JP2002228570A - ワンススルー型微小試料密度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 核燃料物質のスエリング（体積膨張）を評価
するためのワンススルー型微小試料密度測定装置に関す
るものであり、高い放射能を有する微小な試料の密度
を、遠隔操作にて高精度かつ容易に測定するための装置
である。 【解決手段】 それぞれ分離可能な底蓋を有するドライ
バスケット及びウエットバスケットを設け、そのドライ
バスケット及びウエットバスケットをそれぞれ別個に上
下動させて各バスケットを各底蓋から分離又は結合させ
るための駆動機構を設け、ドライバスケットの底蓋及び
ウエットバスケットの底蓋をひょう量天秤からの懸垂線
に結合してドライバスケットを空中にウエットバスケッ
トを液槽中の液中に懸垂することにより、試料を試料投
入口からガイドホッパを経てドライバスケットに投入し
てその重量を測定し、ドライバスケットを上昇させて試
料をガイドホッパを経てウエットバスケットに投入して
液中での重量を測定することを特徴とするワンススルー
型微小試料密度測定装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、核燃料物質のスエ
リング（体積膨張）を評価するためのワンススルー型微
小試料密度測定装置に関するものであり、高い放射能を
有する微小な試料の密度を、遠隔操作にて高精度かつ容
易に測定するための装置である。

【０００２】

【従来の技術】従来の密度測定装置は、乾燥重量測定カ
ゴと液中重量測定カゴは同一のものを使用し、図１（左
図）の測定フロー図に示すように、試料の投入、取出し
の際に遠隔操作にてカゴの取付け・取外しを行い、試料
重量とカゴ重量を同時に測定を行う装置であった。

【０００３】即ち、密度測定装置に試料投入カゴを取付
け、そのカゴの乾燥重量を測定し、カゴを取外して試料
を投入した後に試料及びカゴの乾燥重量を測定し、試料
及びカゴの液中での重量を測定し、カゴを取外して試料
を取出した後にカゴの液中での重量を測定することによ
り、空中での試料の重量と液中での試料の重量とを算出
できることに基いて試料の密度を得ていた。

【０００４】また、一般的にスエリングの評価は、燃料
ペレット１個分程度の巨視的な評価を行っており、従来
装置も大きな試料（重量で数百ｍｇ〜数ｇ）を測定対象
としたものがほとんどであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、実際のスエリ
ングは燃料ペレット中で分布を持ち、ペレットの中心部
と外周部ではその値が大きく異なる。これらを詳細に評
価するためには、ペレットの各部位ごと、つまり小さな
試料（数ｍｇ〜数十ｍｇ）での密度測定が必要となる
が、従来装置の様に試料重量とカゴ重量を同時に測定す
る装置では、カゴそのものの重量の影響で、カゴ重量よ
りも軽い試料やカゴよりも浮力の小さい試料の測定を行
うと、精度が極端に落ちてしまい、事実上、小さな試料
での測定は不可能であった。

【０００６】また、従来装置では、測定の際には必ずカ
ゴの取付け・取外しを行わなければならないが、この際
に異物が混入してしまう可能性が大きい上に、操作が煩
雑となり、遠隔操作性が低下する要因となっていた。

【０００７】本発明は、これらの欠点を取り除き、小さ
な試料のスエリング、つまり密度測定を容易に遠隔操作
で行うために創案されたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明であるワンススル
ー型微小密度測定装置は、ドライバスケットとウエット
バスケットの２つの試料カゴを持っている（図２、３、
４参照）。それらは常時懸垂線上に吊り下がっており、
あらかじめ両カゴの重量を測定前に差し引いて０点を指
定している。これにより測定はカゴの重量及び浮力の影
響を受けることなく、純粋に試料のみを対象とした測定
ができる。

【０００９】また、各カゴからの試料の取出し、ウエッ
トバスケットへの試料の投入は単にカゴの上下により行
えるため（図２参照）、カゴの取付け・取外しも不要で
ある。そのため、それらをモーターにより電動化するこ
とにより、試料投入後から測定及び試料取出しまでの全
ての作業を全自動化し、誰にでも容易に遠隔操作による
測定が行えるようにした。

