JPH0540191A - Neutron detector - Google Patents
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- JPH0540191A JPH0540191A JP3198146A JP19814691A JPH0540191A JP H0540191 A JPH0540191 A JP H0540191A JP 3198146 A JP3198146 A JP 3198146A JP 19814691 A JP19814691 A JP 19814691A JP H0540191 A JPH0540191 A JP H0540191A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、高速増殖炉等の原子炉
に用いられる中性子検出装置に係り、特に、原子炉容器
内部の高温条件で中性子を検出することができるととも
に、ノイズレベルの低減化を図ることができる中性子検
出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a neutron detector used in a nuclear reactor such as a fast breeder reactor, and more particularly, it can detect neutrons under high temperature conditions inside a reactor vessel and reduce noise level. The present invention relates to a neutron detection device that can be realized.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、軽水炉に用いられる中性子検出装
置は、中性子検出部が炉内に装荷される。一方、高速増
殖炉に用いられる中性子検出装置は、炉内の温度条件が
軽水炉における温度条件よりも厳しいため、中性子検出
部が原子炉容器の外部に設けられる。高速増殖炉の中性
子検出部は、原子炉容器内に装荷された炉心燃料部から
発生する中性子を原子炉容器内に充填された冷却材およ
び原子炉容器を介して検出する。2. Description of the Related Art Conventionally, in a neutron detector used for a light water reactor, a neutron detector is loaded in the reactor. On the other hand, in the neutron detection device used in the fast breeder reactor, the temperature condition inside the reactor is more severe than that in the light water reactor, so the neutron detector is provided outside the reactor vessel. The neutron detection part of the fast breeder reactor detects neutrons generated from the core fuel part loaded in the reactor vessel via the coolant and the reactor vessel filled in the reactor vessel.
【０００３】中性子検出装置の検出部は、ＢＦ3 ガスカ
ウンタあるいはフィッションチェンバ（核分裂電離箱）
等よりなる中性子検出器で構成される。中性子検出器は
内部に核反応により生じる核反応生成物によって電離す
る作動ガスが封入される。このため、中性子検出器は内
部に中性子が侵入すると核反応を生じ、核反応の結果生
じた核反応生成物が作動ガスを電離させ、集電極間に電
気パルスを発生させ、電気パルスを中性子検出信号とし
て送出する。中性子検出信号は、中性子検出器と電気的
に接続されたケーブルにより、電気的信号として増幅系
および計数系からなる中性子計測系に伝送される。The detector of the neutron detector is a BF 3 gas counter or fission chamber (fission ionization chamber).
It is composed of a neutron detector consisting of etc. The neutron detector is filled with a working gas that is ionized by a nuclear reaction product generated by the nuclear reaction. For this reason, the neutron detector causes a nuclear reaction when neutrons enter the inside, the nuclear reaction product generated as a result of the nuclear reaction ionizes the working gas, generates an electric pulse between the collecting electrodes, and detects the electric pulse by the neutron detection. Send as a signal. The neutron detection signal is transmitted as an electric signal to a neutron measurement system including an amplification system and a counting system by a cable electrically connected to the neutron detector.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来の中性子検出装置
は、上述のように構成されているので、高速増殖炉に用
いられる中性子検出器は、冷却材の温度が３００〜６０
０°Ｃと高温であるため、原子炉容器内部に装荷するこ
とは極めて困難である。Since the conventional neutron detector is constructed as described above, the neutron detector used in the fast breeder reactor has a coolant temperature of 300 to 60.
Since the temperature is as high as 0 ° C, it is extremely difficult to load it inside the reactor vessel.
【０００５】ところが、高速増殖炉は、発電容量の増大
に伴い炉心が大型化すると、炉心内の中性子束分布の局
所的な歪みが大きくなってしまう。このため、原子炉プ
ラントの運転効率を向上させるためには、炉心内の中性
子束分布を正確に計測する必要があり、そのためには中
性子検出部を高温の炉内に装荷する必要がある。However, in the fast breeder reactor, when the core becomes larger as the power generation capacity increases, the local distortion of the neutron flux distribution in the core becomes large. Therefore, in order to improve the operation efficiency of the nuclear reactor plant, it is necessary to accurately measure the neutron flux distribution in the core, and for that purpose, it is necessary to load the neutron detector into the high temperature reactor.
【０００６】また、従来、軽水炉や高速増殖炉等の原子
炉に用いられる中性子検出装置は、中性子検出器が、検
出信号を電気信号として中性子計測系に送出している。
このため、検出信号が伝達される間に放射線の影響を受
けて雑音が発生し、中性子検出装置の中性子検出感度や
信頼性を損なうという問題があった。Further, conventionally, in a neutron detector used in a nuclear reactor such as a light water reactor or a fast breeder reactor, a neutron detector sends a detection signal as an electric signal to a neutron measurement system.
Therefore, there is a problem in that noise is generated under the influence of radiation while the detection signal is transmitted, and the neutron detection sensitivity and reliability of the neutron detection device are impaired.
