアルミ材のような難押し出し材やボロンステンレスのような難圧延材を使用した場合でも成形の製造効率の低下を抑制できる。

次の本発明に係るリサイクル燃料集合体収納容器は、前記リサイクル燃料集合体収納容器において、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットの外周面は、前記キャビティの内壁と接することを特徴とする。

このリサイクル燃料集合体収納容器は、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットを備えるので、未臨界機能を確保しつつ、容器との熱の受け渡しが広い面で行なわれるので少ない温度差で伝熱ができる。これによって、Ｂ−Ａｌ材と比較して、伝熱性に劣るＢ−ＳＵＳ材を使用した場合でも収納物の温度を低く保つことができ、また、Ｂ−Ａｌ材の場合は収納物の温度をより低く保つことができる。

本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケット及びリサイクル燃料集合体収納容器は、リサイクル燃料集合体の崩壊熱をバスケットに伝えバスケットより外部へ有効に除去すること、未臨界性能を確保すること、角パイプの組み合わせによって構造強度の向上及び伝熱性を向上すること、製作工数を低減することのうち少なくとも一つを達成できる。

図１は、リサイクル燃料集合体収納容器の一例であるキャスクの概要を示す断面図である。 図２は、図１に示したキャスクＡ−Ａ断面図である。 図３は、実施形態１に係るバスケットを示す平面図である。 図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。 図５は、実施形態１に係るバスケットを示す斜視図である。 図６−１は、実施形態１に係るバスケットの一部拡大図である。 図６−２は、実施形態１に係るバスケットの一部拡大断面図である。 図７−１は、実施形態１に係るバスケットを構成する角パイプの説明図である。 図７−２は、実施形態１に係るバスケットを構成する角パイプの説明図である。 図８は、実施形態１に係るバスケットを構成する板状部材の説明図である。 図９−１は、本実施形態の第１変形例に係る板状部材を示す説明図である。 図９−２は、本実施形態の第１変形例に係る角パイプを示す説明図である。 図１０−１は、本実施形態の第２変形例に係るバスケットを構成する板状部材を示す説明図である。 図１０−２は、図１０−１に示す板状部材の長辺側端部同士が当接する部分の拡大図である。 図１０−３は、図１０−２に示す板状部材を示す説明図である。 図１０−４は、本実施形態の第２変形例に係るバスケットを構成する板状部材の他の例を示す説明図である。 図１１−１は、本実施形態の第３変形例に係るバスケットを構成する板状部材を示す説明図である。 図１１−２は、本実施形態の第３変形例に係るバスケットを構成する板状部材の他の例を示す説明図である。 図１１−３は、本実施形態の第３変形例に係るバスケットにおいて板状部材を変更した構成例を示す説明図である。 図１１−４は、本実施形態の第３変形例に係るバスケットの他の構成例を示す説明図である。 図１１−５は、補強部材の他の構成例を示す説明図である。 図１２−１は、本実施形態の第４変形例に係るバスケットを構成する板状部材を示す説明図である。 図１２−２は、本実施形態の第４変形例に係るバスケットを構成する板状部材の他の例を示す説明図である。 図１２−３は、本実施形態の第４変形例に係るバスケットにおいて板状部材を変更した構成例を示す説明図である。 図１２−４は、本実施形態の第４変形例に係るバスケットにおいて板状部材を変更した構成例を示す説明図である。 図１３は、実施形態１の第５変形例に係るバスケットを示す斜視図である。 図１４−１は、実施形態１の第５変形例に係るバスケットの一部拡大図である。 図１４−２は、実施形態１の第５変形例に係るバスケットの一部拡大断面図である。 図１５は、実施形態１の第５変形例に係るバスケットを構成する角パイプの説明図である。 図１６は、実施形態１の第６変形例に係るバスケットを示す平面図である。 図１７−１は、実施形態１の第６変形例に係るバスケットであり、図１６のＢで示す領域の拡大図である。 図１７−２は、実施形態１の第６変形例に係るバスケットであり、図１６のＢで示す領域の一部拡大断面図である。 図１８は、実施形態２に係るバスケットを示す平面図である。 図１９は、図１８のＡ−Ａ断面図である。 図２０は、実施形態２に係るバスケットを示す斜視図である。 図２１−１は、実施形態２に係るバスケットの一部拡大図である。 図２１−２は、実施形態２に係るバスケットの一部拡大断面図である。 図２２は、実施形態２に係るバスケットを構成する角パイプの説明図である。 図２３−１は、実施形態２に係るバスケットを構成する板状部材の説明図である。 図２３−２は、実施形態２に係るバスケットを構成する板状部材の説明図である。 図２４−１は、実施形態３に係るバスケットを示す構成図である。 図２４−２は、実施形態３に係るバスケットに用いるスペーサの一例を示す説明図である。 図２４−３は、実施形態３に係るバスケットを構成する板状部材の変形例を示す説明図である。 図２５−１は、実施形態３の変形例に係るバスケットを示す構成図である。 図２５−２は、実施形態３の変形例に係るバスケットを示す構成図である。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ リサイクル燃料集合体収納用バスケット（バスケット）
１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｃ 収納セル列
１０ 第１角パイプ
１０ａ、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ、１６ 角パイプ
１０ＦＴ、１５Ａ、１５Ｂ フラックストラップ
１０ＳＷ、１０ａＳＷ、１１ＳＷ、１６ＳＷ 側壁
１０ｔ₁、１０ｔ₂、１１ｔ₁、１１ｔ₂、１２、１３ａ、１３ｂ 突起部
１１ 第２角パイプ
２０、２２Ａ、２２Ｂ、２９、２９ａ、２９ｂ 板状部材
２１、２３Ａ、２３Ｂ、２６、３１、３１ｂ 中空部
２４ 第１の板状部材
２５ 第２の板状部材
３０、３０ａ、３０ｂ 突起部
３２、３２ａ 補強部材
４０ 底板
２００ キャスク
２０１ 胴本体
２０１Ｃ キャビティ
２０４ 緩衝体

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）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、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲内にあるものが含まれる。以下に説明するリサイクル燃料集合体格納用バスケットは、主として輸送、貯蔵用キャスクに使用するものであるが、これに限定されるものではない。例えば、貯蔵目的のコンクリートキャスク、あるいはキャニスタやリサイクル燃料集合体貯蔵プールのラックに使用できる。以下、リサイクル燃料集合体格納用バスケットは、必要に応じてバスケットと略称する。

（実施形態１）
実施形態１に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットは、角パイプの側壁外側に設けた突起部同士を当接させて複数配列することにより構成した収納セル列を複数列設け、さらに前記収納セル列の間に、中実又は中空の板状部材の長辺側端部同士を当接させて複数段積み重ねる点に特徴がある。実施形態１に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケットについて説明する前に、リサイクル燃料集合体収納容器について説明する。

図１は、リサイクル燃料集合体収納容器の一例であるキャスクの概要を示す断面図である。図２は、図１に示したキャスクＡ−Ａ断面図である。図１に示すように、キャスク２００は、蓋２００Ｔと胴２００Ｂとから構成されて、胴２００Ｂの内部にリサイクル燃料集合体を収納してから蓋２００Ｔにより密封される。キャスク２００の胴２００Ｂは、図２に示すように、筒状の胴本体２０１と、胴本体２０１の外周に取り付けられる伝熱フィン２０７と、伝熱フィン２０７のもう一方の長辺側端部に取り付けられる外筒２０５と、胴２００Ｂの外周と伝熱フィン２０７と外筒２０５とで構成される空間に充填される中性子吸収材２０９とで構成される。胴本体２０１は、γ線を遮蔽する機能を発揮させるため、十分な厚みを有する炭素鋼やステンレス鋼で製造される。なお、炭素鋼で胴本体２０１を製造する場合、十分なγ線遮蔽機能を発揮させるために、胴本体２０１の厚さは２０〜３０ｃｍとしている。

胴本体２０１には、溶接によって筒状の胴本体２０１に底板を取り付けて構成することができる。また、胴本体２０１の外形に合わせた内部形状を持つコンテナ内に金属ビレットを装入し、胴本体２０１の内形に合わせた外形を持つ穿孔ポンチでこの金属ビレットを熱間成形することによって胴本体２０１と底板とを一体に成形してもよい。さらには、鋳造によって胴本体２０１を製造してもよい。

胴本体２０１の内部は、リサイクル燃料集合体を格納するバスケット１が収納されるキャビティ２０１Ｃとなる。このキャビティ２０１Ｃの軸方向（図中Ｚで示す方向）に垂直な断面内形状は円形であるが、キャスク２００の仕様に応じて、八角形や略十字型・階段状等の断面内形状を持つキャビティも使用できる。本実施形態において、キャビティ２０１Ｃの断面内形状は円形であるため、外形が多角形のバスケット１を収納する際には、第１スペーサ２０２ａ〜第５スペーサ２０２ｅを、バスケット１とキャビティ２０１Ｃとの間に介在させて、バスケット１をキャビティ２０１Ｃ内へ位置決めする。

