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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023160034
(43)【公開日】2023-11-02
(54)【発明の名称】貯蔵用緩衝構造体
(51)【国際特許分類】
G21F 5/08 20060101AFI20231026BHJP
G21F 9/36 20060101ALI20231026BHJP
G21C 19/32 20060101ALI20231026BHJP
G21F 5/10 20060101ALI20231026BHJP
【ＦＩ】
G21F5/08
G21F9/36 501J
G21C19/32 100
G21C19/32 110
G21F5/10
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022070051
(22)【出願日】2022-04-21
(71)【出願人】
【識別番号】000005119
【氏名又は名称】日立造船株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】392009353
【氏名又は名称】株式会社オー・シー・エル
(74)【代理人】
【識別番号】100110847
【弁理士】
【氏名又は名称】松阪 正弘
(74)【代理人】
【識別番号】100136526
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 勉
(74)【代理人】
【識別番号】100136755
【弁理士】
【氏名又は名称】井田 正道
(72)【発明者】
【氏名】森田 寛之
(72)【発明者】
【氏名】岡田 潤
(72)【発明者】
【氏名】樋口 晃
(72)【発明者】
【氏名】塩津 英男
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 達哉
(57)【要約】
【課題】貯蔵用緩衝構造体の除熱性能を向上させる。
【解決手段】緩衝構造体２のスペーサ２４は、第１緩衝部２１およびに第２緩衝部２２に固定される。スペーサ２４は、第１緩衝部２１とキャスク端面１１との間に配置され、第１緩衝部２１とキャスク端面１１との間に、ガスが通過可能な第１流路３４を形成する。また、スペーサ２４は、第２緩衝部２２とキャスク側面１２との間に配置され、第２緩衝部２２とキャスク側面１２との間に、ガスが通過可能な第２流路３５を形成する。第２流路３５は、第１流路３４と連通する。これにより、緩衝構造体２の除熱性能を向上させることができる。
【選択図】図２
【解決手段】緩衝構造体２のスペーサ２４は、第１緩衝部２１およびに第２緩衝部２２に固定される。スペーサ２４は、第１緩衝部２１とキャスク端面１１との間に配置され、第１緩衝部２１とキャスク端面１１との間に、ガスが通過可能な第１流路３４を形成する。また、スペーサ２４は、第２緩衝部２２とキャスク側面１２との間に配置され、第２緩衝部２２とキャスク側面１２との間に、ガスが通過可能な第２流路３５を形成する。第２流路３５は、第１流路３４と連通する。これにより、緩衝構造体２の除熱性能を向上させることができる。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
燃料集合体が収容される円柱状のキャスクの貯蔵時に前記キャスクの端部に外装される貯蔵用緩衝構造体であって、
キャスクの長手方向の端面であるキャスク端面と長手方向にて離間しつつ対向するとともに前記キャスク端面の外周縁よりも径方向外側へと延在する第１緩衝部と、
前記キャスク端面の前記外周縁よりも径方向外側において前記第１緩衝部から前記キャスクの側面であるキャスク側面に沿って長手方向に延びて前記キャスク側面と径方向にて離間しつつ対向する円筒状の第２緩衝部と、
前記第１緩衝部と前記キャスク端面との間に配置され、前記第１緩衝部と前記キャスク端面との間にガスが通過可能な第１流路を形成するとともに、前記第２緩衝部と前記キャスク側面との間に配置され、前記第２緩衝部と前記キャスク側面との間に前記第１流路と連通するガスが通過可能な第２流路を形成するスペーサと、
を備えることを特徴とする貯蔵用緩衝構造体。
キャスクの長手方向の端面であるキャスク端面と長手方向にて離間しつつ対向するとともに前記キャスク端面の外周縁よりも径方向外側へと延在する第１緩衝部と、
前記キャスク端面の前記外周縁よりも径方向外側において前記第１緩衝部から前記キャスクの側面であるキャスク側面に沿って長手方向に延びて前記キャスク側面と径方向にて離間しつつ対向する円筒状の第２緩衝部と、
前記第１緩衝部と前記キャスク端面との間に配置され、前記第１緩衝部と前記キャスク端面との間にガスが通過可能な第１流路を形成するとともに、前記第２緩衝部と前記キャスク側面との間に配置され、前記第２緩衝部と前記キャスク側面との間に前記第１流路と連通するガスが通過可能な第２流路を形成するスペーサと、
を備えることを特徴とする貯蔵用緩衝構造体。
【請求項2】
請求項１に記載の貯蔵用緩衝構造体であって、
前記スペーサは、周方向に放射状に配列される複数のリブを備え、
前記複数のリブのそれぞれは、
前記第１緩衝部と前記キャスク端面との間において径方向に沿って延びるとともに前記キャスク端面に垂直な板状の第１リブ部と、
前記第１リブ部の径方向外端部に連続するとともに前記第２緩衝部と前記キャスク側面との間において長手方向に沿って延びる板状の第２リブ部と、
を備え、
前記複数のリブのうち周方向に隣接する各２枚のリブにおいて、前記各２枚のリブの前記第１リブ部間の間隙は前記第１流路であり、前記各２枚のリブの前記第２リブ部間の間隙は前記第２流路であることを特徴とする貯蔵用緩衝構造体。
前記スペーサは、周方向に放射状に配列される複数のリブを備え、
前記複数のリブのそれぞれは、
前記第１緩衝部と前記キャスク端面との間において径方向に沿って延びるとともに前記キャスク端面に垂直な板状の第１リブ部と、
前記第１リブ部の径方向外端部に連続するとともに前記第２緩衝部と前記キャスク側面との間において長手方向に沿って延びる板状の第２リブ部と、
を備え、
前記複数のリブのうち周方向に隣接する各２枚のリブにおいて、前記各２枚のリブの前記第１リブ部間の間隙は前記第１流路であり、前記各２枚のリブの前記第２リブ部間の間隙は前記第２流路であることを特徴とする貯蔵用緩衝構造体。
【請求項3】
請求項２に記載の貯蔵用緩衝構造体であって、
前記複数のリブのそれぞれにおいて、厚さ方向に貫通する貫通孔が設けられ、または、前記キャスクと接触する辺に切り欠きが設けられることを特徴とする貯蔵用緩衝構造体。
前記複数のリブのそれぞれにおいて、厚さ方向に貫通する貫通孔が設けられ、または、前記キャスクと接触する辺に切り欠きが設けられることを特徴とする貯蔵用緩衝構造体。
【請求項4】
請求項１に記載の貯蔵用緩衝構造体であって、
前記キャスクは、長手方向が水平方向となるように載置され、
前記スペーサは、水平方向に配列される複数のリブを備え、
前記複数のリブのそれぞれは、
前記第１緩衝部と前記キャスク端面との間において重力方向に沿って延びるとともに前記キャスク端面に垂直な板状の第１リブ部と、
前記第１リブ部の重力方向の一方の端部に連続するとともに前記第２緩衝部と前記キャスク側面との間において長手方向に沿って延びる板状の第２リブ部と、
を備え、
前記複数のリブのうち水平方向に隣接する各２枚のリブにおいて、前記各２枚のリブの前記第１リブ部間の間隙は前記第１流路であり、前記各２枚のリブの前記第２リブ部間の間隙は前記第２流路であることを特徴とする貯蔵用緩衝構造体。
前記キャスクは、長手方向が水平方向となるように載置され、
前記スペーサは、水平方向に配列される複数のリブを備え、
前記複数のリブのそれぞれは、
前記第１緩衝部と前記キャスク端面との間において重力方向に沿って延びるとともに前記キャスク端面に垂直な板状の第１リブ部と、
前記第１リブ部の重力方向の一方の端部に連続するとともに前記第２緩衝部と前記キャスク側面との間において長手方向に沿って延びる板状の第２リブ部と、
を備え、
前記複数のリブのうち水平方向に隣接する各２枚のリブにおいて、前記各２枚のリブの前記第１リブ部間の間隙は前記第１流路であり、前記各２枚のリブの前記第２リブ部間の間隙は前記第２流路であることを特徴とする貯蔵用緩衝構造体。
【請求項5】
請求項４に記載の貯蔵用緩衝構造体であって、
前記第２緩衝部のうち重力方向および長手方向に垂直な左右方向の両側部のそれぞれにおいて、前記第２緩衝部と前記キャスク側面との間にて長手方向の一方側から他方側へと向かうに従って重力方向の上側に向かうとともに、前記第２緩衝部に固定されて前記キャスク側面に接触する複数の側部リブをさらに備え、
前記複数の側部リブ間の間隙は、前記第１緩衝部と前記キャスク端面との間の空間に連通する側部流路であることを特徴とする貯蔵用緩衝構造体。
前記第２緩衝部のうち重力方向および長手方向に垂直な左右方向の両側部のそれぞれにおいて、前記第２緩衝部と前記キャスク側面との間にて長手方向の一方側から他方側へと向かうに従って重力方向の上側に向かうとともに、前記第２緩衝部に固定されて前記キャスク側面に接触する複数の側部リブをさらに備え、
前記複数の側部リブ間の間隙は、前記第１緩衝部と前記キャスク端面との間の空間に連通する側部流路であることを特徴とする貯蔵用緩衝構造体。
【請求項6】
請求項４に記載の貯蔵用緩衝構造体であって、
前記複数のリブのそれぞれにおいて、厚さ方向に貫通する貫通孔が設けられ、または、前記キャスクと接触する辺に切り欠きが設けられることを特徴とする貯蔵用緩衝構造体。
前記複数のリブのそれぞれにおいて、厚さ方向に貫通する貫通孔が設けられ、または、前記キャスクと接触する辺に切り欠きが設けられることを特徴とする貯蔵用緩衝構造体。
【請求項7】
請求項１に記載の貯蔵用緩衝構造体であって、
前記第１緩衝部の前記キャスク端面と対向する面、および、前記第２緩衝部の前記キャスク側面と対向する面のうち、少なくとも一方の面から前記キャスクに向かって突出する板状のフィンをさらに備えることを特徴とする貯蔵用緩衝構造体。
前記第１緩衝部の前記キャスク端面と対向する面、および、前記第２緩衝部の前記キャスク側面と対向する面のうち、少なくとも一方の面から前記キャスクに向かって突出する板状のフィンをさらに備えることを特徴とする貯蔵用緩衝構造体。
【請求項8】
請求項１に記載の貯蔵用緩衝構造体であって、
前記スペーサは、
前記第１緩衝部の前記キャスク端面と対向する面である第１緩衝部内面全体において互いに離間して分散配置されるとともに前記キャスク端面に向かって突出する複数の第１凸部と、
前記第２緩衝部の前記キャスク側面と対向する面である第２緩衝部内面全体において互いに離間して分散配置されるとともに前記キャスク側面に向かって突出する複数の第２凸部と、
を備え、
前記複数の第１凸部の間の空間が前記第１流路であり、前記複数の第２凸部の間の空間が前記第２流路であることを特徴とする貯蔵用緩衝構造体。
前記スペーサは、
