JPS63229392A - 核燃料棒のスキャニング方法および装置 - 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】 １哩へＬＬ 本発明は、核燃料棒全体に亘る濃縮度のレベルおよび均
一性を測定するために、燃料棒内に収容された核燃料の
ガンマ線放射の計数値を受動的にスキャニング（走査検
出＝　５ｃａｎｎｉＢ）することに関する。

核エネルギーは、世界中の多くの国にとり、重要なエネ
ルギー源および補充源となっている。エネルギー発生に
用いられる核燃料要素は、通常、中央の炉心内に装荷さ
れた多数の核燃料棒から構成される。用いられる核燃料
は、長い管状のハウジング内に包囲されたウランまたは
その他のプルトニウムのような核分裂性同位体の小さな
ベレットから構成されるのが典型的であり、これは燃料
棒として一般に知られている。たとえ多数のベレッ１〜
が各燃料棒内に収容されたとしても、各ペレットの核分
裂性同位体の存在比〈濃縮度）が、他のベレットと比較
して適当でなければならない。

天然ウランは約０．７１％の濃縮係数を有し、これは高
核分裂性同位体であるウラン２３５の存在比に一致する
。ウラン２３５の含有量を高める工程の後、ウラン含有
量は典型的に３〜５パーセントの範囲のウラン２３５の
濃縮係数となり、一般に、ガス状の六フッ化ウランから
得られる二酸化ウランの粉末となっている。この粉末は
燃料棒内に配置されるためにペレット化され、そして、
燃料棒は、全てのペレットが均一の濃縮度であることを
保証するためにスキャニングされる。全体に亘り濃縮度
が色々と異なっている非均質燃料棒、または、設定基準
から逸脱している平均濃縮度を有する非均質燃料棒は、
原子炉運転中に、燃料の燃焼または加熱において深刻な
変動を生ずる恐れがあるので、スキャニング作業は重要
である。

燃料棒内に収容された核燃料について、この燃料棒に沿
う濃縮度の偏差（即ち、濃縮度の均一性）をスキャニン
グするために、従来がら、２つの手段が用いられている
。即ち、受動的または能動的装置のいずれかが用いられ
てきた。受動的装置は核燃料の自然放射線を検出するも
のであり、他方、能動的装置は、自然に照射された量以
上の付加的な放射線を核燃料に誘起させ、この付加的な
放射能を検出するものである。これらの２つの装置のう
ち従来から最も有効に且つ一般的に用いられている手段
は能動的装置である。能動的装置においては、カリホル
ニウム２５２のような中性子源がらの中性子から成る一
次放射線が、燃料棒内の核燃料に衝撃し、ガンマ放射と
、即発または遅発高速中性子とから成る二次放射線を誘
起する。そして、この二次放射線が、燃料の構成および
濃縮度を測定するために計数される。

過去においては、このような能動的装置が核燃料を収容
している通常の燃料棒をスキャニングするのに適してい
ることは判っているが、近年作られた核燃料をスキャニ
ングする場合には、しばしば、問題が生ずる。現在、製
造者は、燃料棒内に収容された核燃料に熱中性子吸収材
く可燃性毒物）を付加し始めており、このために、可燃
性毒物の一次放射線吸収と燃料濃縮度の影響との間の関
係には不明瞭な点があるので、一般的な能動的装置によ
る燃料棒のスキャニングを実施不能としている。原子炉
の燃料燃焼中における反応度を減するために、ガドリニ
ウム、ユーロピウム、ホウ素のような可燃性毒物が核燃
料に加えられる。核燃料の減損による反応度の低減は、
原子炉運転中における中性子の吸収による可燃性毒物の
破壊によって、部分的に補償される。

比較的に一般的に用いられる能動的装置は、核燃料内に
含まれる可燃性毒物によりその精度が制限されるので、
受動的装置が、可燃性毒物が加えられた核燃料をスキャ
ニングするために用いられ得る他の手段となる。受動的
装置は核燃料の自然崩壊によって生ずる放射線を検出す
る。例えば、核分裂性同位体としてウラン２３５を用い
ている核燃料の濃縮係数を測定するためには、ウラン２
３５から放出される１８５ＫｅＶのガンマ線を検出する
と良い。

核燃料に加えられた可燃性毒物の量は、核燃料から放出
される自然ガンマ線とは無関係である。しかしながら、
濃縮度を測定するために受動的装置を用いようという従
来の試みは制限されている。

