JPH0731271B2 - 軽水炉用の燃料バンドル試験装置においてサブチャネルボイド率を測定するための方法 - Google Patents
軽水炉用の燃料バンドル試験装置においてサブチャネルボイド率を測定するための方法Info
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- JPH0731271B2 JPH0731271B2 JP3349459A JP34945991A JPH0731271B2 JP H0731271 B2 JPH0731271 B2 JP H0731271B2 JP 3349459 A JP3349459 A JP 3349459A JP 34945991 A JP34945991 A JP 34945991A JP H0731271 B2 JPH0731271 B2 JP H0731271B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】本発明は、燃料バンドル並びに模擬燃料
バンドルを用いた燃料バンドルの試験技術に関するもの
である。更に詳しく言えば、模擬燃料バンドル内に含ま
れる２本の互いに隣接した模擬燃料棒間に存在する減速
材のボイド率を試験するための装置および方法が開示さ
れる。
バンドルを用いた燃料バンドルの試験技術に関するもの
である。更に詳しく言えば、模擬燃料バンドル内に含ま
れる２本の互いに隣接した模擬燃料棒間に存在する減速
材のボイド率を試験するための装置および方法が開示さ
れる。
【０００２】
【問題点の記述】沸騰水型原子炉用燃料バンドルの性能
を模擬的に再現するための模擬燃料バンドルが知られて
いる。通例、かかる模擬燃料バンドル内には電気的に加
熱される模擬燃料棒が含まれている。これらの模擬燃料
棒は、原子炉用燃料バンドルの内部に個々の燃料棒が配
列されているのと同様にして配列されている。電気的に
加熱される模擬燃料棒は、核反応を受ける燃料ペレット
を収容した正規の燃料棒の熱的性能を模擬的に再現す
る。通例、かかる模擬燃料棒に電流を流すことにより、
減速中性子の存在下で核燃料がもたらす加熱と全く同様
にして模擬燃料棒が加熱される。
を模擬的に再現するための模擬燃料バンドルが知られて
いる。通例、かかる模擬燃料バンドル内には電気的に加
熱される模擬燃料棒が含まれている。これらの模擬燃料
棒は、原子炉用燃料バンドルの内部に個々の燃料棒が配
列されているのと同様にして配列されている。電気的に
加熱される模擬燃料棒は、核反応を受ける燃料ペレット
を収容した正規の燃料棒の熱的性能を模擬的に再現す
る。通例、かかる模擬燃料棒に電流を流すことにより、
減速中性子の存在下で核燃料がもたらす加熱と全く同様
にして模擬燃料棒が加熱される。
【０００３】上記のごとき模擬燃料バンドルはいわゆる
「試験ループ」内に取付けられる。かかる試験ループ
は、原子炉内において見られる温度、圧力および流量条
件の下で減速材としての水を供給する。模擬燃料バンド
ルを収容した容器の底部に供給された水は、電気的に加
熱された模擬燃料棒の間を流れる際に沸騰状態に達す
る。このように容器の底部から流入しかつそれの頂部を
通って外部に流出するように水を循環させた場合、沸騰
水型原子炉内における燃料バンドルの実際の動作を厳密
に再現することができるのである。
「試験ループ」内に取付けられる。かかる試験ループ
は、原子炉内において見られる温度、圧力および流量条
件の下で減速材としての水を供給する。模擬燃料バンド
ルを収容した容器の底部に供給された水は、電気的に加
熱された模擬燃料棒の間を流れる際に沸騰状態に達す
る。このように容器の底部から流入しかつそれの頂部を
通って外部に流出するように水を循環させた場合、沸騰
水型原子炉内における燃料バンドルの実際の動作を厳密
に再現することができるのである。
【０００４】沸騰水型原子炉は、マトリクス状を成しな
がら直立状態で配列された複数の燃料棒を含む細長い燃
料バンドルを含んでいる。現在、かかる燃料棒配列状態
は８×８から９×９へ、更には１０×１０へと変化しつ
つある。
がら直立状態で配列された複数の燃料棒を含む細長い燃
料バンドルを含んでいる。現在、かかる燃料棒配列状態
は８×８から９×９へ、更には１０×１０へと変化しつ
つある。
【０００５】かかる燃料バンドルの下部においては、液
体の水のみが存在している。他方、かかる燃料バンドル
の上部においては、液体の水と蒸気との混合物が存在し
ている。燃料バンドルの底部から頂部に向かって水が上
昇するのに伴い、蒸気として存在する水の割合は増加す
る。それ故、かかる燃料バンドルの上部は高いボイド率
を有すると言われる。換言すれば、燃料バンドルの長手
方向に沿って水が上昇するのに伴い、蒸気の濃度は増加
しかつ液体の水の濃度は減少するのである。
体の水のみが存在している。他方、かかる燃料バンドル
の上部においては、液体の水と蒸気との混合物が存在し
ている。燃料バンドルの底部から頂部に向かって水が上
昇するのに伴い、蒸気として存在する水の割合は増加す
る。それ故、かかる燃料バンドルの上部は高いボイド率
を有すると言われる。換言すれば、燃料バンドルの長手
方向に沿って水が上昇するのに伴い、蒸気の濃度は増加
しかつ液体の水の濃度は減少するのである。
【０００６】沸騰水型原子炉の運転は、上記のごときボ
イド率に依存する。このような依存性は２つの独立した
現象の結果として生じる。
イド率に依存する。このような依存性は２つの独立した
現象の結果として生じる。
【０００７】第一に、原子炉内における水は効率の良い
「核沸騰」を示すことが必要である。このような核沸騰
は、蒸気を発生させるために必要であるばかりでなく、
個々の燃料棒が過熱による損傷を受けないようにするた
めにも必要である。核反応に際しては、燃料バンドル内
の密封された燃料棒は内部の放射性物質を保持するため
の加熱された圧力容器を構成する。個々の燃料棒が冷却
された状態に維持されなければ、個々の燃料棒の外面は
過熱のために損傷を受けることがある。かかる過熱の開
始は一般に「沸騰遷移」または「ドライアウト(dryou
t)」として知られているが、それの特徴は沸騰表面にお
ける温度の上昇にある。当然のことながら、安全で効率
の良い原子炉の設計および運転を達成するためには、沸
騰遷移の開始を回避することが極めて望ましいわけであ
る。
「核沸騰」を示すことが必要である。このような核沸騰
は、蒸気を発生させるために必要であるばかりでなく、
個々の燃料棒が過熱による損傷を受けないようにするた
めにも必要である。核反応に際しては、燃料バンドル内
の密封された燃料棒は内部の放射性物質を保持するため
の加熱された圧力容器を構成する。個々の燃料棒が冷却
