容器、中子屏蔽体用组合物和中子屏蔽体制造法制造技术

一种容器（１００），其特征在于，其中包括：躯干本体（１０１），其内部具有由方管（１３２）或板状部件构成的筐（１３０），该方管由收容使用过的燃料集合体的单元（１３１）构成；　　　　中子屏蔽体，其在所述躯干本体（１０１）与其外周设置的外筒（１０５）之间，填充含有以高分子为主体的中子屏蔽材料和耐火材料和密度增加剂的中子屏蔽体用组合物（１０６）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及中子屏蔽体用组合物，特别是涉及适合于使用过的燃料的贮藏和运输用容器的中子屏蔽体制造用的组合物。还涉及使用该中子屏蔽体用组合物的容器。
技术介绍
近年来随着原子能产业的发展，各种原子能设施，例如原子反应堆、燃料再处理厂等正在各地建设，但这些各种的原子能设施等必须极力降低人体所受放射线的量，而且结构材料和机器材料不由放射线而受到损伤。即从各种原子能设施等的燃料或使用过的燃料(也叫做再利用燃料)产生的中子，其能量具有高强的透射力，与其他物质碰撞则产生γ线，对原子能设施等的各种材料有损伤，所以，要进行能安全可靠屏蔽该中子和γ线的中子屏蔽体的开发。 现有中子屏蔽体是使用混凝土，但该混凝土作为屏蔽壁必须相当厚，该中子屏蔽体对如原子能船舶那样在容积上有限制的原子能设施是不适合的，因此，希望中子屏蔽体减薄。 在这里，中子中的高速中子，通过和质量几乎相同的氢元素的碰撞，吸收能量，使效果降低。因此，氢的密度高，即含氢率高的物质对屏蔽高速中子有效，例如水、石蜡、聚乙烯等可用作中子屏蔽体。该水等液体比混凝土轻，仅限于液体处理，而且收容该水等液体容器本身材质的中子屏蔽能力成为问题。 对中子的屏蔽，因氢含有率高，则作为中子的减速材料就效果大，石蜡、聚乙烯等聚烯系热塑性树脂、不饱和聚酯树脂等热固性树脂、环氧树脂等的树脂作为中子屏蔽材料，配合微量的硼化合物在使用。而对γ线的屏蔽，是配置具有覆盖中子屏蔽体本体外侧形状的γ线屏蔽用结构物来进行屏蔽。 在万一发生火灾时也能维持一定程度以上中子屏蔽能力的中子屏蔽体也在进行开发。关于这点，作为耐火材料配合有大量氢氧化铝粉末和氢氧化镁粉末等的中子屏蔽体被提案(特开2001-108787号公报、特许第3150672号公报)。 但对中子的屏蔽，在谋求能更安全可靠屏蔽中子的中子屏蔽体。对γ线的屏蔽，现在主要使用着的由树脂等构成的中子屏蔽体，其比重小到0.9～1.2，不适于对屏蔽高速中子时产生的γ线进行屏蔽。需要在中子屏蔽体本体外侧，配置使用了比重大的材料的γ线屏蔽用结构物。即，中子屏蔽体自身不能满足中子屏蔽能力和对γ线的屏蔽。 必须在中子屏蔽体本体外侧配置使用了比重大的材料的γ线屏蔽用结构物，这对容积上有限制的原子能设施等来说不能说是最佳形式，不仅对中子屏蔽能，而且对中子屏蔽体自身的γ线屏蔽能力也期望其提高。 对耐火性，氢氧化铝的脱水热解温度是245～326℃，而氢氧化镁的脱水热解温度是340～390℃，所以作为耐火材料，考虑氢氧化镁粉末更合适。但使用氢氧化镁粉末时，其组合物的粘度上升，有混练·填充需要大量时间和劳力的问题点，和残留卷入树脂内部的空隙而有可能降低中子屏蔽能力的问题点。因此，实际上没有在容器中使用氢氧化镁粉末的例子，而且也没有对氢氧化镁粉末的粒径进行讨论的例子。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述课题而开发的，目的在于提供一种能有效屏蔽中子和γ线，且耐火性优良的中子屏蔽体组合物和使用它的容器。提供一种操作性好的中子屏蔽体组合物也是其目的。 本专利技术的目的至少是解决上述课题。 