JP2002541437A - 燃料集合体の検査方法とそのための小形内視鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 原子炉の燃料集合体（３）を水中で検査する方法と装置に関する。この装置は、防水容器（７）と遠隔制御される小形内視鏡（５）を備え、内視鏡（５）は、燃料集合体（３）に挿入され、燃料集合体の内側に位置する接近し難い部位（２５、３５、３７）を、燃料集合体（３）を損傷することなく検査する。防水容器（７）は、少なくとも撮像装置（８１）の電子受像装置（４３）、光源（４５）および内視鏡の他端に接続され放射線（２３）から防護されている調整装置（６７Ａ、６７Ｂ）のアクチュエータ（４７Ａ、４７Ｂ）を収容する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、電子受像装置と光源と調整装置とに接続され遠隔制御される内視鏡
によって、原子炉の燃料集合体を検査する装置に関する。また本発明は、その内
視鏡の利用、および原子炉において水中に配置された燃料集合体を内視鏡で検査
する方法に関する。これによって、例えば燃料棒の表面あるいは燃料集合体脚部
あるいはスペーサの接近し難い部位を検査する。

【０００２】 原子炉の燃料集合体を検査するために、燃料集合体は一般に実見され、視覚的
に検査される。その視覚的検査は、燃料集合体を原子炉において初めて採用する
際、採用サイクルの経過後、あるいは燃料集合体の交換時に行われる。燃料内に
存在する核種の崩壊に基づいて、燃料集合体から放射線が出る。従って、燃料集
合体の視覚的検査は、一般に原子炉の水槽内において水中で、たいていは１０ｍ
以上の水深、一部では３０ｍ迄の水深で行われる。

【０００３】 燃料集合体製造における最終試験、あるいは原子炉への供給後における燃料集
合体の品質検査において、その検査は水中でではなく検査室内で行われる。原理
的にはこの目的のためにも、原子炉の燃料集合体検査装置を採用できる。

【０００４】 燃料集合体外側表面の検査以外に、特に内部部位の視覚的な検査も望ましい。

【０００５】 米国特許第４０３６６８６号明細書に、ボロスコープ(Boroskop)付き装置、即
ち鏡を介して送像する円筒状のシステムが記載されている。このボロスコープは
例えば燃料集合体内の流路に挿入され、集合体内部から映像を伝える。もっとも
これには可撓性がなく、燃料集合体、例えば燃料集合体脚部あるいはスペーサの
任意の（特に接近し難い）部位を検査することはできない。

【０００６】 米国特許第４２２９０６９号明細書により、電離性放射線域で利用するための
内視鏡、特に放射性の強い材料を観察するための内視鏡が提案されている。しか
しそれは遠隔制御できず、従って燃料集合体の検査には適用できない。もっとも
ここでは、内視鏡に耐放射線性を与える処置が提案されている。例えばガラス繊
維材料の構成物を設ける。また内視鏡の燃料集合体側部分の温度を安定させるた
めの加熱装置が提案されている。更にまた内視鏡を、放射線から防護するため、
強固な管や可撓性の金属ハウジング中に設けている。

【０００７】 米国特許第５１５２９５７号明細書に示された内視鏡は、特に燃料集合体の流
路内における異物を発見し除去するための掃除装置の一部である。それは剛体で
あり、異物および掃除装置の撮像を、長いガラス繊維を介して水面上にあるカメ
ラ迄案内する。従ってその内視鏡は、燃料集合体の全ての部位、特に接近し難い
部位を検査するために適用できない。更に放射線によるガラス繊維の重大な損傷
は避けられず、燃料集合体の検査が害される。ガラス繊維は被検査燃料集合体の
全長にわたって延び、長過ぎる。従って、このガラス繊維はその全長の大部分に
わたって、電離性放射線に基づいて放射化学分解に曝される。これは映像を弱め
てしまい、その映像はガラス繊維の通過中に輝度を失う。

【０００８】 本発明の課題は、燃料集合体の内部に位置する（特に接近し難い）部位を、強
い放射線中でも検査できるようにすることにある。

【０００９】 この課題は、本発明の第１形態に基づき、原子炉の燃料集合体の部位、例えば
燃料棒の表面あるいは燃料集合体脚部又はスペーサの接近し難い部位を検査する
装置において、内視鏡および防水容器を有し、内視鏡が内視鏡対物レンズを支持
する交換可能な末端部を備え、防水容器内に、少なくとも撮像装置の電子受像装
置、光源および内視鏡の他端に接続され放射線から保護された調整装置のアクチ
ュエータを配置することにより解決される。

【００１０】 本発明はこの第１形態において、燃料集合体の直近で視覚的に検査する際、内
視鏡が放射線から十分に防護されないという認識から出発する。確かに、米国特
許第４２２９０６９号明細書が既に基本的に述べているように、耐放射線性を高
めるための処置はとられる。しかし放射線による内視鏡の損傷は避け難い。従っ
て、少なくとも内視鏡の最大負荷部分、即ち燃料集合体内に突出する部分（つま
り内視鏡の末端部）を交換可能とする。好適には交換可能な部分は、容易に、迅
速にかつ安価に取り換えられねばならない。通常の内視鏡は、燃料集合体の直近
において少なくとも正味１時間の十分長い時間にわたり高品質に検査できる。