【０００７】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、高速増殖炉のような高温の冷却材を用いる原
子炉であっても炉内に中性子検出器を装荷することがで
き、中性子を正確に計測することができる中性子検出装
置を提供することを目的とする。The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and a neutron detector can be loaded in a reactor even in a reactor using a high temperature coolant such as a fast breeder reactor, It is an object of the present invention to provide a neutron detection device that can accurately measure neutrons.
【０００８】また、中性子検出器からの検出信号が放射
線による雑音等の影響を受けず、中性子検出感度が良好
で信頼性の高い中性子検出装置を提供することを目的と
する。Another object of the present invention is to provide a neutron detector which has a high neutron detection sensitivity and a high reliability, in which a detection signal from the neutron detector is not influenced by radiation noise and the like.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明に係る中性子検出
装置は、上述した課題を解決するために、中性子を検出
するシンチレータを内部に収容し、耐高熱性を有する容
器を備えた中性子検出部と、前記中性子検出部に接続さ
れ前記中性子検出部からの検出信号を伝達する検出信号
伝達部と、前記検出信号伝達部を介して前記中性子検出
部に接続され検出信号を増幅して中性子束を計測する中
性子計測部とを備えるとともに、前記中性子検出部を原
子炉容器の内部に配設したものである。In order to solve the above problems, a neutron detector according to the present invention contains a scintillator for detecting neutrons inside, and a neutron detector provided with a container having high heat resistance. A detection signal transmission unit that transmits a detection signal from the neutron detection unit that is connected to the neutron detection unit, and a neutron flux by amplifying the detection signal that is connected to the neutron detection unit via the detection signal transmission unit. A neutron measuring section for measuring is provided, and the neutron detecting section is arranged inside the reactor vessel.
【００１０】また、本発明に係る中性子検出装置は、上
述した他の課題を解決するために、検出信号伝達部は、
前記中性子検出部と光学的に接続された光伝達部により
構成するようにしたものである。Further, in order to solve the above-mentioned other problems, the neutron detection apparatus according to the present invention is such that the detection signal transmission section is
The neutron detecting section is configured to include a light transmitting section optically connected to the neutron detecting section.
【００１１】[0011]
【作用】本発明に係る中性子検出装置は、中性子を検出
するシンチレータを内部に収容し耐高熱性を有する容器
により中性子検出部を構成し、前記中性子検出部に接続
された検出信号伝達部を介して前記中性子検出部からの
検出信号を中性子計測部に伝達し、前記中性子計測部に
より検出信号を増幅して中性子束を計測するとともに、
前記中性子検出部を原子炉容器の内部に配設したことに
より、中性子検出部は高温の原子炉容器内部で中性子を
感度よく計測することができるので、中性子検出部を小
型化して設置場所の自由度が増大する。このため、炉が
大型化しても中性子を正確に計測することができる。The neutron detection device according to the present invention comprises a neutron detection section with a container having a high heat resistance and containing a scintillator for detecting neutrons, and a detection signal transmission section connected to the neutron detection section. By transmitting the detection signal from the neutron detection unit to the neutron measurement unit, while measuring the neutron flux by amplifying the detection signal by the neutron measurement unit,
By arranging the neutron detector inside the reactor vessel, the neutron detector can measure neutrons with high sensitivity inside the high-temperature reactor vessel, so the neutron detector can be downsized and installed freely. The degree increases. Therefore, neutrons can be accurately measured even if the reactor becomes large.
【００１２】また、検出信号伝達部を、前記中性子検出
部と光学的に接続された光伝達部により構成したことに
より、検出信号の伝達時、炉心から発生する放射線の影
響を避けることができるので、検出信号に混入する雑音
を低減化させ、中性子検出感度が向上する。Further, since the detection signal transmission section is composed of the light transmission section optically connected to the neutron detection section, it is possible to avoid the influence of radiation generated from the core during transmission of the detection signal. , The noise mixed in the detection signal is reduced, and the neutron detection sensitivity is improved.
【００１３】[0013]
【実施例】本発明に係る中性子検出装置の第１の実施例
について添付図面を参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the neutron detector according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
【００１４】図１は、本発明の第１の実施例に係る中性
子検出装置が設けられた高速増殖炉の構成を示す構成
図、図２は図１の中性子検出装置を示す一部断面構成図
である。原子炉格納容器２内には、原子炉容器３が収納
され、原子炉容器３の外部には隔壁１０が設けられる。FIG. 1 is a structural view showing the structure of a fast breeder reactor provided with a neutron detecting device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partial sectional structural view showing the neutron detecting device of FIG. Is. A reactor vessel 3 is housed in the reactor containment vessel 2, and a partition wall 10 is provided outside the reactor vessel 3.
