JPH0690294B2 - ガンマ線計測装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は原子力発電所において使用される燃料集合体の
放射線強度等を計測するガンマ線計測装置に関する。

〔従来の技術〕

第５図はこの種装置の従来例を示し、ガンマ線を収束さ
せるためのコリメータ１、ガンマ線を検出する検出器
３、検出器を冷却する冷却剤を収容するデユワビン４、
検出器を収納する格納容器５、ガンマ線の強度分析をす
る波高分析器やデータを処理する計算機等より成る信号
処理系（図示なし）から構成される。燃料集合体20から
出たガンマ線はコリメータ１を通つて検出器３に到達、
検出器からの信号を波高分析器（図示せず）で波高弁別
され、計算機にデータが転送されることで計測が成され
る。

燃料集合体20は、把持・駆動手段（図示せず）に支承さ
れ、垂直軸の回りに一定速度で回転せしめられ、若しく
は一定ピツチで間欠的に回転せしめられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

燃料集合体20は第６図及び第７図に示す如く、燃料ピン
が外層と内層に配置されており、内層燃料ピン22を測定
するためには、燃料ピン間のスキマから放出される内層
燃料ピン22のガンマ線を取り込む必要があることから、
燃料ピン間のスキマΔｌよりも幅の狭い縦スリツトが必
要とされる。このため従来の装置では、燃料集合体の外
周側から内層燃料ピン22のガンマ線の測定ができないと
いう欠点があつた。

この発明は、燃料集合体の外周側から内層燃料ピン22の
ガンマ線測定ができて、燃料集合体の断層像の映像化が
可能ならしめて、燃料集合体における核種の分布状態が
視覚的に検証できる機能を有するガンマ線計測装置を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の欠点は、燃焼度測定のために使用する横長スリツ
トと燃料ピン間のスキマよりも幅の狭い縦長スリツトを
有するコリメータに、外層燃料ピンの燃焼度分布等を測
定する時に使用する横長スリツトと内層燃料ピンを測定
する時に使用する縦長スリツトとを使い分けるためのス
リツト選択機構、並びに、コリメータを燃料集合体に対
して直角方向に移動せしめる機構を設けることによつて
解決する。

本発明において縦とは、燃料集合体の長手方向に平向な
方向をいい、横とはこれに直交する方向をいうものとす
る。

〔作用〕

本発明におけるガンマ線の計測要領は、外層燃料ピンに
ついては従来の装置の方法と同様に、横長スリツトを使
用して燃料集合体から出たガンマ線をコリメータから入
射させ、検出器からの信号を信号処理系の構成機器であ
る波高分析器で波高を弁別し、計算機にデータを転送す
ることで、燃料集合体の外層燃料ピンについての燃焼度
分布・出力分布の計測が成される。

従来の装置では測定できなかつた燃料集合体の内層燃料
ピンの計測の場合には、コリメータの近くに取付けてあ
るスリツト選定機構によつて使用するスリツトを横長ス
リツトから縦長スリツトに切り換え・セツトし、燃料集
合体を把持・回転させる機構を作動・調整して、外層燃
料ピン間のスキマから出る内層燃料ピンのガンマ線を縦
長スリツトから入射させ、内層燃料ピンの燃焼度分布・
出力分布の計測を行う。

一方、縦長スリツトを使用し、コリメータを移動するこ
とができる駆動機構によつて、燃料集合体の直径方向を
順次計測する。直径方向の一端から他端まで計測が終了
後、燃料集合体を把持・回転する機構によつて燃料集合
体を一定角度回転し、同様に計測を行う。燃料集合体に
ついて360°回転するまで計測を繰り返す。これは以下
に述べるCT（コンピュータ・トモグラフイ）法と同様の
機能である。本発明における信号処理系に画像処理装置
を接続することによつて、燃料集合体の断層映像が作成
可能となり、燃料集合体における核種の分布状態が視覚
的に検証することが可能となる。

本発明を実施する際、前記燃料集合体の回転は一定ピツ
チで間欠的に回転させてもよく、また一定速度で連続的
に動かすことも出来る。

CT法は第８図に示す如く、Ｘ線やガンマ線を使用した線
源23と被検体24及び検出器25を一直線上に配置し、線源
と検出器を並進・回転させて被検体の計測を行い、計測
データをコンピュータ処理して画像処理装置に接続する
と被検体の断層像の映像化が可能となるもので、Ｘ線を
使用した医療用のCT装置は実用化されており、ガンマ線
計測装置においてCTの機能を有することが本発明の特徴
の一つである。