【００１１】 更に、内視鏡は本発明に基づき丁度必要な長さに短く構成され、特に燃料集合
体に対し垂直に配置される。これにより、例えば米国特許第５１５２９５７号明
細書に記載のように、燃料集合体の全長にわたり水面上にある接眼レンズ迄内視
鏡を案内するときに強く生ずる内視鏡の放射化学的分解が、十分に抑えられる。

【００１２】 即ち本発明に基づいて、内部に各種容器を収納する容器を、燃料集合体を検査
するために、内視鏡と共に燃料集合体に近づける。内視鏡は長い放射線作用を受
けた後で簡単に取り換えられねばならないが、防水容器内の上述の装置は、放射
線から防護されているので、定期的に取り換える必要はない。

【００１３】 本発明の上述の第１形態における有利な実施態様では、光源の光を内視鏡の対
物レンズ側端から照射する照明装置が設けられる。これは、燃料集合体の部位を
視覚的に検査するために、内視鏡の視野における興味ある部位を直に照らせると
いう利点を有する。この本発明に基づく方式の場合、内視鏡の視覚方向と異なっ
た方向からランプによる光を当てる間接照明に比べて、陰影の発生を避け、かく
して視覚的検査の品質を向上できる。

【００１４】 特に本発明に基づく装置の実施態様では、内視鏡の少なくとも末端部を少なく
とも移動および／又は回転するための調整装置を設ける。即ち本発明の第１形態
では、剛性内視鏡も利用できる。従って、例えば上述の調整装置を介しての内視
鏡の少なくとも末端部の傾動や揺動による運動は、内視鏡の視角を増大し、これ
に伴い内視鏡が剛体であっても、この装置による燃料集合体の検査可能部位を増
大する。同様に、内視鏡の少なくとも末端部の回転は、特に剛性の内視鏡が対物
レンズ側端にプリズムを装備しているとき、視角、即ち通達範囲を増大させる。

【００１５】 特に本発明の第１形態において、末端部が可撓性を有すると有利である。特に
可撓性の末端部付き内視鏡を備えた装置は、内視鏡が特にスペーサセル（小室）
や燃料集合体脚部セル（小室）内に曲げ入れられるので、燃料集合体、例えば燃
料集合体脚部やスペーサの接近し難い部位を検査するために利用される。即ちそ
の検査は、燃料集合体を開く必要なしに行える。その場合必要に応じて、剛性内
視鏡は、少なくとも末端部が可撓性を持つ内視鏡で交換される。

【００１６】 これに伴い、本発明の第２形態において、原子炉の燃料集合体の部位、例えば
燃料棒の表面や燃料集合体の脚部又はスペーサの接近し難い部位を検査する装置
は、内視鏡対物レンズを支持するたわみ末端部を備えた内視鏡と、少なくとも末
端部を曲げるために設けた調整装置と、末端部から光を照射するために設けた照
明装置と、内視鏡の他端における撮像装置とを備えることとなる。

【００１７】 本発明は第２形態において、内視鏡、特に剛性内視鏡の燃料集合体への挿入時
に、燃料集合体並びに内視鏡が損傷することがあるという認識から出発する。こ
の恐れは、内視鏡が燃料集合体にたまたま突き当たるか引っ掛かり、両者に大き
な機械力が作用したときに生ずる。これは時には実際上避けられない。つまり内
視鏡の採用は、内視鏡が１０〜３０ｍあるいはそれ以上の距離にわたり２〜３ｍ
ｍの精度で精確に調整できることをしばしば必要条件とする。それに応じ、可撓
性の内視鏡は燃料集合体に非常に少ない抵抗で挿入でき、挿入時に実際、例えば
燃料集合体への挿入時にその状態に応じ変形することで自ずから調整する。その
ため、或る角度迄柔軟性を示す、例えば金属管を利用するのが有利である。かか
る管の剛性は、例えば内視鏡の自重を支えるのに十分であり、これによって、そ
の管は曲がった後でその形状にとどまる。この管は放射線に対し顕著に防護する
必要がなく、従って所望の柔軟性をもって作れる。ちなみに、内視鏡は医療用内
視鏡のように構成できる。ただかかる公知の内視鏡の繊維束と比べ、放射線に対
しできるだけ鈍感な材料を利用するのが望ましい。そのための、例えばガラス等
の材料は、米国特許第４２２９０６９号明細書に記載されている。

【００１８】 本発明の第２形態は、可撓性の内視鏡の曲がりを調整装置により制御できるこ
とを利用する。内視鏡の少なくとも末端部を曲げるために調整装置を用い、既に
述べたように、特に燃料集合体の接近し難い部位の検査のため、内視鏡の達成可
能な視角を増大させる。しかし内視鏡を燃料集合体の凹所や角に曲げ入れれば、
剛性の内視鏡では到達できない燃料集合体の部分部位も、視野に入れられる。

【００１９】 また本発明の実施態様では、例えば影が生じるのを避け、検査品質の向上をは
かるために、内視鏡から光を発するための照明装置を備える。内視鏡の他端にあ
る撮像装置は、内視鏡で発生した映像を撮影するために使われる。この実施態様
は特に、燃料集合体脚部、スペーサあるいは燃料棒間に引っ掛かっている異物を
探索するためにも採用される。

