JPS63186189A - 使用済燃料棒の貯蔵方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （雇業上の利用分野） 本発明は原子炉で使用した後の使用済燃料集合体を分解
し、使用済燃料棒のみを取り出して貯蔵する方法に係り
、特に原子炉用燃料集合体製造。

時に予め燃料棒に永久磁石を付設しておき、取り出され
た使用済燃料棒をその永久磁石により稠密に集合せしめ
て貯蔵する使用済燃料棒の貯蔵方法に関する。

（従来の技術） 近年、使用済みの原子炉燃料を直ちに再処理することは
経済上および晟射線技術上問題があるということ等の理
由で、原子炉燃料の長期保存の必要性が高まってきてい
る。また、原子炉燃料の□貯蔵については、経済性およ
び貯蔵容量の観点から高密度の貯蔵方法が要望されてい
る。

従来は使用済燃料集合体をそのまま使用済燃料貯蔵プー
ル水中の原子炉燃料貯蔵庫に収容して貯蔵しており、以
下にその貯蔵方法について図面を参照しながら説明する
。

第６図は一般的な使用済燃料集合体の構成を示す向であ
り、使用済燃料集合体はチャンネルボックス１内に燃料
バンドル２が収容される。この燃料バンドル２は多数の
使用済燃料棒３がスペーサ４により保持され、各使用済
燃料棒３の上下端がそれぞれ上部タイプレート５および
下部タイブレート６に嵌着されて保持される。

上記チャンネルボックス１にはパッド８およびファスナ
９が取り付けられ、また燃料バンドル２の上部には取扱
い用ハンドル１０が取り付けられる。

第７図は使用済燃料集合体内の使用済燃料棒３の配置図
である。使用済燃料棒３は使用済燃料棒、３．め外径Ｌ
１よりも長い間隔Ｌ２を置いて比較的粗に配、置されて
いる。

このように構成された使用済燃料集合体は、そのままの
状態で使用済燃料貯蔵プール水中の原子炉燃料貯蔵庫に
収容されて貯蔵される。

第８図は原子炉燃料貯蔵庫の構成を示す図であり、この
原子炉燃料貯蔵庫は略直方体状の外枠１５内が多数の仕
切枠１６により分割されて、多４数のチャンバ１７が形
成される。□これら２、外枠１５および仕切枠１６の全
面には使用済燃料からの放射線を吸収するように中性子
吸収材からなる中性子吸収板（図示せず）が貼着される
。上記各チャンバ１７内には、一定間隔をおいて収納筒
１８が配置され、各収納筒１８の間に水ギｔＩツブ１９
が形成される。

前記使用済燃料集合体は、この収納筒１８にそれぞれ収
納されて貯蔵される。

（発明が解決しようとする問題一点） 従来の使用済燃料棒の貯蔵方法には次のような問題点が
あった。

すなわち、第７図に示すように使用済燃料集合体内に使
用済燃料棒３がスペーサ４により所定の間隔をおいて配
置されているため、使用済燃料集合体をそのままの状態
で貯蔵する方法では、使用済燃料棒３を稠密に配置して
貯蔵する場合に比べ、より大きな貯蔵スペースを必要と
する。

また、第８図に示すように原子炉燃料貯蔵庫は、中性子
僧侶効果を抑制し、中性子を未臨界状態で安全に貯蔵す
るために水を注入する水ギャップ１９を形成する必要が
ある。このため、各収納筒１８間の間隔が聞いて広い貯
蔵スペースが必要になる。

したがって、同一の量の使用済燃料棒３を貯蔵する場合
でも、使用済燃料棒３を稠密に貯蔵する場合に比較して
、より大きな収納筒１８、外枠１５が必要となり、原子
炉燃料貯蔵庫全体が大型化し、貯蔵スペースが大きく取
られるという問題が生ずる。

本発明はこのような点を考慮してなされたもので、使用
済燃料棒の収・納房度を高め、貯蔵スペースを小さくす
ることができ、かつ安全な貯蔵管理を行な、うことがで
きる使用済燃料棒の貯蔵方法を提供・することを目的と
する。

（発明の構成〕 （問題点を解決するための手段） 本発明に係る使用済燃料棒の貯蔵方法は、原子炉用燃料
集合体製造時に、予め燃料棒に永久磁石を付設しておき
、その燃料集合体を原子炉燃料として使用した後に分解
して使用済燃料棒のみを取り出し、それら各使用済燃料
棒を前記永久磁石の磁力により稠密に集合せしめて使用
済燃料棒の集合体を形成し、この使用済燃料棒の集合体
を原子炉燃料貯蔵庫内に収容して貯蔵するものである。

