JP5535549B2

JP5535549B2 - 放射性廃棄物収納容器

Info

Publication number: JP5535549B2
Application number: JP2009192158A
Authority: JP
Inventors: 廣紀玉置; 慶幸川原
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2009-08-21
Filing date: 2009-08-21
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2029-08-21
Also published as: JP2011043425A

Description

この発明は、放射性廃棄物収納容器に関し、さらに詳しくは、落下等の衝撃に対する耐久性能を向上できる放射性廃棄物収納容器に関する。

一般に、放射性廃棄物収納容器は、廃棄物を収納した後、トラック等により貯蔵施設や処分施設に輸送されて埋設される。ここで、放射性廃棄物収納容器の積載作業や埋設作業では、放射性廃棄物収納容器がクレーン等の搬送装置により吊り上げられて搬送される。このとき、放射性廃棄物収納容器が搬送装置から落下して衝撃を受けると、放射性廃棄物収納容器の密閉性能が低下するおそれがある。

このとき、地面に緩衝体を敷設して落下時の衝撃を緩和することが好ましいが、かかる緩衝体を敷設できない場合もある。このため、一般には、放射性廃棄物収納容器を構成する容器本体や蓋の剛性（構造や材質の剛性）を高めることにより、落下事故に対する対応（例えば、国際輸送規則に定める落下事故等に対する衝撃緩衝性能の確保）が図られている。

しかしながら、例えば、構造の変更により容器本体の剛性を高めるとすると、容器本体の肉厚を増加させることが簡易な手法であるが、放射性廃棄物収納容器は外寸制限が設けられているケースが多く内径側へ肉厚を増加させることになり放射性廃棄物収納容器の収容率が低下するという問題がある。また、例えば、材質の変更により容器本体の剛性を高めるとすると、高価な鋼材が必要となる等により製品コストが増加するという問題がある。

なお、落下等の衝撃に対する耐久性能を向上できる従来の放射性廃棄物収納容器として、特許文献１に記載される技術が知られている。

特許第３９０７５４１号公報特表２００５−５２５５４３号公報

この発明は、落下等の衝撃に対する耐久性能を向上できる放射性廃棄物収納容器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明にかかる放射性廃棄物収納容器は、容器本体と蓋とを備えると共に廃棄物を収納できる放射性廃棄物収納容器であって、前記容器本体が外部からの衝撃により圧潰可能な圧潰構造を有し、前記圧潰構造は前記容器本体の主たる構成部材の外側表面部の内部に開けられた空洞により構成されることを特徴とする。

この放射性廃棄物収納容器では、放射性廃棄物収納容器が落下して容器本体に外部からの衝撃が作用したときに、容器本体の圧潰構造が圧潰されて、落下の衝撃が吸収される。これにより、落下の衝撃に対する放射性廃棄物収納容器の耐久性を確保できる利点がある。

また、この発明にかかる放射性廃棄物収納容器は、前記空洞が前記容器本体の軸方向端部から前記容器本体の軸方向に開けられた穴あるいは孔により構成されることを特徴とする。

この放射性廃棄物収納容器では、例えば、容器本体に穿孔加工を施すことにより、空洞を容易に形成できる利点がある。

また、この発明にかかる放射性廃棄物収納容器は、前記空洞に充填材が充填されることを特徴とする。

この放射性廃棄物収納容器では、空洞に充填材が充填されることにより、圧潰構造の圧潰率を調整できる利点がある。

また、この発明にかかる放射性廃棄物収納容器は、前記蓋が外部からの衝撃により圧潰可能な圧潰構造を外周縁部に有することを特徴とする。

この放射性廃棄物収納容器では、放射性廃棄物収納容器が落下して蓋に外部からの衝撃が作用したときに、蓋の圧潰構造が圧潰されて、落下の衝撃が吸収される。これにより、落下の衝撃に対する放射性廃棄物収納容器の耐久性が確保される利点がある。

また、この発明にかかる放射性廃棄物収納容器は、前記蓋に形成された前記圧潰構造に充填材が充填されることを特徴とする。

この放射性廃棄物収納容器では、蓋に形成された圧潰構造に充填材が充填されることにより、圧潰構造の圧潰率を調整できる利点がある。

この発明にかかる放射性廃棄物収納容器では、放射性廃棄物収納容器が落下して容器本体に外部からの衝撃が作用したときに、容器本体の圧潰構造が圧潰されて、落下の衝撃が吸収される。これにより、落下の衝撃に対する放射性廃棄物収納容器の耐久性を確保できる利点がある。