【００２０】 本発明に基づく装置において、末端部が少なくとも１０ｍｍ、好適には約５０
ｍｍの長さにわたり可撓性を有すると有利である。特に、末端部が１０ｍｍより
大きな曲率半径で曲げるために適用されると有利である。更に、末端部が２つの
方向に、特に全面方向に柔軟性を有しているとよい。内視鏡のたわみ長さ、末端
部の曲率半径および曲げ方向は、本発明に基づき、検査時における状態の要件に
合わせねばならず、これは、種々の異なった内視鏡の選定によって行える。

【００２１】 上述の調整装置は、内視鏡の末端部を少なくとも曲げるために、内視鏡対物レ
ンズに取り付けられた機械ケーブルを備えると有利である。この機械ケーブルは
例えば２本の牽引ケーブルあるいは４本以下の牽引ケーブルを有する。このケー
ブルを作動するために、少なくとも１つのアクチュエータが使われる。このアク
チュエータは、好適には、例えば後述するように制御装置を介して遠隔制御され
る。他の実施態様の調整装置は、例えば剛性構造物およびこの剛性構造物を内視
鏡対物レンズと共に回転するためのアクチュエータを有する。この調整装置は、
特に剛性内視鏡の場合に設けられ、好適には、末端部の端面側に内視鏡対物レン
ズあるいはプリズムを備えた内視鏡に設けられる。

【００２２】 本発明に基づく装置の他の実施態様では、内視鏡の中央部を案内するための剛
性部分を設け、これによって内視鏡を安定化する。そのため、例えば内視鏡を設
置するための強固な管や案内レールを設ける。しかし、完全に剛体ではなく、曲
げることができ、続いて曲がった形状に留まるような金属ホース例えば波形ホー
スも利用できる。これは特に、全長にわたり可撓性を持つ内視鏡に適する。

【００２３】 本発明に基づく装置の他の実施態様では、内視鏡から得た映像の撮影のため、
撮像装置に電子カメラが設けられる。これは例えば白黒カメラやカラーカメラで
ある。このカメラは頑丈で低雑音である。ビデオカメラ、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯ
Ｓカメラが適している。少なくとも４００走査線の各種カメラが有利である。

【００２４】 更に本発明に基づく装置において、内視鏡の対物レンズ側端に端面側光学開口
を設けるとよい。これは、末端部から光を発するためにも使える。この光は、本
発明に基づく装置の照明装置の光源から発せられる。照明および撮像装置が、少
なくとも１つの光ファイバ、好ましくは単繊維束を有すると有利である。更に本
発明に基づき、映像と光を伝送するために、別個の光ファイバを設けると有利で
ある。即ち本発明に基づく課題を解決するため、映像と光との伝送のために、少
なくとも１つの単繊維束を設ける。好適には、これは１０００本までの水晶単繊
維の映像・光導体を有する。本発明に基づき、照明装置は、実質的に白色光、好
適には昼色光を発生すべく設計される。これは、約５０００〜７０００Ｋの色温
度に相当するスペクトルを発する高圧ガスランプ、例えば高圧キセノンランプを
適切に選択することで実現できる。そのランプの電力は約１００Ｗとなる。

【００２５】 本発明に基づく装置に、内視鏡の少なくとも末端部を交換するためのフランジ
を設けるとよい。このフランジは、内視鏡を撮像装置、照明装置および少なくと
も１つのアクチュエータに連結するために用いる。本発明に基づき、内視鏡、撮
像装置、照明装置および調整装置が、耐放射線性を有すると有利である。特に内
視鏡には防水性も与える。更に本発明に基づき、受像装置および／又は照明装置
を、遮蔽体により放射線から防護する。本発明に基づいて、容器および遮蔽体を
、燃料集合体に対し少なくとも０．５ｍの距離を隔てて、放射線から防護すると
よい。内視鏡の他に、撮像装置、調整装置および照明装置にも防水性を与える。
本発明に基づき、撮像装置、調整装置および照明装置の電気部品を、特に１０ｍ
以上の水深、好適には３０ｍ迄の水深に対し防水するのが望ましい。更に、燃料
集合体に対して約０．５ｍ隔てられる他の重要な構成要素が、約１０⁸〜１０¹⁰
ｍｒａｄ／時の放射線出力に対し耐性を有するか防護されると有利である。

【００２６】 この目的のため、例えば受像装置や照明装置には低雑音構成要素を用いる。更
に内視鏡について、耐放射化学材料を利用し、例えば内視鏡対物レンズおよび／
又は内視鏡接眼レンズについて、セリウム添加レンズを利用する。

【００２７】 例えば鉛板あるいは放射線安全箱が十分な放射線遮蔽作用を提供する。カメラ
や別の敏感な部品は、放射線を遮蔽する意味で燃料集合体から大きく距離を隔て
るのが有利であり、そのための空間を設けるために、燃料集合体の近くに放射線
に僅かしか感じない部品（例えば光源）を配置する。

【００２８】 フランジは、少なくとも１０ｍ以上、好適には３０ｍ迄の水深に対して防水性
を持つ。更に、装置の十分良好な運転には、高圧ガスランプの発熱のために、防
水ハウジングの放熱が必要である。

【００２９】 本発明に基づく装置は、好適には、少なくとも撮像装置、調整装置および照明
装置を支持する取付け枠を備える。この枠は、位置マニプュレータに取り付ける
とよい。該マニプュレータは、例えば原子炉において燃料集合体貯蔵槽の縁から
遠隔制御される。即ち、このようにして、内視鏡の運転に直接必要な全ての装置
は、内視鏡と共に燃料集合体に近づけられ、即ち検査中には水中に存在する。撮
像装置で発生した映像を記憶および／又は再生するための映像表示装置と録画装
置も備えると有利である。これらは特に水面上に配置する。これら装置は、燃料
集合体を検査する観察員によってのぞかれ、燃料集合体の部分部位の映像は、例
えばモニター上に表示され、例えばビデオカセットに記憶される。

