JPH062221U - 放射線環境用超音波探触子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 高レベルの放射線環境下においても安定に使
用することが可能で、しかも被検査体の欠陥を正確に知
ることのできる放射線環境用超音波探触子を提供する。 【構成】 基部に振動子３を埋設した超音波伝導棒２
を、遮蔽体１の探触子穴５に挿入し、これによって、振
動子３が遮蔽体１と超音波伝導棒２とによって囲まれた
形とし、該振動子３を放射線から防護するようにした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、原子炉や核燃料再処理プラントなどの高放射線環境下において好適 に用いられる放射線環境用超音波探触子に関する。

【０００２】

【従来の技術】

超音波探触子を、原子炉や核燃料再処理プラントなどのセル室内で使用する場 合には、放射線から該超音波探触子を防護するために、例えば鉛やタングステン 化合物等によって、該超音波探触子を覆うことが行われている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところがこの場合、超音波探触子から送信される超音波を被検査体に効率良く 伝達することができない。また、ノイズのバックグラウンドが非常に大きく、正 確な情報を知ることは極めて困難である。このため、前記のような高レベルの放 射線環境下では探傷検査を行うことを断念せざるを得ないのが実情である。

【０００４】 本考案は、このような事情に鑑みてなされたもので、高レベルの放射線環境下 においても安定に使用することが可能で、しかも被検査体の欠陥を正確に知るこ とのできる放射線環境用超音波探触子を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

かかる目的を達成するために、本考案に係る放射線環境用超音波探触子にあっ ては、放射線遮蔽壁によって囲まれる探触子穴を有する遮蔽体と、探触子穴に挿 入され、長手方向に超音波を伝達する超音波伝導棒と、該超音波伝導棒の基部に 埋設され、超音波を送受する振動子とを具備する構成を採用している。

【０００６】

【作用】

本考案に係る放射線環境用超音波探触子にあっては、振動子が遮蔽体および超 音波伝導棒によって防護されているので、高レベルの放射線環境下に配置された 場合でも、放射線によって損傷を受けることが少ない。 振動子から発信された超音波は、超音波伝導棒の長手方向に伝達されて、その 先端面から被検査体中に伝達される。被検査体からの反射波が、再び超音波伝導 棒内に入射され振動子によって受信されて、被検査体の欠陥が探知される。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案に係る放射線環境用超音波探触子の一実施例について、図１を参 照して説明する。

【０００８】 該図１にあって、符号１は遮蔽体、２は超音波伝導棒、３は振動子であり、こ れらを主要構成要件として具備して本実施例の放射線環境用超音波探触子４が構 成されている。

【０００９】 遮蔽体１は、例えば鉛やタングステン化合物等よりなる略円柱状のものである 。 遮蔽体１には、放射線遮蔽壁１ａによって囲まれる探触子穴５が、該遮蔽体１ の上面（図１中、上側の面を上面とする。）に開口し、かつ該遮蔽体１の軸線に 沿って所定深さに形成されている。 本実施例においては、前記遮蔽体１の上面から下面にまで貫通する貫通穴６が 設けられるとともに、該貫通穴６の約下半分に、放射線遮蔽棒７が挿入されて該 貫通穴６の下方の開口面が塞がれ、これによって前記探触子穴５が形成されてい る。 貫通穴６の下端部付近には拡径部６ａが形成され、また放射線遮蔽棒１外周の 該拡径部６ａに対応する位置には、外方へ張り出して該拡径部６ａ内に嵌合され るリブ７ａが設けられている。リブ７ａの下面と拡径部６ａの底部内面との間に は、該リブ７ａを拡径部６ａ内上方へ付勢するバネ８が、放射線遮蔽棒７に外挿 された状態に装着されている。

【００１０】 超音波伝導棒２は、長手方向に超音波を伝達するもので、ステンレス鋼などか らなり、前記探触子穴５にほぼ隙間なく挿入される径および長さの円棒である。 探触子穴５の上端部付近、およびこれに対応する位置の超音波伝導棒２の外周 には、前記と同様に、それぞれ拡径部５ａおよびリブ２ａが形成され、また該リ ブ２ａの下面側には、前記と同様にして、バネ９が設けられている。 超音波伝導棒２の基端面と放射線遮蔽棒７の上端面とはろう付け接合されてい る。

