JP2004184390A - 放射性物質容器の状態検出装置及び方法 - Google Patents
放射性物質容器の状態検出装置及び方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】放射性廃棄物貯蔵容器の状態検出装置において、簡単な構成で密封状態の異常を適正に検出可能とする。
【解決手段】キャニスタ１１の表面温度Ｔ（温度絶対値Ｔａ）の一定期間における平均値ＡＴａと標準偏差σＴａを算出し、この平均値ＡＴａと標準偏差σＴａに基づいて正常温度領域ＡＴａ±ｎσＴａを設定し、温度絶対値Ｔａと正常温度領域ＡＴａ±ｎσＴａとを比較してキャニスタ１１における密封状態の異常を判定すると共に、表面温度Ｔの温度変化率Ｔ’から一定期間における平均値ＡＴ’と標準偏差σＴ’を算出し、この平均値ＡＴ’と標準偏差σＴ’に基づいて正常温度変化率領域ＡＴ’±ｎσＴ’を設定し、温度変化率Ｔ’と正常温度変化率領域ＡＴ’±ｎσＴ’とを比較してキャニスタ１１における密封状態の異常を判定する。
【選択図】 図１
【解決手段】キャニスタ１１の表面温度Ｔ（温度絶対値Ｔａ）の一定期間における平均値ＡＴａと標準偏差σＴａを算出し、この平均値ＡＴａと標準偏差σＴａに基づいて正常温度領域ＡＴａ±ｎσＴａを設定し、温度絶対値Ｔａと正常温度領域ＡＴａ±ｎσＴａとを比較してキャニスタ１１における密封状態の異常を判定すると共に、表面温度Ｔの温度変化率Ｔ’から一定期間における平均値ＡＴ’と標準偏差σＴ’を算出し、この平均値ＡＴ’と標準偏差σＴ’に基づいて正常温度変化率領域ＡＴ’±ｎσＴ’を設定し、温度変化率Ｔ’と正常温度変化率領域ＡＴ’±ｎσＴ’とを比較してキャニスタ１１における密封状態の異常を判定する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼を終えた使用済燃料集合体や放射性廃棄物などの放射性物質をを収容するキャニスタやキャスク等の放射性物質容器の状態を、輸送時や保管時に検出する放射性物質容器の状態検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
核燃料サイクルの終期にあって、燃焼を終えて使用できなくなった核燃料集合体を使用済燃料集合体と称するが、この使用済燃料集合体はＦＰなどの高放射能物質を含んでおり、熱的に冷却する必要があることから、キャニスタ及び貯蔵用キャスクに収容され、原子力発電所の冷却ピットで約６０年間冷却状態で貯蔵される。その後、この使用済燃料集合体は、貯蔵用キャスクから輸送用キャスクに移され、トラック等で再処理施設に搬送貯蔵される。この場合、キャスク内には、高放射能物質を収容することとなるため、このキャスクの密封には高い信頼性が要求される。
【０００３】
そのため、使用済燃料集合体がキャニスタや貯蔵用キャスクに収容されて貯蔵状態にあるとき、その密封性をモニタリングするモニタリング装置が設けられており、このモニタリング装置としては、例えば、特開２００２−４８８９８号公報に開示されたものがある。この公報に開示された「キャスク用モニタリング装置」は、キャスクの周辺に光ファイバと圧力センサと接着テープとを設け、圧力及び温度を求めて測定個所の分布を特定することで、モニタリングを可能としている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−４８８９８号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の「キャスク用モニタリング装置」にあっては、キャスクの圧力と温度から測定個所の分布を特定してモニタリングをしているが、このモニタリングしたデータからどうようにしてキャスクの状態を検出するか、具体的な構成がなく、キャスクの状態の異常を適正に検出することができない。
【０００６】
本発明はこのような問題を解決するものであり、簡単な構成で放射性物質やその容器の状態の異常を適正に検出可能とした放射性物質容器の状態検出装置と方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための請求項１の発明の放射性物質容器の状態検出装置は、放射性物質を収容する容器の状態を検出する放射性物質容器の状態検出装置において、前記放射性物質容器の状態情報を計測する状態計測手段と、該状態計測手段が計測した一定期間における状態情報の平均値を算出する状態平均値算出手段と、前記状態計測手段が計測した一定期間における状態情報の標準偏差を算出する状態標準偏差算出手段と、前記状態平均値算出手段及び前記状態標準偏差算出手段の算出結果に基づいて正常状態領域を設定する正常状態領域設定手段と、前記状態計測手段が計測した状態情報と前記正常状態領域設定手段が設定した正常状態領域とを比較して前記放射性物質容器における状態の異常を判定する異常判定手段とを具えたことを特徴とするものである。
なお、ここで放射性物質としては、使用済み核燃料や放射性廃棄物があり、その容器とは通常、遮蔽層のあるキャスク、遮蔽層のないキャニスタ、あるいは国よってはフラスコなど呼ばれている容器がある。また、状態情報としては、容器の表面温度あるいは蓋間圧力など容器の状態若しくは放射線量など放射性物質の状態を示す情報がある。
【０００８】
また、請求項２の発明の放射性物質容器の状態検出装置は、放射性物質を収容する容器の状態を検出する放射性物質容器の状態検出装置において、近接配置された複数の放射性物質容器の状態情報を計測する状態計測手段と、該状態計測手段が計測した前記複数の放射性物質容器の状態情報の平均値を算出する状態平均値算出手段と、前記状態計測手段が計測した前記複数の放射性物質容器の状態情報の標準偏差を算出する状態標準偏差算出手段と、前記状態平均値算出手段及び前記状態標準偏差算出手段の算出結果に基づいて正常状態領域を設定する正常状態領域設定手段と、前記状態計測手段が計測した状態情報と前記正常状態領域設定手段が設定した正常状態領域とを比較して前記放射性物質容器における状態の異常を判定する異常判定手段とを具えたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３の発明の放射性物質容器の状態検出装置では、前記異常判定手段は、前記状態情報が前記正常状態領域から所定回数連続して外れたときに前記異常を判定することを特徴としている。
【００１０】
請求項４の発明の放射性物質容器の状態検出装置では、前記状態計測手段は、前記放射性物質容器の複数個所の状態情報を計測し、該複数個所の計測値ごとに前記状態情報の平均値、前記標準偏差、前記正常状態領域を求め、前記異常判定手段は、前記複数個所ごとに異常判定を行うと共に、該異常判定結果に基づいて前記状態計測手段の異常判定を行うことを特徴としている。
【００１１】
請求項５の発明の放射性物質容器の状態検出装置では、前記状態計測手段としての状態情報計測手段は、前記放射性物質容器における異なる複数個所の状態情報を計測することを特徴としている。
【００１２】
また、請求項６の発明の放射性物質容器の状態検出装置は、放射性物質を収容する容器の状態を検出する放射性物質容器の状態検出装置において、前記放射性物質容器の状態情報を計測する状態計測手段と、該状態計測手段が計測した一定期間における状態情報の状態変化率の平均値を算出する状態変化率平均値算出手段と、前記状態計測手段が計測した一定期間における状態情報の状態変化率の標準偏差を算出する状態変化率標準偏差算出手段と、前記状態変化率平均値算出手段及び前記状態変化率標準偏差算出手段の算出結果に基づいて正常状態変化率領域を設定する正常状態変化率領域設定手段と、前記状態計測手段が計測した状態情報の状態変化率と前記正常状態変化率領域設定手段が設定した正常状態変化率領域とを比較して前記放射性物質容器における状態の異常を判定する異常判定手段とを具えたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項７の発明の放射性物質容器の状態検出装置は、放射性物質を収容する容器の状態を検出する放射性物質容器の状態検出装置において、近接配置された複数の放射性物質容器の状態情報を計測する状態計測手段と、該状態計測手段が計測した前記複数の放射性物質容器の状態情報の状態変化率の平均値を算出する状態変化率平均値算出手段と、前記状態計測手段が計測した前記複数の放射性物質容器の状態情報の状態変化率の標準偏差を算出する状態変化率標準偏差算出手段と、前記状態変化率平均値算出手段及び前記状態変化率標準偏差算出手段の算出結果に基づいて正常状態変化率領域を設定する正常状態変化率領域設定手段と、前記状態計測手段が計測した状態情報の状態変化率と前記正常状態変化率領域設定手段が設定した正常状態変化率領域とを比較して前記放射性物質容器における状態の異常を判定する異常判定手段とを具えたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項８の発明の放射性物質容器の状態検出装置では、前記異常判定手段は、前記状態変化率が前記正常状態変化率領域から所定回数連続して外れたときに前記異常を判定することを特徴としている。
【００１５】
請求項９の発明の放射性物質容器の状態検出装置では、前記状態計測手段は、前記放射性物質容器の複数個所の状態情報を計測し、該複数個所の計測値ごとに前記状態情報の状態変化率の平均値、前記標準偏差、前記正常状態領域を求め、前記異常判定手段は、前記複数個所ごとに異常判定を行うと共に、該異常判定結果に基づいて前記状態計測手段の異常判定を行うことを特徴としている。
【００１６】
請求項１０の発明の放射性物質容器の状態検出装置では、前記状態計測手段としての状態情報計測手段は、前記放射性物質容器における異なる複数個所の状態情報を計測することを特徴としている。
【００１７】
請求項１１の発明の放射性物質容器の状態検出方法は、放射性物質を収容する容器の状態を検出する放射性物質容器の状態検出方法において、前記放射性物質容器の状態情報を、時間的若しくは空間的な領域内の異なる複数点で計測する状態計測工程と、該状態計測工程にて計測した複数点の状態情報の平均値もしくは該状態情報の状態変化率の平均値を算出する状態平均値算出工程と、前記状態計測工程にて計測した複数点の状態情報もしくは前記状態変化率の標準偏差を算出する状態標準偏差算出工程と、前記状態平均値算出工程及び前記状態標準偏差算出工程の算出結果に基づいて正常状態領域を設定する正常状態領域設定工程と、前記状態計測工程にて計測した状態情報もしくは前記状態変化率と前記正常状態領域設定工程にて設定した正常状態領域とを比較して前記放射性物質容器における状態の異常を判定する異常判定工程とを具えたことを特徴とする。なお、ここでの「状態情報を、時間的若しくは空間的な領域内の異なる複数点で計測する」とは、例えば一定期間内に複数回、もしくは特定部位近傍の一定の領域で複数回もしくは複数の計測手段により計測するなど、要するに複数の異なる計測データを入手する事である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１９】
図１に本発明の第１実施形態に係る放射性物質容器の状態検出装置の概略構成、図２に第１実施形態の放射性物質容器の状態検出装置による状態検出制御のフローチャート、図３にキャニスタの表面温度の変化による異常判定結果を表すグラフ、図４にキャニスタの温度変化率の変化による異常判定結果を表すグラフを示す。
【００２０】
第１実施形態の放射性物質容器の状態検出装置において、図１に示すように、放射性物質容器としてのキャニスタ１１はステンレス製あるいは炭素鋼製であって、内部にキャビティ１２が形成され、このキャビティ１２には使用済燃料集合体１３を収容するバスケット１４が配設され、上部開口に一次蓋１５及び二次蓋１６が固定されて密封状態が維持されている。
【００２１】
