JPH0672949B2 - 核燃料航空輸送容器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は核燃料物質や放射性物質を飛行機で航空輸送す
る場合に使用される核燃料航空輸送容器に関するもので
ある。

【従来の技術】

核燃料物質等を航空輸送するときに使用される輸送容器
に関する規格がなかったときは国際原子力機関（IAEA）
が作成した放射性物質安全輸送規則を準用したいたが、
1975年、米国は公法94−79によって航空機事故に耐える
安全な輸送容器が開発されるまではプルトニウムの航空
輸送を禁じ、続いて1978年、上記IAEAの輸送規則より厳
しい航空輸送容器承認の規格基準（NUREG−0360）を制
定した。 この規格基準によると、＜衝突試験＞輸送容器を降状の
生じない平面に衝突速度129m/s以上で衝突させる。＜圧
潰試験＞厚さ５cm、輸送容器の直径以上の長さを有する
鉄板を介して32トンの静的圧縮を該輸送容器に加える。
＜貫通試験＞降伏しない平面に設置された円錐状棒へ輸
送容器を3mの高さより落下させる。＜スラッシュ＞45゜
に傾けた輸送容器へ46mの高さから幅５インチ、厚さ0.5
インチの断面をもつ長さ1.8mの構造用鋼材を落下させ
る。＜火災試験＞灯油燃焼下で少なくとも１時間保持。
＜浸潰試験＞水深90cmで８時間以上保持という一連の試
験に耐えなければならない。 上記した規格基準に基づき、米国政符はプルトニウム航
空輸送容器PAT−１型（NUREG−0361,NUREG/CR−0030,SA
ND83−0154）とPAT−２型（SAND81−0001）を開発し
た。もっとも前者のプルトニウム収納量は.15kgと限ら
れたものであり、後者はプルトニウム収納量が150gと極
めて小さい分析サンプル輸送ためのものであって、プル
トニウムの大量航空輸送に向けられたものではなかっ
た。これ等輸送容器の構造を簡単にいうと、核燃料収容
体を収容した密封容器と、充填した木製の衝撃吸収材で
前記した密封容器をほぼ中央に内蔵した内部容器と、充
填した木製の衝撃吸収材で前記した内部容器をほぼ中央
に内蔵した外部容器とから構成され、木製の衝撃吸収材
が圧潰することで衝撃時のエネルギを吸収するようにし
ていた。 航空輸送に課せられた厳しい試験条件に耐えられるよう
に、ポリウリタンフォームで裏張りされたキャップを外
部容器の両端部に取付け、衝突時には該キャップにより
外部容器壁の変形にたがを嵌めるようにした発明が特開
昭63−222299号公報に開示され、内部容器および外部容
器内に充填される木製の衝撃吸収材の厚さおよびその繊
維の配列については衝突時の運動エネルギを吸収するよ
うに計算により決定されること、キャップは可撓性エポ
キシ樹脂接着材によって２枚の鋼板を接着したものとす
ることで良好なたが掛けを保証すると記載されている。

【発明が解決しようとする課題】

上記した衝撃吸収材の材料である木材は春材、秋材の差
でも性質が異なるか、比較的小さく裁断したものを組合
わせて均質化を図ると共に、上記した厳しい試験条件に
耐え、しかも核燃料物質等の大量航空輸送用として実用
に供し得る輸送容器たらしめるためには、木製衝撃吸収
材充填層の中間に新たに鋼製の殻を配設して該充填層を
内外分割するとよいのではないかと考えられた。ところ
が実験を行った結果では、衝突時、鋼製の殻は恰も弾丸
のように突走り、むしろ輸送容器の破壊に荷担すること
がわかった。 本発明の目的はかかる欠点を解消して、真に核燃料物質
等の大量航空輸送用として実用に供し得る輸送容器を提
供することにある。

【課題を解決するための手段】 上記の目的を達成するため、本発明の核燃料航空輸送容
器は、核燃料収容体を封じ込めた密封容器と、充填した
衝撃吸収材で前記した密封容器をほぼ中央に内蔵した内
部容器と、充填した木製の衝撃吸収材で前記した内部容
器をほぼ中央に内蔵した外部容器とからなる核燃料航空
輸送容器において、外部容器と内部容器との間の円筒状
をなす木製の衝撃吸収材充填層には該内部容器と対峙す
る中間位置に仕切用円筒が同心状に配設され、また内部
容器の端面と接する左右の円柱状をなす木製の衝撃吸収
材充填層には長手方向に直交する複数の仕切用円板が適
宜間隔を置いて配設されることを特徴とするものであ
る。 好ましくは仕切用円筒の両側に仕切用円環を取付ける。
外部容器は複数枚の薄鋼板が単に重ね合わされた積層構
造とするのがよい。