された状態に維持されなければ、個々の燃料棒の外面は
過熱のために損傷を受けることがある。かかる過熱の開
始は一般に「沸騰遷移」または「ドライアウト(dryou
t)」として知られているが、それの特徴は沸騰表面にお
ける温度の上昇にある。当然のことながら、安全で効率
の良い原子炉の設計および運転を達成するためには、沸
騰遷移の開始を回避することが極めて望ましいわけであ
る。
【０００８】第二に、沸騰水型原子炉は所望の核反応を
維持するために存在する減速材の量に依存する。簡単に
述べれば、沸騰水型原子炉における核分裂反応は高速中
性子を生成する。かかる高速中性子を所望の持続核分裂
反応に参加させるためには、それらを熱的状態にまで減
速しなければならない。かかる減速は減速材である水の
中において行われるが、それは減速材中の水素原子の密
度に依存している。沸騰水型原子炉の場合、液体の水中
における水素原子の密度は蒸気中の約２０倍であるか
ら、燃料バンドルのあらゆる部分に存在する液体の水の
分率を知ることは極めて重要なのである。
維持するために存在する減速材の量に依存する。簡単に
述べれば、沸騰水型原子炉における核分裂反応は高速中
性子を生成する。かかる高速中性子を所望の持続核分裂
反応に参加させるためには、それらを熱的状態にまで減
速しなければならない。かかる減速は減速材である水の
中において行われるが、それは減速材中の水素原子の密
度に依存している。沸騰水型原子炉の場合、液体の水中
における水素原子の密度は蒸気中の約２０倍であるか
ら、燃料バンドルのあらゆる部分に存在する液体の水の
分率を知ることは極めて重要なのである。
【０００９】
【先行技術の概要】電気的加熱の使用によって核反応を
受ける燃料バンドルの全部または一部の性能を模擬的に
再現するような模擬燃料バンドルは公知である。かかる
模擬燃料バンドルは、中空状態にある複数の模擬燃料棒
を含むのが通例である。これらの模擬燃料棒は実際の燃
料棒の直径と同じ直径を有している。かかる模擬燃料棒
に電流を流すことにより、実際の燃料棒内において核反
応が熱を発生するのと同じ速度で熱が発生される。
受ける燃料バンドルの全部または一部の性能を模擬的に
再現するような模擬燃料バンドルは公知である。かかる
模擬燃料バンドルは、中空状態にある複数の模擬燃料棒
を含むのが通例である。これらの模擬燃料棒は実際の燃
料棒の直径と同じ直径を有している。かかる模擬燃料棒
に電流を流すことにより、実際の燃料棒内において核反
応が熱を発生するのと同じ速度で熱が発生される。
【００１０】上記のごとき模擬燃料バンドルは試験ルー
プ内に取付けられる。かかる試験ループは、原子炉内に
おいて見られる温度および圧力条件を再現するために役
立つ。詳しく述べれば、模擬燃料バンドルの底部におい
て加熱された水が導入される。他方、模擬燃料バンドル
の頂部から水および蒸気が排出される。このようにし
て、模擬燃料バンドル内には原子炉内において見られる
ものと全く同様な水流が維持されるのである。
プ内に取付けられる。かかる試験ループは、原子炉内に
おいて見られる温度および圧力条件を再現するために役
立つ。詳しく述べれば、模擬燃料バンドルの底部におい
て加熱された水が導入される。他方、模擬燃料バンドル
の頂部から水および蒸気が排出される。このようにし
て、模擬燃料バンドル内には原子炉内において見られる
ものと全く同様な水流が維持されるのである。
【００１１】原子炉は高い温度および圧力（通常は水入
口において５２５°Ｆの温度および１０００psi の圧
力）の下で運転されるから、上記のごとき模擬燃料バン
ドルは閉込め用の圧力容器内に収容されるのが通例であ
る。かかる圧力容器は所望の温度、圧力および流量条件
下にある減速材を含んでいる。それ故、減速材に関する
測定のために必要なあらゆる作業は圧力容器を通して行
わなければならない。
口において５２５°Ｆの温度および１０００psi の圧
力）の下で運転されるから、上記のごとき模擬燃料バン
ドルは閉込め用の圧力容器内に収容されるのが通例であ
る。かかる圧力容器は所望の温度、圧力および流量条件
下にある減速材を含んでいる。それ故、減速材に関する
測定のために必要なあらゆる作業は圧力容器を通して行
わなければならない。
【００１２】従来、上記のごとき試験装置内に燃料バン
ドルの全部または一部を配置することによってボイド率
の測定を行う技術が知られていた。その際には、燃料バ
ンドルの一部（たとえば約1/4 ）に相当する１群の模擬
燃料棒が使用されるのが通例である。かかる部分的な模
擬燃料バンドルが、沸騰水型原子炉内において見られる
ような温度、圧力および流量条件下に維持された圧力容
器内に収容される。
ドルの全部または一部を配置することによってボイド率
の測定を行う技術が知られていた。その際には、燃料バ
ンドルの一部（たとえば約1/4 ）に相当する１群の模擬
燃料棒が使用されるのが通例である。かかる部分的な模
擬燃料バンドルが、沸騰水型原子炉内において見られる
ような温度、圧力および流量条件下に維持された圧力容
器内に収容される。
【００１３】従来、ボイド率の測定は圧力容器の側壁を
通して行われてきた。すなわち、圧力容器内に収容され
た全ての模擬燃料棒の一方の側から他方の側に向かって
測定が行われるのである。このような測定を可能にする
ためには、低密度の材料を用いて特別に形成された
「窓」が必要となる。更にまた、模擬燃料棒を包囲する
チャネルボックスが存在する場合には、かかるチャネル
ボックスにも対応する窓を設けることが必要となる。こ
のようなチャネルボックスの窓は、圧力容器の窓に対応
した位置に設けられる。
通して行われてきた。すなわち、圧力容器内に収容され
た全ての模擬燃料棒の一方の側から他方の側に向かって
測定が行われるのである。このような測定を可能にする
ためには、低密度の材料を用いて特別に形成された
「窓」が必要となる。更にまた、模擬燃料棒を包囲する
チャネルボックスが存在する場合には、かかるチャネル
ボックスにも対応する窓を設けることが必要となる。こ
のようなチャネルボックスの窓は、圧力容器の窓に対応
した位置に設けられる。
【００１４】従来、上記のごとき模擬燃料バンドルを用
いてボイド率の測定を行うためにはγ線源が使用されて
きた。かかるγ線源は、圧力容器の窓、チャネルボック
スの窓、および試験すべき模擬燃料バンドルの全幅を通
過するのに十分なだけの放射エネルギーを有することが
必要である。かかるγ線はまた、反対側においてもチャ
ネルボックスの窓および圧力容器の窓を通過しなければ
ならない。その結果として得られたγ線の減衰度の変化
に基づき、線源と検出器との間の経路中における減速材
（すなわち、液体の水）の存在量が求められるのであ
る。