キャスク２１はコンクリート製であって、支持体２２と側壁２３と蓋体２４とから構成され、内部にキャニスタ１１を収容している。そして、側壁２３の上部及び下部には空気流通孔２５が形成され、キャスク２１内とこのキャスク２１の保管施設の建屋の内部空間とが流通されている。
【００２２】
また、キャスク２１の側壁２３及び蓋体２４にはこれを貫通する検査孔２６，２７が形成されており、各検査孔２６，２７には熱電対を利用した棒状の温度センサ（状態計測手段、表面温度計測手段）２８，２９が挿入されている。この温度センサ２８，２９は先端部に取付けられた検出素子が電気的特性を温度に依存して変化する性質を利用して、キャニスタ１１の表面温度を計測することができる。また、温度センサ２８はアクチュエータ３０により上下方向に移動可能であり、温度センサ２９はアクチュエータ３１により水平方向に移動可能である。そして、各温度センサ２８，２９はそれぞれ複数設けられており、各温度センサ２８はキャニスタ１１の上部の表面温度を計測し、各温度センサ２９はキャニスタ１１の中央部の表面温度を計測する。なお、温度センサ２８，２９に代えて、ペルチェ効果を利用した熱電対、温度に依存して電気抵抗が変化する測温抵抗体、２種の赤外線を利用した温度計、放熱温度計などを用いてもよい。
【００２３】
そして、キャニスタ１１内にはヘリウム等のガスが充填されて対流することで、使用済燃料集合体１３からの局所的な発熱を吸収してキャビティ１２内の全体を循環している。従って、キャニスタ１１のキャビティ１２では、このヘリウムガスの循環により所定の温度分布が形成されており、この温度分布の特性を検出することでヘリウムガスの漏洩、即ち、密封状態の異常を検出することができる。本実施形態では、キャニスタ１１の表面温度を継続的に計測し、ヘリウムガスの漏洩による内部圧力変動をこの表面温度変化として検出し、キャニスタ１１における密封状態の異常を判定するようにしている。
【００２４】
なお、保管施設の建屋内には、内部にキャニスタ１１を収容したキャスク２１が多数隣接して配置されている。
【００２５】
本実施形態の放射性物質容器の状態検出装置にて、異常判定を実行する制御装置４０は並列に設けられた２つの制御ブロック４１，５１から構成されており、前述した温度センサ２８，２９の計測結果、並びに気温センサ３２の計測結果が入力される。
【００２６】
第１制御ブロック４１は、温度センサ２８，２９が計測したキャニスタ１１の表面温度から温度絶対値を算出する温度絶対値算出手段４２と、温度絶対値算出手段４２が算出した一定期間における温度絶対値の平均値を算出する温度平均値算出手段（状態平均値算出手段）４３と、温度絶対値算出手段４２が算出した一定期間における温度絶対値の標準偏差を算出する温度標準偏差算出手段（状態標準偏差算出手段）４４と、温度平均値算出手段４３が算出した温度絶対値の平均値と温度標準偏差算出手段４４が算出した温度絶対値の標準偏差に基づいて正常温度領域を設定する正常温度領域設定手段（正常状態領域設定手段）４５と、温度絶対値算出手段４２が算出した温度絶対値と正常温度領域設定手段４５が設定した正常温度領域とを比較してキャニスタ１１における密封状態の異常を判定する異常判定手段４６とを有している。
【００２７】
第２制御ブロック５１は、温度センサ２８，２９が計測したキャニスタ１１の表面温度の温度変化率を算出する温度変化率算出手段５２と、温度変化率算出手段５２が算出した一定期間における温度変化率の平均値を算出する温度変化率平均値算出手段５３と、温度変化率算出手段（状態変化率算出手段）５３がが算出した一定期間における温度変化率の標準偏差を算出する温度変化率標準偏差算出手段（状態標準偏差算出手段）５４と、温度変化率平均値算出手段５３が算出した温度変化率の平均値と温度変化率標準偏差算出手段５４が算出した温度変化率の標準偏差に基づいて正常温度変化率領域を設定する正常温度変化率領域設定手段（正常状態領域設定手段）５５と、温度変化率算出手段５２が算出した温度変化率と正常温度変化率領域設定手段５５が設定した正常温度変化率領域とを比較してキャニスタ１１における密封状態の異常を判定する異常判定手段５６とを有している。
【００２８】
そして、制御装置４０（制御ブロック４１，５１）には、キャニスタ１１の正常あるいは異常を知らせる表示手段６０が接続されている。
【００２９】
ここで、第１実施形態の放射性物質容器の状態検出装置によるキャニスタ１１の状態判定方法について詳細に説明する。
【００３０】
ステップＳ１において、温度センサ２８，２９がキャニスタ１１の表面温度Ｔを計測すると共に、気温センサ３２が保管施設の建屋内の気温Ｔ０を計測し、制御装置４０に出力する。すると、ステップＳ２〜Ｓ６にて、前述した第１制御ブロック４１の処理と、ステップＳ７〜Ｓ１１にて、前述した第２制御ブロック５１の処理を平行して行う。
【００３１】
即ち、ステップＳ２では、温度絶対値算出手段４２が温度センサ２８，２９が計測したキャニスタ１１の表面温度Ｔに基づいて温度絶対値Ｔａを算出（本実施形態では、表面温度Ｔ＝温度絶対値Ｔａとする。）し、これを時系列情報として出力する。この場合、温度センサ２８はキャニスタ１１の上部の表面温度を複数個所計測して出力し、温度センサ２９はキャニスタ１１の下部の表面温度を複数個所計測して出力している。すると、ステップＳ３にて、温度平均値算出手段４３が温度絶対値Ｔａの時系列情報に基づいて一定期間におけるキャニスタ１１の上部及び下部の各平均値ＡＴａを算出する。また、ステップＳ４にて、温度標準偏差算出手段４４が温度絶対値Ｔａの時系列情報に基づいて一定期間における標準偏差σＴａを算出する。ステップＳ５では、正常温度領域設定手段４５が温度絶対値Ｔａの平均値ＡＴａと温度絶対値Ｔａの標準偏差σＴａに基づいて正常温度領域ＡＴａ±ｎσＴａ（例えば、ｎ＝３）を設定する。そして、ステップＳ６にて、異常判定手段４６は、温度センサ２８，２９が計測した表面温度Ｔとしての温度絶対値Ｔａが、正常温度領域ＡＴａ±ｎσＴａ内にあるかどうかをによりキャニスタ１１における密封状態の異常を判定する。
【００３２】
一方、ステップＳ７では、温度センサ２８，２９が計測したキャニスタ１１の表面温度Ｔから温度変化率算出手段５２がその温度変化率Ｔ’を算出し、これを時系列情報として出力する。すると、ステップＳ８にて、温度変化率平均値算出手段５３が温度変化率Ｔ’の時系列情報に基づいて一定期間における平均値ＡＴ’を算出する。また、ステップＳ９にて、温度変化率標準偏差算出手段５４が温度変化率Ｔ’の時系列情報に基づいて一定期間における標準偏差σＴ’を算出する。ステップＳ１０では、正常温度変化率領域設定手段５５が温度変化率Ｔ’の平均値ＡＴ’と温度変化率Ｔ’の標準偏差σＴ’に基づいて正常温度変化率領域ＡＴ’±ｎσＴ’（例えば、ｎ＝３）を設定する。そして、ステップＳ１１にて、異常判定手段５６は、温度センサ２８，２９が計測した表面温度Ｔから求めた温度変化率Ｔ’が、正常温度変化率領域ＡＴ’±ｎσＴ’内にあるかどうかをによりキャニスタ１１における密封状態の異常を判定する。
【００３３】
即ち、ステップＳ６にて、温度絶対値Ｔａ（時系列情報）が正常温度領域ＡＴａ±ｎσＴａから外れた回数が、連続してｍ回外れたかどうかを判定し、温度絶対値Ｔａが正常温度領域ＡＴａ±ｎσＴａからｍ回連続して外れたら、ステップＳ１６に移行して異常判定を継続する。一方、温度絶対値Ｔａが正常温度領域ＡＴａ±ｎσＴａからｍ回連続して外れなければ、ステップＳ１２に移行して正常と判定とし、ステップＳ１３にて、表示手段６０はキャニスタ１１の正常を表示する。また、ステップＳ１１にて、温度変化率Ｔ’（時系列情報）が正常温度変化率領域ＡＴ’±ｎσＴ’から外れた回数が、連続してｍ回外れたかどうかを判定し、温度変化率Ｔ’が正常温度領域ＡＴ’±ｎσＴ’からｍ回連続して外れたら、ステップＳ１６に移行して異常判定を継続する。一方、温度変化率Ｔ’が正常温度領域ＡＴ’±ｎσＴ’からｍ回連続して外れなければ、ステップＳ１４に移行して正常と判定とし、ステップＳ１５にて、表示手段６０はキャニスタ１１の正常を表示する。
【００３４】
ステップＳ６及びステップＳ１１で異常判定を継続すると判定されたら、ステップＳ１６にて別の判定方法でキャニスタ１１の異常を判定する。まず、同一のキャニスタ１１にて、温度センサ２８，２９が計測した異なる計測点での各表面温度ごとにその変化傾向を比較して異常判定を行う。具体的には、前述したステップＳ２〜Ｓ６と同様に、キャニスタ１１の上部にて、温度センサ２８が計測した各表面温度から温度絶対値をそれぞれ算出し、ある時点（時間）における各温度絶対値の平均値と標準偏差を算出する。そして、平均値と標準偏差とから正常温度領域を設定し、温度センサ２８が計測した各計測位置での温度絶対値と正常温度領域とを比較してキャニスタ１１における密封状態の異常を判定する。なお、温度センサ２９が計測した複数の下部表面温度についても同様に異常判定の処理を行う。
【００３５】
また、前述したステップＳ７〜Ｓ１１と同様に、キャニスタ１１の上部にて、温度センサ２８が計測した各表面温度からその温度変化率をそれぞれ算出し、ある時点（時間）における各温度変化率の平均値と標準偏差を算出する。そして、平均値と標準偏差とから正常温度変化率領域を設定し、温度センサ２８が計測した各計測位置での温度変化率と正常温度変化率領域とを比較してキャニスタ１１における密封状態の異常を判定する。なお、温度センサ２９が計測した複数の下部表面温度についても同様に異常判定の処理を行う。
【００３６】
次に、保管施設の建屋内に配置された周辺の各キャニスタ１１ごとに、各温度センサ２８，２９が計測した表面温度の変化傾向を比較して異常判定を行う。なお、具体的な演算方法並びに判定方法は、前述と同様であるため省略する。
【００３７】
そして、このステップＳ１６にて、同一のキャニスタ１１及び周辺の各キャニスタ１１において、他計測点と異なる変化傾向があれば、ステップＳ１７に移行し、ステップＳ６，Ｓ１１で異常判定として原因は気温による変動の可能性が大きいとし、ステップＳ１５にて、キャニスタ１１の正常を表示し、監視を継続する。なお、ステップＳ１７では、気温センサ３２が計測した気温Ｔ０に基づいて実際に気温に大きな変化があったかどうか確認する。
【００３８】
一方、ステップＳ１６にて、同一のキャニスタ１１及び周辺の各キャニスタ１１において、異なる変化傾向が発生していれば、ステップＳ１８で、周辺の各キャニスタ１１にて他計測点は異常変動がないかどうかを確認し、異常変動がなければ、ステップＳ１９で、同一のキャニスタ１１にて他計測点で異常変動がないかどうかを確認し、異常変動があれば、ステップＳ２０でキャニスタ１１の異常を判定する。そして、ステップＳ２１でキャニスタ１１の上部が温度低下する一方、中央部が温度上昇する傾向が確認されたら、ステップＳ２２で、キャニスタ１１の破損によるリーク異常の可能性が大きいと判定し、ステップＳ２３で表示手段６０がキャニスタ１１の異常を表示する。
【００３９】
また、ステップＳ１８で、周辺の各キャニスタ１１にて他計測点は異常変動があると確認されたり、ステップＳ１９で、同一のキャニスタ１１にて他計測点で異常変動があると確認されたら、ステップＳ２４で温度センサ２８，２９の異常を判定する。更に、ステップＳ２１でキャニスタ１１の上部が温度低下する一方、中央部が温度上昇する傾向が確認されなければ、ステップＳ２５で、温度センサ２８，２９を含む計測系の異常と判定し、ステップＳ２３で表示手段６０が温度センサ２８，２９あるいは計測系の異常を表示する。
【００４０】
このように第１実施形態の放射性物質容器の状態検出装置にあっては、キャニスタ１１の表面温度Ｔを計測する温度センサ２８，２９を設け、キャニスタ１１の表面温度Ｔを温度絶対値Ｔａとし、一定期間における温度絶対値Ｔａの平均値ＡＴａを算出すると共に、一定期間における温度絶対値Ｔａの標準偏差σＴａを算出し、温度絶対値の平均値ＡＴａと標準偏差σＴａをに基づいて正常温度領域ＡＴａ±ｎσＴａを設定し、温度絶対値Ｔａと正常温度領域ＡＴａ±ｎσＴａとを比較してキャニスタ１１における密封状態の異常を判定している。