前記第１緩衝部の前記キャスク端面と対向する面である第１緩衝部内面全体において互いに離間して分散配置されるとともに前記キャスク端面に向かって突出する複数の第１凸部と、
前記第２緩衝部の前記キャスク側面と対向する面である第２緩衝部内面全体において互いに離間して分散配置されるとともに前記キャスク側面に向かって突出する複数の第２凸部と、
を備え、
前記複数の第１凸部の間の空間が前記第１流路であり、前記複数の第２凸部の間の空間が前記第２流路であることを特徴とする貯蔵用緩衝構造体。
【請求項9】
請求項１ないし８のいずれか１つに記載の貯蔵用緩衝構造体であって、
前記第１流路または前記第２流路から延びて前記第１緩衝部または前記第２緩衝部を貫通する第３流路が設けられることを特徴とする貯蔵用緩衝構造体。
前記第１流路または前記第２流路から延びて前記第１緩衝部または前記第２緩衝部を貫通する第３流路が設けられることを特徴とする貯蔵用緩衝構造体。
【請求項10】
燃料集合体が収容される円柱状のキャスクの貯蔵時に前記キャスクの端部に外装される貯蔵用緩衝構造体であって、
キャスクの長手方向の端面であるキャスク端面と長手方向にて対向するとともに前記キャスク端面の外周縁よりも径方向外側へと延在する第１緩衝部と、
前記キャスク端面の前記外周縁よりも径方向外側において前記第１緩衝部から前記キャスクの側面であるキャスク側面に沿って長手方向に延びて前記キャスク側面と径方向にて対向する円筒状の第２緩衝部と、
を備え、
前記第１緩衝部と前記キャスク端面との間にガスが通過可能な第１流路が形成され、
前記第２緩衝部と前記キャスク側面との間にガスが通過可能な第２流路が形成され、
前記第１流路または前記第２流路から延びて前記第１緩衝部または前記第２緩衝部を貫通する第３流路が設けられることを特徴とする貯蔵用緩衝構造体。
キャスクの長手方向の端面であるキャスク端面と長手方向にて対向するとともに前記キャスク端面の外周縁よりも径方向外側へと延在する第１緩衝部と、
前記キャスク端面の前記外周縁よりも径方向外側において前記第１緩衝部から前記キャスクの側面であるキャスク側面に沿って長手方向に延びて前記キャスク側面と径方向にて対向する円筒状の第２緩衝部と、
を備え、
前記第１緩衝部と前記キャスク端面との間にガスが通過可能な第１流路が形成され、
前記第２緩衝部と前記キャスク側面との間にガスが通過可能な第２流路が形成され、
前記第１流路または前記第２流路から延びて前記第１緩衝部または前記第２緩衝部を貫通する第３流路が設けられることを特徴とする貯蔵用緩衝構造体。
【請求項11】
請求項１または１０に記載の貯蔵用緩衝構造体であって、
前記第１緩衝部および前記第２緩衝部のうち少なくとも一方は、
緩衝材と、
前記緩衝材の外面を被覆する外壁と、
前記キャスクと対向する位置において前記外壁と前記緩衝材との間に配置されるとともに前記外壁よりも熱伝導率が低い断熱材と、
を備えることを特徴とする貯蔵用緩衝構造体。
前記第１緩衝部および前記第２緩衝部のうち少なくとも一方は、
緩衝材と、
前記緩衝材の外面を被覆する外壁と、
前記キャスクと対向する位置において前記外壁と前記緩衝材との間に配置されるとともに前記外壁よりも熱伝導率が低い断熱材と、
を備えることを特徴とする貯蔵用緩衝構造体。
【請求項12】
請求項１または１０に記載の貯蔵用緩衝構造体であって、
前記第１緩衝部は、径方向中央部に貫通孔が設けられた筒状部位であり、
前記貯蔵用緩衝構造体は、前記貫通孔の内部に取り付けられて前記貫通孔を閉塞するとともに、前記第１緩衝部の前記キャスク端面と対向する面と長手方向の同じ位置にて前記キャスク端面と長手方向に対向する蓋部材をさらに備えることを特徴とする貯蔵用緩衝構造体。
前記第１緩衝部は、径方向中央部に貫通孔が設けられた筒状部位であり、
前記貯蔵用緩衝構造体は、前記貫通孔の内部に取り付けられて前記貫通孔を閉塞するとともに、前記第１緩衝部の前記キャスク端面と対向する面と長手方向の同じ位置にて前記キャスク端面と長手方向に対向する蓋部材をさらに備えることを特徴とする貯蔵用緩衝構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、キャスクの貯蔵時に当該キャスクの端部に外装される貯蔵用緩衝構造体に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、原子炉等で使用された使用済燃料は、放射線量が所定のレベル以下となるまで、原子力発電所内に設けられた冷却プールにて保管された後、遮蔽機能および密封機能等を有するキャスクに収容され、中間貯蔵施設または燃料再処理施設等へと輸送される。キャスクの輸送時には、万一の落下事故等の際にキャスクの遮蔽機能および密封機能等を維持するために、キャスクの上下端部に緩衝構造体が取り付けられる。
【0003】
例えば、特許文献１のキャスクでは、キャスクの端部に取り付けられた一次蓋および二次蓋の外側に、輸送用三次蓋および輸送用緩衝体が取り付けられることにより、輸送時におけるキャスクのシール性および耐衝撃性が保持される。また、当該キャスクでは、放射性物質の貯蔵時には、輸送用三次蓋および輸送用緩衝体に代えて、貯蔵用三次蓋がキャスク端部に取り付けられる。貯蔵用三次蓋は、航空機事故等の際の飛来物が二次蓋に直接的に衝突することを防止する。また、貯蔵用三次蓋と二次蓋との間には、円板状の閉鎖された空間が設けられており、飛来物が貯蔵用三次蓋に衝突して貯蔵用三次蓋が変形した場合であっても、貯蔵用三次蓋が二次蓋に接触することが抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第６３２４１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、特許文献１の輸送用三次蓋および輸送用緩衝体は、キャスクに一時的に取り付けられるものであるため、キャスクからの熱影響はあまり受けない。一方、貯蔵用三次蓋は、キャスクに長期間に亘って取り付けられるため、高温のキャスクからの熱影響が大きくなり、緩衝性能の劣化等のおそれがある。なお、上述のように、貯蔵用三次蓋と二次蓋との間には円板状の閉鎖空間が存在するが、当該空間によって熱伝達の初期遅延は生じるものの、長期間の熱影響はほとんど軽減されない。
【0006】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、貯蔵用緩衝構造体の除熱性能を向上させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の態様１の発明は、燃料集合体が収容される円柱状のキャスクの貯蔵時に前記キャスクの端部に外装される貯蔵用緩衝構造体であって、キャスクの長手方向の端面であるキャスク端面と長手方向にて離間しつつ対向するとともに前記キャスク端面の外周縁よりも径方向外側へと延在する第１緩衝部と、前記キャスク端面の前記外周縁よりも径方向外側において前記第１緩衝部から前記キャスクの側面であるキャスク側面に沿って長手方向に延びて前記キャスク側面と径方向にて離間しつつ対向する円筒状の第２緩衝部と、前記第１緩衝部と前記キャスク端面との間に配置され、前記第１緩衝部と前記キャスク端面との間にガスが通過可能な第１流路を形成するとともに、前記第２緩衝部と前記キャスク側面との間に配置され、前記第２緩衝部と前記キャスク側面との間に前記第１流路と連通するガスが通過可能な第２流路を形成するスペーサとを備える。
【0008】
態様２の発明は、態様１の貯蔵用緩衝構造体であって、前記スペーサは、周方向に放射状に配列される複数のリブを備え、前記複数のリブのそれぞれは、前記第１緩衝部と前記キャスク端面との間において径方向に沿って延びるとともに前記キャスク端面に垂直な板状の第１リブ部と、前記第１リブ部の径方向外端部に連続するとともに前記第２緩衝部と前記キャスク側面との間において長手方向に沿って延びる板状の第２リブ部とを備え、前記複数のリブのうち周方向に隣接する各２枚のリブにおいて、前記各２枚のリブの前記第１リブ部間の間隙は前記第１流路であり、前記各２枚のリブの前記第２リブ部間の間隙は前記第２流路である。
【0009】
態様３の発明は、態様２の貯蔵用緩衝構造体であって、前記複数のリブのそれぞれにおいて、厚さ方向に貫通する貫通孔が設けられ、または、前記キャスクと接触する辺に切り欠きが設けられる。
【0010】
態様４の発明は、態様１の貯蔵用緩衝構造体であって、前記キャスクは、長手方向が水平方向となるように載置され、前記スペーサは、水平方向に配列される複数のリブを備え、前記複数のリブのそれぞれは、前記第１緩衝部と前記キャスク端面との間において重力方向に沿って延びるとともに前記キャスク端面に垂直な板状の第１リブ部と、前記第１リブ部の重力方向の一方の端部に連続するとともに前記第２緩衝部と前記キャスク側面との間において長手方向に沿って延びる板状の第２リブ部とを備え、前記複数のリブのうち水平方向に隣接する各２枚のリブにおいて、前記各２枚のリブの前記第１リブ部間の間隙は前記第１流路であり、前記各２枚のリブの前記第２リブ部間の間隙は前記第２流路である。
【0011】
態様５の発明は、態様４の貯蔵用緩衝構造体であって、前記第２緩衝部のうち重力方向および長手方向に垂直な左右方向の両側部のそれぞれにおいて、前記第２緩衝部と前記キャスク側面との間にて長手方向の一方側から他方側へと向かうに従って重力方向の上側に向かうとともに、前記第２緩衝部に固定されて前記キャスク側面に接触する複数の側部リブをさらに備え、前記複数の側部リブ間の間隙は、前記第１緩衝部と前記キャスク端面との間の空間に連通する側部流路である。
【0012】
態様６の発明は、態様４（態様４または５、であってもよい。）の貯蔵用緩衝構造体であって、前記複数のリブのそれぞれにおいて、厚さ方向に貫通する貫通孔が設けられ、または、前記キャスクと接触する辺に切り欠きが設けられる。
【0013】
態様７の発明は、態様１（態様１ないし６のいずれか１つ、であってもよい。）の貯蔵用緩衝構造体であって、前記第１緩衝部の前記キャスク端面と対向する面、および、前記第２緩衝部の前記キャスク側面と対向する面のうち、少なくとも一方の面から前記キャスクに向かって突出する板状のフィンをさらに備える。
【0014】
態様８の発明は、態様１の貯蔵用緩衝構造体であって、前記スペーサは、前記第１緩衝部の前記キャスク端面と対向する面である第１緩衝部内面全体において互いに離間して分散配置されるとともに前記キャスク端面に向かって突出する複数の第１凸部と、前記第２緩衝部の前記キャスク側面と対向する面である第２緩衝部内面全体において互いに離間して分散配置されるとともに前記キャスク側面に向かって突出する複数の第２凸部とを備え、前記複数の第１凸部の間の空間が前記第１流路であり、前記複数の第２凸部の間の空間が前記第２流路である。
【0015】
態様９の発明は、態様１ないし８のいずれか１つの貯蔵用緩衝構造体であって、前記第１流路または前記第２流路から延びて前記第１緩衝部または前記第２緩衝部を貫通する第３流路が設けられる。
【0016】