【作 用】

輸送容器が衝撃を受けたときに、仕切用円板と仕切用円
筒は木製の衝撃吸収材の局部的な変形を防止すると共
に、垂直方向の衝撃は仕切用円板が、水平方向の衝撃は
仕切用円筒がその衝撃エネルギをより効率的に木製の衝
撃吸収材に吸収させる。しかし、仕切用円筒および仕切
用円板は別個独立しているので、前記鋼製の殻の場合に
見られる輸送容器の破壊に荷担するような弾丸効果は生
じないようにできる。 この作用は仕切用円筒の両側に仕切用円環を取付ける方
が更に有効となる。また外部容器を複数枚の薄鋼板が単
に重なり合う積層構造とすると容易に塑性座屈すること
になって、破裂を回避させることができる。

【実施例】

第１図に示した本発明に係る第１実施例において、この
核燃料航空輸送容器１は商業用再処理工場のプルトニウ
ム貯蔵施設及び輸送容器取扱施設の装置と整合性を持た
せるように、商業用再処理工場の仕様に準拠した材質、
寸法、形状を有する核燃料収容体２を複数個収納する場
合の例として示している。核燃料収容体２を封じ込めて
輸送容器１の密封境界を構成する密封容器３は、軽量
性、耐貫通性、塑性変形の防止、海水に対する耐蝕性を
考慮してチタン合金製とするのがよい。チタン合金は鉄
鋼に比べて比重が43％も軽く、耐海水腐食性もよいため
耐圧殻材料として好適な材料であって、所定の肉厚を確
保することにより１万ｍ相当の水圧にも十分耐えられ
る。 この密封容器３は内部容器５内に内蔵される。内部容器
５は衝撃によって密封容器３の輸送容器１を貫通して外
部に飛び出したりしないように守ると共に、裸火にさら
されたときの防火壁となるものであるから、密封容器３
と同様、軽量で強度が大きく融点の高いチタン合金製と
するのがよい。内部容器５と密封容器３との隙間には衝
撃エネルギ吸収のための緩衡材４が充填される。前記し
た内部容器５は外部容器６のほぼ中央に来るように木製
の衝撃吸収材７が充填されて内蔵される。外部容器６の
表面には複数の通気孔８が形成され、衝撃で圧縮された
内部空気を外部へ逃すようにしている。 本発明によれば、第１図の例では、外部容器６と内部容
器５との間の円筒状をなす木製の衝撃吸収材充填層９に
は該内部容器５と対峙する中間位置に仕切用円筒10が同
心状に配設され、また内部容器５の端面と接する左右の
円柱状をなす木製の衝撃吸収材充填層11,12には長手方
向に直交する複数の仕切用円板13が適宜間隔を置いて配
設される。航空機に積載していた輸送容器１が事故によ
って落下し障害物の表面に衝突して垂直衝撃を受けたと
きには複数の仕切用円板13が衝撃エネルギをより効率的
に木製の衝撃吸収材７に吸収させるようにする。また、
水平衝撃を受けたときには仕切用円筒10が衝撃エネルギ
をより効率的に木製の衝撃吸収材７に吸収させるように
する。しかし、仕切用円筒10および仕切用円板13は別個
独立しているので、前記鋼製の殻の場合に見られたよう
な弾丸効果はない。 第２実施例を示す第２図の例では、仕切用円筒10の両側
に仕切用円環14を取付け、輸送容器１が垂直衝撃を受け
たときに複数の仕切用円板13と共に仕切用円環14も同じ
働きをするようにして、衝撃エネルギをより効率的に外
部容器６と内部容器５との間の円筒状をなす木製の衝撃
吸収材充填層９の木製衝撃吸収材７に吸収させるように
している。 外部容器６は、２枚の薄鋼板6a,6bが単に重ね合わされ
て積層構造をなすものであって、従来のように接着によ
って一体化させたり一枚の鋼板で形成されてはいない。
このように内外２層を単なる重ね合わせによる積層構造
とすることによって、通常時は所定の構造強度を発揮し
ているが、衝撃時にはそれぞれの薄鋼板6a,6bが容易に
塑性座屈して破裂を可及的回避させ、座屈変形による衝
撃エネルギーの吸収を可能とする。薄鋼板枚数は２枚と
した例しか図示していないが、更に大型の核燃料航空輸
送容器の場合には２枚以上として２層以上の嵌合構造と
してもよい。また外部容器６は、前記した一定の構造強
度を適切な塑性座屈を生じさすことが可能であれば、木
製衝撃吸収材７と共に２つ以上に分割し、その分割構造
体を更に複数の薄板で一体化してもよい。 一般に円筒殻に内圧が加わったときのたが張り応力は子
午線応力の２倍となるから、衝撃時の外部容器６の両端
部における破裂防止と塑性変形による効率的な衝撃エネ
ルギ吸収を図るために、外部容器６の両端部に鋼製カバ
ー15,15を嵌着させ、更に各鋼製カバー15,15にゴムリン
グ16を嵌着させて、輸送容器１が高所から落下する際に
外部容器６の両端部に加わる衝撃エネルギをこのゴムリ
ング16で吸収したり輸送容器取扱時の打撲防止を図ると
よい。 上記した内部容器５、外部容器６、鋼製カバー15の衝撃
時の破裂防止と突起物による貫通防止のため、表面を繊
維強化樹脂で補強することは有効である。図の符号17は
かかる繊維強化樹脂ライニング層を示す。この場合の補
強用繊維としては特に高強度の高分子で折れ曲がりにく
い剛直高分子繊維（例えばアラミド繊維）が好適であ
る。アラミド繊維製織布を巻きつけてエポキシ樹脂等で
接着することで耐衝撃性、耐カット性に勝れたライニン
グ層17が得られる。

