JPH058799B2 - - Google Patents
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- JPH058799B2 JPH058799B2 JP59219440A JP21944084A JPH058799B2 JP H058799 B2 JPH058799 B2 JP H058799B2 JP 59219440 A JP59219440 A JP 59219440A JP 21944084 A JP21944084 A JP 21944084A JP H058799 B2 JPH058799 B2 JP H058799B2
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- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 claims description 50
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 35
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は使用済燃料集合体の平均燃焼度をガン
マ線測定により非破壊的に定量する使用済燃料集
合体の非破壊測定方法およびその装置に関する。
マ線測定により非破壊的に定量する使用済燃料集
合体の非破壊測定方法およびその装置に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
一般に、使用済燃料集合体内に蓄積された長半
減期の核分裂生成核種（以下FPという）の濃度
は、その照射期間中の燃焼度にほぼ比例する。
減期の核分裂生成核種（以下FPという）の濃度
は、その照射期間中の燃焼度にほぼ比例する。
使用済燃料から放出されるガンマ線のスペクト
ルをゲルマニウム検出器等の高分解能のガンマ線
検出器で測定し、注目するFPの計数率と燃焼度
との比例性を用いて燃焼度を定量する方法が非破
壊測定方法の一つとしてよく知られている。この
ようなFPの代表例としては、半減期30.2年の
Cs137があげられる。
ルをゲルマニウム検出器等の高分解能のガンマ線
検出器で測定し、注目するFPの計数率と燃焼度
との比例性を用いて燃焼度を定量する方法が非破
壊測定方法の一つとしてよく知られている。この
ようなFPの代表例としては、半減期30.2年の
Cs137があげられる。
このような方法を使用済燃料集合体の非破壊測
定に適用して使用済燃料集合体の平均の燃焼度を
求める場合には、使用済燃料集合体内の各燃料棒
で燃焼度が異なり、水平方向分布を有しているた
め、断面四角形状の使用済燃料集合体周辺の対称
な４方向または対向する２方向からガンマ線の測
定を行ない、これらの計数率の平均値から燃焼度
を求める方法が従来行われている。
定に適用して使用済燃料集合体の平均の燃焼度を
求める場合には、使用済燃料集合体内の各燃料棒
で燃焼度が異なり、水平方向分布を有しているた
め、断面四角形状の使用済燃料集合体周辺の対称
な４方向または対向する２方向からガンマ線の測
定を行ない、これらの計数率の平均値から燃焼度
を求める方法が従来行われている。
断面四角形状の通常の使用済燃料集合体の場合
には、一つの対角方向にほぼ対称な燃焼度分布を
持つため対向する２方向（通常コーナー方向）か
らの測定が行われるが、炉心の周辺部に長く配置
されていた使用済燃料集合体の場合には、必ずし
も分布が対称でないため４方向からの測定が必要
となる。この場合、ガンマ線コリメータおよび検
出器等からなる１台のガンマ線スペクトル測定装
置を用い、使用済燃料集合体を回転させて順次各
２方向または４方向からの測定を行なう第１の方
法、あるいは複数のガンマ線スペクトル測定装置
を、使用済燃料集合体を挾んで対称的な位置に配
置し、２方向または４方向からの測定を同時に行
なう第２の方法が考えられる。
には、一つの対角方向にほぼ対称な燃焼度分布を
持つため対向する２方向（通常コーナー方向）か
らの測定が行われるが、炉心の周辺部に長く配置
されていた使用済燃料集合体の場合には、必ずし
も分布が対称でないため４方向からの測定が必要
となる。この場合、ガンマ線コリメータおよび検
出器等からなる１台のガンマ線スペクトル測定装
置を用い、使用済燃料集合体を回転させて順次各
２方向または４方向からの測定を行なう第１の方
法、あるいは複数のガンマ線スペクトル測定装置
を、使用済燃料集合体を挾んで対称的な位置に配
置し、２方向または４方向からの測定を同時に行
なう第２の方法が考えられる。
しかしながら、第１の方法では、ガンマ線スペ
