JP2000193784A - 燃料破損検出装置 - Google Patents
燃料破損検出装置Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】従来のグロスの放射線量を監視する方法では、
13Ｎ等のバックグラウンドのため、微少な燃料破損を精
度良く検出することができず、13Ｎ等のバックグラウン
ドを減衰させる装置等を設けると燃料破損を検出するま
でに時間がかかり、早期検出ができない。 【解決手段】放射線検出手段１１と波高分析手段１３と
警報発生手段１４からなる放射線モニタにおいて、燃料
破損時に燃料から漏れる放射性元素が放出する固有のエ
ネルギーの放射線毎の線量を監視する。
13Ｎ等のバックグラウンドのため、微少な燃料破損を精
度良く検出することができず、13Ｎ等のバックグラウン
ドを減衰させる装置等を設けると燃料破損を検出するま
でに時間がかかり、早期検出ができない。 【解決手段】放射線検出手段１１と波高分析手段１３と
警報発生手段１４からなる放射線モニタにおいて、燃料
破損時に燃料から漏れる放射性元素が放出する固有のエ
ネルギーの放射線毎の線量を監視する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は原子炉施設の放射線
モニタ設備における、燃料破損を検出する技術に関す
る。
モニタ設備における、燃料破損を検出する技術に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に原子力発電設備の燃料破損を検出
する方法としては、気体廃棄物処理系に設置された放射
線モニタにて、グロスのγ線量を監視する方法が採られ
ている。しかし、排ガス中に含まれる放射性元素は、燃
料破損とは関係のない13Ｎが支配的であり、13Ｎが放出
するγ線が、気体廃棄物処理系プロセス放射線モニタの
バックグラウンドとして指示されることとなる。このバ
ックグラウンドのため、本来の測定対象である希ガス・
ヨウ素によるγ線の変化が精度良く検出できないことが
課題とされている。
する方法としては、気体廃棄物処理系に設置された放射
線モニタにて、グロスのγ線量を監視する方法が採られ
ている。しかし、排ガス中に含まれる放射性元素は、燃
料破損とは関係のない13Ｎが支配的であり、13Ｎが放出
するγ線が、気体廃棄物処理系プロセス放射線モニタの
バックグラウンドとして指示されることとなる。このバ
ックグラウンドのため、本来の測定対象である希ガス・
ヨウ素によるγ線の変化が精度良く検出できないことが
課題とされている。
【０００３】このような課題を解決した燃料破損検出装
置の公知例としては、特開平10−221483号公報にあるよ
うに、13Ｎの半減期（９.９６ｍ ）が測定対象の希ガス
・ヨウ素の半減期と比較して短いことを利用し、サンプ
リング配管に13Ｎを減衰もしくは除去する装置を設ける
ことに、13Ｎによるバックグラウンドを減衰する方法が
ある。
置の公知例としては、特開平10−221483号公報にあるよ
うに、13Ｎの半減期（９.９６ｍ ）が測定対象の希ガス
・ヨウ素の半減期と比較して短いことを利用し、サンプ
リング配管に13Ｎを減衰もしくは除去する装置を設ける
ことに、13Ｎによるバックグラウンドを減衰する方法が
ある。
【０００４】またこのほかに公開されている燃料破損検
出方法としては、特開平5−157880号公報にて紹介され
ているように、主蒸気中のγ線を検出し、エネルギース
ペクトル分析を行い、燃料破損時に主蒸気中に放出され
る放射性核種からの放射線を少なくとも含む低エネルギ
ー領域と、その他の高エネルギー領域に分け、それぞれ
の領域における各計数和の比を求め、さらにこの比を、
燃料破損がないときの波高分布における高・低エネルギ
ー領域の各計数和同士の所定の比と比較し、その比を監
視することにより燃料破損を検出する方法が考えられて
いる。
出方法としては、特開平5−157880号公報にて紹介され
ているように、主蒸気中のγ線を検出し、エネルギース
ペクトル分析を行い、燃料破損時に主蒸気中に放出され
る放射性核種からの放射線を少なくとも含む低エネルギ
ー領域と、その他の高エネルギー領域に分け、それぞれ
の領域における各計数和の比を求め、さらにこの比を、
燃料破損がないときの波高分布における高・低エネルギ
ー領域の各計数和同士の所定の比と比較し、その比を監
視することにより燃料破損を検出する方法が考えられて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】特開平10−221483号公
報のような方法によれば、13Ｎによるバックグラウンド
を減衰することが可能ではあるが、13Ｎによるバックグ
ラウンドを減衰するための装置が必要となる。また、13
Ｎによるバックグラウンドを完全に除去することはでき
ず、さらにバックグラウンドの減衰のため時間がかか