【００１１】 振動子３は、前記超音波伝導棒２の基部に埋設されている。すなわち、超音波 伝導棒２の基部には、前記放射線遮蔽棒７の上端面との間で中空部を形成する凹 部１０が設けられ、振動子３は該凹部内の底部内壁面１０ａに接した状態で、該 凹部１０内に配設されている。振動子３と凹部内の底部内壁面１０ａとは、ろう 付け接合されている。 振動子３は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴ ｉＯ３）等からなり、その側面には遮蔽板（図示略）が接合されている。該遮蔽 板には鋼などが用いられる。

【００１２】 振動子３の背面には、該振動子３の背面側の超音波を減衰させるダンパ１１が 取り付けられている。該ダンパ１１は、振動子３の背面に鉛の板を貼り合わせる こと、あるいはタングステン化合物の粉末を塗り付けることなどにより形成され ている。

【００１３】 振動子３の背面側には、該振動子３に接続された２本のケーブル１２、１３が 延びており、そのうちの１本は前記ダンパ１１および放射線遮蔽棒７内を通して 外部の超音波発生装置（図示略）等に接続され、他の１本は外部に設置された光 ／電変換器（図示略）、さらに受信装置（図示略）等に接続されている。

【００１４】 また請求項２に記載のように、前記超音波伝導棒２の先端面、すなわち超音波 伝達面１４は、凹球面状に形成されておいる。これによって該超音波伝達面１４ より上方の或る一定箇所において超音波を収束させる構成となっている。

【００１５】 次に、このように構成された本実施例の放射線環境用超音波探触子４を、例え ば原子炉や核燃料再処理プラント等のセル室１５ａ内に配してセル１５の欠陥を 探知する方法と、それによって得られる効果について述べる。セル室１５ａ内は 、水が封入された状態にあるものとする。

【００１６】 超音波伝導棒２先端の超音波伝達面１４を、目的のセル（被検査体）１５の内 表面に向け、該内表面から所定距離離した状態、すなわち超音波伝達面１４から の超音波の収束位置をセル（被検査体）１５の内表面に合わせた状態で、該内表 面に沿って移動させていくと、振動子３から発信された超音波は、超音波伝導棒 ２の長手方向に直進して、超音波伝達面１４から水中に送信され、或る箇所にお いて収束され、セル（被検査体）１５中に伝達される。超音波はセル（被検査体 ）１５の内表面あるいは外表面で反射されて、再び超音波伝導棒２に入射され、 振動子３によって受信される。この時、セル（被検査体）１５に傷等の欠陥があ ると、超音波は異常な反射散乱を示すので、欠陥として検知される。

【００１７】 このように、本実施例の放射線環境用超音波探触子にあっては、高レベルの放 射線環境下で使用した場合でも、振動子３が遮蔽体１および超音波伝導棒２によ って周囲を囲繞され防護されているので、振動子３が放射線によって損傷を受け ることが少なく、終始安定して被検査体１５の欠陥探知を行うことができる。 このため、高いＳ／Ｎ比で正確に、被検査体１５の欠陥に関する情報を知るこ とができる。

【００１８】 なお、振動子３自体にもニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）やチタン酸バリウ ム（ＢａＴｉＯ３）等の耐放射線性の高い材料を使用しているので、振動子３を 放射線から防護する効果は、一層高められる。 特にセル室１５ａ内が高温条件下とされる場合には、振動子３に高温で安定な ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）を使用すれば、熱からの損傷をも同時に防ぐ ことができる。

【００１９】 振動子３と超音波伝導棒２とは、放射線および高温に対して安定なろう付けに より接合されているため、振動子３が、該ろう付け部分を介して放射線または熱 による影響を受けることはない。 なお、超音波伝導棒２と放射線遮蔽棒７との接合もろう付け接合であり、同様 の効果を奏する。

