特開 2024-67902 緩衝体および放射性物質収納容器

(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】P2024067902

(43)【公開日】2024-05-17

(54)【発明の名称】緩衝体および放射性物質収納容器

(51)【国際特許分類】

   G21F 5/08 20060101AFI20240510BHJP

   G21F 5/005 20060101ALI20240510BHJP

   G21C 19/32 20060101ALI20240510BHJP

   G21F 9/36 20060101ALI20240510BHJP

   G21C 17/00 20060101ALI20240510BHJP

【ＦＩ】

G21F5/08

G21F5/005

G21C19/32 100

G21F9/36 501J

G21C17/00 110

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022178310

(22)【出願日】2022-11-07

(71)【出願人】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】加福 秀考

(72)【発明者】

【氏名】須田 康晴

(72)【発明者】

【氏名】田中 峻介

(72)【発明者】

【氏名】北田 明夫

(72)【発明者】

【氏名】三井 宏暉

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 佳代

(72)【発明者】

【氏名】中河 良太

【テーマコード（参考）】

2G075

【Ｆターム（参考）】

2G075AA18

2G075BA20

2G075CA50

2G075DA15

2G075FA03

2G075FA10

2G075FC16

2G075GA40

(57)【要約】

【課題】緩衝体および放射性物質収納容器において、緩衝材の劣化判定精度の向上を図る。
【解決手段】中空形状をなして放射性物質収納容器の外側に設けられる支持部材と、支持部材の内部に配置されて変形することで衝撃を吸収する緩衝材と、緩衝材の変位量を推定する変位量測定装置と、を備える。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

中空形状をなして放射性物質収納容器の外側に設けられる支持部材と、
前記支持部材の内部に配置されて変形することで衝撃を吸収する緩衝材と、
前記緩衝材の変位量を推定する変位量測定装置と、
を備える緩衝体。

【請求項2】

前記支持部材は、前記緩衝材を収納する第１空間部と、前記第１空間部に連通する第２空間部とを有し、前記変位量測定装置は、前記第２空間部に配置される、
請求項１に記載の緩衝体。

【請求項3】

前記第２空間部は、前記支持部材から外方に突出する突出部により形成される、
請求項２に記載の緩衝体。

【請求項4】

前記変位量測定装置は、前記緩衝材の変位量または前記緩衝材と同じ温度環境下に配置されて前記緩衝材と経年劣化の性質が同等の材料からなる試験材の変位量を計測する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の緩衝体。

【請求項5】

前記変位量測定装置は、前記緩衝材または前記試験材に対して圧縮荷重を作用させる荷重付与装置と、前記緩衝材または前記試験材の変位量を計測する変位計とを有する、
請求項４に記載の緩衝体。

【請求項6】

前記荷重付与装置は、前記緩衝材または前記試験材に作用させる圧縮荷重を調整可能である、
請求項５に記載の緩衝体。

【請求項7】

前記変位量測定装置は、複数の前記試験材を収容する保管庫と、前記保管庫の前記試験材を順次前記荷重付与装置に供給する装填装置とを有する、
請求項５に記載の緩衝体。

【請求項8】

前記荷重付与装置は、前記緩衝材の異なる位置をそれぞれ押圧可能な複数の押圧部材と、前記複数の押圧部材のうちの一つの前記押圧部材に荷重を作用させる押圧装置とを有する、
請求項５に記載の緩衝体。

【請求項9】

胴部と、
前記胴部を密閉する蓋部と、
請求項１に記載の緩衝体と、
を備える放射性物質収納容器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、放射性物質収納容器を保護する緩衝体および放射性物質収納容器に関するものである。

【背景技術】

【0002】

原子力施設にて、原子炉などで発生した使用済燃料などの放射性廃棄物は、放射性物質収納容器に収納され、貯蔵施設や再処理施設などに輸送され、貯蔵または再処理される。放射性物質収納容器は、上部が開口した底付きの円筒形状をなす胴部と、胴部の上部に固定されて開口を閉止する蓋部とから構成される。そして、放射性物質収納容器は、軸方向の端部に緩衝体が設けられる。緩衝体は、放射性物質収納容器が落下、転倒、または、衝突したときに変形することで衝撃を吸収する。

【0003】

緩衝体は、支持部材の内部に緩衝材が配置されて構成される。緩衝材は、使用する材料や使用環境によっては、長期間の使用により劣化することから、緩衝材の劣化状態を監視することが好ましい。緩衝材の劣化状態を監視する技術として、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２２－１１６０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した特許文献１では、緩衝材と経年劣化の性質が同等の材料からなる劣化監視部材を放射性物質収納容器の周囲に配置している。ところが、緩衝体は、支持部材の内部に緩衝材が密封状態で配置されて構成され、放射性物質収納容器に固定される。そのため、衝撃吸収体の緩衝材と、特許文献１に記載の劣化監視部材が配置される環境が異なることから、緩衝材の劣化判定に影響をおよぼす可能性がある。

【0006】

本開示は、上述した課題を解決するものであり、緩衝材の劣化判定精度の向上を図る緩衝体および放射性物質収納容器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するための本開示の緩衝体は、中空形状をなして放射性物質収納容器の外側に設けられる支持部材と、前記支持部材の内部に配置されて変形することで衝撃を吸収する緩衝材と、前記緩衝材の変位量を推定する変位量測定装置と、を備える。

【0008】

また、本開示の放射性物質収納容器は、胴部と、前記胴部を密閉する蓋部と、前記緩衝体と、を備える。

【発明の効果】

【0009】

本開示の緩衝体および放射性物質収納容器によれば、緩衝材の劣化判定精度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、放射性物質収納容器の一部を破断した斜視図である。