ここで、バスケット１は、その外周面をキャビティ２０１Ｃの内壁と接するようにすることが好ましい。これによって、未臨界機能を確保しつつ、容器との熱の受け渡しが広い面で行なわれるので少ない温度差で伝熱ができる。これによって、Ｂ−Ａｌ材と比較して、伝熱性に劣るＢ−ＳＵＳ材を使用した場合でも収納物の温度を低く保つことができ、また、Ｂ−Ａｌ材の場合は収納物の温度をより低く保つことができる。

キャビティ２０１Ｃ内にリサイクル燃料集合体を収納した後は、キャビティ２０１Ｃの内部から放射性物質が漏洩することを防止するため、一次蓋２００Ｔ₁、二次蓋２００Ｔ₂及び三次蓋Ｔ₃（図１）を前記胴の開口部に取り付けて、キャビティ２０１Ｃを密封する。そして、密封性能を確保するため、一次蓋２００Ｔ₁及び二次蓋２００Ｔ₂と胴本体２０１との間には金属ガスケットを設ける。三次蓋Ｔ₃は、一次蓋Ｔ₁や二次蓋Ｔ₂をさらにバックアップする目的で用いるが、この蓋構造は要求される仕様によっては一次蓋や二次蓋迄のものであってもよい。

胴本体２０１の外周には、板状部材で作られた複数の伝熱フィン２０７が放射状に取り付けられている。この伝熱フィン２０７は、アルミニウム板、銅板等といった熱の良導体で作られており、胴本体２０１の外周に溶接その他の接合手段によって、熱がよく伝わるようにしている。また、伝熱フィン２０７の外側には、厚さ数ｃｍの炭素鋼で作られた外筒２０５が、溶接その他の接合手段によって取り付けられている。キャビティ２０１Ｃ内に収納されたリサイクル燃料集合体は崩壊熱を発生する。この崩壊熱は、バスケット１ａ及び胴本体２０１を伝わってから、伝熱フィン２０７を介して外筒２０５に伝導されて、外筒２０５の表面から大気中に放出される。

胴本体２０１と外筒２０５と二枚の伝熱フィン２０７とで囲まれる空間２０９には、中性子を吸収するため、中性子吸収機能を有する材料が充填されている。このような機能を持つ材料としては、水素を多く含有する高分子材料であるレジン、ポリウレタン、又はシリコンその他の中性子吸収材料を使用することができる。この中性子吸収材料によって、リサイクル燃料集合体から放出される中性子を吸収し、キャスク２００の外部へ漏洩する中性子を規制値よりも少なくする。

キャスク２００は、リサイクル燃料集合体を収納した後、輸送及び貯蔵するために使用される。キャスクを輸送する場合には、図１に示すように、キャスクの軸Ｚ方向における両端部に緩衝体２０４を取り付けて、万一キャスク２００の落下事故等が発生した場合でも、容器の十分な密封性能と収納物の健全性とを確保できるようにされる。次に、本実施形態に係るバスケットについて説明する。

図３は、実施形態１に係るバスケットを示す平面図である。図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。このバスケット１は、第１の角パイプ１０及び第２の角パイプ１１と、板状部材２０とを組み合わせて構成されている。リサイクル燃料集合体は、第１、第２の角パイプ１０、１１の内部に格納される。本実施形態に係るバスケット１は、計２６本の第１、第２の角パイプ１０、１１を備えており、最大２６本のリサイクル燃料集合体を収納することができる。なお、図３中の＃１〜＃２６は、第１、第２の角パイプ１０、１１の番号であり、便宜上のものである。

少なくとも第１、第２の角パイプ１０、１１は、未臨界機能の確保と軽量化のため、Ｂ¹⁰（ボロン）を含むＡｌ（アルミニウム）材料（以下、ボロンアルミ材という）によって製造される（以下同様）。Ｂは、Ｂ₄Ｃ（炭化ボロン）のようなボロン化合物であってもよい。第１、第２の角パイプ１０、１１は、例えば、粉末冶金により製造したボロンアルミのビレットを熱間圧延や熱間押出し成形することによって製造できる。板状部材２０については特に材料は規定しないが、第１、第２の角パイプ１０、１１と同じ材料であっても異なる材料であってもよい。

バスケット１は、断面円形のキャビティ２０１Ｃ（図２参照）に収納するため、第１スペーサ２０２ａ〜第５スペーサ２０２ｅをバスケット１の外周部に取り付けて、バスケット１の軸（バスケット軸）Ｚに対して垂直な断面形状を略円形としている。なお、第２の角パイプ１１（＃１、＃２、＃３、＃７、＃８、＃１３、＃１４、＃１９、＃２０、＃２４、＃２５、＃２６）は、バスケット１の外周部に配置されて、第１スペーサ２０２ａ〜第５スペーサ２０２ｅと組み合わされる。なお、第１スペーサ２０２ａ〜第５スペーサ２０２ｅに、第１の角パイプ１０の突起部と噛み合う突起部を設ける等により、第１の角パイプ１０のみでバスケット１を構成してもよい。

このバスケット１は、第１、第２の角パイプ１０、１１の側壁の外側に設けられる突起部同士を当接させて複数配列することにより、リサイクル燃料集合体を収納する収納セル列（角パイプ列）１Ａ、２Ａ、３Ａ、１Ｂ、２Ｂ、３Ｂを構成する。そして、前記収納セル列１Ａ、１Ｂ等の間に、中空の板状部材２０の長辺側端部同士を当接させて複数段積み重ねて構成する（図４参照）。ここで、板状部材２０を積み重ねる方向は、バスケット１の軸Ｚ方向と平行な方向であり、板状部材２０の長辺側端部とバスケット１の軸Ｚ方向とは交差（本実施形態では直交）する。このような構成によって、第１、第２の角パイプ１０、１１と板状部材２０との間で広い伝熱面積を確保できる。また、第１、第２の角パイプ１０、１１が板状部材に接する面は、突起部のない平面なので、難押出材料であるボロンアルミ合金を用いた場合でも、第１、第２の角パイプ１０、１１を容易に成形できる。次に、バスケット１を構成する第１、第２の角パイプ１０、１１及び板状部材２０について説明しつつ、バスケット１についてより詳細に説明する。

図５は、実施形態１に係るバスケットを示す斜視図である。図６−１は、実施形態１に係るバスケットの一部拡大図である。図６−２は、実施形態１に係るバスケットの一部拡大断面図である。図７−１、図７−２は、実施形態１に係るバスケットを構成する角パイプの説明図である。図８は、実施形態１に係るバスケットを構成する板状部材の説明図である。

図５、図７−１に示すように、実施形態１に係るバスケット１を構成する角パイプ１０は、角パイプ１０の軸Ｚｐに垂直な断面内形状を正方形として、内部に収納するリサイクル燃料集合体の外形状に合わせてある。角パイプ１０は、対向する側壁１０ＳＷの外側に、突起部１０ｔ₁、１０ｔ₂が設けられる。また、図５、図７−２に示すように、実施形態１に係るバスケット１を構成する第２の角パイプ１１は、第２の角パイプ１１の軸Ｚｐに垂直な断面内形状を正方形として、内部に収納するリサイクル燃料集合体の外形状に合わせてある。第２の角パイプ１１は、一つの側壁１１ＳＷの外側に、突起部１１ｔ₁、１１ｔ₂が設けられる。

ここで、突起部１１ｔ₂は、熱の伝達の他に、隣接する角パイプ１０の側壁１０ＳＷが荷重を支えあう機能を有する。なお、荷重条件や、熱の条件が緩やかな場合は、突起部１１ｔ₂を省略できるケースもある。突起部１１ｔ₂がない場合は、角パイプ１０の成型はさらに容易になるという利点がある。角パイプ１０や中空の板状部材２０は中実の板状部材を曲げるか、結合して製造してもよいが、熱間押出し成形が可能な場合は、押出し成形で製造するのが合理的である。

第１の角パイプ１０と、第２の角パイプ１１とを配列して収納セル列を構成する際には、隣接する第１の角パイプ１０の突起部１０ｔ₁同士、突起部１０ｔ₂同士を当接させて、複数の第１の角パイプ１０を直線状に配列する（例えば、収納セル列１Ａの＃９〜＃１２）。そして、外周部には第２の角パイプ１１を配置して、第１の角パイプ１０の突起部１０ｔ₁及び１０ｔ₂を、第２の角パイプ１１の突起部１１ｔ₁及び１１ｔ₂に当接させる（例えば、収納セル列１Ａの＃８と＃９）。また、２本の第２の角パイプ１１で収納セル列が構成される場合（収納セル列３Ａ、３Ｂ）、隣接する第２の角パイプ１１の突起部１１ｔ₁同士、突起部１１ｔ₂同士を当接させて、２本の第２の角パイプ１１を直線状に配列する（＃１、＃２及び＃２５、＃２６）。

