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【発明の名称】 使用済み燃料収納用角パイプ、バスケットおよび使用済み燃料収納容器
【発明者】 【氏名】大園 勝成

【氏名】松岡 寿浩

【氏名】大亀 信二
【要約】 【課題】使用済み燃料集合体に使用するバスケットの外径を従来よりも小さくすること。

【解決手段】バスケットを構成する角パイプ３００の角部Ａは階段状に成形されている。そして、この角パイプ３００でバスケットを構成するときには、角パイプ３００同士を千鳥状に配置して隅に設けられた段部同士を組み合わせる。すると、角パイプ３００の内部および角パイプ３００の側面１２によって四方を囲まれた空間が、それぞれ燃料棒集合体を収納するセル４００および４０１となる。このバスケット２００は複数の角パイプ３００を千鳥状に配置したため、セル４００等の側面１２は一枚の板で構成される。すると、板厚がこの側面１２の半分である板を二枚重ねた場合と比較して剛性が高くなるため、従来と同じ剛性であれば側面１２の板厚を薄くできる。したがってバスケット２００の外径も従来より小さくできる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 複数の角パイプ同士を千鳥状に組み合わせ、当該角パイプ内の空間および当該角パイプの側面で囲まれた空間にそれぞれ使用済み燃料集合体を収納するものであり、前記角パイプの角部を階段状に形成し、その階段面同士を突き合わせて前記パイプ同士が組み合わされることを特徴とする使用済み燃料収納用角パイプ。
【請求項２】 前記角パイプの角部は少なくとも二段の階段状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の使用済み燃料収納用角パイプ。
【請求項３】 さらに、前記角パイプの階段面に、軸に垂直な方向のずれを防止する噛み合い部を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の使用済み燃料収納用角パイプ。
【請求項４】 複数の角パイプ同士を千鳥状に組み合わせ、当該角パイプ内の空間および当該角パイプの側面で囲まれた空間にそれぞれ使用済み燃料集合体を収納するものであり、当該角パイプの四つの角部は斜め隣の角パイプと組み合わせるための連結部を備えており、当該連結部は斜め隣の角パイプの連結部と互いに噛み合う構造であることを特徴とする使用済み燃料収納用角パイプ。
【請求項５】 さらに、前記角パイプの四つの角部に設けられた前記連結部のうち少なくとも隣り合う二つの連結部は、斜め隣の角パイプの連結部と噛み合う方向がそれぞれ略９０度づつ異なることを特徴とする請求項４に記載の使用済み燃料収納用角パイプ。
【請求項６】 さらに、前記角パイプの側面内部に当該側面外壁側と内壁側とを隔てる空間を設けフラックストラップとしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の使用済み燃料収納用角パイプ。
【請求項７】 さらに、前記角パイプの角部内部にも空間を設けフラックストラップとしたことを特徴とする請求項６に記載の使用済み燃料収納用角パイプ。
【請求項８】 複数の角パイプ同士を千鳥状に組み合わせ、当該角パイプ内の空間および当該角パイプの側面で囲まれた空間にそれぞれ使用済み燃料集合体を収納するものであり、前記角パイプの角部を階段状に形成し、その階段面同士を突き合わせて前記パイプ同士が組み合わされ、且つ前記角パイプの側面または階段部分のうち少なくとも一方の内部に前記階段部の形状に合わせたフラックストラップを設けたことを特徴とする使用済み燃料収納用角パイプ。
【請求項９】 さらに、前記階段部分内部に設けたフラックストラップと前記側面内部に設けたフラックストラップとの間の壁は、突き合わせ側に向かって厚くなることを特徴とする請求項７に記載の使用済み燃料収納用角パイプ。
【請求項１０】 さらに、階段状に成形された前記角パイプの角部における角部分をシャープエッジに成形し、当該シャープエッジの半径が、前記角パイプの板厚の少なくとも半分以下であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の使用済み燃料収納用角パイプ。
【請求項１１】 さらに、階段状に成形された前記角パイプの角部における角部分を角部内側よりもシャープエッジに成形したことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の使用済み燃料収納用角パイプ。
【請求項１２】 前記シャープエッジの半径が０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の使用済み燃料収納用角パイプ。
【請求項１３】 前記シャープエッジが面取形状であり、その面取寸法が前記角パイプの板厚の少なくとも半分以下であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の使用済み燃料収納用角パイプ。
【請求項１４】 前記シャープエッジが面取形状であり、その面取寸法が０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の使用済み燃料収納用角パイプ。
【請求項１５】 前記角パイプは少なくとも濃縮ボロンを添加したＡｌ合金で構成されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一つに記載の使用済み燃料収納用角パイプ。
【請求項１６】 複数の角パイプ同士を千鳥状に組み合わせ、当該角パイプ内の空間および当該角パイプの側面で囲まれた空間にそれぞれ使用済み燃料集合体を収納すると共に、これらをキャスクあるいはキャニスタ等の使用済み燃料収納容器内または使用済み燃料貯蔵プール内に配置して用いることを特徴とするバスケット。
【請求項１７】 上記請求項１〜１５のいずれか一つに記載した角パイプ同士を千鳥状に組み合わせて、当該角パイプ内の空間および当該角パイプの側面で囲まれた空間により格子状のセルを構成し、当該セルにそれぞれ使用済み燃料集合体を収納すると共に、これらをキャスクあるいはキャニスタ等の使用済み燃料収納容器内または使用済み燃料貯蔵プール内に配置して用いることを特徴とするバスケット。
【請求項１８】 複数の角パイプ同士を千鳥状に組み合わせて、当該角パイプ内の空間および当該角パイプの側面で囲まれた空間にそれぞれ使用済み燃料集合体を収納してキャスクあるいはキャニスタ等の使用済み燃料収納容器内または使用済み燃料貯蔵プール内に配置すると共に、前記角パイプを組み合わせた角パイプ集合体の最外周に存在する隣り合う角パイプ同士の間に角パイプ受けを備えたことを特徴とするバスケット。
【請求項１９】 複数の角パイプ同士を千鳥状に組み合わせて、当該角パイプ内の空間および当該角パイプの側面で囲まれた空間にそれぞれ使用済み燃料集合体を収納すると共に、前記角パイプを組み合わせた角パイプ集合体の最外周に存在する角パイプと、外形を使用済み燃料収納容器の内形に合わせたスペーサブロックとを締結具によって組み付け、これらをキャスクもしくはキャニスタ等の使用済み燃料収納容器内または使用済み燃料貯蔵プール内に配置して用いることを特徴とするバスケット。
【請求項２０】 複数の角パイプ同士を千鳥状に組み合わせて全体として格子状に構成したバスケットの外形に使用済み燃料収納容器本体のキャビティ内形状を合わせて前記バスケットを挿入し、前記格子内に使用済み燃料集合体を収納することを特徴とする使用済み燃料収納容器。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、燃焼を終えた使用済み燃料集合体を収容、貯蔵するものであって、使用済み燃料集合体を格納する角パイプ、バスケットおよび使用済み燃料収納容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】核燃料サイクルの終期にあって燃焼を終え使用できなくなった核燃料集合体を、使用済み燃料集合体という。使用済み燃料集合体は、ＦＰなど高放射能物質を含むので熱的に冷却する必要があるから、原子力発電所の冷却ピットで所定期間（３〜６ヶ月間）冷却される。その後、遮蔽容器であるキャスクに収納され、トラックまたは船舶で再処理施設に搬送、貯蔵される。使用済み燃料集合体をキャスク内に収容するにあたっては、バスケットと称する格子状断面を有する保持枠を用いる。当該使用済み燃料集合体は、当該バスケットに形成した複数の収納空間であるセルに１体ずつ挿入され、これにより、輸送中の振動などに対する適切な保持力を確保している。
【０００３】このようなキャスクの従来例としては、「原子力ｅｙｅ」（平成１０年４月１日発行：日刊工業出版プロダクション）や特開昭６２−２４２７２５号公報などにて様々な種類のものが開示されている。以下にこの発明の開発にあたり、その前提となったキャスクについて説明する。なお、当該キャスクは、説明の便宜のために示すものであり、必ずしも所謂公知、公用に該当するものではない。
【０００４】図２３は、キャスクの一例を示す斜視図である。図２４は、図２３に示したキャスクの径方向断面図である。キャスク５００は、筒形状の胴本体５０１と、胴本体５０１の外周に設けたレジン５０２と、その外筒５０３、底部５０４および蓋部５０５から構成されている。胴本体５０１および底部５０４は、γ線遮蔽体である炭素鋼製の鍛造品である。また、蓋部５０５は、ステンレス鋼製の一次蓋５０６および二次蓋５０７からなる。胴本体５０１と底部５０４は、突き合わせ溶接により結合してある。