（作用） 本発明に係る使用済燃料棒の貯蔵方法は、使用済燃料集
合体から使用済燃料棒のみを取り出し、予め付加してお
いた永久磁石の磁力作用により、各使用済燃料棒を稠密
に集合せしめて貯蔵するので、使用済燃料棒の貯蔵密度
が高まり、収納に必要な原子炉燃料計Ｍ庫を小型化する
ことが可能となり、貯蔵スペースが大幅に縮小される。

また、使用済燃料棒の臨界塵は第３図に示すような反応
を示しており、使用済燃料棒の間隔が小さければ臨界塵
は低く、間隔がある程度に達するまで臨界塵は上昇し、
そ、れ以上間隔が大きくなるにつれて臨界塵は低くなる
。これは使用済燃料棒の間隔がある程度おいていると、
中性子の誠速状態が好転するためである。

本発明は、永久磁石の磁力により各使用済燃料棒を稠密
に集合せしめて、使用済燃料棒の集合体を形成し、永久
磁石の磁力によってその集合性を維持するので、各使用
済燃料棒の間隔が６０＜ことはなく、未臨界性を確保し
て極めて安全に貯蔵することができる。

（実施例） 本発明に係る使用済燃料棒の貯蔵方法を図面を参照して
説明する。

まず、原子炉用の燃料集合体製造時に、予め燃料棒に永
久磁石を付設しておく。その後、その燃料集合体を原子
炉燃料として使用し、その使用済燃料集合体を分解して
使用済燃料棒のみを取り出し、第、１図（Ａ）に示すよ
うな使用済燃料棒の集合体２０を形成する。

この使用済燃料棒の集合体２０は多数の使用済燃料棒３
が稠密に集合して形成され、各使用済燃料棒３の上端部
と下端部にそれぞれ永久磁石２１が付設される。使用済
燃料棒の集合体２０はこの永久磁石２１の磁力の吸引力
によりその集合性が維持されるもので、その永久磁石２
１の磁力は集合性を維持するに充分な強さの吸引力を有
するものとする。

上記の使用済燃料棒の集合体２０は、第１図（Ｂ）に示
すような筒状の収納ボックス２２内に密に収納される。

収納ボックス２２は例えば角筒状に形成され、上部には
取扱用のハンドル２３が取り付けられる。

第２図は上記収納ボックス２２内に収納される使用済燃
料棒３の状態を示す配置図であり、使用済燃料棒３は正
方格子状に稠密に収納される。

そして、上記の使用済燃料棒の集合体２０が収納された
収納ボックス２２が使用済燃料貯蔵プール水中の第８図
に示す原子炉燃料針！１２Ｊｉ１１の収納筒１８内にそ
れぞれ収納されて貯蔵される。この場合、従来のように
水ギャップ１９を設けず、収納筒１８を各チャンバ１７
内に密に配置する。その他については従来の原子炉燃料
貯蔵庫と同様なので説明を省略する。

上記実施例は、使用済燃料集合体から使用済燃料棒３の
みを取り出し、予め付加しておいた永久磁石２１の磁力
の吸引力により、各使用済燃料棒３を稠密に集合せしめ
て、使用済燃料棒の集合体２０を形成し、永久磁石２１
の磁力の吸引力によりその集合性を維持した状態で貯蔵
するものである。したがって、従来のように使用済燃料
集合体をそのままの状態で貯蔵する場合に比べ、大幅に
貯蔵スペースを縮小することができる。

さらに、この実施例においては後述するように使用済燃
料棒３の臨界塵が低く、安全性が高いため、原子炉燃料
貯蔵庫において水ギャップを設ける必要がなく、原子炉
燃料貯蔵庫を小型化することが可能となる。

また１、使用済燃料棒３の臨界塵は第３図に示すような
反応を示しており、使用済燃料棒３の間隔が小さりれば
臨界塵は低く、間隔がある程度に達するまで臨界塵は上
界し、それ以上間隔が大きくなるにつれて臨界塵は低く
なる。これは使用済燃料棒３の間隔がある程度おいてい
ると、中性子の減速状態が好転するためである。

上記実施例においては、永久磁石２１の磁力の吸引力に
より各使用済燃料棒３を稠密に集合せしめて、使用済燃
料棒の集合体２０を形成し、永久磁石２１の磁力の吸引
力によってその集合性を維持するので、各使用済燃料棒
の間隔が開くことはなく、未臨界性を確保して極めて安
全に貯蔵することができる。

本発明の他の実施例として、第４図に示す貯蔵方法があ
る。すなわち、原子炉燃料貯蔵庫は外枠１５のみで１つ
のチャンバ１７Ａを形成して構成され、この原子炉燃料
貯蔵庫内に第１図（８）に示す使用済燃料棒の集合体２
０を収納した収納ボックス２２を、正方格子状に密に収
容して貯蔵するものである。この実施例によれば、前記
の実施例のような仕切枠１６や収納筒１８を必要としな
いため、経済性に優れ、さらに貯蔵スペースを縮小する
ことができる。