このように第１の角パイプ１０と、第２の角パイプ１１を配列して、収納セル列１Ａ、２Ａ、３Ａ、１Ｂ、２Ｂ、３Ｂを構成する。図３から分かるように、収納セル列３Ａと収納セル列２Ａ、及び収納セル列３Ｂと収納セル列２Ｂとは、第１、第２の角パイプ１０、１１の配列方向に対して、所定の長さ（第１の角パイプ１０等の、１辺の長さの半分）だけずらして配置してある。すなわち、少なくとも一対の収納セル列（例えば収納セル列３Ａと収納セル列２Ａ）では、一方の収納セル列（収納セル列３Ａ）における第１の角パイプ１０の角部１０Ｃが、他の収納セル列（収納セル列２Ａ）における第２の角パイプ１１の側壁部１１ＳＷの位置に配置される。同様に、一方の収納セル列（収納セル列３Ａ）における第２の角パイプ１１の角部１１Ｃは、他の収納セル列（収納セル列２Ａ）における第１の角パイプ１０の側壁部１０ＳＷの位置に配置される。配置される位置に合わせた突起部の空間をセットする場合は、列間のこのずれは「１辺の長さの略半分」となる。

これにより、限られた断面（バスケット１の軸Ｚに対して直交する断面）内により多くの第１の角パイプ１０、第２の角パイプ１１を配置することができるので、角パイプ１０、第２の角パイプ１１は板状部材を介して並び、角パイプ１０、第２の角パイプ１１の突起は角パイプ１０、第２の角パイプ１１の位置で、第１の角パイプ１０、第２の角パイプ１１を最適な位置にとどめることができるので、キャスク２００の寸法増加を抑制しつつリサイクル燃料集合体の収納体数を多くすることができる。特にリサイクル燃料集合体の寸法が大きいＰＷＲ用のリサイクル燃料集合体で、収納体数増加の効果は大きい。

図６−１に示すように、隣接する第１の角パイプ１０の突起部１０ｔ₁同士、突起部１０ｔ₂同士を当接させると、突起部１０ｔ₁同士と突起部１０ｔ₂同士とで囲まれた空間が、リサイクル燃料集合体から放射される中性子を吸収するフラックストラップ１０ＦＴとなる。これによって、第１、第２の角パイプ１０、１１内にリサイクル燃料集合体を収納した際に、未臨界性を確保する。なお、隣接する第２の角パイプ１１同士（＃１、＃２及び＃２５、＃２６）、バスケット１の外周部における第１の角パイプ１０と第２の角パイプ１１（例えば、＃４と＃３）でも同様である。突起部の高さは、第１の角パイプ１０、第２の角パイプ１１の配置された場所でフラックストラップを構成できる高さにできるのでキャスクの寸法増加を抑制できる。ここで、突起部１０ｔ₁、１１ｔ₁等が当接する部分の面積は、伝熱性能やキャスク２００が落下したとき、突起部１０ｔ₁、１１ｔ₁へ作用する応力の大きさを考慮して決定する。

図３、図５、図６−２に示すように、収納セル列１Ａと２Ａとの間、１Ｂと２Ｂとの間、２Ａと３Ａとの間、及び、２Ｂと３Ｂとの間には、中空の板状部材２０の長辺側端部ＴＬを当接させて積み重ねてある。図８に示すように、板状部材２０は、２個の中空部２１を備えており、板状部材２０の軸Ｚｓ方向に対して垂直な断面形状が略日の字となっている。ここで、板状部材２０の軸Ｚｓ方向は、中空部２１の貫通方向と平行である。板状部材２０が収納セル列の間に配置された場合、板状部材２０の中空部２１は、リサイクル燃料集合体から放射される中性子を吸収するフラックストラップとなり、未臨界性を確保する。板状部材２０の長辺側の寸法を大きくした場合は、軸Ｚｓ方向に対して垂直な断面形状が略日の字ではリブＲが少なくなる場合がある。この場合は略目の字の形状にする等でリブＲを適切な間隔で配置して、第１の角パイプ１０、第２の角パイプ１１を安全に支えることができる形状にする。また、板状部材２０の長辺側の寸法を小さくした場合は、軸Ｚｓ方向に対して垂直な断面形状が略日の字ではリブＲが過剰となる場合がある。この場合はロの字の形状にする等でリブＲを省略して合理的、かつ安全に第１の角パイプ１０、第２の角パイプ１１を支えることができる形状にする。ここで、板状部材２０の中空部２１に溜まった水や空気を排除するため、板状部材２０の長辺側端部ＴＬに中空部２１へ貫通する孔を所定の間隔で設けてもよい。

板状部材を菓子折状に組み合わせ、板状部材で囲まれる空間をリサイクル燃料集合体の収納セルとして、リサイクル燃料集合体を収納するバスケットが知られている。このようなバスケットでは、板状部材の厚さを調整することでしか収納セルの間隔を調整できないので、収納セルの位置によっては余剰の空間を設定せざるを得ないことがあった。本実施形態に係るバスケット１では、板状部材２０の厚さと、第１の角パイプ１０、第２の角パイプ１１の突起部１０ｔ₁、１１ｔ₁等の高さとの両方を変化させることにより、収納セルの間隔を調整することができる。これによって、本実施形態に係るバスケット１は、従来の菓子折状のバスケットでは収納セルの間隔を調整できない箇所であっても、第１の角パイプ１０、第２の角パイプ１１の突起部１０ｔ₁、１１ｔ₁等の高さを調整することにより、従来よりも収納セルの間隔を適切に設定することができる。その結果、本実施形態に係るバスケット１は、従来の菓子折状のバスケットよりもコンパクトにすることができる。

図８に示すように、板状部材２０は、内部に１本のリブＲが設けられており、これによって断面が日の字形状となっている。なお、リブＲの本数は１本に限られるものではない。ここで、リブＲや板状部材２０の長辺側端部ＴＬにおける厚さは、伝熱性能やキャスク２００が落下したときにリブＲや長辺側端部ＴＬへ作用する応力の大きさを考慮して決定する。

収納セル列１Ａと２Ａとの間等に複数段積み重ねて配置される板状部材２０は、その側面Ｓと第１、第２の角パイプ１０、１１の側面とが接する。このように、本実施形態に係るバスケット１では、板状部材２０と第１、第２の角パイプ１０、１１との接触面積が大きいため、伝熱性能が向上する。また、本実施形態に係るバスケット１は、キャスク２００が落下したときの衝撃をより広い面積で受けることができるので、耐衝撃性能も向上する。これらの点は、発熱量が大きく、かつ質量の大きいＰＷＲ用のリサイクル燃料集合体を収納する際に有利である。次に、本実施形態の第１変形例を説明する。

（第１変形例）
本実施形態の第１変形例に係る板状部材や角パイプは、上述した板状部材や角パイプと略同様の構成であるが、バスケットを格納するキャスクの胴本体の内部に形成されたキャビティの底部と対向する部分に、切り欠きが設けられる点が異なる。

図９−１は、本実施形態の第１変形例に係る板状部材を示す説明図である。図９−２は、本実施形態の第１変形例に係る角パイプを示す説明図である。図９−１に示すように、本変形例に係る板状部材２０ａは、キャスク２００の胴本体２０１の内部にはキャビティ２０１Ｃが形成されており、図１に示すバスケット１が格納される。バスケットを構成する板状部材２０ａは、キャビティ２０１Ｃの底部Ｂ、すなわちキャスク２００の底部Ｂと対向する部分（長辺側端部）に切り欠き２０ａｃが設けられる。また、図９−２に示すように、バスケットを構成する角パイプ１０（１１）は、キャビティ２０１Ｃの底部Ｂ、すなわちキャスク２００の底部Ｂと対向する部分（端部）に切り欠きＭ＿Ｐが設けられる。

このように、本変形例に係るバスケットを構成する板状部材２０ａや角パイプ１０（１１）は、キャスク２００の底部Ｂと対向する部分に切り欠き２０ａｃやＭ＿Ｐが設けられるので、バスケットからの排水性が向上する。また、切り欠き２０ａｃやＭ＿Ｐは、真空乾燥時における排気通路としても機能するので、真空乾燥に要する時間を短縮することができる。さらに、バスケットを構成する板状部材２０ａや角パイプ１０（１１）と、キャスク２００の底部Ｂとの接触面積を小さくすることができるので、バスケットを構成する板状部材２０ａや角パイプ１０（１１）が直接接触する胴本体２０１Ｃへバスケットから伝わる熱を低減できる。これによって、板状部材２０ａや角パイプ１０（１１）へ切り欠き２０ａｃやＭ＿Ｐを設けない場合と比較して、胴本体２０１Ｃの温度を低く維持することができる。その結果、胴本体２０１Ｃの底部Ｂ側に配置された中性子吸収機能を有する材料（中性子遮蔽材）の熱による劣化を抑制して、数十年の貯蔵期間中を通して中性子の遮蔽性能を発揮させることができる。また、切り欠き２０ａｃや切り欠きＭ＿Ｐの形状は、矩形や円弧状、あるいは矩形と円弧とを組み合わせた形状としてもよい。