態様１０の発明は、燃料集合体が収容される円柱状のキャスクの貯蔵時に前記キャスクの端部に外装される貯蔵用緩衝構造体であって、キャスクの長手方向の端面であるキャスク端面と長手方向にて対向するとともに前記キャスク端面の外周縁よりも径方向外側へと延在する第１緩衝部と、前記キャスク端面の前記外周縁よりも径方向外側において前記第１緩衝部から前記キャスクの側面であるキャスク側面に沿って長手方向に延びて前記キャスク側面と径方向にて対向する円筒状の第２緩衝部とを備え、前記第１緩衝部と前記キャスク端面との間にガスが通過可能な第１流路が形成され、前記第２緩衝部と前記キャスク側面との間にガスが通過可能な第２流路が形成され、前記第１流路または前記第２流路から延びて前記第１緩衝部または前記第２緩衝部を貫通する第３流路が設けられる。
【0017】
態様１１の発明は、態様１または１０（態様１ないし１０のいずれか１つ、であってもよい。）の貯蔵用緩衝構造体であって、前記第１緩衝部および前記第２緩衝部のうち少なくとも一方は、緩衝材と、前記緩衝材の外面を被覆する外壁と、前記キャスクと対向する位置において前記外壁と前記緩衝材との間に配置されるとともに前記外壁よりも熱伝導率が低い断熱材とを備える。
【0018】
態様１２の発明は、態様１または１０（態様１ないし１１のいずれか１つ、であってもよい。）の貯蔵用緩衝構造体であって、前記第１緩衝部は、径方向中央部に貫通孔が設けられた筒状部位であり、前記貯蔵用緩衝構造体は、前記貫通孔の内部に取り付けられて前記貫通孔を閉塞するとともに、前記第１緩衝部の前記キャスク端面と対向する面と長手方向の同じ位置にて前記キャスク端面と長手方向に対向する蓋部材をさらに備える。
【発明の効果】
【0019】
本発明では、貯蔵用緩衝構造体の除熱性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】第１の実施の形態に係る緩衝構造体の平面図である。
【図2】緩衝構造体の縦断面図である。
【図3】緩衝構造体の縦断面図である。
【図4】緩衝構造体の縦断面図である。
【図5】緩衝構造体の平面図である。
【図6】緩衝構造体の縦断面図である。
【図7】緩衝構造体の縦断面図である。
【図8】第２の実施の形態に係る緩衝構造体の正面図である。
【図9】側部リブの側面図である。
【図10】第３の実施の形態に係る緩衝構造体の平面図である。
【図11】緩衝構造体の縦断面図である。
【図12】第４の実施の形態に係る緩衝構造体の縦断面図である。
【図13】緩衝構造体の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る貯蔵用緩衝構造体２を示す平面図である。図２は、貯蔵用緩衝構造体２を図１中のＩＩ－ＩＩの位置にて切断した縦断面図である。図１および図２では、緩衝構造体２が取り付けられるキャスク１の一部も併せて示す。緩衝構造体２は、キャスク１の貯蔵時における転倒等の衝撃荷重を低減する。
【0022】
キャスク１は、使用済燃料集合体（以下、単に「燃料集合体」という。）を収容可能な柱状の容器である。キャスク１は、図２中の上下方向に延びる中心軸Ｊ１を中心とする略円柱状である。キャスク１は、放射線を遮蔽する遮蔽機能、放射性物質を密封する密封機能、燃料集合体を未臨界状態にて維持する未臨界維持機能、および、燃料集合体の熱を放散する除熱機能等を有する。
【0023】
キャスク１が中間貯蔵施設等において貯蔵される際には、キャスク１は、中心軸Ｊ１が重力方向を向く起立状態（いわゆる縦置き）、または、中心軸Ｊ１が水平方向を向く倒伏状態（いわゆる横置き）にて貯蔵される。本実施の形態では、キャスク１が起立状態にて貯蔵される場合について説明する。キャスク１の中心軸Ｊ１が延びる方向を「長手方向」と呼ぶと、図２では、長手方向が重力方向と略一致する。
【0024】
図１および図２では、起立状態のキャスク１の上端部近傍を併せて示す。貯蔵用緩衝構造体２（以下、単に「緩衝構造体２」とも呼ぶ。）は、キャスク１の貯蔵時に、起立状態のキャスク１の上端部に外装される。なお、キャスク１の下端部には緩衝構造体２は取り付けられない。
【0025】
緩衝構造体２は、緩衝材３１の外面を外壁３２（すなわち、ケーシング）により被覆した構造体である。緩衝材３１は、例えば、硬質ポリウレタンフォーム等の硬質発泡樹脂製または木製である。緩衝材３１は、他の材料（例えば、発泡金属）により形成されてもよい。外壁３２は、例えば、ステンレス鋼等の金属製の板材である。図２に示す例では、外壁３２は、緩衝材３１の外面全体を被覆しているが、これには限定されない。外壁３２は、緩衝材３１の外面の一部（例えば、緩衝材３１のうちキャスク１と対抗する部位）のみを被覆していてもよい。図２では、外壁３２を太い実線にて示す。後述する図３、図４、図６、図７、図９および図１１においても同様である。
【0026】
図２に示す例では、緩衝構造体２のうちキャスク１と対向する部位において、外壁３２と緩衝材３１との間に断熱材３３が設けられる。断熱材３３は、外壁３２よりも熱伝導率が低い部材である。断熱材３３としては、例えば、セラミックス系の断熱材が利用可能である。なお、断熱材３３は、必ずしも、緩衝構造体２のうちキャスク１と対向する部位全体に設けられる必要はなく、当該部位の一部のみに設けられてもよい。あるいは、断熱材３３は、緩衝構造体２のうちキャスク１と対向しない部位にも設けられてよい。
【0027】
緩衝構造体２は、第１緩衝部２１と、第２緩衝部２２と、スペーサ２４とを備える。第１緩衝部２１と第２緩衝部２２とは一繋がりの部材である。以下の説明では、第１緩衝部２１と第２緩衝部２２とをまとめて「緩衝本体２０」とも呼ぶ。図２では、緩衝本体２０における第１緩衝部２１と第２緩衝部２２との境界を二点鎖線にて示す。当該境界は、中心軸Ｊ１を中心とする略円環状である。緩衝本体２０は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の部材である。第１緩衝部２１および第２緩衝部２２もそれぞれ、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の部位である。以下の説明では、第１緩衝部２１の径方向（すなわち、中心軸Ｊ１を中心とする径方向）の中央部に設けられた貫通孔を「中央空間２１１」とも呼ぶ。平面視において、中央空間２１１の直径は、例えば、第１緩衝部２１の外径の４０％～６０％である。
【0028】
第１緩衝部２１は、キャスク１よりも上側に位置し、第１緩衝部２１の下面は、キャスク１の長手方向の一方の端面であるキャスク端面１１（すなわち、上端面）と長手方向に離間しつつ対向する。平面視において、第１緩衝部２１の内径はキャスク端面１１の直径よりも小さく、第１緩衝部２１の外径はキャスク端面１１の直径よりも大きい。換言すれば、平面視において、第１緩衝部２１はキャスク端面１１と部分的に重なるとともに、キャスク端面１１の外周縁よりも径方向外側へと延在する。
【0029】
第２緩衝部２２は、キャスク端面１１の外周縁よりも径方向外側において、第１緩衝部２１の外周縁部から下方へと（すなわち、長手方向の下側へと）延びる。第２緩衝部２２は、キャスク端面１１よりも下側まで、キャスク１の側面であるキャスク側面１２に沿って延びる。第２緩衝部２２は、キャスク１の周囲を周方向（すなわち、中心軸Ｊ１を中心とする周方向）の全周に亘って囲み、第２緩衝部２２の内側面は、キャスク側面１２と径方向にて離間しつつ対向する。第２緩衝部２２の長手方向の長さは、例えば、第１緩衝部２１の長手方向の長さの３０％～７０％である。
【0030】
第２緩衝部２２の内側面近傍では、外壁３２と緩衝材３１との間に略円筒状の断熱材３３が設けられる。また、第１緩衝部２１では、第２緩衝部２２の内側面よりも径方向内側に位置する部位の下面近傍において、外壁３２と緩衝材３１との間に略円環板状の断熱材３３が設けられる。図２に示す例では、第１緩衝部２１に設けられる断熱材３３の外周縁部と、第２緩衝部２２に設けられる断熱材３３の上端部とは連続する。
【0031】
スペーサ２４は、キャスク１と第１緩衝部２１および第２緩衝部２２との間に配置され、キャスク１と第１緩衝部２１および第２緩衝部２２とを離間させる。スペーサ２４は、第１緩衝部２１の下面、および、第２緩衝部２２の内側面に固定される。スペーサ２４は、第２緩衝部２２の内側面よりも径方向内側において、第１緩衝部２１の下面と平面視にて部分的に重なり、当該下面全体とは重ならない。また、スペーサ２４は、第２緩衝部２２の内側面全体とは重ならず、当該内側面上に部分的に設けられる。
【0032】
本実施の形態では、スペーサ２４は、周方向に放射状に配列される複数のリブ２４１を備える。図１に示す例では、１６枚のリブ２４１が、周方向に略等角度間隔（すなわち、約２２．５°間隔）にて互いに離間した状態で配置される。各リブ２４１は、平面視において径方向に略直線状に延びる略略平板状の部材である。リブ２４１は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウムまたは銅クラッドアルミニウム等の金属により形成される。リブ２４１の材質は、緩衝本体２０の外壁３２の材質と同じであってもよく、異なっていてもよい。なお、リブ２４１の数は適宜変更されてよく、リブ２４１の材質は金属以外であってもよい。また、複数のリブ２４１は、必ずしも略等角度間隔にて配列される必要はなく、不等角度間隔にて周方向に配列されてもよい。
【0033】
図３は、図１中のＩＩＩ－ＩＩＩの位置にて緩衝構造体２を切断した縦断面図である。図３に示すリブ２４１は、第１リブ部４１と、第２リブ部４２とを備える。第１リブ部４１は、キャスク端面１１に略垂直な略平板状の部位であり、第１緩衝部２１の下面とキャスク端面１１との間において、径方向に沿って略直線状に延びる。第１リブ部４１は、第１緩衝部２１の下面に固定されており、第１リブ部４１の下端部はキャスク端面１１に接触する。第１リブ部４１は、キャスク端面１１上において緩衝本体２０の重量を支持する。長手方向における第１リブ部４１の高さは、例えば、３０ｍｍ～７０ｍｍである。
【0034】
第１リブ部４１は、第１緩衝部２１の下面とキャスク端面１１との間から、第１緩衝部２１の内側面よりも径方向内側まで延びる。換言すれば、第１リブ部４１の径方向内端部は、平面視において、第１緩衝部２１の内側面から中央空間２１１へと径方向内方に突出している。第１リブ部４１の径方向外端は、キャスク側面１２と径方向の略同じ位置に位置する。なお、第１リブ部４１は、第１緩衝部２１の下面とキャスク端面１１との間から、キャスク端面１１の外周縁よりも径方向外側まで延びていてもよい。
【0035】
第２リブ部４２は、キャスク側面１２に略垂直な（すなわち、キャスク側面１２との接触部におけるキャスク側面１２の接線に垂直な）略平板状の部位であり、第２緩衝部２２の内側面とキャスク側面１２との間において、長手方向に沿って略直線状に延びる。第２リブ部４２は、第２緩衝部２２の内側面に固定されており、第２リブ部４２の径方向内端部はキャスク側面１２に接触する。径方向における第２リブ部４２の幅は、例えば、３０ｍｍ～７０ｍｍである。径方向における第２リブ部４２の幅は、例えば、長手方向における第１リブ部４１の高さと略同じである。
【0036】