【０００５】一次蓋５０６および二次蓋５０７は、胴本体５０１に対してステンレス製のボルトにより固定されている。蓋部５０５と胴本体５０１との間には、アルミニウム被覆等を施した金属製の中空Ｏリングが介在し、内部の気密を保持している。キャスク本体５１２の両側には、キャスク５００を吊り下げるためのトラニオン５１３が設けられている（一方は省略）。また、キャスク本体５１２の両端部には、内部に緩衝材として木材などを封入した緩衝体５１４が取り付けられている（一方は省略）。
【０００６】胴本体５０１と外筒５０３との間には、熱伝導を行う複数の内部フィン５０８が設けられている。内部フィン５０８は、熱伝導効率を高めるためその材料には銅を用いる。レジン５０２は、この内部フィン５０８により形成される空間に流動状態で注入され、熱硬化反応等で固化形成する。バスケット５０９は、６９本の角パイプ５１０を図２３のような束状に集合させた構造であり、胴本体５０１のキャビティ５１１内に拘束状態で挿入してある。角パイプ５１０は、挿入した使用済み燃料集合体が臨界に達しないように中性子吸収材（ホウ素：Ｂ）を混合したアルミニウム合金からなる。また、それぞれの角パイプ５１０により形成される収容空間がセル５１５と呼ばれ、一つのセル５１５に対して１本の使用済み燃料集合体を収容することができる。なお、キャスク本体５１２の両側には、キャスク５００を吊り下げるためのトラニオン５１３が設けられている（一方は省略）。また、キャスク本体５１２の両端部には、内部に緩衝材として木材などを組み込んだ緩衝体５１４が取り付けられている（一方は省略）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のキャスクやキャニスタ等の放射性物質格納容器に使用されていたバスケットは、複数の角パイプの側面同士を組み合わせて構成されていたので、落下時における強度を確保するためには、角パイプの板厚を大きくする必要がある。例えば、キャスクが水平落下した場合には、使用済み燃料集合体の荷重が角パイプの面端部に集中するため、この衝撃力に耐えるだけの厚さが必要になる。また、バスケットは挿入した使用済み燃料集合体が臨界に達することを防止する機能が必要であるため、バスケットに使用する角パイプは中性子吸収材としてホウ素（Ｂ）を混合したアルミニウム合金からなる。この臨界防止機能を持たせるためにも、バスケット用の角パイプにはある程度の肉厚を要する。このため、バスケット全体の外形寸法が大きくなり、バスケット全体の質量も大きくなるという問題があった。
【０００８】また、キャスクの輸送中には落下等の事故からキャスク本体を保護するため、キャスクの両端には緩衝体５１４（一方は省略）が取り付けられている（図２３参照）。キャスクが落下したときの衝撃は、緩衝体５１４がつぶれることによって緩衝される。ここで、水平落下時における衝撃を緩衝する径方向のつぶれ代は、緩衝体５１４の径を大きくすることで確保できるが、陸上輸送を想定すると緩衝体５１４の径を無闇に大きくすることはできない。このとき、キャスク本体の外径を小さくすることができれば、その分を緩衝体５１４のつぶれ代として使用できるため、緩衝体５１４の外径を小さくすることができる。
【０００９】そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、従来よりも薄い肉厚のパイプでバスケットを構成し、使用済み核燃料収納容器の径を小さく抑えることのできるバスケットを提供すること、バスケットを構成する角パイプのずれを抑えて組み立てやすいバスケットおよび使用済み燃料収納用角パイプを提供すること、角パイプの特定部分に対する応力集中を緩和して性能劣化を抑制する使用済み燃料収納用角パイプおよびバスケットを提供することのうち、少なくとも一つを達成することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するために、請求項１に係る使用済み燃料収納用角パイプは、複数の角パイプ同士を千鳥状に組み合わせ、当該角パイプ内の空間および当該角パイプの側面で囲まれた空間にそれぞれ使用済み燃料集合体を収納するものであり、前記角パイプの角部を階段状に形成し、その階段面同士を突き合わせて前記パイプ同士が組み合わされることを特徴とする。
【００１１】この角パイプは、複数の角パイプ同士を千鳥状に組み合わせてバスケットを構成するため、角パイプの側面同士を合わせて構成するバスケットと比較して角パイプ側面の肉厚を薄くできる。これは、角パイプ側面の板厚が従来の二枚分であれば、剛性は従来の略二倍になるためである。したがって、板厚が従来の二枚分と同じ大きさであれば、それだけ大きな衝撃に耐えることができる。また、角部が階段状に形成されており、その階段面同士を突き合わせて組み合わせるため、軸方向に対して垂直な方向のずれを防止できる。
【００１２】なお、この使用済み燃料収納用角パイプは角部を階段状に形成してあるため、厳密には角パイプとはいえない。しかし、このパイプの軸方向に垂直な断面内形状は四角形であり、外形も全体的に見ると略四角形であるため本発明においては角パイプの概念に含めるものとする。また、「角パイプ同士を千鳥状に組み合わせて」とは、「角パイプ同士を互いに斜めに組み合わせる」ことをいい、例えば図１に示すような配列をいう。以下同様である。
【００１３】なお本発明に係る角パイプは、千鳥状に組み合わせてバスケットを構成し、キャスク、キャニスタ等の放射性物質格納容器内へ配置して使用するのみならず、使用済み燃料を一定期間貯蔵する使用済み燃料貯蔵プールのラックとしても使用できる。この場合は本発明に係る角パイプをそのままラックとすることもできるが、本発明に係る角パイプを組み合わせ、バスケットの形で使用することが望ましい。このようにすると、一定期間の貯蔵後、複数の使用済み燃料集合体をそのままバスケットごとキャスクやキャニスタ内に移し替えて輸送・貯蔵できるため、使用済み燃料集合体それぞれを一体づつキャスク等に詰め替える手間が省ける。以下同様である。
【００１４】また、請求項２に係る使用済み燃料収納用角パイプは、上記角パイプにおいて、さらに前記角パイプの角部は少なくとも二段の階段状に形成されていることを特徴とする。この角パイプは角部の階段を多段にしたため、角部における肉厚を角パイプの側面における肉厚の半分以上確保できる。したがって、一段の階段状に成形したパイプと比較して、応力集中の影響を小さくできる。なお、角部の段数は二段に限られるものではなく、角パイプの大きさや肉厚等によって適宜段数を選択できる。
【００１５】また、請求項３に係る使用済み燃料収納用角パイプは、上記角パイプにおいて、さらに前記角パイプの階段面に、軸に垂直な方向のずれを防止する噛み合い部を設けたことを特徴とする。この角パイプは、階段面に設けられた噛み合い部によって軸方向に対して垂直な方向の動きが規制されるので、角パイプ同士を組み合わせたときにずれにくくなる。したがって、バスケットの組立てが容易となり、また、万一の落下事故においてもバスケットの形状をより堅牢に保つことができる。
【００１６】また、請求項４に係る使用済み燃料収納用角パイプは、複数の角パイプ同士を千鳥状に組み合わせ、当該角パイプ内の空間および当該角パイプの側面で囲まれた空間にそれぞれ使用済み燃料集合体を収納するものであり、当該角パイプの四つの角部は斜め隣の角パイプと組み合わせるための連結部を備えており、当該連結部は斜め隣の角パイプの連結部と互いに噛み合う構造であることを特徴とする。
【００１７】この使用済み燃料収納用角パイプは、斜め隣の角パイプの連結部と噛み合う構造で連結するため、角パイプ同士を組み合わせても外れにくくなり、バスケットの組立てが容易になる。また、パイプ同士にガタも生じなくなるため、万一の落下事故においてもバスケットの形状をより堅牢に保つことができる。なお、噛み合う構造には図１１に示す構造の他、あり溝とあり継手による構造も含まれる。
【００１８】また、請求項５に係る使用済み燃料収納用角パイプは、上記角パイプにおいて、さらに前記角パイプの四つの角部に設けられた前記連結部のうち少なくとも隣り合う二つの連結部は、斜め隣の角パイプの連結部と噛み合う方向がそれぞれ略９０度づつ異なることを特徴とする。この使用済み燃料収納用角パイプにおける隣合う二つの連結部は、斜め隣の角パイプの連結部と噛み合う方向がそれぞれ略９０度づつ異なっているので、あらゆる方向の動きに対しても角パイプのずれを抑制できる。このため、バスケットの組立てが容易になり、また、万一の落下事故においてもバスケットの形状をより堅牢に保つことができる【００１９】また、請求項６に係る使用済み燃料収納用角パイプは、上記角パイプにおいて、さらに前記角パイプの側面内部に当該側面外壁側と内壁側とを隔てる空間を設けフラックストラップとしたことを特徴とする。この使用済み燃料収納用角パイプはＰＷＲ用の使用済み燃料を格納するバスケットを構成するものである。ＰＷＲは燃焼度が高いため、フラックストラップを角パイプ内部に設けて見かけの厚さを大きくしてある。このため、この角パイプはパイプ同士の角部を広い面積で組み合わせることができるので、ずれに対して強く組立ても容易になる。また接合部の伝熱面積も大きくできるので、使用済み燃料集合体から発生する熱を効率よくキャスクの胴本体へ伝えることができる。
【００２０】また、請求項７に係る使用済み燃料収納用角パイプは、上記角パイプにおいて、さらに前記角パイプの角部内部にも空間を設けフラックストラップとしたことを特徴とする。この使用済み燃料収納用角パイプは、角部内部にもフラックストラップを設けたので、上記角パイプの奏する作用に加え、使用済み燃料集合体を収納したセルを斜め方向に透過する中性子を減速・吸収する作用もある。また、角パイプ自体をさらに軽くする作用もある。