【００１５】原子炉容器３内に炉心４が収容される。炉
心４は炉心支持機構５により支持されるとともに、液体
金属ナトリウム等の冷却材６で覆われる。原子炉容器３
は、上部がルーフスラブ７で閉塞される。ルーフスラブ
７と冷却材６との間の空隙には、カバーガス空間８が形
成され、アルゴンガス等の不活性ガスであるカバーガス
８Ａが充填される。A reactor core 4 is housed in a reactor vessel 3. The core 4 is supported by a core support mechanism 5 and covered with a coolant 6 such as liquid metal sodium. Reactor vessel 3
Is closed at the top with a roof slab 7. A cover gas space 8 is formed in the gap between the roof slab 7 and the coolant 6, and is filled with a cover gas 8A which is an inert gas such as argon gas.
【００１６】炉心４は、炉心燃料部１１、ブランケット
部１２、反射部１３および遮蔽部１４を備え、これら各
部１１〜１４が炉心構成要素Ｅ11〜Ｅ14を構成する。各
炉心構成要素Ｅ11〜Ｅ14は、遮蔽部１４を除き、正六角
形断面を有する多数のラッパ管１５により集合体を形成
し、ラッパ管１５中に各要素Ｅf ，Ｅb ，Ｅr をそれぞ
れ収容する。The core 4 includes a core fuel portion 11, a blanket portion 12, a reflecting portion 13 and a shielding portion 14, and these portions 11 to 14 constitute core constituent elements E11 to E14. The core constituent elements E11 to E14 form an assembly with a large number of trumpet tubes 15 each having a regular hexagonal cross section except for the shield portion 14, and the trumpet tubes 15 house the respective elements Ef, Eb, Er.
【００１７】例えば、各炉心構成要素Ｅ11〜Ｅ14のう
ち、炉心燃料部１１およびブランケット部１２はそれぞ
れ多数のラッパ管１５により炉心燃料集合体および半径
方向ブランケット燃料集合体を形成する。そして、炉心
燃料集合体および半径方向ブランケット燃料集合体は、
ラッパ管１５中に多数の炉心燃料要素（燃料ピン）Ｅf
或いはブランケット燃料要素Ｅb を三角格子状に配列し
てそれぞれ構成される。炉心４の上部には、炉心上部機
構（ＵＣＳ）９が設けられる。炉心上部機構９は，図示
しないが、独立した制御系を備え、制御系の下方に設け
られた制御棒を上下動させて、炉心４に出し入れし、炉
心４に装荷された核燃料の出力を制御する。また、炉心
上部機構９には上下方向に案内管９Ａが設けられる。For example, in each of the core components E11 to E14, the core fuel portion 11 and the blanket portion 12 form a core fuel assembly and a radial blanket fuel assembly by a plurality of trumpet tubes 15, respectively. Then, the core fuel assembly and the radial blanket fuel assembly are
A large number of core fuel elements (fuel pins) Ef in the trumpet tube 15.
Alternatively, the blanket fuel elements Eb are arranged in a triangular lattice. An upper core mechanism (UCS) 9 is provided above the core 4. Although not shown, the upper core mechanism 9 has an independent control system, and vertically moves a control rod provided under the control system to move the control rod into and out of the core 4 to control the output of the nuclear fuel loaded in the core 4. To do. Further, the core upper mechanism 9 is provided with a guide tube 9A in the vertical direction.
【００１８】冷却材６は、冷却材出入口を通じて原子炉
容器３内に出し入れされる。冷却材６は、炉心４からの
熱を取り出し、中間熱交換器を経て二次冷却系に伝え
る。このため、冷却材６は高温状態（３００〜６００°
Ｃ）で原子炉容器３内を循環する。また、冷却材６は炉
心４から発生する中性子の減速および吸収作用を果た
す。なお、符号１６は炉心４の出口部を、符号１７は隔
壁１０内部の測定室をそれぞれ示す。The coolant 6 is taken in and out of the reactor vessel 3 through the coolant inlet / outlet. The coolant 6 takes out heat from the core 4 and transfers it to the secondary cooling system via the intermediate heat exchanger. Therefore, the coolant 6 is in a high temperature state (300 to 600 °).
It circulates in the reactor vessel 3 in C). Further, the coolant 6 has a function of slowing down and absorbing neutrons generated from the core 4. Reference numeral 16 indicates the outlet of the core 4, and reference numeral 17 indicates the measurement chamber inside the partition wall 10.
【００１９】ところで、原子炉格納容器２には、中性子
検出装置２０が設けられる。中性子検出装置２０は、中
性子検出部２１と、中性子検出部２１に接続される検出
信号伝達部２２と、検出信号伝達部２２を介して中性子
検出部２１に接続される中性子計測部２３とから構成さ
れる。A neutron detector 20 is provided in the reactor containment vessel 2. The neutron detection device 20 includes a neutron detection unit 21, a detection signal transmission unit 22 connected to the neutron detection unit 21, and a neutron measurement unit 23 connected to the neutron detection unit 21 via the detection signal transmission unit 22. To be done.