【図2】図２は、緩衝体が装着された放射性物質収納容器を表す平面図である。

【図3】図３は、緩衝体が装着された放射性物質収納容器の縦置き状態を表す正面図である。

【図4】図４は、緩衝体が装着された放射性物質収納容器の横置き状態を表す正面図である。

【図5】図５は、緩衝体の内部構造を表す断面図である。

【図6】図６は、第１実施形態の緩衝体を表す正面図である。

【図7】図７は、変位量測定装置を表す緩衝体の要部を表す断面図である。

【図8】図８は、時間の経過に対する試験材の変位量を表す劣化判定マップである。

【図9】図９は、第２実施形態の緩衝体の要部を表す断面図である。

【図10】図１０は、時間の経過に対する緩衝材の変位量を表す劣化判定マップである。

【図11】図１１は、第３実施形態の緩衝体の要部を表す断面図である。

【図12】図１２は、第４実施形態の緩衝体の要部を表す断面図である。

【図13】図１３は、第５実施形態の緩衝体の要部を表す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に図面を参照して、本開示の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。また、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、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。

【0012】

［第１実施形態］
＜放射性物質収納容器＞
図１は、第１実施形態の放射性物質収納容器の一部を破断した斜視図である。

【0013】

図１に示すように、放射性物質収納容器としてのキャスク１１は、胴部１２と、蓋部１３とを備える。胴部１２は、容器本体２１を有する。容器本体２１は、筒状（本実施形態では、円筒形状）をなし、上端に開口部２２が形成され、下端が閉塞される。容器本体２１は、内部にキャビティ２３を有し、キャビティ２３にバスケット２４が設けられる。バスケット２４は、放射性物質（例えば、使用済燃料集合体）を独立して収納可能な複数のセル２５が設けられる。容器本体２１は、γ線遮蔽機能を有する炭素鋼製の鍛造品であるが、炭素鋼の代わりにステンレス鋼を用いることもできる。また、容器本体２１は、球状黒鉛鋳鉄や炭素鋼鋳鋼などの鋳造品を用いることもできる。

【0014】

胴部１２は、容器本体２１の外周面に所定の隙間を開けて外筒２６が配設される。容器本体２１は、外周面と外筒２６の内周面との間に熱伝導を行う銅製の伝熱フィン２７が周方向に複数設けられる。容器本体２１は、外筒２６と伝熱フィン２７とで囲まれる空間部に、水素を多く含有する高分子材料であって中性子遮蔽機能を有するボロンまたはボロン化合物を含有したレジン（中性子遮蔽体）２８が設けられる。

【0015】

胴部１２は、容器本体２１の閉塞された下端の下側に突出する底部２９が設けられる。底部２９は、容器本体２１の外径よりも小さい寸法に形成される。底部２９は、容器本体２１の閉塞された下端とで囲まれる空間部を有し、空間部にレジン（中性子遮蔽体）が設けられる。

【0016】

胴部１２は、容器本体２１にキャスク１１を吊上げるためのトラニオン３０が設けられる。トラニオン３０は、容器本体２１から外筒２６を貫通して設けられ、キャスク１１において最も外周に突出する。

【0017】

蓋部１３は、容器本体２１の開口部２２に設けられ、開口部２２を閉塞して容器本体２１（胴部１２）を密閉する。蓋部１３は、一次蓋３１と二次蓋３２とを含んで構成される。一次蓋３１は、γ線を遮蔽する炭素鋼やステンレス鋼を材料として円盤形状に形成される。二次蓋３２は、一次蓋３１を覆ってキャスク１１の外側に表れるもので、一次蓋３１と同様に、γ線を遮蔽する炭素鋼やステンレス鋼を材料として円盤形状に形成される。一次蓋３１と二次蓋３２との間は、レジン（中性子遮蔽体）２８が設けられていてもよい。また、蓋部には、三次蓋を設ける場合もある。

【0018】

一次蓋３１は、容器本体２１の開口部２２に形成された第一段部２２ａに対し、炭素鋼やステンレス鋼を材料とするボルト（図示せず）により固定され、容器本体２１に取付けられる。二次蓋３２は、容器本体２１の開口部２２に形成された第二段部２２ｂに対して、炭素鋼やステンレス鋼を材料とするボルト（図示せず）により固定され、容器本体２１に取付けられる。図示しないが、一次蓋３１と第一段部２２ａとの間および二次蓋３２と第二段部２２ｂとの間に、金属ガスケットが設けられる。金属ガスケットは、一次蓋３１と第一段部２２ａとの間および二次蓋３２と第二段部２２ｂとの間の密封性を確保する。

【0019】

胴部１２は、容器本体２１の開口部２２に二次蓋３２の周りを囲み、キャスク１１の外側に表れる筒状の上端縁２２ｃが形成される。上端縁２２ｃは、上面が二次蓋３２の表面よりも高い位置にあって、二次蓋３２の周りを囲む。上端縁２２ｃは、上面に後述する緩衝体Ａを取付けるためのボルト孔３３が周方向に間隔を空けて複数設けられる。

【0020】

＜緩衝体＞
図２は、第１実施形態の保護装置が装着された放射性物質収納容器を表す平面図、図３は、保護装置が装着された放射性物質収納容器の縦置き状態を表す正面図である。

【0021】

図２および図３に示すように、キャスク１１は、緩衝体４１を備える。緩衝体４１は、例えば、貯蔵場所である貯蔵設備に輸送されたキャスク１１に取付けられる。

【0022】

キャスク１１は、原子力発電設備において、例えば、使用済燃料集合体が容器本体２１のバスケット２４のセル２５収納され、蓋部１３によって密閉される。キャスク１１は、例えば、原子力発電設備から貯蔵設備に輸送される。キャスク１１は、輸送時に輸送用緩衝体（図示せず）が取付けられる。貯蔵場所である貯蔵設備に輸送されたキャスク１１は、輸送用緩衝体が外され、蓋部１３を上に向けて床Ｆに立てた保管状態とされ、蓋部１３側に緩衝体４１が取付けられる。また、キャスク１１は、保管時に底部２９が床Ｆに設置された架台３７に嵌められ、または、トラニオンを固縛して架台に固定し、中心軸心Ｏが鉛直方向に沿った縦置き状態で保管される。