り、本来の目的である燃料破損の検出に時間がかかるこ
とが問題となる。
報のような方法によれば、13Ｎによるバックグラウンド
を減衰することが可能ではあるが、13Ｎによるバックグ
ラウンドを減衰するための装置が必要となる。また、13
Ｎによるバックグラウンドを完全に除去することはでき
ず、さらにバックグラウンドの減衰のため時間がかか
り、本来の目的である燃料破損の検出に時間がかかるこ
とが問題となる。
【０００６】また、特願平3−322054 号出願（参照）の
ような方法が考案されているが、この方法では早期に燃
料破損が検出されるが、低・高領域の両計数和を求め、
さらに比較演算を行いこの計数和の比を取り、さらにこ
の比と通常状態でのこの比の比較演算を行うという複雑
な演算が必要となる。またさらにこの方法は、主蒸気中
に含まれる他の放射性元素による大きなバックグラウン
ドのため、微少な燃料破損を精度良く測定することがで
きないと考えられる。
ような方法が考案されているが、この方法では早期に燃
料破損が検出されるが、低・高領域の両計数和を求め、
さらに比較演算を行いこの計数和の比を取り、さらにこ
の比と通常状態でのこの比の比較演算を行うという複雑
な演算が必要となる。またさらにこの方法は、主蒸気中
に含まれる他の放射性元素による大きなバックグラウン
ドのため、微少な燃料破損を精度良く測定することがで
きないと考えられる。
【０００７】そこで、本発明の目的は、簡単な構成，演
算で、早期に、精度良く燃料破損を検出することが可能
な燃料破損検出装置を提供することにある。
算で、早期に、精度良く燃料破損を検出することが可能
な燃料破損検出装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、放射
線検出手段と波高分析手段と警報発生手段からなる放射
線モニタにおいて、原子炉燃料破損を検出する手段とし
て燃料破損時に燃料から漏れる特有の放射性元素が放出
する固有のエネルギーの放射線毎の線量を監視すること
を特徴とする。
線検出手段と波高分析手段と警報発生手段からなる放射
線モニタにおいて、原子炉燃料破損を検出する手段とし
て燃料破損時に燃料から漏れる特有の放射性元素が放出
する固有のエネルギーの放射線毎の線量を監視すること
を特徴とする。
【０００９】請求項１の発明によれば、波高分析器によ
り燃料破損時に燃料から漏れる特有の放射性元素が放出
する固有のエネルギーの放射線毎の線量を監視すること
で、バックグラウンドに大きく影響されることなく、精
度の良い検出が行える。
り燃料破損時に燃料から漏れる特有の放射性元素が放出
する固有のエネルギーの放射線毎の線量を監視すること
で、バックグラウンドに大きく影響されることなく、精
度の良い検出が行える。
【００１０】請求項２の発明は、燃料破損時に燃料から
漏れる特有の放射性元素が放出する固有のエネルギーの
放射線として、Ｃｓ−１３８，Ｘｅ−１３８の放射線の
線量を監視することを特徴とする。
漏れる特有の放射性元素が放出する固有のエネルギーの
放射線として、Ｃｓ−１３８，Ｘｅ−１３８の放射線の
線量を監視することを特徴とする。
【００１１】請求項２の発明によれば、燃料破損時に燃
料から漏れる特有の放射性元素が放出する固有のエネル
ギーの放射線の中でも、特にバックグラウンドの影響の
少ないものを選ぶことで、より精度の良い測定が可能と
なる。
料から漏れる特有の放射性元素が放出する固有のエネル
ギーの放射線の中でも、特にバックグラウンドの影響の
少ないものを選ぶことで、より精度の良い測定が可能と
なる。
【００１２】請求項３の発明は、燃料破損時に燃料から
漏れる特有の放射性元素が放出する固有のエネルギーの
放射線の内、特に顕著と考えられる一つのエネルギーの
放射線の線量のみを監視することを特徴とする。
漏れる特有の放射性元素が放出する固有のエネルギーの
放射線の内、特に顕著と考えられる一つのエネルギーの
放射線の線量のみを監視することを特徴とする。
【００１３】請求項３の発明によれば、請求項１にて監
視する固有のエネルギーの放射線を一つとすることで、
計器構成を簡略化することが可能となる。
視する固有のエネルギーの放射線を一つとすることで、
計器構成を簡略化することが可能となる。
【００１４】請求項４の発明は、気体廃棄物処理系配管
に放射線検出器を設置することを特徴とする。
に放射線検出器を設置することを特徴とする。
【００１５】請求項４の発明によれば、主蒸気系に含ま
れる大きなバックグラウンドとなる放射性元素の影響を
なくし、燃料破損時に特有に現れるγ線のエネルギーを
より多くより明確に特定することが可能となる。
れる大きなバックグラウンドとなる放射性元素の影響を
なくし、燃料破損時に特有に現れるγ線のエネルギーを
より多くより明確に特定することが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１に本発明による原子力発電所