【００２０】中性子検出部２１は、図２に示すように、
開口部３０Ａを有する円筒状の耐圧容器３０により構成
される。耐圧容器３０には内部にガスシンチレータ３１
が充填され、開口部３０Ａ側に集光ガラス３２が封入さ
れるとともに、集光ガラス３２の外部側には光ファイバ
ケーブルコネクタ３３が設けられ、集光ガラス３２と光
学的に接続される。The neutron detector 21 is, as shown in FIG.
It is composed of a cylindrical pressure-resistant container 30 having an opening 30A. The pressure vessel 30 has a gas scintillator 31 inside.
Is filled, the light collecting glass 32 is sealed on the side of the opening 30A, and the optical fiber cable connector 33 is provided on the outer side of the light collecting glass 32 to be optically connected to the light collecting glass 32.
【００２１】耐圧容器３０は、耐高熱性および耐圧性を
有し、高温環境（３００〜６００°Ｃ）の使用に耐え得
る材料で形成される。また、耐圧容器３０の内面３０Ｂ
は、鏡面加工が施される。そして、耐圧容器３０は、図
１に示すように、所定のラッパ管１５の内部に収納され
る。ラッパ管１５は各炉心構成要素Ｅ11〜Ｅ14のうち、
ブランケット部１２を構成する半径方向ブランケット燃
料集合体内に配置される。The pressure-resistant container 30 is formed of a material having high heat resistance and pressure resistance and capable of withstanding use in a high temperature environment (300 to 600 ° C.). In addition, the inner surface 30B of the pressure resistant container 30
Is mirror-finished. The pressure container 30 is housed inside a predetermined trumpet tube 15 as shown in FIG. The trumpet tube 15 is one of the core components E11 to E14.
It is located within the radial blanket fuel assembly that comprises the blanket portion 12.
【００２２】ガスシンチレータ３１は、数気圧から数百
気圧の高圧水素ガスまたは高圧ヘリウムガスの単独気
体、或いは両者の混合気体、或いは両者の混合気体中に
少量の不純物ガス（例えばＣＯ2 等）を添加して構成さ
れる。ガスシンチレータ３１は、中性子が入射される
と、例えばガスシンチレータ３１が混合気体であれば、
水素ガス中の陽子と（ｎ，ρ）反応を生じ、反跳陽子の
運動エネルギの損失に伴い混合気体の原子が発光（シン
チレーション）することにより中性子を検出するように
なっている。また、シンチレータに気体を用いるガスシ
ンチレータ３１は、シンチレータとして寿命を長く取る
ことができるため、使用される。The gas scintillator 31 contains a small amount of impurity gas (such as CO 2 ) in a single gas of high pressure hydrogen gas or high pressure helium gas of several atm to several hundred atm, a mixed gas of both, or a mixed gas of both. It is composed by adding. When neutrons are incident on the gas scintillator 31, for example, if the gas scintillator 31 is a mixed gas,
Neutrons are detected by causing (n, ρ) reaction with protons in hydrogen gas and causing the atoms of the mixed gas to emit light (scintillation) with the loss of kinetic energy of recoiled protons. Further, the gas scintillator 31 using gas as the scintillator is used because it can have a long life as a scintillator.
【００２３】集光ガラス３２は、耐圧容器３０の内部で
生じた発光を鏡面加工が施された内面３０の反射により
効率的に補足し、光ファイバケーブルコネクタ３３に伝
達する。The light collecting glass 32 efficiently captures the light emission generated inside the pressure resistant container 30 by reflection on the inner surface 30 having a mirror finish, and transmits it to the optical fiber cable connector 33.
【００２４】検出信号伝達部２２は、図２に示すよう
に、中性子検出部２１と後述する中性子計測部２３とを
光学的に接続する光ファイバケーブル３４により構成さ
れる。光ファイバーケーブル３４は、図１に示すよう
に、一端が光ファイバケーブルコネクタ３３に接続さ
れ、炉心上部機構９の案内管９Ａを経て、他端が中性子
計測部２３の一部を構成する光電子増倍装置３５に接続
される。光ファイバケーブル３４は、ガスシンチレータ
３１が中性子を検出すると、中性子検出信号を光信号と
して集光ガラス３２から光ファイバケーブルコネクタ３
３を介して光電子増倍装置３５に伝達するようになって
いる。As shown in FIG. 2, the detection signal transmission section 22 is composed of an optical fiber cable 34 which optically connects the neutron detection section 21 and a neutron measurement section 23 described later. As shown in FIG. 1, one end of the optical fiber cable 34 is connected to the optical fiber cable connector 33, passes through the guide tube 9A of the core upper part mechanism 9, and the other end thereof constitutes a part of the neutron measurement section 23. It is connected to the device 35. When the gas scintillator 31 detects neutrons, the optical fiber cable 34 uses the neutron detection signal as an optical signal from the light collecting glass 32 to the optical fiber cable connector 3
3 to the photomultiplier 35.