いてボイド率の測定を行うためにはγ線源が使用されて
きた。かかるγ線源は、圧力容器の窓、チャネルボック
スの窓、および試験すべき模擬燃料バンドルの全幅を通
過するのに十分なだけの放射エネルギーを有することが
必要である。かかるγ線はまた、反対側においてもチャ
ネルボックスの窓および圧力容器の窓を通過しなければ
ならない。その結果として得られたγ線の減衰度の変化
に基づき、線源と検出器との間の経路中における減速材
（すなわち、液体の水）の存在量が求められるのであ
る。
【００１５】しかしながら、このようにγ線が模擬燃料
バンドル全体を透過するような測定方法においては、γ
線の減衰がどこで起こるのかを正確に決定することは必
ずしも可能でない。第一に、測定用のγ線はかなり長い
距離を通過しなければならない。第二に、模擬燃料バン
ドル内に含まれる模擬燃料棒は（実際に全ての燃料バン
ドルについて言えることであるが）行方向および列方向
において完全な整列状態を示すとは限らない。一部の模
擬燃料棒は残りの模擬燃料棒に対して位置ずれを示すこ
とが知られている。その結果、ボイド率の測定のために
使用されるγ線が模擬燃料バンドルを通過する際に生じ
る減衰度は、減速材の有無以外の因子に原因する様々な
変動を受けることがある。
バンドル全体を透過するような測定方法においては、γ
線の減衰がどこで起こるのかを正確に決定することは必
ずしも可能でない。第一に、測定用のγ線はかなり長い
距離を通過しなければならない。第二に、模擬燃料バン
ドル内に含まれる模擬燃料棒は（実際に全ての燃料バン
ドルについて言えることであるが）行方向および列方向
において完全な整列状態を示すとは限らない。一部の模
擬燃料棒は残りの模擬燃料棒に対して位置ずれを示すこ
とが知られている。その結果、ボイド率の測定のために
使用されるγ線が模擬燃料バンドルを通過する際に生じ
る減衰度は、減速材の有無以外の因子に原因する様々な
変動を受けることがある。
【００１６】最後に、かかる模擬燃料バンドル内におけ
るγ線の減衰がもっぱら減速材の存在に原因するものと
仮定しても、かかる減衰を引起こす減速材がどこに存在
するかを決定することは困難である。たとえば、液体の
減速材は燃料バンドルに含まれるチャネルボックスの側
壁の内面を被覆していることが知られている。しかしな
がら、模擬燃料バンドルを完全に横切って走査を行った
場合、チャネルボックスの側壁に隣接して存在する部分
の減速材と模擬燃料バンドル内のその他の部位に存在す
る部分の減速材とを識別することは一般に不可能であ
る。更にまた、沸騰水型原子炉においては、燃料バンド
ル内における減速材の存在量は出力レベルおよび鉛直方
向の測定位置に応じて変化することを想起されたい。従
来、γ線の透過を可能にする窓の位置は限られていたた
め、様々な鉛直方向位置において模擬燃料バンドルを試
験することによって減速材の存在量を測定することは不
可能であった。
るγ線の減衰がもっぱら減速材の存在に原因するものと
仮定しても、かかる減衰を引起こす減速材がどこに存在
するかを決定することは困難である。たとえば、液体の
減速材は燃料バンドルに含まれるチャネルボックスの側
壁の内面を被覆していることが知られている。しかしな
がら、模擬燃料バンドルを完全に横切って走査を行った
場合、チャネルボックスの側壁に隣接して存在する部分
の減速材と模擬燃料バンドル内のその他の部位に存在す
る部分の減速材とを識別することは一般に不可能であ
る。更にまた、沸騰水型原子炉においては、燃料バンド
ル内における減速材の存在量は出力レベルおよび鉛直方
向の測定位置に応じて変化することを想起されたい。従
来、γ線の透過を可能にする窓の位置は限られていたた
め、様々な鉛直方向位置において模擬燃料バンドルを試
験することによって減速材の存在量を測定することは不
可能であった。
【００１７】
【発明の概要】沸騰水型原子炉用燃料バンドルの性能を
模擬的に再現するための燃料バンドル試験装置におい
て、模擬燃料バンドルの二相領域内におけるサブチャネ
ルボイド率を測定するための手段が開示される。詳しく
述べれば、模擬燃料バンドルは複数の模擬燃料棒を含ん
でいるが、それらの模擬燃料棒は核反応ではなく電流に
よって個別に加熱されるのが通例である。それ故、模擬
燃料棒の内部は円柱状の空洞を成している。γ線を放出
する放射線源（たとえばアメリシウム-241）がプローブ
上に取付けられ、そして鉛直方向に沿って移動し得るよ
うにして特定の模擬燃料棒の内部に配置される。他方、
通例はガイガー・ミュラー計数管から成る検出器が線源
と対応しながら鉛直方向に沿って移動し得るようにして
別の（好ましくは隣接した）模擬燃料棒の内部に配置さ
れる。上記のごとき線源から放出されかつ模擬燃料棒の
管壁を通って検出器に入射したγ線が測定される。線源
と検出器との間におけるγ線の減衰度を使用すれば、模
擬燃料バンドルの二相領域内におけるボイド率が求めら
れる。好ましくは、線源および検出器の両方にコリメー
タが設けられる結果、模擬燃料バンドルの内部において
散乱したγ線が検出器に入射することは防止される。な
お、検出器は金のごとき重金属から成る遮蔽材によって
包囲されることが好ましい。かかる遮蔽材は、線源から
放出されるγ線に対するコリメータとして役立つと共
に、検出器の近傍から（遮蔽材を取巻いて設置された）
冷却水管に熱を伝達するためにも役立つ。比較的低いエ
ネルギーのγ線源（たとえば、６０keV のγ線を放出す
るアメリシウム-241）を使用することにより、検出器か
ら得られるγ線信号は線源を挿入した模擬燃料棒と検出
器を挿入した模擬燃料棒との間に存在する液体減速材に
よるγ線の吸収量と直接に関係づけることができる。こ
のように構成された試験装置を使用することにより、燃
料バンドル内における減速材の分布を正確に測定するこ
とができるのである。
模擬的に再現するための燃料バンドル試験装置におい
て、模擬燃料バンドルの二相領域内におけるサブチャネ
ルボイド率を測定するための手段が開示される。詳しく
述べれば、模擬燃料バンドルは複数の模擬燃料棒を含ん
でいるが、それらの模擬燃料棒は核反応ではなく電流に
よって個別に加熱されるのが通例である。それ故、模擬
燃料棒の内部は円柱状の空洞を成している。γ線を放出
する放射線源（たとえばアメリシウム-241）がプローブ
上に取付けられ、そして鉛直方向に沿って移動し得るよ
うにして特定の模擬燃料棒の内部に配置される。他方、
通例はガイガー・ミュラー計数管から成る検出器が線源
と対応しながら鉛直方向に沿って移動し得るようにして
別の（好ましくは隣接した）模擬燃料棒の内部に配置さ
れる。上記のごとき線源から放出されかつ模擬燃料棒の
管壁を通って検出器に入射したγ線が測定される。線源