【００２１】また、請求項８に係る使用済み燃料収納用角パイプは、複数の角パイプ同士を千鳥状に組み合わせ、当該角パイプ内の空間および当該角パイプの側面で囲まれた空間にそれぞれ使用済み燃料集合体を収納するものであり、前記角パイプの角部を階段状に形成し、その階段面同士を突き合わせて前記パイプ同士が組み合わされ、且つ前記角パイプの側面または階段部分のうち少なくとも一方の内部に前記階段部の形状に合わせたフラックストラップを設けたことを特徴とする。
【００２２】この使用済み燃料収納用角パイプは、当該角パイプ内部に設けられたフラックストラップの軸方向に垂直な断面形状を、階段状に形成した角部の軸方向に垂直な断面形状に合わせてある。このため、側面内部に設けたフラックストラップは角部の近傍まで広げることができる。また、階段部分内部に設けたフラックストラップは外壁までの肉厚を略均等にできるため、応力集中の影響を緩和できる。なお、角パイプの側面または階段部分に設けたフラックストラップのうち少なくとも一方の軸方向に垂直な断面形状を、階段状に形成した角部の軸方向に垂直な断面形状に合わせてあればよい。
【００２３】また、請求項９に係る使用済み燃料収納用角パイプは、上記角パイプにおいて、さらに前記階段部分内部に設けたフラックストラップと前記側面内部に設けたフラックストラップとの間の壁は、突き合わせ側に向かって厚くなることを特徴とする。この使用済み燃料収納用角パイプは、階段部分内部に設けたフラックストラップと前記側面内部に設けたフラックストラップとの間の壁が、突き合わせ側に向かって厚くなるようにしたため、上記角パイプの奏する作用の他に、さらに角パイプの角部近傍における肉厚を確保して剛性を保つという作用が得られる。その結果、角パイプの角部近傍における応力集中を緩和できる。
【００２４】また、請求項１０に係る使用済み燃料収納用角パイプは、上記角パイプにおいて、さらに階段状に成形された前記角パイプの角部における角部分をシャープエッジに成形し、当該シャープエッジの半径が、前記角パイプの板厚の少なくとも半分以下であることを特徴とする。
【００２５】角パイプの角部における角部分が適当な半径Ｒを有する場合、階段状に形成された角部における突合せ面の接触面積が小さくなる結果、キャスクが落下したり転倒したりしたときに発生する荷重によって突合せ面に応力集中が発生してしまう。そこで、角パイプの角部分をシャープエッジにすることで前記突合せ面の接触面積を広くして応力集中を緩和するようにした。これにより、隣接する前記突合せ面の範囲が板厚の半分より大きくなるから、応力集中を緩和できる。
【００２６】ここで、角パイプの角部分をマクロ的に見るとシャープエッジであるといえるが、ミクロ的に見ると一般的にはシャープエッジであるとはいえない。したがって、ここでいうシャープエッジとは、マクロ的に見れば２面が交差した理論的な縁であり、ミクロ的に見れば先端が小さな半径Ｒや面取（Ｃ）を持つ現実的な縁であるものとする。以下同様である。
【００２７】また、請求項１１に係る使用済み燃料収納用角パイプは、上記角パイプにおいて、さらに階段状に成形された前記角パイプの角部における角部分を角部内側よりもシャープエッジに成形したことを特徴とする。これにより、角パイプの角部における突合せ面の接触面積が確保できるので、突合せ面の応力集中を緩和できる。
【００２８】また、請求項１２に係る使用済み燃料収納用角パイプは、上記角パイプにおいて、さらに前記シャープエッジの半径が０．５ｍｍ以下であることを特徴とする。これにより、角パイプの角部における突合せ面の接触面積が確保できるので、突合せ面の応力集中を緩和できる。また、角パイプの寸法は、使用済み燃料集合体の寸法からおおよそ想定することができるが、その場合のシャープエッジの半径は、０．５ｍｍ以下とするのが好ましい。
【００２９】また、請求項１３に係る使用済み燃料収納用角パイプは、上記角パイプにおいて、さらに前記シャープエッジが面取形状であり、その面取寸法が前記角パイプの板厚の少なくとも半分以下であることを特徴とする。
【００３０】また、請求項１４に係る使用済み燃料収納用角パイプは、上記角パイプにおいて、さらに前記シャープエッジが面取形状であり、その面取寸法が０．５ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００３１】これにより、上記同様、隣接する前記突合せ面の範囲が板厚の半分より大きくなるから、応力集中を緩和できる（請求項１３）。また、前記シャープエッジの面取寸法は、０．５ｍｍ以下とするのが好ましい（請求項１４）。
【００３２】また、請求項１５に係る使用済み燃料収納用角パイプは、上記角パイプにおいて、さらに前記パイプは少なくとも濃縮ボロンを添加したＡｌ合金で構成されていることを特徴とする。
【００３３】この使用済み燃料収納用角パイプは、材料として濃縮ボロンを添加したＡｌ材を使用しているので、中性子吸収材として使用できるＢ10の量を多くできる。したがって、濃縮ボロンを使用すれば、これを使用しない場合と比較してより薄い板厚で同じ中性子吸収能を得ることができる。
【００３４】また、請求項１６に係るバスケットは、複数の角パイプ同士を千鳥状に組み合わせ、当該角パイプ内の空間および当該角パイプの側面で囲まれた空間にそれぞれ使用済み燃料集合体を収納すると共に、これらをキャスクあるいはキャニスタ等の使用済み燃料収納容器内または使用済み燃料貯蔵プール内に配置して用いることを特徴とする。
【００３５】このバスケットは、複数の角パイプ同士を千鳥状に組み合わせて構成したため、角パイプの側面同士を合わせて構成するバスケットと比較して角パイプ側面の肉厚を薄くできる。これは、角パイプ側面の板厚が従来の二枚分であれば、剛性は従来の略二倍になるためである。したがって、バスケットの外径を小さくでき、また外径がそのままであれば、収納できる使用済み燃料集合体の体数を多くできる。さらに、使用済み燃料貯蔵プール等の収納ラックに適用すると使用済み燃料集合体をより稠密に収納できるとともに、ボロン−ステンレス製品と比較して軽量化されるので、異常時においてはラックを支持する構造物にかかる荷重を軽減できる。
【００３６】図２２は、本発明に係るバスケットの例を示した径方向断面図である。同図に示すように、本発明に係るバスケットには、例えば角パイプの突合せ面１８１を曲線で構成してパイプ同士を千鳥状に組み合わせたものや（同図（ａ））、突合せ面１８２に突起７２１と溝７０１とを設けて溝に突起をはめ込むもの（同図（ｂ））、あるいは突合せ面１８２に溝７０１を設けて、この溝に棒７２５等を挿入してずれを防止するもの（同図（ｃ））等が含まれる。
【００３７】図２２（ａ）に示した例は、突合せ面１８１が曲線で構成されているため荷重Ｆが図の矢印方向にかかっても、突合せ面１８１で大きな応力集中は生じない。同図（ｂ）および（ｃ）に示した例は、突起７２１と溝７０１、あるいは棒７２５と溝７０１とが噛み合うことによって、軸方向に垂直な方向へのずれを防止できる。なおこれらは例示であって、角パイプの組み合わせはこれらに限定されるものではなく、当業者が容易に想定し得る態様も含まれるものとする。
【００３８】また、請求項１７に係るバスケットは、上記の角パイプ同士を千鳥状に組み合わせて、当該角パイプ内の空間および当該角パイプの側面で囲まれた空間により格子状のセルを構成し、当該セルにそれぞれ使用済み燃料集合体を収納すると共に、これらをキャスクあるいはキャニスタ等の使用済み燃料収納容器内または使用済み燃料貯蔵プール内に配置して用いることを特徴とする。
【００３９】このバスケットは、角パイプの角部を、例えば階段状に形成した角パイプを組み合わせて構成しているので、上記バスケットで奏される作用に加え、軸方向に垂直な方向に対するずれを抑制できるという作用がある。したがって、バスケットの組立てが容易となり、また、万一の落下事故においてもバスケットの形状をより堅牢に保つことができる。
【００４０】また、請求項１８に係るバスケットは、複数の角パイプ同士を千鳥状に組み合わせて、当該角パイプ内の空間および当該角パイプの側面で囲まれた空間にそれぞれ使用済み燃料集合体を収納してキャスクあるいはキャニスタ等の使用済み燃料収納容器内または使用済み燃料貯蔵プール内に配置すると共に、前記角パイプを組み合わせた角パイプ集合体の最外周に存在する隣り合う角パイプ同士の間に角パイプ受けを備えたことを特徴とする。
【００４１】このバスケットは、バスケットを構成する角パイプのうち最外周に存在する隣り合う角パイプ同士の間に角パイプ受けを備えてある。この角パイプ受けによってバスケット外周のセルに挿入された燃料棒集合体からの崩壊熱は、効率よくキャスク外部へ伝わる。またキャスクが水平落下したときの衝撃は、この角パイプ受けによって支えられるので、キャスクの落下時にはバスケットの崩壊を防止できる。
【００４２】また、請求項１９に係るバスケットは、複数の角パイプ同士を千鳥状に組み合わせて、当該角パイプ内の空間および当該角パイプの側面で囲まれた空間にそれぞれ使用済み燃料集合体を収納すると共に、前記角パイプを組み合わせた角パイプ集合体の最外周に存在する角パイプと、外形を使用済み燃料収納容器の内形に合わせたスペーサブロックとを締結具によって組み付け、これらをキャスクもしくはキャニスタ等の使用済み燃料収納容器内または使用済み燃料貯蔵プール内に配置して用いることを特徴とする。このバスケットは、角パイプとスペーサブロックとを予めボルト等の締結具で固定しているため、キャニスタやキャスクのキャビティ内に取付け穴等の加工が不要になるため、組立てに手間を要さない。