【0023】

緩衝体４１は、支持部材４２と、緩衝材４３とを有する。

【0024】

支持部材４２は、円板部５１と、円筒部５２とを有する。円板部５１における径方向の外側に円筒部５２が一体に設けられる。支持部材４２は、鋼板などの金属板により中空形状をなして設けられ、所定の荷重により変形可能である。所定の荷重とは、想定する落下物の落下の荷重や、床Ｆに立てたキャスク１１が転倒した場合の床Ｆに当たってキャスク１１に掛かる荷重である。円板部５１は、キャスク１１の蓋部１３の上方であって、蓋部１３の外側に表れる二次蓋３２の表面に沿って配置される。円板部５１は、二次蓋３２の表面および容器本体２１の上端縁２２ｃの表面を覆うように配置される。円板部５１は、上端縁２２ｃに設けられたボルト孔３３に取付けられるボルト（図示せず）により、容器本体２１に固定される。なお、蓋部として三次蓋が設けられている場合、円板部５１は、蓋部１３の外側に表れる三次蓋の表面に沿って配置され、三次蓋の表面および容器本体２１の上端縁２２ｃの表面を覆うように配置される。

【0025】

円筒部５２は、胴部１２の上端縁２２ｃの外側を囲むように配置される。すなわち、円筒部５２は、蓋部１３よりも径方向の外側に配置され、胴部１２よりも径方向外側に突出して設けられる。

【0026】

緩衝材４３は、支持部材４２の内部に配置されて支持される。緩衝材４３は、所定の荷重により変形する。緩衝材４３は、木材、発泡材や高分子化合物により構成される。

【0027】

図４は、保護装置が装着された放射性物質収納容器の横置き状態を表す正面図である。

【0028】

また、図４に示すように、キャスク１１は、中心軸心Ｏが水平方向に沿った横置き状態で保管されることもある。キャスク１１は、胴部１２が床Ｆに設置された架台３８に嵌められ、中心軸心Ｏが鉛直方向に沿った縦置き状態で保管される。この場合、キャスク１１は、中心軸心Ｏに沿った一方側（蓋部１３側）に緩衝体４１が取付けられ、中心軸心Ｏに沿った他方側（底部２９側）に緩衝体４６が取付けられる。緩衝体４６は、緩衝体４１とほぼ同様の構成である。

【0029】

＜緩衝体の内部構造＞
図５は、保護装置の内部構造を表す断面図である。

【0030】

図５に示すように、緩衝体４１は、支持部材４２と緩衝材４３とを有し、中空形状をなす支持部材４２の内部に緩衝材４３が配置される。緩衝材４３は、第１緩衝材４３ａと、第２緩衝材４３ｂと、第３緩衝材４３ｃとが組み合わされて構成される。第１緩衝材４３ａと第２緩衝材４３ｂと第３緩衝材４３ｃは、木材のブロックが複数組み合わされて形成される。

【0031】

第１緩衝材４３ａは、支持部材４２の周面側部材５３の外側および端面側部材５４の外側に周方向に沿って設けられる。第１緩衝材４３ａは、緩衝体４１の周方向に複数分割されたブロックにより構成される。

【0032】

第２緩衝材４３ｂは、支持部材４２の周面側部材５３の外側および端面側部材５４の上側に周方向に沿い、第１緩衝材４３ａに隣接して設けられる。第２緩衝材４３ｂは、緩衝体４１の周方向に複数分割されたブロックにより構成される。

【0033】

第３緩衝材４３ｃは、第２緩衝材４３ｂの内側周に沿い、第２緩衝材４３ｂに隣接して設けられる。第３緩衝材４３ｃは、緩衝体４１の周方向に複数分割されたブロックにより構成される。

【0034】

なお、第１緩衝材４３ａを構成する第１材料は、緩衝材４３をなす全ての材料の中で、最も圧縮強度が高く、例えば、オーク（樫）を用いる。また、第２緩衝材４３ｂを構成する第２材料は、第１材料よりも圧縮強度が低く、例えば、レッドセダー（米杉）を用いる。また、第３緩衝材４３ｃを構成する第３材料は、第２材料よりも圧縮強度が低く、例えば、バルサを用いる。ここで、圧縮強度とは、緩衝材４３を圧縮した際のヤング係数や圧縮強さなどである。

【0035】

なお、緩衝材４３は、木材のブロックに限定されるものではない。緩衝材４３は、例えば、木材以外に、発泡材や高分子化合物などであってもよい。

【0036】

＜緩衝体の詳細構造＞
図６は、第１実施形態の緩衝体を表す正面図である。

【0037】

図６に示すように、緩衝体４１は、支持部材４２と緩衝材４３に加えて、変位量測定装置６１を備える。

【0038】

変位量測定装置６１は、支持部材４２の内部に設けられる。変位量測定装置６１は、緩衝材４３の変位量を推定する。具体的に、変位量測定装置６１は、緩衝材４３と同じ温度環境下に配置されて緩衝材４３と経年劣化の性質が同等の材料からなる試験材の変位量を計測する。

【0039】

緩衝材４３は、第１緩衝材４３ａと、第２緩衝材４３ｂと、第３緩衝材４３ｃとが組み合わされて構成される。そのため、変位量測定装置６１は、異なる圧縮強度の各緩衝材４３ａ，４３ｂ，４３ｃに対応して複数の変位量測定装置６１ａ，６１ｂ，６１ｃが設けられる。すなわち、第１緩衝材４３ａに対応して第１変位量測定装置６１ａが設けられる。第２緩衝材４３ｂに対応して第２変位量測定装置６１ｂが設けられる。第３緩衝材４３ｃに対応して第３変位量測定装置６１ｃが設けられる。また、各緩衝材４３ａ，４３ｂ，４３ｃに対して、変位量測定装置６１ａ，６１ｂ，６１ｃをそれぞれ複数個設ける。