図１は、この発明の実施の形態にかかる放射性廃棄物収納容器を示す断面図である。図２は、図１に記載した放射性廃棄物収納容器を示す底面図である。図３は、図１に記載した放射性廃棄物収納容器の蓋を示す平面図である。図４は、図１に記載した放射性廃棄物収納容器の蓋を示す断面図である。図５は、図１に記載した放射性廃棄物収納容器の作用を示す説明図である。図６は、図１に記載した放射性廃棄物収納容器の作用を示す説明図である。図７は、図１に記載した放射性廃棄物収納容器の作用を示す説明図である。図８は、図１に記載した放射性廃棄物収納容器の作用を示す説明図である。図９は、図１に記載した放射性廃棄物収納容器の作用を示す説明図である。図１０は、図１に記載した放射性廃棄物収納容器の作用を示す説明図である。図１１は、図１に記載した放射性廃棄物収納容器の容器本体の変形例を示す説明図である。

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、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施の形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。

［放射性廃棄物収納容器］
図１および図２は、この発明の実施の形態にかかる放射性廃棄物収納容器を示す断面図（図１）および底面図（図２）である。図３および図４は、図１に記載した放射性廃棄物収納容器の蓋を示す平面図（図３）および断面図（図４）である。

この放射性廃棄物収納容器１は、例えば、低レベル放射性物質などの廃棄物を収納する密閉容器に適用され、廃棄物の輸送や貯蔵および埋設などに用いられる（図１〜図４参照）。ここで、低レベル放射性物質には、使用済み原子燃料、あるいは、使用済み原子燃料の再処理工程にて発生する高レベル放射性廃液を固化したガラス固化体等が含まれる。この放射性廃棄物収納容器１は、容器本体２と、蓋３とを備える。容器本体２は、肉厚な円筒形状を有する容器（本体胴）であり、内部に廃棄物を収容できる。蓋３は、この容器本体２の開口部に複数のボルト４を介して締結されて容器本体２を密閉する。これにより、放射性廃棄物収納容器１の密閉性能が確保される。

なお、この実施の形態では、必要な強度特性を確保するために、容器本体２および蓋３は鋳造あるいは鍛造により成形され、また、炭素鋼あるいはダクタイル鋳鉄などから成っている。また、放射線遮蔽性能を確保するために、容器本体２の肉厚が約１００［ｍｍ］に設定されている。また、廃棄物は、例えば、ステンレススチール製の内容器（図示省略）に収容されて、この放射性廃棄物収納容器１に収容される。これにより、放射性廃棄物収納容器１の密閉性能および放射線遮蔽性能が確保されている。

［圧潰構造］
一般に、放射性廃棄物収納容器は、廃棄物を収納した後、トラック等により貯蔵施設や処分施設に輸送されて埋設される。ここで、放射性廃棄物収納容器の積載作業や埋設作業では、放射性廃棄物収納容器がクレーン等の搬送装置により吊り上げられて搬送される。このとき、放射性廃棄物収納容器が搬送装置から落下して衝撃を受けると、放射性廃棄物収納容器の密閉性能が低下するおそれがある。

そこで、この放射性廃棄物収納容器１では、容器本体２が外部からの衝撃により圧潰可能な圧潰構造２１をその外側表面部あるいは外側縁部に有する（図１および図２参照）。この圧潰構造２１は、容器本体２の主たる構成部材の外側表面部の内部に開けられた複数の空洞部２２により構成される。なお、これらの空洞部２２は、穿孔加工により形成された穴あるいは孔であっても良いし、容器本体２の鋳造時にて容器本体２と共に一時に形成されても良い。