と検出器との間におけるγ線の減衰度を使用すれば、模
擬燃料バンドルの二相領域内におけるボイド率が求めら
れる。好ましくは、線源および検出器の両方にコリメー
タが設けられる結果、模擬燃料バンドルの内部において
散乱したγ線が検出器に入射することは防止される。な
お、検出器は金のごとき重金属から成る遮蔽材によって
包囲されることが好ましい。かかる遮蔽材は、線源から
放出されるγ線に対するコリメータとして役立つと共
に、検出器の近傍から（遮蔽材を取巻いて設置された）
冷却水管に熱を伝達するためにも役立つ。比較的低いエ
ネルギーのγ線源（たとえば、６０keV のγ線を放出す
るアメリシウム-241）を使用することにより、検出器か
ら得られるγ線信号は線源を挿入した模擬燃料棒と検出
器を挿入した模擬燃料棒との間に存在する液体減速材に
よるγ線の吸収量と直接に関係づけることができる。こ
のように構成された試験装置を使用することにより、燃
料バンドル内における減速材の分布を正確に測定するこ
とができるのである。
【００１８】
【発明の目的、特徴および利点】本発明の目的の１つ
は、燃料バンドル試験装置内に含まれる個々の模擬燃料
棒間における減速材の密度を測定するための技術を開示
することにある。本発明のこの側面について述べれば、
適度のエネルギーを持ったγ線を放出する放射線源が選
定される。たとえば、崩壊によって６０keV のγ線を放
出するアメリシウム-241から成る線源が使用される。通
例、かかる線源は電気的に加熱される模擬燃料棒の内部
に配置される。他方、隣接した模擬燃料棒の内部にガイ
ガー・ミュラー計数管が配置される。なお、これらの模
擬燃料棒はいずれも燃料バンドル試験装置の内部に含ま
れたものである。好ましくは、線源および検出器の両方
がコリメータとして役立つ遮蔽材によって包囲されてお
り、その結果として散乱γ線が検出器に入射することは
最小限に抑えられる。このようにして、模擬燃料バンド
ルの出力レベルを変化させながら線源と検出器との間に
おけるγ線の減衰度を監視することにより、個々の模擬
燃料棒間に存在する減速材のボイド率を測定することが
できるのである。
は、燃料バンドル試験装置内に含まれる個々の模擬燃料
棒間における減速材の密度を測定するための技術を開示
することにある。本発明のこの側面について述べれば、
適度のエネルギーを持ったγ線を放出する放射線源が選
定される。たとえば、崩壊によって６０keV のγ線を放
出するアメリシウム-241から成る線源が使用される。通
例、かかる線源は電気的に加熱される模擬燃料棒の内部
に配置される。他方、隣接した模擬燃料棒の内部にガイ
ガー・ミュラー計数管が配置される。なお、これらの模
擬燃料棒はいずれも燃料バンドル試験装置の内部に含ま
れたものである。好ましくは、線源および検出器の両方
がコリメータとして役立つ遮蔽材によって包囲されてお
り、その結果として散乱γ線が検出器に入射することは
最小限に抑えられる。このようにして、模擬燃料バンド
ルの出力レベルを変化させながら線源と検出器との間に
おけるγ線の減衰度を監視することにより、個々の模擬
燃料棒間に存在する減速材のボイド率を測定することが
できるのである。
【００１９】本発明のこのような側面がもたらす利点の
１つは、燃料バンドル試験装置内に含まれる互いに隣接
した模擬燃料棒間において直接に測定が行われることで
ある。その結果、γ線の減衰度は２本の互いに隣接した
模擬燃料棒間の流路内に存在する減速材のボイド率によ
って直接に支配されることになる。なお、それ以外の部
位に存在する減速材（たとえば、模擬燃料バンドルのチ
ャネルボックスの側壁に隣接して存在する減速材）は本
発明の技術によって測定することができない。
１つは、燃料バンドル試験装置内に含まれる互いに隣接
した模擬燃料棒間において直接に測定が行われることで
ある。その結果、γ線の減衰度は２本の互いに隣接した
模擬燃料棒間の流路内に存在する減速材のボイド率によ
って直接に支配されることになる。なお、それ以外の部
位に存在する減速材（たとえば、模擬燃料バンドルのチ
ャネルボックスの側壁に隣接して存在する減速材）は本
発明の技術によって測定することができない。
【００２０】本発明のこのような側面がもたらすもう１
つの利点は、比較的低いエネルギーのγ線源を使用し得
ることである。このようなγ線源（たとえば、崩壊によ
って６０keV のγ線を放出するアメリシウム-241）から
得られる低エネルギーのγ線は、２本の互いに隣接した
模擬燃料棒間における減速材のボイド率の変化を測定す
るために理想的な強度を有している。その結果、模擬燃
料バンドルの全幅を横切って測定を行うために十分なエ
ネルギーを有する高強度のγ線を使用する必要はなくな
る。
つの利点は、比較的低いエネルギーのγ線源を使用し得
ることである。このようなγ線源（たとえば、崩壊によ
って６０keV のγ線を放出するアメリシウム-241）から
得られる低エネルギーのγ線は、２本の互いに隣接した
模擬燃料棒間における減速材のボイド率の変化を測定す
るために理想的な強度を有している。その結果、模擬燃
料バンドルの全幅を横切って測定を行うために十分なエ
ネルギーを有する高強度のγ線を使用する必要はなくな
る。
【００２１】本発明のもう１つの目的は、燃料バンドル
試験装置内に含まれる模擬燃料棒のの内部の比較的高温
の環境に耐え得るようなガイガー・ミュラー計数管の改
良例を開示することにある。本発明のこの側面について
述べれば、ガイガー・ミュラー計数管がコリメータとし
て役立つ金遮蔽材によって包囲される。かかる遮蔽材は
また、冷却水供給源に連結される。ガイガー・ミュラー
計数管および遮蔽材と模擬燃料棒の内面との間の空隙
は、断熱材（好ましくはセラミックペーパー）によって
満たされる。測定時には、ガイガー・ミュラー計数管の
遮蔽材の回りに連続的な冷却水流が供給される。これら
の断熱材、遮蔽材および冷却水流によって保護される結
果、上記のごとくに構成された検出器は模擬燃料棒内の
高温環境中においても動作し得るのである。
試験装置内に含まれる模擬燃料棒のの内部の比較的高温
の環境に耐え得るようなガイガー・ミュラー計数管の改
良例を開示することにある。本発明のこの側面について
述べれば、ガイガー・ミュラー計数管がコリメータとし
て役立つ金遮蔽材によって包囲される。かかる遮蔽材は
また、冷却水供給源に連結される。ガイガー・ミュラー
計数管および遮蔽材と模擬燃料棒の内面との間の空隙
は、断熱材（好ましくはセラミックペーパー）によって
満たされる。測定時には、ガイガー・ミュラー計数管の
遮蔽材の回りに連続的な冷却水流が供給される。これら
の断熱材、遮蔽材および冷却水流によって保護される結