【0040】

ここで、変位量測定装置６１ａ，６１ｂ，６１ｃの構造について説明するが、変位量測定装置６１ａ，６１ｂ，６１ｃの構造は、ほぼ同様であることから、変位量測定装置６１ａの構造について説明し、変位量測定装置６１ｂ，６１ｃの構造についての説明は省略する。

【0041】

＜変位量測定装置＞
図７は、変位量測定装置を表す緩衝体の要部を表す断面図、図８は、時間の経過に対する試験材の変位量を表す劣化判定マップである。

【0042】

図７に示すように、変位量測定装置６１は、荷重付与装置６２と、変位計６３とを有する。変位量測定装置６１は、緩衝材４３と同じ温度環境下に配置されて緩衝材４３と経年劣化の性質が同等の材料からなる試験材４４の変位量を計測する。すなわち、変位量測定装置６１で使用される試験材４４は、第１緩衝材４３ａと経年劣化の性質が同等の材料から構成される。つまり、第１緩衝材４３ａが木材（オーク）であるとき、試験材４４も木材（オーク）とする。また、第１緩衝材４３ａが発泡材や高分子化合物であるとき、試験材４４も同種類の発泡材や高分子化合物である。

【0043】

支持部材４２は、表面から外方に突出する突出部６４が設けられる。支持部材４２は、第１空間部６５と、第２空間部６６とを有する。第１空間部６５と第２空間部６６とは、互いに連通する。第１空間部６５は、第１緩衝材４３ａが収納され、第２空間部６６は、突出部６４により形成され、変位量測定装置６１が配置される。第１緩衝材４３ａは、第１空間部６５に収納され、支持部材４２の内面に隙間なく配置されるが、第１緩衝材４３ａの外面と支持部材４２の内面との間に微小の隙間があってもよい。

【0044】

試験材４４は、支持部材４２における第２空間部６６の一方の内面６６ａに配置される。荷重付与装置６２は、支持部材４２における第２空間部６６の内面６６ａに対向する他方の内面６６ｂに配置される。荷重付与装置６２は、例えば、錘や圧縮ばねなどである。荷重付与装置６２は、内面６６ａを支点として試験材４４を内面６６ａ側に押圧することで、試験材４４に対して圧縮荷重を付与する。変位計６３は、荷重付与装置６２または支持部材４２に支持される。荷重付与装置６２が試験材４４に対して圧縮荷重を作用させたとき、変位計６３は、試験材４４の変位量を計測する。支持部材４２は、変位計６３に対向する突出部６４の位置に透過性を有する観測窓６７が設けられ、外部から観測窓６７を通して変位計６３の計測結果を読み取ることができる。なお、観測窓６７を設けずに、支持部材４２の外部から変位計６３に配線し、変位計６３の測定結果を配線により外部に出力してもよい。

【0045】

緩衝体４１は、緩衝材４３が支持部材４２の内部に支持される。すなわち、緩衝材４３は、中空形状をなす支持部材４２により覆われる。支持部材４２は、ステンレスなどの鋼材からなり、緩衝材４３を密閉して覆うことが好ましい。緩衝材４３が、木材や発泡材や高分子化合物などで構成される場合、外気に触れて経年劣化を生ずる。本実施形態の緩衝体４１は、緩衝材４３が支持部材４２により覆われるため、経年劣化が抑制される。しかし、緩衝体４１は、緩衝材４３が支持部材４２により密閉するように覆うと、緩衝材４３が外気に触れず、主に温度を要因として経年劣化を生ずる。緩衝材４３を支持部材４２により密閉して覆うことで、経年劣化の主要因を温度に限定することができる。

【0046】

緩衝材４３は、支持部材４２により密閉状態で支持されることで、温度が主要因となって経年劣化する。緩衝材４３が経年劣化すると、圧縮強度が低下し、圧縮荷重を付与したときの変位量が増加する。そのため、緩衝材４３を長期間にわたって使用したとき、緩衝材４３の圧縮強度に比例する変位量を測定することで、緩衝材４３の劣化度合を判定することができる。緩衝材４３の劣化度合の判定は、例えば、劣化判定試験で得られた圧縮試験の結果（劣化度合）を考慮しても、キャスク１１の健全性を維持できる衝撃吸収性能を有しているか、落下解析等により実施する。

【0047】

この場合、図８に示すように、緩衝材４３の使用時間（使用期間）に応じた変位量を表す劣化判定マップを用意しておく。図８の劣化判定マップにて、判定値に対して上限値と下限値を設定する。劣化判定マップにて、上限値と下限値との間の領域が健全領域である。この場合、事前に、緩衝材４３に対して所定温度で所定時間だけ加熱処理し、加熱処理後の緩衝材４３に圧縮荷重を付与したときの変位量を計測する。この計測値に基づいて判定値を設定する。そして、緩衝体４１の使用途中で、変位量測定装置６１により試験材４４に圧縮荷重を付与したときの変位量を測定する。そして、使用時間と測定値を劣化判定マップに当て嵌めることで、試験材４４、つまり、緩衝材４３の健全性を判定する。

【0048】

第１実施形態の緩衝体４１は、支持部材４２の内部に緩衝材４３と同等の材料である試験材４４を収容すると共に、試験材４４に圧縮荷重を付与したときの変位量を測定する変位量測定装置６１を設けている。そのため、支持部材４２を切断して緩衝材４３の一部を切り取る必要がなく、作業性の向上が図れる。