【００２５】中性子計測部２３は、図１に示すように、
光電子増倍装置３５と、電子回路系４１とが電気的に接
続されて構成される。電子回路系４１は、図２に示すよ
うに、前置増幅器３６と、パルス波形弁別器（ＰＳＤ）
３７と、主増幅器３８と、波高分析器（ＰＨＡ）３９と
を備え、順に直列に接続されて構成される。そして、光
電子増倍装置３５は、高圧電源４０に接続される。中性
子計測部２３は、図１に示すように、放射線遮蔽体とし
ての隔壁１０内部の計測室１７に配置される。光電子増
倍装置３５は、光ファイバケーブル３４と光学的に接続
され、中性子検出部２１で検出した中性子検出信号を電
気的信号に変換し、回路系４１に送出する。光電子増倍
装置３５は、フォトマル、電荷結合素子、チャンネルプ
レート、或いは、チャンネルトロン等が用いられる。次
に、上記第１の実施例に係る中性子検出装置の作用につ
いて説明する。The neutron measuring section 23, as shown in FIG.
The photoelectron multiplying device 35 and the electronic circuit system 41 are electrically connected to each other. As shown in FIG. 2, the electronic circuit system 41 includes a preamplifier 36 and a pulse waveform discriminator (PSD).
37, a main amplifier 38, and a wave height analyzer (PHA) 39, which are sequentially connected in series. Then, the photomultiplier 35 is connected to the high voltage power supply 40. As shown in FIG. 1, the neutron measurement unit 23 is arranged in the measurement chamber 17 inside the partition wall 10 as a radiation shield. The photomultiplier 35 is optically connected to the optical fiber cable 34, converts the neutron detection signal detected by the neutron detector 21 into an electrical signal, and sends it to the circuit system 41. As the photomultiplier 35, a photomultiplier, a charge coupled device, a channel plate, a channeltron, or the like is used. Next, the operation of the neutron detection device according to the first embodiment will be described.
【００２６】炉心４で燃料の核分裂反応に伴って中性子
が放出され、中性子検出部２１に入射すると、耐圧容器
３０内部のガスシンチレータ３１は、中性子により水素
ガス中の陽子と（ｎ，ρ）反応を生じ、反跳陽子の運動
エネルギの損失に伴い混合気体の原子が発光（シンチレ
ーション）する。When neutrons are emitted along with the nuclear fission reaction of the fuel in the core 4 and enter the neutron detector 21, the gas scintillator 31 inside the pressure vessel 30 reacts with the protons in the hydrogen gas by the neutrons (n, ρ). And the atoms of the mixed gas emit light (scintillation) with the loss of kinetic energy of recoiled protons.
【００２７】この発光は、中性子検出信号として耐圧容
器３０の内面３０Ｂにより反射されて、効率よく集光ガ
ラス３２に集光される。集光ガラス３２は、集光した光
を光ファイバケーブルコネクタ３３を介して光ファイバ
ケーブル３４に伝える。光ファイバケーブル３４は、中
性子検出信号としての光信号を光電子増倍装置３５に伝
達する。光信号は電気信号と異なり、γ線等の放射線の
影響を受けることがない。光電子増倍装置３５は、放射
線の影響から遮断された隔壁１０内の測定室１７で入力
された光信号を電気的信号に変換し、回路系４１に送出
する。This emitted light is reflected by the inner surface 30B of the pressure resistant container 30 as a neutron detection signal and is efficiently condensed on the condensing glass 32. The light collecting glass 32 transmits the collected light to the optical fiber cable 34 via the optical fiber cable connector 33. The optical fiber cable 34 transmits an optical signal as a neutron detection signal to the photomultiplier 35. Unlike electrical signals, optical signals are not affected by radiation such as gamma rays. The photomultiplier 35 converts an optical signal input in the measurement chamber 17 in the partition wall 10 shielded from the influence of radiation into an electrical signal and sends it to the circuit system 41.
【００２８】回路系４１は、光電子増倍装置３５からの
電気信号を前置増幅器３６により増幅する。増幅された
電気信号がパルス波形弁別器（ＰＳＤ）３７に入力され
ると、パルス波形弁別器（ＰＳＤ）３７は、増幅された
電気信号から電気的パルスの立上がり時間の早い成分を
除去する。The circuit system 41 amplifies the electric signal from the photomultiplier 35 by the preamplifier 36. When the amplified electrical signal is input to the pulse waveform discriminator (PSD) 37, the pulse waveform discriminator (PSD) 37 removes a component having a fast rise time of the electrical pulse from the amplified electrical signal.