果、上記のごとくに構成された検出器は模擬燃料棒内の
高温環境中においても動作し得るのである。
【００２２】本発明がもたらす利点の１つは、アメリシ
ウム-241から成る線源およびガイガー・ミュラー計数管
から成る検出器がいずれも小さいことである。従って、
かかる線源および検出器は最新の燃料バンドルにおいて
使用されるような小さい直径を有する模擬燃料棒内に容
易に挿入することができる。たとえば、１０×１０配列
状態において使用される個々の燃料棒は通例０．３６イ
ンチの内径を有している。上記のごとき線源および検出
器は、このような寸法を有する模擬燃料棒内にも容易に
挿入することができるのである。
ウム-241から成る線源およびガイガー・ミュラー計数管
から成る検出器がいずれも小さいことである。従って、
かかる線源および検出器は最新の燃料バンドルにおいて
使用されるような小さい直径を有する模擬燃料棒内に容
易に挿入することができる。たとえば、１０×１０配列
状態において使用される個々の燃料棒は通例０．３６イ
ンチの内径を有している。上記のごとき線源および検出
器は、このような寸法を有する模擬燃料棒内にも容易に
挿入することができるのである。
【００２３】本発明がもたらすもう１つの利点は、模擬
燃料バンドルを収容した容器の側壁を通して測定を行う
必要がないことである。その代りに、模擬燃料バンドル
の下方から線源および検出器を直接に挿入することによ
って測定を行うことができる。このようにして、減速材
のボイド率を監視すべき試験部位に対して直接に接近す
ることが可能となるわけである。
燃料バンドルを収容した容器の側壁を通して測定を行う
必要がないことである。その代りに、模擬燃料バンドル
の下方から線源および検出器を直接に挿入することによ
って測定を行うことができる。このようにして、減速材
のボイド率を監視すべき試験部位に対して直接に接近す
ることが可能となるわけである。
【００２４】本発明の更にもう１つの目的は、模擬燃料
バンドル内において線源および検出器を鉛直方向に沿っ
て移動させるための手段を開示することにある。本発明
のこの側面について述べれば、模擬燃料バンドルの直下
に位置する経路に沿って鉛直方向に移動し得るようにし
て共通の支持体が設置される。また、模擬燃料バンドル
を構成する各々の模擬燃料棒の下端には、下方に向かっ
て露出した開口が設けられる。通例、１本の模擬燃料棒
内に線源が挿入される。他方、１本以上の隣接した模擬
燃料棒内に１個以上の検出器が挿入される。かかる線源
および検出器は、それぞれの模擬燃料棒内において鉛直
方向に沿って同時に移動させられる。このような鉛直方
向移動により、模擬燃料バンドルの二相領域内のあらゆ
る鉛直方向位置において読取りを行うことができる。こ
のように、本発明は燃料バンドル内のあらゆる鉛直方向
位置におけるボイド率を測定するための方法および装置
を初めて開示するものである。
バンドル内において線源および検出器を鉛直方向に沿っ
て移動させるための手段を開示することにある。本発明
のこの側面について述べれば、模擬燃料バンドルの直下
に位置する経路に沿って鉛直方向に移動し得るようにし
て共通の支持体が設置される。また、模擬燃料バンドル
を構成する各々の模擬燃料棒の下端には、下方に向かっ
て露出した開口が設けられる。通例、１本の模擬燃料棒
内に線源が挿入される。他方、１本以上の隣接した模擬
燃料棒内に１個以上の検出器が挿入される。かかる線源
および検出器は、それぞれの模擬燃料棒内において鉛直
方向に沿って同時に移動させられる。このような鉛直方
向移動により、模擬燃料バンドルの二相領域内のあらゆ
る鉛直方向位置において読取りを行うことができる。こ
のように、本発明は燃料バンドル内のあらゆる鉛直方向
位置におけるボイド率を測定するための方法および装置
を初めて開示するものである。
【００２５】本発明のその他の目的、特徴および利点
は、添付の図面を参照しながら以下の説明を読むことに
よって自ら明らかとなろう。
は、添付の図面を参照しながら以下の説明を読むことに
よって自ら明らかとなろう。
【００２６】
【詳細な説明】先ず図１を見ると、上部のフランジアセ
ンブリ１４と下部の水入口アセンブリ１５との間に取付
けられた容器Ｖが示されている。容器Ｖの内部には、複
数の模擬燃料棒Ｒを含むチャネルボックスＣが配置され
ている。全ての模擬燃料棒Ｒは接地母線２０と高電位の
母線２２との間にわたって存在している。各々の模擬燃
料棒Ｒには、電流が個別に供給される。
ンブリ１４と下部の水入口アセンブリ１５との間に取付
けられた容器Ｖが示されている。容器Ｖの内部には、複
数の模擬燃料棒Ｒを含むチャネルボックスＣが配置され
ている。全ての模擬燃料棒Ｒは接地母線２０と高電位の
母線２２との間にわたって存在している。各々の模擬燃
料棒Ｒには、電流が個別に供給される。
【００２７】動作に際しては、容器Ｖを通る水の流量お
よび各々の模擬燃料棒Ｒに供給される電流が変化させら
れる。かかる変化は、燃料バンドル内において生じるも
のと同じ条件を試験装置内において模擬的に再現するよ
うに行われる。たとえば、容器Ｖの水入口１５において
は、約１０００psi の圧力および５２５°Ｆの温度下で
水が内部に流入する。他方、容器Ｖの頂部１７において
は、水および蒸気が外部に流出する。各々の模擬燃料棒
Ｒに供給されるそれぞれの電流の強さを変化させること
により、あらゆる出力レベルにおける燃料バンドルの模
擬動作を行わせることができる。
よび各々の模擬燃料棒Ｒに供給される電流が変化させら
れる。かかる変化は、燃料バンドル内において生じるも
のと同じ条件を試験装置内において模擬的に再現するよ
うに行われる。たとえば、容器Ｖの水入口１５において
は、約１０００psi の圧力および５２５°Ｆの温度下で
水が内部に流入する。他方、容器Ｖの頂部１７において
は、水および蒸気が外部に流出する。各々の模擬燃料棒
Ｒに供給されるそれぞれの電流の強さを変化させること
により、あらゆる出力レベルにおける燃料バンドルの模
擬動作を行わせることができる。
【００２８】次に図２Ａを見ると、図１中の線２Ａ−２
Ａに関する拡大縦断面図が示されている。詳しく述べれ
ば、プローブＰ1 の端部が示されている。プローブＰ1
の上部には、線源カプセル３０が取付けられているが、
この場合の取付けは３１として略示されたようなねじ式
の連結部によって達成されている。線源カプセル３０の
内部には、約１０mCi の放射能を有するアメリシウム-2
41が配置されている。通例、アメリシウム-241は線状線
源３４として配置されており、かつ長方形の窓を規定す
るようにして周囲の遮蔽材３５により包囲されている。
温度に耐えながら遮蔽を行うために役立つ材料として
は、金が有用であることが判明している。