【００４１】
従って、キャニスタ１１の表面温度Ｔを継続的に計測し、表面温度Ｔ（温度絶対値Ｔａ）の平均値ＡＴａと標準偏差σＴａから正常温度領域ＡＴａ±ｎσＴａを設定し、表面温度Ｔ（温度絶対値Ｔａ）がこの正常温度領域ＡＴａ±ｎσＴａにあるかどうかによりキャニスタ１１の密封状態が適正かどうかを判定することができ、簡単な構成で密封状態の異常を早期に、且つ、確実に検出することができ、モニタリング精度を向上することができる。
【００４２】
即ち、図３のグラフに示すように、表面温度Ｔを継続的に計測し、その平均値ＡＴａに対して上限値ＡＴａ＋ｎσＴａと下限値ＡＴａ−ｎσＴａが設定（正常温度領域ＡＴａ±ｎσＴａ）されている状態で、時間ｔ１でキャニスタ１１が破損し、内部ガスが漏洩して圧力が低下すると、時間ｔ２で表面温度Ｔ（温度絶対値Ｔａ）が下限値ＡＴａ−ｎσＴａを外れるため、このときにキャニスタ１１の異常を検出することができる。
【００４３】
また、温度センサ２８，２９が計測した一定期間におけるキャニスタ１１の表面温度Ｔの温度変化率Ｔ’の平均値ＡＴ’を算出すると共に、キャニスタ１１の表面温度Ｔの温度変化率Ｔ’の標準偏差σＴ’を算出し、温度変化率Ｔ’の平均値ＡＴ’と標準偏差σＴ’に基づいて正常温度変化率領域ＡＴ’±ｎσＴ’を設定し、表面温度Ｔの温度変化率Ｔ’と正常温度変化率領域ＡＴ’±ｎσＴ’とを比較してキャニスタ１１における密封状態の異常を判定している。
【００４４】
従って、キャニスタ１１の表面温度Ｔを継続的に計測し、この表面温度Ｔの温度変化率Ｔ’の平均値ＡＴ’と標準偏差σＴ’から正常温度変化率領域ＡＴ’±ｎσＴ’を設定し、温度変化率Ｔ’がこの正常温度変化率領域ＡＴ’±ｎσＴ’にあるかどうかによりキャニスタ１１の密封状態が適正かどうかを判定することができ、簡単な構成で密封状態の異常を早期に、且つ、確実に検出することができ、モニタリング精度を向上することができる。
【００４５】
即ち、図４のグラフに示すように、表面温度Ｔを継続的に計測し、その温度変化率Ｔ’の平均値ＡＴ’に対して上限値ＡＴ’＋ｎσＴ’と下限値ＡＴ’−ｎσＴ’が設定（正常温度領域ＡＴ’±ｎσＴ’）されている状態で、時間ｔ３で温度変化率Ｔ’が下限値ＡＴａ−ｎσＴａを外れるため、このときにキャニスタ１１の異常を検出することができる。
【００４６】
更に、その後、同一のキャニスタ１１の異なる計測点での表面温度や温度変化率ごとにその変化傾向を比較して異常判定を行ったり、保管施設の建屋内に配置された周辺の各キャニスタ１１ごとにその表面温度や温度変化率ごとにその変化傾向を比較して異常判定を行っている。そのため、キャニスタ１１の異常判定の信頼性が向上すると共に、キャニスタ１１の異常判定の原因を特定することができる。
【００４７】
なお、上述した第１実施形態では、第１制御ブロック４１にて、温度センサ２８，２９が計測したキャニスタ１１の表面温度を温度絶対値とし、この温度絶対値を用いてその平均値及び標準偏差を算出して正常温度領域を設定し、異常判定を行ったが、温度センサ２８，２９が計測したキャニスタ１１の表面温度を用いてその平均値及び標準偏差を算出して正常温度領域を設定し、異常判定を行ってもよい。
【００４８】
また、キャニスタ１１の表面温度Ｔ（温度絶対値Ｔａ）を判定基準とした第１制御ブロック４１による処理（ステップＳ２〜Ｓ６）と、キャニスタ１１の表面温度Ｔの温度変化率Ｔ’を判定基準とした第２制御ブロック５１による処理（ステップＳ７〜Ｓ１１）とを並行して行ったが、一方だけの処理でキャニスタ１１の異常判定を行ってもよい。
【００４９】
更に、表面温度Ｔ（温度絶対値Ｔａ）と温度変化率Ｔ’を判定基準とした処理でキャニスタ１１の異常を判定した後、同一のキャニスタ１１の異なる計測点での表面温度や温度変化率ごとの異常判定と、周辺の各キャニスタ１１の表面温度や温度変化率ごとの異常判定を行ったが、表面温度Ｔ（温度絶対値Ｔａ）と温度変化率Ｔ’による異常判定だけとしたり、同一のキャニスタ１１の異なる計測点での異常判定だけ、また、周辺の各キャニスタ１１の表面温度や温度変化率の異常判定だけとしてもよい。
【００５０】
また、上述のステップＳ１６では、同一のキャニスタ１１及び周辺の各キャニスタ１１の他計測点と異なる変化傾向の有無に判定し、判定結果によりステップＳ１７，Ｓ１８に移行するようにしたが、同一のキャニスタ１１及び周辺の各キャニスタ１１の全計測点の各時点ごとの温度変化率データについての平均値と標準偏差を算出（同一計測点での時系列データの平均値ではなく、同一時点の異なる計測点を母集団とした統計量）し、この計測点の変化率が正常温度領域にあるかどうかにより判定し、正常温度領域にあれば異なる変化傾向なしとしてステップＳ１７に移行し、正常温度領域になければ異なる変化傾向ありとしてＳ１８に移行するようにしてもよい。
【００５１】
図５に本発明の第２実施形態に係る放射性物質容器の状態検出装置の概略構成、図６に第２実施形態の放射性物質容器の状態検出装置による状態検出制御のフローチャートを示す。
【００５２】
第２実施形態の放射性物質容器の状態検出装置において、図５に示すように、放射性物質容器としてのキャスク６１はステンレス製あるいは炭素鋼製であって、内部にキャビティ６２が形成され、このキャビティ６２には使用済燃料集合体６３を収容するバスケット６４が配設され、上部開口にガスケットを介して一次蓋６５及び二次蓋６６が固定された密封状態が維持されている。
【００５３】
また、一次蓋６５と二次蓋６６との間にはヘリウムガスが充填されて圧力障壁（空間部）６７を形成しており、二次蓋６６にはこれを貫通する検査孔が形成されており、各検査孔に圧力センサ（状態計測手段、蓋間圧力計測手段）６８，６９がシール機能を有して装着されている。この温度センサ６８，６９は、一次蓋６５と二次蓋６６との間の圧力障壁６７の圧力を計測することができる。そして、キャスク６１内にはヘリウム等のガスが充填されて対流することで、使用済燃料集合体６３からの局所的な発熱を吸収してキャビティ６２内の全体を循環しており、圧力障壁６７によりキャスク６１と一次蓋６５との密閉を確保している。
従って、キャスク６１のキャビティ６２では、この圧力障壁６７の圧力分布の特性を検出することでヘリウムガスの漏洩、即ち、密封状態の異常を検出することができる。本実施形態では、圧力障壁６７の圧力を継続的に計測し、ヘリウムガスの漏洩による内部圧力変動をこの圧力変化として検出し、キャスク７１における密封状態の異常を判定するようにしている。
【００５４】
本実施形態の放射性物質容器の状態検出装置にて、異常判定を実行する制御装置７０は並列に設けられた２つの制御ブロック７１，８１から構成されており、前述した圧力センサ６８，６９の計測結果、並びに気温センサ３２の計測結果が入力される。
【００５５】
第１制御ブロック７１は、圧力センサ６８，６９が計測したキャスク６１における圧力障壁６７の圧力から圧力絶対値を算出する圧力絶対値算出手段７２と、圧力絶対値算出手段７２が算出した一定期間における圧力絶対値の平均値を算出する圧力平均値算出手段（状態平均値算出手段）７３と、圧力絶対値算出手段７２が算出した一定期間における圧力絶対値の標準偏差を算出する圧力標準偏差算出手段（状態標準偏差算出手段）７４と、圧力平均値算出手段７３が算出した圧力絶対値の平均値と圧力標準偏差算出手段７４が算出した圧力絶対値の標準偏差に基づいて正常圧力領域を設定する正常圧力領域設定手段（正常状態領域設定手段）７５と、圧力絶対値算出手段７２が算出した圧力絶対値と正常圧力領域設定手段７５が設定した正常圧力領域とを比較してキャスク６１における密封状態の異常を判定する異常判定手段７６とを有している。
【００５６】
第２制御ブロック８１は、圧力センサ６８，６９が計測したキャスク６１における圧力障壁６７の圧力の圧力変化率を算出する圧力変化率算出手段８２と、圧力変化率算出手段８２が算出した一定期間における圧力変化率の平均値を算出する圧力変化率平均値算出手段８３と、圧力変化率算出手段（状態変化率算出手段）８３がが算出した一定期間における圧力変化率の標準偏差を算出する圧力変化率標準偏差算出手段（状態標準偏差算出手段）８４と、圧力変化率平均値算出手段８３が算出した圧力変化率の平均値と圧力変化率標準偏差算出手段８４が算出した圧力変化率の標準偏差に基づいて正常圧力変化率領域を設定する正常圧力変化率領域設定手段（正常状態領域設定手段）８５と、圧力変化率算出手段８２が算出した圧力変化率と正常圧力変化率領域設定手段８５が設定した正常圧力変化率領域とを比較してキャスク６１における密封状態の異常を判定する異常判定手段８６とを有している。
【００５７】
そして、制御装置７０（制御ブロック７１，８１）には、キャスク６１の正常あるいは異常を知らせる表示手段９０が接続されている。
【００５８】
ここで、第２実施形態の放射性物質容器の状態検出装置によるキャスク６１の状態判定方法について詳細に説明する。
【００５９】
ステップＴ１において、圧力センサ６８，６９がキャスク６１における圧力障壁６７の圧力Ｐを計測すると共に、気温センサ３２が保管施設の建屋内の気温Ｔ０を計測し、制御装置７０に出力する。すると、ステップＴ２〜Ｔ６にて、前述した第１制御ブロック７１の処理と、ステップＴ７〜Ｔ１１にて、前述した第２制御ブロック８１の処理を平行して行う。
【００６０】
即ち、ステップＴ２では、圧力絶対値算出手段７２が圧力センサ６８，６９が計測したキャスク６１の圧力Ｐに基づいて圧力絶対値Ｐａを算出（本実施形態では、計測圧力Ｐ＝圧力絶対値Ｐａとする。）し、これを時系列情報として出力する。この場合、圧力センサ６８，６９はキャスク６１の圧力障壁６７の圧力を複数個所計測して出力している。すると、ステップＴ３にて、圧力平均値算出手段７３が圧力絶対値Ｐａの時系列情報に基づいて一定期間におけるキャスク６１の圧力平均値ＡＰａを算出する。また、ステップＴ４にて、圧力標準偏差算出手段７４が圧力絶対値Ｐａの時系列情報に基づいて一定期間における標準偏差σＰａを算出する。ステップＴ５では、正常圧力領域設定手段７５が圧力絶対値Ｐａの平均値ＡＴａと圧力絶対値Ｐａの標準偏差σＰａに基づいて正常圧力領域ＡＰａ±ｎσＰａ（例えば、ｎ＝３）を設定する。そして、ステップＴ６にて、異常判定手段７６は、圧力センサ６８，６９が計測した圧力Ｐとしての圧力絶対値Ｐａが、正常圧力領域ＡＰａ±ｎσＰａ内にあるかどうかをによりキャスク６１における密封状態の異常を判定する。
【００６１】
一方、ステップＴ７では、圧力センサ６８，６９が計測したキャスク６１における圧力障壁６７の圧力Ｐから圧力変化率算出手段８２がその圧力変化率Ｐ’を算出し、これを時系列情報として出力する。すると、ステップＴ８にて、圧力変化率平均値算出手段８３が圧力変化率Ｐ’の時系列情報に基づいて一定期間における平均値ＡＰ’を算出する。また、ステップＴ９にて、圧力変化率標準偏差算出手段８４が圧力変化率Ｐ’の時系列情報に基づいて一定期間における標準偏差σＰ’を算出する。ステップＴ１０では、正常圧力変化率領域設定手段８５が圧力変化率Ｐ’の平均値ＡＰ’と圧力変化率Ｐ’の標準偏差σＰ’に基づいて正常圧力変化率領域ＡＰ’±ｎσＰ’（例えば、ｎ＝３）を設定する。そして、ステップＴ１１にて、異常判定手段８６は、圧力センサ６８，６９が計測した表面圧力Ｐから求めた圧力変化率Ｐ’が、正常圧力変化率領域ＡＰ’±ｎσＰ’内にあるかどうかをによりキャスク６１における密封状態の異常を判定する。
【００６２】