【００３０】 それに応じ、本発明の有利な実施態様に基づく装置は、内視鏡を遠隔制御する
ための制御装置も備える。同様にこの装置はまた、光源、撮像装置および少なく
とも１つのアクチュエータに給電するための電気エネルギ供給装置を有する。好
適には、上述の制御装置およびエネルギ供給装置は、同様に水面上に配置され、
観察員により操作される。好適には、実際に放射線に対して鈍感な電気配線およ
び制御配線だけが、燃料集合体に沿って水中を上述の容器迄導かれる。

【００３１】 原子炉において水中に配置された燃料集合体の部位の表面を検査するため、可
撓性の内視鏡を、特に水中に配置したカメラと関連して利用することも本発明の
枠内にある。既に述べたように、可撓性の内視鏡の利用は、燃料集合体の検査可
能な部位を増大し、検査品質を向上する。内視鏡の少なくとも内視鏡末端部の非
常に経済的な交換可能性によって、例えば米国特許第４０３６６８６号明細書に
開示された、高度に防護された内視鏡材料においてさえも必然的に生ずる内視鏡
材料の放射化学分解を大幅に回避できる。

【００３２】 本発明は、原子炉で水中に配置した燃料集合体の部位、例えば燃料棒の表面、
燃料集合体脚部ないしスペーサの接近し難い部位を検査する方法を提供する。こ
の方法では、先ず内視鏡対物レンズを支持する可撓性の末端部を備えた内視鏡を
調整装置、照明装置および撮像装置と共に、水中において燃料集合体に近付け、
次の工程で、末端部を燃料集合体の部分部位に、該部位が内視鏡の視野に入るよ
うに繰り出す。好適には、内視鏡の視野を、約１〜３ｃｍの焦点深度および６０
°迄の対物レンズ口径により決定する。更に、内視鏡の視野を、例えばズーム対
物レンズによって広げあるいは柔軟に調整する。視野を変化させる他の装置は、
光ファイバと撮像装置との間に配置した交換可能な光学系（いわゆる「結合器」
）である。これは例えば内視鏡の交換可能な可撓性の接眼レンズに関する。そし
て、燃料集合体の前述の部分部位、および内視鏡の移動と末端部の湾曲とにより
内視鏡の視野に入る他の部分部位を検査し、その視野を照明装置で照らす。

【００３３】 このようにして、燃料集合体の実質的に全部位を、視覚的に検査できる。

【００３４】 以下図を参照して本発明の有利な実施例を詳細に説明する。なお各図において
同一部分には同一符号を付してある。

【００３５】 図１は燃料集合体３の検査装置１の構成を示す。この装置１は、内視鏡５と放
射線遮蔽防水容器７とを備える。該容器７は取付け枠９により支持されている。
この枠９は位置マニプュレータ１１に取り付けられ、該マニプュレータ１１は内
視鏡５および容器７を燃料集合体５に近付けるために設けている。この実施例で
、内視鏡５は可撓性の末端部１３Ｂを有し、内視鏡５の中央部１５は剛性部品１
７、ここでは案内レール１７で保持されている。内視鏡５はフランジ１９を介し
て容器７に防水的に連結されている。このフランジ１９は内視鏡５を交換しかつ
容器７内に収容した装置（図３を参照して後述）を連結するために使われる。

【００３６】 即ち内視鏡５は、燃料集合体の検査のために、位置マニプュレータ１１を介し
て容器７と共に水深２１迄燃料集合体３に近付けるために設けている。それに応
じ、必要な全ての構造部品は防水され、放射線２３から防護されている。上記部
品とは、少なくとも受像装置４３、照明装置４５（図３）および少なくとも１つ
のアクチュエータ４７Ａ、４７Ｂ（図４、図５）である。従ってこの検査装置１
は、燃料集合体３の部位、特に燃料棒２５の表面や燃料集合体の他の部位、例え
ば図２に示したような接近し難い部位を検査するために考慮されている。

【００３７】 この実施例では、内視鏡５を制御し、容器７内の装置に電気エネルギを供給す
るための配線２７が、エネルギ供給装置２９と制御装置３１に対する唯一の接続
線を形成している。エネルギ供給装置２９と制御装置３１は、例えば原子炉の燃
料集合体貯蔵槽の縁に配置してある。そこには、その場所で作業員による内視鏡
５の遠隔制御と可視検査が行えるよう、映像表示装置３３をも配置するとよい。

【００３８】 図２は、燃料集合体３の接近し難い部位、例えばスペーサ３５や燃料集合体脚
部３７の部位を検査するための２つの行動を例示する。例えばスペーサセル３９
や燃料集合体脚部セル４１の検査は、内視鏡５の可撓性の末端部１３Ｂを、セル
３９、４１に曲げ入れることによって行う。かくして、この接近し難い部位につ
いても、例えば腐食表面を見つけ或いは異物を発見することができる。

【００３９】 図３は、内視鏡５、放射線遮蔽防水容器７およびこの容器７内に収納された装
置を示す。位置マニプュレータ１１の下部とこれに設けた取付け枠９とが見えて
いる。取付け枠９は容器７と内視鏡５を支持している。図１の場合と同様に、制
御用および電気エネルギ供給用の配線２７も見えている。この配線２７は水面上
の制御装置３１およびエネルギ供給装置２９に向けて上向きに延びている。