何故ならば、一般的に用いられる型式のガンマ線検出器
、即ちシンチレータは、通常の燃料棒に関連される非常
に低い自然照射を確実に検出することができず、このた
めに、誤り率が比較的に高かったからである。従来の受
動的装置は、この比較的に高い誤り率によって制限され
るばかりでなく、池のガンマ線エネルギーからの干渉の
ような他の制限事由によっても使用か妨げられていた。

多くの検出器は、その分解能が許容できないほど低く、
種々のスペクトル　エネルギー線の間の区別が困難であ
る。例えば、ウラン２３８を多く含有している核燃料に
おいて、ウラン２３８の娘元素であるプロトアクチニウ
ム２３４からの高エネルギーのガンマ線は、検出器の分
解能を妨げるのに十分なほど大きい。

従って、本発明の目的は、濃縮度の均一性を測定するた
めに、燃料棒内に収容された核燃料のガンマ線放射の計
数値を受動的にスキャニングするための方法と装置であ
って、従来の受動的装置における上記制限と解決するも
のを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、濃縮度の均一性を測定する
ために、燃料棒内に収容された核燃料のガンマ線放射の
計数値を受動的にスキャニングするための方法と装置で
あって、完全自動のものを提供することにある。

光ＪＬＵ列講一 本発明によれば、濃縮度の均一性を測定するために、燃
料棒内に収容された核燃料のガンマ線放射の計数値を受
動的にスキャニングするためのスキャニング方法および
装置が提供される。より詳細には、燃料棒が直線状の移
送経路に沿って進められ、燃料棒の全長に亘り等間隔に
配置された個々独立した複数の部分毎についての自然ガ
ンマ線放射の計数値が、その移動経路に沿って燃料棒が
前進する際に、所定のエネルギー・レベルで繰り遅し検
出される。各検出段階の各部分がらの出力値は、各部分
に対するガンマ線の全計数値を得るために合計され、各
部分がら得られた全計数値によって、各部分についての
濃縮度の値と、燃料棒の平均濃縮度の値が算出される。

本発明によれば、加えられる各検出器に対する誤差の可
能性は減少し、また、装置の誤差可能性は、得られた計
数値の総数に反比例するので、誤差が生ずる可能性は最
小化される。また、各燃料棒は、特定の濃縮度の値から
逸脱しているが否が、および／または、所定の比率より
も大きく燃料棒における隣合う部分の濃縮度の値が逸脱
しているか否かを検出するように監視されるのが好適で
ある。

運転中、燃料棒は送りテーブル上に貯蔵される。

この送りテーブルから、燃料棒は順次、棒前進手段上に
移送され、前進されるのと同時に、ガンマ線放射が計数
される。スキャニングの後、燃料棒は棒前進手段からア
ンローディング・テーブル上に移送される。

本発明の上記および他の目的や利点は、添付図面に沿っ
ての以下の説明から更に理解されるであろう。

好づ［ｒ夫１匠灼］Ｌ枇Ａ１裟朋− 次に、図面について説明する。第１図には、核燃料の濃
縮度の均一性を測定するために核燃料のガンマ線放射の
計数値を受動的にスキャニングするスキャニング装置が
、符号１０で示されている。

スキャニング装置１０は、上部装置１０ａと、実質的に
同一の下部装置１０ｂとを備え、同時に１対の燃料ｆｔ
１１２ａ、１２ｂをスキャニングできるようになってい
る。また、スキャニング装置１０は、直線状の移送経路
に沿って１対の燃料棒１２ａ、１２ｂを前進させるため
の棒前進手段と、この移送経路に沿って配置された検出
手段１３とを備えている。検出手段１３は、燃料棒１．
２　ａ、１２ｂが進められた場合に、燃料棒１２ａ、１
２ｂの全長に亘り互いに等間隔に置がれな個々独立した
複数の部分毎における１８５ＫｅＶの自然ガンマ線放射
の計数値を、移動時間間隔中に、繰返しスキャニングし
て検出するためのものである。