クトル測定装置の設置スペースは比較的少なくて
済むが、燃料集合体断面内のガンマ線強度分布が
対称でないため、２方向または４方向からの測定
が必要であり、１方向測定に較べて２倍または４
倍の測定時間が必要となる。また、使用済燃料集
合体を回転して検出器の方向に正確に設定する必
要があり、このような設定に時間を要し、さらに
測定時間を長くするという問題がある。
クトル測定装置の設置スペースは比較的少なくて
済むが、燃料集合体断面内のガンマ線強度分布が
対称でないため、２方向または４方向からの測定
が必要であり、１方向測定に較べて２倍または４
倍の測定時間が必要となる。また、使用済燃料集
合体を回転して検出器の方向に正確に設定する必
要があり、このような設定に時間を要し、さらに
測定時間を長くするという問題がある。
また、第２の方法では、複数の方向から同時測
定ができ、使用済燃料集合体を回転する必要もな
いため、測定等にかかる時間は少なくてすむが、
大きな空間を占有する大がかりなガンマ線スペク
トル測定装置を、使用済燃料集合体を挾んで対称
的に複数設置しなければならず、著しく広い空間
を必要とするとともに、測定装置に多大な費用が
かかるという問題がある。
定ができ、使用済燃料集合体を回転する必要もな
いため、測定等にかかる時間は少なくてすむが、
大きな空間を占有する大がかりなガンマ線スペク
トル測定装置を、使用済燃料集合体を挾んで対称
的に複数設置しなければならず、著しく広い空間
を必要とするとともに、測定装置に多大な費用が
かかるという問題がある。
［発明の目的］
本発明はかかる従来の事情に対処してなされた
もので、ガンマ線スペクトル測定装置の設置スペ
ースを広げることなく、かつ短い測定時間で燃焼
度の測定を効率的に行なうことができる使用済燃
料集合体の非破壊測定方法およびその装置を提供
しようとするものである。
もので、ガンマ線スペクトル測定装置の設置スペ
ースを広げることなく、かつ短い測定時間で燃焼
度の測定を効率的に行なうことができる使用済燃
料集合体の非破壊測定方法およびその装置を提供
しようとするものである。
［発明の概要］
すなわち本発明は、非破壊測定すべき使用済燃
料集合体周辺の一方向から長半減期の核分裂生成
核種のガンマ線強度を測定するとともに前記使用
済燃料集合体周辺の前記一方向を含めた対称な複
数方向からグロスガンマ線強度分布を測定し、前
記一方向のグロスガンマ線強度を対する前記複数
方向のグロスガンマ線強度平均値の比を求め、こ
の値を前記核分裂生成核種のガンマ線強度に乗算
し前記使用済燃料集合体の前記核分裂生成核種の
ガンマ線強度平均値を求め、この後予め較正した
核分裂生成核種のガンマ線強度と燃焼度との相関
関係を用いて前記使用済燃料集合体の平均の燃焼
度を求めることを特徴とする使用済燃料集合体の
非破壊測定方法、および、非破壊測定すべき使用
済燃料集合体周辺の一方向に設置されるガンマ線
スペクトル測定装置と、前記使用済燃料集合体周
辺の近傍に前記一方向を含め複数方向の対称等距
離の位置にそれぞれ設置されるグロスガンマ線測
定装置とからなることを特徴とする使用済燃料集
合体の非破壊測定測置である。
料集合体周辺の一方向から長半減期の核分裂生成
核種のガンマ線強度を測定するとともに前記使用
済燃料集合体周辺の前記一方向を含めた対称な複
数方向からグロスガンマ線強度分布を測定し、前
記一方向のグロスガンマ線強度を対する前記複数
方向のグロスガンマ線強度平均値の比を求め、こ
の値を前記核分裂生成核種のガンマ線強度に乗算
し前記使用済燃料集合体の前記核分裂生成核種の
ガンマ線強度平均値を求め、この後予め較正した
核分裂生成核種のガンマ線強度と燃焼度との相関
関係を用いて前記使用済燃料集合体の平均の燃焼
度を求めることを特徴とする使用済燃料集合体の
非破壊測定方法、および、非破壊測定すべき使用
済燃料集合体周辺の一方向に設置されるガンマ線
スペクトル測定装置と、前記使用済燃料集合体周
辺の近傍に前記一方向を含め複数方向の対称等距
離の位置にそれぞれ設置されるグロスガンマ線測
定装置とからなることを特徴とする使用済燃料集
合体の非破壊測定測置である。
［発明の実施例］
以下本発明方法およびその装置の詳細を一実施
例について図面を用いて説明する。
例について図面を用いて説明する。
第２図は本発明の使用済燃料集合体の非破壊測
定装置の一実施例を示すもので、この装置はガン
マ線コリメータ１および高分解能ガンマ線検出器
２等からなる１台のガンマ線スペクトル測定装置
３と、断面四角形状の使用済燃料集合体４の周辺
の対称位置に４個のエネルギー積分型ガンマ線検
出器５を配置した小型のグロスガンマ線測定装置