第２リブ部４２の下端は、第２緩衝部２２の下端と長手方向の略同じ位置に位置する。なお、第２リブ部４２は、第２緩衝部２２の内側面とキャスク側面１２との間から、第２緩衝部２２の下端よりも下側まで延びていてもよい。第２リブ部４２は、第２緩衝部２２の内側面とキャスク側面１２との間から、キャスク端面１１よりも上側まで延びており、第２リブ部４２の上端部は、第１リブ部４１の径方向外端部と連続する。すなわち、リブ２４１は、側面視において略Ｌ字状の部材である。
【0037】
図１に示す例では、１６枚のリブ２４１のうち、約４５°間隔にて配置される８本のリブ２４１の形状は、図３に示すものと略同じである。また、残りの８本のリブ２４１の形状は、第１リブ部４１の内端が第１緩衝部２１の内側面と径方向の略同じ位置に位置する点を除き、図３に示すものと略同じである。換言すれば、上記残りの８本のリブ２４１では、第１リブ部４１の径方向内端部は、第１緩衝部２１の内側面から径方向内方に突出していない。
【0038】
複数のリブ２４１のうち周方向に隣接する２枚のリブ２４１に注目すると、当該２枚のリブ２４１の第１リブ部４１と、第１緩衝部２１の下面と、キャスク端面１１とに囲まれる空間は、ガスが通過可能な第１流路３４である。第１流路３４は、当該２枚のリブ２４１の第１リブ部４１間の間隙であり、第１緩衝部２１の下面とキャスク端面１１との間において、中央空間２１１から径方向外方へと延びて第２緩衝部２２の内側面に至る。
【0039】
また、上記２枚のリブ２４１の第２リブ部４２と、第２緩衝部２２の内側面と、キャスク側面１２とに囲まれる空間は、ガスが通過可能な第２流路３５である。第２流路３５は、当該２枚のリブ２４１の第２リブ部４２間の間隙であり、第２緩衝部２２の内側面とキャスク側面１２との間において、第２緩衝部２２の下端から上方に延びて第１緩衝部２１の下面に至る。第２流路３５の上端部は、第１流路３４の径方向外端部に接続される。これにより、第１流路３４と第２流路３５とは連通して１つの流路（以下、「連通流路３０」とも呼ぶ。）を構成する。連通流路３０は、キャスク側面１２に沿って上方へと延び、キャスク端面１１に沿って径方向内方へと延びて中央空間２１１に至る。
【0040】
図１および図２に示す例では、１６枚のリブ２４１のうち、周方向に隣接する各２枚のリブ２４１において、当該各２枚のリブ２４１の第１リブ部４１間の間隙が第１流路３４となり、当該各２枚のリブ２４１の第２リブ部４２間の間隙が、第１流路３４と連通する第２流路３５となる。これにより、キャスク１と緩衝構造体２の緩衝本体２０との間に、周方向に配列される１６本の連通流路３０が設けられる。
【0041】
キャスク１の上端部のうち緩衝構造体２により覆われる部位から放散される熱は、緩衝構造体２とキャスク１との間に存在するガス（例えば、空気）に付与され、当該ガスが昇温する。第２緩衝部２２とキャスク側面１２との間において加熱されたガスは、密度が低下するため第２流路３５内を上方へと移動する。これにより、連通流路３０において、第２流路３５内を上昇して第１流路３４内を中央空間２１１に向かって径方向内方へと流れる気流が形成される。したがって、第１緩衝部２１とキャスク端面１１との間において加熱されたガスも、当該気流と共に第１流路３４内を径方向内方へと移動し、中央空間２１１を介して緩衝構造体２の上方の空間へと放散される。これにより、キャスク１と緩衝構造体２との間に高温ガスが滞留することが抑制され、緩衝構造体２の除熱性能（すなわち、キャスク１から熱を奪って周囲へ放散させる性能）が向上される。その結果、緩衝構造体２の温度上昇が抑制され、緩衝材３１等に対する熱影響による緩衝構造体２の緩衝性能の低下が抑制される。
【0042】
なお、緩衝構造体２において、複数のリブ２４１の数は適宜変更されてよい。各リブ２４１において、第１リブ部４１は、必ずしも径方向に延びる必要はなく、径方向に対して傾斜しつつ（例えば、傾斜角度３０°以下で傾斜しつつ）径方向に沿って延びていてもよい。また、第２リブ部４２は、必ずしも長手方向に延びる必要はなく、長手方向に対して傾斜しつつ（例えば、傾斜角度３０°以下で傾斜しつつ）長手方向に沿って延びていてもよい。第１リブ部４１および第２リブ部４２はそれぞれ、必ずしも略直線状に延びる必要はなく、湾曲しつつ延びていてもよい。
【0043】
図３に示すように、リブ２４１では、キャスク１と接触する辺に切り欠き２４２が設けられる。図３に示す例では、第１リブ部４１の下端縁に、径方向に互いに離間しつつ並ぶ複数の切り欠き２４２が設けられる。また、第２リブ部４２の内端縁に、長手方向に互いに離間しつつ並ぶ複数の切り欠き２４２が設けられる。これにより、周方向に隣接する各２つの連通流路３０が、複数の切り欠き２４２を介して連通される。このため、緩衝構造体２とキャスク１との間の高温ガスの周方向における温度均一性が向上する。その結果、キャスク１からの熱が周方向において略均等に効率良く放散されるため、緩衝構造体２の除熱性能がさらに向上される。
【0044】
図３に示す例では、周方向に沿って見た場合の切り欠き２４２の形状は略半円状であるが、当該形状は様々に変更されてよい。また、複数の切り欠き２４２の大きさは略同じであるが、異なっていてもよい。なお、リブ２４１に設けられる切り欠き２４２の数および配置も、様々に変更されてよい。例えば、第１リブ部４１または第２リブ部４２のみに切り欠き２４２が設けられてもよい。また、各リブ２４１に設けられる切り欠き２４２の数は、１つであってもよく、２つ以上であってもよい。
【0045】
リブ２４１では、切り欠き２４２に代えて、あるいは、切り欠き２４２に加えて、リブ２４１を周方向（すなわち、リブ２４１の厚さ方向）に貫通する貫通孔が設けられてもよい。図４に示す例では、図３に示す複数の切り欠き２４２と同数の複数の貫通孔２４３が、当該複数の切り欠き２４２に代えて、リブ２４１の第１リブ部４１および第２リブ部４２に設けられる。この場合も、切り欠き２４２が設けられる場合と略同様に、周方向に隣接する各２つの連通流路３０が貫通孔２４３を介して連通されるため、緩衝構造体２とキャスク１との間のガスの周方向における温度均一性が向上する。その結果、緩衝構造体２の除熱性能がさらに向上される。
【0046】
図４に示す例では、周方向に沿って見た場合の貫通孔２４３の形状は略円状であるが、当該形状は様々に変更されてよい。また、複数の貫通孔２４３の大きさは略同じであるが、異なっていてもよい。なお、リブ２４１に設けられる貫通孔２４３の数および配置も、様々に変更されてよい。例えば、第１リブ部４１または第２リブ部４２のみに貫通孔２４３が設けられてもよい。また、各リブ２４１に設けられる貫通孔２４３の数は、１つであってもよく、２つ以上であってもよい。
【0047】
図１および図２に示すように、緩衝構造体２には、複数の第３流路３６が設けられる。図１に示す例では、複数の連通流路３０と同数（すなわち、１６本）の第３流路３６が、周方向に略等角度間隔にて配置される。各第３流路３６は、周方向に隣接する２枚のリブ２４１の第１リブ部４１の間に配置される。
【0048】
図２に示す例では、第３流路３６は、第１流路３４の上端から重力方向（すなわち、長手方向）に沿って上方へと略直線状に延び、第１緩衝部２１を貫通する。第３流路３６は、第１流路３４内の高温ガスを上方へと導き、緩衝構造体２の上方の空間へと放散する。これにより、緩衝構造体２とキャスク１との間の高温ガスの外部への放出が促進され、緩衝構造体２の除熱性能がさらに向上される。図１に示す例では、第３流路３６の長手方向に垂直な断面の形状は、例えば略円形である。当該断面の形状は様々に変更されてよい。
【0049】
緩衝構造体２では、第３流路３６の数および配置は、様々に変更されてよい。例えば、第３流路３６は、第２流路３５の鉛直上方に配置され、第１流路３４と第２流路３５との接続部の上端から、重力方向に沿って上方へと略直線状に延び、第１緩衝部２１を貫通してもよい。この場合、第３流路３６は、第１流路３４および第２流路３５内の高温ガスを上方へと導き、緩衝構造体２の上方の空間へと放散する。これにより、緩衝構造体２とキャスク１との間の高温ガスの外部への放出が促進され、緩衝構造体２の除熱性能がさらに向上される。
【0050】
また、第３流路３６は、必ずしも重力方向に沿って延びる必要はなく、第１流路３４から斜め上方に延びて第１緩衝部２１を貫通してもよい。あるいは、第３流路３６は、第２流路３５から略水平または斜め上方に延びて第２緩衝部２２を貫通してもよい。緩衝構造体２では、複数の第３流路３６は、必ずしも略等角度間隔にて配列される必要はなく、不等角度間隔にて周方向に配列されてもよい。緩衝構造体２に設けられる第３流路３６の数は、１本であってもよく、２枚以上であってもよい。後述する第３流路３６ａについても同様である。
【0051】
以上に説明したように、貯蔵用緩衝構造体２（すなわち、緩衝構造体２）は、燃料集合体が収容される円柱状のキャスク１の貯蔵時に、キャスク１の端部に外装される。緩衝構造体２は、第１緩衝部２１と、第２緩衝部２２と、スペーサ２４とを備える。第１緩衝部２１は、キャスク１の長手方向の端面であるキャスク端面１１と、長手方向にて離間しつつ対向する。第１緩衝部２１は、キャスク端面１１の外周縁よりも径方向外側へと延在する。第２緩衝部２２は、キャスク端面１１の外周縁よりも径方向外側において、第１緩衝部２１からキャスク１の側面であるキャスク側面１２に沿って長手方向に延びる。第２緩衝部２２は、キャスク側面１２と径方向にて離間しつつ対向する円筒状の部位である。
【0052】
スペーサ２４は、第１緩衝部２１とキャスク端面１１との間に配置され、第１緩衝部２１とキャスク端面１１との間に、ガスが通過可能な第１流路３４を形成する。また、スペーサ２４は、第２緩衝部２２とキャスク側面１２との間に配置され、第２緩衝部２２とキャスク側面１２との間に、ガスが通過可能な第２流路３５を形成する。第２流路３５は、第１流路３４と連通する。
【0053】
これにより、上述のように、キャスク１により加熱された高温ガスを、緩衝構造体２とキャスク１との間から、互いに連通する第１流路３４および第２流路３５を介して外部へと放散させることができるため、緩衝構造体２の除熱性能を向上させることができる。したがって、緩衝構造体２の温度上昇を抑制して、緩衝材３１等に対する熱影響を低減することができる。その結果、当該熱影響による緩衝構造体２の緩衝性能の低下を抑制することができる。また、キャスク１の温度上昇を抑制して、キャスク１のガスケットおよび中性子遮蔽体の劣化を抑制することができる。その結果、キャスク１の密封性能および遮蔽性能の低下を抑制することもできる。
【0054】
上述のように、スペーサ２４は、周方向に放射状に配列される複数のリブ２４１を備えることが好ましい。複数のリブ２４１のそれぞれは、第１緩衝部２１とキャスク端面１１との間において径方向に沿って延びる第１リブ部４１と、第２緩衝部２２とキャスク側面１２との間において長手方向に沿って延びる第２リブ部４２と、を備える。第１リブ部４１は、キャスク端面１１に垂直な板状の部位である。第２リブ部４２は、第１リブ部４１の径方向外端部に連続する板状の部位である。複数のリブ２４１のうち、周方向に隣接する各２枚のリブ２４１において、当該各２枚のリブ２４１の第１リブ部４１間の間隙は第１流路３４であり、当該各２枚のリブ２４１の第２リブ部４２間の間隙は第２流路３５である。