【発明の効果】

以上の説明からわかるように、本発明における仕切用円
筒と仕切用円板の配設は、輸送容器が衝撃を受けたとき
に、木製衝撃吸収材で衝撃エネルギをより効率的に吸収
するうえで甚だ有効であり、しかも、仕切用円筒および
仕切用円板は別個独立しているので、前記鋼製の殻の場
合に見られた輸送容器の破壊に荷担するような弾丸効果
は生じないようにできるという点で甚だ優れており、仕
切用円筒の両側に仕切用円環を取付けるときには更に有
効である。また外部容器を複数枚の薄鋼板が単に重なり
合う積層構造とすると容易に塑性座屈することになって
衝撃エネルギを吸収し、輸送容器の破裂を可及的回避さ
せることができる。こうして、本発明によれば、従来の
容器に比べて最低２倍のプルトニウムを輸送できるよう
になり、商業用再処理工場の製品プルトニウム貯蔵缶及
び密封容器を収納でき、従来容器で必要であった詰替施
設を不要とするといった副次的効果も期待できることに
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる核燃料航空輸送容器の一実施例を
示す断面図、第２図は第１図の核燃料航空輸送容器の一
部を切断して内部を現した斜視図である。 １……核燃料航空輸送容器、２……核燃料収容体、３…
…密封容器、４……緩衝材、５……内部容器、６……外
部容器、6a,6b……外部容器を構成する薄鋼板、７……
木製衝撃吸収材、９……円筒状をなす木製の衝撃吸収材
充填層、10……仕切用円筒、11,12……左右の円柱状を
なす木製の衝撃吸収材充填層、13……仕切用円板、14…
…仕切用円環、15……鋼製カバー、16……ゴムリング、
17……繊維強化樹脂ライニング層。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】核燃料収容体を封じ込めた密封容器と、充
   填した衝撃吸収材で前記した密封容器をほぼ中央に内蔵
   した内部容器と、充填した木製の衝撃吸収材で前記した
   内部容器をほぼ中央に内蔵した外部容器とからなる核燃
   料航空輸送容器において、外部容器と内部容器との間の
   円筒状をなす木製の衝撃吸収材充填層には該内部容器と
   対峙する中間位置に仕切用円筒が同心状に配設され、ま
   た内部容器の端面と接する左右の円柱状をなす木製の衝
   撃吸収材充填層には長手方向に直交する複数の仕切用円
   板が適宜間隔を置いて配設されることを特徴とする核燃
   料航空輸送容器。
2. 【請求項２】仕切用円筒の両側に仕切用円環を取付けた
   請求項１の核燃料航空諭送容器。
3. 【請求項３】外部容器は複数枚の薄鋼板が単に重ね合わ
   されて積層構造をなす請求項１の核燃料航空輸送容器。