【００４０】 この実施例において、内視鏡５は可撓性の末端部１３Ｂを有し、内視鏡５の中
央部１５は剛性部分１７で支持されている。更にこの実施例において、内視鏡５
はこれを交換するために、フランジ１９を介してハウジング（容器）７に連結さ
れている。フランジ１９は、容器７と同様に少なくとも水深１０m迄、好適には
少なくとも水深３０ｍ迄の防水性を持つ。同様にフランジ１９は、内視鏡５を光
源４５、電子式受像装置４３、この場合には電子カメラ４３および２つのアクチ
ュエータ４７Ｂにそれぞれ連結するために使われる。

【００４１】 アクチュエータ４７Ｂは、機械ケーブル５１Ｂを介し内視鏡５の可撓性の末端
部１３Ｂを曲げるために設けてある。この目的に沿い、機械ケーブル５１Ｂを内
視鏡５の末端部１３Ｂの正面端４９にある内視鏡対物レンズ５３（図４、図５）
に接続し、アクチュエータ４７Ｂを介して作動させる。光源４５から光ファイバ
５５Ａが出ている。この光ファイバ５５Ａは、電子式受像装置４３に通じる像送
用光ファイバ５５Ｂと共に、単繊維束として、内視鏡対物レンズ５３（図４、図
５）迄延びている。かくして、一方では内視鏡５から供給される映像を電子カメ
ラ４３に導き、他方では光源４５から出る光を、内視鏡５の末端部１３Ｂの端面
側端４９にある端面側光学開口５９（図５）に導く。

【００４２】 少なくとも光源４５と電子カメラ４３を放射線２３から防護するため、容器７
の他に、この容器７の内部にある別の保護装置ないし遮蔽体６１が使われる。そ
の遮蔽体６１として例えば鉛板が使用される。更に容器内部の装置は、敏感な部
品、この場合は電子カメラ４３が放射線源、即ち燃料集合体３から遠く離れるよ
うに、配置されている。

【００４３】 既述のとおり約６０００Ｋの色温度、即ち昼色光に近似した色温度のスペクト
ルを発する光源として、ここでは例えば高圧キセノンランプを使う。それに伴い
光源４５の光と、映像を電子カメラ４３に伝達するための光ファイバ（光導体）
５５Ａ、５５Ｂ、５７の透明窓とは広帯域でなければならない。更に、少なくと
も光源４５の近くでハウジング７に冷却フィン６３を設けている。この冷却フィ
ン６３は光源４５で生ずる熱を良好に放熱するために用いる。案内レール１７は
、図３の実施例に基づき、内視鏡５の中央部１５を支持するだけでなく、映像お
よび光を伝えるためにハウジング７から出ている繊維束５７も支持する。

【００４４】 図４は、内視鏡の末端部１３Ａの有利な実施例を例示し、これは好ましい形状
の調整装置６７Ａを備えている。この末端部１３Ａ付き内視鏡５は、例えば金属
やＰＶＣ製の剛性管６９で包囲してある。図４に示す実施例において、内視鏡５
はその端面４９を閉じているが、それに応じて横側光学開口７５を有している。
視野６５を照明するための光は、その横側光学開口７５を通して出ざるを得ず、
内視鏡５で発生した、例えば燃料集合体の部分映像は、この開口７５を通して撮
影せねばならない。剛性管６９内部の単繊維光ファイバ束は、映像と光を伝える
ために用いている。この実施例では、レンズ５３とプリズム７３を内視鏡対物レ
ンズとして使っている。横側光学開口７５は対物レンズ絞りとして機能する。必
要な場合、この対物レンズの代わりに、例えば内視鏡の焦点深度や倍率のような
光学特性を可変的に調整するために、ズーム対物レンズを置いてもよい。内視鏡
の他端に、防水容器７に連結するためのフランジ１９が存在する。図４における
フランジ１９は、放射線遮蔽防水容器７の内外においてガラス繊維束５７および
機械ケーブル５１Ａを連結するためのブッシング５８（概略的に図示）を有して
いる。図４に示す機械ケーブル５１Ａは、この実施例の場合、内視鏡５の対物レ
ンズ５３付き末端部１３Ａを角度θだけ回転するために設けた剛性機械ケーブル
である。図４に示すように、この剛性内視鏡５の軸線を中心とした角度θにわた
る回転は、調整装置６７Ａの一部としてのアクチュエータ４７Ａによって行う。
かくして、内視鏡５の視野６５を交換可能な剛性末端部１３Ａによって回転させ
るので、視角を回転角度θの調整により変化させられる。

【００４５】 同じようにして、調整装置６７Ａは剛性内視鏡を傾動するためにも使える。傾
動角度θだけ傾動する場合も、内視鏡の視角が変化する。

【００４６】 図５は、燃料集合体を検査するための交換可能な可撓性の末端部１３Ｂを備え
た内視鏡５の有利な実施例を示す。かかる可撓性の末端部１３Ｂに適する調整装
置６７Ｂも示してある。この場合、可撓性の末端部１３Ｂを可撓性のホース７１
により包囲している。このホースは特に可撓性のＰＶＣホース７１や金属波形ホ
ース７１である。更に内視鏡はこのホース７１により水密に閉じられている。

