JPS60185106A - 超音波原子炉内透視装置 - Google Patents

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〕 この発明は、原子炉内炉心構造物の沈下等の変形、燃料
集合体の配置、欠損の有無、および燃料交換時の燃料集
会体の識別等の原子炉炉内モニター装置としての超音波
原子炉内透視装置に関するものである。

〔従来技術〕

従来この種の超音波原子炉内透視装置として第１図に示
すものがあった。図において、／は原子炉容器、コは多
数の燃料集合体（図示しない）から成る炉心、３は炉心
上部機構、グは回転プラグ、Ｓは原子炉蓋、６は原子炉
冷却材である液体ナトリウム、７は超音波トランスデユ
ーサ−１ざは超音波トランスデューサーワの駆動機構、
９は計測制御回路である。

次に動作について説明する。第１図に示した従来の超音
波原子炉内透視装置は、原子炉炉内モニター装置として
、炉心構造物の沈下等の変形、燃集会体の配置、欠損の
有無、および燃料交換時の燃料乗合体の識別等を原子炉
の定期検査の際に行なわれる燃料交換時に使用される。

従って、燃料交換のため回転プラグ亭を偏心回転させる
ことにより炉心上部機構３が炉心二上方から移動された
状態において、超音波原子炉内透視装置は炉心ユの上部
状況をモニターする。炉心上部機構３が炉心ス上方から
移動された後、超音波トランスデユーサ−７は計測制御
回路りからの制御信号に従って駆動機構ｇの細膜アーム
で炉心コ上方の水平位置に保持され、こうすることで超
音波トランスデユーサ−７の超音波ビーム発信面（受信
面）が炉心コの上端面圧対向する。超音波トランスデユ
ーザー７から炉心コ上端面へ発信・される超音波ビーム
はこれをペンシルビーム（空間的に狭いビーム）と１ｚ
　Ｌ、発信された超音波ビームは炉心コを構成する燃料
集合体の頂部において反射され、反射波が超音波トラン
スデユーサ−７によって受信される。この受信された超
音波ビームの発信から受信までの時間を測定することに
より、超音波トランスデユーサ−７と炉心コの燃料集合
体の超音波ビームで照射された部分との距離を知ること
ができ、また、超音波トランスデユーサ−７の位置（座
標）から燃料集合体の被照射部分の位置（座標）を知る
ことができる。従って、超音波トランスデユーサ−７を
炉心コ上方の水平面内で走査し、超音波ビームの発信、
受信を繰り返し行なうことにより、炉心二上端面の状況
が三次元的にマツピングできる。この方式は、医用もし
くは非破壊検査等で用いられる超音波Ｂスキャン（ある
いはＣスキャン）方式と基本的に全く同一のものである
。従って、上記方法における炉心λ上端面の画像化の際
の分解能は超音波ビームのパルス時間幅と超音波ビーム
の広がりで決定されている。このことを第２図を用いて
説明する。Ｔが超音波トランスデユーサ＝７から発信さ
れた超音波ビームのパルス時間幅、第２図中のθが超音
波ビームの拡がり角、第２図中のＲが超音波トランスデ
ユーサ−７と炉心ユの上端面において超音波ビーム照射
された部分との距離、ｔが超音波ビームの発信から受信
までの時間、Ｄが超音波トランスデユーサ−７の開口長
、Ｃが伝播媒体である液体ナトリウム６中での音速、ｅ
が超音波ビームの搬送周波数、λが液体ナトリウム６中
の超音波の波長であるとすれば超音波トランスデユーサ
−７と炉心λにおける超音波ビームの反射部分との距離
を超音波ビームは往復伝播するので、その距離１分解能
ａＲは、 δＲ＝−ＣＴ ユ で与えられる（−０ｌ）また、炉心コ面内方向での分解
能δＸは、前述したように超音波ビームの拡がりで決ま
る。一方、超音波ビーム拡がり角θは次式で与えられる
ので、 λ θ　＝　− り 面内方向での分解能δＸは、 λ δＸ−＝Ｒ・− り と１よる。このことから、炉心コ上部をモニターするた
めに画像化する際の分解能は超音波ビームのパルス時間
幅が短かければ短いほど、超音波ビームの搬送周波数が
高ければ高いほど、超音波トランスデユーサークの開口
が太きければ大きいほど、向上することが分る。すなわ
ち、上記装置における水平走査および超音波ビームの発
信、受信は、面内方向分解能δＸ毎に炉心二上方におい
て炉心コ上端面全領域にくまなく走査１発信、受信を逐
次繰り返すことにより、炉心コ上部状況を画像化する。