更に、スキャニング装置１０は制御手段（加算手段）１
４を有している。この制御手段１４は、本質的に計数電
子工学の分野のものであり、具体的には、燃料棒１２ａ
、１２ｂの各部分について移動時間間隔中に得られたガ
ンマ線放射の計数値を記録し合計し、各部分から得られ
たこの全計数値から各部分についての濃縮度の値、およ
び、燃料棒１２ａ、１２ｂの平均濃縮度を算出するコン
ピュータである。所要の目的の用途に対して燃料棒１２
ａ、１２ｂが許容できるか否かは、これらの値に基づく
。各燃料棒１２ａ、１２ｂは、長さが約３．６６ｍ（１
２ｆｔ、）、直径が約３．８１ｃｍ（１，５ｉｎ、）で
あり、ホウ素（ＺｒＢｒ２）で被覆された長さが約３．
８１ｃｎの二酸化ウラン（Ｕｎ□）のベレットを複数収
容している。

また、スキャニング装置１０は、スキャニングの前に燃
料棒１２ａを貯蔵するための送りテーブル２０と、燃料
棒１２ａを直線状の移送経路に沿って検出手段１３を通
して前進させるための棒前進手段２１と、燃料棒１２ａ
がスキャニングされた後にその燃料棒１２ａを貯蔵する
ためのアンローディング・テーブル２２とを備えている
。検出手段１３は、送りテーブル２０とアンローディン
グ・テーブル２２との間に配置されている。棒径送手段
２３は、送りテーブル２０から棒前進手段２１上への燃
料棒１２ａの安定した移送を保証し、また、棒前進手段
２１からアンローディング・テーブル２２上への燃料棒
１２ａの安定した移送をも保証する。機械的（ｍｅｃｈ
ａｎｉｃａｌ）制御装置２４が、燃料棒１２ａの載置、
送りおよび取出しを調節する（第１〜３図）。

第１Ａ図は、スキャニング装置１０をフローチャートに
より示したものである。燃料棒１２は、送りテーブル２
０上に供給され、棒前進手段２１に移送される。そして
、燃料棒１２は進められ、そのガンマ線放射の計数値が
、燃料棒１２における等間隔の個々独立した複数の部分
毎について検出される。制御手段１４は、各部分につい
ての濃縮度の値と、燃料棒１２全体の平均濃縮度とを算
出する。燃料棒１２の平均濃縮度が特定の濃縮度から逸
脱しているならば、或は、燃料棒１２の隣合う部分の濃
縮度の値が特定の比率よりも大きく逸脱しているならば
、燃料棒１２はその所要の目的の用途に対して受は入れ
られず、許容される燃料棒１２が移送される位置とは異
なる位置で、アンローディング・テーブル２２上に移送
される。

第１図と第２図を特に参照して、送りテーブル２０は、
長手方向に間隔が置がれな相対する端部と、幅方向に間
隔が置かれた相対する側部とを有している。また、送り
テーブル２０は、傾斜が付けられた互いに平行な一連の
ナイロン・レール２５から組み立てられており、ナイロ
ン・レール２５は、棒径送手段２３に向かって下方に傾
斜している。送りテーブル２０の後方に置かれた燃料棒
ＩＺは、緩やかに最前方位置に転勤し、燃料棒１２を送
りテーブル２０の前方位置に沿って並置配列に維持する
ように、支持手段２６（第４〜６図参照）によって止め
られる。

作業員は、従来構造の手持ち型バー・コード・リーダー
３０を用い、テーブル２０に貯蔵された各燃料棒１２に
ついて、個々の燃料棒１２に特有の同一性確認のための
特徴を調べる。この情報は、それが蓄積される制御手段
１４に中継される。このようにして、スキャニングされ
た各燃料棒１２の同一性に関し、正確な記録が維持され
る。

燃料棒１２は、棒径送手段２３によって送りテーブル２
０から棒前進手段２１に、１回に１本だけ移送される。

棒径送手段２３は、長手方向に互いに離隔された複数の
ナイロン製のカム３１を有しており、これらのカム３１
は、長手方向に延びる中央支持棒３２に固着されている
。支持棒３２は、前記送りテーブル２０の一方の側縁部
と前記棒前進手段２１とに隣接して配置されている。各
カム３１は円板状部材から成り、その外周は、円形部分
３４と、直線状の弦部分３５と、弦部分３５および円形
部分３４の各交差部に配置された突出リップ３６とを有
している（第４〜６図）、各カム３１は、弦部分３５が
軸方向に沿って見た場合に整列されるように、配置され
ている。

支持棒３２は、カム３１が送りテーブル２０と棒前進手
段２１との間で半円の孤を描くよう少し回転された場合
に、全てのカム３１が互いに同じ孤を描いて移動するこ
とを保証する。カム３１が集合的に半円の孤を描いて動
くよう支持棒３２を回転させるための手段３７は、ピス
トン４０ａ、４０ｂをそれぞれ有する上部と下部の半体
３８ａ、３８ｂを備える分割型空気圧シリンダ３８から
成り、上部のピストン４０ａはカム・アーム４１に連結
されている。