例えば、この実施の形態では、容器本体２が鋳造製あるいは鍛造製の肉厚な円筒容器（主たる構成部材）から成り、単一構造を有している（図１および図２参照）。この単一構造には、例えば、鋳造による一体構造、胴部と底部とを溶接などにより固着した構造、胴部に対して底部を螺合わせて固定した構造などが含まれる。そして、容器本体２の外周側面（外側表面部）に圧潰構造２１が形成されている。具体的には、容器本体２の底面（軸方向端部）から軸方向に向かって穿孔加工により穴が開けられ、また、複数の穴が容器本体２の外周側面に沿って容器本体２の周方向に配列されている。そして、これらの穴により空洞部２２が形成されている。これらの空洞部２２は、容器本体２の側面に沿って容器本体２の高さ方向に延在し、また、容器本体２の肉厚方向（径方向）に直交している。また、空洞部２２が容器本体２の外周側面の近傍（直下）に形成されることにより、あたかも容器本体２の外周側面が空洞部２２により区画された薄肉な外殻となっている。また、複数の空洞部２２が容器本体２の全周に渡って配列されている。また、これらの空洞部２２は、隣り合う空洞部２２、２２を仕切る壁が薄肉となるように、密な間隔で配置されている。これにより、容器本体２の外周側面および底面周縁部が圧潰可能となっている。

また、この実施の形態では、容器本体２の空洞部２２が、例えば、容器本体２の外側表面部や外側縁部など、容器本体２に対する強度的な影響が小さい位置に形成されている。また、空洞部２２用の穴が容器本体２の底面から形成されるので、容器本体２の外側側面のみならず底面の外周縁部にも圧潰構造が形成されている。

また、この実施の形態において、容器本体２の主たる構成部材とは、少なくとも放射性廃棄物収納容器１の胴部を構成する部材をいう。例えば、容器本体２が単一構造を有する構成では、容器本体２の胴部および底部を構成する部材が「容器本体２の主たる構成部材」となる。したがって、容器本体２がその外周に付属的な部品（例えば、容器本体を収容する放射線遮蔽用ジャケット、容器本体に形成された放熱用フィン、容器本体に巻き付けられた緩衝体など）を有する構成では、これらの付属的な部品は「容器本体２の主たる構成部材」に含まれない。また、例えば、容器本体２が内筒および外筒から成る二重構造を有する構成では、その外筒が「容器本体２の主たる構成部材」となる。

また、この放射性廃棄物収納容器１では、蓋３が外部からの衝撃により圧潰可能な圧潰構造３１をその外側縁部に有する（図３および図４参照）。この圧潰構造３１は、蓋３の構成部材の外側縁部に形成された凹凸部３２により構成される。なお、凹凸部３２は、切削加工により形成された溝により構成されても良いし、蓋３の鋳造時に同時に形成された溝あるいは突起部により構成されても良い。

例えば、この実施の形態では、蓋３が鋳造製あるいは鍛造製の肉厚な円盤部材（主たる構成部材）から成り、単一構造を有している（図３および図４参照）。また、蓋３と容器本体２とを締結するための複数のボルト孔３５が蓋３の周方向に配列されている。また、圧潰構造３１が蓋３の外周縁部に形成されている。具体的には、蓋３の外周縁部（蓋３を容器本体２に取り付けたときに放射性廃棄物収納容器１の端部に位置する部分）に、凹凸部３２が形成されている。この凹凸部３２は、蓋３の外周縁部に切削加工された複数の溝３３と、隣り合う溝３３、３３により区画された凸部（陸部）３４とにより構成されている。また、これらの溝３３は、蓋３の厚さ方向の断面視にて、蓋３の肉厚の半分程度の溝深さを有し、また、蓋３の平面視にて、蓋３の全周に渡って密な間隔で配列されている。これにより、蓋３の外側縁部が圧潰可能となっている。なお、溝３３がボルト孔３５に対して蓋３の径方向外側に配置されている。また、一部の溝３３がボルト孔３５に開口している。

なお、この実施の形態では、蓋３の溝３３が、例えば、蓋３の外側表面部や外側縁部など、蓋３に対する強度的な影響が小さい位置に形成されている。

この放射性廃棄物収納容器１では、放射性廃棄物収納容器１が落下して容器本体２あるいは蓋３に外部からの衝撃が作用したときに、容器本体２の圧潰構造２１あるいは蓋３の圧潰構造３１が圧潰されて、落下の衝撃が吸収される。これにより、落下の衝撃に対する放射性廃棄物収納容器１の耐久性が確保される。

例えば、（ａ）放射性廃棄物収納容器１が水平に落下する場合には、容器本体２の側面部が地面に衝突する（図５および図６参照）。すると、この容器本体２の側面に形成された圧潰構造２１（外側表面の内部に形成された空洞部２２）が圧潰されて凹むことにより、落下の衝撃が吸収される。なお、図５では、放射性廃棄物収納容器１が地上９［ｍ］の高さから落下した場合を想定している。