【００４３】また、請求項２０に係る使用済み燃料収納容器は、複数の角パイプ同士を千鳥状に組み合わせて全体として格子状に構成したバスケットの外形に使用済燃料収納容器本体のキャビティ内の形状を合わせて前記バスケットを挿入し、当該バスケットの各セル内に使用済み燃料集合体を収納することを特徴とする。
【００４４】この使用済み燃料収納容器は、複数の角パイプ同士を千鳥状に組み合わせて全体として格子状に構成したバスケットをキャビティ内に備えているため、角パイプの側面同士を合わせて構成するバスケットと比較して角パイプ側面の肉厚を薄くできる。これは、角パイプ側面の板厚が従来の二枚分であれば、剛性は従来の略二倍になるためである。したがって、バスケットの外径を小さくできるので、使用済み燃料収納容器の外径を従来よりも小さくできる。その結果、使用済み燃料収納容器に取り付ける緩衝体の外径を小さく抑えることができる。また使用済み燃料収納容器の外径がそのままであれば、収納できる使用済み燃料集合体の体数を多くできる。
【００４５】
【発明の実施の形態】以下、この発明につき添付図面を参照して詳細に説明する。なお、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、下記実施の形態の構成要素には、当業者が容易に想定できるものが含まれるものとする。
【００４６】（実施の形態１）図１は、この発明の実施の形態１に係る角パイプを組んだバスケットの一部を示す径方向断面図である。同図中、斜線で表した部分に注目して説明する。なお、この角パイプはＢＷＲ（Boiling Water Reactor：沸騰水型原子炉）の使用済み燃料集合体を収納するバスケットを構成するものである。図１に示すように、この角パイプ３００の角部（図中Ａで示す領域）は階段状に成形されている点に特徴がある。そして、この角パイプ３００でバスケット２００を構成するときには、角パイプ３００同士を千鳥状に配置して角部に設けられた段部同士を組み合わせる。すると、角パイプ３００の内部および角パイプ３００の側面１２によって四方を囲まれた空間が、燃料棒集合体を収納するセル４００および４０１となる。
【００４７】図２５は従来の角パイプを組んだバスケット２０１の一部を示す径方向断面図である。同図に示すように、従来は、複数の角パイプ３０１を使用し、その側面同士を組み合わせてバスケット２０１を構成していたので、セル４０２とセル４０２との境界は二枚の板を重ねた構造となっていた。実施の形態１に係るバスケット２００は複数の角パイプ３００を千鳥状に配置したため、セル４００とセル４０１との境界は一枚の板で構成される。このため、この境界が従来の二枚分の厚みを持っていれば剛性は従来よりも高くなるので、従来と同じ剛性であれば、その分だけ角パイプ３００の板厚を薄くすることができる。したがって、実施の形態１に係る角パイプ３００でバスケット２００を構成した場合には、従来のように角パイプ３０１の側面同士を組み合わせた構成よりもバスケット全体の外径を小さくできるので、その分キャスクの外径を小さくできる。その結果、キャスクの総重量も従来より軽くできるので、緩衝体に要求される緩衝能力も従来より小さくて済む。
【００４８】また外径が小さくなった分だけ緩衝体の径方向におけるつぶれ代を大きくできるため、この分緩衝体の外径を小さくできる。一方、キャスクの外径がそのままであれば、使用済み燃料集合体の収納体数を増やすことができる。さらに、使用済み燃料貯蔵プール等の収納ラックに適用すると使用済み燃料集合体をより稠密に収納できるとともに、ボロン−ステンレス製品と比較して軽量化されるので、異常時においてはラックを支持する構造物にかかる荷重を軽減できる。
【００４９】図２は実施の形態１に係る角パイプ３００の角部における応力の伝わり方を示す説明図である。同図（ａ）に示すように、階段状に成形された角パイプ３００の角部における角部分１３のＲが大きいと、荷重Ｆを受ける面が小さくなり、面荷重が過大となるおそれが大きくなる。また、当該Ｒが大きいと十分な伝熱面積を確保できない。その結果、角パイプ３００に損傷その他の性能劣化を生じさせることになる。そして、斜め方向からの荷重の場合であっても、応力集中に起因する角パイプ３００の性能劣化をもたらすおそれがある。
【００５０】上記の問題を避けるため、同図（ｂ）に示すように、階段状に成形された角パイプ３００の角部における角部分１３をシャープエッジに成形することが望ましい。このようにすると、隣り合うパイプ同士が階段面の略全体にわたって突き合わされるため、上記面荷重が軽減すると共に十分な伝熱面積も得ることができる。これらの作用によって角パイプ３００の性能劣化を抑制できる。ここで、落下試験の結果を説明する。まず、角パイプ３００の寸法は、収容する使用済み燃料集合体の寸法に基づいて決定されるため、角パイプ３００の板厚ｔに対する半径Ｒから評価した。この評価結果を表１に示す。
【表１】

この結果、半径Ｒ＝０．８ｔ〜１．５ｔのときは、角パイプ３００の特定部分（図２のＢで示す領域）に好ましくない応力集中が生じた。半径Ｒ＝０．６ｔになると、応力集中の程度が緩和されたが、未だ好ましい状態にはならなかった。つぎに、半径Ｒ＝０．４ｔでは、応力集中の程度がある程度緩和されて、比較的許容できる範囲内に収まった。半径Ｒ＝０．０５ｔ〜０．２ｔでは、応力集中が相当程度緩和され、好ましい状態になった。特に、Ｒ＝０．１ｔ、０．０５ｔの場合に良好な結果が得られ、応力集中は問題にならない程度に低減された。
【００５１】また、角パイプ３００の角部分１３に形成するシャープエッジは、面取形状であってもよい。図３は、この発明の実施の形態１に係る角パイプ３００の変形例を示す径方向断面図である。この面取りＣの寸法は、上記同様に１．０ｍｍ以下（寸法Ｃ＝０．２ｔ以下）とするのが好ましい。このような構成であっても、バスケットに対し図中矢印Ｆ方向に荷重が加わった場合、隣り合う角パイプ３００同士が階段面の略全体にわたって突き合わされるので角パイプ３００の特定部分に対する応力集中は軽減する。そして十分な伝熱面積も確保できるので、バスケットの性能劣化を抑制できる。
【００５２】なお、バスケットは挿入した使用済み燃料集合体が臨界に達することを防止する機能が必要であるため、角パイプは中性子吸収材としてボロン（Ｂ：ホウ素）を混合したアルミニウム合金からなる。ここで、天然ボロンには中性子の吸収に寄与するＢ10と中性子の吸収には寄与しないＢ11がある。したがって、中性子吸収能を有するＢ10を濃縮したものを使用すると、同じボロンの添加量であれば天然ボロンをそのまま使用した場合と比較してＢ10が多くなる分だけ中性子吸収能は高くできる。したがって濃縮ボロンを使用すると、同じ中性子吸収能であれば、天然ボロンをそのまま使用した場合よりも薄い板厚の角パイプで済む。このような観点から、実施の形態１に係る角パイプの板厚を、従来の角パイプの板厚二枚分よりも薄くする場合は、濃縮ボロンを添加したアルミニウム材料を使用することが望ましい。以下の実施の形態でも同様である。
【００５３】図４は、実施の形態１に係るパイプの第一の変形例を示す径方向断面図である。上記の角パイプでは、角部（図中Ａで示す領域）が一段の階段状に成形されていたが、このパイプ３０２は、前記階段の段数を増やしてパイプ３０２の角部を多段の階段状に成形した点に特徴がある。一段の階段状に成形した角パイプにおいては、同図（ｂ）に示すように、応力が集中する部分（図４（ｂ）中Ｄで示す部分）の板厚が角パイプ３００の側面板厚の半分になる。しかし多段の階段状においては、同図（ｃ）に示すように応力が集中する部分（図４（ｃ）中Ｄで示す部分）の板厚は角パイプ３０２の側面板厚の半分以上確保できる。このため、角部を一段の階段状に成形した角パイプ３００と比較して剛性を高くでき、また応力集中の影響も小さくできる。さらに、この角パイプは熱間押出し法によって成形するが、多段の階段状に成形したほうが角パイプ全体の肉厚を均等にできるため、成形が容易になる。
【００５４】図５は、実施の形態１に係るパイプの第二の変形例を示す径方向断面図である。上記の角パイプでは、その角部は階段状に成形されていたが、このパイプ３０３は、角パイプ同士の角部（図中Ａで示す領域）に設けられたあり溝７００およびあり継手７２０によって連結されている点に特徴がある。バスケット２０３を構成するときには、一方の角パイプ３０３に設けられたあり溝７００にもう一方の角パイプ３０３に設けられたあり継手７２０をはめ込んで角パイプ３０３同士を組み合わせる。このように、角パイプ３０３同士はあり溝７００とあり継手７２０によって連結されるため、組み合わせた角パイプ３０３同士が外れることはなく、また角パイプ３０３の位置ずれも生じない。このため、この変形例に係る角パイプ３０３は容易にバスケット２０３に組み立てることができ、また、キャスクを縦にした状態でキャビティ内に組込んでバスケット２０３を構成することもできる。なお、この第二の変形例に係る角パイプ３０３はＢＷＲ用であるが、例えば図１２に示すようにパイプの側部内に外壁と内壁とを隔てる空間を設けてフラックストラップとし、次に説明するＰＷＲ用の使用済み燃料集合体を格納してもよい。