（第２変形例）
本実施形態の第２変形例は、バスケットを構成する板状部材の長辺側端部は、隣接する板状部材の長辺側端部と当接する部分の面積が、板状部材の長辺側端部を構成する面と平行な平面で板状部材を切った場合における板状部材の断面の面積よりも小さい点に特徴がある。このように構成するため、例えば、板状部材の長辺側端部に、板状部材の長手方向に延びる突起部（突条）が形成される。

図１０−１は、本実施形態の第２変形例に係るバスケットを構成する板状部材を示す説明図である。図１０−２は、図１０−１に示す板状部材の長辺側端部同士が当接する部分の拡大図である。図１０−３は、図１０−２に示す板状部材を示す説明図である。図１０−４は、本実施形態の第２変形例に係るバスケットを構成する板状部材の他の例を示す説明図である。バスケット１ｄを構成する板状部材２９は、図８に示す板状部材２０と同様に、２個の中空部３１を備えている。２個の中空部３１は断面が矩形であり、板状部材２９の長手方向に貫通している。板状部材２９の長辺側端部ＴＬには、板状部材２９の長手方向に向かい、かつ板状部材２９の長手方向全長にわたって形成される。

長辺側端部ＴＬの突起部３０を設けることにより、板状部材２９の長辺側端部ＴＬは、隣接する板状部材の長辺側端部と当接する部分の面積Ｓｔが、板状部材２９の長辺側端部ＴＬを構成する面と平行な平面で板状部材２９を切った場合における板状部材の断面（図１０−１のＸ−Ｘ断面）の面積Ｓｄよりも小さくなる。板状部材２９同士が当接する長辺側端部ＴＬは、水の粘性や表面張力で水を溜めるので、板状部材２９同士が当接する部分は極力小さくすることが好ましい。このようにすることで、板状部材２９同士が当接する部分の面積を小さくできるので、バスケット１ｄ内に残留する水分を低減でき、また、真空乾燥に要する時間も短縮することができる。さらに、バスケット１ｄ内に残留する水分を低減できることから、水に不揮発性の不純物が含まれるような場合でも前記不純物の量を低減できることから、前記不純物による腐食のおそれを低減できる。

ここで、図１０−２、図１０−３に示す板状部材２９ａのように、一方の長辺側端部における突起部３０の先端部を平面状に形成するとともに、他方の長辺側端部における突起部３０ａの先端部を円弧状に形成してもよい。このようにすると突起部３０と突起部３０ａとが当接する部分（当接部）ＣＰの面積をより小さくすることができるので、バスケット１ｄ内に残留する水分をより低減することができる。また、板状部材２９ａを積み重ねる場合には、平面状に形成された突起部３０に円弧状に形成された突起部３０ａが支持されるので、安定して板状部材２９ａを積み重ねることができ、作業効率が向上する。なお、本変形例においては、図１０−４に示す板状部材２９ｂのように、一つの板状部材２９ｂが備える中空部３１ｂは一つであってもよい。

図１０−１、図１０−２に示すバスケット１ｄは、板状部材２９、２９ａ、２９ｂの当接する部分に、突起部３０、３０ａ、３０ｂによって囲まれる空間ＦＴが形成される。これによって、空間ＦＴ内を水が流れやすくなるので、排水性を改善できる。また、板状部材２９、２９ａ、２９ｂの当接する部分に広い空間ＦＴが確保されているため、真空乾燥時における排気が容易になり、真空乾燥に要する時間を短縮することができる。

（第３変形例）
本実施形態の第３変形例に係るバスケットは、板状部材の間に補強部材を設ける点に特徴がある。図１１−１は、本実施形態の第３変形例に係るバスケットを構成する板状部材を示す説明図である。図１１−２は、本実施形態の第３変形例に係るバスケットを構成する板状部材の他の例を示す説明図である。図１１−３は、本実施形態の第３変形例に係るバスケットにおいて板状部材を変更した構成例を示す説明図である。図１１−１に示すように、バスケット１ｅは、板状部材２０同士の間に、断面矩形の補強部材３２を配置して構成される。すなわち、補強部材３２は、板状部材２０の長辺側端部ＴＬと当接して配置されている。なお、補強部材３２は、長手方向に貫通する孔を有する中空の部材を用いてもよい。このようにすれば、補強部材３２を軽量にすることができるので、バスケット１ｅの軽量化を図ることができる。

また、板状部材２０の代わりに、図１１−２に示すような一つの中空部２１'を有する板状部材２０'を用いてもよい。図１１−３に示すバスケット１ｅは、図１１−１に示すバスケット１ｅを構成する板状部材２０の代わりに、長辺側端部ＴＬに突起部３０を形成した板状部材２９を用いている。補強部材３２は、板状部材２９同士の間に配置され、板状部材２９の突起部３０が補強部材３２に当接する。

バスケット１ｅを構成する板状部材２０は、例えば、ボロン又はボロン化合物を含有するアルミニウム合金で構成され、補強部材３２は、板状部材２０よりも強度の高い材料、例えば、ステンレス鋼で構成される。なお、補強部材３２をステンレス鋼のような高強度材料で構成する場合、中性子を遮蔽する観点から、ボロン又はボロン化合物を含有する材料で補強部材３２を構成することが好ましい。本変形例に係るバスケット１ｅは、主として補強部材３２によってバスケット１ｅへの衝撃荷重を受けることができる。これによって、バスケット１ｅへの衝撃荷重を受けるために、アルミニウム合金で構成される板状部材２０等の肉厚を厚くする必要はないので、板状部材２０等をコンパクトにすることができる。その結果、バスケット１ｅの寸法をコンパクトにすることができる。

補強部材３２は、例えば、バスケット１ｅに収納されるリサイクル燃料集合体の支持格子に対応する位置に配置することが好ましい。このようにすると、バスケット１ｅに収納されるリサイクル燃料集合体によって生ずるバスケット１ｅへの荷重を補強部材３２で受け止めることができるので、板状部材２０が担う負荷を効果的に軽減できる。

図１１−４は、本実施形態の第３変形例に係るバスケットの他の構成例を示す説明図である。図１１−５は、補強部材の他の構成例を示す説明図である。図１１−４に示すバスケット１ｆは、実施形態１の第２変形例に係るバスケット１ｄを構成する板状部材２９（図１０−１参照）を長辺側端部ＴＬ同士で当接させて積み重ねるとともに、長辺側端部ＴＬに形成される突起部３０で囲まれる空間に、断面矩形の補強部材３２を配置する。このようにしても、上述したバスケット１ｅ（図１１−１、図１１−３）と同様の作用、効果を得ることができる。なお、補強部材３２は、図１１−５に示すように、長手方向に貫通する孔を有する中空の部材を用いてもよい。

図１１−４に示すバスケット１ｆのように、長辺側端部ＴＬに形成される突起部３０で囲まれる空間に補強部材３２を配置すると、角パイプと接する面には伝熱性に優れた板状部材２９が接する。このため、強度は板状部材３２よりも優れるが伝熱性は板状部材３２よりも劣る材料を補強部材３２に用いても、伝熱性において、バスケット１ｆは、図１１−１に示すバスケット１ｅと比較して劣ることはない。また、角パイプとの間で異種金属の接触に起因する腐食のおそれも回避できる。

（第４変形例）
本実施形態の第４変形例に係るバスケットは、板状部材に形成される中空部に板状部材内補強部材として補強部材を設ける点に特徴がある。図１２−１は、本実施形態の第４変形例に係るバスケットを構成する板状部材を示す説明図である。図１２−２は、本実施形態の第４変形例に係るバスケットを構成する板状部材の他の例を示す説明図である。図１２−３、図１２−４は、本実施形態の第４変形例に係るバスケットにおいて板状部材を変更した構成例を示す説明図である。図１２−１に示すように、バスケット１ｇは、２個の中空部２１を備える板状部材２０の長辺側端部ＴＬ同士を当接させて積み重ねて構成される。また、板状部材２０の中空部２１は、断面矩形、かつ板状部材２０の長手方向に貫通する。