即ち、ステップＴ６にて、圧力絶対値Ｐａ（時系列情報）が正常圧力領域ＡＰａ±ｎσＴａから外れた回数が、連続してｍ回外れたかどうかを判定し、圧力絶対値Ｐａが正常圧力領域ＡＰａ±ｎσＰａからｍ回連続して外れたら、ステップＴ１６に移行して異常判定を継続する。一方、圧力絶対値Ｐａが正常圧力領域ＡＰａ±ｎσＰａからｍ回連続して外れなければ、ステップＴ１２に移行して正常と判定とし、ステップＴ１３にて、表示手段６０はキャスク６１の正常を表示する。また、ステップＴ１１にて、圧力変化率Ｐ’（時系列情報）が正常圧力変化率領域ＡＰ’±ｎσＰ’から外れた回数が、連続してｍ回外れたかどうかを判定し、圧力変化率Ｐ’が正常圧力領域ＡＰ’±ｎσＰ’からｍ回連続して外れたら、ステップＴ１６に移行して異常判定を継続する。一方、圧力変化率Ｐ’が正常圧力領域ＡＰ’±ｎσＰ’からｍ回連続して外れなければ、ステップＴ１４に移行して正常と判定とし、ステップＴ１５にて、表示手段６０はキャスク６１の正常を表示する。
【００６３】
ステップＴ６及びステップＴ１１で異常判定を継続すると判定されたら、ステップＴ１６にて別の判定方法でキャスク６１の異常を判定する。まず、同一のキャスク６１にて、圧力センサ６８，６９が計測した異なる計測点での各表面圧力ごとにその変化傾向を比較して異常判定を行う。具体的には、前述したステップＴ２〜Ｔ６と同様に、キャスク６１の上部にて、圧力センサ６８，６９が計測した圧力から圧力絶対値をそれぞれ算出し、ある時点（時間）における圧力絶対値の平均値と標準偏差を算出する。そして、平均値と標準偏差とから正常圧力領域を設定し、圧力センサ２８，６９が計測した各計測位置での圧力絶対値と正常圧力領域とを比較してキャスク６１における密封状態の異常を判定する。
【００６４】
また、前述したステップＴ７〜Ｔ１１と同様に、圧力センサ６８，６９が計測した各圧力からその圧力変化率をそれぞれ算出し、ある時点（時間）における各圧力変化率の平均値と標準偏差を算出する。そして、平均値と標準偏差とから正常圧力変化率領域を設定し、圧力センサ６８，６９が計測した各計測位置での圧力変化率と正常圧力変化率領域とを比較してキャスク６１における密封状態の異常を判定する。
【００６５】
次に、保管施設の建屋内に配置された周辺の各キャスク６１ごとに、各圧力センサ６８，６９が計測した表面圧力の変化傾向を比較して異常判定を行う。なお、具体的な演算方法並びに判定方法は、前述と同様であるため省略する。
【００６６】
そして、このステップＴ１６にて、同一のキャスク６１及び周辺の各キャスク６１において、他計測点と異なる変化傾向があれば、ステップＴ１７に移行し、ステップＴ６，Ｔ１１で異常判定として原因は気温による変動の可能性が大きいとし、ステップＴ１５にて、キャスク６１の正常を表示し、監視を継続する。なお、ステップＴ１７では、気温センサ３２が計測した気温Ｔ０に基づいて実際に気温に大きな変化があったかどうか確認する。
【００６７】
一方、ステップＴ１６にて、同一のキャスク６１及び周辺の各キャスク６１において、異なる変化傾向が発生していれば、ステップＴ１８で、周辺の各キャスク６１にて他計測点は異常変動がないかどうかを確認し、異常変動がなければ、ステップＴ１９で、同一のキャスク６１にて他計測点で異常変動がないかどうかを確認し、異常変動があれば、ステップＴ２１で、キャスク６１の破損によるリーク異常の可能性が大きいと判定し、ステップＴ２２で表示手段９０がキャスク６１の異常を表示する。
【００６８】
また、ステップＴ１８で、周辺の各キャスク６１にて他計測点は異常変動があると確認されたり、ステップＴ１９で、同一のキャスク６１にて他計測点で異常変動があると確認されたら、ステップＴ２３で圧力センサ６８，６９の異常を判定し、更に、ステップＴ２４で圧力センサ６８，６９を含む計測系の異常と判定し、ステップＴ２２で表示手段９０が圧力センサ６８，６９あるいは計測系の異常を表示する。
【００６９】
このように第２実施形態の放射性物質容器の状態検出装置にあっては、キャスク６１における圧力障壁６７の圧力Ｐを計測する圧力センサ６８，６９を設け、キャスク６１の圧力ｐを圧力絶対値Ｐａとし、一定期間における圧力絶対値Ｐａの平均値ＡＰａを算出すると共に、一定期間における圧力絶対値Ｐａの標準偏差σＰａを算出し、圧力絶対値の平均値ＡＰａと標準偏差σＰａをに基づいて正常圧力領域ＡＰａ±ｎσＰａを設定し、圧力絶対値Ｐａ と正常圧力領域ＡＰａ±ｎσＰａとを比較してキャスク６１における密封状態の異常を判定している。
【００７０】
従って、キャスク６１の蓋間圧力Ｐを継続的に計測し、この圧力Ｐ（圧力絶対値Ｐａ）の平均値ＡＰａと標準偏差σＰａから正常圧力領域ＡＰａ±ｎσＰａを設定し、表面圧力Ｐ（圧力絶対値Ｐａ）がこの正常圧力領域ＡＰａ±ｎσＰａにあるかどうかによりキャスク６１の密封状態が適正かどうかを判定することができ、簡単な構成で密封状態の異常を早期に、且つ、確実に検出することができ、モニタリング精度を向上することができる。即ち、圧力Ｐを継続的に計測し、その平均値ＡＰａに対して上限値ＡＰａ＋ｎσＰａと下限値ＡＰａ−ｎσＰａが設定（正常圧力領域ＡＰａ±ｎσＰａ）されている状態で、キャスク６１が破損して内部ガスが漏洩して圧力が低下すると、蓋間圧力Ｐ（圧力絶対値Ｐａ）が下限値ＡＰａ−ｎσＰａを外れるため、このときにキャスク６１の異常を検出することができる。
【００７１】
また、圧力センサ６８，６９が計測した一定期間におけるキャスク６１の蓋間圧力Ｐの圧力変化率Ｐ’の平均値ＡＰ’を算出すると共に、キャスク６１の圧力Ｐの圧力変化率Ｐ’の標準偏差σＰ’を算出し、圧力変化率Ｐ’の平均値ＡＰ’と標準偏差σＰ’に基づいて正常圧力変化率領域ＡＰ’±ｎσＰ’を設定し、表面圧力Ｐの圧力変化率Ｐ’と正常圧力変化率領域ＡＰ’±ｎσＰ’とを比較してキャスク６１における密封状態の異常を判定している。
【００７２】
従って、キャスク６１の表面圧力Ｐを継続的に計測し、この表面圧力Ｐの圧力変化率Ｐ’の平均値ＡＰ’と標準偏差σＰ’から正常圧力変化率領域ＡＰ’±ｎσＰ’を設定し、圧力変化率Ｐ’がこの正常圧力変化率領域ＡＰ’±ｎσＰ’にあるかどうかによりキャスク６１の密封状態が適正かどうかを判定することができ、簡単な構成で密封状態の異常を早期に、且つ、確実に検出することができ、モニタリング精度を向上することができる。即ち、蓋間圧力Ｐを継続的に計測し、その圧力変化率Ｐ’の平均値ＡＰ’に対して上限値ＡＰ’＋ｎσＰ’と下限値ＡＰ’−ｎσＰ’が設定（正常圧力領域ＡＰ’±ｎσＰ’）されている状態で、圧力変化率Ｐ’が下限値ＡＰａ−ｎσＰａを外れるため、このときにキャスク６１の異常を検出することができる。
【００７３】
更に、その後、同一のキャスク６１の異なる計測点での蓋間圧力や圧力変化率ごとにその変化傾向を比較して異常判定を行ったり、保管施設の建屋内に配置された周辺の各キャスク６１ごとにその蓋間圧力や圧力変化率ごとにその変化傾向を比較して異常判定を行っている。そのため、キャスク６１の異常判定の信頼性が向上すると共に、キャスク６１の異常判定の原因を特定することができる。
【００７４】
なお、上述した第２実施形態では、第１制御ブロック７１にて、圧力センサ６８，６９が計測したキャスク６１の蓋間圧力を圧力絶対値としたが、計測圧力を用いて処理を行ってもよい。また、キャスク６１の蓋間圧力Ｐ（圧力絶対値Ｐａ）を判定基準とした第１制御ブロック７１による処理（ステップＴ２〜Ｔ６）と、キャスク６１の圧力Ｔの圧力変化率Ｔ’を判定基準とした第２制御ブロック８１による処理（ステップＴ７〜Ｔ１１）とを並行して行ったが、一方だけの処理でキャスク６１の異常判定を行ってもよい。
【００７５】
更に、蓋間圧力Ｐ（圧力絶対値Ｐａ）と圧力変化率Ｐ’を判定基準とした処理でキャスク６１の異常を判定した後、同一のキャスク６１の異なる計測点での表面圧力や圧力変化率ごとの異常判定と、周辺の各キャスク６１の表面圧力や圧力変化率ごとの異常判定を行ったが、蓋間圧力Ｐ（圧力絶対値Ｐａ）と圧力変化率Ｐ’による異常判定だけとしたり、同一のキャスク６１の異なる計測点での異常判定だけ、また、周辺の各キャスク６１の表面圧力や圧力変化率の異常判定だけとしてもよい。
【００７６】
また、第２実施形態では、圧力センサ６８，６９がキャスク６１における一次蓋６４と二次蓋６５との間の空間部としての圧力障壁６７の圧力、つまり、蓋間圧力Ｐを計測し、この蓋間圧力Ｐを用いて各種の処理を行ったが、前述した第１実施形態と同様に、二次蓋６５に温度センサを設け、二次蓋６５の表面温度を用いて各種の処理を行ってもよい。
【００７７】
【発明の効果】
以上、実施形態において詳細に説明したように請求項１の発明の放射性物質容器の状態検出装置によれば、放射性物質容器の状態情報を計測する状態計測手段と、一定期間における状態情報の平均値を算出する状態平均値算出手段と、一定期間における状態情報の標準偏差を算出する状態標準偏差算出手段と、状態情報の平均値及び標準偏差に基づいて正常状態領域を設定する正常状態領域設定手段と、状態情報と正常状態領域とを比較して放射性物質容器における状態の異常を判定する異常判定手段とを設けたので、放射性物質容器の状態情報を継続的に計測する簡単な構成で、放射性物質容器の状態の異常を早期に、且つ、確実に検出することができ、容器の保管時や容器の輸送時等のモニタリング精度を向上することができる。
【００７８】
また、請求項２の発明の放射性物質容器の状態検出装置は、配置された複数の放射性物質容器の状態情報を計測する状態計測手段と、複数の放射性物質容器の状態情報の平均値を算出する状態平均値算出手段と、複数の放射性物質容器の状態情報の標準偏差を算出する状態標準偏差算出手段と、表面温度または蓋間圧力と正常状態領域とを比較して放射性物質容器における密封状態の異常を判定する異常判定手段とを設けたので、放射性物質容器の表面温度または蓋間圧力を継続的に計測する簡単な構成で、放射性物質容器の密封状態の異常を早期に、且つ、確実に検出することができ、モニタリング精度を向上することができる。
【００７９】
請求項３の発明の放射性物質容器の状態検出装置では、異常判定手段は状態情報が正常状態領域から所定回数連続して外れたときに異常を判定するので、状態計測手段による単なる計測ミスによる誤判定を防止して異常判定の信頼性を向上することができる。
【００８０】
請求項４の発明の放射性物質容器の状態検出装置によれば、状態計測手段は放射性物質容器の複数個所の状態情報を計測し、複数個所の計測値ごとに状態情報の平均値、標準偏差、正常状態領域を求め、異常判定手段は複数個所ごとに異常判定を行うと共に、異常判定結果に基づいて状態計測手段の異常判定を行うので、放射性物質容器の異常判定の信頼性を向上することができると共に、放射性物質容器の異常判定の原因を特定することができる。
【００８１】
請求項５の発明の放射性物質容器の状態検出装置によれば、状態計測手段としての状態情報計測手段は放射性物質容器における異なる複数個所の状態情報を計測するので、異常の特徴的な現象を早期に且つ確実に検出することができ、モニタリング精度を向上することができると共に、放射性物質容器の異常及び計測系の異常を確実に判定することができる。
【００８２】
また、請求項６の発明の放射性物質容器の状態検出装置によれば、放射性物質容器の状態情報を計測する状態計測手段と、一定期間における状態情報の状態変化率の平均値を算出する状態変化率平均値算出手段と、一定期間における状態情報の状態変化率の標準偏差を算出する状態変化率標準偏差算出手段と、状態情報の状態変化率の平均値及び標準偏差に基づいて正常状態変化率領域を設定する正常状態変化率領域設定手段と、状態情報の状態変化率と正常状態変化率領域とを比較して放射性物質容器における状態の異常を判定する異常判定手段とを設けたので、放射性物質容器の状態情報を継続的に計測する簡単な構成で、放射性物質容器の状態の異常を早期に、且つ、確実に検出することができ、モニタリング精度を向上することができる。
【００８３】