【００５５】（実施の形態２）図６は、この発明の実施の形態２に係る角パイプを組んだバスケットの一部を示す径方向断面図である。図６に示すように、この角パイプ３０４は径方向の断面内形状が略正方形であり、パイプの角部（図中Ａで示す領域）は階段状に成形されている点に特徴がある。なお、この角パイプ３０４はＰＷＲ（PressurizedWater Reactor：加圧水型原子炉）の使用済み燃料集合体を収納するバスケットを構成するものである。ＰＷＲでは核燃料の燃焼度が高くなるため、中性子の放出量はＢＷＲの使用済み核燃料と比較して多くなる。したがって、図６に示すように、パイプの側面内部には空間が設けられフラックストラップ１７０を形成し、プール内で使用済み燃料集合体を収納する際には、このフラックストラップ１７０内に水が満たされ隣のセルへ透過する中性子（図中矢印Ｊで示す方向）を減速する。そして、中性子吸収材として角パイプ３０４に含まれているボロンに吸収されやすくする。
【００５６】この角パイプ３０４でバスケット２０４を構成するときには、図６に示すように、角パイプ３０４同士を千鳥状に配置して角部に設けられた段部同士を組み合わせる。すると、角パイプ３０４の内部および角パイプ３０４の側面１２によって四方を囲まれた空間が、それぞれ燃料棒集合体を収納するセル４００および４０１となる。
【００５７】この角パイプ３０４はフラックストラップ１７０が側面１２内に設けられているため、実施の形態１の角パイプと比較して側面１２の板厚が大きい。したがって、角パイプ３０４同士の角部をより広い面積で組み合わせることができるので、ずれに対して強く組立ても容易になる。また突合せ面１８０の伝熱面積も大きくできるので、使用済み燃料集合体から発生する熱を効率よくキャスクの胴本体へ伝えることができる。さらに、使用済み燃料貯蔵プール等の収納ラックに適用すると使用済み燃料集合体をより稠密に収納できるとともに、ボロン−ステンレス製品と比較して軽量化されるので、異常時においてはラックを支持する構造物にかかる荷重を軽減できる。
【００５８】図７は、実施の形態２に係る角パイプの第一の変形例を示す径方向断面図である。上記の角パイプではその角部は一段の階段状に成形されていたが、この角パイプは、前記階段の段数を増やして角パイプ３０５の角部（図中Ａで示す領域）を多段の階段状に成形した点に特徴がある。一段の階段状に成形した角パイプにおいては、上述したように、応力が集中する角部の板厚が壁面部の半分になる（図４（ｂ）参照）。しかし角部を多段の階段状に形成すると、角部の板厚として角パイプの側面における板厚の半分以上を確保できる（図４（ｃ）参照）。このため、角部を一段の階段状に成形した角パイプと比較して、応力集中の影響を小さくできる。
【００５９】図８は、実施の形態２に係る角パイプの第二の変形例を示す径方向断面図である。この変形例に係る角パイプは、角部（図中Ａで示す領域）を階段状に形成した上記パイプにおいて、突合せ面１８０の一方に突起７２１を設け、もう一方の面にはその突起７２１がはめ込まれる溝７０１を設けて噛み合い部とした点に特徴がある。この角パイプ３０６同士を組み合わせてバスケット２０６を構成すると、突起７２１が溝７０１にはめ込まれるためずれにくくなる。したがってバスケット２０６の組立てが容易となり、また、万一の落下事故においてもバスケット２０６の形状をより堅牢に保つことができる。なお、組み合わされる角パイプ３０６の突合せ面１８０の双方に溝を設け、この溝で形成される空間に例えば棒状の部材を装入して噛み合い部として、軸方向に垂直な方向に対するずれを防止してもよい。
【００６０】図９は、実施の形態２に係る角パイプの第三の変形例を示す径方向断面図である。この変形例に係る角パイプ３０７は、角部（図中Ａで示す領域）を階段状に形成した上記角パイプにおいて、角部にもフラックストラップ１７１を設けた点に特徴がある。このため、角パイプ３０７の側面に対して垂直に透過する中性子量のみならず、角パイプ３０７の角部を通って斜めに透過する中性子の量も低く抑えることができる。また、このフラックストラップ１７１を設けることによって、角パイプ３０７の質量を軽くできるので、キャスク全体の質量も軽くなり、その分緩衝体の寸法も小さくできる。
【００６１】図１０は、実施の形態２に係る角パイプの第四の変形例を示す径方向断面図である。この変形例に係る角パイプ３０８は、角部（図中Ａで示す領域）にもフラックストラップ１７１を設けた上記角パイプにおいて、側面１２内部に設けたフラックストラップ１７２の軸方向に垂直な断面形状を、角部に形成した階段部の形状に合わせた点に特徴がある。なお、「階段部の形状に合わせた」とは、階段状に合わせるのみならず、図１０に示すように、斜めに合わせることも含む。このようにすることで、上記第三の変形例が奏する効果に加え、側面内部に設けたフラックストラップ１７２を角部の近傍まで広げることができるので、中性子を減速する領域がより広がる。さらに角部近傍における肉厚を確保して剛性を確保し、応力集中を抑制できるという効果もある。
【００６２】図１１は、実施の形態２に係る角パイプの第五の変形例を示す径方向断面図である。この変形例に係る角パイプ３０９は、四つの角部（図中Ａで示す領域）に設けられた連結部のうち少なくとも隣り合う二つの連結部は、斜め隣の角パイプ３０９の連結部と噛み合う方向がそれぞれ略９０度づつ異なる。そして、それぞれの角部は突起部７２２とその突起部がはめ合わされる溝部７０２とで構成することで、噛み合い構造としている点に特徴がある。この突起部７２２と溝部７０２とによって角パイプ３０９同士が連結されるので、角パイプ３０９同士を組み合わせても外れることはなく、バスケット２０９の組立てが容易になる。また、角パイプ３０９同士にガタも生じなくなるため、万一の落下事故においてもバスケット２０９の形状をより堅牢に保つことができる。また、伝熱面積を広くとることができるので、使用済み燃料集合体から発生する崩壊熱を効率よく伝えることができる。なお、本変形例においても角部にフラックストラップを設けてもよい。
【００６３】この変形例に係る角パイプは、角部に噛み合い構造を持っているため、見かけの側面板厚が大きいＰＷＲ用のバスケットを構成する場合に適しているが、ＢＷＲ用のバスケットに適用してもよい。その場合には、側面の肉厚を通常のＢＷＲ用角パイプよりも厚めにすることが好ましい。
【００６４】図１２は、実施の形態２に係るパイプの第六の変形例を示す径方向断面図である。上記の角パイプでは、角部（図中Ａで示す領域）に噛み合い構造を持つ連結部を備えていたが、この角パイプ３１０は、四つの角部に設けられた連結部のうち少なくとも隣り合う二つの連結部は、斜め隣の角パイプ３１０の連結部と噛み合う方向がそれぞれ略９０度づつ異なる。そして、角パイプ同士３１０の角部に設けられたあり溝７００およびあり継手７２０によって連結される。
【００６５】バスケット２１０を構成するときには、一方の角パイプ３１０に設けられたあり溝７００にもう一方の角パイプ３１０に設けられたあり継手７２０をはめ込んで角パイプ３１０同士を組み合わせる。このように、角パイプ３１０同士はあり溝７００とあり継手７２０によって連結されるため、組み合わせた角パイプ３１０同士が外れることはなく、また角パイプ３１０の位置ずれも生じない。このため、この変形例に係る角パイプ３１０はバスケット２１０の組立てが容易であり、また、組立てに際しては角パイプ３１０を縦にした状態で組立て、バスケット２１０を構成することもできる。
【００６６】図１３は、実施の形態２に係るバスケットの構成例を示す径方向断面図である。このバスケット２１１および２１２は、上記角パイプを複数の要素に分解して構成しバスケットとした点に特徴がある。同図（ａ）は、角パイプを断面がコの字型状の要素３５０と直線状の要素３５１とに分割して構成した例である。また同図（ｂ）は、角パイプをＬ字状の要素３５２および３５３に分割して構成した例である。このようにすると、押出し成形機が成形できる寸法以上のセルも構成することができ、また、プレス圧力が小さい押出し成形機でも成形できる。なお、このバスケットはフラックストラップによって見かけの側面厚さが厚いＰＷＲ用のバスケットに適しているが、フラックストラップを有していないＢＷＲ用のバスケットに適用することもできる。
【００６７】（実施の形態３）つぎに、上記角パイプ３００を用いて構成したバスケットを、キャスク全体と共に説明する。なお、角パイプ３００に限らず、上記実施の形態１および２で提示した他の角パイプを用いても、バスケットは構成できる。図１４は、この発明の実施の形態３に係るキャスクを示す斜視図である。図１５は、図１４に示したキャスクの軸方向断面図である。図１６は、図１４に示したキャスクの径方向断面図である。なお、図１６は全体の１／４のみ示している。このキャスク１００は、上記図２３に示したキャスク５００と略同様の構成であるが、胴本体１０１のキャビティ１０２内をバスケット１３０の外形に合わせた形状にした点に特徴がある。キャビティ１０２の内面形状は、後述する専用の加工装置によりフライス加工を施すことで形成する。なお、フライス加工の他、シェーパー加工により形成するようにしてもよい。また、後述する加工装置は容器を横に設置して加工する、いわゆる横型の加工装置であるがこれに限られるものではなく、容器を縦にして加工する縦型の加工装置を使用してもよい。
【００６８】同図に示すキャスク１００において、胴本体１０１および底板１０４は、γ線遮蔽機能を有する炭素鋼製のローラ鍛造品である。なお、炭素鋼の代わりにステンレス鋼を用いることもできる。前記胴本体１０１と底板１０４は、溶接等により結合する。また、耐圧容器としての密閉性能を確保するため、蓋部１０９と胴本体１０１との間には金属ガスケットを設けておく。なお、胴本体１０１と底板１０４とは熱間拡張成形等の加工法によって一体として成形してもよい。このときには溶接工程および溶接後の熱処理工程を省略できるため、製造が容易になる。