【0049】

［第２実施形態］
図９は、第２実施形態の緩衝体の要部を表す断面図、図１０は、時間の経過に対する緩衝材の変位量を表す劣化判定マップである。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0050】

図９に示すように、緩衝体４１Ａは、支持部材４２と、緩衝材４３と、変位量測定装置６１Ａとを備える。変位量測定装置６１Ａは、荷重付与装置６２Ａと、変位計６３とを有する。変位量測定装置６１Ａは、緩衝材４３の変位量を計測する。支持部材４２は、第１空間部６５に第１緩衝材４３ａが収納され、第２空間部６６に変位量測定装置６１Ａが配置される。

【0051】

荷重付与装置６２Ａは、押圧部材７１と、圧縮ばね７２とを有する。押圧部材７１は、押圧ピン７１ａが設けられる。押圧部材７１は、突出部６４に移動自在に支持され、第１緩衝材４３ａに対して接近離反自在である。押圧部材７１は、押圧ピン７１ａの先端が第１緩衝材４３ａの表面４３ａ１に接触する。圧縮ばね７２は、押圧部材７１と突出部６４との間に配置され、突出部６４に対して押圧部材７１を第１緩衝材４３ａに接近する方向に付勢する。支持部材４２と突出部６４との間にストッパ７３が設けられる。ストッパ７３は、押圧部材７１が当接することで、押圧部材７１による第１緩衝材４３ａの押圧量を規制する。

【0052】

荷重付与装置６２Ａは、突出部６４を支点として第１緩衝材４３ａを押圧することで、第１緩衝材４３ａに対して圧縮荷重を付与する。すなわち、押圧部材７１は、圧縮ばね７２の付勢力により押圧ピン７１ａが第１緩衝材４３ａを押圧して圧縮荷重を付与する。変位計６３は、支持部材４２の突出部６４に支持される。荷重付与装置６２Ａが第１緩衝材４３ａに対して圧縮荷重を作用させたとき、変位計６３は、第１緩衝材４３ａの収縮量である変位量を計測する。変位計６３は、突出部６４に設けられ、外部に配線が引き出され、変位計６３の測定結果が配線を通して外部に出力される。

【0053】

緩衝材４３は、支持部材４２により密閉状態で支持されることで、温度が主要因となって経年劣化する。緩衝材４３が経年劣化すると、圧縮強度が低下し、圧縮荷重を付与したときの変位量が増加する。そのため、緩衝材４３を長期間にわたって使用したとき、緩衝材４３の圧縮強度に比例する変位量を測定することで、緩衝材４３の劣化度合を判定することができる。

【0054】

この場合、図１０に示すように、緩衝材４３の使用時間（使用期間）に応じた変位量を表す劣化判定マップを用意しておく。図１０の劣化判定マップにて、判定値に対して上限値と下限値を設定する。劣化判定マップにて、上限値と下限値との間の領域が健全領域である。この場合、事前に、緩衝材４３に対して所定温度で所定時間だけ加熱処理し、加熱処理後の緩衝材４３に圧縮荷重を付与したときの変位量を計測する。この計測値に基づいて判定値を設定する。そして、緩衝体４１の使用途中で、変位量測定装置６１Ａにより緩衝材４３に圧縮荷重を付与したときの変位量を測定する。そして、使用時間と測定値を劣化判定マップに当て嵌めることで、緩衝材４３の健全性を判定する。

【0055】

第２実施形態の緩衝体４１Ａは、支持部材４２の内部に緩衝材４３に圧縮荷重を付与したときの変位量を測定する変位量測定装置６１Ａを設けている。そのため、支持部材４２を切断して緩衝材４３の一部を切り取る必要がなく、作業性の向上が図れる。また、緩衝材４３と同等の試験材４４を設ける必要もない。

【0056】

［第３実施形態］
図１１は、第３実施形態の緩衝体の要部を表す断面図である。なお、上述した第２実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0057】

図１１に示すように、緩衝体４１Ｂは、支持部材４２と、緩衝材４３と、変位量測定装置６１Ｂとを備える。変位量測定装置６１Ｂは、荷重付与装置６２Ｂと、変位計６３Ｂとを有する。変位量測定装置６１Ｂは、緩衝材４３と同じ温度環境下に配置されて緩衝材４３と経年劣化の性質が同等の材料からなる試験材４４の変位量を計測する。すなわち、変位量測定装置６１Ｂで使用される試験材４４は、第１緩衝材４３ａと経年劣化の性質が同等の材料から構成される。支持部材４２は、第１空間部６５に第１緩衝材４３ａが収納され、第２空間部６６に変位量測定装置６１Ｂが配置される。

【0058】

荷重付与装置６２Ｂは、押圧ねじ８１と、ナット８２とを有する。ナット８２は、突出部６４に固定される。押圧ねじ８１は、ナット８２に螺合する。押圧ねじ８１は、ナット８２に対して周方向に回転することで軸方向に移動する。変位計６３Ｂは、ロードセルを含む。ロードセルは、荷重が付与されると、荷重を電気信号に変換して出力する。変位計６３Ｂは、ロードセルから出力された電気信号を変位量に変換して出力する。変位計６３Ｂは、変位を電気信号に変換し、その信号を変位に変換して出力する。なお、変位計６３Ｂは、ロードセルを含んでもよい。その場合、ロードセルでは、荷重による微小変位が電気信号に変換され、その信号を荷重に変換して出力される。変位計６３Ｂは、一対の支持板８３，８４により挟持される。試験材４４は、支持部材４２の外面と支持板８３の間に配置される。押圧ねじ８１は、先端部が第２空間部６６に位置し、後端部が突出部６４（支持部材４２）の外部に位置する。押圧ねじ８１は、先端部が支持板８４に接触する。荷重付与装置６２Ｂは、第１緩衝材４３ａに作用させる圧縮荷重を調整可能である。すなわち、押圧ねじ８１を回転して軸方向に移動することで、変位計６３Ｂおよび支持板８３，８４を介して試験材４４に圧縮荷重を付与する。このとき、押圧ねじ８１を回転量に応じて第１緩衝材４３ａに作用させる圧縮荷重を調整することができる。