また、請求項７の発明の放射性物質容器の状態検出装置によれば、配置された複数の放射性物質容器の状態情報を計測する状態計測手段と、複数の放射性物質容器の状態情報の状態変化率の平均値を算出する状態変化率平均値算出手段と、複数の放射性物質容器の状態情報の状態変化率の標準偏差を算出する状態変化率標準偏差算出手段と、状態情報の状態変化率の平均値及び標準偏差に基づいて正常状態変化率領域を設定する正常状態変化率領域設定手段と、状態情報の状態変化率と正常状態変化率領域とを比較して放射性物質容器における状態の異常を判定する異常判定手段とを設けたので、放射性物質容器の状態情報を継続的に計測する簡単な構成で、放射性物質容器の状態の異常を早期に、且つ、確実に検出することができ、モニタリング精度を向上することができる。
【００８４】
請求項８の発明の放射性物質容器の状態検出装置によれば、異常判定手段は状態変化率が正常状態変化率領域から所定回数連続して外れたときに異常を判定するので、状態計測手段による単なる計測ミスによる誤判定を防止して異常判定の信頼性を向上することができる。
【００８５】
請求項９の発明の放射性物質容器の状態検出装置によれば、状態計測手段は放射性物質容器の複数個所の状態情報を計測し、複数個所の計測値ごとに状態情報の状態変化率の平均値、標準偏差、正常状態領域を求め、異常判定手段は複数個所ごとに異常判定を行うと共に、異常判定結果に基づいて状態計測手段の異常判定を行うので、放射性物質容器の異常判定の信頼性を向上することができると共に、放射性物質容器の異常判定の原因を特定することができる。
【００８６】
請求項１０の発明の放射性物質容器の状態検出装置によれば、状態計測手段としての状態情報計測手段は放射性物質容器における異なる複数個所の表面温度を計測するので、異常の特徴的な現象を早期に且つ確実に検出することができ、モニタリング精度を向上することができると共に、放射性物質容器の異常及び計測系の異常を確実に判定することができる。
【００８７】
請求項１１の発明の状態検出方法によれば、上記各請求項の状態検出装置の方法を実現できるので、放射性物質容器の状態の異常を早期に、且つ、確実に検出することができ、容器の保管時や容器の輸送時等のモニタリング精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る放射性物質容器の状態検出装置の概略構成図である。
【図２】本実施形態の放射性物質容器の状態検出装置による状態検出制御のフローチャートである。
【図３】放射性物質容器の表面温度の変化による異常判定結果を表すグラフである。
【図４】放射性物質容器の温度変化率の変化による異常判定結果を表すグラフである。
【図５】本発明の第２実施形態に係る放射性物質容器の状態検出装置の概略構成図である。
【図６】図６に第２実施形態の放射性物質容器の状態検出装置による状態検出制御のフローチャートである。
【符号の説明】
１１…キャニスタ（放射性物質容器）
１２…キャビティ
１３…使用済燃料集合体
１５…一次蓋
１６…二次蓋
２１…キャスク
２８，２９…温度センサ（表面温度計測手段）
３２…気温センサ
４０…制御装置
４１…第１制御ブロック
４２…温度絶対値算出手段
４３…温度平均値算出手段（状態平均値算出手段）
４４…温度標準偏差算出手段（状態標準偏差算出手段）
４５…正常温度領域設定手段（正常状態領域設定手段）
４６…異常判定手段
５１…第２制御ブロック
５２…温度変化率算出手段
５３…温度変化率平均値算出手段（状態平均値算出手段）
５４…温度変化率標準偏差算出手段（状態標準偏差算出手段）
５５…正常温度変化率領域設定手段（正常状態領域設定手段）
５６…異常判定手段
６０…表示手段
６１…キャスク（放射性物質容器）
６２…キャビティ
６３…使用済燃料集合体
６５…一次蓋
６６…二次蓋
６７…圧力障壁（空間部）
６８，６９…圧力センサ（状態計測手段、圧力計測手段）
７０…制御装置
７１…第１制御ブロック
７２…圧力絶対値算出手段
７３…圧力平均値算出手段（状態平均値算出手段）
７４…圧力標準偏差算出手段（状態標準偏差算出手段）
７５…正常圧力領域設定手段（正常状態領域設定手段）
７６…異常判定手段
８１…第２制御ブロック
８２…圧力変化率算出手段
８３…圧力変化率平均値算出手段（状態平均値算出手段）
８４…圧力変化率標準偏差算出手段（状態標準偏差算出手段）
８５…正常圧力変化率領域設定手段（正常状態領域設定手段）
８６…異常判定手段
９０…表示手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼を終えた使用済燃料集合体や放射性廃棄物などの放射性物質をを収容するキャニスタやキャスク等の放射性物質容器の状態を、輸送時や保管時に検出する放射性物質容器の状態検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
核燃料サイクルの終期にあって、燃焼を終えて使用できなくなった核燃料集合体を使用済燃料集合体と称するが、この使用済燃料集合体はＦＰなどの高放射能物質を含んでおり、熱的に冷却する必要があることから、キャニスタ及び貯蔵用キャスクに収容され、原子力発電所の冷却ピットで約６０年間冷却状態で貯蔵される。その後、この使用済燃料集合体は、貯蔵用キャスクから輸送用キャスクに移され、トラック等で再処理施設に搬送貯蔵される。この場合、キャスク内には、高放射能物質を収容することとなるため、このキャスクの密封には高い信頼性が要求される。
【０００３】
そのため、使用済燃料集合体がキャニスタや貯蔵用キャスクに収容されて貯蔵状態にあるとき、その密封性をモニタリングするモニタリング装置が設けられており、このモニタリング装置としては、例えば、特開２００２−４８８９８号公報に開示されたものがある。この公報に開示された「キャスク用モニタリング装置」は、キャスクの周辺に光ファイバと圧力センサと接着テープとを設け、圧力及び温度を求めて測定個所の分布を特定することで、モニタリングを可能としている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−４８８９８号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の「キャスク用モニタリング装置」にあっては、キャスクの圧力と温度から測定個所の分布を特定してモニタリングをしているが、このモニタリングしたデータからどうようにしてキャスクの状態を検出するか、具体的な構成がなく、キャスクの状態の異常を適正に検出することができない。
【０００６】
本発明はこのような問題を解決するものであり、簡単な構成で放射性物質やその容器の状態の異常を適正に検出可能とした放射性物質容器の状態検出装置と方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための請求項１の発明の放射性物質容器の状態検出装置は、放射性物質を収容する容器の状態を検出する放射性物質容器の状態検出装置において、前記放射性物質容器の状態情報を計測する状態計測手段と、該状態計測手段が計測した一定期間における状態情報の平均値を算出する状態平均値算出手段と、前記状態計測手段が計測した一定期間における状態情報の標準偏差を算出する状態標準偏差算出手段と、前記状態平均値算出手段及び前記状態標準偏差算出手段の算出結果に基づいて正常状態領域を設定する正常状態領域設定手段と、前記状態計測手段が計測した状態情報と前記正常状態領域設定手段が設定した正常状態領域とを比較して前記放射性物質容器における状態の異常を判定する異常判定手段とを具えたことを特徴とするものである。
なお、ここで放射性物質としては、使用済み核燃料や放射性廃棄物があり、その容器とは通常、遮蔽層のあるキャスク、遮蔽層のないキャニスタ、あるいは国よってはフラスコなど呼ばれている容器がある。また、状態情報としては、容器の表面温度あるいは蓋間圧力など容器の状態若しくは放射線量など放射性物質の状態を示す情報がある。
【０００８】
また、請求項２の発明の放射性物質容器の状態検出装置は、放射性物質を収容する容器の状態を検出する放射性物質容器の状態検出装置において、近接配置された複数の放射性物質容器の状態情報を計測する状態計測手段と、該状態計測手段が計測した前記複数の放射性物質容器の状態情報の平均値を算出する状態平均値算出手段と、前記状態計測手段が計測した前記複数の放射性物質容器の状態情報の標準偏差を算出する状態標準偏差算出手段と、前記状態平均値算出手段及び前記状態標準偏差算出手段の算出結果に基づいて正常状態領域を設定する正常状態領域設定手段と、前記状態計測手段が計測した状態情報と前記正常状態領域設定手段が設定した正常状態領域とを比較して前記放射性物質容器における状態の異常を判定する異常判定手段とを具えたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３の発明の放射性物質容器の状態検出装置では、前記異常判定手段は、前記状態情報が前記正常状態領域から所定回数連続して外れたときに前記異常を判定することを特徴としている。
【００１０】
請求項４の発明の放射性物質容器の状態検出装置では、前記状態計測手段は、前記放射性物質容器の複数個所の状態情報を計測し、該複数個所の計測値ごとに前記状態情報の平均値、前記標準偏差、前記正常状態領域を求め、前記異常判定手段は、前記複数個所ごとに異常判定を行うと共に、該異常判定結果に基づいて前記状態計測手段の異常判定を行うことを特徴としている。
【００１１】
請求項５の発明の放射性物質容器の状態検出装置では、前記状態計測手段としての状態情報計測手段は、前記放射性物質容器における異なる複数個所の状態情報を計測することを特徴としている。
【００１２】
また、請求項６の発明の放射性物質容器の状態検出装置は、放射性物質を収容する容器の状態を検出する放射性物質容器の状態検出装置において、前記放射性物質容器の状態情報を計測する状態計測手段と、該状態計測手段が計測した一定期間における状態情報の状態変化率の平均値を算出する状態変化率平均値算出手段と、前記状態計測手段が計測した一定期間における状態情報の状態変化率の標準偏差を算出する状態変化率標準偏差算出手段と、前記状態変化率平均値算出手段及び前記状態変化率標準偏差算出手段の算出結果に基づいて正常状態変化率領域を設定する正常状態変化率領域設定手段と、前記状態計測手段が計測した状態情報の状態変化率と前記正常状態変化率領域設定手段が設定した正常状態変化率領域とを比較して前記放射性物質容器における状態の異常を判定する異常判定手段とを具えたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項７の発明の放射性物質容器の状態検出装置は、放射性物質を収容する容器の状態を検出する放射性物質容器の状態検出装置において、近接配置された複数の放射性物質容器の状態情報を計測する状態計測手段と、該状態計測手段が計測した前記複数の放射性物質容器の状態情報の状態変化率の平均値を算出する状態変化率平均値算出手段と、前記状態計測手段が計測した前記複数の放射性物質容器の状態情報の状態変化率の標準偏差を算出する状態変化率標準偏差算出手段と、前記状態変化率平均値算出手段及び前記状態変化率標準偏差算出手段の算出結果に基づいて正常状態変化率領域を設定する正常状態変化率領域設定手段と、前記状態計測手段が計測した状態情報の状態変化率と前記正常状態変化率領域設定手段が設定した正常状態変化率領域とを比較して前記放射性物質容器における状態の異常を判定する異常判定手段とを具えたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項８の発明の放射性物質容器の状態検出装置では、前記異常判定手段は、前記状態変化率が前記正常状態変化率領域から所定回数連続して外れたときに前記異常を判定することを特徴としている。
【００１５】
請求項９の発明の放射性物質容器の状態検出装置では、前記状態計測手段は、前記放射性物質容器の複数個所の状態情報を計測し、該複数個所の計測値ごとに前記状態情報の状態変化率の平均値、前記標準偏差、前記正常状態領域を求め、前記異常判定手段は、前記複数個所ごとに異常判定を行うと共に、該異常判定結果に基づいて前記状態計測手段の異常判定を行うことを特徴としている。