の主蒸気系及び気体廃棄物処理系の系統概略を示す。ま
た、図２に本発明の電気器具の構成を示し、以下本図に
沿って実施の形態を説明する。
の主蒸気系及び気体廃棄物処理系の系統概略を示す。ま
た、図２に本発明の電気器具の構成を示し、以下本図に
沿って実施の形態を説明する。
【００１７】原子炉圧力容器１（以後ＲＰＶ）内の燃料
集合体２の燃料破損によって主蒸気中に放出されるよう
な希ガス・ヨウ素などの放射性元素は、通常運転中にも
微少ではあるが発生し、主蒸気管３を通ってタービン
４，復水器５へと運ばれ、気体廃棄物処理系配管８に取
り込まれ、排ガス復水器６，排ガス除湿冷却器７を通
り、希ガスホールドアップ塔９にて分離除去され、スタ
ック１０より放出される放射能量は適宜に定められた基
準値以内に管理される。
集合体２の燃料破損によって主蒸気中に放出されるよう
な希ガス・ヨウ素などの放射性元素は、通常運転中にも
微少ではあるが発生し、主蒸気管３を通ってタービン
４，復水器５へと運ばれ、気体廃棄物処理系配管８に取
り込まれ、排ガス復水器６，排ガス除湿冷却器７を通
り、希ガスホールドアップ塔９にて分離除去され、スタ
ック１０より放出される放射能量は適宜に定められた基
準値以内に管理される。
【００１８】本発明の１実施例によれば、本発明の燃料
破損検出装置の放射線検出器１１は、バックグラウンド
の影響を極力避けるため、遮蔽材１２により囲まれ、気
体廃棄物処理系配管８からのγ線の情報のみを検出でき
るようになっており、気体廃棄物処理系配管８に設置さ
れる。この放射線検出器１１にはＮａＩが用いられる。
ＮａＩは感知した放射線に応じたパルスを発生する。
破損検出装置の放射線検出器１１は、バックグラウンド
の影響を極力避けるため、遮蔽材１２により囲まれ、気
体廃棄物処理系配管８からのγ線の情報のみを検出でき
るようになっており、気体廃棄物処理系配管８に設置さ
れる。この放射線検出器１１にはＮａＩが用いられる。
ＮａＩは感知した放射線に応じたパルスを発生する。
【００１９】波高分析器１３は、ＮａＩからのパルス信
号の波高の情報を基に、Ｃｓ−138（１４３５.７ｋｅ
Ｖ）・Ｘｅ−１３８（１７６７.８ｋｅＶ）の放射線に
相当するパルスのみをそれぞれカウントし出力する。図
３に気体廃棄物処理系配管８から得られるエネルギー分
布の一例を示す。気体廃棄物処理系より放射される放射
線の割合は、13Ｎによるものが支配的であり、13Ｎのピ
ークである５１１ＫｅＶのピークが極端に大きくでてい
るが、同時に微少な希ガス（Ｃｓ）やその娘核種である
Ｘｅのピークも明確に観測可能である。燃料破損時に
は、燃料からこの希ガスやＸｅが漏れ、そのため希ガス
やＸｅのエネルギーの放射線量、即ち波高分析器がカウ
ントするパルス数が増える。
号の波高の情報を基に、Ｃｓ−138（１４３５.７ｋｅ
Ｖ）・Ｘｅ−１３８（１７６７.８ｋｅＶ）の放射線に
相当するパルスのみをそれぞれカウントし出力する。図
３に気体廃棄物処理系配管８から得られるエネルギー分
布の一例を示す。気体廃棄物処理系より放射される放射
線の割合は、13Ｎによるものが支配的であり、13Ｎのピ
ークである５１１ＫｅＶのピークが極端に大きくでてい
るが、同時に微少な希ガス（Ｃｓ）やその娘核種である
Ｘｅのピークも明確に観測可能である。燃料破損時に
は、燃料からこの希ガスやＸｅが漏れ、そのため希ガス
やＸｅのエネルギーの放射線量、即ち波高分析器がカウ
ントするパルス数が増える。
【００２０】警報発生器には、波高分析器で分析される
Ｃｓ−１３８(１４３５.７ｋｅＶ）・Ｘｅ−１３８(１
７６７.８ｋｅＶ）の放射線に対するパルスのカウント
数の情報が入力される。そして前もって、バックグラウ
ンド、燃料通常時に微少ながらもれるＣｓ，Ｘｅの量及
び計器誤差等を考慮して、通常運転時には越えず、燃料
破損時には少なくとも波高分析器からの出力が超えるよ
うに定められたカウント数の設定値がＣｓ−１３８，Ｘ
ｅ−１３８それぞれに設定されており、波高分析器から
出力されたＣｓ−１３８，Ｘｅ−１３８の放射線量に相
当するカウント数のうち少なくともどちらか一方が、こ
の設定値を超えた場合に、中操に警報を発する。
Ｃｓ−１３８(１４３５.７ｋｅＶ）・Ｘｅ−１３８(１
７６７.８ｋｅＶ）の放射線に対するパルスのカウント
数の情報が入力される。そして前もって、バックグラウ
ンド、燃料通常時に微少ながらもれるＣｓ，Ｘｅの量及
び計器誤差等を考慮して、通常運転時には越えず、燃料
破損時には少なくとも波高分析器からの出力が超えるよ
うに定められたカウント数の設定値がＣｓ−１３８，Ｘ
ｅ−１３８それぞれに設定されており、波高分析器から
出力されたＣｓ−１３８，Ｘｅ−１３８の放射線量に相
当するカウント数のうち少なくともどちらか一方が、こ
の設定値を超えた場合に、中操に警報を発する。
【００２１】本例では、気体廃棄物処理系配管を例に説
明したが、主蒸気配管であっても、16Ｎ等のバックグラ