Ａに関する拡大縦断面図が示されている。詳しく述べれ
ば、プローブＰ1 の端部が示されている。プローブＰ1
の上部には、線源カプセル３０が取付けられているが、
この場合の取付けは３１として略示されたようなねじ式
の連結部によって達成されている。線源カプセル３０の
内部には、約１０mCi の放射能を有するアメリシウム-2
41が配置されている。通例、アメリシウム-241は線状線
源３４として配置されており、かつ長方形の窓を規定す
るようにして周囲の遮蔽材３５により包囲されている。
温度に耐えながら遮蔽を行うために役立つ材料として
は、金が有用であることが判明している。
【００２９】ここに図示された模擬燃料棒Ｒ1 をはじめ
とするそれぞれの模擬燃料棒の外周はかなり高い電位を
有することを想起すべきである。それ故、かかる線源プ
ローブの全体がテフロンから成る絶縁層３８によって包
囲されている。なお、適当な電気抵抗を有する導体を通
して線源プローブの全体が大地電位に維持されているこ
とが好ましい。
とするそれぞれの模擬燃料棒の外周はかなり高い電位を
有することを想起すべきである。それ故、かかる線源プ
ローブの全体がテフロンから成る絶縁層３８によって包
囲されている。なお、適当な電気抵抗を有する導体を通
して線源プローブの全体が大地電位に維持されているこ
とが好ましい。
【００３０】次に図２Ｂを見ると、本発明の検出器Ｄが
示されている。かかる検出器の中心には通常のガイガー
・ミュラー計数管４０が取付けられている。このガイガ
ー・ミュラー計数管４０は熱伝導性の遮蔽材４２により
包囲されているが、この遮蔽材４２はガイガー・ミュラ
ー計数管４０の内部に入射するγ線を一定の範囲内に限
定するコリメータとして役立つ。また、かかる遮蔽材４
２を取巻くようにして、矢印４６によって示されるごと
くに連続的な水流を供給する冷却水管４４が設置されて
いる。このように入射γ線の限定および熱の伝達をもた
らす遮蔽材４２としては、金が使用される。
示されている。かかる検出器の中心には通常のガイガー
・ミュラー計数管４０が取付けられている。このガイガ
ー・ミュラー計数管４０は熱伝導性の遮蔽材４２により
包囲されているが、この遮蔽材４２はガイガー・ミュラ
ー計数管４０の内部に入射するγ線を一定の範囲内に限
定するコリメータとして役立つ。また、かかる遮蔽材４
２を取巻くようにして、矢印４６によって示されるごと
くに連続的な水流を供給する冷却水管４４が設置されて
いる。このように入射γ線の限定および熱の伝達をもた
らす遮蔽材４２としては、金が使用される。
【００３１】ガイガー・ミュラー計数管４０の外部には
断熱層４８が設置されている。かかる断熱層４８として
は、セラミックペーパーが好適であることが判明してい
る。このようなセラミックペーパー断熱材は、アメリカ
合衆国ニューヨーク市ブルックリン所在のコトロニクス
・コーポレーション(Cotronics Corporation) から３０
０−０２０のカタログ番号で販売されている。（かかる
セラミックペーパー絶縁材の使用および水による冷却の
目的は、金遮蔽材およびそれの内部の検出器を低温に維
持することにある。
断熱層４８が設置されている。かかる断熱層４８として
は、セラミックペーパーが好適であることが判明してい
る。このようなセラミックペーパー断熱材は、アメリカ
合衆国ニューヨーク市ブルックリン所在のコトロニクス
・コーポレーション(Cotronics Corporation) から３０
０−０２０のカタログ番号で販売されている。（かかる
セラミックペーパー絶縁材の使用および水による冷却の
目的は、金遮蔽材およびそれの内部の検出器を低温に維
持することにある。
【００３２】ガイガー・ミュラー計数管４０は標準的な
構造を有している。通例、それは陽極抵抗体４９を介し
て同軸ケーブルに接続され、次いで前置増幅器７８（図
４）に接続されている。なお、監視装置は標準的なもの
であるから、ここで詳しく説明する必要はあるまい。
（監視装置は検出器プローブの内部またはそれの近傍に
設置されているのではなく、それから遠く離れて設置さ
れている。）線源の場合と全く同様に、検出器プローブ
の全体がテフロンから成る絶縁層５０によって包囲され
ている。このような絶縁が必要な理由は、模擬燃料棒が
高い電位を有することにある。）当業者にとっては公知
のごとく、測定を行うための個々の模擬燃料棒（この場
合には模擬燃料棒Ｒ2 ）にも絶縁を施すことができる。
通例、かかる模擬燃料棒の内側にセラミック絶縁材が設
置される。このような絶縁材が破壊すると、高い電位に
対する暴露が起こることが理解されよう。
構造を有している。通例、それは陽極抵抗体４９を介し
て同軸ケーブルに接続され、次いで前置増幅器７８（図
４）に接続されている。なお、監視装置は標準的なもの
であるから、ここで詳しく説明する必要はあるまい。
（監視装置は検出器プローブの内部またはそれの近傍に
設置されているのではなく、それから遠く離れて設置さ
れている。）線源の場合と全く同様に、検出器プローブ
の全体がテフロンから成る絶縁層５０によって包囲され
ている。このような絶縁が必要な理由は、模擬燃料棒が
高い電位を有することにある。）当業者にとっては公知
のごとく、測定を行うための個々の模擬燃料棒（この場
合には模擬燃料棒Ｒ2 ）にも絶縁を施すことができる。
通例、かかる模擬燃料棒の内側にセラミック絶縁材が設
置される。このような絶縁材が破壊すると、高い電位に
対する暴露が起こることが理解されよう。
【００３３】それ故、適当な電気抵抗を有する導体を通
して線源プローブおよび検出器プローブが大地電位に維
持されているのが普通である。何らかの電位が検出され
た場合には、絶縁破壊が起こったものと推測される。そ
のような場合には、２つの部位からの電位によって線源
および検出器の燃焼またはその他の破壊が生じるのを防
止するため、直ちに線源および検出器を取出して修理す
る必要がある。
して線源プローブおよび検出器プローブが大地電位に維
持されているのが普通である。何らかの電位が検出され
た場合には、絶縁破壊が起こったものと推測される。そ
のような場合には、２つの部位からの電位によって線源
および検出器の燃焼またはその他の破壊が生じるのを防
止するため、直ちに線源および検出器を取出して修理す
る必要がある。
【００３４】次に図３を見ると、特定の燃料棒配列を有
する模擬燃料バンドルが示されている。図中には、容器
Ｖが図１中の線３−３に関する断面図として示されてい
る。図示された模擬燃料バンドルは、チャネルボックス
Ｃおよび複数の模擬燃料棒Ｒを含んでいる。
する模擬燃料バンドルが示されている。図中には、容器
Ｖが図１中の線３−３に関する断面図として示されてい