６とから構成されている。
定装置の一実施例を示すもので、この装置はガン
マ線コリメータ１および高分解能ガンマ線検出器
２等からなる１台のガンマ線スペクトル測定装置
３と、断面四角形状の使用済燃料集合体４の周辺
の対称位置に４個のエネルギー積分型ガンマ線検
出器５を配置した小型のグロスガンマ線測定装置
６とから構成されている。
ここで高分解能ガンマ線検出器２としては、イ
ントリンシツクGe、Ge（Li）、CdTl等の半導体検
出器が用いられる。また、グロスガンマ線検出器
６としては、ガンマ線イオンチエンバー、シンチ
レーシヨン検出器等が用いられる。
ントリンシツクGe、Ge（Li）、CdTl等の半導体検
出器が用いられる。また、グロスガンマ線検出器
６としては、ガンマ線イオンチエンバー、シンチ
レーシヨン検出器等が用いられる。
一般に、この測定装置を用いた測定はプール水
中で行なわれ、それぞれの検出器からの信号はプ
ール外に配置されるエレクトロニクス測定回路系
に導かれてデータ処理が行なわれる。
中で行なわれ、それぞれの検出器からの信号はプ
ール外に配置されるエレクトロニクス測定回路系
に導かれてデータ処理が行なわれる。
第１図は本発明の使用済燃料集合体の非破壊測
定方法の一実施例のフローチヤートを示すもの
で、この実施例では、まずガンマ線スペクトル測
定装置３により使用済燃料集合体４の１方向から
測定した長半減期FP（Cs137）のガンマ線強度I1
が求められ、これと同時にグロスガンマ線測定装
置６により使用済燃料集合体４の周辺対称２方向
または４方向から同時に測定したグロスガンマ線
強度の平均値GAVと前記１方向（ガンマ線スペク
トル測定装置の方向）のグロスガンマ線強度G1
との比Ｒが求められる。ここで Ｒ＝GAV÷G1 である。
定方法の一実施例のフローチヤートを示すもの
で、この実施例では、まずガンマ線スペクトル測
定装置３により使用済燃料集合体４の１方向から
測定した長半減期FP（Cs137）のガンマ線強度I1
が求められ、これと同時にグロスガンマ線測定装
置６により使用済燃料集合体４の周辺対称２方向
または４方向から同時に測定したグロスガンマ線
強度の平均値GAVと前記１方向（ガンマ線スペク
トル測定装置の方向）のグロスガンマ線強度G1
との比Ｒが求められる。ここで Ｒ＝GAV÷G1 である。
そして、前記FPガンマ線強度I1に前記グロス
ガンマ線強度比Ｒを乗算して使用済燃料集合体４
の平均のFPガンマ線強度（近似値）IAVが求めら
れる。すなわち、IAV≒I1×Ｒ＝I1×GAV÷G1であ
る。
ガンマ線強度比Ｒを乗算して使用済燃料集合体４
の平均のFPガンマ線強度（近似値）IAVが求めら
れる。すなわち、IAV≒I1×Ｒ＝I1×GAV÷G1であ
る。
次に予め較正されたFPガンマ線強度と燃焼度
との相関関係を用いて使用済燃料集合体４の平均
の燃焼度が求められる。ここで使用済燃料集合体
４からのグロスガンマ線強度は、燃料取り出し後
の冷却期間が約２年以上では、長半減期のFP（特
にCs137およびCs134等）のガンマ線の寄与がほ
とんどとなり、燃焼度にほぼ比例する。このこと
は、例えば米国特許4335466号に記載されている。
との相関関係を用いて使用済燃料集合体４の平均
の燃焼度が求められる。ここで使用済燃料集合体
４からのグロスガンマ線強度は、燃料取り出し後
の冷却期間が約２年以上では、長半減期のFP（特
にCs137およびCs134等）のガンマ線の寄与がほ
とんどとなり、燃焼度にほぼ比例する。このこと
は、例えば米国特許4335466号に記載されている。
第３図は縦軸に使用済燃料集合体のグロスガン
マ線強度Ｒを、横軸に燃焼度Ｂをとり、これらの
相関関係を示している。
マ線強度Ｒを、横軸に燃焼度Ｂをとり、これらの
相関関係を示している。
すなわち、冷却期間Ｔが1.5年以上では近似的
に Ｒ＝CBd の関係式が成り立つ。ここでＣは比例係数であ
り、またベキ数ｄは1.5≦Ｔ≦10年の冷却期間の
範囲で1.1≦ｄ≦1.35の間で変化する。
に Ｒ＝CBd の関係式が成り立つ。ここでＣは比例係数であ
り、またベキ数ｄは1.5≦Ｔ≦10年の冷却期間の
範囲で1.1≦ｄ≦1.35の間で変化する。
なお、グロスガンマ線の平均エネルギーもおよ
そ0.6〜0.8MeVとなり、Cs137のガンマ線エネル
ギー（0.66MeV）に近いため使用済燃料集合体
４内のこれらのガンマ線の減衰がほぼ等しくな
る。従つて、使用済燃料集合体４の周方向から測
定するグロスガンマ線強度分布は、Cs137のガン
マ線強度分布にほぼ比例することとなる。
そ0.6〜0.8MeVとなり、Cs137のガンマ線エネル
ギー（0.66MeV）に近いため使用済燃料集合体
