JPS593294A - 核燃料被覆管の破損検出用オフガスモニタシステム - Google Patents

核燃料被覆管の破損検出用オフガスモニタシステム

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JPS593294A
JPS593294A JP57112398A JP11239882A JPS593294A JP S593294 A JPS593294 A JP S593294A JP 57112398 A JP57112398 A JP 57112398A JP 11239882 A JP11239882 A JP 11239882A JP S593294 A JPS593294 A JP S593294A
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JP
Japan
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gas
nuclear fuel
fuel cladding
radioactive
nuclide
Prior art date
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Pending
Application number
JP57112398A
Other languages
English (en)
Inventor
湯浅 嘉之
正彦 大崎
真 内藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Nippon Genshiryoku Jigyo KK
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Original Assignee
Nippon Genshiryoku Jigyo KK
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Genshiryoku Jigyo KK, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd, Nippon Atomic Industry Group Co Ltd filed Critical Nippon Genshiryoku Jigyo KK
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Publication of JPS593294A publication Critical patent/JPS593294A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野1 本発明は原子力発電所で排出されるオフガス中に含まれ
る放射性部カスをモニタし、核燃料被覆管の破損を迅速
かつ的確に検出する核燃料被覆管・管の破損を迅速かつ
的確に検出する核燃料被覆管の破損検出用オフガスモニ
タシステムに関する。
[発明の技術的背景] 一般に原子力発電所においでは、原子炉で発生した蒸気
をタービンに送り込んで機械的仕事をさせ、この機械的
仕事をさらに電力に変換することが行われている。ター
ビンで仕事をした蒸気は復水器においC熱を奪われて復
水となり再び原子炉に送られるが、復水器で復水とされ
るとき、蒸気中に含まれるガスは空気抽出器によって分
離されて煙突から大気中に放散される。したがって空気
抽出器によって復水器のホットウェルから抽気されたオ
フガス中には核分裂生成物である放射性部カスが通常含
まれている。
このようなオフガス中に含まれる放射性希ガスの核種は
半減期が分のA−ダーの短寿命グループ(Kr−89、
Kr−90、Xe−135m、Xe−137、Xe−1
38)と半減期が時なイシ日のオーダーの長寿命グルー
プ(Kr−86m、1(r−(37、Kr−88、Xo
−133、)(e −135)に分けられるが、これら
放射性希ガスのオフガス中の含有量の多少は核燃料被覆
管の健全性を示す目安と考えられる。
すなわち、放射性希ガスの含有はが多いとぎは核燃料被
覆管の破損が考えられるので、含有量の多少は破損状況
を知るうえで重要であり、その七二夕は原子力発電所の
安全を紺持するうえで必須の要件である。
また、核燃料ペレットからプレナムへの拡散、ブレナム
から破損孔を通しての放出に関する近似削算により、放
射↑IF希ガスの放出においては破損の有無に応じて反
跳(Recoil ) 、拡散(Dirrt+5ion
> 、平衡(「quiliblium)の各放出モデル
が知られており、これらの放出モデルの占める割合(組
成比)もまた核燃料被覆管の健全性を示す目安となる。
すなわち核燃料被覆管の破損が生じた場合は反跳モデル
の組成比(R)が急激に減少し、拡散おJ、び平衡モデ
ルの組成比(DおよびE)が増大するので、そのモニタ
もまた核燃料被覆管の破損をただちに検出しfcA子力
発電所の安全性を確保するうえて・必要とされる。
「背景技術の問題点1 しかしながら従来からのオフガスモニタシステム(こお
いCは、前記空気抽出器と煙突の間を連結Jるオフガス
主配管の途中にオフガスの一部をバイパスさせる配管を
設け、このバイパス管を流れるオフガスをNa ((1