ウンドの影響を考慮し、測定対象とする燃料破損時に特
有に現れるピークのエネルギーを適宜に定め、また警報
設定値を適宜に定めることで、同様に燃料破損を検出す
ることが可能である。
明したが、主蒸気配管であっても、16Ｎ等のバックグラ
ウンドの影響を考慮し、測定対象とする燃料破損時に特
有に現れるピークのエネルギーを適宜に定め、また警報
設定値を適宜に定めることで、同様に燃料破損を検出す
ることが可能である。
【００２２】また本例では、放射線検出器として、Ｎａ
Ｉを用いて説明したが、他のシンチレーション検出器，
半導体検出器，電離箱なども有効である。
Ｉを用いて説明したが、他のシンチレーション検出器，
半導体検出器，電離箱なども有効である。
【００２３】また、本例では、燃料破損時に燃料から漏
れる特有の放射性元素が放出する固有のエネルギーの放
射線として、Ｃｓ−１３８(１４３５.７ｋｅＶ）・Ｘｅ
−138（１７６７.８ｋｅＶ)を用いたが、Ｃｓ，Ｘｅの
この他の放射性同位体やヨウ素など、燃料破損時に燃料
から漏れると考えられる放射性同位元素による放射線も
有効である。
れる特有の放射性元素が放出する固有のエネルギーの放
射線として、Ｃｓ−１３８(１４３５.７ｋｅＶ）・Ｘｅ
−138（１７６７.８ｋｅＶ)を用いたが、Ｃｓ，Ｘｅの
この他の放射性同位体やヨウ素など、燃料破損時に燃料
から漏れると考えられる放射性同位元素による放射線も
有効である。
【００２４】また、本例では、燃料破損時に燃料から漏
れる特有の放射性元素が放出する固有のエネルギーの放
射線として、２つのエネルギーの放射線を用いたが、よ
り多くのエネルギーの放射線について同様に監視するこ
ともでき、また一つであっても十分燃料破損を検出でき
るものであり、請求項３にて請求されているように一つ
のエネルギーの放射線のみに着目することで、より簡素
な計器構成とすることも可能である。
れる特有の放射性元素が放出する固有のエネルギーの放
射線として、２つのエネルギーの放射線を用いたが、よ
り多くのエネルギーの放射線について同様に監視するこ
ともでき、また一つであっても十分燃料破損を検出でき
るものであり、請求項３にて請求されているように一つ
のエネルギーの放射線のみに着目することで、より簡素
な計器構成とすることも可能である。
【００２５】また、本例では、中操に警報を発生すると
したが、必要に応じて現場に警報を発生したり、インタ
ーロックを組むことも有効である。
したが、必要に応じて現場に警報を発生したり、インタ
ーロックを組むことも有効である。
【００２６】また、本例では、説明を簡略化するため放
射線検出器の出力を波高分析器に直接入力しているが、
必要に応じて、前置増幅器，比例増幅器などのパルス処
理ユニットを介して入力する方法も有効である。
射線検出器の出力を波高分析器に直接入力しているが、
必要に応じて、前置増幅器，比例増幅器などのパルス処
理ユニットを介して入力する方法も有効である。
【００２７】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、早期に精度の
良い検出が行える。
良い検出が行える。
【００２８】請求項２の発明によれば、より精度の良い
測定が可能となる。
測定が可能となる。
【００２９】請求項３の発明によれば、計器構成を簡略
化することが可能となる。
化することが可能となる。
【００３０】請求項４の発明によれば、燃料破損時に特
有に現れるγ線のエネルギーをより多くより明確に特定
することが可能となる。
有に現れるγ線のエネルギーをより多くより明確に特定
することが可能となる。
【図１】本発明の主蒸気系及び気体廃棄物処理系の系統
概略図。
概略図。
【図２】本発明の計器構成及び実施例を示す図。
【図３】気体廃棄物処理系配管から得られるγ線エネル
ギー分布の一例を示す特性図。
ギー分布の一例を示す特性図。
【符号の説明】 １…ＲＰＶ、２…燃料集合体、３…主蒸気配管、４…タ
ービン、５…復水器、６…排ガス復水器、７…排ガス除
湿冷却器、８…気体廃棄物処理系配管、９…希ガスホー
ルドアップ塔、１０…スタック、１１…放射線検出器、
１２…遮蔽材、１３…波高分析器、１４…警報発生器。
ービン、５…復水器、６…排ガス復水器、７…排ガス除
湿冷却器、８…気体廃棄物処理系配管、９…希ガスホー
ルドアップ塔、１０…スタック、１１…放射線検出器、
１２…遮蔽材、１３…波高分析器、１４…警報発生器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川島 考雄 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 Ｆターム(参考） 2G075 AA01 BA03 CA38 DA16 EA01 FA05 FA18 FB07 FC20 FD07 GA15 GA21 2G088 EE12 EE23 EE25 FF04 GG09 JJ29 KK01 KK24 LL02 MM09