本专利技术的容器包括躯干本体，其内部具有由方管或板状部件构成的筐，该方管由收容使用过燃料集合体的单元构成；中子屏蔽体，其在所述躯干本体与其外周设置的外筒之间，填充含有以高分子为主体的中子屏蔽材料和耐火材料和密度增加剂的中子屏蔽体用组合物。 本专利技术的容器包括躯干本体，其内部具有由方管或板状部件构成的筐，该方管由收容使用过的燃料集合体的单元构成；中子屏蔽体，其在所述躯干本体与其外周设置的外筒之间，填充含有以高分子为主体的中子屏蔽材料和粒径是1.5～15μm的氢氧化镁粉末的中子屏蔽体用组合物。 本专利技术的中子屏蔽体用组合物是适合于容器的中子屏蔽体制造用的组合物，其含有以高分子为主体的中子屏蔽材料和粒径是1.5～15μm的氢氧化镁粉末。 本专利技术的中子屏蔽体用组合物是适合于容器的中子屏蔽体制造用的组合物，其含有以高分子为主体的中子屏蔽材料和耐火材料和密度增加剂。 本专利技术的中子屏蔽体用组合物是适合于容器的中子屏蔽体制造用的组合物，其含有以高分子为主体的中子屏蔽材料20～55％质量，所述固化剂4～55％质量，所述耐火材料5～60％质量，所述密度增加剂5～40％质量，硼化合物0.5～10质量。 本专利技术的中子屏蔽体制造法，作为结构成分含有以高分子为主体的中子屏蔽材料，是能一边维持屏蔽γ线性能，一边提高屏蔽中子效果的中子屏蔽体的制造法，把所述以高分子为主体的中子屏蔽材料以外的结构成分用密度增加剂来置换，这样把中子屏蔽体用组合物的比重维持在1.62～1.72g/cm3。 以上所述和本专利技术其他的目的、特点、优点，从下面对专利技术的详细说明中就可明了。 附图说明 图1是表示本专利技术中子屏蔽体用组合物一实施例的概念图；图2是表示本专利技术中子屏蔽体用组合物中密度增加剂与氢含有量关系的特性图；图3是表示本专利技术密度增加剂的密度与中子屏蔽体外侧的中子线+二次γ线量相对比的关系的特性图；图4是表示适用于本专利技术的容器结构的立体图；图5是表示图4所示容器结构的轴向剖面图；图6是表示图4所示容器结构的径向剖面图；图7是表示容器的概要说明图，该容器的躯干本体内具有由板状部件构成的筐；图8是表示耐火试验容器的图。 具体实施方式 下面详细说明本专利技术的实施例。本专利技术并不限定于该实施例。本说明书和附图中“中子屏蔽体用组合物”与“树脂”是同义的。 (1)中子屏蔽体用组合物首先说明本专利技术的中子屏蔽体用组合物。中子屏蔽体用组合物，作为它的基本成分是作为主剂的以高分子为主体的中子屏蔽材料和固化剂和硼化合物的混合物。通过在该基本成分中混入耐火材料，则能赋与其阻燃性。而且通过混入碳精粉和/或密度增加剂，能更提高γ线屏蔽能力、中子屏蔽能力、操作性等。下面详细说明各成分，只要不是特别说明的，则可使用从市场购买的。 ①以高分子作主体的中子屏蔽材料作为以高分子作主体的中子屏蔽材料，例如代表性的可以举出聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等聚烯烃系树脂及环氧树脂。所谓环氧树脂，意指含可交联的环氧基的树脂。 作为环氧树脂，例如，可以举出缩水甘油醚型/2官能酚型环氧树脂、缩水甘油醚型/醇型环氧树脂、缩水甘油醚型环氧树脂、脂肪族环氧树脂、脂环族环氧树脂、改性环氧树脂等，还可以举出在这些环氧树脂的环结构上加氢的加氢环氧树脂等。其中，加氢环氧树脂是优选的。环氧树脂既可以使用1种，也可以2种以上环氧树脂混合使用。 