送りテーブル２０から棒前進手段２１に燃料棒１２を載
せるために、ピストン４０ａ　、４０ｂは、継手４２ａ
　、４２ｂを通して空気を注入することにより、空気圧
シリンダ内の最も遠い位置に伸ばされる。ピストン４０
ａはカム・アーム４１を押し、支持棒３２を回転させ、
支持棒３２はカム３１を回転させて、ちってカム３１の
弦部分３５が下方に傾斜され、弦部分３５の最前部の点
が最も高い位置とされる（第５図）。カム３１がこの第
１の位置にある場合に、燃料棒１２は、送りテーブル２
０上の支持手段２６までの僅かな距離を下方に転動する
ことができる。空気が継手４２ｃを通して注入されると
、下部のピストン４０ｂが引っ込められる。下部のピス
トン４０ｂが引っ込むと、カム３１が反対方向に回転を
始め、弦部分３５が実質的に水平位置となるように、弦
部分３５の負の角度を減じる。カム３１の弦部分３５が
ほぼ水平の位置に達した際に、カム３１のｉｆｆ方の突
出リップ３６が、送りテーブル２０上の最前部の燃料棒
１２と、その隣の燃料棒１２どの間における領域に接す
るように、カム３１は配置され構成されている。この突
出リップ３６は、送りテーブル２０上に置かれた最前部
の２つの燃料棒１２を分割し、カム３１は送りテーブル
２０上に載った最前部の燃料棒１２を持ち上げる。ピス
トン４０ｂが更に引っ込められると、カム３１は更に回
転し、カム３１の弦部分３５は前方側が下がるよう傾斜
する。燃料棒１２はカム３１の弦部分３５上を転動し、
カム３１の最前部における突出リップ３６と係合して停
止する（第６図）。空気が継手４２ｄを通して注入され
ると、上部ピストン４０ａが引っ込み、カム３１が更に
少し回転し、棒前進手段２１の真上の第２の位置に燃料
棒１２を降ろす。ピストン４０ａが最も引かれた第２の
位置に引っ込められた場合、燃料棒１２は棒前進手段２
１の上に降ろされる（第４．７図）。

棒前進手段２１は、送りテーブル２０の一側に隣接して
配置され、一連の直線状に配列された溝付きローラ４４
を有しており、これらのローラ４４は、燃料棒１２を受
は取り、直線状の移送経路に沿って燃料棒１２を前進さ
せるようになっている。また、第１２図に明示されるよ
うに、棒前進手段２１は、総括的に符号４５で示された
積極的送り装置を具備し、この積極的送り装置４５は棒
送りモータ４６と、駆動軸４７と、傘歯車差動装置５０
とから成っている。上部装置１０ａと下部装置１０ｂの
両者は、溝付きローラ４４の各々をモータ駆動される駆
動軸４７に連結することにより、１つの棒送りモータ４
６によって運転される。駆動軸４７と歯車差動装置５０
との系統により、各溝付きローラ４４は成る単位速度で
駆動され、燃料棒１２が直線状の移送経路に沿って検出
手段１３を通って一定の速度で確実に進められるように
なっている。燃料棒１２が送りテーブル２０を越え、検
出手段１３を通って前進したならば、ピストン４０ａ、
４０ｂは再びそれらの最も離れた位置に伸長し、他の燃
料棒１２を載せる工程を開始する。センサ５１とタイマ
制御手段５２とが、連続運転、および、送りテーブル２
０から棒前進手段２１上への燃料棒の安定した移送（第
４〜６図）を保証する。