第８図はCT法の走査における並進動作を示すもので、線
源23から発するＸ線又はガンマ線は角度θを成して複数
個の検出器25に届き、線源と検出器が平行移動とサンプ
リングとを繰り返して被検体24の計測を行う。

第９図はCT法の走査における回転動作を示すもので、線
源23と検出器25が一対となつて被検体24の周囲にて回転
とサンプリングを繰り返して被検体24の計測を行う。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例について説明する。

本発明の一実施例を第１図に示す。装置全体の構成は、
ガンマ線を収束させるための横長スリツト・縦長スリツ
ト（第３図について後述）を複数個設けてあるコリメー
タ１、コリメータ１を収納するコリメータケース２、ガ
ンマ線を検出する検出器３、検出器３を冷却する冷却剤
を収容するデユワビン４、検出器３及びデユワビン４等
を収納する格納容器５、コリメータケース２の下側にあ
つてコリメータ１に設けてあるスリットの選定・交換を
行うためのスリツト選定機構が取付してあるコリメータ
ササエ６、装置の最も下側にあつて格納容器５等を支持
しコリメータ１を円弧状に回転させるための回転機構が
取付してあるベース７、等によって構成される。検出器
３からの電気信号は信号処理系（図示なし）の波高分析
器及び計算機に接続されている。

装置全部の駆動機構は信号処理系におけるシーケンスコ
ントローラに（第２図参照）て指令動作される。

格納容器５の下部には、コリメータ１を回転させる回転
動作時の旋回中心となる旋回座８が設置してあり、回転
時の抵抗を少なくするためにローラ９で格納容器５等を
支持している。

コリメータ１を円弧状に（第１図の紙面に垂直な水平面
内で）回転させる時は、コリメータケース２及びコリメ
ータ支え６、格納容器５等が旋回座８を中心として回転
する。コリメータ１に設けてあるスリツトを選定するた
めにコリメータケース２を移動させる時は、駆動源のシ
リンダ11の作動によつてローラ10に支えられつつコリメ
ータケース２が移動する。

装置の信号系の概略ブロツク図を第２図に示す。燃料集
合体の燃焼度分布等を計測する場合は、コリメータにて
ガンマ線を収束させ、検出器から波高分析器に信号を送
つて、波高を弁別したデータを計算機に転送することで
測定が成される。装置の駆動機構はシーケンスコントロ
ーラからの指令によつてそれぞれ駆動される。

次にコリメータのスリツトの選定機構について説明す
る。スリツト選定機構の概略を第３図に示す。コリメー
タケース２の下側には、コリメータケース２を移動させ
るためのローラ10、駆動源となるシリンダ11、等より成
るスリツト選定機構を設けてある。シリンダ11の一端
（シリンダボトム側）はコリメータケース２の側面に固
定され、他端はコリメータ支え６に取付けられている。
これによりシリンダ11の伸縮に従つてコリメータケース
２がローラ10で支えられつつコリメータ支え６上を移動
し、横スリツト12、縦スリツト13の選定・交換ができ
る。20は燃料集合体であつて、従来例（第５図）と同様
に杆状をなしており、垂直に支持されて垂直軸の回りに
回動せしめ得る。

次にコリメータを移動させる機構の一例である回転機構
について説明する。回転機構の概略を第４図に示す。コ
リメータ支え６の下側には該コリメータ支え６を移動す
るためのナツトホルダ14、ボールネジ15、駆動源のモー
タ16、等より成る回転機構を設けてある。コリメータ支
え６にナツトホルダ14が取付され、ナツトホルダ14はボ
ールネジ15に螺合してボールネジ15上を軸心方向に移動
できる。ヘース７上に固定されたブラケツト17がボール
ネジ15を支え、ボールネジ15にはギヤ18が取付されてい
る。ベース７上にはボールネジ15を回転するための駆動
源であるモータ16を設置してあり、ギヤ19を介してボー
ルネジ15を回転できる。モータ16の駆動によつてギヤ19
を介してボールネジ15が回転し、これと螺合しているナ
ツトホルダ14及びホツトホルダ14に取付されているコリ
メータ支え６が格納容器５の下部の旋回座８を中心とし
てコリメータケース２と一緒に円弧状に回転する。駆動
モータ16にパルスモータを使用することによつて、ボー
ルネジ15の回転量即ちナツトホルダ14及びコリメータ支
え６の回転移動量を自由に調整することができ、縦スリ
ツト13を使用して燃料集合体の直径方向の測定をする場
合は任意のピッチで計測し、データを収集することが可
能である。

