JPS6147544A - 水中放射線検査工具 - 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】 本発明は、一般的には、放射線検査工具に関し、より詳
細には、原子炉容器のノズルの溶接隅肉部等にある欠陥
のごとき原子炉部品の欠陥を、水中放射性環境下に部品
を保持しつつ検出する膨張自在の水中放射検査工具に関
する。

発電に使用されている商業的な原子炉容器には、加圧木
型と沸騰水型がある。いずれの型も、原子炉容器は、円
筒形金属製の外殻から構成され、円周方向に離間して配
設された複数のノズルが外殻を貫通し外殻に溶接されて
いる。ノズルには種々のものがあるが、それらは安全注
入ノズル、出口ノズル及び入口ノズルと呼ばれている。

たとえば、各種のノズルを外殻の壁部に固定するために
、原子炉容器の製造に当たっては多くの溶接が必要とさ
れる。勿論原子炉容器の溶接区域は最初に原子炉容器を
使用する前に検査するが、使用中に劣化するおそれがあ
るため、原子炉容器溶接部の使用中の検査が政府の法令
に定められている。

法令では、原子炉容器の溶接区域を定期的に体積検査に
付し、溶接部構造の一体性を監視することが要求されて
いる。このような使用状態での検査の性質上、多数のノ
ズルの特定の熔接部の検査を行なうよう設計された装置
は、水中の放射性環境下でうまく作動しかつ検査工具の
配置拳移動中を通じて高度の制御性を保持して遠隔操作
できるものでなければならない、いわゆるスペース・タ
イプ（Ｓｐａｃｅ−ｔｙｐｅ）検査法を用いて原子炉容
器の多数の熔接部を検査するために超音波技術を用いる
ことが知られている。しかしながら、壁が厚くて２種の
金属から成るという性質のためもあって、たとえば原子
炉容器ノズルの安全端溶接部に存在する重大な欠陥の検
出には、超音波技術の検出能力はとうてい満足なものと
は言えない。

ノズルの安全端接部検査のために、水中放射線検査法が
望ましいものであることが既に判明している。しかしな
がら、線源の散乱及び強度の減少のために、水中放射線
検査は通常実行不可能である。この問題に対する一つの
解決策は英国特許第１，０８５，９６１号明細書に開示
されているが、この先行特許明細書はプロトタイプの燃
料要素の水中放射線検査工具を開示するものである。こ
の先行技術の工具は、Ｘ線放射器とこれに対置されたテ
レビジョンまたは撮影カメラとを収めた移動自在で水密
なハウジングから構成されている。ハウジングには、放
射線検査を受けるプロトタイプの燃料要素を受容するた
めに、Ｘ線放射器と対置されたテレビジョンとの間に四
部が設けられている。線源の散乱と強度の減少の問題を
克服するために、この先行技術では、膨張させるとＸ線
放射器とカメラとの間の放射線路に沿った部分にある水
を排除する一対の膨張自在のポケットが凹部内に配設さ
れている。検査されるプロトタイプの燃料要素部分の周
囲に上記のポケットが膨張して張り出す、この先行技術
は、プロトタイプの燃料要素の検査に際しては線源の散
乱と強度の減少の問題を克服するものではあるけれども
、原子炉の種々様々な部品特にノズルの安全端接の放射
線検査へ使用するものとしては満足なものとは到底いえ
ない。

特に、上記の先行技術の工具は、検査される原子炉部品
の内部に配置することはできず、単に部品の外部に配置
するに適したものに過ぎない、従って、たとえばノズル
の安全端接部のごとく、線源を部品の内部に位置させ、
水が存在するためフィルムを外表面に位置させることが
必要な原子炉部品を上記の先行技術の工具を用いて放射
線検査ることはできない、加えて、Ｘ線放射器とテレビ
ジョン及び撮影カメラの両方を封入するためにハウジン
グは比較的大型になり、工具の移動性を充分にして原子
炉の各種部品の放射線検査に使ｍするために必要な汎用
性を持たせることができない。

上記の欠点に加えて、この先行技術に開示された型式の
Ｘ線放射器は比較的強度の低いものであることが一般に
知られている。従って、この種の放射器は、壁の厚い原
子炉部品、特にノズルの安全端接の放射線検査に要求サ
レる強度のＸ線を発生することができない。より強い放
射線発生源の使用は、それに固有の問題をひき起こす、
原子炉の各種の部品の放射線検査に適する線源は作業員
に対しては極めて危険なものであり、従って、水中に保
持するかまたは適宜な保護遮蔽容器の内部に保持しなけ
ればならない、この種の工具は露光されたフィルムを撮
影カメラから回収するために作業員の接近を許すもので
なければならないので、上記のような強い線源を先行技
術の工具と組み合わせて使用することは適当ではない、
フィルムの回収作業は、工具を遮蔽された水中位置から
取出したときに行なわれるのが普通であり、その際作業
員は危険な放射能にさらされる。