【００４７】 この実施例で可撓性の末端部１３Ｂは、端面４９に端面側光学開口５９を有し
ている。正面端に導かれた光はこの光学開口５９を通って入射し、内視鏡５で発
生した映像が撮影される。即ち、可撓性の末端部１３Ｂを持つ内視鏡の視野６５
は、内視鏡の端面側端から出発している。内視鏡の端面側光学開口５９の後ろに
、内視鏡対物レンズ５３を配置してある。このレンズ５３は、ここでは単一のレ
ンズとして略示している。このレンズ５３に、光を案内し映像を導くための単ガ
ラス繊維束５７が続く。内視鏡５の末端部１３Ｂの可撓性のホース７１内を、ガ
ラス繊維束５７の他に、内視鏡対物レンズ５３に取り付けられた可撓性の機械ケ
ーブル５１Ｂも導かれている。この可撓性のケーブル５１Ｂは、図４に示す剛性
機械ケーブル５１Ａと異なり、少なくとも内視鏡の末端部１３Ｂを曲げるために
使用する。従って機械ケーブル５１Ｂは、末端部１３Ｂを全面方向に曲げるため
に、４つの点５６で内視鏡対物レンズ５３に接続している。これら固定点５６は
、内視鏡対物レンズ５３において互いに直角に延びる２つのガリレオ座標軸の先
端に置いてある。図５においても、図４に示す方式と同様に、フランジ１９は、
可撓性の末端部１３Ｂ付きの内視鏡を放射線遮蔽防水容器７に連結するため、又
は可撓性の末端部１３Ｂ付きの内視鏡５を交換するために用いる。更に、図５に
示すフランジ１９は、ガラス繊維束５７および可撓性の機械ケーブル５１Ｂを容
器７内の装置に連結するために適したブッシング５８を有している。

【００４８】 図５は、可撓性の末端部１３Ｂ付きの内視鏡に対する調整装置６７Ｂを概略的
に示す。この場合、調整装置６７Ｂは、末端部１３Ｂを全面方向に曲げるための
たわみ機械ケーブル５１Ｂを備える。この実施例において、機械ケーブル５１Ｂ
は、金属製の４本の牽引ケーブルを有し、その牽引ケーブルは２本一対でアクチ
ュエータ４７Ｂによって調整される。あるいはまた２本の牽引ケーブルでも実施
できる。各対の２本の牽引ケーブルは、それぞれガリレオ座標軸に内視鏡対物レ
ンズ５３の相対する側に取り付けられている。各対の牽引ケーブルが両アクチュ
エータ４７Ｂの一方によって行程Ｓｖないし行程Ｓｈだけ相対変位されたとき、
対物レンズ５３が水平ないし垂直軸を中心として傾動され、それに応じ、内視鏡
５の末端部１３Ｂが曲げられる。

【００４９】 図６は、燃料集合体に対する検査装置１の他の有利な実施例を示す。ここでは
、可撓性の末端部１３Ｂを横断面図で略示し、また撮像装置８１および照明装置
８３の一部を概略的に示している。内視鏡５の末端部１３Ｂの横断面図に、可撓
性の内視鏡外被管７１、牽引ケーブル５１Ｂ、光ファイバ５５Ａおよび内視鏡軸
線に沿って配置された映像導体５５Ｂを、横断面図で示してある。この実施例で
は、上述の検査装置、特に内視鏡５の実施例と異なり、内視鏡の末端部を全方向
に曲げるべく３本の牽引ケーブル５１Ｂを設け、３つの別個のガラス繊維束を、
映像導体５５Ｂと別個の光ファイバ５５Ａとして使う。これら光ファイバ５５Ａ
は、内視鏡外被管７１の内部でフランジ（図示せず）を貫通して容器７の内部に
ある光源４５迄延び、それに応じ映像導体５５Ｂも受像装置４３迄、同様に容器
７内を延びている。この装置４３は、映像ガイド５５Ｂから伝えられる映像７９
を撮影するために使う。図６は接眼レンズ７７をも概略的に示す。このレンズ７
７は映像ガイド５５Ａと受像装置４３との間に配置され、該レンズ系をここでは
２つのレンズで略示している。接眼レンズは、用途に応じて視野６５、例えば焦
点深度や焦点を最適化するために、他の接眼レンズと交換できると有利である。

【００５０】 図７は、燃料集合体３の部位を検査する方法において、燃料集合体３の内部に
おける燃料棒２５の表面を検査する方式を、概略的に例示する。

【００５１】 図１と２を参照して一部述べたように、内視鏡対物レンズ５３を支持する剛性
末端部１３Ａや可撓性の末端部１３Ｂを備えた内視鏡５を、照明装置８３および
撮像装置８１の調整装置６７Ａ、６７Ｂと共に、水中において燃料集合体３に近
づける。図７に示すように、これは剛性末端部１３Ａ付きの内視鏡でもよい。

【００５２】 そして第２工程で、末端部１３Ａを燃料集合体３の部分部位８９に、該部位８
９が内視鏡５の視野６５に入るように繰り出す。この状態を図７に示す。

【００５３】 そして第３の工程で、この部分部位８９および内視鏡５の末端部１３Ａを位置
マニプュレータ１１で垂直線８７に沿って移動することによって内視鏡５の視野
６５に入る他の部分部位８５を検査し、その際、視野６５を照明装置８３で照ら
す。図７は、端面側光学絞り５９を備えた剛性内視鏡を示す。しかしまた例えば
、図４のように横側光学絞り７５を備えた剛性内視鏡も利用できる。この場合、
剛性内視鏡５の末端部１３Ａを回転することにより、視野６５の方向を予め与え
る視角を変化させ、これにより、燃料集合体の他の部分部位８５を検査する。