【００１６】
請求項１０の発明の放射性物質容器の状態検出装置では、前記状態計測手段としての状態情報計測手段は、前記放射性物質容器における異なる複数個所の状態情報を計測することを特徴としている。
【００１７】
請求項１１の発明の放射性物質容器の状態検出方法は、放射性物質を収容する容器の状態を検出する放射性物質容器の状態検出方法において、前記放射性物質容器の状態情報を、時間的若しくは空間的な領域内の異なる複数点で計測する状態計測工程と、該状態計測工程にて計測した複数点の状態情報の平均値もしくは該状態情報の状態変化率の平均値を算出する状態平均値算出工程と、前記状態計測工程にて計測した複数点の状態情報もしくは前記状態変化率の標準偏差を算出する状態標準偏差算出工程と、前記状態平均値算出工程及び前記状態標準偏差算出工程の算出結果に基づいて正常状態領域を設定する正常状態領域設定工程と、前記状態計測工程にて計測した状態情報もしくは前記状態変化率と前記正常状態領域設定工程にて設定した正常状態領域とを比較して前記放射性物質容器における状態の異常を判定する異常判定工程とを具えたことを特徴とする。なお、ここでの「状態情報を、時間的若しくは空間的な領域内の異なる複数点で計測する」とは、例えば一定期間内に複数回、もしくは特定部位近傍の一定の領域で複数回もしくは複数の計測手段により計測するなど、要するに複数の異なる計測データを入手する事である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１９】
図１に本発明の第１実施形態に係る放射性物質容器の状態検出装置の概略構成、図２に第１実施形態の放射性物質容器の状態検出装置による状態検出制御のフローチャート、図３にキャニスタの表面温度の変化による異常判定結果を表すグラフ、図４にキャニスタの温度変化率の変化による異常判定結果を表すグラフを示す。
【００２０】
第１実施形態の放射性物質容器の状態検出装置において、図１に示すように、放射性物質容器としてのキャニスタ１１はステンレス製あるいは炭素鋼製であって、内部にキャビティ１２が形成され、このキャビティ１２には使用済燃料集合体１３を収容するバスケット１４が配設され、上部開口に一次蓋１５及び二次蓋１６が固定されて密封状態が維持されている。
【００２１】
キャスク２１はコンクリート製であって、支持体２２と側壁２３と蓋体２４とから構成され、内部にキャニスタ１１を収容している。そして、側壁２３の上部及び下部には空気流通孔２５が形成され、キャスク２１内とこのキャスク２１の保管施設の建屋の内部空間とが流通されている。
【００２２】
また、キャスク２１の側壁２３及び蓋体２４にはこれを貫通する検査孔２６，２７が形成されており、各検査孔２６，２７には熱電対を利用した棒状の温度センサ（状態計測手段、表面温度計測手段）２８，２９が挿入されている。この温度センサ２８，２９は先端部に取付けられた検出素子が電気的特性を温度に依存して変化する性質を利用して、キャニスタ１１の表面温度を計測することができる。また、温度センサ２８はアクチュエータ３０により上下方向に移動可能であり、温度センサ２９はアクチュエータ３１により水平方向に移動可能である。そして、各温度センサ２８，２９はそれぞれ複数設けられており、各温度センサ２８はキャニスタ１１の上部の表面温度を計測し、各温度センサ２９はキャニスタ１１の中央部の表面温度を計測する。なお、温度センサ２８，２９に代えて、ペルチェ効果を利用した熱電対、温度に依存して電気抵抗が変化する測温抵抗体、２種の赤外線を利用した温度計、放熱温度計などを用いてもよい。
【００２３】
そして、キャニスタ１１内にはヘリウム等のガスが充填されて対流することで、使用済燃料集合体１３からの局所的な発熱を吸収してキャビティ１２内の全体を循環している。従って、キャニスタ１１のキャビティ１２では、このヘリウムガスの循環により所定の温度分布が形成されており、この温度分布の特性を検出することでヘリウムガスの漏洩、即ち、密封状態の異常を検出することができる。本実施形態では、キャニスタ１１の表面温度を継続的に計測し、ヘリウムガスの漏洩による内部圧力変動をこの表面温度変化として検出し、キャニスタ１１における密封状態の異常を判定するようにしている。
【００２４】
なお、保管施設の建屋内には、内部にキャニスタ１１を収容したキャスク２１が多数隣接して配置されている。
【００２５】
本実施形態の放射性物質容器の状態検出装置にて、異常判定を実行する制御装置４０は並列に設けられた２つの制御ブロック４１，５１から構成されており、前述した温度センサ２８，２９の計測結果、並びに気温センサ３２の計測結果が入力される。
【００２６】
第１制御ブロック４１は、温度センサ２８，２９が計測したキャニスタ１１の表面温度から温度絶対値を算出する温度絶対値算出手段４２と、温度絶対値算出手段４２が算出した一定期間における温度絶対値の平均値を算出する温度平均値算出手段（状態平均値算出手段）４３と、温度絶対値算出手段４２が算出した一定期間における温度絶対値の標準偏差を算出する温度標準偏差算出手段（状態標準偏差算出手段）４４と、温度平均値算出手段４３が算出した温度絶対値の平均値と温度標準偏差算出手段４４が算出した温度絶対値の標準偏差に基づいて正常温度領域を設定する正常温度領域設定手段（正常状態領域設定手段）４５と、温度絶対値算出手段４２が算出した温度絶対値と正常温度領域設定手段４５が設定した正常温度領域とを比較してキャニスタ１１における密封状態の異常を判定する異常判定手段４６とを有している。
【００２７】
第２制御ブロック５１は、温度センサ２８，２９が計測したキャニスタ１１の表面温度の温度変化率を算出する温度変化率算出手段５２と、温度変化率算出手段５２が算出した一定期間における温度変化率の平均値を算出する温度変化率平均値算出手段５３と、温度変化率算出手段（状態変化率算出手段）５３がが算出した一定期間における温度変化率の標準偏差を算出する温度変化率標準偏差算出手段（状態標準偏差算出手段）５４と、温度変化率平均値算出手段５３が算出した温度変化率の平均値と温度変化率標準偏差算出手段５４が算出した温度変化率の標準偏差に基づいて正常温度変化率領域を設定する正常温度変化率領域設定手段（正常状態領域設定手段）５５と、温度変化率算出手段５２が算出した温度変化率と正常温度変化率領域設定手段５５が設定した正常温度変化率領域とを比較してキャニスタ１１における密封状態の異常を判定する異常判定手段５６とを有している。
【００２８】
そして、制御装置４０（制御ブロック４１，５１）には、キャニスタ１１の正常あるいは異常を知らせる表示手段６０が接続されている。
【００２９】
ここで、第１実施形態の放射性物質容器の状態検出装置によるキャニスタ１１の状態判定方法について詳細に説明する。
【００３０】
ステップＳ１において、温度センサ２８，２９がキャニスタ１１の表面温度Ｔを計測すると共に、気温センサ３２が保管施設の建屋内の気温Ｔ０を計測し、制御装置４０に出力する。すると、ステップＳ２〜Ｓ６にて、前述した第１制御ブロック４１の処理と、ステップＳ７〜Ｓ１１にて、前述した第２制御ブロック５１の処理を平行して行う。
【００３１】
即ち、ステップＳ２では、温度絶対値算出手段４２が温度センサ２８，２９が計測したキャニスタ１１の表面温度Ｔに基づいて温度絶対値Ｔａを算出（本実施形態では、表面温度Ｔ＝温度絶対値Ｔａとする。）し、これを時系列情報として出力する。この場合、温度センサ２８はキャニスタ１１の上部の表面温度を複数個所計測して出力し、温度センサ２９はキャニスタ１１の下部の表面温度を複数個所計測して出力している。すると、ステップＳ３にて、温度平均値算出手段４３が温度絶対値Ｔａの時系列情報に基づいて一定期間におけるキャニスタ１１の上部及び下部の各平均値ＡＴａを算出する。また、ステップＳ４にて、温度標準偏差算出手段４４が温度絶対値Ｔａの時系列情報に基づいて一定期間における標準偏差σＴａを算出する。ステップＳ５では、正常温度領域設定手段４５が温度絶対値Ｔａの平均値ＡＴａと温度絶対値Ｔａの標準偏差σＴａに基づいて正常温度領域ＡＴａ±ｎσＴａ（例えば、ｎ＝３）を設定する。そして、ステップＳ６にて、異常判定手段４６は、温度センサ２８，２９が計測した表面温度Ｔとしての温度絶対値Ｔａが、正常温度領域ＡＴａ±ｎσＴａ内にあるかどうかをによりキャニスタ１１における密封状態の異常を判定する。
【００３２】
一方、ステップＳ７では、温度センサ２８，２９が計測したキャニスタ１１の表面温度Ｔから温度変化率算出手段５２がその温度変化率Ｔ’を算出し、これを時系列情報として出力する。すると、ステップＳ８にて、温度変化率平均値算出手段５３が温度変化率Ｔ’の時系列情報に基づいて一定期間における平均値ＡＴ’を算出する。また、ステップＳ９にて、温度変化率標準偏差算出手段５４が温度変化率Ｔ’の時系列情報に基づいて一定期間における標準偏差σＴ’を算出する。ステップＳ１０では、正常温度変化率領域設定手段５５が温度変化率Ｔ’の平均値ＡＴ’と温度変化率Ｔ’の標準偏差σＴ’に基づいて正常温度変化率領域ＡＴ’±ｎσＴ’（例えば、ｎ＝３）を設定する。そして、ステップＳ１１にて、異常判定手段５６は、温度センサ２８，２９が計測した表面温度Ｔから求めた温度変化率Ｔ’が、正常温度変化率領域ＡＴ’±ｎσＴ’内にあるかどうかをによりキャニスタ１１における密封状態の異常を判定する。
【００３３】
即ち、ステップＳ６にて、温度絶対値Ｔａ（時系列情報）が正常温度領域ＡＴａ±ｎσＴａから外れた回数が、連続してｍ回外れたかどうかを判定し、温度絶対値Ｔａが正常温度領域ＡＴａ±ｎσＴａからｍ回連続して外れたら、ステップＳ１６に移行して異常判定を継続する。一方、温度絶対値Ｔａが正常温度領域ＡＴａ±ｎσＴａからｍ回連続して外れなければ、ステップＳ１２に移行して正常と判定とし、ステップＳ１３にて、表示手段６０はキャニスタ１１の正常を表示する。また、ステップＳ１１にて、温度変化率Ｔ’（時系列情報）が正常温度変化率領域ＡＴ’±ｎσＴ’から外れた回数が、連続してｍ回外れたかどうかを判定し、温度変化率Ｔ’が正常温度領域ＡＴ’±ｎσＴ’からｍ回連続して外れたら、ステップＳ１６に移行して異常判定を継続する。一方、温度変化率Ｔ’が正常温度領域ＡＴ’±ｎσＴ’からｍ回連続して外れなければ、ステップＳ１４に移行して正常と判定とし、ステップＳ１５にて、表示手段６０はキャニスタ１１の正常を表示する。
【００３４】
ステップＳ６及びステップＳ１１で異常判定を継続すると判定されたら、ステップＳ１６にて別の判定方法でキャニスタ１１の異常を判定する。まず、同一のキャニスタ１１にて、温度センサ２８，２９が計測した異なる計測点での各表面温度ごとにその変化傾向を比較して異常判定を行う。具体的には、前述したステップＳ２〜Ｓ６と同様に、キャニスタ１１の上部にて、温度センサ２８が計測した各表面温度から温度絶対値をそれぞれ算出し、ある時点（時間）における各温度絶対値の平均値と標準偏差を算出する。そして、平均値と標準偏差とから正常温度領域を設定し、温度センサ２８が計測した各計測位置での温度絶対値と正常温度領域とを比較してキャニスタ１１における密封状態の異常を判定する。なお、温度センサ２９が計測した複数の下部表面温度についても同様に異常判定の処理を行う。
【００３５】
また、前述したステップＳ７〜Ｓ１１と同様に、キャニスタ１１の上部にて、温度センサ２８が計測した各表面温度からその温度変化率をそれぞれ算出し、ある時点（時間）における各温度変化率の平均値と標準偏差を算出する。そして、平均値と標準偏差とから正常温度変化率領域を設定し、温度センサ２８が計測した各計測位置での温度変化率と正常温度変化率領域とを比較してキャニスタ１１における密封状態の異常を判定する。なお、温度センサ２９が計測した複数の下部表面温度についても同様に異常判定の処理を行う。
【００３６】