る。図示された模擬燃料バンドルは、チャネルボックス
Ｃおよび複数の模擬燃料棒Ｒを含んでいる。
【００３５】アメリシウム-241から成る線源Ｓが模擬燃
料棒Ｒs の内部に配置されているものと仮定した場合、
測定用検出器の可能な配置が示されている。たとえば、
検出器は直近に隣接した模擬燃料棒６０、斜め方向に隣
接した模擬燃料棒６１、またはその他特定の模擬燃料棒
内に配置することができる。更にまた、いわゆる部分長
燃料棒の上方に形成された空間を隔てて測定を行うこと
もできる。たとえば、模擬燃料棒６３内に配置された検
出器の使用により、部分長燃料棒（図示せず）の上方に
位置する流路に沿って減速材のボイド率を測定し得るこ
とが理解されよう。
料棒Ｒs の内部に配置されているものと仮定した場合、
測定用検出器の可能な配置が示されている。たとえば、
検出器は直近に隣接した模擬燃料棒６０、斜め方向に隣
接した模擬燃料棒６１、またはその他特定の模擬燃料棒
内に配置することができる。更にまた、いわゆる部分長
燃料棒の上方に形成された空間を隔てて測定を行うこと
もできる。たとえば、模擬燃料棒６３内に配置された検
出器の使用により、部分長燃料棒（図示せず）の上方に
位置する流路に沿って減速材のボイド率を測定し得るこ
とが理解されよう。
【００３６】また、線源プローブおよび検出器プローブ
は図３中に示された任意の模擬燃料棒内に挿入し得るこ
とも認められよう。
は図３中に示された任意の模擬燃料棒内に挿入し得るこ
とも認められよう。
【００３７】説明の都合上、ここにはただ１個の検出器
プローブが示されている。しかしながら、複数の検出器
プローブを使用し得ることも理解すべきである。
プローブが示されている。しかしながら、複数の検出器
プローブを使用し得ることも理解すべきである。
【００３８】次に図４を見ると、容器Ｖの下端部が示さ
れている。それぞれの模擬燃料棒Ｒの下端は燃料バンド
ル試験装置の底部に向かって露出していることを想起さ
れたい。
れている。それぞれの模擬燃料棒Ｒの下端は燃料バンド
ル試験装置の底部に向かって露出していることを想起さ
れたい。
【００３９】図中には、プローブ支持体Ｂが示されてい
る。かかるプローブ支持体Ｂは、縦穴Ｗ内に嵌合した案
内部材Ｇを有する軌道Ｔ上を鉛直方向に沿って移動し得
るように構成されている。チェーン７２およびスプロケ
ット車７０を具備した電動機により、プローブ支持体Ｂ
が上下させられる。プローブ支持体Ｂに対しては、線源
を取付けたプローブＰ1 および検出器を取付けたプロー
ブＰ2 が固定されている。
る。かかるプローブ支持体Ｂは、縦穴Ｗ内に嵌合した案
内部材Ｇを有する軌道Ｔ上を鉛直方向に沿って移動し得
るように構成されている。チェーン７２およびスプロケ
ット車７０を具備した電動機により、プローブ支持体Ｂ
が上下させられる。プローブ支持体Ｂに対しては、線源
を取付けたプローブＰ1 および検出器を取付けたプロー
ブＰ2 が固定されている。
【００４０】検出器を監視装置および冷却水供給源に連
結するため、プローブ支持体Ｂと前置増幅器７８との間
に懸垂管路Ｌが設置されている。前置増幅器７８からは
また、監視装置（図示せず）に至る電線管が伸びてい
る。
結するため、プローブ支持体Ｂと前置増幅器７８との間
に懸垂管路Ｌが設置されている。前置増幅器７８からは
また、監視装置（図示せず）に至る電線管が伸びてい
る。
【００４１】燃料バンドル試験装置に含まれるいずれか
の模擬燃料棒Ｒ内にプローブＰ2 が様々な深さに挿入さ
れた場合、プローブＰ2 は様々な程度の膨張を示すこと
が理解されよう。それ故、このような膨張度の違いに順
応するため、冷却水は図５に示されるようなコイル８０
から供給される。かかるコイル８０は、測定を行うため
の模擬燃料棒Ｒ内に挿入されたプローブＰ2 の膨張度の
違いに応じて伸縮する。このように、プローブ支持体Ｂ
にはプローブＰ2 の長さに応じて伸長し得るコイルが装
備されている。なお、加熱された冷却水は単純な管によ
って排出される。
の模擬燃料棒Ｒ内にプローブＰ2 が様々な深さに挿入さ
れた場合、プローブＰ2 は様々な程度の膨張を示すこと
が理解されよう。それ故、このような膨張度の違いに順
応するため、冷却水は図５に示されるようなコイル８０
から供給される。かかるコイル８０は、測定を行うため
の模擬燃料棒Ｒ内に挿入されたプローブＰ2 の膨張度の
違いに応じて伸縮する。このように、プローブ支持体Ｂ
にはプローブＰ2 の長さに応じて伸長し得るコイルが装
備されている。なお、加熱された冷却水は単純な管によ
って排出される。
【００４２】上記のごときプローブの動作は容易に理解
されよう。詳しく述べれば、図１に示された燃料バンド
ル試験装置の定常動作中において、線源および検出器が
鉛直方向に沿って走査される。かかる走査に際して検出
されたγ線量の変化は、隣接する模擬燃料棒間に存在す
る減速材のボイド率に直接に関係するのである。
されよう。詳しく述べれば、図１に示された燃料バンド
ル試験装置の定常動作中において、線源および検出器が
鉛直方向に沿って走査される。かかる走査に際して検出
されたγ線量の変化は、隣接する模擬燃料棒間に存在す
る減速材のボイド率に直接に関係するのである。
【００４３】本明細書中に記載された技術は極めて有効
なものであることが認められよう。たとえば、モデル化
によって減速材の正確な分布を求めることもできる。す
なわち、減速材の予想分布をモデル化し、そしてこのモ
デルと比較しながら実験結果を分析することにより、チ
ャネルボックスの側壁に隣接して存在する減速材を含め
た減速材の分布の変化を求めることができるのである。
なものであることが認められよう。たとえば、モデル化
によって減速材の正確な分布を求めることもできる。す
なわち、減速材の予想分布をモデル化し、そしてこのモ
デルと比較しながら実験結果を分析することにより、チ
ャネルボックスの側壁に隣接して存在する減速材を含め
た減速材の分布の変化を求めることができるのである。
【図１】燃料バンドルの性能を試験するための試験ルー
プの概略立面図であって、チャネルボックスを含めた完
全な燃料バンドルを試験することのできる燃料バンドル
試験装置を示している。
プの概略立面図であって、チャネルボックスを含めた完
全な燃料バンドルを試験することのできる燃料バンドル
試験装置を示している。
【図２】Ａは放出されるγ線に対するコリメータとして
役立つ金遮蔽材によって包囲されたアメリシウム-241か
ら成る線状γ線源の拡大縦断面図であり、Ｂは入射する
γ線に対するコリメータとして役立つと共に検出器から
熱を運び去るために役立つ遮蔽材によって包囲されたガ
イガー・ミュラー計数管を含む検出器の縦断面図であ
り、またＣは図２Ｂの検出器の中央部における横断面図