【００６９】胴本体１０１と外筒１０５との間には、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レジンやシリコーンゴム等の中性子遮蔽材１０６が充填されている。また、胴本体１０１と外筒１０５との間には熱伝導を行う複数の内部フィン１０７が溶接されており、中性子遮蔽材１０６は、この内部フィン１０７によって形成される空間に流動状態で注入され、熱硬化反応等で固化される。なお、内部フィン１０７にはＣｕやＡｌといった熱の良導体を使用すると共に、放熱を均一に行うため、熱量の多い部分に高い密度で設けるようにするのが好ましい。また、中性子遮蔽材１０６と外筒１０５との間には、数ｍｍの熱膨張しろ１０８が設けられる。この熱膨張しろ１０８は、ホットメルト接着剤にヒーターを埋め込んだ消失型を外筒１０５内面に配し、中性子遮蔽材１０６を注入固化した後、ヒーターを加熱して溶融排出することにより形成する（図示省略）。また、この熱膨張しろ１０８内に所定の強度を有したハニカム材を設けて、中性子遮蔽材の熱膨張に伴いこのハニカム材が圧縮されるようにしてもよい。
【００７０】蓋部１０９は、一次蓋１１０と二次蓋１１１により構成される。この一次蓋１１０は、γ線を遮蔽するステンレス鋼や炭素鋼等からなる円盤形状である。また、二次蓋１１１もステンレス鋼製等の円盤形状であるが、その上面には中性子遮蔽体としてレジン１１２が封入されている。一次蓋１１０および二次蓋１１１は、ステンレス製のボルト１１３によって胴本体１０１に取り付けられている。さらに、一次蓋１１０および二次蓋１１１と胴本体１０１との間にはそれぞれ金属ガスケットが設けられ、内部の密封性を保持している。また、蓋部１０９の周囲には、レジン１１４を封入した補助遮蔽体１１５が設けられている。
【００７１】キャスク本体１１６の両側には、キャスク１００を吊り下げるためのトラニオン１１７が設けられている。なお、図１４では、補助遮蔽体１１５を設けたものを示したが、キャスク１００の搬送時には補助遮蔽材１１５を取り外して緩衝体１１８を取り付ける（図１５参照）。緩衝体１１８は、ステンレス鋼材により作成した外筒１２０内にレッドウッド材などの緩衝材１１９を封入した構造である。また、遮蔽機能を高めて当初から補助遮蔽体１１５を使用しないようにしてもよい。この場合には、緩衝体１１８の着脱にともなって補助遮蔽体１１５を着脱する必要がなくなるため、作業の手間が軽減する。
【００７２】図１６からは明らかではないが、バスケット１３０は、使用済み燃料集合体を収容する６９個のセル１３１を構成する２１本の角パイプ３００からなる。角パイプ３００には、ＡｌまたはＡｌ合金粉末に中性子吸収性能を持つＢまたはＢ化合物の粉末を添加したアルミニウム複合材を用いる。また、中性子吸収材としては、ボロンの他にカドミウムを用いることができる。なお、角パイプ３００の本数はこの例に限られるものではなく、バスケットやキャスク等の設計によって増減できる。
【００７３】図１７は、上記角パイプの製造方法を示すフローチャートである。まず、アトマイズ法などの急冷凝固法によりＡｌまたはＡｌ合金粉末を作製すると共に（ステップＳ４０１）、ＢまたはＢ化合物の粉末を用意し（ステップＳ４０２）、これら両粒子をクロスロータリーミキサー等によって１０〜１５分間混合する（ステップＳ４０３）。
【００７４】前記ＡｌまたはＡｌ合金には、純アルミニウム地金、Ａｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系アルミニウム合金、Ａｌ−Ｆｅ系アルミニウム合金などを用いることができる。また、前記ＢまたはＢ化合物には、Ｂ4 Ｃ、Ｂ2 Ｏ3 などを用いることができる。ここで、アルミニウムに対するボロンの添加量は、Ｂ量換算で１．５重量％以上、９重量％以下とするのが好ましい。より好ましくは、Ｂ量換算で２．０重量％以上、５．０重量％以下とするのがよい。１．５重量％以下では十分な中性子吸収能が得られず、９重量％より多くなると成形が困難になるのみならず、得られた材料の延性が低下するためである。ここで、アルミニウムに対するボロンの添加量が同じであれば、Ｂ10を濃縮した濃縮ボロンを使用すると、天然ボロンと比較して中性子吸収能は高くなる。例えば一般に天然のＢ4 ＣにおけるＢ10の割合は１９％程度であるが、Ｂ10を９８％にまで濃縮したＢ4 Ｃを使用すれば、同じＢ4 Ｃの添加量で中性子吸収能はおよそ５倍となる。したがって、濃縮ボロンを使用した場合には、天然ボロンを使用した場合と比較して薄い板厚で同等の中性子吸収能を持たせることができる。また、板厚と中性子吸収能が同じであればボロンの添加量を少なくできる。
【００７５】つぎに、混合粉末をラバーケース内に封入し、ＣＩＰ（Cold Isostatic Press）により常温で全方向から均一に高圧をかけ、粉末成形を行う（ステップＳ４０４）。ＣＩＰの成形条件は、成形圧力を２００ＭＰａとし、成形品の直径が６００ｍｍ、長さが１５００ｍｍになるようにする。ＣＩＰによって全方向から均一に圧力を加えることにより、成形密度のばらつきが少ない高密度な成形品を得ることができる。
【００７６】続いて、前記粉末成形品を缶に真空封入し、３００℃まで昇温する（ステップＳ４０５）。この脱ガス工程にて缶内のガス成分および水分を除去する。つぎの工程では、真空脱ガスした成形品をＨＩＰ（Hot Isostatic Press ）により再成形する（ステップＳ４０６）。ＨＩＰの成形条件は、温度４００℃〜４５０℃、時間３０ｓｅｃ、圧力６０００ｔｏｎとし、成形品の直径が４００ｍｍになるようにする。続いて、缶を除去するために外面削、端面削を施し（ステップＳ４０７）、ポートホール押出機を用いて当該ビレットを熱間押出しする（ステップＳ４０８）。この場合の押出条件として、加熱温度を５００℃〜５２０℃、押出速度を５ｍ／ｍｉｎとする。この押出加工に用いるダイスは、上記実施の形態で説明したパイプを成形できるように、その断面形状を成形するパイプの外形と同一の形状にしてある。
【００７７】なお、ステップＳ４０５においてＣＩＰによる成形品を缶封入することなく、ＨＩＰ容器内で真空脱ガスした後、ＨＩＰによって再成形してもよい。このようにすると、缶を除去するための外削が不要となるから、工程が省略できる。また、ＨＩＰ工程に代えて真空焼結や真空ホットプレス等を用いるようにしてもよい。この場合も缶を除去するための外削が不要となるので製造に手間を要しない。
【００７８】つぎに、押出成形後、引張矯正を施すと共に（ステップＳ４０９）、非定常部および評価部を切断し、製品とする（ステップＳ４１０）。完成した角パイプ３００は、図１に示すように、断面の一辺が１６２ｍｍ、内側が１５１ｍｍの四角形状となる。また、角パイプ３００の角部分は、押出工程にて半径Ｒ＝１．０ｍｍ以下のシャープエッジに成形する。寸法公差は、要求される規格の関係でマイナス公差を０にとる。なお、この角パイプ３００の他の製造方法として、本願出願人により平成１１年５月２７日付け（「バスケット及びキャスク」）で既に出願済みのものがあるから、そちらを参照して製造してもよい。
【００７９】上記工程により製造した角パイプ３００は、キャビティ１０２内の加工形状に沿って順次挿入される。ここで、角パイプ３００に曲げとねじれが生じていること、寸法のマイナス公差が０であることから、角パイプ３００を適当に挿入しようとすると、公差の累積や曲げの影響を受けて挿入しにくくなり、無理に挿入すると角パイプ３００に過剰な応力が加わることになる。そこで、製造した全部または一部の角パイプ３００の曲げ及びねじれをレーザ測定器などにより予め測定し、コンピュータを用いることで、当該測定データに基づき最適な挿入位置を割り出すようにする。このようにすれば、キャビティ１０２内に角パイプ３００を容易に挿入することができるし、それぞれの角パイプ３００にかかる応力を均一にすることができる。
【００８０】また、図１６に示すように、キャビティ１０２のうちセル数が５個または７個となる角パイプ列の両側には、それぞれダミーパイプ１３３が挿入されている。このダミーパイプ１３３は、胴本体１０１の重量を軽減すると共に胴本体１０１の厚みを均一化すること、角パイプ３００を確実に固定することを目的とする。このダミーパイプ１３３にもボロン入りアルミニウム合金を用い、上記同様の工程による製作する。なお、このダミーパイプ１３３は、単なるアルミニウム材であってもよいし、重量軽減等の必要がなければ省略することもできる。
【００８１】つぎに、胴本体１０１のキャビティ１０２を、横型の加工機を使用して加工する場合について説明する。図１８はキャビティ１０２の加工装置を示す概略斜視図である。この加工装置１４０は、胴本体１０１内を貫通すると共にキャビティ１０２内に載置固定される固定テーブル１４１と、固定テーブル１４１上を軸方向に摺動する可動テーブル１４２と、可動テーブル１４２上にて位置決め固定されているサドル１４３と、サドル１４３上に設けられスピンドル１４４および駆動モータ１４５からなるスピンドルユニット１４６と、スピンドル軸に設けたフェースミル１４７とから構成されている。
【００８２】また、スピンドルユニット１４６上には、キャビティ１０２内形状に従って当接部を成形した反力受け１４８が設けられている。この反力受け１４８は、着脱自在であってあり溝（図示省略）に沿って図中矢印方向にスライドする。また、反力受け１４８は、スピンドルユニット１４６に対するクランプ装置１４９を有しており、所定位置にて固定することができる。
【００８３】さらに、固定テーブル１４１の下部溝内には、複数のクランプ装置１５０が取り付けられている。このクランプ装置１５０は、油圧シリンダ１５１と、油圧シリンダ１５１の軸に設けたくさび状の移動ブロック１５２と、当該移動ブロック１５２と傾斜面で当接する固定ブロック１５３とから構成されており、図中斜線部側を固定テーブル１４１の溝内面に取り付けるようにする。油圧シリンダ１５１の軸を駆動すると、移動ブロック１５２が固定ブロック１５３に当接し、くさびの効果により移動ブロック１５２が多少下方に移動する（図中点線で示す）。これにより、移動ブロック１５２の下面がキャビティ１０２内面に押し当てられるから、固定テーブル１４１をキャビティ１０２内で固定することができる。