従来の超音波原子炉内透視装置は以上のような原理に基
づいて構成されているので、高分解能の画像を得るため
には下記の理由により相当な困難を伴う。すなわち、距
離方向分解能を向上させるために超音波ビームのパルス
時間幅を短かくしようとすると、相対的に送信電力が低
減してしまうことから、短時間の大電力送信器を必要と
し、このため発信超音波ビームの大電力送波に伴う歪み
の生じない超音波トランスデユーサ−および送信器を使
用しなげればならない点、あるいは、炉心内方向での分
解能を向上させるために搬送周波数を高（しようとする
と、液体ナトリウム６中での超音波ビームおける減衰が
大きいので、炉心コ上端部からの反射超音波ビームの受
信効率の低下を招く点、また、超音波トランスデユーサ
−７の開口を大きくすることによって炉心面内方向での
分解能を向上させようとしても、超音波トランスデユー
サ−およびその駆動機構ｇの大型化を招くので、超音波
原子炉内透視装置としての他の機構部および構造材との
整合性を欠く点、さらには、炉心面内方向での分解能が
超音波トランスデユーサー７と炉心上端面との距離Ｒ１
Ｃ依存することから、超音波トランスデユーサークを極
め又高い放射線源である炉心コから充分遠ざけようとす
ると、分解能の劣化を招いてしまう点等の欠点がある。

〔発明の概要〕

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、原子炉炉心を構成する燃料集合体
頂部上端部に超音波を等方散乱する等方散置体を設ける
ことによって空間的に広がった超音波ビームすなわちフ
ァンビームを用いることができ、もって炉心上部を合成
開口法に基づくホログラフィック法により高分解能で画
像化し得る超音波原子炉内透視装置を提供しようとする
ものである。

〔発明の実施例〕

まず、この発明の基本的な考え方である合成開口法に基
づくホログラフィック手法九ついて述べ、もってこの発
明の特徴をより一層明確に１．ておくことが有意義であ
ると考え、そうする。この発明のよ５に炉心上部状況を
画像化する際の分解能は前述のように、１つが超音波ト
ランスデユーサ−と炉心上部の対象とする標的との距離
に関する分解能（これを距離分解能と称す）で゛あり、
他の１つが炉心上部での面内方向での位置の分解能（こ
れを方位分解能と称す）である。この発明においてはこ
れら２種の分解能の向上を計るためＫ、それぞれ電磁波
（レーダー）分野でいわゆるパルス圧ｍ方？１、トンブ
ラーシャープニング手法を超音波に適用、応用すること
を可能、にしたものである。

まずパルス圧縮方法について以下記述する。距離方向の
信号の分解能は第３図に示すように、超音波ビームのパ
ルスが発信された後の物表面の標的よりの散乱反射波の
時間差△ｔを利用して実施する点では従来方式の考え方
と同じである。すなわち、超音波トランスデユーサ−か
ら距離ＲＫある物表面上の標的によって散乱反射された
後、受信されるまでの時間ｔは、 Ｒ であり、距離方向の分解能δＲは、伏角をαとして、 δＲ−−彎△ｔ、ＳｅＣα コ で与えられるので、発信される超音波ビーム−のパルス
時間幅は上式における△ｔより短くなくてはならない。

すなわち、高分解能を得ようとすればするほどパルス時
間幅を短かくしてゆく必要がある。これが、従来例にお
ける欠点の１つであることは既に述べた。ここでは、発
信超音波ビームの一定搬送波（多くの場合、超音波トラ
ンスデユーサ−の共振周波数）の代りに、線型周波数変
調された発信信号（チャープ信号）を用いる。発信超音
波ビームのパルス時間幅Ｔ内で線型に周波数変調した信
号を超音波トランスデユーサ−により発信し、物表面上
の標的からの散乱反射波を受信し、線型周波数変調の際
とは逆特性の周波数対遅延時間特性を重子るマツチドフ
ィルタに通すことによりパルス圧縮が行なわれ、周波数
偏移△ｆが大きいほどパルス圧縮比が増すので、距離分
解能は向上する。このことを第７図に示した。すなわち
、このパルス圧縮手法によれば発信する超音波ビームの
パルス時間幅から距離分解能は解放され、従来例におけ
ろ欠点の１つを克服し得るものである。