板状部材２０が備える２個の中空部２１のうち、少なくとも一方には、板状部材内補強部材としての補強部材３２が設けられる。本実施形態では、２個の中空部２１のうちの一方に補強部材３２が設けられる。なお、図１２−２に示す板状部材内補強部材としての補強部材３２ａのように、長手方向に貫通する孔３２ｈを形成してもよい。このようにすれば、このようにすれば、補強部材３２ａを軽量にすることができるので、バスケット１ｆの軽量化を図ることができる。

図１２−３に示すバスケット１ｈは、実施形態１の第２変形例に係る板状部材２９ｂ（図１０−４参照）を長辺側端部ＴＬ同士で当接させて積み重ねるとともに、長辺側端部ＴＬに形成される突起部３０ｂで囲まれる空間に、断面矩形かつ中空の補強部材３２ａ（図１２−２参照）を配置する。また、板状部材２９ｂに形成される中空部３１ｂに、断面矩形かつ中空の補強部材３２ａを配置する。なお、補強部材３２ａは、中実であってもよく、補強部材を配置する位置によって、中実と中空とを使い分けてもよい。例えば、板状部材２９ｂ同士の間には中実の補強部材を配置して強度を確保するとともに、板状部材２９ｂの中空部３１ｂには中空の補強部材を配置して強度と質量増加の抑制とを図る。図１２−４に示すバスケット１ｈ'は、板状部材２９ｂの必要な箇所にのみ、補強部材３２ａを配置している。このように、本変形例においては、必要に応じて補強部材３２ａを配置することができるので、バスケットの仕様変更にも容易に対応できる。

バスケット１ｅ、１ｈを構成する板状部材２９、２９ｂは、例えば、ボロン又はボロン化合物を含有するアルミニウム合金で構成され、補強部材３２、３２ａは、例えば、ステンレス鋼で構成される。なお、補強部材３２、３２ａをステンレス鋼で構成する場合、中性子を遮蔽する観点から、ボロン又はボロン化合物を含有するステンレス鋼を用いることが好ましい。本変形例に係るバスケット１ｅ、１ｈは、主として補強部材３２、３２ａによってバスケット１ｅ、１ｈへの衝撃荷重を受けることができる。これによって、バスケット１ｅ、１ｈへの衝撃荷重を受けるために、アルミニウム合金で構成される板状部材２９、２９ｂの肉厚を厚くする必要はないので、板状部材２９、２９ｂをコンパクトにすることができる。その結果、バスケット１ｅ、１ｈの寸法をコンパクトにすることができる。また、補強部材３２、３２ａは、第１、第２の角パイプ１０、１１（図７−１、図７−２参照）と接する板状部材２９、２９ｂの内部に配置される。補強部材３２、３２ａはアルミニウム合金よりも熱伝導率の低いステンレス鋼で構成されるが、補強部材３２、３２ａの外側に熱伝導率の高いアルミニウム合金で構成される板状部材２９、２９ｂが配置されて、第１、第２の角パイプ１０、１１と接するので、第１、第２の角パイプ１０、１１から伝わる熱を、効率よく板状部材２９、２９ｂへ伝えることができる。これにより、バスケット１ｇ、１ｈの伝熱性能を確保することができる。

（第５変形例）
本実施形態の第５変形例に係るバスケットは、実施形態１に係るバスケット（図３〜図５等参照）と同様であるが、角パイプの側壁外側に設けられる突起部に傾斜部が設けられる点が異なる。他の構成は実施形態１に係るバスケットと同様である。

図１３は、実施形態１の第５変形例に係るバスケットを示す斜視図である。図１４−１は、実施形態１の第５変形例に係るバスケットの一部拡大図である。図１４−２は、実施形態１の第５変形例に係るバスケットの一部拡大断面図である。図１５は、実施形態１の第５変形例に係るバスケットを構成する角パイプの説明図である。図１３、図１４−１、図１４−２に示すように、この変形例に係るバスケット１ａは、実施形態１に係るバスケット１（図３、図４、図５等参照）と同様であり、角パイプ１０ａを直線状に配列してなる収納セル列の間に、板状部材２０を複数段積み重ねて配置する。

図１３、図１４−１、図１５に示すように、実施形態１の第５変形例に係るバスケット１ａを構成する角パイプ１０ａは、対向する側壁１０ａＳＷの外側に、それぞれ突起部１２、１３ａ、及び突起部１２、１３ｂが設けられる。角パイプ１０ａの軸Ｚｐに直交する断面において、角パイプ１０ａの角部に設けられる突起部１３ａ、突起部１３ｂの当接部は、角パイプ１０ａの側壁１０ａＳＷの壁面に対して傾斜している。ここで、突起部１３ａは、突起部１２へ向かうにしたがって側壁１０ａＳＷの壁面からの高さが大きくなり、突起部１３ｂは、突起部１２へ向かうにしたがって側壁１０ａＳＷの壁面からの高さが小さくなる。そして、突起部１３ａと突起部１３ｂとを当接させると、両者が重なるようになっている。

このような構成により、角パイプ１０ａを組み合わせた場合には、角パイプ１０ａ同士がずれ難くなるという利点と伝熱面積が広くなる利点とがある。これによって、角パイプ１０ａ間の伝熱効率や力の伝達効率が向上する。また、角パイプ１０ａ同士がずれ難くなるため、バスケット１ａを組み立てる際の作業効率も向上する。ここでは、片面の勾配を図示したが、一つの突起に互いに反対方向に向かう２つの勾配を与えれば、角パイプは旋回する動きを拘束されるとともに、力の伝達に際して突起部に曲げを生じさせる力を相殺することができる。次に、本実施形態の第６変形例を説明する。

（第６変形例）
本実施形態の第６変形例に係るバスケットは、実施形態１に係るバスケット（図３〜図５等参照）と同様であるが、バスケット内の位置に応じて、フラックストラップの大きさを変更する点が異なる。他の構成は実施形態１に係るバスケットと同様である。

図１６は、実施形態１の第６変形例に係るバスケットを示す平面図である。図１７−１は、実施形態１の第６変形例に係るバスケットであり、図１６のＢで示す領域の拡大図である。図１７−２は、実施形態１の第６変形例に係るバスケットであり、図１２のＢで示す領域の一部拡大断面図である。

図１６、図１７−１、図１７−２に示すように、この変形例に係るバスケット１ｂは、角パイプ１４Ａ〜１４Ｄの突起部の高さを異ならせ、また、板状部材の側面と直交する方向における中空部の寸法を板状部材２２Ａ、２２Ｂ間で異ならせて、フラックストラップの寸法をバスケット１ｂ内で異ならせている。この変形例に係るバスケット１ｂは、その中心部、すなわち軸Ｚの周囲に配置される角パイプ及び板状部材によって形成されるフラックストラップの寸法を、他の部分と比較して大きくすることにより、バスケット１ｂの中央部における中性子の吸収性能を向上させる。そして、バスケット１ｂの中心部周辺に燃焼度の高いリサイクル燃料を配置する。前述したように、角パイプの突起の高さを変えるとともに、板状部材の厚みを変える場合の他に、燃料の仕様によっては、角パイプの突起の高さを変えるのみで対応できる場合や、角パイプの突起の高さは同じで板状部材の厚みを変えて対応できる場合もあり、燃料の仕様に合う、高密度の収納に適した手段（配置パターン）を選定できる。

図１７−１に示すように、角パイプの側壁に垂直な方向における角パイプ１４Ａと角パイプ１４Ｂとで構成されるフラックストラップ１５Ａの寸法ｔ₁は、角パイプ１４Ｂと角パイプ１４Ｃや、角パイプ１４Ｄと角パイプ１４Ｃとで構成されるフラックストラップ１５Ｂの寸法ｔ₂よりも大きい。また、図１７−２に示すように、図中最上段の板状部材２２Ａはバスケットの中心を横切る位置にあり、側面に垂直な方向における中空部２３Ａの値は一番大きい。図中中央に位置する板状部材の側面に垂直な方向における中空部２３Ａの寸法は、最上段の値と同じか、多少小さく図中最下段の板状部材２２Ｂの側面に垂直な方向における中空部２３Ｂの寸法よりも大きい。これによって、バスケット１ｂの中心部周辺におけるフラックストラップを、他の部分よりも大きくすることができる。

この変形例に係るバスケット１ｂのように、角パイプの側壁外側に形成される突起部の寸法や、板状部材の中空部の寸法を変更することにより、容易にバスケット１ｂ内においてフラックストラップの寸法を異ならせることができる。これによって、バスケット１ｂに収納するリサイクル燃料集合体の燃焼度に応じてフラックストラップを変更することができる。なお、フラックストラップの寸法は、バスケット１ｂの外側から中心部に向かって大きくなるように形成することが好ましい。