【００８４】また、胴本体１０１はローラからなる回転支持台１５４上に載せられており、径方向に回転自在となる。また、スピンドルユニット１４６とサドル１４３との間にスペーサ１５５をかますことにより、固定テーブル１４１上のフェースミル１４７の高さを調整することができる。スペーサ１５５の厚さは、上記角パイプ３００の一辺の寸法と同じである。サドル１４３は、可動テーブル１４２に設けたハンドル１５６を回転させることにより胴本体１０１の径方向に移動する。可動テーブル１４２は、固定テーブル１４１の端部に設けたサーボモータ１５７とボールネジ１５８により移動制御される。なお、加工が進むにつれてキャビティ１０２内の形状が変わるので、反力受け１４８やクランプ装置１５０の移動ブロック１５２を適当な形状のものに変更する必要がある。
【００８５】図１９は、キャビティの加工方法を示す概略説明図である。まず、クランプ装置１５０および反力受け１４８により固定テーブル１４１をキャビティ１０２内の所定位置にて固定する。つぎに、同図（ａ）に示すように、固定テーブル１４１に沿ってスピンドルユニット１４６を所定の切削速度にて移動させ、フェースミル１４７によるキャビティ１０２内の切削を行う。当該位置での切削が完了すると、クランプ装置１５０を外して固定テーブル１４１を解放する。
【００８６】つぎに、同図（ｂ）に示すように、回転支持台１５４上で胴本体１０１を９０度回転させ、クランプ装置１５０にて固定テーブル１４１を固定する。そして、上記同様にフェースミル１４７にて切削を行う。以降、前記同様の工程をさらに２回繰り返す。
【００８７】つぎに、スピンドルユニット１４６を１８０度回転させ、同図（ｃ）に示すように、順次、キャビティ１０２内の切削を行う。この場合も、上記同様に胴本体１０１を９０度回転させながら加工を繰り返す。つぎに、同図（ｄ）に示すように、スピンドルユニット１４６にスペーサ１５５をかませることで当該スピンドルユニットの位置を高くする。そして、当該位置にてフェースミル１４７を軸方向に送り、キャビティ１０２内の切削を行う。これを９０度回転させながら繰り返すことで、角パイプ３００を挿入するのに必要な形状がほぼ完成する。なお、ダミーパイプ１３３を挿入する部分の切削も、同図（ｄ）に示すのと同様にして行えばよい。但し、スピンドルユニット１４６の高さを調整するスペーサ厚は、ダミーパイプ１３３の一辺と同じにする。上記説明では胴本体１０１を横にしてキャビティ１０２内を切削したが、縦型の工作機械を用いることによって、胴本体１０１を縦にして回転テーブルの上に載せてキャビティ１０２内を切削することもできる。
【００８８】キャスク１００に収容する使用済み燃料集合体は、核分裂性物質および核分裂生成物などを含み、放射線を発生すると共に崩壊熱を伴うため、キャスク１００の除熱機能、遮蔽機能および臨界防止機能を貯蔵期間中（約６０年）、確実に維持する必要がある。この実施の形態１に係るキャスク１００では、胴本体１０１のキャビティ１０２内を機械加工して角パイプ３００で構成したバスケット１３０の外側を密着状態か、それに近い状態（空間領域なし）で挿入するようにしているので、角パイプ３００と胴本体１０１との伝熱面を広大にできる。さらに、胴本体１０１と外筒１０５との間に内部フィン１０７を設けているので、燃料棒からの熱は、角パイプ３００或いは充填したヘリウムガスを通じて胴本体１０１に伝導し、主に内部フィン１０７を通じて外筒１０５から放出されることになる。以上から、崩壊熱の除熱を効率的に行うことができるので、崩壊熱量が同じであればキャビティ１０２内の温度を従来よりも低く保つことができる。
【００８９】また、使用済み燃料集合体から発生するγ線は、炭素鋼あるいはステンレス鋼からなる胴本体１０１、外筒１０５、蓋部１０９などにおいて遮蔽される。また、中性子は中性子遮蔽材１０６によって遮蔽され、放射線業務従事者に対する被ばく上の影響をなくすようにしている。具体的には、表面線当量率が２ｍＳｖ／ｈ以下、表面から１ｍの線量当量率が１００μＳｖ／ｈ以下になるような遮蔽機能が得られるように設計する。さらに、セル１３１を構成する角パイプ３００には、ボロン入りのアルミニウム合金を用いているので、中性子を吸収して使用済み燃料集合体が臨界に達するのを防止することができる。
【００９０】以上、この実施の形態３に係るキャスク１００によれば、胴本体１０１のキャビティ１０２内を機械加工しバスケット１３０の外周を構成する角パイプ３００を密着状態で挿入するようにしたので、角パイプ３００からの熱伝導率を向上させることができる。また、キャビティ１０２内の空間領域をなくすことができるから、胴本体１０１をコンパクト且つ軽量にすることができる。なお、この場合であっても、角パイプ３００の収容数が減少することはない。逆に、胴本体１０１の外径を図２３に示すキャスクと同じにすれば、それだけセル数を確保できるから、使用済み燃料集合体の収納数を増加することができる。具体的に当該キャスク１００では、使用済み燃料集合体の収容数を６９体にでき且つキャスク本体１１６の外径を例えば２５６０ｍｍ、重量を１２０ｔｏｎに抑えることができる。
【００９１】また、角パイプ３００を千鳥状に配列したので、従来と比較して角パイプ３００の肉厚を薄くできる。したがって、バスケットの外径を従来よりも小さくすることができ、これにともない、キャスクの外形も従来より小さくできる。また、角パイプ３００の肉厚を従来の二枚分と同じ寸法にすれば、剛性は従来よりも高くなるため、バスケット１３０がより堅牢になり、キャスク１００の信頼性も向上する。
【００９２】（実施の形態４）図２０は、本発明に係るバスケットをキャスクのキャビティ内に収納した例を示す周方向断面図である。本発明に係るバスケットは複数の角パイプを千鳥状に配置して構成されているため、バスケットの外周においては側面の存在しない箇所が生ずる。この部分をそのままにして、このバスケットをキャスクのキャビティ内に挿入すると、キャビティの内壁とセルに挿入される燃料棒集合体との間に隙間が生じ、燃料棒集合体から発生する崩壊熱がキャスク外部へ逃げ難くなる。また、側面が存在しない箇所があるため、キャスクが水平落下したときの衝撃力を支えることができず、キャスクの落下時にはバスケットが崩壊するおそれもある。
【００９３】上記の問題を解決するため、図２０（ａ）に示すようにバスケット２１３の外周において側面が存在しない箇所には側板で構成した角パイプ受け３０を設け、バスケット２１３をキャビティ１０２内に挿入する。この角パイプ受け３０が角パイプ３００の角部と突き合う部分（図中Ａで示した領域）は、前記角パイプ３００の角部における形状に合わせておく。ここで、角パイプ受け３０をバスケット２１３に取り付けてからキャビティ１０２内にバスケット２１３を挿入してもよいし、角パイプ受け３０をボルト等の締結具によって予めキャビティ１０２の内壁に取り付けておいてからキャビティ１０２内にバスケット２１３を挿入してもよい。また、角パイプ受け３０が角パイプ３００の角部と突き合う部分（図中Ａで示した領域）を溶接によって固定して、バスケット２１３を構成してもよい。
【００９４】この角パイプ受け３０によって、バスケット２１３外周のセル４０１に挿入された燃料棒集合体からの崩壊熱は、効率よくキャスク外部へ伝わる。またこの角パイプ受け３０によって、キャスクが水平落下したときの衝撃を支えることができるため、キャスクの落下時にはバスケット２１３の崩壊を防止できる。なお、図２０（ｂ）に示すようにキャビティ１０２の内壁を凸形に成形して角パイプ受け３０としてもよい。このようにすると、側板で角パイプ受け３０を構成した場合と比較して、側板をキャビティ内壁等に固定する手間を省略できる。
【００９５】（実施の形態５）図２１は、本発明に係るバスケットをキャニスタに収納した例を示す周方向断面図である。キャニスタに使用される収納容器は、キャスクに使用される収納容器よりも肉厚が薄いため、径方向断面内形状をバスケットの外形に合わせて成形することは困難である。したがって、本発明に係る角パイプ３００によって構成されたバスケット２１５をキャニスタ胴９００内に挿入する際には、同図に示すようにバスケット２１５の外周にキャニスタ胴９００の内形に合わせたスペーサブロック３５を取り付けて、バスケット２１５の外形をキャニスタ胴９００の径方向断面内形状に合わせる。なお、キャスクの場合には内面加工を最小限にしたい場合等にこの方法を適用すると有効である。
【００９６】スペーサブロック３５は締結具であるボルト３６によって角パイプ３００および実施の形態４で説明した角パイプ受け３０に固定される。なお、締結具としてボルト３６の代わりにリベットを使用してもよい。このようにしてバスケット２１５の外周全体にスペーサブロック３５を取り付けた後、キャニスタ胴９００内にバスケット２１５を挿入する。このようにすることで、本発明に係るバスケットをキャニスタにも適用でき、またキャニスタのキャビティ内に取付け穴等を加工することが不要になるため、組立てに手間を要さない。なお、実施の形態４で説明したように、スペーサブロック３５の角パイプ３００と接する側に凸部を設けて角パイプ受け３０としてもよい。また、スペーサブロック３５と角パイプ３００とは締結具で取り付けてあるが、締結具の代わりに溶接やろう付け、あるいは接着等によっても両者を取り付けることができる。