次に、方位方向の分解能の向上のためのドツプラーシャ
ープニング手法について以下第Ｓ図を用いて記述する。

この場合、超音波トランスデユーサ−は走査方向に速度
Ｖで進行しつつ物表面上へ超音波ファンビームを発信し
ている。この時、超音波トランスデユーサ−から物界面
上の標的を見た場合、標的は超音波トランスデユーサ−
の進行速度Ｖに対応した成る相対速度で移動していると
見ることもできる。そのため、超音波トランスデューザ
ーによって受信される、物表面上標的からの散乱反射波
はドツプラー効果を示すことになる。

超音波トランスデユーサ−から発信される超音波ビーム
を無変調として、発信信号Ｕ（ｔ）はＵ　（ｔ）　＝　
Ａ（７ｅＸｐ　（、Ｆａｔ　）とおける。ここで、ＡＯ
は振幅であり、ω０は搬送角周波、ｊは虚数単位である
。超音波トランスデユーサ−は一定速度Ｖで移動してお
り、物表面上の固定標的（ｘ、ｒ）からの散乱反射波を
受信する。

受信摘号ｇ　（ｔ）は と表わされる。ここで、Ａは受信信号の振幅、　Ｒ（ｔ
、）は時刻ｔにおける超音波トランスデユーサ−と標的
との距離、Ｃは音速である。受信信号ｇ（ｔ）の位相を
φ（１）とおくと φ（ｔ）＝ω、ｔ−−Ｒ（ｔ） λ となる。ただし、λは波長である。また、Ｒ（ｔ）は第
Ｓ図よりフレネル近似が成立する範囲においては、超音
波トランスデユーサ−走査面と物表面との距離Ｒとして
、 となる。すなわち、 となる。ここで、ドツプラーシフト周波数ｆｄは、で与
えられることが分る。このｆｄの時間変化が超音波受信
信号の超音波トランスデユーサ−走査方向に沿った位相
ヒストリーを与える。すなわち標的が超音波トランスデ
ユーザーよりの超音波ビームの中に入ってから出るまで
に生じろドツプラーシフト幅（ドツプラー帯域幅）　Ｂ
ｄ　ハ、であるから、時間分解能△ｔはＢ（１−’　で
あり、結果的に方位方向の分解能δ工は、 δＸ　＝ｖ、　Ｂｄ　’　＝− コ となる。ただし、Ｄは超音波トランスデユーサ−の開口
長である。上式を見ると明らかなように、方位方向分解
能は超音波トランスデユーサ−と物表面との距離Ｒから
基本的に解放されるだけでなく波長からも解放され、従
来例に見られた欠点は完全に克服されていることが分る
。むしろ、従来例では超音波トランスデユーサ−の開口
長りを大きくすればするほど分解能が向上するのとは対
称的に、上記開口長を小さくすればするほど分解能が向
上するというのが本ドッグ之−シャープニング手法の％
徴でもある。この考えは、いわゆる合成開口の考えから
も説明できる。第６図に物表面上の標的から見た超音波
ビームの動きを表わす。

超餘波トランスデユーサ−が扼６図においてＡ→Ｃに進
行する間、物表面上の標的よりの散乱反射波を受信波と
して得ることができる。このことは、超音波トランスデ
ユーサ−が進行方向に並べられた長さＬの仮想的な一次
元アレイの一つのエレメントであり、次々とこの仮想的
アレイのエレメントの位置を占めてゆ（と考えられ、実
質的にＬの開口長を有する超音波トランスデユーサルア
レイでその標的を照射したのと等価になり、この等測的
に合成された仮想的な開口長りを合成開口長というので
ある。ここで、上記合成開口長における超音波受信信号
のドツプラシフ）Ｋよる位相ヒストリーを図示したのが
第７図である。すなわち、゛　方位方向処理も基本的に
は距離方向処理と同様であり、第７図に示した位相履歴
と逆特性のマツチドフィルターに通すことにより、方位
方向に分散された物表面上の標的よりの散乱超音波エネ
ルギーをこの標的位置に集約すなわち圧縮することがで
きることを示す。従って、超音波トランスデユーサ−に
よって逐次受信される、物表面から散乱反射した超音波
をそれぞれ距離圧縮（パルス圧縮）し、その後上記距離
圧縮された信号から同一距離信号を抽出して超音波トラ
ンスデユーサ−走査方向に並べかえ、合成開口長を単位
として方位圧縮してやればよく、この方位圧縮を同−距
離毎に逐次実行すれば、物表面像が画像化できる。