また、例えば、（ｂ）放射性廃棄物収納容器１が蓋３側を下にして傾斜して落下する場合には、蓋３の縁部が地面に衝突する（図７および図８参照）。すると、この蓋３の縁部に形成された圧潰構造３１（凹凸部３２）が圧潰されることにより、落下の衝撃が吸収される。これにより、蓋３と容器本体２との結合（ボルト４による結合）が保護されて、放射性廃棄物収納容器１の密封性能が確保される。なお、図７では、放射性廃棄物収納容器１が地上９［ｍ］の高さから落下した場合を想定している。

また、例えば、（ｃ）地面に鋼棒が立設されており、この鋼棒に対して放射性廃棄物収納容器１が落下する場合には、鋼棒が放射性廃棄物収納容器１の側面に突き刺さるように、鋼棒と放射性廃棄物収納容器１とが衝突する（図９および図１０）。すると、放射性廃棄物収納容器１の側面に形成された圧潰構造２１（外側表面の内部に形成された空洞部２２）の一部が圧潰されて凹むことにより、落下の衝撃が吸収される。これにより、鋼棒が容器本体を貫通する事態の発生が抑制される。なお、図１０では、放射性廃棄物収納容器１が地上１［ｍ］の高さから落下した場合を想定している。

なお、この実施の形態では、容器本体２が円筒容器であるが、これに限らず、容器本体２が角筒容器であっても良い（図１１参照）。一般的な放射性廃棄物収納容器では、円筒形状あるいは角筒形状の容器本体が採用されている。容器本体２が角筒形状を有する構成では、容器本体２の側面（外側表面部）と角部（外側縁部）とにそれぞれ空洞部２２が開けられて圧潰構造２１が形成され得る。

また、この実施の形態では、容器本体２の圧潰構造２１（空洞部２２）が、容器本体２の底面（軸方向端部）から容器本体２の軸方向に開けられた長穴により構成されている（図１および図２参照）。この長穴は、容器本体２の開口部側に貫通していない。これにより、容器本体２の開口部の剛性が適正に確保されている。また、容器本体２の開口部（開口部の縁部）には、蓋３がボルト４を介して締結されている。したがって、このボルト４と容器本体２の空洞部２２（長穴）とが干渉しないように配置されている。具体的には、長穴が容器本体２を貫通しておらず、また、長穴の深さおよび位置が調整されている。

しかし、これに限らず、（１）容器本体２の圧潰構造２１（空洞部２２）が、容器本体２の外周面に沿って容器本体２を軸方向に貫通する孔により構成されても良い（図示省略）。例えば、容器本体２が短尺であるときに、かかる貫通孔から成る空洞部２２を穿孔加工により容易に形成できる。なお、かかる構成では、空洞部２２である孔と蓋３のボルト４とが干渉しないように、容器本体２の径方向にかかるこれらの配置が相互に調整されることが好ましい。また、（２）容器本体２の圧潰構造２１（空洞部２２）が、容器本体２の底面側および開口部側の双方から軸方向にそれぞれ開けられた２種類の穴により構成されても良い（図示省略）。例えば、容器本体２が長尺であるときに、容器本体２の底面側および開口部側の双方から穴を開けることにより、空洞部２２を容器本体２の外周側面の略全域に渡って容易に形成できる。なお、（１）および（２）のいずれの場合においても、容器本体２の必要な位置に圧潰構造２１が形成されることを要する。

また、この実施の形態では、蓋３の圧潰構造３１が凹凸部３２により構成されている（図３および図４参照）。しかし、これに限らず、蓋３の圧潰構造３１が溝、突起、穴、孔、空洞などにより構成されても良い（図示省略）。すなわち、圧潰構造３１は、外部からの衝撃により容易に圧潰できる構造であれば良い。

また、この実施の形態では、容器本体２の圧潰構造２１が空洞部２２により構成されているが、さらに、この空洞部２２に充填材が充填されても良い（図示省略）。これにより、圧潰構造２１の圧潰率を調整できる。なお、充填材には、例えば、アルミニウムや樹脂などの柔らかい材料、あるいは、発泡金属や発泡樹脂などが採用され得る。