送りテーブル２０から棒前進手段２１への燃料棒１２の
移送中に、燃料棒の一端は、１つのカム３１の直線状弦
部分３５を適正に横切って転動しない恐れがある。第１
図と第１１図とに明示されるように、センサ５１は、棒
前進手段２１に離隔関係で隣接している。センサ５１は
、燃料棒１２の一端が適正に移送されなかったことを検
出し、信号を機械的制御装置２４に発し、この制御装置
２４は、カム３１の回転を止める信号発生手段（図示し
ない）によって空気圧シリンダ３８を（駆動させる。燃
料棒１２が水平位置に転動しなかったことをセンサ５１
が検出した場合、カム３１の方向を逆転すべく信号が発
せられ、燃料棒１２が実質的に真っ直ぐな水平位置にあ
った移動前の初期始動点に、燃料棒１２を戻すようにな
っている。燃料棒１２が傾斜していないことをセンサ５
１が検出した場合、移動を再開するよう信号が発せられ
る（第４〜６図）。機械的制御装置２４に組み込まれて
いるタイマ制御手段（タイミング手段）５２は、燃料棒
１２の緩やかで安定した移送を最小限の困難性をもって
確実に行えるように、カム３１の回転の適正な速度とタ
イミングを維持する。

燃料棒１２がスキャニングされた後、燃［Ｉ棒１２は棒
前進手段２１からアンローディング・テーブル２２に移
されなければならない。このアンローディング・テーブ
ル２２は、前記送りテーブル２０と長手方向に整列して
配置され、また、幅方向の傾斜は送りテーブルと反対と
なっている（第３図）。第８〜１０図に示されるように
、棒取出し工程は、カム３１が棒前記手段２１か、ら燃
料棒１２を受けてアンローディング・テーブル２２にそ
れを移す点を除き、ａＷ工程とほぼ同しである。また、
載置工程と同様に、カム３１は中央支持棒３２によって
連結され、該カム３１は、上部および下部の半体３８ａ
、３８ｂを有する分割型の空気圧シリンダ３８と、ピス
トン４０ａ、４０ｂと、カム・アーム４１とによって半
円形の弧を描いて回転される。取出し工程の初期におい
て、ピストン４０ａ、４０ｂは最も引っ込められた第１
の位置にあり、カム３１が回転され、直線状弦部分３５
の最前部の突出リップ３６を、棒前進手段２１の溝付き
ローラ４４よりも下側の点に位置させた状態である。上
部のピストン４０ａが伸長した時、カム３１は回転し、
溝付きローラ４４から燃料棒１２を掬い上げる。カム３
１が回転すると、燃料棒１２は直線状の弦部分３５を下
方に転動し、最後部の突出リップ３６で停止する。ピス
トン４０ａ、４０ｂが第２の位置に完全に伸びた場合、
カム３１は回転され、ｉ後部の突出リップ３６はアンロ
ーディング・テーブル２２よりも下側に配置され、その
結果として、燃料棒１２はアンローディング・テーブル
２２上に移される。アンローディング・テーブル２２は
送りテーブル２０と実質的に同様に構成されているが、
後方から前方に傾斜している送りテーブル２０とは反対
に、前方から後方に下がるよう傾斜されているので、移
された燃料棒１２はアンローディング・テーブル２２を
その後方位置まで桜やかに転動する。載置工程と同様に
、センサ５１とタイマ制御手段５２とが、棒前進手段２
１からアンローディング・テーブル２２上への燃料棒１
２の連続運転と安定した移送を確実とするために用いら
れる。

燃料棒１２の濃縮度の値が特定の濃縮度の値から逸脱し
ているため、および／または、燃料棒１２における隣合
う部分の濃縮度の値が所定の比率よりも大きく逸脱して
いるために、燃料棒１２が許容されなかった場合、この
許容できない燃料棒１２は、許容できる燃料棒１２が移
送される位置から異なる位置で、アンローディング・テ
ーブル２２上に移送される（第１図）。センサ５３ａ、
５３ｂは棒前進手段２１の下流側の端部に、互いに約６
１．０ｃｍ（２ｆｔ、）の間隔で配置されている（第１
２図）。センサ５３ａ、５３ｂの各々は、スキャニング
された燃料棒１２をアンローディング・テーブル２２上
に移すべく機械的制御装置２４に信号を発することがで
きる。第１のセンサ５３ａは検出手段１３から約３．６
６…（１２ｆｔ、）離れた位置に配置されている。燃料
棒１２が許容できると制御手段１４が決定した場合、第
１のセンサ５３ａが作動され、進んできた当該燃料棒１
２が第１のセンサ５３ａに達した際に、該センサ５３ａ
が機械的制御装置２４に信号を発して当該燃料棒１２を
アンローディング・テーブル２２上に移すようになって
いる。燃料棒１２が許容できないと制御手段１４が決定
した場合、第２のセンサ５３ｂが作動−され、進んでき
たこの許容できない燃料棒１２が第２のセンサ５３ｂに
達すると、機械的制御装置２４に信号を発して、かかる
燃料棒１２をアンローディング・テーブル２２上に移す
。この工程は各燃料棒１２について繰り返されるが、機
械的制御装置２４が、スキャニング装置１０の所望の仕
様に従って、種々の運転における適正なタイミングと速
度を確実とする。