【0059】

ベローズ８５は、蛇腹の円筒形状をなし、支持板８４と突出部６４との間に支持される。そして、変位計６３Ｂは、ケーブル８６が突出部６４に固定されたペネトレーション８７を通して外部に引き出される。

【0060】

荷重付与装置６２Ｂは、突出部６４を支点として試験材４４を押圧することで、試験材４４に対して圧縮荷重を付与する。すなわち、支持部材４２の外部から押圧ねじ８１を回転して軸方向に移動することで、変位計６３Ｂおよび支持板８３，８４を介して試験材４４を押圧して圧縮荷重を付与する。荷重付与装置６２Ｂが試験材４４に対して圧縮荷重を作用させたとき、変位計６３Ｂは、圧縮荷重である変位量を計測する。変位計６３Ｂは、計測した圧縮荷重を電気信号に変換し、ケーブル８６を通して外部に出力する。

【0061】

緩衝材４３は、支持部材４２により密閉状態で支持されることで、温度が主要因となって経年劣化する。緩衝材４３が経年劣化すると、圧縮強度が低下し、圧縮荷重を付与したときの変位量が増加する。そのため、緩衝材４３を長期間にわたって使用したとき、緩衝材４３の圧縮強度に比例する変位量を測定することで、緩衝材４３の劣化度合を判定することができる。この場合、前述したように、緩衝材４３の使用時間（使用期間）に応じた変位量を表す劣化判定マップを用意しておく。そして、緩衝体４１の使用途中で、変位量測定装置６１Ｂにより試験材４４に圧縮荷重を付与したときの変位量を測定する。そして、使用時間と測定値を劣化判定マップに当て嵌めることで、試験材４４、つまり、緩衝材４３の健全性を判定する。

【0062】

第３実施形態の緩衝体４１Ｂは、支持部材４２の内部に緩衝材４３に圧縮荷重を付与したときの変位量を測定する変位量測定装置６１Ｂを設けている。そのため、支持部材４２を切断して緩衝材４３の一部を切り取る必要がなく、作業性の向上が図れる。また、緩衝材４３と同等の試験材４４を設ける必要もない。また、緩衝材４３に作用させる圧縮荷重を規定または調整することができ、高精度な変位量の計測が可能になる。

【0063】

［第４実施形態］
図１２は、第４実施形態の緩衝体の要部を表す断面図である。なお、上述した第３実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0064】

図１２に示すように、緩衝体４１Ｃは、支持部材４２と、緩衝材４３と、変位量測定装置６１Ｃとを備える。変位量測定装置６１Ｃは、荷重付与装置６２Ｂと、変位計６３Ｂとを有する。荷重付与装置６２Ｂおよび変位計６３Ｂは、第３実施形態の構成と同様であることから説明は省略する。

【0065】

また、変位量測定装置６１Ｃは、第１保管庫９１と、装填装置９２と、第２保管庫９３とを有する。第１保管庫９１は、複数の未使用である試験材４４を収容する。装填装置９２は、第１保管庫９１にある試験材４４を順次荷重付与装置６２Ｂに供給する。第２保管庫９３は、使用済である試験材４４ａを収容する。支持部材４２は、突出部６４の一方側に第１保管庫９１と装填装置９２が配置され、突出部６４の他方側に第２保管庫９３が配置される。装填装置９２は、例えば、エアシリンダであり、第１保管庫９１に収容された未使用の試験材４４を順次荷重付与装置６２Ｂに供給する。順次荷重付与装置６２Ｂで使用された試験材４４は、使用済の試験材４４ａとして第２保管庫９３に搬送されて収容される。順次荷重付与装置６２Ｂと第２保管庫９３との間に搬送装置を設けることが好ましい。

【0066】

装填装置９２は、第１保管庫９１に収容された未使用の試験材４４を荷重付与装置６２Ｂに供給する。荷重付与装置６２Ｂは、突出部６４を支点として試験材４４を押圧することで、試験材４４に対して圧縮荷重を付与する。すなわち、支持部材４２の外部から押圧ねじ８１を回転して軸方向に移動することで、変位計６３Ｂおよび支持板８３，８４を介して試験材４４を押圧して圧縮荷重を付与する。荷重付与装置６２Ｂが試験材４４に対して圧縮荷重を作用させたとき、変位計６３Ｂは、圧縮荷重である変位量を計測する。変位計６３Ｂは、計測した圧縮荷重を電気信号に変換し、ケーブル８６を通して外部に出力する。順次荷重付与装置６２Ｂで使用された使用済の試験材４４ａは、第２保管庫９３に搬送されると、装填装置９２は、第１保管庫９１に収容された未使用の試験材４４を荷重付与装置６２Ｂに供給する。

【0067】

緩衝材４３は、支持部材４２により密閉状態で支持されることで、温度が主要因となって経年劣化する。緩衝材４３が経年劣化すると、圧縮強度が低下し、圧縮荷重を付与したときの変位量が増加する。そのため、緩衝材４３を長期間にわたって使用したとき、緩衝材４３の圧縮強度に比例する変位量を測定することで、緩衝材４３の劣化度合を判定することができる。この場合、前述したように、緩衝材４３の使用時間（使用期間）に応じた変位量を表す劣化判定マップを用意しておく。そして、緩衝体４１の使用途中で、変位量測定装置６１Ｃにより試験材４４に圧縮荷重を付与したときの変位量を測定する。そして、使用時間と測定値を劣化判定マップに当て嵌めることで、試験材４４、つまり、緩衝材４３の健全性を判定する。