【００２９】これは、中性子検出部２１により中性子を
検出する際、ガスシンチレータ３１が中性子による発光
だけでなく、γ線の影響による発光も混在した中性子検
出信号を検出してしまうので、中性子検出信号からγ線
の影響による発光を取り除く必要があるためである。パ
ルス波形弁別器（ＰＳＤ）３７は、γ線（反跳電子）に
よるシンチレータ３１の励起時間（発光時間）に較べ、
中性子（反跳陽子）による発光時間が長い性質を利用し
たものである。パルス波形弁別器（ＰＳＤ）３７によ
り、中性子検出信号は中性子による発光がγ線の影響に
よる発光から分離されて弁別され、中性子による発光に
基づいた中性子検出信号のみを取り出すことができる。This is because, when the neutron detector 21 detects neutrons, the gas scintillator 31 detects not only the neutron emission signal but also the neutron detection signal in which γ-ray-induced emission is mixed. This is because it is necessary to remove light emission due to the effect of γ-rays. The pulse waveform discriminator (PSD) 37 compares the excitation time (light emission time) of the scintillator 31 with γ rays (recoil electrons) with
This is due to the long emission time of neutrons (recoil protons). The pulse waveform discriminator (PSD) 37 discriminates the neutron detection signal by separating the emission due to neutrons from the emission due to the effect of γ-rays, and can extract only the neutron detection signal based on the emission due to neutrons.
【００３０】主増幅器３８は、パルス波形弁別器（ＰＳ
Ｄ）３７からの中性子検出信号を増幅し、波高分析器
（ＰＨＡ）３９に出力する。波高分析器（ＰＨＡ）３９
は主増幅器３８からの中性子検出信号を分析し、中性子
を計測する。The main amplifier 38 is a pulse waveform discriminator (PS
D) The neutron detection signal from 37 is amplified and output to the wave height analyzer (PHA) 39. Wave height analyzer (PHA) 39
Analyzes the neutron detection signal from the main amplifier 38 and measures neutrons.
【００３１】次に、本発明に係る中性子検出装置の第２
の実施例について図３を参照して説明する。なお、図１
ないし図２と同一または相当部分には同一の符号を付
し、その説明は省略する。Next, the second neutron detection device according to the present invention
The embodiment will be described with reference to FIG. Note that FIG.
The same or corresponding parts as those of FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【００３２】中性子検出部５０は、図３に示すように、
開口部５１Ａを有する円筒状の容器５１により構成され
る。容器５１には、中性子を検出するシンチレータとし
て例えばＬi Ｉ( Ｅu ) 等の固体シンチレータ５２が充
填され、開口部５０Ａ側に集光ガラス３２が封入される
とともに、集光ガラス３２の外部側には光ファイバケー
ブルコネクタ３３が設けられ、集光ガラス３２と光学的
に接続される。固体シンチレータ５２にＬi Ｉ( Ｅu)
を用いる場合、固体シンチレータ５２の発光メカニズム
は、The neutron detector 50, as shown in FIG.
It is composed of a cylindrical container 51 having an opening 51A. The container 51 is filled with a solid scintillator 52 such as Li I (Eu) as a scintillator for detecting neutrons, the light collecting glass 32 is enclosed in the opening 50A side, and the outside of the light collecting glass 32 is provided. An optical fiber cable connector 33 is provided and is optically connected to the light collecting glass 32. Li I (Eu) on the solid scintillator 52
When using, the light emission mechanism of the solid scintillator 52 is
【００３３】[0033]
【数１】 を用い、この場合α， 3Ｈともに発光（シンチレーショ
ン）を生じる。また、固体シンチレータ５２を用いるか
わりに、高沸点有機物よりなる液体シンチレータを用い
ることもできる。[Equation 1] , In this case α, Both 3 H emits light (scintillation). Further, instead of using the solid scintillator 52, a liquid scintillator made of a high boiling point organic substance can be used.
【００３４】シンチレータとして固体または液体を用い
る場合、容器５１は、耐圧構造とする必要はなく、耐高
熱性を有し、高温環境（３００〜６００°Ｃ）の使用に
耐え得る材料で形成されていればよい。また、容器５１
の内面５１Ｂは、上記第１の実施例と同様に鏡面加工が
施される。そして、容器５１は、図１に示すように、所
定のラッパ管１５の内部に収納される。When a solid or liquid is used as the scintillator, the container 51 does not need to have a pressure resistant structure and is formed of a material having high heat resistance and capable of withstanding use in a high temperature environment (300 to 600 ° C.). Just do it. Also, the container 51
The inner surface 51B is mirror-finished as in the first embodiment. Then, as shown in FIG. 1, the container 51 is stored inside a predetermined trumpet tube 15.
【００３５】上記第２の実施例に係る中性子検出装置
は、シンチレータとして固体または液体を用いることに
より、容器５１をコンパクト化することができ、炉心４
の狭隘な間隙を形成する空間にも中性子検出部５０を設
置することができる。In the neutron detector according to the second embodiment, by using solid or liquid as the scintillator, the container 51 can be made compact and the core 4
The neutron detector 50 can be installed in the space forming the narrow gap.