【0055】
このように、複数の板状のリブ２４１により、緩衝構造体２とキャスク１との間の空間を複数の連通流路３０に区画することにより、各連通流路３０の容積（すなわち、各第１流路３４および各第２流路３５の容積）を大きくすることができる。その結果、緩衝構造体２とキャスク１との間を流れる高温ガスの流量を増大することができ、緩衝構造体２の除熱性能をさらに向上させることができる。
【0056】
上述のように、リブ２４１は金属製であることが好ましい。これにより、リブ２４１が放熱フィンとして好適に働き、キャスク１からリブ２４１に伝達された熱を、リブ２４１の表面から周囲のガス中に効率良く放散することができる。したがって、リブ２４１を介して緩衝本体２０（すなわち、第１緩衝部２１および第２緩衝部２２）に伝達される熱を低減することができる。その結果、緩衝構造体２の除熱性能をさらに向上することができ、熱影響による緩衝構造体２の緩衝性能の低下をさらに抑制することができる。リブ２４１のフィン効率を向上し、緩衝構造体２の除熱性能をより一層向上するという観点からは、リブ２４１の材質は、放熱性が高いアルミニウムまたは銅クラッドアルミニウムであることが好ましい。
【0057】
上述のように、好ましくは、複数のリブ２４１のそれぞれにおいて、キャスク１と接触する辺に切り欠き２４２が設けられ、または、厚さ方向に貫通する貫通孔２４３が設けられる。これにより、緩衝構造体２とキャスク１との間の高温ガスの周方向における温度均一性が向上する。その結果、緩衝構造体２の除熱性能をさらに向上させることができる。
【0058】
上述のように、緩衝構造体２では、第１流路３４または第２流路３５から延びて第１緩衝部２１を貫通する第３流路３６が設けられることが好ましい。これにより、緩衝構造体２とキャスク１との間の高温ガスの外部への放出を促進させることができ、緩衝構造体２の除熱性能をさらに向上させることができる。
【0059】
上述のように、第１緩衝部２１および第２緩衝部２２は、緩衝材３１と、外壁３２と、断熱材３３とを備えることが好ましい。外壁３２は、緩衝材３１の外面を被覆する。断熱材３３は、外壁３２よりも熱伝導率が低く、キャスク１と対向する位置において外壁３２と緩衝材３１との間に配置される。これにより、緩衝構造体２とキャスク１との間を流れる高温ガスの熱、および、キャスク１からの輻射熱が、緩衝材３１に伝達されることを抑制することができる。その結果、緩衝材３１等に対する熱影響をさらに低減することができるため、当該熱影響による緩衝構造体２の緩衝性能の低下をさらに抑制することができる。
【0060】
なお、断熱材３３は、必ずしも第１緩衝部２１および第２緩衝部２２の双方に設けられる必要はなく、第１緩衝部２１および第２緩衝部２２の少なくとも一方に設けられていればよい。この場合であっても、緩衝材３１等に対する熱影響を低減することができるため、当該熱影響による緩衝構造体２の緩衝性能の低下を抑制することができる。
【0061】
上述のように、緩衝構造体２では、緩衝材３１等に対する熱影響を低減することができるため、緩衝構造体２の構造は、熱影響を比較的受けやすい硬質発泡樹脂製または木製の緩衝材３１を備える場合に特に適している。
【0062】
上述の緩衝構造体２では、リブ２４１によるフィン効率を向上するために、例えば、周方向に配列される複数のリブ２４１の数を増やしてもよい。この場合、各リブ２４１の厚さ（すなわち、周方向の厚さ）を薄くすることにより、複数の連通流路３０の合計容積を比較的大きく維持することができる。
【0063】
また、緩衝構造体２は、第１緩衝部２１のキャスク端面１１と対向する面（すなわち、下面）、および、第２緩衝部２２のキャスク側面１２と対向する面（すなわち、内側面）のうち、少なくとも一方の面からキャスク１に向かって突出する板状のフィンをさらに備えてもよい。これにより、緩衝構造体２の表面からの放熱を促進することができる。その結果、緩衝構造体２の除熱性能をさらに向上することができる。緩衝構造体２に設けられるフィンの数は、１枚であってもよく、複数であってもよい。
【0064】
図５に示す例では、第２緩衝部２２の内側面からキャスク側面１２に向かって突出する複数のフィン２４４が、周方向に配列される。具体的には、周方向にて隣接する各２枚のリブ２４１の第２リブ部４２の間に、２枚のフィン２４４が周方向に離間しつつ配置される。複数のフィン２４４の径方向内端部は、キャスク側面１２に接触していてもよく、キャスク側面１２から径方向外方に離間していてもよい。複数のフィン２４４がキャスク１に接触している場合、キャスク１の表面からの放熱も促進することができる。
【0065】
また、図５に示す例では、第１緩衝部２１の下面からキャスク端面１１に向かって突出する複数のフィン２４５が、周方向に配列される。具体的には、周方向にて隣接する各２枚のリブ２４１の第１リブ部４１の間に、１枚のフィン２４５が中央空間２１１に近接して配置される。複数のフィン２４５の下端部は、キャスク端面１１に接触していてもよく、キャスク端面１１から上方に離間していてもよい。複数のフィン２４５がキャスク１に接触している場合、キャスク１の表面からの放熱も促進することができる。
【0066】
なお、緩衝構造体２に設けられるフィン２４４，２４５の数および配置は、様々に変更されてよい。例えば、複数のフィン２４５が省略され、フィン２４４のみが設けられてもよい。あるいは、複数のフィン２４４が省略され、フィン２４５のみが設けられてもよい。
【0067】
上述の緩衝構造体２は、キャスク１が倒伏状態（すなわち、長手方向が重力方向に略垂直となるように載置された状態）で貯蔵される場合、図６に示すように、キャスク１の長手方向の両端部に取り付けられる。図６は、キャスク１の両端部に取り付けられる２つの緩衝構造体２の縦断面図である。図６中の左側の緩衝構造体２については、リブ２４１を含む断面を示す。図６中の右側の緩衝構造体２については、左側の緩衝構造体２から断面の位置を周方向にずらし、連通流路３０を含む断面を示す。
【0068】
倒伏状態のキャスク１に取り付けられた緩衝構造体２では、キャスク１の周囲にて周方向に配列される複数の第２流路３５のうち、重力方向の下側（すなわち、図６中の下側）に位置する複数の第２流路３５にて昇温された高温ガスが、連通する第１流路３４を通過して中央空間２１１へと流出する。当該高温ガスの一部は、中央空間２１１内を長手方向に流れ、中央空間２１１の長手方向端部（すなわち、キャスク端面１１とは反対側の端部）の開口から、緩衝構造体２の側方の空間へと放散される。また、中央空間２１１に流入した上記高温ガスの他の一部は、周方向に配列される複数の第１流路３４のうち、重力方向の上側（すなわち、図６中の上側）に位置する複数の第１流路３４および複数の第２流路３５を通過して、緩衝構造体２の上方の空間へと放散される。
【0069】
このように、倒伏状態のキャスク１に取り付けられた緩衝構造体２では、重力方向の下側の連通流路３０から重力方向の上側の連通流路３０へと向かう高温ガスの気流が形成される。これにより、キャスク１と緩衝構造体２との間に高温ガスが滞留することを抑制することができ、緩衝構造体２の除熱性能を向上させることができる。その結果、熱影響による緩衝構造体２の緩衝性能の低下を抑制することができる。
【0070】
図６に示す例では、緩衝構造体２において、重力方向の上側の第２流路３５から重力方向に沿って上方へと延びて第２緩衝部２２を貫通する第３流路３６が設けられる。これにより、緩衝構造体２とキャスク１との間の高温ガスの外部への放出を促進させることができ、緩衝構造体２の除熱性能をさらに向上させることができる。
【0071】
倒伏状態のキャスク１に取り付けられた緩衝構造体２では、図７に示すように、中央空間２１１（すなわち、第１緩衝部２１の径方向中央部の貫通孔）の内部に取り付けられて中央空間２１１を閉塞する蓋部材２４６が設けられてもよい。蓋部材２４６は、第１緩衝部２１のキャスク端面１１と対向する面と長手方向の略同じ位置にて、キャスク端面１１と長手方向に対向する。これにより、重力方向の下側の連通流路３０から重力方向の上側の連通流路３０へと向かう高温ガスの気流が、上下の連通流路３０の間において（すなわち、中央空間２１１と対応する位置において）整流される。その結果、緩衝構造体２とキャスク１との間の高温ガスの外部への放出を促進させることができ、緩衝構造体２の除熱性能をさらに向上させることができる。
【0072】
上述の蓋部材２４６は、中央空間２１１の内部に着脱自在に取り付けられることが好ましい。これにより、キャスク端面１１に設けられた装置等の点検の際に、蓋部材２４６を取り外すことにより、当該点検を中央空間２１１を介して容易に行うことができる。また、蓋部材２４６は、中央空間２１１を実質的に閉塞することができるのであれば、ケーブル等を通過させるための孔等が設けられてもよい。
【0073】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る緩衝構造体２ａについて説明する。緩衝構造体２ａは、倒伏状態の（すなわち、長手方向が水平方向となるように載置された）キャスク１の長手方向の両端部に取り付けられる。図８は、キャスク１に取り付けられた緩衝構造体２ａを長手方向の一方側から見た正面図である。図９は、図８に示す緩衝構造体２ａの右側の側部に設けられる複数の側部リブ２４７ａを示す側面図である。図９では、緩衝本体２０は中心軸Ｊ１を含む縦断面にて示す。
【0074】
緩衝構造体２ａでは、スペーサ２４ａは、径方向に延びる複数のリブ２４１（図１参照）に代えて、キャスク１に取り付けられた状態で重力方向に略平行に延びる複数のリブ２４１ａを備える。緩衝構造体２ａの他の構成は、上述の緩衝構造体２と略同様であり、以下の説明では、緩衝構造体２ａの各構成に、対応する緩衝構造体２の構成と同符号を付す。
【0075】
図８に示すように、複数のリブ２４１ａは、水平方向に互いに離間しつつ配列される。各リブ２４１ａは、第１リブ部４１ａと、第２リブ部４２ａとを備える。第１リブ部４１ａは、キャスク端面１１に略垂直な略平板状の部位であり、第１緩衝部２１とキャスク端面１１との間において、重力方向に沿って略直線状に延びる。第１リブ部４１ａは、第１緩衝部２１に固定されており、第１リブ部４１ａの第１緩衝部２１とは反対側の端部はキャスク端面１１に接触する。長手方向における第１リブ部４１ａの幅は、例えば、３０ｍｍ～７０ｍｍである。中心軸Ｊ１よりも上側では、第１リブ部４１ａの上端は、キャスク側面１２と径方向の略同じ位置に位置する。中心軸Ｊ１よりも下側では、第１リブ部４１ａの下端は、キャスク側面１２と径方向の略同じ位置に位置する。
【0076】