４内のこれらのガンマ線の減衰がほぼ等しくな
る。従つて、使用済燃料集合体４の周方向から測
定するグロスガンマ線強度分布は、Cs137のガン
マ線強度分布にほぼ比例することとなる。
グロスガンマ線検出器の使用済燃料集合体４か
らの距離の調整およびガンマ線吸収体の利用等に
より、さらに良好な両者の分布の比例性を得るこ
とができる。なお、使用済燃料集合体４の４コー
ナーから測定されるCs137のガンマ線強度の差は
沸騰水型原子炉燃料の場合10％を越えることがあ
るが、通常はかなり小さいものである。
らの距離の調整およびガンマ線吸収体の利用等に
より、さらに良好な両者の分布の比例性を得るこ
とができる。なお、使用済燃料集合体４の４コー
ナーから測定されるCs137のガンマ線強度の差は
沸騰水型原子炉燃料の場合10％を越えることがあ
るが、通常はかなり小さいものである。
なお、以上述べた実施例では燃焼度を求めた例
について説明したが、本発明はかかる実施例に限
定されるものではなく、長半減期のFPガンマ線
強度又は異なる二種の長半減期FPガンマ線強度
比から導出される全プルトニウム濃度対全ウラン
濃度比、核分裂性核種濃度、濃縮度、冷却時間等
の他の燃焼パラメータの測定にも適用できる。
について説明したが、本発明はかかる実施例に限
定されるものではなく、長半減期のFPガンマ線
強度又は異なる二種の長半減期FPガンマ線強度
比から導出される全プルトニウム濃度対全ウラン
濃度比、核分裂性核種濃度、濃縮度、冷却時間等
の他の燃焼パラメータの測定にも適用できる。
［発明の効果］
以上述べたように本発明の使用済燃料集合体の
非破壊測定方法およびその装置によれば、１方向
からのガンマ線スペクトル測定と、２または４方
向からのグロスガンマ線測定により、燃焼度を求
めることができるので、広い設置スペースを要す
るガンマ線スペクトル測定装置は１台のみです
み、設置スペースの拡大や装置コストの上昇を招
くことがない。
非破壊測定方法およびその装置によれば、１方向
からのガンマ線スペクトル測定と、２または４方
向からのグロスガンマ線測定により、燃焼度を求
めることができるので、広い設置スペースを要す
るガンマ線スペクトル測定装置は１台のみです
み、設置スペースの拡大や装置コストの上昇を招
くことがない。
また、使用済燃料集合体周辺の対称位置からの
２または４方向からのグロスガンマ線測定と、使
用済燃料集合体の１方向から同時に測定した長半
減期FP（Cs137）のガンマ線強度とから、一回の
測定で使用済燃料集合体周方向平均の燃焼度を求
めることができる。すなわち、使用済燃料集合体
軸方向一点につき一回の測定で周方向平均の燃焼
度を導出でき、さらに軸方向数点の測定を行うこ
とにより使用済燃料集合体平均の燃焼度を求める
ことができる。したがつて、ガンマ線スペクトル
測定装置を１台のみ用いた従来方法のように、使
用済燃料集合を周方向に回転し２方向または４方
向から測定を行う必要がなく、短時間で確実に燃
焼度の測定を行うことができる。
２または４方向からのグロスガンマ線測定と、使
用済燃料集合体の１方向から同時に測定した長半
減期FP（Cs137）のガンマ線強度とから、一回の
測定で使用済燃料集合体周方向平均の燃焼度を求
めることができる。すなわち、使用済燃料集合体
軸方向一点につき一回の測定で周方向平均の燃焼
度を導出でき、さらに軸方向数点の測定を行うこ
とにより使用済燃料集合体平均の燃焼度を求める
ことができる。したがつて、ガンマ線スペクトル
測定装置を１台のみ用いた従来方法のように、使
用済燃料集合を周方向に回転し２方向または４方
向から測定を行う必要がなく、短時間で確実に燃
焼度の測定を行うことができる。
第１図は本発明の使用済燃料集合体の非破壊測
定方法の一実施例を示すフローチヤート、第２図
は本発明の使用済燃料集合体の非破壊測定装置の
一実施例を示す上面図、第３図は使用済燃料集合
体のグロスガンマ線強度およびCs137ガンマ線強
度と燃焼度との関係を示すグラフである。 ３…ガンマ線スペクトル測定装置、４…使用済
燃料集合体、６…グロスガンマ線測定装置。
定方法の一実施例を示すフローチヤート、第２図
は本発明の使用済燃料集合体の非破壊測定装置の
一実施例を示す上面図、第３図は使用済燃料集合
体のグロスガンマ線強度およびCs137ガンマ線強
度と燃焼度との関係を示すグラフである。 ３…ガンマ線スペクトル測定装置、４…使用済
燃料集合体、６…グロスガンマ線測定装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 非破壊測定すべき使用済燃料集合体周辺の一
方向から長半減期の核分裂生成核種のガンマ線強