【００３６】なお、上記各中性子検出部２１、５０は、
１つのラッパ管１５に収容する必要はなく、炉心構成要
素Ｅ11〜Ｅ14のうちいずれに設置してもよく、複数個設
置してもよいのは言うまでもない。The neutron detectors 21 and 50 are
It is needless to say that it is not necessary to accommodate in one trumpet tube 15, and it may be installed in any of the core components E11 to E14, or a plurality of core elements may be installed.
【００３７】次に、本発明に係る中性子検出装置の第３
の実施例について図４を参照して説明する。なお、図１
ないし図３と同一または相当部分には同一の符号を付
し、その説明は省略する。中性子検出装置６０は、図４
に示すように、中性子検出部２１をラッパ管１５内に挿
脱自在に配置する駆動機構６１を備えて構成される。中
性子検出部２１は、検出信号伝達部２２としての光ファ
イバケーブル３４を介して中性子計測部２３に接続され
る。Next, the third embodiment of the neutron detector according to the present invention
The embodiment will be described with reference to FIG. Note that FIG.
The same or corresponding parts as those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The neutron detector 60 is shown in FIG.
As shown in, the neutron detector 21 is provided with a drive mechanism 61 that is removably arranged in the trumpet tube 15. The neutron detection unit 21 is connected to the neutron measurement unit 23 via an optical fiber cable 34 as the detection signal transmission unit 22.
【００３８】駆動機構６１は、炉心上部機構９およびル
ーフスラブ７を上下方向にそれぞれ貫通する貫通孔６２
Ａ，６３Ａ内に昇降可能に挿通される。駆動機構６１
は、上部が図示しない駆動装置に接続され、下部には中
性子検出部２１が設けられる。また、中性子検出装置６
０は、多数の中性子検出部２１を有し、原子炉容器３内
外の所定位置Ｐ１〜Ｐ７に設置される。中性子検出部２
１の設置される位置Ｐ１〜Ｐ７を、以下に示す。The drive mechanism 61 has through-holes 62 penetrating vertically through the core upper mechanism 9 and the roof slab 7.
It is inserted in A and 63A so that it can be moved up and down. Drive mechanism 61
Has an upper part connected to a drive device (not shown), and a neutron detector 21 provided in the lower part. In addition, the neutron detector 6
0 has a large number of neutron detectors 21, and is installed at predetermined positions P1 to P7 inside and outside the reactor vessel 3. Neutron detector 2
The positions P1 to P7 where 1 is installed are shown below.
【００３９】位置Ｐ１は、炉心燃料部１１を構成するラ
ッパ管１５Ａ内に位置する。位置Ｐ２は、炉心４の出口
部１６の上部に位置する。位置Ｐ３は、炉心４の径方向
外部に位置する。位置Ｐ４は、炉心４の下方外部に位置
する。位置Ｐ５は、原子炉容器３の外部に位置する。位
置Ｐ６は、ブランケット部１２を構成するラッパ管１５
Ｂ内で上下方向の複数箇所に位置する。位置Ｐ７は、駆
動機構６１が昇降するラッパ管１５Ｃ内に位置し、位置
Ｐ７は、駆動機構６１の昇降に応じてラッパ管１５Ｃ内
で上下方向に変位する。The position P1 is located inside the trumpet tube 15A which constitutes the core fuel portion 11. The position P2 is located above the outlet portion 16 of the core 4. The position P3 is located outside the core 4 in the radial direction. The position P4 is located outside the core 4 below. The position P5 is located outside the reactor vessel 3. Position P6 is a trumpet tube 15 that constitutes the blanket portion 12.
It is located at a plurality of locations in the vertical direction within B. The position P7 is located in the trumpet tube 15C in which the drive mechanism 61 moves up and down, and the position P7 is displaced in the vertical direction in the trumpet tube 15C as the drive mechanism 61 moves up and down.
【００４０】上記第３の実施例に係る中性子検出装置６
０は、中性子検出部２１を駆動機構６１により中性子計
測時のみ検出位置に配置するようにしているので、中性
子検出部２１の劣化を防ぐことができ、さらに、中性子
検出部２１を原子炉容器３内外の所望箇所に多数設置で
きるので、中性子検出部２１を設置する自由度が増大
し、きめ細かく中性子を計測、監視できる。なお、中性
子検出部２１の設置位置は上記位置Ｐ１〜Ｐ７に限ら
ず、中性子計測の必要に応じて所望の位置に設けること
ができる。また、上記各実施例は高速増殖炉について述
べたが、これに限られるものではなく、他のタイプの原
子炉についても適用可能であることはいうまでもない。Neutron detector 6 according to the third embodiment
In 0, the neutron detector 21 is arranged at the detection position only when the neutron is measured by the drive mechanism 61, so that the deterioration of the neutron detector 21 can be prevented, and the neutron detector 21 can be installed in the reactor vessel 3 Since many neutron detectors 21 can be installed at desired locations inside and outside, the degree of freedom in installing the neutron detector 21 is increased, and neutrons can be measured and monitored finely. The installation position of the neutron detection unit 21 is not limited to the above positions P1 to P7, and can be provided at a desired position according to the need of neutron measurement. Further, although the above-mentioned embodiments have been described with respect to the fast breeder reactor, it is needless to say that the present invention is not limited to this and can be applied to other types of nuclear reactors.