第２リブ部４２ａは、キャスク側面１２に略垂直な（すなわち、キャスク側面１２との接触部におけるキャスク側面１２の接線に垂直な）略平板状の部位であり、第２緩衝部２２とキャスク側面１２との間において、長手方向に沿って略直線状に延びる。第２リブ部４２ａは、第２緩衝部２２の内側面に固定されており、第２リブ部４２ａの径方向内端部はキャスク側面１２に接触する。重力方向の下側の第２リブ部４２ａは、キャスク１の重量を支持する。径方向における第２リブ部４２ａの高さは、例えば、３０ｍｍ～７０ｍｍである。径方向における第２リブ部４２ａの高さは、例えば、長手方向における第１リブ部４１ａの幅と同じである。
【0077】
第２リブ部４２ａは、第２緩衝部２２の内側面とキャスク側面１２との間から、キャスク端面１１よりも長手方向の外側まで延びており、第２リブ部４２ａの長手方向の一方の端部は、第１リブ部４１ａの径方向外端部と連続する。すなわち、リブ２４１ａは略Ｌ字状の部材である。第２リブ部４２ａの長手方向の他方の端縁は、第２緩衝部２２の長手方向の端縁と略同じ位置に位置する。なお、第２リブ部４２ａは、第２緩衝部２２の内側面とキャスク側面１２との間から長手方向に突出していてもよい。
【0078】
緩衝構造体２ａでは、複数のリブ２４１ａのうち、水平方向に隣接する各２つのリブ２４１ａにおいて、当該各２つのリブ２４１ａの第１リブ部４１ａ間の間隙が、ガスが通過可能な第１流路３４ａとなる。また、当該各２つのリブ２４１ａの第２リブ部４２ａ間の間隙が、ガスが通過可能な第２流路３５ａとなる。
【0079】
緩衝構造体２ａでは、第２緩衝部２２のうち図８中の左右方向（すなわち、重力方向および長手方向に垂直な方向）の両側部にそれぞれ、複数の側部リブ２４７ａが設けられる。図８および図９に示す例では、第２緩衝部２２の各側部には、５枚の側部リブ２４７ａが設けられる。第２緩衝部２２の左側の側部に設けられる５枚の側部リブ２４７ａと、右側の側部に設けられる５間の側部リブ２４７ａとは、正面視において、中心軸Ｊ１を通って重力方向に延びる仮想的な直線に対して略線対称である。
【0080】
第２緩衝部２２の各側部に設けられる複数の側部リブ２４７ａは、重力方向に沿って互いに離間しつつ配列される。各側部リブ２４７ａは、第２緩衝部２２の内側面に固定され、当該内側面からキャスク側面１２に向かって突出する略平板状の部材である。各側部リブ２４７ａの径方向内端部は、キャスク側面１２に接触する。
【0081】
各側部リブ２４７ａは、第２緩衝部２２の内側面とキャスク側面１２との間にて、長手方向の一方側から他方側へと向かうに従って重力方向（すなわち、図９中の上下方向）の上側に向かう。図９に示す例では、各側部リブ２４７ａは、長手方向に関して第２緩衝部２２から第１緩衝部２１へと向かうに従って上方へと向かって斜めに延びる。各側部リブ２４７ａは、図９に示す例とは反対に、長手方向に関して第１緩衝部２１から第２緩衝部２２へと向かうに従って上方へと向かって斜めに延びていてもよい。第２緩衝部２２の各側部に設けられる複数の側部リブ２４７ａは、互いに略平行に配置される。
【0082】
第２緩衝部２２の各側部に設けられる複数の側部リブ２４７ａ間の間隙は、当該各側部における第１緩衝部２１とキャスク端面１１との間の空間に連通する側部流路３７ａとなる。図９に示す例では、第２緩衝部２２の各側部とキャスク側面１２との間の高温ガスは、側部流路３７ａによって斜め上方に移動し、第１緩衝部２１とキャスク端面１１との間の第１流路３４ａに導かれ、当該第１流路３４ａの上側の第２流路３５ａを介して、緩衝構造体２ａの上方の空間へと放散される。また、複数の側部リブ２４７ａが図９とは反対向きに傾斜している場合、第２緩衝部２２の各側部とキャスク側面１２との間の高温ガスは、側部流路３７ａによってキャスク端面１１から離れる方向へと斜め上方に移動し、第２緩衝部２２の第１緩衝部２１とは反対側の端部から、緩衝構造体２ａの周囲へと放散される。
【0083】
以上に説明したように、長手方向が水平方向となるように載置された（すなわち、倒伏状態で載置された）キャスク１の端部に外装される緩衝構造体２ａでは、スペーサ２４ａは、水平方向に配列される複数のリブ２４１ａを備えることが好ましい。複数のリブ２４１ａのそれぞれは、第１緩衝部２１とキャスク端面１１との間において重力方向に沿って延びる第１リブ部４１ａと、第２緩衝部２２とキャスク側面１２との間において長手方向に沿って延びる第２リブ部４２ａとを備える。第１リブ部４１ａは、キャスク端面１１に垂直な板状の部位である。第２リブ部４２ａは、第１リブ部４１ａの重力方向の一方の端部に連続する板状の部位である。複数のリブ２４１ａのうち水平方向に隣接する各２枚のリブ２４１ａにおいて、当該各２枚のリブ２４１ａの第１リブ部４１ａ間の間隙は第１流路３４ａであり、当該各２枚のリブ２４１ａの第２リブ部４２ａ間の間隙は第２流路３５ａである。
【0084】
このように、複数の板状のリブ２４１ａにより、緩衝構造体２ａとキャスク１との間の空間を複数の連通流路３０ａに区画することにより、各連通流路３０ａの容積（すなわち、各第１流路３４ａおよび各第２流路３５ａの容積）を大きくすることができる。したがって、緩衝構造体２ａとキャスク１との間を流れる高温ガスの流量を増大することができ、緩衝構造体２ａの除熱性能を向上させることができる。その結果、熱影響による緩衝構造体２の緩衝性能の低下を抑制することができる。
【0085】
また、各リブ２４１ａにおいて第１リブ部４１ａは重力方向に沿って延びるため、第１緩衝部２１とキャスク端面１１との間の空間を上昇する高温ガスの流れが、第１リブ部４１ａによって遮られることを防止することができる。したがって、緩衝構造体２ａとキャスク１との間を流れる高温ガスの流速を増大することができ、緩衝構造体２ａの除熱性能をさらに向上させることができる。
【0086】
リブ２４１ａでは、上述のリブ２４１と同様に、複数のリブ２４１ａのそれぞれにおいて、キャスク１と接触する辺に切り欠き２４２ａが設けられ、または、厚さ方向に貫通する貫通孔２４３（図４参照）が設けられることが好ましい。これにより、緩衝構造体２ａとキャスク１との間の高温ガスの水平方向および／または周方向における温度均一性が向上する。その結果、緩衝構造体２ａの除熱性能をさらに向上させることができる。
【0087】
上述のように、緩衝構造体２ａは、第２緩衝部２２のうち左右方向（すなわち、重力方向および長手方向に垂直な方向）の両側部のそれぞれにおいて、第２緩衝部２２に固定されてキャスク側面１２に接触する複数の側部リブ２４７ａをさらに備えることが好ましい。複数の側部リブ２４７ａは、第２緩衝部２２とキャスク側面１２との間にて長手方向の一方側から他方側へと向かうに従って重力方向の上側に向かう。複数の側部リブ２４７ａ間の間隙は、第１緩衝部２１とキャスク端面１１との間の空間に連通する側部流路３７ａである。
【0088】
このように、キャスク１の左右両側に斜め上方へと向かう側部流路３７ａが設けられることにより、第２緩衝部２２とキャスク側面１２との間における高温ガスの滞留を抑制し、当該高温ガスの外部への放散を促進することができる。その結果、緩衝構造体２ａの除熱性能を向上させることができる。
【0089】
緩衝構造体２ａでは、緩衝構造体２と同様に、第１流路３４ａまたは第２流路３５ａから重力方向に沿って延びて第１緩衝部２１または第２緩衝部２２を貫通する第３流路３６ａが設けられることが好ましい。これにより、緩衝構造体２ａとキャスク１との間の高温ガスの外部への放出を促進させることができ、緩衝構造体２ａの除熱性能をさらに向上させることができる。
【0090】
緩衝構造体２ａでは、緩衝構造体２と同様に、上述の蓋部材２４６（図７参照）が中央空間２１１に取り付けられてもよい。これにより、上述のように、中央空間２１１と対応する位置において上昇する高温ガスの気流が整流されるため、緩衝構造体２ａの除熱性能をさらに向上させることができる。また、蓋部材２４６を取り外すことにより、キャスク端面１１に設けられた装置等の点検を容易に行うことができる。
【0091】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る緩衝構造体２ｂについて説明する。緩衝構造体２ｂは、起立状態または倒伏状態のキャスク１の端部に取り付けられる。図１０は、起立状態のキャスク１の上端部に取り付けられた緩衝構造体２ｂの平面図である。図１１は、緩衝構造体２ｂを図１０中のＸＩ－ＸＩの位置にて切断した縦断面図である。緩衝構造体２ｂでは、スペーサ２４ｂは、複数のリブ２４１（図１参照）に代えて、複数の第１凸部２４８ｂおよび複数の第２凸部２４９ｂを備える。緩衝構造体２ｂの他の構成は、上述の緩衝構造体２と略同様であり、以下の説明では、緩衝構造体２ｂの各構成に、対応する緩衝構造体２の構成と同符号を付す。
【0092】
複数の第１凸部２４８ｂは、第１緩衝部２１のキャスク端面１１と対向する面（以下、「第１緩衝部内面２１２」とも呼ぶ。）に固定される。複数の第１凸部２４８ｂは、第１緩衝部内面２１２全体において互いに離間して分散配置される。複数の第１凸部２４８ｂは、例えば千鳥状に配置される。複数の第１凸部２４８ｂは、第１緩衝部内面２１２からキャスク端面１１に向かって突出し、キャスク端面１１に接触する。各第１凸部２４８ｂは、例えば、重力方向に略垂直な主面を有する略平板状であり、ボルト等により第１緩衝部２１に固定される。各第１凸部２４８ｂは、好ましくは、キャスク端面１１に対して面接触する。図１０に示す例では、各第１凸部２４８ｂの平面視における形状は略円形であるが、当該形状は様々に変更されてよい。緩衝構造体２ｂの第１緩衝部内面２１２とキャスク端面１１との間において、複数の第１凸部２４８ｂの間の空間が第１流路３４ｂとなる。
【0093】
複数の第２凸部２４９ｂは、第２緩衝部２２のキャスク側面１２と対向する内側面（以下、「第２緩衝部内面２２２」とも呼ぶ。）に固定される。複数の第２凸部２４９ｂは、第２緩衝部内面２２２全体において互いに離間して分散配置される。複数の第２凸部２４９ｂは、例えば千鳥状に配置される。複数の第２凸部２４９ｂは、第２緩衝部内面２２２からキャスク側面１２に向かって突出し、キャスク側面１２に接触する。各第２凸部２４９ｂは、例えば、キャスク側面１２に沿って湾曲する略板状であり、ボルト等により第２緩衝部２２に固定される。各第２凸部２４９ｂは、好ましくは、キャスク側面１２に対して面接触する。各第２凸部２４９ｂの側面視における形状は、例えば略円形であるが、当該形状は様々に変更されてよい。緩衝構造体２ｂの第２緩衝部内面２２２とキャスク側面１２との間において、複数の第２凸部２４９ｂの間の空間が第２流路３５ｂとなる。第２流路３５ｂは、キャスク端面１１の外周縁の外側において第１流路３４ｂと連通する。
【0094】
緩衝構造体２ｂが起立状態のキャスク１に取り付けられている場合、第２緩衝部２２とキャスク側面１２との間の高熱ガスが、第２流路３５ｂを介して上昇し、第１緩衝部２１とキャスク端面１１との間の高温ガスと共に第１流路３４ｂを介して径方向内方へと流れ、中央空間２１１から緩衝構造体２ｂの上方の空間へと放散される。
【0095】