【００１０】即ち、本発明は、それぞれ分離可能な底蓋
を有するドライバスケット及びウエットバスケットを設
け、そのドライバスケット及びウエットバスケットをそ
れぞれ別個に上下動させて各バスケットを各底蓋から分
離又は結合させるための駆動機構を設け、ドライバスケ
ットの底蓋及びウエットバスケットの底蓋をひょう量天
秤からの懸垂線に結合してドライバスケットを空中にウ
エットバスケットを液槽中の液中に懸垂することによ
り、試料を試料投入口からガイドホッパを経てドライバ
スケットに投入してその重量を測定し、ドライバスケッ
トを上昇させて試料をガイドホッパを経てウエットバス
ケットに投入して液中での重量を測定することを特徴と
するワンススルー型微小試料密度測定装置である。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明を用いた測定のフロー及び
装置の構成を図１（右図）、３、４に示す。ドライバス
ケット（及びウエットバスケット）は胴体部分と底部分
（コーン）とが分かれており、懸垂線に固定されている
のは底部分のみである。したがって、胴体部分を持ち上
げるだけで試料を各バスケットから容易かつ確実に排出
（落下）させることができる。

【００１２】即ち、図２、３及び４に示されるように、
本発明の測定装置は、試料投入口、ドライバスケット、
そのコーン型開閉底蓋、ガイドホッパ、ウエットバスケ
ット、そのコーン型開閉底蓋、バスケット上下モーター
及びひょう量天秤から構成され、ドライバスケットの開
閉底蓋及ウエットバスケットの開閉底蓋は、ひょう量天
秤からの懸垂線に結合している。

【００１３】まず、試料投入口からガイドホッパを経て
試料をドライバスケットに投入してその重量をひょう量
天秤で測定した後、バスケット用の駆動モーターを作動
させてドライバスケットを上昇させることにより底蓋を
開放し、試料をガイドホッパを通してウエットバスケッ
トに投入する。ウエットバスケットに投入された試料の
重量をひょう量天秤で測定した後、バスケット用の駆動
モーターを作動させてウエットバスケットを上昇させる
ことにより底蓋を開放して試料を取出口を通して液槽か
ら排出させる。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を図２に基づいて説明する。
構造は図に示す通り、ドライバスケットとウエットバス
ケットとの２つのバスケットを持ち、両バスケットは常
時１本の懸垂線上に吊り下がっている。両バスケットは
胴体部分と底部分（コーン）とが分かれており、懸垂線
に固定されているのは底部分のみである。試料はバスケ
ット胴体部分を上下するだけでウエットバスケットへの
投入及びウエットバスケットからの排出が行える構造と
なっており、この胴体の上下動作をモーター駆動で行
う。

【００１５】

【発明の効果】以上のような構造の装置により以下のよ
うな効果が得られる。 （１） カゴ重量の影響を受けず試料のみを対象とした
密度測定を行うため、従来の遠隔操作型密度測定装置で
困難だった小さな試料（数ｍｇ〜数十ｍｇ）の測定が可
能になった。それに伴い密度値の測定精度が飛躍的に向
上した。（±０．１ｇ／ｃｍ³→±０．００１ｇ／ｃ
ｍ³） （２） 精度向上に伴い、少ない測定回数で正確な測定
値を得ることができるようになった。

【００１６】（３） カゴの取付け・取外しが不要なた
め、各部を自動化することが可能になり、誰にでも容易
に操作・測定ができるようになった。また、測定時間が
短くなった。

【００１７】（４） 加えて、その際の雑物の混入がな
くなり、測定値の信頼性が向上した。 （５） 径の小さい懸垂線を使用したことにより、液面
との接触面積が小さくなり、測定値の直線性が向上し
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来装置との測定方法の比較フローを示す図で
ある。

【図２】本発明のワンススルー型液浸密度測定装置の構
造を示す図である。

【図３】本発明のワンススルー型液浸密度測定装置の測
定方法を示す図である。

【図４】本発明のワンススルー型液浸密度測定装置の構
造を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 串田 輝雄 茨城県那珂郡東海村白方字白根２番地の４ 日本原子力研究所東海研究所内 (72)発明者 金沢 浩之 茨城県那珂郡東海村白方字白根２番地の４ 日本原子力研究所東海研究所内 (72)発明者 小林 勉 東京都大田区山王１丁目２番６号 太陽計 測株式会社内 (72)発明者 真水 貞宜 東京都大田区山王１丁目２番６号 太陽計 測株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 乾燥重量測定カゴ（ドライバスケット）
   と液中重量測定カゴ（ウエットバスケット）が常時１本
   の懸垂線上に吊り下がっている遠隔操作用密度測定装
   置。