以上の説明においては方位方向圧縮をドツプラーシャー
プニング手法で述べた。すなわち、超音波トランスデユ
ーサ−を連続走査しつつ超音波ビームを発信させること
により物表面上標的との間でドツプラー現象を生じさせ
ることを前提とした。

一方、この方位方向圧縮はドツプラーシフト周波数によ
る位相ヒストリーを用いることなく超音波トランスデユ
ーサ−と物表面上標的との間の距離履歴を用いることで
も実現できることを以下記述する。

この場合、超音波トランスデユーサ−は連続走査しつつ
超音波ビームを発信させてもよいし、また発信、走査を
逐次実施してもよい。走査面上の各位置における超音波
トランスデユーサ−によって受信される超音波信号の中
に含まれる物表面上の同一標的からの超音波ビームの発
信から受信までの時間、すなわち距離情報は第５図に一
点鎖線で示したような距離履歴として得られる。超音波
トランスデユーサ−の各受信信号に対して距離圧縮を施
した後、このような距離履歴曲線上のものをその曲線の
頂点（極点）に集約（圧縮）してやれば、ドツプラーシ
ャープニング手法と同様に走査線方向すなわち方位方向
に分散された、超音波エネルギー（標的からの）は標的
の位置へ圧縮することができる。

上記手法は前述したように電磁波（レーダー）による地
上マツピングの分野では相当な成功を収。

゛　めたものであるが、これは電磁波によって照射され
る物表面標的（地上標的）が電磁波の波長と比較してほ
ぼ等方散乱巻であると仮定し得るからである。一方、超
音波原子炉内透視装置においては対象とする物表面標的
すなわち原子炉内構造表面が金属面であり、空間的に拡
がった超音波ビームで照射した場合、物表面標的に斜入
射したものがいわゆる反射の法則に従ってしまい、鰯音
波ビームを発信した位置にある超音波トランスデユーサ
一方向への反射成分は極めて小さく、Ｓ／Ｎ比（信号対
雑音比）の点で上記手法が適用し得なかった。すなわち
、対象物表面である炉心を構成する燃料集合体頂部上端
面に超音波ビームを等方に散乱、反射させ等方散札体を
設けるというと、の発明の一つの基本構成要件の重要性
は正にこの点にあるものである。

以下、この発明の実施例を図について説明する。

第９図において、ｌは原子炉容器、コＡは第ｉ。

図に示す燃料集合体から成る炉心、３〜６は第１図に示
したのと同じ炉心上部機構、回転プラグ、原子炉倫、原
子炉冷却材である液体す）　ＩＪウム、７Ａは空間的に
拡がった超音波ビームを炉心２人上端部に向けて発信し
かつ炉心−Ａ上端面からの散乱反射波を受信するための
超音波トランスデユーサ−１ｇは超音波トランスデユー
サ−７Ａを炉心、２Ａ上方の水平面内において一定速度
で走査させるための駆動機構、ｑＡは計測制御回路であ
って超音波トランスデユーサ−７Ａに超音波ビームを発
生させ、かつ炉心、２人上端面からの散乱反射波を受信
し、超音波トランスデユーサ−７Ａの位置および超音波
ビームの発信から受信までの時問いいかえれば距離方向
に対する処理、さらに超音波トランスデユーサ−７Ａの
走行方向に涜った超音波受信信号の位相ヒス）　ＩＪ−
から方位方向に対する処理を実施することＫより炉心Ｊ
、ＡＪ一端面像を画像化してモニタテレビ等へ表示する
ための１測演算部（ＭＡ）と、超音波トランスデユーザ
ー７Ａを所定のモードに従って水平走査するための駆動
機構ざを制御する制御部（ＣＯ）とから成る。