緩衝構造体２ｂが倒伏状態のキャスク１に取り付けられている場合、第２流路３５ｂのうち重力方向の下側に位置する領域の高温ガスの一部は、連通する第１流路３４ｂ、および、第２流路３５ｂのうち重力方向の上側に位置する領域を通過して、緩衝構造体２ｂの上方の空間へと放散される。また、第２流路３５ｂのうち重力方向の下側に位置する領域の高温ガスの他の一部は、連通する第１流路３４ｂを通過して中央空間２１１へと流出する。中央空間２１１へと流出した高温ガスの一部は、中央空間２１１の長手方向端部の開口から、緩衝構造体２ｂの側方の空間へと放散される。また、中央空間２１１に流入した高温ガスの他の一部は、第１流路３４ｂのうち重力方向の上側に位置する領域、および、第２流路３５ｂのうち重力方向の上側に位置する領域を通過して、緩衝構造体２ｂの上方の空間へと放散される。
【0096】
以上に説明したように、緩衝構造体２ｂでは、スペーサ２４ｂは、複数の第１凸部２４８ｂと、複数の第２凸部２４９ｂとを備える。複数の第１凸部２４８ｂは、第１緩衝部２１のキャスク端面１１と対向する面である第１緩衝部内面２１２全体において互いに離間して分散配置されるとともに、キャスク端面１１に向かって突出する。複数の第２凸部２４９ｂは、第２緩衝部２２のキャスク側面１２と対向する面である第２緩衝部内面２２２全体において互いに離間して分散配置されるとともに、キャスク側面１２に向かって突出する。複数の第１凸部２４８ｂの間の空間は第１流路３４ｂであり、複数の第２凸部２４９ｂの間の空間は第２流路３５ｂである。
【0097】
これにより、キャスク１と緩衝構造体２ｂとの間に高温ガスが滞留することを抑制することができ、緩衝構造体２ｂの除熱性能を向上させることができる。その結果、熱影響による緩衝構造体２ｂの緩衝性能の低下を抑制することができる。また、キャスク１の転倒時等にキャスク１に加わる衝撃荷重を、複数の第１凸部２４８ｂおよび／または複数の第２凸部２４９ｂにて分散させることができるため、当該衝撃荷重を低減することができる。複数の第１凸部２４８ｂおよび複数の第２凸部２４９ｂは、例えば、ステンレス鋼等により形成される。
【0098】
緩衝構造体２ｂでは、第１緩衝部内面２１２のうち複数の第１凸部２４８ｂと接触する領域を第１接触領域とし、第２緩衝部内面２２２のうち複数の第２凸部２４９ｂと接触する領域を第２接触領域として、第１緩衝部内面２１２および第２緩衝部内面２２２の合計面積に対する第１接触領域および第２接触領域の合計面積の割合は、５％以上であることが好ましく、２５％以上であることがより好ましい。これにより、キャスク１を好適に支持することができ、キャスク１の転倒時等における衝撃荷重を好適に低減することができる。また、当該割合は、６０％以下であることが好ましく、４０％以下であることがより好ましい。これにより、第１流路３４ｂおよび第２流路３５ｂの容積を比較的大きくし、緩衝構造体２ｂの除熱性能を好適に向上することができる。
【0099】
緩衝構造体２ｂでは、緩衝構造体２と同様に、第１流路３４ｂまたは第２流路３５ｂから重力方向に沿って延びて第１緩衝部２１または第２緩衝部２２を貫通する第３流路３６ｂが設けられることが好ましい。これにより、緩衝構造体２ｂとキャスク１との間の高温ガスの外部への放出を促進させることができ、緩衝構造体２ｂの除熱性能をさらに向上させることができる。
【0100】
緩衝構造体２ｂでは、緩衝構造体２と同様に、上述の蓋部材２４６（図７参照）が中央空間２１１に取り付けられてもよい。これにより、上述のように、中央空間２１１と対応する位置において上昇する高温ガスの気流が整流されるため、緩衝構造体２ｂの除熱性能をさらに向上させることができる。また、蓋部材２４６を取り外すことにより、キャスク端面１１に設けられた装置等の点検を容易に行うことができる。
【0101】
次に、本発明の第４の実施の形態に係る緩衝構造体２ｃについて、図１２を参照しつつ説明する。図１２は、緩衝構造体２ｃの縦断面図であり、上述の図２に対応する。緩衝構造体２ｃは、起立状態または倒伏状態のキャスク１ｃの端部に取り付けられる。図１２に示す例では、緩衝構造体２ｃは、起立状態のキャスク１ｃの上端部に取り付けられている。キャスク１ｃは、キャスク端面１１ｃ（すなわち、長手方向の端面）の外周部が、当該外周部の径方向内側の部位よりも長手方向に突出している点を除き、上述のキャスク１と略同様の構造を有する。以下の説明では、キャスク端面１１ｃの外周部（すなわち、長手方向に突出している略円筒状の部位）を、「キャスク凸部１３ｃ」とも呼ぶ。
【0102】
緩衝構造体２ｃでは、第１緩衝部２１ｃの下面の外周部が、当該外周部の径方向内側の部位よりも上方に凹んだ第１緩衝凹部２１３ｃとなっている。第１緩衝凹部２１３ｃの下面は、キャスク凸部１３ｃの上面と略全周に亘って接触する。第１緩衝凹部２１３ｃの下面とキャスク凸部１３ｃの上面との接触領域の形状は、略円環面である。第１緩衝部２１ｃの下面は、キャスク凸部１３ｃよりも径方向内側において、キャスク端面１１ｃと上下方向に離間しつつ対向する。
【0103】
緩衝構造体２ｃでは、緩衝本体２０のうちキャスク凸部１３ｃと接触する領域を除いて、上述のリブ２４１と略同様の構造を有するとともにリブ２４１と略同様に配置された複数のリブ２４１ｃを有するスペーサ２４ｃが設けられる。また、緩衝構造体２ｃでは、図２に示す第３流路３６に代えて、キャスク凸部１３ｃの径方向内側に隣接する第３流路３６ｃと、キャスク凸部１３ｃの径方向外側に隣接する第３流路３６ｄとが設けられる。本実施の形態では、複数の第３流路３６ｃ、および、複数の第３流路３６ｄがそれぞれ、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に略等角度間隔にて配列される。緩衝構造体２ｃの他の構成は、上述の緩衝構造体２と略同様であり、以下の説明では、緩衝構造体２ｃの各構成に、対応する緩衝構造体２の構成と同符号を付す。
【0104】
リブ２４１ｃは、第１リブ部４１ｃと、第２リブ部４２ｃとを備える。第１リブ部４１ｃは、キャスク端面１１ｃに略垂直な略平板状の部材であり、キャスク凸部１３ｃの径方向内側に配置され、第１緩衝部２１ｃの下面とキャスク端面１１ｃとの間において、径方向に沿って略直線状に延びる。第１リブ部４１ｃは、第１緩衝部２１ｃの下面に固定されており、第１リブ部４１ｃの下端部はキャスク端面１１ｃに接触する。第１リブ部４１ｃの径方向内端部は、平面視において、第１緩衝部２１ｃの内側面から中央空間２１１へと径方向内方に突出していてもよく、突出していなくてもよい。第１リブ部４１ｃの径方向外端部は、例えば、キャスク凸部１３ｃの内側面に接触する。第１リブ部４１ｃでは、キャスク１ｃと接触する辺に切り欠き２４２が設けられる。あるいは、切り欠き２４２に代えて貫通孔２４３（図４参照）が第１リブ部４１ｃに設けられてもよい。
【0105】
第２リブ部４２ｃは、上述の第２リブ部４２と略同様に、キャスク側面１２に略垂直な略平板状の部材であり、第２緩衝部２２の内側面とキャスク側面１２との間において、長手方向に沿って略直線状に延びる。第２リブ部４２ｃは、第２緩衝部２２の内側面に固定されており、第２リブ部４２ｃの径方向内端部はキャスク側面１２に接触する。第２リブ部４２ｃは、第２緩衝部２２の下端から下方に突出していてもよく、突出していなくてもよい。第２リブ部４２ｃの上端部は、例えば、第１緩衝凹部２１３ｃの下面に接触する。第１リブ部４１ｃと第２リブ部４２ｃとは連続していない。第２リブ部４２ｃでは、キャスク１ｃと接触する辺に切り欠き２４２が設けられる。あるいは、切り欠き２４２に代えて貫通孔２４３（図４参照）が第２リブ部４２ｃに設けられてもよい。
【0106】
緩衝構造体２ｃでは、複数の第１リブ部４１ｃが周方向に略等角度間隔に配置される。周方向に隣接する各２枚の第１リブ部４１ｃと、第１緩衝部２１ｃの下面と、キャスク端面１１ｃとに囲まれる空間は、ガスが通過可能な第１流路３４ｃである。上述の第３流路３６ｃは、第１流路３４ｃの径方向外端部において、第１流路３４の上端から重力方向（すなわち、長手方向）に沿って上方へと略直線状に延び、第１緩衝部２１ｃを貫通する。第３流路３６ｃの長手方向に垂直な断面の形状は、例えば略円形である。当該断面の形状は様々に変更されてよい。また、第３流路３６ｃは、必ずしも重力方向に沿って延びる必要はなく、第１流路３４ｃから斜め上方に延びて第１緩衝部２１ｃを貫通してもよい。第３流路３６ｃは、第１流路３４ｃ内の高温ガスを緩衝構造体２ｃの上方の空間へと放散する。これにより、緩衝構造体２ｃとキャスク１ｃとの間の高温ガスの外部への放出が促進され、緩衝構造体２ｃの除熱性能が向上される。
【0107】
緩衝構造体２ｃでは、複数の第２リブ部４２ｃが周方向に略等角度間隔に配置される。周方向に隣接する各２枚の第２リブ部４２ｃと、第２緩衝部２２の内側面と、キャスク側面１２とに囲まれる空間は、ガスが通過可能な第２流路３５ｃである。第２流路３５ｃは、キャスク凸部１３ｃによって第１流路３４ｃと隔絶されており、第１流路３４ｃとは実質的に連通していない。
【0108】
上述の第３流路３６ｄは、第２流路３５ｃの上端から重力方向に沿って上方へと略直線状に延び、第１緩衝部２１ｃを貫通する。第３流路３６ｄの長手方向に垂直な断面の形状は、例えば略円形である。当該断面の形状は様々に変更されてよい。また、第３流路３６ｄは、必ずしも重力方向に沿って延びる必要はなく、第２流路３５ｃの上端から斜め上方に延びて第１緩衝部２１ｃを貫通してもよい。あるいは、第３流路３６ｄは、第２流路３５の上端部から斜め上方または径方向外方に延びて第２緩衝部２２を貫通してもよい。第３流路３６ｄは、第２流路３５ｃ内の高温ガスを緩衝構造体２ｃの周囲の空間へと放散する。これにより、緩衝構造体２ｃの除熱性能がさらに向上される。なお、緩衝構造体２ｃでは、第３流路３６ｃおよび第３流路３６ｄのうちいずれか一方のみが設けられてもよい。
【0109】
図１２に示す例では、緩衝構造体２ｃの第１緩衝部２１ｃの下面の一部がキャスク端面１１ｃと略全周に亘って接触することにより、第１流路３４ｃと第２流路３５ｃとが隔絶されているが、当該接触に代えて、または、当該接触に加えて、第２緩衝部２２の内側面の一部がキャスク側面１２と全周に亘って接触することにより、第１流路３４ｃと第２流路３５ｃとが隔絶されてもよい。また、緩衝構造体２ｃでは、第１緩衝凹部２１３ｃは設けられず、第１緩衝部２１ｃの下面は、略全面に亘って上下方向の略同じ位置に位置する略平坦な面であってもよい。
【0110】
図１２に例示する緩衝構造体２ｃでは、緩衝本体２０のうちキャスク凸部１３ｃと接触する領域を除いて、リブ２４１と略同様の構造を有するとともにリブ２４１と略同様に配置されたリブ２４１ｃが設けられるが、これには限定されない。例えば、スペーサ２４ａのリブ２４１ａと略同構造かつ略同様の配置のリブが、緩衝本体２０のうちキャスク凸部１３ｃと接触する領域を除いて設けられてもよい。換言すれば、上述の緩衝構造体２ａは、キャスク１ｃに取り付けられてもよい。この場合、緩衝構造体２ａの緩衝本体２０のうちキャスク凸部１３ｃと接触する領域では、リブ２４１ａは省略される。あるいは、スペーサ２４ｂの第１凸部２４８ｂおよび第２凸部２４９ｂと略同構造かつ略同様の配置の凸部が、緩衝本体２０のうちキャスク凸部１３ｃと接触する領域を除いて設けられてもよい。換言すれば、上述の緩衝構造体２ｂは、キャスク１ｃに取り付けられてもよい。この場合、緩衝構造体２ｂの緩衝本体２０のうちキャスク凸部１３ｃと接触する領域では、スペーサ２４ｂは省略される。