【００５４】 図８は、上記第３工程の好ましい他の例を示す。この図は、可撓性の末端部１
３Ｂを備えた内視鏡５による前述の第３工程を概略的に示し、剛性末端部では検
査のために近付けない燃料集合体脚部３７の脚部セル４１の検査を示している。
可撓性の末端部１３Ｂ付きの内視鏡５を利用することで、燃料集合体脚部の接近
し難い部分部位８９を、内視鏡の末端部１３Ｂを角度φだけ曲げることにより、
内視鏡の視野６５に入れる。続いて、内視鏡の末端部１３Ｂをもっと湾曲して曲
げ角度φだけ曲げることで、他の部分部位８５を内視鏡の視野６５に入れ、検査
できる。その場合、ここには図示しない照明装置８３で視野６５を照らす。

【図面の簡単な説明】

【図１】 位置マニプュレータで燃料集合体に近付ける検査装置の概略構成図。

【図２】 燃料集合体脚部の接近し難い部位に近付ける可撓性内視鏡の概略斜視図。

【図３】 放射線から防護された防水容器付きで交換可能な可撓性内視鏡の概略構成図。

【図４】 内視鏡の交換可能な剛性末端部の概略構成図。

【図５】 内視鏡の交換可能な可撓性末端部の概略斜視図。

【図６】 撮像装置と照明装置とを備えた内視鏡の概略構成図。

【図７】 燃料棒の表面を検査する方法の概略説明図。

【図８】 燃料集合体脚部の接近し難い部位を検査する方法の概略説明図。

【符号の説明】

３ 燃料集合体 ５ 内視鏡 ７ 放射線遮蔽防水容器 １３Ａ、１３Ｂ 末端部 ２３ 放射線 ２５ 燃料棒 ３５ スペーサ ３７ 燃料集合体脚部 ４５ 光源 ４７Ａ、４７Ｂ アクチュエータ ５１Ａ、５１Ｂ 機械ケーブル ５３ 内視鏡対物レンズ ６７Ａ、６７Ｂ 調整装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ２１Ｆ 7/00 Ｇ２１Ｃ 17/06 Ｄ Ｆターム(参考） 2G075 CA08 CA38 DA15 EA01 EA09 FA13 FA14 FA20 FC01 FC03 2H040 AA05 BA04 BA21 BA24 CA22 CA30 DA11 DA51 GA01 4C061 AA00 AA29 BB02 BB04 CC06 DD03 FF40