Claims (4)
- 【請求項１】放射線検出手段と波高分析手段と警報発生
手段とからなる放射線モニタにおいて、原子炉燃料破損
を検出する手段として燃料破損時に燃料から漏れる特有
の放射性元素が放出する固有のエネルギーの放射線毎の
線量を監視することを特徴とする燃料破損監視装置。 - 【請求項２】燃料破損時に燃料から漏れる特有の放射性
元素が放出する固有のエネルギーの放射線として、Ｃｓ
−１３８，Ｘｅ−１３８の放射線の線量を監視すること
を特徴とする請求項１の燃料破損監視装置。 - 【請求項３】燃料破損時に燃料から漏れる特有の放射性
元素が放出する固有のエネルギーの放射線の内、特に顕
著と考えられる一つのエネルギーの放射線の線量のみを
監視することを特徴とする請求項１の燃料破損監視装
置。 - 【請求項４】気体廃棄物処理系配管に放射線検出器を設
置することを特徴とする請求項１の燃料破損監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37281298A JP2000193784A (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 燃料破損検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37281298A JP2000193784A (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 燃料破損検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000193784A true JP2000193784A (ja) | 2000-07-14 |
Family
ID=18501086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37281298A Pending JP2000193784A (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 燃料破損検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000193784A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006090963A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Toshiba Corp | 放射性ダストモニタ |
| JP2007108141A (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Toshiba Corp | 放射線モニタリング装置 |
| JP2012047544A (ja) * | 2010-08-25 | 2012-03-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 放射能測定装置 |
| JP2014070920A (ja) * | 2012-09-27 | 2014-04-21 | Toshiba Corp | 核燃料燃焼度評価装置、方法およびプログラム |
| CN114765078A (zh) * | 2021-06-17 | 2022-07-19 | 阳江核电有限公司 | 核电厂预测破损组件燃耗的方法 |
-
1998
- 1998-12-28 JP JP37281298A patent/JP2000193784A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006090963A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Toshiba Corp | 放射性ダストモニタ |
| JP4709515B2 (ja) * | 2004-09-27 | 2011-06-22 | 株式会社東芝 | 放射性ダストモニタ |
| JP2007108141A (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Toshiba Corp | 放射線モニタリング装置 |
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| CN114765078A (zh) * | 2021-06-17 | 2022-07-19 | 阳江核电有限公司 | 核电厂预测破损组件燃耗的方法 |
| CN114765078B (zh) * | 2021-06-17 | 2024-03-29 | 阳江核电有限公司 | 核电厂预测破损组件燃耗的方法 |
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