検出手段１３は、１０個のヨウ化すＩ・リウム・シンチ
レータ（検出器）５５を直線状の並置配列に取り付ける
ための検出器組立体５４を具備している。検出器５５は
、ハウジング５６と、燃料棒１２を導入するための約２
．５４ｃｍ（ｌｉｎ、）の直径を有する穴５７とを備え
、燃料棒１２はハウジング５６の中央の穴５７を通るよ
うになっている。前進してくる燃料棒１２から放射され
る１８５Ｋｅ■のガンマ線を検出するための手段は、各
穴５７の内周面を被包しているヨウ化ナトリウム・シン
チレータ材（図示しない）を備えている。検出器５５は
縦続配列に互いに一体となっており、横方向の開口が一
体に配列された検出器５５の全長に亘り延びるように、
各穴５７が隣接の検出器５５の穴と一直線になっている
。このように、燃料棒１２は検出器５５の穴５７を抵抗
なく進められろく第１２．１３図）。

各検出器５５の穴５７の直径は、各検出器５５の穴５７
によって画成される横方向の開口内で一連の管状案内ス
リーブ　セグメント５８が同軸に配置されるように、燃
料棒１２の直径よりもやや大きい。これらの案内スリー
ブ　セグメン１〜５８は、各検出器５５が受ける放射線
を、各穴５７を通る燃料棒１２における所定の部分に限
るための平行化手段として働く。

各案内スリーブ・セグメン１〜５８は互いに約６．３５
ｍ＋ｎ（０，２５ｉｎ、）の間隔が置かれ、燃料棒１２
が検出器５５を通って進められる時に、この燃料棒１２
から放射されるガンマ線を各検出器５５に対して平行化
するための環状の窓６０を画成している（第１４図）。

各案内スリーブ・セグメント５８は約４．１３ｃｍ（１
，６２５ｉｎ、）の長さであり、その外径は穴５７の直
径よりも伍かに小さく、内径は燃料棒１２の直径よりも
僅かに大きい。約７６２μｍ（３０ｍ１ｌ）の肉厚の２
つのナイロン製スリーブ６１．　ａ、６１．　ｂが、各
検出器５５の穴５７により画成された横方向開口の全長
に亘り延びている。一方のナイロン製スリーブ６Ｌａは
案内スリーブ・セグメント５８とシンチレータ材との間
に介装され、シンチレータ材が掻き傷や他の損傷を受け
るのを防止するようになっている。他方のナイロン製ス
リーブ６１ｂは、直径がスリーブ６１ａよりも小さく、
案内スリーブ・セグメント５８の内周面に固定されてお
り、燃料棒１２が各検出器の穴５７を通過する際に該燃
料棒１２を損傷から保護する保護層を形成すると共に、
燃料棒１２が各穴５７を容易に通ることができるように
内部京擦を小さくしている。

燃料棒１２が検出器５５を進められると、進行中の燃料
棒１２から放射されるガンマ線が環状の窓６０を通って
平行化され、シンチレータ材に至る。ガンマ線はシンチ
レータ材上に光インパルス（光子）を発生させ、この光
子は、パルスを電気信号に変換する光電子増倍管６２に
伝えられる。そして、変換された電気信号は増幅され、
リード線６３により、制御手段１４の大部分を構成する
電子計数・記録装置に送られる。ウラン２３５からの１
８５ＫｅＶのガンマ線が、燃料棒ＩＺにおける等間隔の
個々独立した各部分について計数される。検出器５５は
、各部分についてのガンマ線放射の計数値を計数するな
めに、時間的に同期される。このようにして、燃料棒１
２における同じ部分が各検出器５５によりスキャニング
される。進行中の燃料棒１２の速度に対して検出器５５
を初期的に同期し且つ時間合せするために、１秒に６４
０００回カウントする高精密で高精度間隔時計（図示し
ない）が用いられる。