次に、保管施設の建屋内に配置された周辺の各キャニスタ１１ごとに、各温度センサ２８，２９が計測した表面温度の変化傾向を比較して異常判定を行う。なお、具体的な演算方法並びに判定方法は、前述と同様であるため省略する。
【００３７】
そして、このステップＳ１６にて、同一のキャニスタ１１及び周辺の各キャニスタ１１において、他計測点と異なる変化傾向があれば、ステップＳ１７に移行し、ステップＳ６，Ｓ１１で異常判定として原因は気温による変動の可能性が大きいとし、ステップＳ１５にて、キャニスタ１１の正常を表示し、監視を継続する。なお、ステップＳ１７では、気温センサ３２が計測した気温Ｔ０に基づいて実際に気温に大きな変化があったかどうか確認する。
【００３８】
一方、ステップＳ１６にて、同一のキャニスタ１１及び周辺の各キャニスタ１１において、異なる変化傾向が発生していれば、ステップＳ１８で、周辺の各キャニスタ１１にて他計測点は異常変動がないかどうかを確認し、異常変動がなければ、ステップＳ１９で、同一のキャニスタ１１にて他計測点で異常変動がないかどうかを確認し、異常変動があれば、ステップＳ２０でキャニスタ１１の異常を判定する。そして、ステップＳ２１でキャニスタ１１の上部が温度低下する一方、中央部が温度上昇する傾向が確認されたら、ステップＳ２２で、キャニスタ１１の破損によるリーク異常の可能性が大きいと判定し、ステップＳ２３で表示手段６０がキャニスタ１１の異常を表示する。
【００３９】
また、ステップＳ１８で、周辺の各キャニスタ１１にて他計測点は異常変動があると確認されたり、ステップＳ１９で、同一のキャニスタ１１にて他計測点で異常変動があると確認されたら、ステップＳ２４で温度センサ２８，２９の異常を判定する。更に、ステップＳ２１でキャニスタ１１の上部が温度低下する一方、中央部が温度上昇する傾向が確認されなければ、ステップＳ２５で、温度センサ２８，２９を含む計測系の異常と判定し、ステップＳ２３で表示手段６０が温度センサ２８，２９あるいは計測系の異常を表示する。
【００４０】
このように第１実施形態の放射性物質容器の状態検出装置にあっては、キャニスタ１１の表面温度Ｔを計測する温度センサ２８，２９を設け、キャニスタ１１の表面温度Ｔを温度絶対値Ｔａとし、一定期間における温度絶対値Ｔａの平均値ＡＴａを算出すると共に、一定期間における温度絶対値Ｔａの標準偏差σＴａを算出し、温度絶対値の平均値ＡＴａと標準偏差σＴａをに基づいて正常温度領域ＡＴａ±ｎσＴａを設定し、温度絶対値Ｔａと正常温度領域ＡＴａ±ｎσＴａとを比較してキャニスタ１１における密封状態の異常を判定している。
【００４１】
従って、キャニスタ１１の表面温度Ｔを継続的に計測し、表面温度Ｔ（温度絶対値Ｔａ）の平均値ＡＴａと標準偏差σＴａから正常温度領域ＡＴａ±ｎσＴａを設定し、表面温度Ｔ（温度絶対値Ｔａ）がこの正常温度領域ＡＴａ±ｎσＴａにあるかどうかによりキャニスタ１１の密封状態が適正かどうかを判定することができ、簡単な構成で密封状態の異常を早期に、且つ、確実に検出することができ、モニタリング精度を向上することができる。
【００４２】
即ち、図３のグラフに示すように、表面温度Ｔを継続的に計測し、その平均値ＡＴａに対して上限値ＡＴａ＋ｎσＴａと下限値ＡＴａ−ｎσＴａが設定（正常温度領域ＡＴａ±ｎσＴａ）されている状態で、時間ｔ１でキャニスタ１１が破損し、内部ガスが漏洩して圧力が低下すると、時間ｔ２で表面温度Ｔ（温度絶対値Ｔａ）が下限値ＡＴａ−ｎσＴａを外れるため、このときにキャニスタ１１の異常を検出することができる。
【００４３】
また、温度センサ２８，２９が計測した一定期間におけるキャニスタ１１の表面温度Ｔの温度変化率Ｔ’の平均値ＡＴ’を算出すると共に、キャニスタ１１の表面温度Ｔの温度変化率Ｔ’の標準偏差σＴ’を算出し、温度変化率Ｔ’の平均値ＡＴ’と標準偏差σＴ’に基づいて正常温度変化率領域ＡＴ’±ｎσＴ’を設定し、表面温度Ｔの温度変化率Ｔ’と正常温度変化率領域ＡＴ’±ｎσＴ’とを比較してキャニスタ１１における密封状態の異常を判定している。
【００４４】
従って、キャニスタ１１の表面温度Ｔを継続的に計測し、この表面温度Ｔの温度変化率Ｔ’の平均値ＡＴ’と標準偏差σＴ’から正常温度変化率領域ＡＴ’±ｎσＴ’を設定し、温度変化率Ｔ’がこの正常温度変化率領域ＡＴ’±ｎσＴ’にあるかどうかによりキャニスタ１１の密封状態が適正かどうかを判定することができ、簡単な構成で密封状態の異常を早期に、且つ、確実に検出することができ、モニタリング精度を向上することができる。
【００４５】
即ち、図４のグラフに示すように、表面温度Ｔを継続的に計測し、その温度変化率Ｔ’の平均値ＡＴ’に対して上限値ＡＴ’＋ｎσＴ’と下限値ＡＴ’−ｎσＴ’が設定（正常温度領域ＡＴ’±ｎσＴ’）されている状態で、時間ｔ３で温度変化率Ｔ’が下限値ＡＴａ−ｎσＴａを外れるため、このときにキャニスタ１１の異常を検出することができる。
【００４６】
更に、その後、同一のキャニスタ１１の異なる計測点での表面温度や温度変化率ごとにその変化傾向を比較して異常判定を行ったり、保管施設の建屋内に配置された周辺の各キャニスタ１１ごとにその表面温度や温度変化率ごとにその変化傾向を比較して異常判定を行っている。そのため、キャニスタ１１の異常判定の信頼性が向上すると共に、キャニスタ１１の異常判定の原因を特定することができる。
【００４７】
なお、上述した第１実施形態では、第１制御ブロック４１にて、温度センサ２８，２９が計測したキャニスタ１１の表面温度を温度絶対値とし、この温度絶対値を用いてその平均値及び標準偏差を算出して正常温度領域を設定し、異常判定を行ったが、温度センサ２８，２９が計測したキャニスタ１１の表面温度を用いてその平均値及び標準偏差を算出して正常温度領域を設定し、異常判定を行ってもよい。
【００４８】
また、キャニスタ１１の表面温度Ｔ（温度絶対値Ｔａ）を判定基準とした第１制御ブロック４１による処理（ステップＳ２〜Ｓ６）と、キャニスタ１１の表面温度Ｔの温度変化率Ｔ’を判定基準とした第２制御ブロック５１による処理（ステップＳ７〜Ｓ１１）とを並行して行ったが、一方だけの処理でキャニスタ１１の異常判定を行ってもよい。
【００４９】
更に、表面温度Ｔ（温度絶対値Ｔａ）と温度変化率Ｔ’を判定基準とした処理でキャニスタ１１の異常を判定した後、同一のキャニスタ１１の異なる計測点での表面温度や温度変化率ごとの異常判定と、周辺の各キャニスタ１１の表面温度や温度変化率ごとの異常判定を行ったが、表面温度Ｔ（温度絶対値Ｔａ）と温度変化率Ｔ’による異常判定だけとしたり、同一のキャニスタ１１の異なる計測点での異常判定だけ、また、周辺の各キャニスタ１１の表面温度や温度変化率の異常判定だけとしてもよい。
【００５０】
また、上述のステップＳ１６では、同一のキャニスタ１１及び周辺の各キャニスタ１１の他計測点と異なる変化傾向の有無に判定し、判定結果によりステップＳ１７，Ｓ１８に移行するようにしたが、同一のキャニスタ１１及び周辺の各キャニスタ１１の全計測点の各時点ごとの温度変化率データについての平均値と標準偏差を算出（同一計測点での時系列データの平均値ではなく、同一時点の異なる計測点を母集団とした統計量）し、この計測点の変化率が正常温度領域にあるかどうかにより判定し、正常温度領域にあれば異なる変化傾向なしとしてステップＳ１７に移行し、正常温度領域になければ異なる変化傾向ありとしてＳ１８に移行するようにしてもよい。
【００５１】
図５に本発明の第２実施形態に係る放射性物質容器の状態検出装置の概略構成、図６に第２実施形態の放射性物質容器の状態検出装置による状態検出制御のフローチャートを示す。
【００５２】
第２実施形態の放射性物質容器の状態検出装置において、図５に示すように、放射性物質容器としてのキャスク６１はステンレス製あるいは炭素鋼製であって、内部にキャビティ６２が形成され、このキャビティ６２には使用済燃料集合体６３を収容するバスケット６４が配設され、上部開口にガスケットを介して一次蓋６５及び二次蓋６６が固定された密封状態が維持されている。
【００５３】
また、一次蓋６５と二次蓋６６との間にはヘリウムガスが充填されて圧力障壁（空間部）６７を形成しており、二次蓋６６にはこれを貫通する検査孔が形成されており、各検査孔に圧力センサ（状態計測手段、蓋間圧力計測手段）６８，６９がシール機能を有して装着されている。この温度センサ６８，６９は、一次蓋６５と二次蓋６６との間の圧力障壁６７の圧力を計測することができる。そして、キャスク６１内にはヘリウム等のガスが充填されて対流することで、使用済燃料集合体６３からの局所的な発熱を吸収してキャビティ６２内の全体を循環しており、圧力障壁６７によりキャスク６１と一次蓋６５との密閉を確保している。
従って、キャスク６１のキャビティ６２では、この圧力障壁６７の圧力分布の特性を検出することでヘリウムガスの漏洩、即ち、密封状態の異常を検出することができる。本実施形態では、圧力障壁６７の圧力を継続的に計測し、ヘリウムガスの漏洩による内部圧力変動をこの圧力変化として検出し、キャスク７１における密封状態の異常を判定するようにしている。
【００５４】
本実施形態の放射性物質容器の状態検出装置にて、異常判定を実行する制御装置７０は並列に設けられた２つの制御ブロック７１，８１から構成されており、前述した圧力センサ６８，６９の計測結果、並びに気温センサ３２の計測結果が入力される。
【００５５】
第１制御ブロック７１は、圧力センサ６８，６９が計測したキャスク６１における圧力障壁６７の圧力から圧力絶対値を算出する圧力絶対値算出手段７２と、圧力絶対値算出手段７２が算出した一定期間における圧力絶対値の平均値を算出する圧力平均値算出手段（状態平均値算出手段）７３と、圧力絶対値算出手段７２が算出した一定期間における圧力絶対値の標準偏差を算出する圧力標準偏差算出手段（状態標準偏差算出手段）７４と、圧力平均値算出手段７３が算出した圧力絶対値の平均値と圧力標準偏差算出手段７４が算出した圧力絶対値の標準偏差に基づいて正常圧力領域を設定する正常圧力領域設定手段（正常状態領域設定手段）７５と、圧力絶対値算出手段７２が算出した圧力絶対値と正常圧力領域設定手段７５が設定した正常圧力領域とを比較してキャスク６１における密封状態の異常を判定する異常判定手段７６とを有している。
【００５６】
第２制御ブロック８１は、圧力センサ６８，６９が計測したキャスク６１における圧力障壁６７の圧力の圧力変化率を算出する圧力変化率算出手段８２と、圧力変化率算出手段８２が算出した一定期間における圧力変化率の平均値を算出する圧力変化率平均値算出手段８３と、圧力変化率算出手段（状態変化率算出手段）８３がが算出した一定期間における圧力変化率の標準偏差を算出する圧力変化率標準偏差算出手段（状態標準偏差算出手段）８４と、圧力変化率平均値算出手段８３が算出した圧力変化率の平均値と圧力変化率標準偏差算出手段８４が算出した圧力変化率の標準偏差に基づいて正常圧力変化率領域を設定する正常圧力変化率領域設定手段（正常状態領域設定手段）８５と、圧力変化率算出手段８２が算出した圧力変化率と正常圧力変化率領域設定手段８５が設定した正常圧力変化率領域とを比較してキャスク６１における密封状態の異常を判定する異常判定手段８６とを有している。
【００５７】
そして、制御装置７０（制御ブロック７１，８１）には、キャスク６１の正常あるいは異常を知らせる表示手段９０が接続されている。
【００５８】
ここで、第２実施形態の放射性物質容器の状態検出装置によるキャスク６１の状態判定方法について詳細に説明する。
【００５９】
ステップＴ１において、圧力センサ６８，６９がキャスク６１における圧力障壁６７の圧力Ｐを計測すると共に、気温センサ３２が保管施設の建屋内の気温Ｔ０を計測し、制御装置７０に出力する。すると、ステップＴ２〜Ｔ６にて、前述した第１制御ブロック７１の処理と、ステップＴ７〜Ｔ１１にて、前述した第２制御ブロック８１の処理を平行して行う。
【００６０】