バスケット１ｂの中心部は、周囲のセルに収納したリサイクル燃料からの放射線も受けるので、板状部材の肉厚を厚くする等することにより、外周部よりもフラックストラップを大きくする必要がある。一方、バスケット１ｂの外周部は、周囲のセルが中心部よりも少なくなるため、リサイクル燃料からの放射線は中心部よりも少なくなる。中心部に要求されるフラックストラップの寸法でバスケット１ｂ全体のフラックストラップを構成すると、外周部のフラックストラップは必要以上の寸法となり、バスケットの質量増加や寸法増加を招く。そこで、フラックストラップの寸法は、バスケット１ｂの外側から中心部に向かって大きくなるように形成することにより、バスケット１ｂの質量増加や寸法増加を抑制する。

以上、本実施形態及びその変形例では、角パイプの側壁外側に設けた突起部同士を当接させて複数配列することにより構成した収納セル列を複数列設け、さらに前記収納セル列の間に、中空の板状部材の長辺側端部同士を当接させて複数段積み重ねる。これによって、角パイプと板状部材との伝熱面積を大きくでき、また、リサイクル燃料集合体を収納する角パイプ間にフラックストラップを形成できるので、ＰＷＲ用のリサイクル燃料を収納する場合でも、十分な伝熱性能及び未臨界機能を確保できる。また、角パイプに設けられる突起部の数が少ないため、ボロンアルミ材のような難押し出し材を使用した場合でも押出し精度を確保でき、製造効率の低下を抑制できる。特に、切り欠きを設けた板状部材を菓子折り状に組み合わせたバスケットでは、押出し成型等で板状部材を得た後の切欠き加工を必要とするが、本実施形態及びその変形例では、かかる切り欠き加工は不要となるので加工費を大幅に削減できる。なお、本実施形態及び変形例で開示した構成と同様の構成を備えるものは、本実施形態と同様の作用、効果を奏する。また、本実施形態及び変形例で開示した構成は、以下の実施形態でも適宜適用できる。

（実施形態２）
実施形態２は、角パイプと中空の板状部材とを組み合わせる点では実施形態１等と共通するが、角パイプの側壁外側と第１の板状部材の側壁外側と当接させて交互に配列して収納セル列を複数列構成し、さらに収納セル列の間に、第２の板状部材の長辺側端部同士を当接させて複数段積み重ねる点が異なる。他の構成は、実施形態１等と同様である。

図１８は、実施形態２に係るバスケットを示す平面図である。図１９は、図１８のＡ−Ａ断面図である。図２０は、実施形態２に係るバスケットを示す斜視図である。図２１−１は、実施形態２に係るバスケットの一部拡大図である。図２１−２は、実施形態２に係るバスケットの一部拡大断面図である。図２２は、実施形態２に係るバスケットを構成する角パイプの説明図である。図２３−１、図２３−２は、実施形態２に係るバスケットを構成する板状部材の説明図である。

図１８、図１９、図２０、図２１−１、図２１−２に示すように、このバスケット１ｃは、角パイプ１６の側壁外側と第１の板状部材２４の側壁外側と当接させて交互に配列して収納セル列１Ａ、２Ａ、３Ａ、１Ｂ、２Ｂ、３Ｂを構成し、さらに前記収納セル列の間には、第２の板状部材２５の長辺側端部同士を当接させて複数段積み重ねる。そして、角パイプ１６内にリサイクル燃料集合体を収納する。このような構成によって、角パイプ１６と第１の板状部材２４及び第２の板状部材２５との間で広い伝熱面積を確保できる。また、角パイプ１６が第１及び第２の板状部材２４、２５に接する面は、突起部のない平面なので、難押出材料であるボロンアルミ合金を用いた場合でも、角パイプ１６を容易に成形できる。

さらに、角パイプ１６は突起のない単純形状の１種類なので、角パイプ１６の押出し成形に用いるダイスは１種類でよく、単純形状なので歩留まりも改善でき、角パイプ１６を製造及び管理する手間も軽減できる。また、第１及び第２の板状部材２４、２５の断面形状（中空部２６の貫通方向と直交する断面形状）を同じ形状にすれば、第１及び第２の板状部材２４、２５を共通化することもできる。これによって、第１及び第２の板状部材２４、２５を製造及び管理する手間も軽減できる。次に、バスケット１ｃを構成する角パイプ１６及び第１及び第２の板状部材２４、２５について説明しつつ、バスケット１ｃについてより詳細に説明する。

図２０、図２１−１、図２２に示すように、実施形態２に係るバスケット１ｃを構成する角パイプ１６は、角パイプ１６の軸Ｚｐに垂直な断面内形状及び断面外形状を正方形として、内部にリサイクル燃料集合体を収納する。角パイプ１６は、実施形態１に係る角パイプ１０等とは異なり、側壁１６ＳＷの外側に突起部は設けられていない。これによって、ボロンアルミのような難押し出し材料を用いた場合でも、実施形態１に係る角パイプ１０等と比較して、容易に押出成形することができる。

図２０、図２１−１、図２３−１、図２３−２に示すように、第１の板状部材２４は、２個の中空部２６を備えており、第１の板状部材２４の軸Ｚｓ方向に対して垂直な断面形状が略日の字となっている。ここで、第１の板状部材２４の軸Ｚｓ方向は、中空部２６の貫通方向と平行である。第１の板状部材２４が角パイプ１６の間に配置された場合、第１の板状部材２４の中空部２６は、リサイクル燃料集合体から放射される中性子を、プール水中での装荷時、又はプール水中での燃料取出し時等の水中で、吸収するフラックストラップとなり、未臨界性を確保する。

図２３−１に示すように、板状部材２４（２５）は、内部に１本のリブＲが設けられており、これによって断面が日の字形状となっている。なお、リブＲの本数は１本に限られるものではない。ここで、リブＲの厚さｈ₂や第１の板状部材２４の長辺側端部ＴＬにおける厚さｈ₁は、伝熱性能やキャスク２００（図１、図２参照）が落下したときにリブＲや第１の板状部材２４の側面Ｓから作用する応力の大きさを考慮して決定する。また、板状部材２４（２５）の長辺側の寸法を大きくした場合は軸Ｚｓ方向に対して垂直な断面形状が略日の字ではリブＲが少なくなる場合があり、この場合は目の字の形状にする等でリブＲを適切な間隔で配置して、角パイプを安全に支えることができる形状にする。さらに、板状部材２４（２５）の長辺側の寸法を小さくした場合は軸Ｚｓ方向に対して垂直な断面形状が略日の字ではリブＲが過剰となる場合があり、この場合はロの字の形状にする等でリブＲを省略して合理的、かつ安全に角パイプを支えることができる形状にする。

角パイプ１６及び第１の板状部材２４を配列して収納セル列を構成する際には、角パイプ１６の側壁外側と第１の板状部材２４の側面Ｓとを当接させ、角パイプ１６と第１の板状部材２４とを交互に配列し、角パイプ１６と第１の板状部材２４とを直線状に配列する（収納セル列１Ａ、１Ｂ等）。隣接する角パイプ１６間には第１の板状部材２４が配置されるので、上述したように、第１の板状部材２４が備える中空部２６がフラックストラップとなる。

このように第１、第２の板状部材２４、２５を配列して、収納セル列１Ａ、２Ａ、３Ａ、１Ｂ、２Ｂ、３Ｂを構成する。図１８から分かるように、収納セル列３Ａと収納セル列２Ａ、及び収納セル列３Ｂと収納セル列２Ｂとは、角パイプ１６の配列方向に対して、所定の長さ（角パイプ１６の１辺の長さの半分）だけずらして配置してある。これにより、限られた断面（バスケット１ｃの軸Ｚに対して直交する断面）内により多くの角パイプ１６を配置することができるので、キャスク２００（図１、図２参照）の寸法増加を抑制しつつリサイクル燃料集合体の収納体数を多くすることができる。特にリサイクル燃料集合体の寸法が大きいＰＷＲ用のリサイクル燃料集合体で、収納体数増加の効果は大きい。

図１８、図２０、図２１−２に示すように、収納セル列１Ａと２Ａとの間、１Ｂと２Ｂとの間、２Ａと３Ａとの間、及び、２Ｂと３Ｂとの間には、第２の板状部材２５の長辺側端部ＴＬを当接させて積み重ねてある。図２３−２に示すように、第２の板状部材２５は、２個の中空部２６を備えており、第２の板状部材２５の軸Ｚｓ方向に対して垂直な断面形状が略日の字となっている。ここで、第２の板状部材２５の軸Ｚｓ方向は、中空部２６の貫通方向と平行である。第２の板状部材２５が収納セル列の間に配置された場合、第２の板状部材２５の中空部２６は、リサイクル燃料集合体から放射される中性子をプール水中での装荷、又はプール水中での燃料取出し時に、吸収するフラックストラップとなり、未臨界性を確保する。