另外，作为环氧树脂的具体例子，作为缩水甘油醚型/2官能酚型环氧树脂，可以举出双酚型环氧树脂、单环型芳香族环氧树脂、缩合多环型环氧树脂，作为缩水甘油醚型/醇型环氧树脂，可以举出多酚型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、亚甲基取代型酚醛清漆型环氧树脂、亚烷基改性的酚醛清漆型环氧树脂、烷氧基改性的酚醛清漆型环氧树脂等，作为脂环族环氧树脂，可以举出直接氧化的脂环式环氧树脂、由官能基的缩水甘油醚化的脂环式环氧树脂、环戊二烯型环氧树脂、链上脂肪族环氧树脂，作为改性环氧树脂，可以举出聚硅氧烷改性环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、聚酰亚胺及聚酰胺改性的环氧树脂、光固化性环氧树脂等，其他还可以举出含磷环氧树脂、含硫环氧树脂、含氮环氧树脂等。作为加氢环氧树脂，可以举出加氢双酚A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种容器(100)，其特征在于，其中包括躯干本体(101)，其内部具有由方管(132)或板状部件构成的筐(130)，该方管由收容使用过的燃料集合体的单元(131)构成；中子屏蔽体，其在所述躯干本体(101)与其外周设置的外筒(105)之间，填充含有以高分子为主体的中子屏蔽材料和耐火材料和密度增加剂的中子屏蔽体用组合物(106)。2.如权利要求1所述的容器(100)，其特征在于，其还设置有盖部(109)，该盖部在其上面和/或周围，封入了含有以高分子为主体的中子屏蔽材料和耐火材料和密度增加剂的中子屏蔽体用组合物(112、114)。3.一种容器(100)，其特征在于，其中包括躯干本体(101)，其内部具有由方管(132)或板状部件构成的筐(130)，该方管由收容使用过的燃料集合体的单元(131)构成；中子屏蔽体，其在所述躯干本体(101)与其外周设置的外筒(105)之间，填充含有以高分子为主体的中子屏蔽材料和作为耐火材料的粒径是1.5～15μm的氢氧化镁粉末和密度增加剂的中子屏蔽体用组合物(106)。4.如权利要求3所述的容器(100)，其特征在于，其还设置有盖部(109)，该盖部在其上面和/或周围，封入了含有以高分子为主体的中子屏蔽材料和作为耐火材料的粒径是1.5～15μm的氢氧化镁粉末和密度增加剂的中子屏蔽体用组合物(112、114)。5.一种容器(100)，其特征在于，其中包括躯干本体(101)，其内部具有由方管(132)或板状部件构成的筐(130)，该方管由收容使用过的燃料集合体的单元(131)构成；中子屏蔽体，其在所述躯干本体(101)与其外周设置的外筒(105)之间，填充含有以高分子为主体的中子屏蔽材料和作为耐火材料的粒径是1.5～15μm的氢氧化镁粉末的中子屏蔽体用组合物(106)。6.如权利要求5所述的容器(100)，其特征在于，其还设置有盖部(109)，该盖部在其上面和/或周围，封入了含有以高分子为主体的中子屏蔽材料和作为耐火材料的粒径是1.5～15μm的氢氧化镁粉末的中子屏蔽体用组合物(112、114)。7.一种中子屏蔽体用组合物，其特征在于，其是适于制造中子屏蔽体用的组合物，其中含有以高分子为主体的中子屏蔽材料和粒径是1.5～15μm的氢氧化镁粉末。8.一种中子屏蔽体用组合物，其特征在于，其适于制造中子屏蔽体用的组合物，其中含有以高分子为主体的中子屏蔽材料和耐火材料和密度增加剂。9.如权利要求7或8所述的中子屏蔽体用组合物，其特征在于，所述以高分子为主体的中子屏蔽材料是环氧树脂。10.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：石原伸夫，大园胜成，坂下毅一郎，大野淳，厚见真喜男，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：