[发明专利]放射性物质存储容器、放射性物质存储容器的制造装置及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及收容、运送、储存例如使用后核燃料集合体或被放射线污染的物质的重屏蔽容器那样的厚壁容器，特别涉及筒身部和底部一体成形的厚壁容器、作为大型压力机的液压缸使用的厚壁筒状物、收容被放射线污染的物质的罐。并且涉及制造省时省事、端面形状好的容器、筒状物及其制造装置、制造方法。

背景技术

用于收容、运送、暂时储存原子炉产生的使用后核燃料的重屏蔽容器、或大型压力机所用的液压缸等，采用筒高度和直径达数米的容器。这些容器，从屏蔽γ射线、耐高压等的要求考虑，有些容器的壁厚达数十厘米。下面，以收容、运送、暂时储存使用后核燃料的重屏蔽容器为例，说明用于这些用途的已往容器。

图29是表示已往的重屏蔽容器一例的断面图。该重屏蔽容器500，由不锈钢或碳素钢制的筒身部501a和底部501b形成容器501。由筐502和中子屏蔽体503构成。筐502配置在容器501内，用于收容使用后的核燃料集合体。中子屏蔽体503设在容器501的外周。中子屏蔽体503充填在外筒504与容器501之间的空间内，在容器501与外筒504之间，设有多个传热翅片(图未示)。筐502是采用添加了硼的材料，该硼具有中子吸收能。

在上述容器501上，用TIG焊接(tungsten-inert gas welding)或SAW焊接(submerged-are welding)焊接着不锈钢制或碳素钢制的底板501b。在该底板501b中封入了中子屏蔽材506。另外，在容器501的上部用螺栓安装着一次盖507和二次盖508。在二次盖508内封入了中子屏蔽材509。

使用后燃料集合体产生的γ射线被筒部501a、底板501b、一次盖507和二次盖508屏蔽。另外，中子被设在容器501外周的中子屏蔽材503、封入在底板501b及二次盖508内的中子屏蔽材506、二次盖508屏蔽。使用后燃料集合体的衰变热，从容器501通过传热翅片传递到外筒504，再从外筒504散到外部。

下面，说明已往制造图29所示重屏蔽容器的有底容器的方法。图30是表示制造图29所示重屏蔽容器的有底容器方法一例的说明图。首先，如图(a)所示，把锻拉成预定尺寸的金属坯61安装在带孔的砧座62上，用冲头63进行打孔。接着，如图(b)～(c)所示，将心轴65穿过金属坯61的孔64，一边旋转一边用锤子66将上述孔64扩开。接着，如图(d)所示，更换为大径的心轴67，用锤子68进行中空锻拉成形。这样，金属坯61变薄，成形为圆筒状的筒(图(e))。

图31是表示用爱氏冲管法制造有底容器的方法的说明图。该方法，是把冲头410推入已压入成形用模体内的金属坯200，将金属坯200成形为圆筒的方法，该金属坯200的断面形状是矩形，其对角线长度等于成形用模体的筒部300的内径。另外，由于金属坯200的断面形状是矩形，所以，在金属坯200与成形用模体之间存在着空间350(图(a′))。把金属坯200装入成形用模体的筒部300，把冲头410推入该金属坯200的中心时，因冲头410的金属胀压作用而引起金属塑性流动。该金属塑性流动，一边充满空间350，其中的一部分一边在成形用模体的筒部300内上升，金属坯200被成形为圆筒形状(图(b))。

另外，也可以用后方压力加工法(图未示)制造上述的重屏蔽容器的有底容器。该后方压力加工法是，把与成形用模体的内径略相等的圆形断面金属坯装入该成形用模体内后，借助沿着金属坯的中心线挤压的冲头的压缩力，在冲头与成形用模体之间引起金属塑性流动。使该金属一边朝后上方上升，一边将金属坯成形为长圆筒状。

用上述任一种方法，成形了圆筒状的筒部501a后，将底板501b焊接在其下部。另外，为了除去该焊接产生的热应力，要对整个容器501进行热处理。

但是，上述已往的重屏蔽容器500中，为了形成有底容器，是把底板501b用焊接接合在圆筒状的筒部501a上，所以，在焊接后要进行热处理。因此，制造费时费事。另外，在爱氏冲管法中，如图31所示，在空间350内上升的金属前端部分的温度下降，产生擦痕或波形形状的缺陷。另外，如该图所示，在圆筒端部，必然产生形状不良部(该图(b))，所以，必须要一定量地切除该部分，大幅度降低材料利用率。

另外，后方挤压加工法中，在成形用模体与金属坯之间，一边产生高摩擦力，一边将金属坯成形。因此，在金属坯的表面产生麻点或条状疵点等的缺陷，其修整作业很费时间。