燃料棒１２の検出される各部分は約６．３５ｍｍ（０，
２５ｉｎ、）の長さであり、部分間の間隔は最小限にさ
れ或は全く存在しない。正確に時間合わせが行われた機
械的スキャニング装置であっても、常に幾らかの誤作動
があるので、隣合う部分間に幾らかの重複部分が発生す
ることもある。しかしながら、隣接の部分により放射さ
れるガンマ線の影響は無視して良い。これは、ガンマ線
を平行化するために用いられる案内スリーブ・セグメン
ト５８が正確に間隔が置かれているからであり、また、
各部分について１０個の検出器５５により得られる全て
の計数値が、隣合う部分の生じ得る重複部分から得られ
る読みを原因とする誤差を最小にするからである。

各部分について得られる計数値は、制御手段１４により
合計され、１８５ＫｅＶのウラン２３５の全計数値が得
られる。これは一般的に約３２００カウンＩ〜であり、
その計数値から、各部分の濃縮度および燃料棒について
の平均濃縮度が算出される。燃料棒１２の平均；３縮度
が特定の濃縮度から逸脱している場合、その燃料棒１２
はその目的の使用にとり許容できず、制御手段１４が、
機械的制御装置２４に信号を発するセンサ５３ｂを作動
さぜる。機械的制御装置２４は、許容できない燃料棒１
５を、棒前進手段２１に沿ってより遠くに進めることが
できる（第１、ｌｏｌＥｌｌｍ）。このようにして、ア
ンローディング・テーブル２２の不許容燃料棒取出部分
に移されると、許容できる燃料棒１２は許容できない燃
料棒１２からｊ１別される。

各部分についての計数値の自然変動による誤った還別を
防ぐために用いられる付加的な基準がある。

許容できないと見なされる燃料棒１２の場合、７５°６
以上逸脱している部分の直ぐ隣の部分は、それ自体少な
くとも５％逸脱していなければならない。

計測される各部分は約６．３５ｍｍ（０，２５ｉｎ、　
）の長さであるので、ペレッ１〜の長さが１２．７ｍｍ
（０，５ｉｎ、）であることから、不良ペレットは連続
する２つの部分に亘り逸脱していることを示すべきであ
る。

外側からの放射線の影響が燃料棒の検出を妨害するのを
防ぐために、放射線シールド６４が検出器５５を完全に
覆っている（第１．１２図）。シールド６４は、スキャ
ニング装置１０における上部グループと下部グループの
検出２シ５５に容易に接近できる２組のドア６５ａ、６
５ｂを有している。燃料棒１２ａ、１２ｂは穴６６ａ、
６６ｂ、６６ｃ、６６ｄを通ってシールド６４に入り、
出ていく。

進んでくる燃料棒１２ａ、１２ｂが放射線シールド６４
を出入りするに十分な力を維持するのに十分な推進力を
確実に有するために、各穴６６ａ〜６６ｄに近接して配
置されたセンサ７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄは、溝
付きローラく積極的送りローラ）４４ａ、４４ｂ、４４
ｃ、４４ｄ上に治う圧力手段７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、
７１ｄに信号を発し、燃料棒１２上に圧力がかがるよう
にしている。圧力手段７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ
は、空気圧シリンダ７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄと
、各積極的送りローラ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ
に沿って進む燃料棒１２ａ、１２ｂ上にまで下向きに延
びる圧力ローラがら成っている。作動について述べるな
らば、前進中の燃料棒１２ａが穴６６ａの近くのセンサ
７０ａに達すると、空気圧シリンダ７２ａに信号が発せ
られ、燃料棒１２ａ上まで圧力ローラ７３ａを下方に延
ばす。燃料棒１２ａ上に圧力ローラ７３ａによって及ぼ
される付加的な圧力は、積極的送りローラ４４ａ上の燃
料棒１２ａの滑りを防止し、これによって、燃料棒１．
２ａが放射線シールド６４と検出器５５とを通って逆進
することなく一定に前進することを保証する。放射線シ
ールド６４がら出る時、燃料棒１２ａはセンサ７０ｂを
越えて積極的送りローラ４４ｂに進む。一定時間遅延し
た後に、六６６ｂの近くのセンサ７０ｂは、圧力手段７
１ｂの空気圧シリンダ７２ｂに信号を発し、圧力ローラ
７３ｂを燃料棒１２ａ上まで下方に延ばすようになって
いる。燃料棒１２ａと積極的送りローラ４４ｂとに及ぼ
される付加的圧力は、積極的送りローラ４４ｂにより燃
料棒１２ａに与えられる駆動力が十分となることを保証
し、燃料棒１２ａを棒前進手段２１に沿って確実に進め
ることができる。尚、スキャニング装置１０の下部装置
１．０　ｂも上部装置１０ａと実質的に同様に作動する
ことは理解されるであろう。