従って、原子炉部品の水中検査を行なう膨張自在の放射
線検査工具には未解決の課題があり、たとえばノズルの
安全端接等の検査対象部品の内部への接近を許す工具で
あるとともに、検査、修理、保管等のため使用状態にな
いときに工具を遮蔽された水中環境下から取出すときは
放射線源を検査工具から遠くに離して保管し作業員が放
射能に曝されないようにできる放射線源を用いる必要が
あることが理解できよう。

本発明は、主として原子炉用の膨張自在の放射性検査工
具を提供せんとするものであり、特に上述の先行技術の
工具の使用の結果生じる」二記の欠点の一つまたは二つ
以上の欠点を克服ないし回避でき、本発明によるこの種
の工具に特に要求される特性を満足する放射線検査工具
を提供する。より詳細には、検査される原子炉部品の内
部に挿入することができる構造・配置を有し、工具と検
査対象部分との間の放射線路に沿う個所の水を排除して
線源の散乱及び強度減少を回避できるとともに、工具か
ら放射線源を遠い位置に移して安全に遮蔽保管できるよ
う設計された原子炉検査のための膨張自在の放射線検査
工具を提供することが本発明の目的である。

本発明では、水中の放射線環境下において遠隔位置から
操作でき、原子炉容器のノズルの安全端接の放射線検査
に特に適した原子炉検査のための膨張自在の放射線検査
工具が提供される。

具であって、ハウジングと、使用時に前記ハウジングと
前記対象物との間の放射線路に沿って放射線を出す移動
可能な放射ｙｉ源と、前ジングに取付けられていて第一
位置から第二位置に膨張できる膨張手段とを有し、前記
膨張手段は前記第一位置にあるときには前記ハウジング
と前記対象物との相対移動を許容し、前記第二位置にあ
るときは前記放射線路に沿う位置にある水を排除する手
段であり、更に前記第一位置から前記第二位置へ膨張す
る前記膨張手段の膨張を制御する制御手段を有すること
を特徴とする工具と提供する。

本発明の一実施例によれば、水中環境下で対象物を放射
線検査する工具が提供される。

この工具は、ハウジングと、ノｈウジングと対象物との
間の放射線路に沿って放射線を出す放射線源と、放射線
源をハウジングと遠隔位置の間で移送する移送手段と、
ノ＼ウジングに取付けられている第−位置から第二位置
に膨張させることができる膨張手段とから構成され、膨
張手段は第一位置にあるときにはＩ＼ウジングと対象物
との相対移動を許容し、第二位置にあるときには放射線
路に沿った位置にある水を排除する手段であり、更に第
一位置から第二位置へ膨張する前記膨張手段膨張を制御
する制御手段を有する。

本発明のもう一つの実施例では、工具は、検査される対
象部分の内部に位置させる構造のハウジングと、ハウジ
ングの内部に配置されハウジングと対象部分の間の放射
線路に沿って放射線を出す放射線源と、ハウジングに取
付けられ第一位置から第二位置に膨張で゛きる膨張手段
とから構成され、膨張手段は第一位置にあるときにはハ
ウジングの対象部分の内部での移動を許容し、第二位置
にあるときにはハウジングと対象物部分との間に位置す
る水を排除する手段であり、第一位置から第二位置に膨
張する膨張手段の膨張を制御する制御手段を有する。

添付の図面を参照して、原子炉検査用の膨張自在の放射
線検査工具の現時点における好ましい実施例についての
以下の詳細な説明から、本発明をより完全に理解できる
ものと考える。

第１図は、参照符号１００を付した原子炉の１０４と、
ノズルのマンウェイに延びているはしごｌＯ６と、原子
炉容器のノズル１０８と、検査対象の原子炉容器ノズル
の安全端接部１１０と、原子炉容器操作デツキ１１２と
から成る。