次に動作について説明する。原子炉出力停止時において
炉心２人の燃料を交換する°際に原子炉容器ｌの中心よ
り偏心した回転プラグｑによって炉心２人上方から炉心
上部機構３が移動された後、超音波トランスデユーサ−
７Ａは１測制御回路？Ａからの制御信号に従って駆動機
構ｇにより炉心−Ａ上方に位置決めさね、その超音波ビ
ーム発信面（受信面）は炉心２人上端面と対向させられ
る。ここまでは従来装置の場合と何ら変るところはな（
・。

ここで、超音波トランスデユーサ−７Ａから炉心２人上
端面へ向けてペンシルビームではなく空間的に拡がった
ファンビームを照射させる。炉心２人上端面を構成する
燃料集合体頂部上端面よりの散乱反射波は同じく超音波
トランスデユーサ−７Ａによって受信される。この時の
受信信号は上記超音波ビームによって照射せられた炉心
２人上端面の広汎な領域からの散乱反射波が含まれてい
ることはいうまでもない。超音波トランスデユーサ＝７
Ａは炉心コＡ上方の水平走査面内を直線走査もしくは曲
線走査しながら、この超音波ビームの発信、受信を繰り
返してゆく。計測制御回路９Ａにおいては上記超音波ビ
ームの発信、受信のタイミングを制御するとともに、逐
次取り込まれてくる超音波受信信号を増幅し、かつ、前
述の合成開口長を処理単位として距離方向処理や方位方
向処理を行ない、炉心、２人上端面像を画像化し、モニ
タテレビ等の表示装置に表示する。

ここで、炉心２人を構成している燃料集合体頂部に設け
た等方散札体の一例を第１０図に示す。

第１０図において５．２／は炉心ＪＡを構成する多数の
燃料集合体のうちの１本の燃料集合体、２２は燃料集合
体、２／頂部に設けられているハンドリングヘッド部、
そしてコ３はハンドリングヘッドココ頂部上端面に設け
られた一超音波を等方散乱させるための等方散札体であ
る。通常、燃料集合体２／は多数の燃料ピンを六角形状
のラッパ管内に配置したものであり、ラッパ管の上部は
ハンドリングヘッド部２コと結合されている。ハンドリ
ングヘッド部２コの内部は冷却材である液体ナトリウム
が下方から上方へ流れるように中空どなっている。第Ｓ
図はこのラッパ管形状の燃料集合体２１とハンドリング
ヘッド部２２の結合部を含めて、ハンドリングヘッド部
２２頂部を示したものであり、この頂部上端面の外周上
（もしくは内周上）に小さいが超音波波長と同程度以上
の大きさの半径をもつ半球状の凸部からなる等方散乱体
コ３を多数−面に敷きつめた。これらの等方散札体２３
により、超音波ビームはハンドリングヘッド部λコ頂部
上端面においてほぼ等方に散乱される。従って超音波ビ
ームがどの方向から斜入射しても、その一部は確実に入
射方向に散乱され、超音波トランスデユーサ−７Ａで受
信される。

なお、上記実施例では超音波トランスデユーサ−７Ａと
して超音波ビームの発信と受信を兼用したものを用いた
が、超音波トランスデユーサ−を発信用、受信月別々の
二体としてもよく、また複数の超音波トランスデユーサ
−から成るアレイ構成としてもよい。