【００９７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る使用済み燃料収納用角パイプ（請求項１）は、角部を階段状に形成してその階段面同士を突き合わせることで、複数の角パイプ同士を千鳥状に組み合わせるようにした。このため、角パイプの側面同士を合わせて構成するバスケットと比較して剛性が高くなるので、その分角パイプ側面の肉厚を薄くできる。したがって、バスケットの外径寸法を小さくすることができる。また、角部が階段状に形成されており、その階段面同士を突き合わせて組み合わせるため、軸方向に対して垂直な方向のずれを防止できるので、バスケットを組み立てやすい。
【００９８】また、この発明に係る使用済み燃料収納用角パイプ（請求項２）は、上記角パイプにおいて、さらに前記角パイプの角部は少なくとも二段の階段状に形成した。このため、角部における肉厚を角パイプの側面における肉厚の半分以上確保できる。したがって、一段の階段状に成形したパイプと比較して、応力集中の影響を小さくできる。
【００９９】また、この発明に係る使用済み燃料収納用角パイプ（請求項３）は、上記角パイプにおいて、さらに前記角パイプの階段面に、軸に垂直な方向のずれを防止する噛み合い部を設けた。この角パイプは、階段面に設けられた噛み合い部によって軸方向に対して垂直な方向の動きが規制されるので、角パイプ同士を組み合わせたときにずれにくくなる。したがって、バスケットの組立てが容易となり、また、万一の落下事故においてもバスケットの形状をより堅牢に保つことができる。
【０１００】また、この発明に係る使用済み燃料収納用角パイプ（請求項４）は、斜め隣の角パイプの連結部と噛み合う構造で連結するようにしたため、角パイプ同士を組み合わせても外れにくくなり、バスケットの組立てが容易になる。また、パイプ同士にガタも生じなくなるため、万一の落下事故においてもバスケットの形状をより堅牢に保つことができる。
【０１０１】また、この発明に係る使用済み燃料収納用角パイプ（請求項５）は、上記角パイプにおいて、連結部の斜め隣の角パイプと噛み合う方向はそれぞれ略９０度づつ異なるようにしたので、特定の方向の動きに対してずれることがなくなり、あらゆる方向の動きに対しても角パイプのずれを抑制できる。このため、バスケットの組立てが容易になり、また、万一の落下事故においてもバスケットの形状をより堅牢に保つことができる。
【０１０２】また、この発明に係る使用済み燃料収納用角パイプ（請求項６）は、上記角パイプにおいて、さらに前記角パイプの側面内部にフラックストラップを設けるようにした。このフラックストラップによって角パイプの見かけの厚さが大きくなるので、角パイプ同士の角部を広い面積で組み合わせることができる。したがって、ずれに対して強く組立ても容易になる。また接合部の伝熱面積も大きくできるので、使用済み燃料集合体から発生する熱を効率よくキャスクの胴本体へ伝えることができる。
【０１０３】また、この発明に係る使用済み燃料収納用角パイプ（請求項７）は、上記角パイプにおいてさらに角部内部にもフラックストラップを設けたので、上記角パイプの奏する作用に加え、使用済み燃料集合体を収納したセルを斜め方向に透過する中性子を減速・吸収できる。また、角パイプ自体をさらに軽くできるので、落下時における衝撃エネルギーを小さくできる。
【０１０４】また、この発明に係る使用済み燃料収納用角パイプ（請求項８）は、角パイプ内部に設けられたフラックストラップの軸方向に垂直な断面形状を、階段状に形成した角部の軸方向に垂直な断面形状に合わせた。このため、側面内部に設けたフラックストラップは角部の近傍まで広げることができる。また、階段部分内部に設けたフラックストラップは外壁までの肉厚を略均等にできるため、局所的に弱い部分が生ずることを防止し、応力集中の影響を緩和できる。したがって、角パイプの性能を維持してバスケットの性能劣化を抑制できる。
【０１０５】また、この発明に係る使用済み燃料収納用角パイプ（請求項９）は、上記角パイプにおいて、階段部分内部に設けたフラックストラップと前記側面内部に設けたフラックストラップとの間の壁が、突き合わせ側に向かって厚くなるようにした。このため、さらに角パイプの角部近傍における肉厚を確保して剛性を保つことができるので、角パイプの角部近傍における応力集中を緩和できる。したがって、角パイプの性能を維持してバスケットの性能劣化を抑制できる。
【０１０６】また、この発明に係る使用済み燃料収納用角パイプ（請求項１０）は、上記角パイプにおいて、さらに階段状に成形された前記角パイプの角部における角部分をシャープエッジに成形し、当該シャープエッジの半径が、前記角パイプの板厚の少なくとも半分以下とした。また、この発明に係る使用済み燃料収納用角パイプ（請求項１３）は、上記角パイプにおいて、さらに前記シャープエッジが面取形状であり、その面取寸法が前記角パイプの板厚の少なくとも半分以下とした。このため、隣接する角パイプ同士の突合せ面における接触範囲が板厚の半分より大きくなるから、突合せ面における応力集中を緩和でき、角パイプの性能劣化を抑制できる。
【０１０７】また、この発明に係る使用済み燃料収納用角パイプ（請求項１１）は、上記角パイプにおいて、さらに階段状に成形された前記角パイプの角部における角部分を角部内側よりもシャープエッジに成形した。このため、角パイプの角部における突合せ面の接触面積が確保できるので、突合せ面の応力集中を緩和できる。したがって、角パイプの性能劣化を抑制でき、バスケットの信頼性を高めることができる。
【０１０８】また、この発明に係る使用済み燃料収納用角パイプ（請求項１２）は、上記角パイプにおいて、さらに前記シャープエッジの半径が０．５ｍｍ以下とした。また、この発明に係る使用済み燃料収納用角パイプ（請求項１４）は、上記角パイプにおいて、さらに前記シャープエッジが面取形状であり、その面取寸法が０．５ｍｍ以下とした。これにより、角パイプの角部における突合せ面の接触面積をさらに確保できるので、突合せ面の応力集中より緩和できる。
【０１０９】また、この発明に係る使用済み燃料収納用角パイプ（請求項１５）は、材料として濃縮ボロンを添加したＡｌ材を使用しているので、中性子吸収材として使用できるＢ10の総量は多くできる。したがって、濃縮ボロンを使用すれば、これを使用しない場合よりも薄い板厚で同じ中性吸収能を得ることができるので、バスケットの軽量化や外径の寸法を小さく抑えるのに有利である。
【０１１０】また、この発明に係るバスケット（請求項１６）は、複数の角パイプ同士を千鳥状に組み合わせて構成したため、従来における角パイプの側面同士を合わせて構成するバスケットと比較して個々の角パイプの剛性を高くできるので、その分角パイプ側面の肉厚を薄くできる。角パイプ側面の肉厚を薄くできる。したがって、バスケットの外径を小さくでき、またキャスク等の外径がそのままであれば、収納できる使用済み燃料集合体の体数を多くできる。さらに、使用済み燃料貯蔵プール等の収納ラックに適用すると使用済み燃料集合体をより稠密に収納できるとともに、ボロン−ステンレス製品と比較して軽量化されるので、異常時においてはラックを支持する構造物にかかる荷重を軽減できる。
【０１１１】また、この発明に係るバスケット（請求項１７）は、上記角パイプの角部を、例えば階段状に形成した角パイプを組み合わせて構成しているので、上記バスケットで奏される作用に加え、軸方向に垂直な方向に対するずれを抑制できるという作用がある。したがって、バスケットの組立てが容易となり、また、万一の落下事故においてもバスケットの形状をより堅牢に保つことができる。
【０１１２】また、この発明に係るバスケット（請求項１８）は、バスケットを構成する角パイプのうち最外周に存在する隣り合う角パイプ同士の間に、角パイプ受けを備えた。この角パイプ受けによってバスケット外周のセルに挿入された使用済み燃棒集合体からの崩壊熱は、効率よくキャスク外部へ伝えられる。またキャスクが水平落下したときの衝撃は、この角パイプ受けによって支えられるので、キャスクの落下時にはバスケットの崩壊を防止できるので、バスケットの健全性を維持できる。
【０１１３】また、この発明に係るバスケット（請求項１９）は、角パイプとスペーサブロックとを予めボルト等の締結具で固定しているため、キャニスタやキャスクといった使用済み燃料集合容器のキャビティ内に取付け穴等を加工する工程が不要となるため、組立てに手間を要さない。
【０１１４】また、この発明に係る使用済み燃料収納容器（請求項２０）は、複数の角パイプ同士を千鳥状に組み合わせて全体として格子状に構成したバスケットをキャビティ内に備えるようにした。このため、角パイプの側面同士を合わせて構成するバスケットと比較して剛性が高くなるので、角パイプ側面の肉厚を薄くできる。したがって、バスケットの外径を小さくできるので、使用済み燃料収納容器の外径を従来よりも小さくできる。その結果、使用済み燃料収納容器に取り付ける緩衝体の外径を小さく抑えることができる。また使用済み燃料収納容器の外径がそのままであれば、収納できる使用済み燃料集合体の体数を多くできる。
【出願人】 【識別番号】０００００６２０８
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
【出願日】 平成１３年３月２９日（２００１．３．２９）
【代理人】 【識別番号】１０００８９１１８
【弁理士】
【氏名又は名称】酒井 宏明 （外１名）
【公開番号】 特開２００２−２９６３８４（Ｐ２００２−２９６３８４Ａ）
【公開日】 平成１４年１０月９日（２００２．１０．９）
【出願番号】 特願２００１−９７５８４（Ｐ２００１−９７５８４）