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上に述べたように、本発明に係る中性
子検出装置は、中性子を検出するシンチレータを内部に
収容し、耐高熱性を有する容器を備えた中性子検出部
と、この中性子検出部に接続され中性子検出部からの検
出信号を伝達する検出信号伝達部と、この検出信号伝達
部を介して中性子検出部に接続され検出信号を増幅して
中性子を計測する中性子計測部とを備えるとともに、中
性子検出部を原子炉容器の内部に配設したことにより、
高温環境においても中性子束を感度良好に検出して計測
することができ、中性子検出部をコンパクト化し、装置
の簡素化を図ることができる。As described above, the neutron detector according to the present invention contains a scintillator for detecting neutrons inside, and a neutron detector provided with a container having high heat resistance, and this neutron detector. With a detection signal transmission unit that transmits a detection signal from the neutron detection unit connected to, and a neutron measurement unit that is connected to the neutron detection unit via this detection signal transmission unit and amplifies the detection signal to measure neutrons By disposing the neutron detector inside the reactor vessel,
The neutron flux can be detected and measured with good sensitivity even in a high temperature environment, the neutron detector can be made compact, and the device can be simplified.
【００４２】また、本発明に係る中性子検出装置は、検
出信号伝達部を、中性子検出部と光学的に接続された光
伝達部により構成したことにより、中性子検出信号の伝
達時放射線の影響を低減化することができ、ノイズレベ
ルを低く抑えることができるので、中性子を精密に検出
して計測することができる。Further, in the neutron detection apparatus according to the present invention, the detection signal transmission section is constituted by the optical transmission section optically connected to the neutron detection section, so that the influence of radiation upon transmission of the neutron detection signal is reduced. Since the noise level can be reduced and the noise level can be suppressed to a low level, neutrons can be accurately detected and measured.
【図１】本発明の第１の実施例に係る中性子検出装置が
設けられた高速増殖炉の構成を示す構成図。FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a fast breeder reactor provided with a neutron detection device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１の中性子検出装置の構成を示す一部断面構
成図。FIG. 2 is a partial cross-sectional configuration diagram showing the configuration of the neutron detection device of FIG.
【図３】本発明の第２の実施例に係る中性子検出装置の
構成を示す一部断面構成図。FIG. 3 is a partial cross-sectional configuration diagram showing a configuration of a neutron detection device according to a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第３の実施例に係る中性子検出装置の
中性子検出部の位置を示す概念図。FIG. 4 is a conceptual diagram showing a position of a neutron detector of a neutron detector according to a third embodiment of the present invention.
３ 原子炉容器 ２０ 中性子検出装置 ２１、５０ 中性子検出部 ２２ 検出信号伝達部 ２３ 中性子計測部 ３０ 耐圧容器 ３１ ガスシンチレータ ５１ 容器 ５２ 固体シンチレータ 3 Reactor Vessel 20 Neutron Detector 21, 50 Neutron Detector 22 Detection Signal Transmitter 23 Neutron Measuring Unit 30 Pressure Resistant Vessel 31 Gas Scintillator 51 Vessel 52 Solid Scintillator
Claims (2)
収容し、耐高熱性を有する容器を備えた中性子検出部
と、この中性子検出部に接続され前記中性子検出部から
の検出信号を伝達する検出信号伝達部と、前記検出信号
伝達部を介して前記中性子検出部に接続され、検出信号
を増幅して中性子束を計測する中性子計測部とを備える
とともに、前記中性子検出部を原子炉容器の内部に配設
したことを特徴とする中性子検出装置。1. A neutron detector having a container having high heat resistance, which houses a scintillator for detecting neutrons, and a detection signal connected to the neutron detector and transmitting a detection signal from the neutron detector. A transmission unit, which is connected to the neutron detection unit via the detection signal transmission unit, and includes a neutron measurement unit that amplifies the detection signal to measure the neutron flux, the neutron detection unit inside the reactor vessel A neutron detector characterized in that it is provided.
光学的に接続された光伝達部により構成されることを特
徴とする請求項１に記載の中性子検出装置。2. The neutron detection device according to claim 1, wherein the detection signal transmission unit is composed of an optical transmission unit optically connected to the neutron detection unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3198146A JPH0540191A (en) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | Neutron detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3198146A JPH0540191A (en) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | Neutron detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0540191A true JPH0540191A (en) | 1993-02-19 |
Family
ID=16386230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3198146A Pending JPH0540191A (en) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | Neutron detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0540191A (en) |
Cited By (11)
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-
1991
- 1991-08-08 JP JP3198146A patent/JPH0540191A/en active Pending
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