さらに、燃料集合体頂部上端面の等方散置体２３を小さ
い半球状の凸部を多数敷きつめたものとしたが、外面が
曲面である角錐台形状のものを同様に敷きつめてもよい
。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば燃料集合体頂部上端面
に、超音波ビームをほぼ等方に散乱させ立方散乱体を設
け、空間的に拡がった超音波ビームを用いることができ
、かつ、燃料集合体頂部からの散乱反射波を効率よく受
信し得る構成としたので、多数の燃料集合体から成る炉
心上端面像が高い分解能で画像化でき、精度の高い原子
炉炉内モニターとしての超音波原子炉内透視装置が得ら
れる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の超音波原子炉内透視装置を示す概念構成
図、第２図は従来装置における分解能を説明するための
概念図、第３図および第９図はこの発明における距離方
向分解能を説明するだめの概念図、第Ｓ図ないし第３図
はこの発明における方位方向分解能を説明するための概
念図、第９図はこの発明による超音波原子炉内透視装置
の一実施例を示す概念構成図、第７０図はこの発明の装
置に使用される燃料集合体の頂部形状を示す斜視図であ
る。 ／・・原子炉容器１．２Ａ・・炉心、３・・炉心上部機
構、り・・回転プラグ、５・・原子炉蓋、６・・液体ナ
トリウム、７Ａ・・超音波トランス・デューサー、ざ・
・駆動機構、？Ａ・・計測制御回路、２１・・燃料集合
体１．ココ・・ハンドリングヘッド部、コ３・・等方散
置体。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す・ 幣１図 旭２図 幣３図 幣４可 焔５図 ８音ａトラニステーーサー→　進往古−１尾６図 幣７図 第８図 幣９図 革１０図 手続補正書（自発） 寺許庁長官殿 □、小事件表示 昭和！を年特許１顧第　４１（７／！０　号つ　発明の
名称 超音波原子炉内透視装置 補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所°　東京都千代田区丸の内二″丁泪２番３号名　
称　（６０１）三菱電機株式会社 代表者片山仁八部 代理人　・ 住　所　東京都千代１１１区丸の内二丁１」４番１号丸
の内ビルディング４階 ６、補正の内容 （１）　現特許請求の範囲の記載を別紙のとおり補正す
る。 （２）明細書第６ページ第１９行の「燃」の記載を「燃
料」と補正する〇 （３）明細書第６ページ第１９行の「超音波ビーム照射
された部分」の記載を「超音波ビームで照射された部分
」と補正する。 （４）明細書第７ページ第３行の「ｅ」の記載をｒｆＪ
と補正する。 （５）明細書第７０ページ第７７行の「いわゆる」の記
載を「云われる」と補正する。 （６）　明細書第１０ページ第１ざ行の「トンプラーシ
ャープニング手法」の記載を「ドツプラーシャープニン
グ手法」と補正する。 （７）明細書第１ダページ第１／〜ｌコ行の（８）明細
書第２−ページ第１．２行の「第５図」の記載を「第７
θ図」と補正する。 （９）　明細書第２３ページ第１６行の「散乱さ七の記
載を「散乱させる」と補正する。 ２、特許請求の範囲 （１）　原子炉の炉内、特に炉心上部の状況を監視する
ための超音波原子炉内透視装置において、炉心を構成す
ると共に超音波をほぼ等方に散乱させる等方散置体が各
燃料集合体の頂部上端面に設けられた多数の燃料集合体
と、原子炉炉心上方に位置して空間的に拡がった超音波
ビームを発信することによって前記炉心上方から前記炉
心上部を照射し、水平方向に走査されることにより前記
超音波ビームで照射された広い範囲の炉心上部すなわち
前記多数の燃料集合体の頂部上端面からの散乱波を一定
周期毎に逐次受信する超音波トランスデユーサ−と、前
記超音波の発信、受信、信号処理および制御を行なう計
測制御回路とを備え、前記超音波トランスデユーサ−の
位置、前記超音波の送信から受信までの時間、更に、水
平走査方向に沼った超音波受信信号の位相遅れあるいは
位相の時間変化を用いて前記炉心上部を画像化すること
を特徴とする超音波原子炉内透視装置。 （２）超音波トランスデユーサ−から発信される超音波
発信信号が線型周波数変調された信号すなわちチャープ
信号であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の超音波原子炉内透視装置。 （３）超音波トランスデユーサ−の水平走査方向に沿っ
た超音波受信信号の位相の時間変化をめる際、前記水平
走査方向の進行中の前記超音波トランスデユーサ−と炉
心上部標的との間で生ずる相対速度によって決まるドツ
プラーシフト周波数を用いることを特徴とする特許請求
の範囲第１項または第２項記載の超音波原子炉内透視装
置。 （４）　ドツプラーシフト周波数は、超音波ビームの空
間的波がり角と超音波トランスデユーサ−と炉心上端面
との距離によって決まる合成開口長内で算出されること
を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の超音波原子炉