であって、コリメータおよび冷却水管の構造を示してい
る。
役立つ金遮蔽材によって包囲されたアメリシウム-241か
ら成る線状γ線源の拡大縦断面図であり、Ｂは入射する
γ線に対するコリメータとして役立つと共に検出器から
熱を運び去るために役立つ遮蔽材によって包囲されたガ
イガー・ミュラー計数管を含む検出器の縦断面図であ
り、またＣは図２Ｂの検出器の中央部における横断面図
であって、コリメータおよび冷却水管の構造を示してい
る。
【図３】図１中の線３−３に関する燃料バンドル試験装
置の断面図であって、実施可能な減速材密度の測定例を
示している。
置の断面図であって、実施可能な減速材密度の測定例を
示している。
【図４】試験すべき特定の模擬燃料棒内において線源お
よび検出器を上下させるため燃料バンドル試験装置の下
方に設置された機構を示す略図である。
よび検出器を上下させるため燃料バンドル試験装置の下
方に設置された機構を示す略図である。
【図５】模擬燃料バンドル内への挿入深さの変化に対応
した検出器プローブの膨張度の違いに順応させるために
役立つ検出器プローブの下端部を示す略図である。
した検出器プローブの膨張度の違いに順応させるために
役立つ検出器プローブの下端部を示す略図である。
１４ フランジアセンブリ １５ 水入口アセンブリ ２０ 接地母線 ２２ 高電位の母線 ３０ 線源カプセル ３４ アメリシウム-241 ３５ 遮蔽材 ４０ ガイガー・ミュラー計数管 ４２ 遮蔽材 ４４ 冷却水管 ４８ 断熱層 ５０ 絶縁層 Ｂ プローブ支持体 Ｃ チャネルボックス Ｄ 検出器 Ｐ1 線源プローブ Ｐ2 検出器プローブ Ｒ 模擬燃料棒 Ｓ γ線源 Ｖ 容器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブルース・マッズナー アメリカ合衆国、カリフォルニア州、サ ン・ホセ、クレストモント・ドライブ、 1920番 (56)参考文献 特開 昭60−21440（ＪＰ，Ａ)
Claims (9)
- 【請求項１】 (1) 燃料バンドル内の燃料棒の外径と同
じ外径を有する複数の直立した中空管、(2) 前記中空管
を支持しかつ前記中空管の下端部に電流を供給するため
に役立つと共に、前記中空管の下部開放端を露出させて
前記中空管の内部への試験用プローブの出し入れを可能
にする下部支持板、(3) 前記中空管を鉛直方向に沿って
直立した状態に保持しかつ前記中空管の上端部に電流を
供給するために役立つ上部支持板、(4) 電流を供給して
前記中空管から熱を発生させるため、前記上部支持板と
前記下部支持板との間に接続された電源、並びに(5) 前
記中空管を包囲すると共に、前記中空管の底部において
水を流入させかつ前記中空管の頂部において水および蒸
気を流出させることによって燃料バンドルの模擬動作を
可能にする容器の諸要素から成る燃料バンドル試験装置
において、(a) 第１および第２の中空管の内部において
鉛直方向に沿って移動し得る第１および第２のプロー
ブ、(b) 前記第１および第２のプローブの一方に取付け
られ、かつ水中を通過することによって減衰を受ける放
射線粒子を放出するために役立つ放射線源、(c) 前記第
１および第２のプローブの他方に取付けられ、かつ前記
放射線源から入射する放射線粒子を測定するために役立
つ検出器、並びに(d) 前記中空管の間における減速材の
ボイド率を測定するため、特定の中空管内において前記
第１および第２のプローブを上下させるための手段が含
まれることを特徴とする燃料バンドル試験装置。 - 【請求項２】 前記放射線源がコリメータを具備してい
る請求項１記載の燃料バンドル試験装置。 - 【請求項３】 前記検出器がコリメータを具備している
請求項２記載の燃料バンドル試験装置。 - 【請求項４】 前記第１および第２のプローブが前記燃
料バンドル試験装置内において前記放射線源および前記
検出器を同じ鉛直方向位置に上下させる請求項１記載の
燃料バンドル試験装置。 - 【請求項５】 (1) 実際の燃料バンドル内に含まれる実
際の燃料棒の外径に等しい外径を有する複数の電気的に
加熱される中空管と、(2) 前記中空管を収容すると共
に、底部から水を流入させかつ頂部から水および蒸気を
流出させる容器とを含んでいて、実際の燃料バンドル内
を水が上方に通過する際に水から蒸気を発生させる前記
燃料バンドルの動作を模擬的に再現する燃料バンドル試
験装置において前記中空管の間に存在する液体の水の分
率を測定するための方法において、(a) 前記中空管の側
壁および前記中空管の間に存在する水を通過するのに十
分なだけのエネルギーを有しかつ前記中空管の間に存在
する水の分率に比例した程度の減衰を受けるような放射
線粒子を放出する放射線源を用意し、(b) 前記放射線源
から放出されかつ前記水を通過した放射線粒子を検出す
るための放射線検出器を用意し、(c) 第１の中空管内に
前記放射線源を挿入し、(d) 第２の中空管内に前記検出
器を挿入し、次いで(e) 前記放射線源から放出されて前
記検出器に入射する放射線粒子を検出することによって
前記中空管の間に存在する水の分率を測定する諸工程か
ら成ることを特徴とする方法。 - 【請求項６】 前記放射線源および前記検出器を前記第
１および第２の中空管内に挿入して上下させることによ
り、前記中空管のあらゆる鉛直方向位置において前記中
空管の間に存在する水の分率が測定される請求項５記載
の方法。 - 【請求項７】 前記放射線源および前記検出器が前記第
１および第２の中空管内に挿入されかつ同じ鉛直方向位
置にまで上下させられる請求項６記載の方法。 - 【請求項８】 前記放射線源および前記検出器が前記第
１および第２の中空管内に同じ鉛直方向位置まで挿入さ
れる請求項５記載の方法。 - 【請求項９】 燃料バンドル試験装置内に含まれるよう
な電気的に加熱される中空管内に挿入するための検出器
において、(a) ガイガー・ミュラー計数管、(b) 前記ガ
イガー・ミュラー計数管を包囲すると共に、一定範囲内
の放射線のみを前記ガイガー・ミュラー計数管に入射さ
せるための窓を規定する熱伝導性の遮蔽材、(c) 前記遮
蔽材を冷却するため前記ガイガー・ミュラー計数管に対
して熱的に連結された冷却材供給源、(d) 加熱環境中に
おいても前記ガイガー・ミュラー計数管を周囲温度より
低い温度に維持するために前記ガイガー・ミュラー計数
管を包囲する断熱手段、並びに(e) 前記中空管内の電位
が前記検出器に印加されるのを防止するために前記ガイ
ガー・ミュラー計数管を包囲する電気絶縁手段の諸要素
から成ることを特徴とする検出器。
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