本発明を実施する際、上記のように任意の一定ピツチで
コリメータ支え６（コリメータ１を搭載している）を回
転させて計測することも出来、又、一定速度で継続的に
回転させて計測することも出来る。

以上詳述したように、本実施例の装置によれば、 （１）従来の装置の如く横長スリツト12を使用すること
によつて、燃料集合体の外層燃料ピン21に関する燃焼度
分布・出力分布が測定できること以外に、縦長スリツト
13を使用することによつて従来の装置では測定できなか
つた内層燃料ピン22に関する測定ができる。

（２）縦長スリツト３を使用して、コリメータ１を円弧
状に回転しながら、燃料集合体20を垂直軸の回りに回動
させて直径方向の測定を燃料集合体の全周について行う
ことにより、CT法と同様に原理による各燃料ピンの断層
映像が作成可能となり、燃料集合体における核種の分布
状態が詳細に確認できる。

（３）上記の結果から、燃料集合体20に関する燃料度分
布・出力分布の詳細なデータが収集でき、データの分析
結果を活用することによつて燃料集合体の核燃料を有効
に利用することができる。

〔発明の効果〕

以上の実施例によつて明らかにしたように、本発明を適
用すると、燃料集合体の外周側から内層燃料ピンのガン
マ線測定ができて、燃料集合体の断層像の映像化が可能
ならしめて、燃料集合体における核種の分布状態が視覚
的に検証できる機能を有するガンマ線計測装置を構成す
ることが出来るという優れた実用的効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るガンマ線計測装置の一実施例を示
す断面図、第２図は第１図の実施例における信号処理系
のブロック図、第３図は第１図の実施例におけるスリツ
ト選定機構部の概略図、第４図は第１図の実施例におけ
る回転機構部の概略図、第５図は従来例のガンマ線計測
装置の断面図、第６図は燃料集合体における燃料ピンの
配列図、第７図は第６図と配置が異なる場合の配列図、
第８図はCT法の走査における並進動作を示す概略図、第
９図は第８図に関連する回転動作を示す概略図である。 １……コリメータ、２……コリメータケース、３……検
出器、４……デユワビン、６……コリメータ、７……ベ
ース、８……旋回座、12……横長スリツト、13……縦長
スリツト、14……ナツトホルダ、15……ボールネジ、16
……モータ、20……燃料集合体。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】杆状の燃料集合体から発せられるガンマ線
   を計測するためのスリツトを設けたコリメータと、該コ
   リメータを取付けたコリメータケースと、該コリメータ
   ケースに対向せしめたガンマ線検出器とを設けると共
   に、前記燃料集合体を把持して、該燃料集合体の長さ方
   向と平向な軸の回りに回転させる手段を設けたガンマ線
   計測装置において、（ａ）前記燃料集合体の長さ方向と
   平行な縦スリツトと、（ｂ）上記縦スリツトと直角な横
   スリツトと、（ｃ）上記縦，横のスリツトを使い分ける
   ように相互の位置を交替させる駆動手段と、（ｄ）前記
   のスリツトを燃料集合体に対して、その長手方向と直角
   な方向に移動させる手段とを設けたことを特徴とするガ
   ンマ線計測装置。
2. 【請求項２】前記のスリツトの移動は、燃料集合体の長
   手方向と直交する面に沿つて、検出器付近を中心として
   円弧状に移動するものであることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載のガンマ線計測装置。
3. 【請求項３】前記スリツトの移動は、一定のピツチで間
   欠的に移動するものであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載のガンマ線計測装置。
4. 【請求項４】前記スリツトの移動は、一定速度で連続的
   に移動するものであることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載のガンマ線計測装置。
5. 【請求項５】前記の燃料集合体の回転は、一定ピツチ毎
   に間欠的に回転せしめられるものであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第５項に記載のガンマ線計測装置。
6. 【請求項６】前記の燃料集合体の回転は、一定速度で連
   続的に回転するものであることを特徴とする特許請求の
   範囲第５項に記載のガンマ線計測装置。
7. 【請求項７】前記の縦スリツト及び横スリツトの少なく
   とも何れか一方は、複数個設けられているものであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のガンマ線
   計測装置。
8. 【請求項８】前記縦，横のスリツトの位置を交替させる
   駆動手段は、電気信号による遠隔操作可能な構造である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のガンマ
   線計測装置。
9. 【請求項９】前記のスリツトを燃料集合体の長手方向と
   直角に移動させる駆動手段は、電気信号による遠隔操作
   可能な構造であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載のガンマ線計測装置。