図２３−２に示すように、第２の板状部材２５は、内部に１本のリブＲが設けられており、これによって断面が日の字形状となっている。なお、リブＲの本数は１本に限られるものではない。ここで、リブＲや第２の板状部材２５の長辺側端部ＴＬにおける厚さは、伝熱性能やキャスク２００が落下したときにリブＲや長辺側端部ＴＬへ作用する応力の大きさを考慮して決定する。板状部材２５の長辺側のサイズを大きくした場合は軸Ｚｓ方向に対して垂直な断面形状が略日の字ではリブＲが少なくなる場合があり、この場合は目の字の形状にする等でリブＲを適切な間隔で配置して、角パイプを安全に支えることができる形状にする。また、板状部材２５の長辺側のサイズを小さくした場合は軸Ｚｓ方向に対して垂直な断面形状が略日の字ではリブＲが過剰となる場合があり、この場合はロの字の形状にする等でリブＲを省略して合理的、かつ安全に角パイプを支えることができる形状にする。

複数段積み重ねられて収納セル列１Ａと２Ａとの間等に配置される第２の板状部材２５の側面Ｓは、図２１−１に示すように、角パイプ１６の側壁外側及び第１の板状部材２６の長辺側端部ＴＬと接する。このように、本実施形態に係るバスケット１ｃでは、角パイプ１６と第１及び第２の板状部材２４、２５との接触面積が大きいため、伝熱性能が向上する。また、本実施形態に係るバスケット１ｃは、キャスク２００が落下したときの衝撃をより広い面積で受けることができるので、耐衝撃性能も向上する。これらの点は、発熱量が大きく、かつ質量の大きいＰＷＲ用のリサイクル燃料集合体を収納する際に有利である。

以上、本実施形態では、角パイプの側壁外側と第１の板状部材の側壁外側と当接させて交互に配列して収納セル列を複数列構成し、さらに収納セル列の間に、第２の板状部材の長辺側端部同士を当接させて複数段積み重ねる。これによって、角パイプと板状部材との伝熱面積を大きくでき、また、リサイクル燃料集合体を収納する角パイプ間にフラックストラップを形成できるので、ＰＷＲ用のリサイクル燃料を収納する場合でも、十分な伝熱性能及び未臨界機能を確保できる。また、角パイプには突起部がないため、ボロンアルミ材のような難押し出し材を使用した場合でも押出し精度の確保は容易で、歩留まりも改善でき、角パイプ１６を製造及び管理する手間も軽減できる。また、第１及び第２の板状部材２４、２５の断面形状を同じにすれば、第１及び第２の板状部材２４、２５を共通化できる。これによって、第１及び第２の板状部材２４、２５を製造及び管理する手間も軽減できる。なお、本実施形態及び変形例で開示した構成と同様の構成を備えるものは、本実施形態と同様の作用、効果を奏する。また、本実施形態及び変形例で開示した構成は、以下の実施形態でも適宜適用できる。

（実施形態３）
実施形態３は、角パイプと中空の板状部材とを組み合わせる点では実施形態１等と共通するが、板状部材が、バスケットを内部に格納するリサイクル燃料集合体収納容器であるキャスクの底部に対して勾配を持つように積み重ねる点が異なる。他の構成は、実施形態１等と同様である。

図２４−１は、実施形態３に係るバスケットを示す構成図である。図２４−２は、実施形態３に係るバスケットに用いるスペーサの一例を示す説明図である。このバスケット１Ａが備える板状部材２０（図８参照）は、中空の板状部材２０を、キャスクの底部Ｂに対して勾配を持つよう複数段積み重ねて構成される。前記底部Ｂに配置されるスペーサ２０Ａは、図２４−１に示すように、直角三角形形状をしている。そして、スペーサ２０Ａの斜辺上に板状部材２０の長辺側端部を当接させ、積み重ねていく。また、底部Ｂとは反対側にもスペーサ２０Ａを配置することによって、底部Ｂとは反対側におけるバスケット１Ａの端部を平坦にすることもできる。本実施形態では、例えば、図８に示す、長方形形状の板状部材２０を、対角線（図２４−２中の一点鎖線）Ｄに沿って切断することによってスペーサ２０Ａを構成できる。

このバスケット１Ａは、上記構成によって、板状部材２０の中空部２１Ａ内に空気や水Ｗを溜めないようにすることができる。なお、板状部材２０の勾配はきつい方がより確実な効果を期待できるが、勾配を決めるスペーサ２０Ａの製造の容易さからは０度以上で、かつ板状部材２０の一段の高さまでにするのが合理的である。また、角パイプ１０と板状部材２０とは、ボルトや溶接等によって一体に構成して、バスケット１Ａの取り扱いを容易にしてもよい。また、バスケット１Ａは、ワイヤやバンド等の拘束手段で角パイプ１０と板状部材２０とを一体に拘束して、取り扱いを容易にしてもよい。このようにすれば、必要に応じてバスケット１Ａを分解できるので好ましい。さらに、ボルトや溶接によって一体とした板状部材２０を、ワイヤやバンド等の拘束手段で角パイプ１０と一体に構成してもよい。このようにすれば、バスケット１Ａを一体で取り扱うことができるので好ましい。

図５に示すバスケット１では、板状部材２０の中空部２１に溜まった水や空気を排除するため、板状部材２０の長辺側端部ＴＬに中空部２１へ貫通する孔を所定の間隔で形成する。一般に、穿孔にはドリルを用いるが、板状部材２０は、例えば、ボロン又はボロン化合物を含有するアルミニウム合金で構成される。ドリルによる穿孔においては、ドリルの刃先の中心部は被加工物である板状部材２０に対して相対的に静止しており、板状部材２０に含まれる硬いボロンの粒子等にドリルの刃先が当たると刃先の先端が著しく摩耗するため、ドリルの送りが困難になる。その結果、ドリルの刃の研磨が頻繁に必要になるので作業効率を低下させ、バスケットの製造コストを上昇させる。本実施形態に係るバスケット１Ａのように、中空の板状部材２０を、キャスクの底部Ｂに対して勾配を持つよう複数段積み重ねることにより、板状部材２０の中空部に存在する水や空気は勾配に沿って容易に排除できるので、板状部材２０の長辺側端部へ孔を設ける必要はない。その結果、バスケット１Ａを容易に製造でき、また、製造コストも低減できる。

図２４−３は、実施形態３に係るバスケットを構成する板状部材の変形例を示す説明図である。板状部材２６が備える中空部（孔）２７の貫通方向における当該中空部２７の断面形状は、図２４−３に示すように、レーストラック状とすることが好ましい。すなわち、中空部２７の前記断面形状は、板状部材２６の長辺側端部ＴＬ側及びその対向する側を曲面とする。このようにすれば、板状部材２６の中空部２７の天井及び底の平面をなくすことができるので、より効果的に、中空の板状部材２６の内部に空気や水を溜めないようにすることができる。

図２５−１、図２５−２は、実施形態３の変形例に係るバスケットを示す構成図である。本変形例は、実施形態３と略同様の構成であるが、バスケット１Ａとキャスクの底部Ｂとの間に、底板４０を配置する点が異なる。他の構成は、実施形態３と同様である。バスケット１Ａとキャスクの底部Ｂとの間には、両者を隔てる底板４０が設けられる。図２５−１、図２５−２に示すように、底板４０には、孔４０ｈが設けられている。また、底板４０のキャスクの底部Ｂと対向する側には、突起部４１が設けられており、底板４０とキャスクの底部Ｂとの間に空間４２を形成する。なお、底板４０は、スノコ状に構成してもよい。ここで、底板４０は、例えばステンレス鋼で構成することができる。底板４０をステンレス鋼のような熱伝導率の低い材料で構成すれば、伝熱抵抗と接触熱抵抗とによって、バスケット１Ａとキャスクとの間の熱遮蔽性能を確保することができる。なお、積み重ねた複数の板状部材２０と底板４０とを、ボルトとナットとを用いて一体として構成してもよい。

底板４０に設けられる孔４０ｈの大きさは、ＰＷＲ用のリサイクル燃料集合体を収納する場合には、リサイクル燃料集合体の端部が底板４０の上に乗るように設定する。また、ＢＷＲ用のリサイクル燃料集合体を収納する場合には、リサイクル燃料集合体の端部が底板４０に設けられる孔４０ｈを突き抜けるように、孔４０ｈの大きさを設定する。ＰＷＲ用のリサイクル燃料集合体は、端部が平坦であるため、底板４０上に端部が乗るようにして、排水性を確保する。一方、ＢＷＲ用のリサイクル燃料集合体は、端部が尖っているため、キャスクの底部Ｂに端部が接触しても排水性は確保できるので、端部が孔４０ｈを突き抜けるように設定して、キャスクの全長増加を抑制する。