装置全体を調整するために、その長さ方向に沿って、前
以て分かっている値の高、中、低の濃縮度含有する基準
燃料棒（図示しない）が検出器５５を通って進められ、
濃縮度校正曲線に対応するガンマ線放射の計数値が確定
される。このデータは、制御手段１４に記録され、濃縮
度が分がっていない燃料棒１２のための基準として用い
るようになっている。

上記説明および実施例は例示であって、本発明を制限す
るものではなく、本発明の精神および範囲内での他の実
施態様は当業者により考えられ得ることは理解されるで
あろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実質的に同じ構成部材を２つ並列に有してい
る本発明のスキャニング装置の好適な実施例を示す斜視
図、第１Ａ図はスキャニング装置を概略に示す線図、第
２図はスキャニング装置の拡大端面図であり、送りテー
ブルと、棒移送手段と、棒萌進手段と分示す図、第３図
は第１図の３−３線に沿っての拡大断面図であり、アン
ローディング・テーブルと、棒移送手段と、棒前進手段
を示す図、第４図は棒移送手段の拡大図であり、カムか
ら棒前進手段に燃料棒を移すように回転されたカムを示
す図、第５図は送りテーブルからカムに燃料棒を移すよ
うに回転されたカム分示す第４図と同様な拡大図、第６
図は、燃料棒が棒前進手段上に置かれることができる位
置に向かって、カムの直線状弦部分を下方に転動してい
る燃料棒を示す第４．５図と同様な拡大図、第７図は、
棒移送手段と、棒前進手段上に位置された燃料棒とを示
す第４図の矢印７に沿って見た矢視図、第８図は棒移送
手段の拡大図であり、棒前進手段からカムに燃料棒を移
すように回転されたカムを示す図、第９図はアンローデ
ィング・テーブルに移送するための位置に置かれるよう
に、カムの弦部分を下方に転動する燃料棒を示す第８図
と同様な拡大図、第１０図はカムからアンローディング
・テーブルに移された後におけるアンローディング・テ
ーブルを下方に転動する燃料棒３示す第８．９図と同様
な拡大図、第１１図は、棒移送工程において補助のため
に用いられるセンサを示す図、第１２図は、放射線シー
ルドの内側に配置された検出器と共に、棒移送手段に沿
って検出器を通って進む燃料棒と示すスキャニング装置
の一部切欠き正面図、第１３図は検出器の形状と、該検
出器を通って進んでいる燃料棒とを示す斜視図、第１４
図は、第１３図の１４−１４線に沿っての断面図であり
、ガンマ線を検出器に向かって平行化するために用いら
れる検出器の内側に設けられた管状案内スリーブ・セグ
メン１〜を示す図である。図中、 １０・・・スキャニング装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、濃縮度の均一性を測定するために、核燃料棒内に収
   容された核燃料のガンマ線放射の計数値を受動的にスキ
   ャニングするためのスキャニング方法であって、 （ａ）直線状の移送経路に沿って前記核燃料棒を前進さ
   せる段階と、 （ｂ）前進中の前記核燃料棒の全長に亘り等間隔に配置
   された個々独立した複数の部分毎に、該核燃料棒の自然
   ガンマ線放射の計数値を繰り返し検出する検出段階と、 （ｃ）前記各部分についてのガンマ線放射の全計数値を
   得るために前記各部分についての前記検出段階それぞれ
   の出力値を合計する段階と、 から成る核燃料棒のスキャニング方法。 ２、濃縮度の均一性を測定するために、核燃料棒内に収
   容された核燃料のガンマ線放射の計数値を受動的にスキ
   ャニングするためのスキャニング装置であって、 （ａ）直線状の移送経路に沿って核燃料棒を前進させる
   ための棒前進手段と、 （ｂ）前記核燃料棒が前記移送経路に沿って前進してい
   る際に、前進中の前記核燃料棒の全長に亘り等間隔に配
   置された個々独立した複数の部分毎に、該核燃料棒の自
   然ガンマ線放射の計数値を繰り返し検出するための、前
   記移送経路に沿って配置された検出手段と、 （ｃ）前記各部分についてのガンマ線放射の全計数値を
   得るために前記各部分についてのガンマ線の計数値を合
   計するための加算手段と、 から成る核燃料棒のスキャニング装置。