内透視装置。 （５）超音波トランスデユーサ−の水平走査方向に治っ
た超音波受信信号の位相遅れをめる際、前記水平走査方
向の走査線上の前記超音波トランスデユーサ−と炉心上
部標的との間で生ずる距離履歴を用いることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項または第２項記載の超音波原子
炉内透視装置。 （６）距離履歴は、超音波ビームの空間的拡がり角と超
音波トランスデユーサ−と炉心上端面との距離によって
決才る合成開口長内で算出されるこ（７）等方散抗体は
、小さいが超音波波長と同程度以上の大きさの半径をも
つ半球状の凸部からなり、燃料集合体の頂部上端面の外
周上もしくは内周上に多数敷きつめられることを特徴と
する特許請求の範囲第１項、第２項、第３項または第３
項記載の超音波原子炉内透視装置。 （８）等方散抗体は、小さいが超音波波長と同程度以上
の大きさの曲率の曲面を外面にもつ角錐台形をしており
、燃料集合体の頂部外周上もしくは内周上に多数敷きつ
められることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第コ
項、第３項または第Ｓ項記載の超音波原子炉内透視装置
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　原子炉の炉内、４１炉心上部の状況を監視する
   ための超音波原子炉内透視装置において、炉心を構成す
   ると共に超音波をほぼ等方に散乱させる等方散乱体が各
   燃料集合体の頂部上端面に投げられた多数の燃料集合体
   と、原子炉炉心上方に位置して空間的に拡がった超音波
   ビームを発信することによって前記炉心上方から前記炉
   心上部を照射し、水平方向に走査されることにより前記
   超音ぢ 波ビームで照射ＩＦｇれた広い範囲の炉心上部すなわち
   前記多数の燃料集合体の頂部上端面からの散乱波を一定
   周期毎に逐次受信する超音波トランスデユーサ−と、前
   記超音波の発信、受信、信号処理および制御を行なう計
   測制御回路とを備え、前記超音波トランスデユーサ−の
   位置、前記超音波の送信から受信までの時間、更に、水
   平走査方向に沿った超音波受信信号の位相遅れあるいは
   位相欝 の時間変化を用いて　心上部を画像化することをｔｆ！
   ｉｇ、とする超音波原子炉内透視装置。 （コ）超音波トランスデユーサ−から発信される超音波
   発信信号が線厘周波数変調された信号すなわちチャープ
   信号であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の超音波原子炉内透視装置。 （Ｊ）　超音波トランスデユーサ−の水平走査方向に沿
   った超音波受信信号の位相の時間変化をめる際、前記水
   平走査方向の進行中の前記超音波トランスデユーサ−と
   炉心上部標的との間で生ずる相対速度によって決まるド
   ツプラーシフト周波数を用いることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項または第２項記載の超音波原子炉内透視
   装置。 （４’）　ドツプラーシフト周波数は、超音波ビームの
   空間的拡がり角と超音波トランスデユーサ−と炉心上端
   面との距離によって決まる合成開口長内で算出されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の超音波原子
   炉内透視装置。 （−１）　超音波トランスデユーサ−の水平走査方向に
   沿った超音波受信信号の位相遅れをめる際、前記水平走
   査方向に進行中の前記超音波トランスデユーサ−と炉心
   上部標的との間で生ずる距離履歴を用いることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項または第ユ゛項記載の超音波
   原子炉内透視装置。 （６）距離履歴は、超音波ビームの空間的拡がり角と超
   音波トランスデユーサ−と炉心上端面との距離によって
   決まる合成開口長内で算出されることを特徴とする特許
   請求の範囲第５項記載の超音波原子炉内透視装置。 （ワ）等方散乱体は、小さいが超音波波長と同程度以上
   の大きさの半径をもつ半球状の凸部からなり、燃料集合
   体の頂部上端面の外周上もしくは内周上に多数敷きつめ
   られることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第一項
   、第３項または第３項記載の超音波原子炉内透視装置。 （＆）　等方散乱体は小さいが超音波波長と同程度以上
   の大きさの曲率の曲面を外面にもつ角錘台形をしており
   、燃料集合体の頂部外周上もしくは内周上に多数敷きつ
   められることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第ａ
   項、第３項または第Ｓ項記載の超音波原子炉内透視装置
   。