【0068】

第４実施形態の緩衝体４１Ｃは、支持部材４２の内部に緩衝材４３に圧縮荷重を付与したときの変位量を測定する変位量測定装置６１Ｃを設けている。そのため、支持部材４２を切断して緩衝材４３の一部を切り取る必要がなく、作業性の向上が図れる。また、支持部材４２の内部に複数の試験材４４を収容することで、使用時間に応じて複数回の変位量の計測を行うことができる。

【0069】

［第５実施形態］
図１３は、第５実施形態の緩衝体の要部を表す断面図である。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0070】

図１３に示すように、緩衝体４１Ｄは、支持部材４２と、緩衝材４３と、変位量測定装置６１Ｄとを備える。変位量測定装置６１Ｄは、荷重付与装置６２Ｄと、変位計６３Ｄとを有する。変位量測定装置６１Ｄは、緩衝材４３の変位量を計測する。支持部材４２は、第１空間部６５に第１緩衝材４３ａが収納され、第２空間部６６に変位量測定装置６１Ｄが配置される。

【0071】

荷重付与装置６２Ｄは、押圧部材１０１と、押圧装置１０２とを有する。押圧部材１０１は、突出部６４における異なる位置に複数（本実施形態では、３個）設けられる。各押圧部材１０１は、第１緩衝材４３ａの異なる位置にそれぞれ対向して配置される。各押圧部材１０１は、同様の構成をなす。押圧部材１０１は、押圧ピン１０１ａが設けられる。押圧部材１０１は、突出部６４に移動自在に支持され、第１緩衝材４３ａに対して接近離反自在である。押圧部材１０１は、押圧ピン１０１ａの先端が第１緩衝材４３ａの表面４３ａ１に接触する。各押圧部材１０１に対してベローズ１０３が設けられる。ベローズ１０３は、蛇腹の円筒形状をなし、押圧部材１０１と突出部６４との間に支持される。支持部材４２と突出部６４との間にストッパ１０４が設けられる。ストッパ１０４は、押圧部材１０１が当接することで、押圧部材１０１による第１緩衝材４３ａの押圧量を規制する。

【0072】

押圧装置１０２は、複数の押圧部材１０１のうちの一つの押圧部材１０１に荷重を作用させることができる。押圧装置１０２は、複数の押圧部材１０１に軸方向に対向する位置に着脱自在である。突出部６４は、各押圧部材１０１に軸方向に対向する位置に取付孔１６４ａが形成される。押圧装置１０２は、押圧ロッド１０５を有する。押圧装置１０２は、押圧ロッド１０５を軸方向に移動可能である。変位計６３Ｄは、ロードセルを含む。ロードセルは、荷重が付与されると、荷重を電気信号に変換して出力する。変位計６３Ｄは、ロードセルから出力された電気信号を変位量に変換して出力する。変位計６３Ｄは、押圧装置１０２の押圧ロッド１０５の先端部に装着され、押込みロッド１０６を介して押圧部材１０１に連結可能である。ここで、押圧装置１０２と変位計６３Ｄと押込みロッド１０６は、一つのユニットとして突出部６４の取付孔１６４ａに対して着脱自在である。

【0073】

押圧装置１０２と変位計６３Ｄと押込みロッド１０６からなるユニットは、突出部６４の一つの取付孔１６４ａに対して取付けられる。ここで、荷重付与装置６２Ｄは、押圧装置１０２を作動することで、押圧部材１０１が第１緩衝材４３ａを押圧し、第１緩衝材４３ａに対して圧縮荷重を付与する。すなわち、押圧装置１０２が押圧ロッド１０５を伸長すると、押圧力が変位計６３Ｄおよび押込みロッド１０６を介して押圧部材１０１に伝達され、押圧部材１０１が第１緩衝材４３ａを押圧して圧縮荷重を付与する。荷重付与装置６２Ｄが第１緩衝材４３ａに対して圧縮荷重を作用させたとき、変位計６３Ｄは、圧縮荷重である変位量を計測する。変位計６３Ｄは、計測した圧縮荷重を電気信号に変換し、図示しないケーブルを通して外部に出力する。

【0074】

変位量測定装置６１Ｄが第１緩衝材４３ａにおける所定の位置の変位量を計測すると、押圧装置１０２と変位計６３Ｄと押込みロッド１０６からなるユニットを、突出部６４の別の取付孔６４ａに対して取付け、同様の方法により第１緩衝材４３ａにおける所定の位置の変位量を計測する。

【0075】

緩衝材４３は、支持部材４２により密閉状態で支持されることで、温度が主要因となって経年劣化する。緩衝材４３が経年劣化すると、圧縮強度が低下し、圧縮荷重を付与したときの変位量が増加する。そのため、緩衝材４３を長期間にわたって使用したとき、緩衝材４３の圧縮強度に比例する変位量を測定することで、緩衝材４３の劣化度合を判定することができる。この場合、前述したように、緩衝材４３の使用時間（使用期間）に応じた変位量を表す劣化判定マップを用意しておく。そして、緩衝体４１の使用途中で、変位量測定装置６１ＤＢにより緩衝材４３に圧縮荷重を付与したときの変位量を測定する。そして、使用時間と測定値を劣化判定マップに当て嵌めることで、緩衝材４３の健全性を判定する。

【0076】

第５実施形態の緩衝体４１Ｄは、支持部材４２の内部に緩衝材４３に圧縮荷重を付与したときの変位量を測定する変位量測定装置６１Ｄを設けている。そのため、支持部材４２を切断して緩衝材４３の一部を切り取る必要がなく、作業性の向上が図れる。また、支持部材４２の内部に複数の押圧部材１０１を配置することで、使用時間に応じて複数回の変位量の計測を行うことができる。また、異なる位置に配置された緩衝材４３の変位量を計測することができる。