−1,−)検出器でガンマ線のクロス計数率を測定する
方法が用いられCいるため、放射性希ガスの積杆組成お
よび前記放出モデルの組成比に関する情報が1qられな
いという問題があった。
し発明の目的] 本発明は原子力発電所で排出されるオフガス中の放射性
希ガスを、知万命グループと長寿命グループに分けてそ
れぞれの核種ごとの放出率および放射性希ガス全体での
反跳、拡散、平衡の各放出モデルの組成比を測定算出す
ることのできる核燃料被覆管の破損検出用オフガスモニ
タシステムを提供することを目的とする。
[発明の概要] ずなわら本発明は、オフガスと水とを混合するオフガス
混合器と、前記オフガス混合器から吐出されるオフガス
中に含まれる放射性希ガス核種を短寿命グループと長寿
命グループに分けそれぞれ測定検出する検出部と、前記
検出部で検出されたデータを解析し放射性希ガス核種を
同定定量する波高分析器と、前記波高分析器で解析され
たデータをもとに放射性希ガス全体での反跳、拡散、平
衡の各放出モデルの組成比を算出するプロセス計算機と
からなることを特徴とする核燃料被覆管の破損検出用オ
フガスモニタシステムである。
[発明の実施例] 以下本発明の一実施例について図面を参照して詳細に説
明する。
第1図は本発明にa3けるオフガス中の放射性希ガス核
種のガンマ線検出部の縦断面図である。図に示すように
、全体を符号1で示すガンマ線検出部は鉛遮蔽体2で囲
まれた空間部3に短寿命グループ核種測定部4と長寿命
グループ核種測定部5が遮蔽体外にある遅延管6を挾ん
で設+−1られた構造にならでいる。測定部4.5およ
び遅延管6は図示するj:うに蛇管構造とすることが望
ましい。
なお、空間部3にはGe  (ゲルマニウム)検出器7
が設けられている。
第2図は本発明の一実施例のオフガスモニタシステムの
ブロック図である。図に示すように、空気抽出器(図示
せず)より出たオフガスの一部はオフガス移送ポンプ8
に吸引されてオフガス主配管9の途中に設けられたバイ
パス管10に入り、弁11と応動し、後述する中火プロ
セスユニット18の信号により開閉される弁12を通っ
てオフガス混合器13に送り込まれる。
また、オフガス混合器13には水ポンプ14によつ一τ
水タンク15から吸い上げられた清浄水が供給されCお
り、このオフガス混合器13内部で清浄水の一定水流に
オフガスが一定の割合で混合される。すなわち前記弁1
2の開閉によってオフガス混合器13の出口バイブには
オフガス気泡が蜆則的に配列された水流が作られ、これ
が前述のガンマ線検出部1に送られる。
なお、弁11と弁12は正反対に開閉を繰り返すように
応動させる。すなわちオフガス混合器13にオフガスを
供給する場合は、所定時間弁11を閉じC弁12を開き
、逆に供給を停止する場合は弁12を閉じると同時に弁
11を開き、オフガス移送ポンプ8に吸引されてバイパ
ス管10に入ったオフガスを弁11を通してオフガス主
配管9に戻ずようにする。
次に、オフガス混合器13の出口バイブ内を送られてぎ
たオフガス−水の混合体は第1図に示したガンマ線検出
部1の測定部4を通過する。ここでGe検出器7により
オフガス中の短野命の放射性希ガスが測定検出される。
次いでオフガス−水は遅延管6を通り1〜5時間に渡っ
て短野命の放射性希ガスの放射能が減衰させられる。そ
の後測定部5に入り、Ge検出器7によりオフガス中の
長寿命の放射性希ガスが測定検出される。
測定部5を出たオフガス−水は気泡セパレータ16にお
いて分離され水はドレンとして排出され、−7= 一方、オフガスはオフガス主配管9に戻されて図示しな
い煙突を杼C大気中に放散される。
Ge検出器7で測定されたガンマ線スペクトルは、まず
波高分析器17に入れられ、ここからざらに中央プロレ
スコニット18に送られ波高分析器17および中央プロ
セスユニット18でスペク1〜ル解析が行なわれ、放射
性希ガス核種の同定定量が行なわれ核種ごとの放出率の
算定がなされる。
放出率はオフガス主配管9の途中に設けられ−Cいるオ
フガス流量計(図示せず)から送られてくる流量値のデ
ータをもとにして算出されるまた、この中央プロセスユ
ニット18では前述の核種ごとの放出率をもとに放射性
希ガス全体での反跳、拡散、平衡の各放出モデルの組成
比が算出される。すなわち核燃料被覆管の破損状況に応
じて以下に述べるような各放出モデルが対応することが
知られており、各モデルごとに放出率は次式で表わされ
る。
核燃料被覆管の破損がなくトランプウランから放射性希
ガスが放出される場合、 8− 反跳モデル  Ai =Kに Y1λi破損孔から放射
牲希ガスが放出される場合、拡散モデル  A1−Ko
 YIλ、に平衡モデル  A1−心 Yl ここでAiは核種iの放出率(m Ci /sec )
、Yiは核種iの核分裂収率、A1は核種1の崩壊定数
(1/5ec)を示し、KFL、 K、  、K、  
はそれぞれ定数Cある。
このような各放出モデルの組成比を算出するには、放射
性希ガスの核種ごとの放出率についての解析および算定
結果を次式 %式% にあてはめ、次式で表わされるSの値を最小にする定数
にえ、KO、KE  の値を求めた後、S=と(β0(
1(Ai /Yi ) −AO(1(Kl(λ1+に5
  Ai” +Ka  ) ) 2これらの値を用い放
射性希ガス核種全体での各組成比を以下の式より算出す
る。