図示したように、原子炉のノズル１０８の内部に、本発
明による膨張目在の放射能検査工具１１４が移動自在に
配置されている。

検査工具１１４は、ウェスチンダハウス製原子炉用イン
サービス（ｉｎ−ｓｅｒｖｉｃｅ）検査工具１１８のＢ
軸アーム１１Ｂに取付けられてる。検査工具１１８は、
８軸のロボットであり、取付けられた工具を水中放射能
環境下で遠隔位置から操作できるものである０本発明の
工具１１４は、鉛直軸、水平軸及び回転軸に沿った操作
が可能なり軸アームに取付けられａｍ 第２図を参照して、本発明による膨張自在の放射線検査
工具１１４の詳細について説明する０図示したように、
検査工具１１４は、支持部品１２２によってインサービ
ス検査工具１１８のＢ軸アーム１１６に取付けられたほ
ぼ長方形◇ の構造水密ハウジング１２０から成る。ハウジ線で示す
収縮状態との間で変化できるゴム糸線空気源（図示せず
）に接続された調節空気供給ライン１２８によって制御
される。バジング１２０の一壁部には中央開口部１３２
が設けられていて、この中央開口部が、ハウジングから
後述する遠隔位置即ち操作デツキ１２２に延びる中空移
送管１３４を受容する。移送管１３４は、水密のコネク
タ１３６により、ハウジングと水密に接続されている。

コネクタ１３６は、全体的には、移送管１３４の外周を
取囲む開口部となるフランジ付き部品１３８から構成さ
れ、バッキング材料１４０を受容しており、バッキング
材料１４０は圧縮されてフランジ付き部品の周囲に固定
されたＵ字形キャップ１４２により水密なシールを形成
する。

コネクタ１３６は、修理または検査が必要なときにハウ
ジング１２０の内部への接近を可能にするカバー・プレ
ート１４４に取付けられている。ハウジング１２０には
、カバー・プレー１・１４４の周縁部の下方に置かれる
周縁フランジ１４６がある。フランジ１４６とカバー・
プレー　）　１４４の中間には０リング１４８が挟み込
まれていて、普通はみぞ（図示せず）により所定位置に
保持されている。カバー・プレート１４４及びフランジ
１４Ｂは、複数の周縁ポルト１５０により取外し自在に
一体に固定されている。

カバー・プレート１４４の内部にはマイクロスイッチ１
５２が取付けられ、ハウジング１２０の内部に突き入っ
ている。マイクロスイッチ１５２からマイクロスイッチ
・レバー１５４が延伸し、移送管１３４を取付けた開口
部１２４の中央部分の上にレバー１５４の末端部が位置
するよう配置されている。マイクロスイッチの電気リー
ド線１５６は、カバー・プレート１４４の内部及びコネ
クタ１６２によりカバーφプレートの開口部に取付けら
れた空気供給ライン１６０の内部に設けた開口部１５８
を貫通している。空気供給ライン１８０が空気その他の
不活性ガス源からガスを供給して、ハウジング１２０の
内部を正圧に保つ、かくして、ハウジング１２０の内部
の圧力が正圧に保たれるので、カバー・プレート１４４
とフランジ１４６との中間の０リング１４日が破損した
場合に水がハウジングの内部に浸透しない、浸漬型超音
波変換器１Ｂ４が支持部品１２２に取付けられ、インサ
ービス検査工具１１８のＢ軸アーム１１Ｂを操作するこ
とにより、検査工具１１４を原子炉容器のノズル１０８
の内部の中心位置に合わせることができる。

移送管１３４は、ハウジング１２０から、参照符号１６
８で示す遠隔位置、たとえば原子炉容器操作デツキ１１
２に延びている。移送管は、一般にビッグ（Ｐｉｇ）と
呼ばれている鉛製貯蔵容器のような放射性物質源と接続
されている、本発明の一実施例によれば、放射性物質源
はイリジウム源１７０から成る。しかしながら、本発明
では他の型の放射性物質を用いることもできる。イリジ
ウム源１７０は、貯蔵容器１６８の内部に保持され、巻
上げケーブル１７２の端部に取付けられている。かくし
て、ケーブル巻上げ機構１７４を用いてケーブル１７２
により、イリジウム源１７０を貯蔵容器１８８から移送
管１３０を介してハウジング１２０に移送することがで
きる。ハウジングの内部に配設されハウジングの一壁部
に取付けられた棒形停止部品１７６によって、ハウジン
グ内部におけるイリジウム源１７６の位置制御を行なう
、貯蔵容器１６８に隣接して配置されたケーブル巻上げ
機構制御ユニッ）　１８０に設けられた表示ライト１７
８により、ハウジング１２０の内部にイリジウム源１７
０が存在することが表示される。