同様に、この実施の形態では、蓋３に形成された圧潰構造３１に充填材が充填されても良い（図示省略）。これにより、蓋３の圧潰構造３１の圧潰率を調整できる。

［効果］
以上説明したように、この放射性廃棄物収納容器１では、容器本体２が外部からの衝撃により圧潰可能な圧潰構造２１を外側表面部あるいは外側縁部に有し、この圧潰構造２１が容器本体２の主たる構成部材の外側表面部の内部に開けられた空洞部２２により構成される（図１および図２参照）。かかる構成では、放射性廃棄物収納容器１が落下して容器本体２に外部からの衝撃が作用したときに、容器本体２の圧潰構造２１が圧潰されて、落下の衝撃が吸収される。これにより、落下の衝撃に対する放射性廃棄物収納容器１の耐久性を確保できる利点がある。また、かかる構成では、圧潰構造２１（空洞部２２）が容器本体２の主たる構成部材に形成されるので、例えば、容器本体に緩衝部材を別途取り付ける構成（図示省略）と比較して、放射性廃棄物収納容器１の構成を簡素化できる利点があり、また、放射性廃棄物収納容器１の形状や外形寸法を変更することなく、落下の衝撃に対する放射性廃棄物収納容器１の耐久性を確保できる利点がある。

また、この放射性廃棄物収納容器１では、圧潰構造２１を構成する空洞部２２が、容器本体２の軸方向端部から容器本体２の主たる構成部材に開けられた穴あるいは孔により構成される（図１および図２参照）。かかる構成では、例えば、容器本体２に穿孔加工を施すことにより、空洞部２２を容易に形成できる利点がある。

また、この放射性廃棄物収納容器１では、空洞部２２に充填材を充填することにより、圧潰構造２１の圧潰率を調整できる利点がある（図示省略）。

また、この放射性廃棄物収納容器１では、蓋３が外部からの衝撃により圧潰可能な圧潰構造３１を外側表面部あるいは外側縁部に有し、この圧潰構造３１が蓋３の主たる構成部材に形成される（図３および図４参照）。かかる構成では、放射性廃棄物収納容器１が落下して蓋３に外部からの衝撃が作用したときに、蓋３の圧潰構造３１が圧潰されて、落下の衝撃が吸収される。これにより、落下の衝撃に対する放射性廃棄物収納容器１の耐久性が確保される利点がある。また、かかる構成では、圧潰構造３１が蓋３の主たる構成部材に形成されるので、例えば、蓋に緩衝部材を別途取り付ける構成（図示省略）と比較して、放射性廃棄物収納容器１の構成を簡素化できる利点があり、また、放射性廃棄物収納容器１の形状や外形寸法を変更することなく、落下の衝撃に対する放射性廃棄物収納容器１の耐久性を確保できる利点がある。

また、この放射性廃棄物収納容器１では、蓋３に形成された圧潰構造３１に充填材を充填することにより、圧潰構造３１の圧潰率を調整できる利点がある（図示省略）。

以上のように、この発明にかかる放射性廃棄物収納容器は、落下等の衝撃に対する耐久性能を向上できる点で有用である。

１放射性廃棄物収納容器
２容器本体
３蓋
４ボルト
２１圧潰構造
２２空洞部
３１圧潰構造
３２凹凸部
３３溝
３４凸部
３５ボルト孔

Claims

容器本体と蓋とを備えると共に廃棄物を収納できる放射性廃棄物収納容器であって、
前記容器本体が外部からの衝撃により圧潰可能な圧潰構造を有し、前記圧潰構造は前記容器本体の主たる構成部材の外側表面部の内部に開けられた空洞により構成されることを特徴とする放射性廃棄物収納容器。
前記空洞が前記容器本体の軸方向端部から前記容器本体の軸方向に開けられた穴あるいは孔により構成されることを特徴とする請求項１に記載の放射性廃棄物収納容器。
前記空洞に充填材が充填されることを特徴とする請求項１または２に記載の放射性廃棄物収納容器。
前記蓋が外部からの衝撃により圧潰可能な圧潰構造を外周縁部に有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の放射性廃棄物収納容器。
前記蓋に形成された前記圧潰構造に充填材が充填されることを特徴とする請求項４に記載の放射性廃棄物収納容器。