【００２０】 振動子３の背面には、ダンパ１１が設けられているので、振動子３の背面側の 音波は減衰し、高い信号入力に対しても安定である。

【００２１】 超音波伝導棒２は単に探触子穴５内に真っ直ぐ挿入されておらず、或る部分に おいて、リブ２ａが拡径部５ａに嵌合された形を有しているので、該超音波伝導 棒２と探触子穴５との間に形成されるわずかな隙間から放射線が漏れ込むことを 抑止することができる。

【００２２】 超音波伝導棒２の先端の超音波伝達面１４は、凹球面状に形成されているので 、該超音波伝達面１４より送信された超音波は、該超音波伝達面１４より上方の 或る位置において収束される。 このため、通常の使用条件下ではもちろん、前記実施例のようにセル室１５ａ 内に水が封入されている場合にも、前記収束位置をセル（被検査体）１５の内表 面に合わせることで、超音波の伝達効率を高め、好適に使用に供することができ る。

【００２３】 なお、本考案は前記実施例に限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱し ない範囲内であれば、種々の変更を加え得ることはもちろんである。

【００２４】 例えば前記実施例では、遮蔽体１に形成された貫通穴６の約下半分に放射線遮 蔽棒７を挿入することで該貫通穴６の下部開口面を塞いで探触子穴５を形成した 例を示したが、探触子穴５は、遮蔽体１の上面より直接所定深さに形成されたも のであってももちろん構わない。

【００２５】 遮蔽体１、放射線遮蔽棒７を構成する材質は、放射線遮蔽性を有するものであ れば、前記例に限られないし、また超音波伝導棒２を構成する材質も、超音波を 効率良く伝導できて、かつ放射線遮蔽性を有するものであれば、前記例に限られ ない。

【００２６】 前記実施例では、超音波伝達面１４からの超音波の収束位置をセル（被検査体 ）１５の内表面に合わせた状態で、超音波をセル（被検査体）１５に伝達させる 方法を例に挙げて述べたが、超音波伝達面１４を直接セル（被検査体）１５内表 面に接触させてももちろんよい。

【００２７】 また、前記実施例のようにセル室１５ａ内に水が封入されている場合には、２ つの超音波探触子４、４を用いて、表面波を利用した超音波探傷検査法を適用す ることも効果的である。

【００２８】 なおこの放射線環境用超音波探触子４は、前記実施例のようにセル室１５ａ内 に水が封入されている場合に限らず、通常の使用条件下でも適用可能であること はもちろんであるし、前記実施例で述べたようなセル１５の欠陥のみならず、セ ル室１５ａ内に配置された各種機器等の欠陥を探知する際にも好適に使用され得 る。

【００２９】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案に係る放射線環境用超音波探触子にあっては、振 動子が遮蔽体および超音波伝導棒によって周囲を囲繞され防護されているので、 以下のような効果を奏する。 （１）高レベルの放射線環境下で使用した場合でも、振動子が放射線によって損 傷を受けることが少なく、終始安定して被検査体の欠陥探知を行うことができる 。 （２）高いＳ／Ｎ比で正確に、被検査体の欠陥に関する情報を知ることができる 。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る放射線環境用超音波探触子の一実
施例を示す側断面図である。

【符号の説明】

１ 遮蔽体 １ａ 放射線遮蔽壁 ２ 超音波伝導棒 ２ａ リブ ３ 振動子 ４ 放射線環境用超音波探触子 ５ 探触子穴 ５ａ 拡径部 ６ 貫通穴 ６ａ 拡径部 ７ 放射線遮蔽棒 ７ａ リブ ８ バネ ９ バネ １０ 凹部 １０ａ 底部内壁面 １１ ダンパ １２ ケーブル １３ ケーブル １４ 超音波伝達面 １５ セル（被検査体） １５ａ セル室

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射線遮蔽壁によって囲まれる探触子穴
   を有する遮蔽体と、探触子穴に挿入され、長手方向に超
   音波を伝達する超音波伝導棒と、該超音波伝導棒の基部
   に埋設され、超音波を送受する振動子とを具備すること
   を特徴とする放射線環境用超音波探触子。
2. 【請求項２】 超音波伝導棒の先端面が、凹球面状に形
   成されることを特徴とする放射線環境用超音波探触子。