本発明による膨張自在の放射線検査工具１１４は、原子
炉容器ノズルの安全端溶接部の水中放射線検査能力を有
するものであり、放射線源の散乱及び強度減少の問題を
克服できる、使用に当たっては、原子炉容器ノズルの安
全端溶接部１１０の外側直径部分の周囲に放射線フィル
ム・カセット１８２を取付ける。ＩＸ子炉容器のキャビ
ティ１４２に設けたノズルマンウェイを介して、原子炉
容器ノズルの安全端溶接部の周縁部分に接近できる。最
初は鎖線で示す収縮状態にある環形の袋状体１２４を持
つ検査工具１１４を、インサービス検査工具１１８のＢ
軸アーム１１６の操作により、原子炉のノズル１１８の
内部で操作する。停止部材１７８の端部が原子炉容器の
ノズルの安全端溶接部１１０と一致する位置にくるまで
、原子炉容器のノズル１０８の内部で検査工具１１４を
操作する。、ｉｎ音波変換器１６４により、検査工具１
１４を原子炉容器のノズル１０８の内部の中心部に位置
させる。変換器１６４は、検査工具１１４をノズルの中
心部に位置するまで検査工具１１４を操作しているとき
に、原子炉容器のノズル１０８に超音波を送信しかつノ
ズル１０８からの超音波を受信して、ノズルから検査工
具までの距離を測定する。

検査工具が原子炉容器のノズル１０８の内部の適切な位
置に位置させられた後、調節された空気供給ライン１２
８からの圧縮空気により、環形の袋状体１２４を膨張さ
せる０袋状体１２４の膨張により、ハウジング１２０と
検査対象である原子炉容器のノズルの安全端溶接部との
間の区域、即ち、検査工具１１４の放射線路に沿った区
域から水等の原子炉冷却材が排除される。検査工具１１
４の使用中は、空気供給ライン１８０を介して空気その
他の不活性ガスの定常排気がハウジング１２０の内部の
供給され、このため内部圧力が僅かに正圧になる圧力に
保持されて、冷却材が０リング１４８を通ってハウジン
グに侵入するおそれがない。

ケーブル１７２に取付けられたイリジウム源１７０は、
ケーブル巻上げ機構１７４により、貯蔵容器１６８から
移送管１３４を介してノ＼ウジング１２０に提供される
。イリジウム源１７０がハウジング１２０に入ると、イ
リジウム源はマイクロスイッチ・レバー１５４と係合し
てマイクロスイッチ１５２を作動し、表示ライト１７８
によりイリジウム源の存在を知らせる。イリジウム源１
７０は、停止部材１７６の端部と当接して、ハウジング
１２０の内部中央に保持され原子炉容器ノズルの安全端
溶接部１１０と一致する位置に保持される。イリジウム
源１７０がノ＼ウジング１２０の内部に到達し、マイク
ロスイッチ１５２によって検知されると、フィルムφカ
セット１８２が所定時間露光される。所定露光時間経過
後、ケーブル１７２により、イリジウム源１７０をハウ
ジング１２０の内部から移送管１３４を介して後退させ
て、貯蔵容器１６８の内部の遮蔽貯蔵部に戻す、原子炉
容器ノズルの安全端溶接部１１０の外径部分の周囲から
フィルム・カセット１８２を取外して、検査対象の原子
炉容器熔接部に欠陥が存在するかどうか解析する。

上述のごとく、本発明の検査工具１１４は、特定の検査
対象原子炉部品、たとえば原子炉容器のノズル等の中空
部分の内部に挿入することができ、検査工具と検査対象
の原子炉容器部分との間の放射線路に沿った位置にある
冷却材を除去して線源の散乱及び強度の減少を回避でき
、放射線源を検査工具から離れた個所に移送して安全に
遮蔽して貯蔵できるよう設計されている。従って、壁厚
の大きい２種類の金属から成る原子炉容器熔接部の放射
線検査が可能な放射線源を本発明の検査工具と組み合わ
せて使用できる。放射線源が検査工具１１４から引き出
されて適宜な貯蔵容器１６８に入った後、たとえば修理
や保管等のために使用されないときには、作業員を危険
な放射線に曝すことなく、検査工具を水中の遮蔽環境か
ら取出すことができる。原子炉容器ノズルの安全端溶接
部１１０の放射線検査の例について本発明の検査工具を
説明してきたが、本発明の検査工具は同じ型式の放射線
分析を行なうために原子炉の他の部材の内部に挿入でき
ることは容易に理解できよう、たとえば、平面状の表面
部と不規則な形状の平面部とに隣接した環形区域の内部
に工具１１４を配置することにもできる。膨張自在の袋
状体１２４を組み込んであるので、検査工具と検査され
る原子炉の一部との間の放射線路に沿った位置にある原
子炉容器の冷却材を排除することができ、工具をウエス
チング／＼ウス製原子炉容器インサービス検査工具のＢ
軸アームに取付けることにより遠隔位置から水中の放射
性環境下にある工具を操作できる。