R−Σに良 Yiλ1/Σ(KIYiλi+KD・Y1
λiと +KEYi) 以上のような演算を行ない算出された結果は、中央プロ
セスユニット18からプリンタ19に送られて打ち出さ
れるとともに、表示装置20に送り込まれ、RXD、E
の経時変化および放射性希ガス核種の放出率の合計値が
グラフ上にプロットされる。
また、中央プロセスユニット18から出力される信号に
にり作動するアラーム21が設けられており、Rが減少
しDおよび[が増大した場合にはここから警報が発せら
れる。
第3図および第4図は本発明のシステムによりモニタさ
れ、前記表示装置20に表わされた放射性希ガス核種の
放出率の合計値およびR,D、Eの経時変化を示すグラ
フrある。
これらのグラフから明らかなように、核燃料被覆管の破
損が生じた場合には放出率の合計値が急激に増加するだ
けで・なく、Rが激減1ノその分りおよび「の値が増大
覆る。従ってアラーム21の作動を待つまひもなく、こ
れらのグラフを連続的に作製し監視Jることにより破損
発生後ただちにこれを検知することかC゛きる。
また、本発明のシステムにおいCは、ガンマ線検出部1
と気泡セパレータ16との間に、第5図C示−リーよう
な遅延管22およびβ線検出部23を設けることにより
β線を放出する放射性希ガス核種を測定検出することが
できる。
すなわちオフカス−水は測定部5を出た後、遅延管22
に入りここで5時間以上遅延減衰された後、β線検出部
23の測定部24に導入され、電離精力゛スク[]カウ
ンタ、プラスチックシンナレーション検出器のようなβ
線検11器25によりβ線を測定検出される。
検出結果はh1測部26を経て中央プロセスユニット1
8に送られ、ここでβ線核種の同定定量がなされる。
Jなわち遅延管22での減衰により測定部24でβ線を
放出Jる主な核種はXe−133、Kr−85、Kr 
−85m  、Kr−88、Xe−,135であるが、
Kr−85のβ線]−ネルギー(約660KOV)が他
の4核種のそれより大幅に高い値を示1のC゛、測定結
果から主にKr−85の同定定量がなされる。
Kr−85の測定定量は従来はなされでいなかったもの
C・、この測定により破損の生じた核燃料の燃料度を評
価することが61能となり、破損位置をもある程度用る
ことがひきる。
[発明の効果] 以上の記載から明らかなように、本発明のオフガスモニ
タシステムによれば、オフガス中の放射性希ガス核種の
放出率および反跳、拡散、平衡の各放出モデルの組成比
を連続的かつ自動的にモニタするので、核燃料被覆管の
破損が生じた場合にただちにこれを検出することができ
、事故の発生を未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例におけるガンマ線検出部の縦
断面図、第2図は本発明の一実施例のオフガスモニタシ
ステムのブロック図、第3図および第4図は本発明の一
実施例により得られた放射性希ガス核種の放出率の合h
1値およびR,D、Eの経時変化を示(グラフ、第5図
はβ線検出部の縦断面図である。 1・・・・・・・・・・・・ガンマ線検出部6.22・
・・遅延管 7・・・・・・・・・・・・Qe検出器8・・・・・・
・・・・・・オフガス移送ポンプ9・・・・・・・・・
・・・オフガス主配管10・・・・・・・・・・・・バ
イパス管11.12・・・弁 13・・・・・・・・・・・・オフガス混合器14・・
・・・・・・・・・・水ポンプ16・・・・・・・・・
・・・気泡セパレータ17・・・・・・・・・・・・波
高分析器18・・・・・・・・・・・・中央プロセスユ
ニット19・・・・・・・・・・・・プリンタ20・・
・・・・・・・・・・表示装置23・・・・・・・・・
・・・β線検出部25・・・・・・・・・・・・β線検
出器26・・・・・・・・・・・・削測部 代理人弁理士   須 山 佐 −

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Aフガスと水とを混合するオフガス混合器と、前
    記オフガス混合器から吐出されるオフガス中に含まれる
    放射性部ガス核種を短寿命グループと長寿命グループに
    分け、それぞれ測定検出する検出部と、前記検出部で検
    出されたデータを解析し放射性部ガス核種を同定定量す
    る波高分析器と、前記波高分析器で解析されたデータを
    もとに放射性希ガス全体での反跳、拡散、平衡の各放出
    モデルの組成比を算出するプロセス計算機とからなるこ
    とを特徴とする核燃料被覆管の破損検出用オフガスモニ
    タシステム。
JP57112398A 1982-06-29 1982-06-29 核燃料被覆管の破損検出用オフガスモニタシステム Pending JPS593294A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6147590A (ja) * 1984-08-14 1986-03-08 株式会社東芝 破損燃料検出装置
JP2006119020A (ja) * 2004-10-22 2006-05-11 Toshiba Corp 燃料被覆管表面での元素付着評価方法およびそのためのプログラム

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