【0077】

［本実施形態の作用効果］
第１の態様に係る緩衝体は、中空形状をなしてキャスク（放射性物質収納容器）１１の外側に設けられる支持部材４２と、支持部材４２の内部に配置されて変形することで衝撃を吸収する緩衝材４３と、緩衝材４３の変位量を推定する変位量測定装置６１，６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄとを備える。

【0078】

第１の態様に係る緩衝体によれば、キャスク１１の保管時、定期的（例えば、数年ごと）に変位量測定装置６１，６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄを用いて緩衝材４３の変位量を推定することで、緩衝材４３の劣化度合を判定することができる。その結果、保管時における緩衝材４３の健全性を確認することができ、緩衝材４３の健全性を維持することができる。また、緩衝材４３の劣化度合を判定するとき、支持部材４２を切断して緩衝材４３の一部を切り取る必要がなく、作業性の向上を図ることができると共に、緩衝材４３の劣化判定精度の向上を図ることができる。

【0079】

第２の態様に係る緩衝体は、第１の態様に係る緩衝体であって、さらに、支持部材４２は、緩衝材４３を収納する第１空間部５５と、第１空間部５５に連通する第２空間部５６とを有し、変位量測定装置６１，６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄは、第２空間部５６に配置される。これにより、変位量測定装置６１，６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄを緩衝材４３が収納される空間部に配置されることで、緩衝材４３の劣化判定精度の向上を図ることができる。

【0080】

第３の態様に係る緩衝体は、第２の態様に係る緩衝体であって、さらに、第２空間部５６は、支持部材４２から外方に突出する突出部６４により形成される。これにより、変位量測定装置６１，６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄを効率良く配置することができる。

【0081】

第４の態様に係る緩衝体は、第１の態様から第３の態様のいずれか一つに係る緩衝体であって、さらに、変位量測定装置６１，６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄは、緩衝材４３の変位量または緩衝材４３と同じ温度環境下に配置されて緩衝材４３と経年劣化の性質が同等の材料からなる試験材４４の変位量を計測する。これにより、緩衝材４３の劣化度合いを高精度に判定することができる。

【0082】

第５の態様に係る緩衝体は、第１の態様から第４の態様のいずれか一つに係る緩衝体であって、さらに、変位量測定装置６１，６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄは、緩衝材４３または試験材４４に対して圧縮荷重を作用させる荷重付与装置６２，６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｄと、緩衝材４３または試験材４４の変位量を計測する変位計６３，６３Ｂ，６３Ｄとを有する。これにより、荷重付与装置６２，６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｄが緩衝材４３または試験材４４に対して圧縮荷重を作用させたとき、変位計６３，６３Ｂ，６３Ｄが緩衝材４３または試験材４４の変位量を計測することで、容易に緩衝材４３または試験材４４の変位量を計測することができる。

【0083】

第６の態様に係る緩衝体は、第１の態様から第５の態様のいずれか一つに係る緩衝体であって、さらに、荷重付与装置６２Ｂは、緩衝材４３または試験材４４に作用させる圧縮荷重を調整可能である。これにより、緩衝材４３に作用させる圧縮荷重を高精度に規定することができると共に、試験条件に応じて緩衝材４３に作用させる圧縮荷重を調整することができ、高精度な緩衝材４３の変位量の計測を可能とすることができる。

【0084】

第７の態様に係る緩衝体は、第６の形態から第６の態様のいずれか一つに係る緩衝体であって、さらに、変位量測定装置６１Ｃは、複数の試験材４４を収容する第１保管庫９１と、第１保管庫９１の試験材４４を順次前記荷重付与装置７１Ｂに供給する装填装置９２とを有する。これにより、複数の試験材４４を順次変位量測定装置６１Ｃに供給することで、緩衝体４１，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄの使用時間に応じて緩衝材４３の変位量の複数回計測することができる。

【0085】

第８の態様に係る緩衝体は、第１の態様から第７の態様のいずれか一つに係る緩衝体であって、さらに、荷重付与装置６２Ｄは、緩衝材４３の異なる位置をそれぞれ押圧可能な複数の押圧部材１０１と、複数の押圧部材１０１のうちの一つの押圧部材１０１に荷重を作用させる押圧装置１０２とを有する。これにより、緩衝体４１，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄの使用時間に応じて緩衝材４３の変位量の複数回計測することができると共に、異なる位置に配置された緩衝材４３の変位量を計測することができる。

【0086】

第９の態様に係る放射性物質収納容器は、胴部１２と、胴部１２を密閉する蓋部１３と、緩衝体４１，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄとを備える。これにより、緩衝体４１，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄにて、保管時における緩衝材４３の健全性を確認することができ、緩衝材４３の健全性を維持することができる。

【0087】

なお、上述した実施形態では、支持部材４２から外方に突出する突出部６４により第２空間部５６を形成して変位量測定装置６１，６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄを配置したが、支持部材４２から外方に突出する平面部により第２空間部５６を形成して変位量測定装置６１，６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄを配置してもよい。

【符号の説明】

【0088】

１１ キャスク（放射性物質収納容器）
１２ 胴部
１３ 蓋部
３１ 一次蓋
３２ 二次蓋
４１，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４６ 緩衝体
４２ 支持部材
４３，４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ 緩衝材
４３ａ 第１緩衝材
４３ｂ 第２緩衝材
４３ｃ 第３緩衝材
４４ 試験材
５１ 円板部
５２ 円筒部
６１，６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄ 変位量測定装置
６２，６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｄ 荷重付与装置
６３，６３Ｂ，６３Ｄ 変位計
６４ 突出部
６５ 第１空間部
６６ 第２空間部
６７ 観測窓
７１ 押圧部材
７２ 圧縮ばね
８１ 押圧ねじ
８２ ナット
９１ 第１保管庫
９２ 装填装置
９３ 第２保管庫
１０１ 押圧部材
１０２ 押圧装置

【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】