以上に記載したごとく、検査すべき中空対象物の内部に
位置させる構造のハウジングと、ハウジングと対象物の
内部との間の半径方向放射線路にパノラマ状に放射線を
放出する放射線源と、対象物の外側に隣接して位置し対
象物部分を通過した線源からの放射線を受け受信手段と
、ハウジングを中空対象物の内部に位置させた際に放射
線源をハウジングと離れた位置との間で移送する移送手
段と、ハウジングに取付けられ第一位置から第二位置に
膨張させることができる環形で膨張自在の袋状体とを有
し、袋状体は第一位置にあるときには中空対象物の内部
におけるハウジングの移動を許容し、第二位置にあると
きには半径方向の放射線路に沿った対象物内部の水を排
除する手段となり、更に袋状体を第一位置から第二位置
に膨張させる膨張の制御を行なう手段を有することを特
徴とする水中環境下に置かれた対象物の放射線検査を行
なう工具について説明した。

本明細書にいおいては、特定の例を挙げて本発明につい
て説明したが、上述の実施例は単に本発明の基本的思想
及びその利用に例に過ぎない、従って、例示した実施例
に幾多の修正を加えることができ、本発明の技術的思想
から逸脱することなく特許請求の範囲に特定した本発明
の範囲内において多くの他の変形例を案出できることは
言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、原子炉容器のノズルの安全端溶接部の検査に
使用中の本発明による膨張自在の放射線検査工具を示す
部分断面図である。 第２図は、本発明による膨張自在の放射線検査工具の構
造の細部を部分断面で示す前面図である。 １１０・・・・検査対象物（溶接部） １１４・・・・検査工具 １２４・・・・膨張自在の手段（袋状体）１２８・・・
・制御手段（空気供給ライン）１３４・・・・移送管 １７０・・・・放射線源 １７２・・・・巻上げケーブル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、使用状態で水中環境下の対象物を放射線検査するた
   めの工具であって、ハウジングと、使用時に前記ハウジ
   ングと前記対象物との間の放射線路に沿って放射線を出
   す移動可能な放射線源と、前記放射線源を前記ハウジン
   グ内の位置と遠隔位置との間で移送する移送手段と、前
   記ハウジングに取付けられていて第一位置から第二位置
   に膨張できる膨張手段とを有し、前記膨張手段は前記第
   一位置にあるときには前記ハウジングと前記対象物との
   相対移動を許容し、前記第二位置にあるときは前記放射
   線路に沿う位置にある水を排除する手段であり、更に前
   記第一位置から前記第二位置へ膨張する前記膨張手段の
   膨張を制御する制御手段を有することを特徴とする工具
   。 ２、検査対象の物体を通過した前記放射線源からの放射
   線を受ける受信手段を有することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の工具。 ３、前記膨張手段が、環形の袋状体であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の工具。 ４、前記放射線源が、イリジウム源であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の工具。 ５、前記移送手段が、前記放射線源を前記ハウジングか
   ら前記遠隔位置に送る導管から成ることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の工具。 ６、前記移送手段が、前記の導管中を延伸して前記放射
   線源に固着され、前記の導管を通って前記放射線源を前
   記ハウジングから前記遠隔位置に移送する抜き差し自在
   のケーブルを有することを特徴とする特許請求の範囲第
   ５項に記載の工具。 ７、前記制御手段が圧縮ガス源から成ることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の工具。 ８、前記放射線源が前記ハウジングの内部に存在するこ
   とを検知する検知手段を有することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の工具。 ９、前記ハウジングを前記対象物から所定距離離して位
   置させる位置ぎめ手段を有することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の工具。 １０、前記位置ぎめ手段が、超音波変換器から成ること
   を特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の工具。 １１、前記ハウジングの内部における前記放射線源の位
   置合わせをする位置合わせ手段が前記ハウジングの内部
   に設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の工具。