Claims (27)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原子炉の燃料集合体（３）の部位、例えば燃料棒（２５）の
   表面あるいは燃料集合体脚部（３７）又はスペーサ（３５）の接近し難い部位を
   検査する装置において、内視鏡（５）および防水容器（７）を有し、内視鏡（５
   ）が内視鏡対物レンズ（５３）を支持する交換可能な末端部（１３Ａ、１３Ｂ）
   を備え、防水容器（７）内に、少なくとも撮像装置（８１）の電子受像装置（４
   ３）、光源（４５）および内視鏡の他端に接続され放射線（２３）から防護され
   ている調整装置（６７Ａ、６７Ｂ）のアクチュエータ（４７Ａ、４７Ｂ）が配置
   されたことを特徴とする燃料集合体の検査装置。
2. 【請求項２】 光源（４５）の光を内視鏡の対物レンズ側端から照射する照
   明装置（８３）を有することを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 内視鏡の少なくとも末端部（１３Ａ）を少なくとも移動およ
   び／又は回転するための調整装置（６７Ａ）が設けられたことを特徴とする請求
   項１又は２記載の装置。
4. 【請求項４】 内視鏡の末端部（１３Ｂ）が可撓性を有することを特徴とす
   る請求項１ないし３の１つに記載の装置。
5. 【請求項５】 原子炉の燃料集合体（３）の部位、例えば燃料棒（２５）の
   表面あるいは燃料集合体脚部（３７）又はスペーサ（３５）の接近し難い部位を
   検査する装置において、内視鏡対物レンズ（５３）を支持するたわみ末端部（１
   ３Ｂ）を備えた内視鏡（５）と、少なくとも末端部（１３Ｂ）を曲げるために設
   けられた調整装置（６７Ｂ）と、末端部（１３Ｂ）から光を照射するために設け
   られた照明装置（８３）と、内視鏡の他端における撮像装置（８１）とを備える
   ことを特徴とする燃料集合体の検査装置。
6. 【請求項６】 内視鏡の末端部（１３Ｂ）が少なくとも１０ｍｍ、好適には
   約５０ｍｍの長さにわたり可撓性を有することを特徴とする請求項４又は５記載
   の装置。
7. 【請求項７】 内視鏡の末端部（１３Ｂ）が１０ｍｍ以上の曲率半径で曲げ
   るために適用されることを特徴とする請求項４ないし６の１つに記載の装置。
8. 【請求項８】 末端部（１３Ｂ）が２つの方向に、特に全面方向に柔軟性を
   有することを特徴とする請求項４ないし７の１つに記載の装置。
9. 【請求項９】 調整装置（６７Ａ、６７Ｂ）が、内視鏡対物レンズ（５３）
   に取り付けられた機械ケーブル（５１Ａ、５１Ｂ）と、この機械ケーブル（５１
   Ａ、５１Ｂ）を作動するための少なくとも１つのアクチュエータ（４７Ａ、４７
   Ｂ）とを有する特徴とする請求項４ないし８の１つに記載の装置。
10. 【請求項１０】 内視鏡（５）の中央部（１５）を案内するための剛性部分
    （１７）を有することを特徴とする請求項４ないし９の１つに記載の装置。
11. 【請求項１１】 内視鏡（５）から提供される映像（７９）を撮影するため
    に撮像装置（８１）に電子カメラ（４３）を有することを特徴とする請求項４な
    いし１０の１つに記載の装置。
12. 【請求項１２】 内視鏡（５）の対物レンズ側端に、端面側光学開口（５９
    ）を有することを特徴とする請求項４ないし１１の１つに記載の装置。
13. 【請求項１３】 照明装置（８３）および撮像装置（８１）が、少なくとも
    １つの光ファイバ（５５Ａ、５５Ｂ）、好適には少なくとも１つの単繊維束（５
    ７）を有することを特徴とする請求項４ないし１２の１つに記載の装置。
14. 【請求項１４】 映像と光とを伝送するため、別個の光ファイバ（５５Ａ、
    ５５Ｂ）が設けられたことを特徴とする請求項４ないし１３の１つに記載の装置
    。
15. 【請求項１５】 照明装置（８３）が、実質的に白色光、好適には昼色光を
    発生することを特徴とする請求項４ないし１４の１つに記載の装置。
16. 【請求項１６】 内視鏡の少なくとも末端部（１３Ａ、１３Ｂ）を交換する
    ためのフランジ（１９）を有することを特徴とする請求項４ないし１５の１つに
    記載の装置。
17. 【請求項１７】 内視鏡（５）を撮像装置（８１）、照明装置（８３）およ
    び少なくとも１つのアクチュエータ（４７Ａ、４７Ｂ）に連結するためのフラン
    ジ（１９）を有することを特徴とする請求項４ないし１６の１つに記載の装置。
18. 【請求項１８】 内視鏡（５）、撮像装置（８１）、照明装置（８３）およ
    び調整装置（６７Ａ、６７Ｂ）が、耐放射線（２３）性を有することを特徴とす
    る請求項４ないし１７の１つに記載の装置。
19. 【請求項１９】 内視鏡（５）が防水性を有することを特徴とする請求項４
    ないし１８の１つに記載の装置。
20. 【請求項２０】 受像装置（４３）および／又は照明装置（８３）が、遮蔽
    体（６１）によって放射線（２３）から防護されたことを特徴とする請求項４な
    いし１９の１つに記載の装置。
21. 【請求項２１】 容器（７）および遮蔽体（６１）が、燃料集合体に対し少
    なくとも０．５ｍの距離を隔てて、放射線から防護されたことを特徴とする請求
    項４ないし２０の１つに記載の装置。
22. 【請求項２２】 撮像装置（８１）、調整装置（６７Ａ、６７Ｂ）および照
    明装置（８３）の電気部品が、特に１０ｍより深い水深（２１）に対し防水され
    たことを特徴とする請求項４ないし２１の１つに記載の装置。
23. 【請求項２３】 少なくとも撮像装置（８１）、調整装置（６７Ａ、６７Ｂ
    ）および照明装置（８３）を支持する取付け枠（９）を有することを特徴とする
    請求項４ないし２２の１つに記載の装置。
24. 【請求項２４】 撮像装置（８１）で発生した映像（７９）を記憶および／
    又は再生するための映像表示および／又は録画装置を有することを特徴とする請
    求項４ないし２３の１つに記載の装置。
25. 【請求項２５】 内視鏡（５）を遠隔制御するための制御装置（３１）と、
    光源（４５）、撮像装置（８１）および少なくとも１つのアクチュエータ（４７
    Ａ、４７Ｂ）に給電するための電気エネルギ供給装置（２９）とを有することを
    特徴とする請求項４ないし２４の１つに記載の装置。
26. 【請求項２６】 原子炉において水中に配置された燃料集合体（３）の部位
    の表面を検査するために、可撓性の内視鏡（５）を利用することを特徴とする内
    視鏡の利用方法。
27. 【請求項２７】 原子炉において水中に配置された燃料集合体（３）の部位
    、例えば燃料棒（２５）の表面、燃料集合体脚部（３７）あるいはスペーサ（３
    ５）の接近し難い部位を検査する方法において、内視鏡対物レンズ（５３）を支
    持するたわみ末端部（１３Ａ、１３Ｂ）を備えた内視鏡（５）を、調整装置（６
    ７Ａ、６７Ｂ）、照明装置（８３）および撮像装置（８１）と共に、水中におい
    て燃料集合体（３）に近づけ、続いて、末端部（１３Ａ、１３Ｂ）を燃料集合体
    （３）の部分部位（８９）に、この部分部位（８９）が内視鏡（５）の視野（６
    ５）に入るように繰り出し、そして、その部分部位（８９）および内視鏡の移動
    および末端部（１３Ａ、１３Ｂ）の湾曲によって内視鏡（５）の視野（６５）に
    入る他の部分部位（８５）を検査し、その視野（６５）を照明装置（８３）で照
    らすことを特徴とする燃料集合体の検査方法。