第５図はさらに別の実施例を示すもので、原子炉燃料貯
蔵庫は外枠１５内が仕切枠１６Ａにより複数のチャンバ
１７Ｂに分割されて構成され、このチャンバ１７Ｂ内に
使用済燃料棒の集合体２０を直接稠密に収容するもので
ある。この実施例においても上記の実施例と同様の効果
を秦ず−る。

〔発明の効果〕

本発明に係る使用済燃料棒の貯蔵方法は、原子炉用燃料
集合体製造時に、予め燃料棒に永久磁石を付設しておき
、その燃料集合体を原子炉燃料として使用した後に分解
して使用済燃料棒のみを取り出し、それら各使用済燃料
棒を前記永久磁石の磁力により稠密に集合せしめて使用
済燃料棒の集合体を形成し、この使用済燃料棒の集合体
を原子炉燃料貯蔵庫内に収容して貯蔵することとしたの
で、使用済燃料棒の収納密度を高め、貯蔵スペースを、
縮小することができる。

また、永久磁石の磁力により各使用済燃料棒を相互に稠
密に維持するので、使用済燃料棒の未臨界性を確保して
、安全な貯蔵管理を行なうことができるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明に係る使用済燃料棒の貯蔵方法の
一実施例における使用済燃料棒の集合体の一例を示す斜
視図、第１図（Ｂ）は上記の使用済燃料棒の集合体を収
納ボックスに収納した状態を示す斜視図、第２図は上記
収納ボックス内の使用済燃料棒の収納状態を示す配置図
、第３図は使用済燃料棒間の間隔と臨界度との関係を示
すグラフ、第４図は本発明の他の実施例における使用済
燃料棒の貯蔵状態を示す断面図、第５図は本発明のさら
に別の実施例における使用済燃料集合体の貯蔵状態を示
す断面図、第６図は一般的な使用済燃料集合体の切欠き
斜視図、＠７図は上記の使用済燃料集合体内の使用済燃
料棒の配置図、第８図は上記の使用済燃料集合体をその
まま収納する従来の原子炉燃料貯蔵庫を示す断面図であ
る。 １・・・チャンネルボックス、２・・・燃料バンドル、
３・・・使用済燃料棒、１５・・・外枠、１６．１６Ａ
・・・仕切枠、１７．１７Ａ、１７Ｂ・・・チャンバ、
１８・・・収納筒、１９・・・水ギャップ、２０・・・
使用済燃料棒の集合体、２１・・・永久磁石、２２・・
・収納ボックス、２３・・・ハンドル。 代理人弁理士　　則　近　憲　佑 同　　　　　　　　三　　俣　　弘　　文（Ａ）（Ｂ） ＄　１　巳 第　４　図 −幹集 某　５　図 柴　６　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原子炉用燃料集合体製造時に、予め燃料棒に永久磁
   石を付設しておき、その燃料集合体を原子炉燃料として
   使用した後に分解して使用済燃料棒のみを取り出し、そ
   れら各使用済燃料棒を前記永久磁石の磁力により稠密に
   集合せしめて使用済燃料棒の集合体を形成し、この使用
   済燃料棒の集合体を原子炉燃料貯蔵庫内に収容して貯蔵
   することを特徴とする使用済燃料棒の貯蔵方法。 ２、原子炉用燃料集合体製造時に、予め燃料棒の上端部
   および下端部に永久磁石が付設される特許請求の範囲第
   １項記載の使用済燃料棒の貯蔵方法。 ３、前記使用済燃料棒の集合体を、収納ボックス内に稠
   密に収納し、その収納ボックスごと原子炉燃料貯蔵庫内
   に収容する特許請求の範囲第１項記載の使用済燃料棒の
   貯蔵方法。 ４、前記原子炉燃料貯蔵庫は、外枠内が仕切棒により多
   数の長方形のチャンバに分割され、このチャンバ内に一
   定の間隔をおいて角筒状の収納筒が配置され、使用済燃
   料棒の集合体を収納した収納ボックスを上記各収納筒内
   にそれぞれ収容する特許請求の範囲第３項記載の使用済
   燃料棒の貯蔵方法。 ５、前記原子炉燃料貯蔵庫は、外枠内に１つのチャンバ
   が形成されて成り、前記の使用済燃料棒の集合体を収納
   した収納ボックスを上記チャンバ内に密に整列させて収
   容する特許請求の範囲第３項記載の使用済燃料棒の貯蔵
   方法。 ６、前記原子炉燃料貯蔵庫は、外枠内が仕切枠により多
   数のチャンバに分割され、このチャンバ内に前記の使用
   済燃料棒の集合体を直接稠密に収容する特許請求の範囲
   第１項記載の使用済燃料棒の貯蔵方法。