また、底板４０を設けることにより、底板４０上に載置したバスケット１Ａを一体として取り扱うことができる。さらに、バスケット１Ａからキャスクの底部Ｂへ伝わる熱量を低減できるので、キャスクの底部Ｂ側に配置された中性子吸収機能を有する材料（中性子遮蔽材）の熱による劣化を抑制して、数十年の貯蔵期間中を通して中性子の遮蔽性能を発揮させることができる。また、バスケット１Ａから排水された水Ｗは、キャスクの底部Ｂに対して傾斜して配置される板状部材２０の内部空間を通って外部へ排出され、さらに、バスケット１Ａから底板４０に落ちてきた水は、底板４０に設けられる孔４０ｈから、底板４０とキャスクの底部Ｂとの間に形成される空間４２へ排出される。この空間４２によって排水性が向上するので、真空乾燥前の残留水分を低減でき、真空乾燥に要する時間を短縮できる。また、空間４２によって通気性が向上するので、真空乾燥の効率も向上する。ここで、上述した手法によって一体化したバスケット１Ａを、ボルトや溶接によって底板４０に固定してもよい。このようにすれば、底板４０とともにバスケット１Ａを一体として取り扱うことができ、バスケット１Ａをキャスクの内部に配置する作業が容易になる。

ここで、底板４０に設けられる突起部４１が板状の場合には、図９−１に示す板状部材２０ａのように、底部Ｂと接する部分に切り欠きを設けると、排水性が改善されるとともに、底部Ｂへの伝熱面積を小さくすることができる。また、突起部４１は、図２５−２に示すような板状に限定されるものではなく、柱状の部材を所定の間隔で配置してもよい。

以上のように、本発明に係るリサイクル燃料集合体収納用バスケット及びリサイクル燃料集合体収納用容器は、リサイクル燃料集合体の輸送、貯蔵に有用であり、特に、ＰＷＲ用のリサイクル燃料集合体の輸送、貯蔵に適している。バスケットとしては、貯蔵目的のコンクリートキャスク、あるいはキャニスタやリサイクル燃料集合体貯蔵プールのラックにも使用できる。

Claims (36)

1. 対向する側壁の外側の少なくとも一面に複数の突起部が設けられ、かつリサイクル燃料集合体を収納する角パイプと、
   板状部材と、を備え、
   前記角パイプの突起部同士が当接して複数配列されることにより構成した収納セル列を複数列設け、さらに前記収納セル列の間に、前記板状部材の長辺側端部同士を当接させて複数段積み重ねることを特徴とするリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
2. 対向する側壁の外側にそれぞれ複数の突起部が設けられ、かつリサイクル燃料集合体を収納する第１の角パイプと、
   一つの側壁の外側に複数の突起部が設けられ、かつリサイクル燃料集合体を収納する第２の角パイプと、
   板状部材と、を備え、
   前記第１の角パイプの突起部同士が当接して複数配列され、かつ外側には前記第２の角パイプが配置されて前記第１の角パイプの突起部と前記第２の角パイプの突起部とが当接した収納セル列を複数列設け、さらに前記収納セル列の間に、前記板状部材の長辺側端部同士を当接させて複数段積み重ねることを特徴とするリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
3. 前記板状部材は、前記角パイプの長手方向に向かって積み重ねられることを特徴とする請求項１又は２に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
4. 隣接する前記板状部材の間には、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットへの荷重の一部を支持して、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットを補強する補強部材を配置することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
5. 前記板状部材は、少なくとも１個以上の孔を持つ中空の部材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
6. 前記孔には、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットへの荷重の一部を支持して、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットを補強する中実又は中空の板状部材内補強部材が配置されることを特徴とする請求項５に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
7. 前記孔が２個以上ある場合、少なくとも１個の前記孔に前記板状部材内補強部材が配置されることを特徴とする請求項６に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
8. 前記突起部は、隣接する前記角パイプの前記突起部と接する部分にテーパー部が設けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
9. 前記角パイプの配置される場所によって、前記突起部同士で囲まれる空間の大きさが異なることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
10. 前記板状部材の配置される場所によって、前記板状部材の厚さを変更することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
11. 前記角パイプの前記突起部同士で囲まれる空間の大きさと、前記板状部材の厚さとを変更することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
12. 前記角パイプの前記突起部同士で囲まれる空間の大きさ及び前記板状部材の厚さは、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットの外側から中心部に向かって大きくなることを特徴とする請求項１１に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
13. リサイクル燃料集合体を収納する角パイプと、
    断面外形状が矩形かつ中空の第１の板状部材と、
    断面外形状が矩形かつ中空の第２の板状部材と、を備え、
    前記角パイプの側壁外側と前記第１の板状部材の側壁外側と当接させて交互に配列した収納セル列を複数設け、さらに前記収納セル列の間に、前記第２の板状部材の長辺側端部同士を当接させて複数段積み重ねることを特徴とするリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
14. 前記第２の板状部材は、板厚又は寸法が前記第１の板状部材と異なり、かつ前記第１の板状部材に相似することを特徴とする請求項１３に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
15. 少なくとも一対の前記収納セル列では、前記一方の収納セル列における角パイプの角部が、他の収納セル列における角パイプの側壁部の位置に配置されることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
16. 少なくとも一対の前記収納セル列では、前記一方の収納セル列における角パイプの角部が、他の収納セル列における角パイプの角部の位置に配置されることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
17. 前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットを内部に格納するリサイクル燃料集合体収納容器の底部に対向する前記板状部材の長辺側端部、又は前記リサイクル燃料集合体収納容器の底部に対向する前記角パイプの端部のうち少なくとも一方には切り欠きが設けられることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
18. 前記収納セル列の間に配置される前記板状部材が、前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットを内部に格納するリサイクル燃料集合体収納容器の底部に対して勾配を持つように積み重ねられることを特徴とする請求項５〜１６のいずれか１項に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
19. 前記板状部材が備える孔の断面形状は、レーストラック状であることを特徴とする請求項１８に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
20. 前記板状部材の長辺側端部は、隣接する前記板状部材の長辺側端部と当接する部分の面積が、前記板状部材の長辺側端部を構成する面と平行な平面で前記板状部材を切った場合における前記板状部材の断面の面積よりも小さいことを特徴とする請求項１８又は１９に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
21. 前記板状部材の長辺側端部には、隣接する前記板状部材の長辺側端部と当接する部分に突起部が形成されることを特徴とする請求項２０に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
22. 前記板状部材の長辺側端部には、隣接する前記板状部材の長辺側端部と当接する部分に空間が形成されることを特徴とする請求項２０又は２１に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
23. 前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットと、前記リサイクル燃料集合体収納容器の底部との間には、両者を隔てる底板が設けられることを特徴とする請求項１８〜２２のいずれか１項に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
24. 前記底板には、開口部が設けられることを特徴とする請求項２３に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
25. 前記底板と、前記前記リサイクル燃料集合体収納容器の底部との間には空間が設けられることを特徴とする請求項２４に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
26. 少なくとも前記角パイプは、ボロン又はボロン化合物を含有するアルミニウム合金であることを特徴とする請求項１〜２５のいずれか１項に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
27. 少なくとも前記板状部材は、ボロン又はボロン化合物を含有するアルミニウム合金であることを特徴とする請求項１〜２５のいずれか１項に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
28. 少なくとも前記角パイプは、ボロン又はボロン化合物を含有するステンレス鋼であることを特徴とする請求項１〜２５のいずれか１項に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
29. 少なくとも前記板状部材は、ボロン又はボロン化合物を含有するステンレス鋼であることを特徴とする請求項１〜２５のいずれか１項に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
30. 少なくとも前記角パイプは、ガドリニウム又はガドリニウム化合物を含有するステンレス鋼であることを特徴とする請求項１〜２５のいずれか１項に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
31. 少なくとも前記板状部材は、ガドリニウム又はガドリニウム化合物を含有するステンレス鋼であることを特徴とする請求項１〜２５のいずれか１項に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
32. 前記補強部材は、ステンレス鋼であることを特徴とする請求項４〜３１のいずれか１項に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
33. 前記板状部材内補強部材は、前記板状部材よりも強度の高い材料であることを特徴とする請求項６〜３１のいずれか１項に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
34. 前記板状部材内補強部材は、ステンレス鋼であることを特徴とする請求項３３に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケット。
35. 開口部とキャビティとを備える胴と、
    前記開口部に取り付けられて、前記キャビティを密封する蓋と、
    前記キャビティ内に配置される、請求項１〜３４のいずれか１項に記載のリサイクル燃料集合体収納用バスケットと、
    を備えることを特徴とするリサイクル燃料集合体収納容器。
36. 前記リサイクル燃料集合体収納用バスケットの外周面は、前記キャビティの内壁と接することを特徴とする請求項３５に記載のリサイクル燃料集合体収納容器。

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