【0111】
緩衝構造体２ｃでは、上述のスペーサは設けられなくてもよい。この場合、例えば、キャスク端面１１ｃおよび／またはキャスク側面１２に設けられた複数のリブや凸部が緩衝構造体２ｃの緩衝本体２０に接触することにより、第１流路３４ｃおよび第２流路３５ｃが形成されてもよい。
【0112】
以上に説明したように、緩衝構造体２ｃは、第１緩衝部２１ｃと、第２緩衝部２２とを備える。第１緩衝部２１ｃは、キャスク１ｃの長手方向の端面であるキャスク端面１１ｃと長手方向にて対向する。第１緩衝部２１ｃは、キャスク端面１１ｃの外周縁よりも径方向外側へと延在する。第２緩衝部２２は、キャスク端面１１ｃの外周縁よりも径方向外側において、第１緩衝部２１ｃからキャスク１ｃの側面であるキャスク側面１２に沿って長手方向に延びる。第２緩衝部２２は、キャスク側面１２と径方向にて対向する円筒状の部位である。
【0113】
緩衝構造体２ｃでは、第１緩衝部２１ｃとキャスク端面１１ｃとの間にガスが通過可能な第１流路３４ｃが形成される。また、第２緩衝部２２とキャスク側面１２との間にガスが通過可能な第２流路３５ｃが形成される。緩衝構造体２ｃでは、第１流路３４ｃまたは第２流路３５ｃから延びて第１緩衝部２１ｃまたは第２緩衝部２２を貫通する第３流路３６ｃまたは第３流路３６ｄが設けられる。
【0114】
これにより、上述のように、キャスク１ｃにより加熱された高温ガスを、緩衝構造体２ｃとキャスク１ｃとの間から、第３流路３６ｃまたは第３流路３６ｄを介して外部へと放散させることができるため、緩衝構造体２ｃの除熱性能を向上させることができる。したがって、緩衝構造体２ｃの温度上昇を抑制して、緩衝材３１等に対する熱影響を低減することができる。その結果、当該熱影響による緩衝構造体２ｃの緩衝性能の低下を抑制することができる。また、キャスク１ｃの温度上昇を抑制して、キャスク１ｃのガスケットおよび中性子遮蔽体の劣化を抑制することができる。その結果、キャスク１ｃの密封性能および遮蔽性能の低下を抑制することもできる。
【0115】
緩衝構造体２ｃでは、スペーサ２４ｃは、上述のスペーサ２４と略同様に、周方向に放射状に配列される複数のリブ２４１ｃを備えることが好ましい。複数のリブ２４１ｃのそれぞれは、第１緩衝部２１ｃとキャスク端面１１ｃとの間において径方向に沿って延びる第１リブ部４１ｃと、第２緩衝部２２とキャスク側面１２との間において長手方向に沿って延びる第２リブ部４２ｃと、を備える。第１リブ部４１ｃは、キャスク端面１１に垂直な板状の部位である。複数の第１リブ部４１ｃのうち、周方向に隣接する各２枚の第１リブ部４１ｃ間の間隙は第１流路３４ｃであり、周方向に隣接する各２枚の第２リブ部４２ｃ間の間隙は第２流路３５ｃである。
【0116】
このように、複数の板状のリブ２４１ｃにより、緩衝構造体２ｃとキャスク１ｃとの間の空間を複数の第１流路３４ｃおよび複数の第２流路３５ｃに区画することにより、各第１流路３４ｃおよび各第２流路３５ｃの容積を大きくすることができる。その結果、緩衝構造体２ｃとキャスク１ｃとの間を流れる高温ガスの流量を増大することができ、緩衝構造体２ｃの除熱性能をさらに向上させることができる。
【0117】
上述のように、好ましくは、複数のリブ２４１ｃのそれぞれにおいて、キャスク１ｃと接触する辺に切り欠き２４２が設けられ、または、厚さ方向に貫通する貫通孔２４３（図４参照）が設けられる。これにより、緩衝構造体２ｃとキャスク１ｃとの間の高温ガスの周方向における温度均一性が向上する。その結果、緩衝構造体２ｃの除熱性能をさらに向上させることができる。
【0118】
緩衝構造体２ｃでは、緩衝構造体２と同様に、第１緩衝部２１ｃおよび第２緩衝部２２は、緩衝材３１と、外壁３２と、断熱材３３とを備えることが好ましい。外壁３２は、緩衝材３１の外面を被覆する。断熱材３３は、外壁３２よりも熱伝導率が低く、キャスク１ｃと対向する位置において外壁３２と緩衝材３１との間に配置される。これにより、緩衝構造体２ｃとキャスク１ｃとの間を流れる高温ガスの熱、および、キャスク１ｃからの輻射熱が、緩衝材３１に伝達されることを抑制することができる。その結果、緩衝材３１等に対する熱影響をさらに低減することができるため、当該熱影響による緩衝構造体２ｃの緩衝性能の低下をさらに抑制することができる。
【0119】
上述の緩衝構造体２ｃは、キャスク１ｃが倒伏状態（すなわち、長手方向が水平方向となるように載置された状態）で貯蔵される場合、図１３に示すように、キャスク１ｃの長手方向の両端部に取り付けられる。図１３は、キャスク１ｃの当該両端部に取り付けられる２つの緩衝構造体２ｃの縦断面図である。図１３中の左側の緩衝構造体２ｃについては、リブ２４１ｃを含む断面を示す。図１３中の右側の緩衝構造体２ｃについては、左側の緩衝構造体２ｃから断面の位置を周方向にずらし、第１流路３４ｃおよび第２流路３５ｃを含む断面を示す。
【0120】
倒伏状態のキャスク１ｃに取り付けられた緩衝構造体２ｃでは、キャスク１ｃの周囲にて周方向に配列される複数の第２流路３５ｃのうち、重力方向の下側（すなわち、図１３中の下側）に位置する第２流路３５ｃにて昇温された高温ガスが、第２リブ部４２ｃの切り欠き２４２を通過して、重力方向の上側に位置する第２流路３５ｃへと周方向に移動する。当該高温ガスは、緩衝構造体２ｃの上端部に位置する第２流路３５ｃから、第３流路３６ｄ、および、第２流路３５ｃの第３流路３６ｄとは反対側の端部開口を介して、外部へと放散される。なお、図１３に示す例では、緩衝構造体２ｃから第３流路３６ｄが省略されてもよい。この場合、重力方向の上側に位置する第２流路３５ｃ内の高温ガスは、第２流路３５ｃの第１緩衝部２１ｃとは反対側の端部開口を介して、外部へと放散される。
【0121】
また、重力方向の下側に位置する第１流路３４ｃにて昇温された高温ガスは、第１流路３４ｃの径方向内端部の開口を介して中央空間２１１へと流入する。第１流路３４ｃから中央空間２１１に流出した高温ガスの一部は、中央空間２１１の長手方向端部の開口から外部へと放散される。また、当該高温ガスの他の一部は、重力方向の上側に位置する第１流路３４ｃに流入し、当該第１流路３４ｃにて昇温された高温ガスと共に、第３流路３６ｃを介して外部へと放散される。これにより、緩衝構造体２ｃの除熱性能を向上させることができる。その結果、熱影響による緩衝構造体２ｃの緩衝性能の低下を抑制することができる。
【0122】
倒伏状態のキャスク１ｃに取り付けられた緩衝構造体２ｃでは、中央空間２１１の内部に取り付けられて中央空間２１１を閉塞する蓋部材２４６（図７参照）が設けられてもよい。蓋部材２４６は、第１緩衝部２１ｃのキャスク端面１１ｃと対向する面と長手方向の略同じ位置にて、キャスク端面１１ｃと長手方向に対向する。これにより、重力方向の下側の第１流路３４ｃから重力方向の上側の第１流路３４ｃへと向かう高温ガスの気流が、上下の第１流路３４ｃの間において（すなわち、中央空間２１１と対応する位置において）整流される。その結果、緩衝構造体２ｃとキャスク１ｃとの間の高温ガスの外部への放出を促進させることができ、緩衝構造体２ｃの除熱性能をさらに向上させることができる。
【0123】
上述の蓋部材２４６は、中央空間２１１の内部に着脱自在に取り付けられることが好ましい。これにより、キャスク端面１１ｃに設けられた装置等の点検の際に、蓋部材２４６を取り外すことにより、当該点検を中央空間２１１を介して容易に行うことができる。また、蓋部材２４６は、中央空間２１１を実質的に閉塞することができるのであれば、ケーブル等を通過させるための孔等が設けられてもよい。
【0124】
上述の緩衝構造体２，２ａ，２ｂ，２ｃでは、様々な変更が可能である。
【0125】
例えば、緩衝構造体２では、中央空間２１１が省略され、第１緩衝部２１が略円柱状とされてもよい。緩衝構造体２ａ，２ｂ，２ｃにおいても同様である。
【0126】
緩衝構造体２では、緩衝本体２０の構造は、必ずしも緩衝材３１と外壁３２と断熱材３３とを有する上述のものには限定されず、様々に変更されてよい。例えば、緩衝本体２０から断熱材３３が省略されてもよい。緩衝構造体２ａ，２ｂ，２ｃにおいても同様である。
【0127】
緩衝構造体２のリブ２４１では、上述の切り欠き２４２および貫通孔２４３は必ずしも設けられる必要はない。緩衝構造体２ａのリブ２４１ａ、および、緩衝構造体２ｃのリブ２４１ｃについても同様である。
【0128】
第１リブ部４１は、必ずしも第１緩衝部２１に固定される必要はなく、また、必ずしも第１緩衝部２１と接触する必要もない。第２リブ部４２は、必ずしも第２緩衝部２２に固定される必要はなく、また、必ずしも第２緩衝部２２と接触する必要もない。リブ２４１は、必ずしも第１緩衝部２１および第２緩衝部２２に固定される必要はないが、緩衝本体２０に固定されていることが好ましい。なお、リブ２４１は、緩衝本体２０に固定されることなく、緩衝本体２０とキャスク１との間に配置されてもよい。第１リブ部４１ａ，４１ｃ、第２リブ部４２ａ，４２ｃ、および、リブ２４１ａ，２４１ｃについても同様である。
【0129】
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
【符号の説明】
【0130】
１，１ｃ キャスク
２，２ａ，２ｂ，２ｃ 緩衝構造体
１１，１１ｃ キャスク端面
１２ キャスク側面
２０ 緩衝本体
２１，２１ｃ 第１緩衝部
２２ 第２緩衝部
２４，２４ａ，２４ｂ，２４ｃ スペーサ
３１ 緩衝材
３２ 外壁
３３ 断熱材
３４，３４ａ，３４ｂ，３４ｃ 第１流路
３５，３５ａ，３５ｂ，３５ｃ 第２流路
３６，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ 第３流路
３７ａ 側部流路
４１，４１ａ，４１ｃ 第１リブ部
４２，４２ａ，４２ｃ 第２リブ部
２１１ 中央空間
２１２ 第１緩衝部内面
２２２ 第２緩衝部内面
２４１，２４１ａ，２４１ｃ リブ
２４２ 切り欠き
２４３ 貫通孔
２４４，２４５ フィン
２４６ 蓋部材
２４７ａ 側部リブ
２４８ｂ 第１凸部
２４９ｂ 第２凸部
２，２ａ，２ｂ，２ｃ 緩衝構造体
１１，１１ｃ キャスク端面
１２ キャスク側面
２０ 緩衝本体
２１，２１ｃ 第１緩衝部
２２ 第２緩衝部
２４，２４ａ，２４ｂ，２４ｃ スペーサ
３１ 緩衝材
３２ 外壁
３３ 断熱材
３４，３４ａ，３４ｂ，３４ｃ 第１流路
３５，３５ａ，３５ｂ，３５ｃ 第２流路
３６，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ 第３流路
３７ａ 側部流路
４１，４１ａ，４１ｃ 第１リブ部
４２，４２ａ，４２ｃ 第２リブ部
２１１ 中央空間
２１２ 第１緩衝部内面
２２２ 第２緩衝部内面
２４１，２４１ａ，２４１ｃ リブ
２４２ 切り欠き
２４３ 貫通孔
２４４，２４５ フィン
２４６ 蓋部材
２４７ａ 側部リブ
２４８ｂ 第１凸部
２４９ｂ 第２凸部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】