度を測定するとともに前記使用済燃料集合体周辺
の前記一方向を含めた対称な複数方向からグロス
ガンマ線強度分布を測定し、前記一方向のグロス
ガンマ線強度に対する前記複数方向のグロスガン
マ線強度平均値の比を求め、この値を前記核分裂
生成核種のガンマ線強度に乗算し前記使用済燃料
集合体の前記核分裂生成核種のガンマ線強度平均
値を求め、この後予め較正した核分裂生成核種の
ガンマ線強度と燃焼度との相関関係を用いて前記
使用済燃料集合体の平均の燃焼度を求めることを
特徴とする使用済燃料集合体の非破壊測定方法。 ２ 非破壊測定すべき使用済燃料集合体周辺の一
方向に設置されるガンマ線スペクトル測定装置
と、前記使用済燃料集合体周辺の近傍に前記一方
向を含めた複数方向の対称等距離の位置にそれぞ
れ設置されるグロスガンマ線測定装置とからなる
ことを特徴とする使用済燃料集合体の非破壊測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59219440A JPS6197594A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 使用済燃料集合体の非破壊測定方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59219440A JPS6197594A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 使用済燃料集合体の非破壊測定方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6197594A JPS6197594A (ja) | 1986-05-16 |
| JPH058799B2 true JPH058799B2 (ja) | 1993-02-03 |
Family
ID=16735438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59219440A Granted JPS6197594A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 使用済燃料集合体の非破壊測定方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6197594A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010151696A (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Toshiba Corp | 燃焼度計測装置および燃焼度計測方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61262692A (ja) * | 1985-05-16 | 1986-11-20 | 東京電力株式会社 | 使用済燃料の非破壊測定方法 |
| DE10306648B3 (de) * | 2003-02-18 | 2004-07-01 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Verfahren zur Messung einer relativen Größe des Abbrandes von Brennelementen eines Kugelhaufen-Hochtemperaturreaktors (HTR), sowie dazu geeignete Vorrichtung |
| JP5582402B2 (ja) * | 2010-11-29 | 2014-09-03 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | ガンマスキャン装置 |
-
1984
- 1984-10-19 JP JP59219440A patent/JPS6197594A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010151696A (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Toshiba Corp | 燃焼度計測装置および燃焼度計測方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6197594A (ja) | 1986-05-16 |
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