即ち、ステップＴ２では、圧力絶対値算出手段７２が圧力センサ６８，６９が計測したキャスク６１の圧力Ｐに基づいて圧力絶対値Ｐａを算出（本実施形態では、計測圧力Ｐ＝圧力絶対値Ｐａとする。）し、これを時系列情報として出力する。この場合、圧力センサ６８，６９はキャスク６１の圧力障壁６７の圧力を複数個所計測して出力している。すると、ステップＴ３にて、圧力平均値算出手段７３が圧力絶対値Ｐａの時系列情報に基づいて一定期間におけるキャスク６１の圧力平均値ＡＰａを算出する。また、ステップＴ４にて、圧力標準偏差算出手段７４が圧力絶対値Ｐａの時系列情報に基づいて一定期間における標準偏差σＰａを算出する。ステップＴ５では、正常圧力領域設定手段７５が圧力絶対値Ｐａの平均値ＡＴａと圧力絶対値Ｐａの標準偏差σＰａに基づいて正常圧力領域ＡＰａ±ｎσＰａ（例えば、ｎ＝３）を設定する。そして、ステップＴ６にて、異常判定手段７６は、圧力センサ６８，６９が計測した圧力Ｐとしての圧力絶対値Ｐａが、正常圧力領域ＡＰａ±ｎσＰａ内にあるかどうかをによりキャスク６１における密封状態の異常を判定する。
【００６１】
一方、ステップＴ７では、圧力センサ６８，６９が計測したキャスク６１における圧力障壁６７の圧力Ｐから圧力変化率算出手段８２がその圧力変化率Ｐ’を算出し、これを時系列情報として出力する。すると、ステップＴ８にて、圧力変化率平均値算出手段８３が圧力変化率Ｐ’の時系列情報に基づいて一定期間における平均値ＡＰ’を算出する。また、ステップＴ９にて、圧力変化率標準偏差算出手段８４が圧力変化率Ｐ’の時系列情報に基づいて一定期間における標準偏差σＰ’を算出する。ステップＴ１０では、正常圧力変化率領域設定手段８５が圧力変化率Ｐ’の平均値ＡＰ’と圧力変化率Ｐ’の標準偏差σＰ’に基づいて正常圧力変化率領域ＡＰ’±ｎσＰ’（例えば、ｎ＝３）を設定する。そして、ステップＴ１１にて、異常判定手段８６は、圧力センサ６８，６９が計測した表面圧力Ｐから求めた圧力変化率Ｐ’が、正常圧力変化率領域ＡＰ’±ｎσＰ’内にあるかどうかをによりキャスク６１における密封状態の異常を判定する。
【００６２】
即ち、ステップＴ６にて、圧力絶対値Ｐａ（時系列情報）が正常圧力領域ＡＰａ±ｎσＴａから外れた回数が、連続してｍ回外れたかどうかを判定し、圧力絶対値Ｐａが正常圧力領域ＡＰａ±ｎσＰａからｍ回連続して外れたら、ステップＴ１６に移行して異常判定を継続する。一方、圧力絶対値Ｐａが正常圧力領域ＡＰａ±ｎσＰａからｍ回連続して外れなければ、ステップＴ１２に移行して正常と判定とし、ステップＴ１３にて、表示手段６０はキャスク６１の正常を表示する。また、ステップＴ１１にて、圧力変化率Ｐ’（時系列情報）が正常圧力変化率領域ＡＰ’±ｎσＰ’から外れた回数が、連続してｍ回外れたかどうかを判定し、圧力変化率Ｐ’が正常圧力領域ＡＰ’±ｎσＰ’からｍ回連続して外れたら、ステップＴ１６に移行して異常判定を継続する。一方、圧力変化率Ｐ’が正常圧力領域ＡＰ’±ｎσＰ’からｍ回連続して外れなければ、ステップＴ１４に移行して正常と判定とし、ステップＴ１５にて、表示手段６０はキャスク６１の正常を表示する。
【００６３】
ステップＴ６及びステップＴ１１で異常判定を継続すると判定されたら、ステップＴ１６にて別の判定方法でキャスク６１の異常を判定する。まず、同一のキャスク６１にて、圧力センサ６８，６９が計測した異なる計測点での各表面圧力ごとにその変化傾向を比較して異常判定を行う。具体的には、前述したステップＴ２〜Ｔ６と同様に、キャスク６１の上部にて、圧力センサ６８，６９が計測した圧力から圧力絶対値をそれぞれ算出し、ある時点（時間）における圧力絶対値の平均値と標準偏差を算出する。そして、平均値と標準偏差とから正常圧力領域を設定し、圧力センサ２８，６９が計測した各計測位置での圧力絶対値と正常圧力領域とを比較してキャスク６１における密封状態の異常を判定する。
【００６４】
また、前述したステップＴ７〜Ｔ１１と同様に、圧力センサ６８，６９が計測した各圧力からその圧力変化率をそれぞれ算出し、ある時点（時間）における各圧力変化率の平均値と標準偏差を算出する。そして、平均値と標準偏差とから正常圧力変化率領域を設定し、圧力センサ６８，６９が計測した各計測位置での圧力変化率と正常圧力変化率領域とを比較してキャスク６１における密封状態の異常を判定する。
【００６５】
次に、保管施設の建屋内に配置された周辺の各キャスク６１ごとに、各圧力センサ６８，６９が計測した表面圧力の変化傾向を比較して異常判定を行う。なお、具体的な演算方法並びに判定方法は、前述と同様であるため省略する。
【００６６】
そして、このステップＴ１６にて、同一のキャスク６１及び周辺の各キャスク６１において、他計測点と異なる変化傾向があれば、ステップＴ１７に移行し、ステップＴ６，Ｔ１１で異常判定として原因は気温による変動の可能性が大きいとし、ステップＴ１５にて、キャスク６１の正常を表示し、監視を継続する。なお、ステップＴ１７では、気温センサ３２が計測した気温Ｔ０に基づいて実際に気温に大きな変化があったかどうか確認する。
【００６７】
一方、ステップＴ１６にて、同一のキャスク６１及び周辺の各キャスク６１において、異なる変化傾向が発生していれば、ステップＴ１８で、周辺の各キャスク６１にて他計測点は異常変動がないかどうかを確認し、異常変動がなければ、ステップＴ１９で、同一のキャスク６１にて他計測点で異常変動がないかどうかを確認し、異常変動があれば、ステップＴ２１で、キャスク６１の破損によるリーク異常の可能性が大きいと判定し、ステップＴ２２で表示手段９０がキャスク６１の異常を表示する。
【００６８】
また、ステップＴ１８で、周辺の各キャスク６１にて他計測点は異常変動があると確認されたり、ステップＴ１９で、同一のキャスク６１にて他計測点で異常変動があると確認されたら、ステップＴ２３で圧力センサ６８，６９の異常を判定し、更に、ステップＴ２４で圧力センサ６８，６９を含む計測系の異常と判定し、ステップＴ２２で表示手段９０が圧力センサ６８，６９あるいは計測系の異常を表示する。
【００６９】
このように第２実施形態の放射性物質容器の状態検出装置にあっては、キャスク６１における圧力障壁６７の圧力Ｐを計測する圧力センサ６８，６９を設け、キャスク６１の圧力ｐを圧力絶対値Ｐａとし、一定期間における圧力絶対値Ｐａの平均値ＡＰａを算出すると共に、一定期間における圧力絶対値Ｐａの標準偏差σＰａを算出し、圧力絶対値の平均値ＡＰａと標準偏差σＰａをに基づいて正常圧力領域ＡＰａ±ｎσＰａを設定し、圧力絶対値Ｐａ と正常圧力領域ＡＰａ±ｎσＰａとを比較してキャスク６１における密封状態の異常を判定している。
【００７０】
従って、キャスク６１の蓋間圧力Ｐを継続的に計測し、この圧力Ｐ（圧力絶対値Ｐａ）の平均値ＡＰａと標準偏差σＰａから正常圧力領域ＡＰａ±ｎσＰａを設定し、表面圧力Ｐ（圧力絶対値Ｐａ）がこの正常圧力領域ＡＰａ±ｎσＰａにあるかどうかによりキャスク６１の密封状態が適正かどうかを判定することができ、簡単な構成で密封状態の異常を早期に、且つ、確実に検出することができ、モニタリング精度を向上することができる。即ち、圧力Ｐを継続的に計測し、その平均値ＡＰａに対して上限値ＡＰａ＋ｎσＰａと下限値ＡＰａ−ｎσＰａが設定（正常圧力領域ＡＰａ±ｎσＰａ）されている状態で、キャスク６１が破損して内部ガスが漏洩して圧力が低下すると、蓋間圧力Ｐ（圧力絶対値Ｐａ）が下限値ＡＰａ−ｎσＰａを外れるため、このときにキャスク６１の異常を検出することができる。
【００７１】
また、圧力センサ６８，６９が計測した一定期間におけるキャスク６１の蓋間圧力Ｐの圧力変化率Ｐ’の平均値ＡＰ’を算出すると共に、キャスク６１の圧力Ｐの圧力変化率Ｐ’の標準偏差σＰ’を算出し、圧力変化率Ｐ’の平均値ＡＰ’と標準偏差σＰ’に基づいて正常圧力変化率領域ＡＰ’±ｎσＰ’を設定し、表面圧力Ｐの圧力変化率Ｐ’と正常圧力変化率領域ＡＰ’±ｎσＰ’とを比較してキャスク６１における密封状態の異常を判定している。
【００７２】
従って、キャスク６１の表面圧力Ｐを継続的に計測し、この表面圧力Ｐの圧力変化率Ｐ’の平均値ＡＰ’と標準偏差σＰ’から正常圧力変化率領域ＡＰ’±ｎσＰ’を設定し、圧力変化率Ｐ’がこの正常圧力変化率領域ＡＰ’±ｎσＰ’にあるかどうかによりキャスク６１の密封状態が適正かどうかを判定することができ、簡単な構成で密封状態の異常を早期に、且つ、確実に検出することができ、モニタリング精度を向上することができる。即ち、蓋間圧力Ｐを継続的に計測し、その圧力変化率Ｐ’の平均値ＡＰ’に対して上限値ＡＰ’＋ｎσＰ’と下限値ＡＰ’−ｎσＰ’が設定（正常圧力領域ＡＰ’±ｎσＰ’）されている状態で、圧力変化率Ｐ’が下限値ＡＰａ−ｎσＰａを外れるため、このときにキャスク６１の異常を検出することができる。
【００７３】
更に、その後、同一のキャスク６１の異なる計測点での蓋間圧力や圧力変化率ごとにその変化傾向を比較して異常判定を行ったり、保管施設の建屋内に配置された周辺の各キャスク６１ごとにその蓋間圧力や圧力変化率ごとにその変化傾向を比較して異常判定を行っている。そのため、キャスク６１の異常判定の信頼性が向上すると共に、キャスク６１の異常判定の原因を特定することができる。
【００７４】
なお、上述した第２実施形態では、第１制御ブロック７１にて、圧力センサ６８，６９が計測したキャスク６１の蓋間圧力を圧力絶対値としたが、計測圧力を用いて処理を行ってもよい。また、キャスク６１の蓋間圧力Ｐ（圧力絶対値Ｐａ）を判定基準とした第１制御ブロック７１による処理（ステップＴ２〜Ｔ６）と、キャスク６１の圧力Ｔの圧力変化率Ｔ’を判定基準とした第２制御ブロック８１による処理（ステップＴ７〜Ｔ１１）とを並行して行ったが、一方だけの処理でキャスク６１の異常判定を行ってもよい。
【００７５】
更に、蓋間圧力Ｐ（圧力絶対値Ｐａ）と圧力変化率Ｐ’を判定基準とした処理でキャスク６１の異常を判定した後、同一のキャスク６１の異なる計測点での表面圧力や圧力変化率ごとの異常判定と、周辺の各キャスク６１の表面圧力や圧力変化率ごとの異常判定を行ったが、蓋間圧力Ｐ（圧力絶対値Ｐａ）と圧力変化率Ｐ’による異常判定だけとしたり、同一のキャスク６１の異なる計測点での異常判定だけ、また、周辺の各キャスク６１の表面圧力や圧力変化率の異常判定だけとしてもよい。
【００７６】
また、第２実施形態では、圧力センサ６８，６９がキャスク６１における一次蓋６４と二次蓋６５との間の空間部としての圧力障壁６７の圧力、つまり、蓋間圧力Ｐを計測し、この蓋間圧力Ｐを用いて各種の処理を行ったが、前述した第１実施形態と同様に、二次蓋６５に温度センサを設け、二次蓋６５の表面温度を用いて各種の処理を行ってもよい。
【００７７】
【発明の効果】
以上、実施形態において詳細に説明したように請求項１の発明の放射性物質容器の状態検出装置によれば、放射性物質容器の状態情報を計測する状態計測手段と、一定期間における状態情報の平均値を算出する状態平均値算出手段と、一定期間における状態情報の標準偏差を算出する状態標準偏差算出手段と、状態情報の平均値及び標準偏差に基づいて正常状態領域を設定する正常状態領域設定手段と、状態情報と正常状態領域とを比較して放射性物質容器における状態の異常を判定する異常判定手段とを設けたので、放射性物質容器の状態情報を継続的に計測する簡単な構成で、放射性物質容器の状態の異常を早期に、且つ、確実に検出することができ、容器の保管時や容器の輸送時等のモニタリング精度を向上することができる。
【００７８】
また、請求項２の発明の放射性物質容器の状態検出装置は、配置された複数の放射性物質容器の状態情報を計測する状態計測手段と、複数の放射性物質容器の状態情報の平均値を算出する状態平均値算出手段と、複数の放射性物質容器の状態情報の標準偏差を算出する状態標準偏差算出手段と、表面温度または蓋間圧力と正常状態領域とを比較して放射性物質容器における密封状態の異常を判定する異常判定手段とを設けたので、放射性物質容器の表面温度または蓋間圧力を継続的に計測する簡単な構成で、放射性物質容器の密封状態の異常を早期に、且つ、確実に検出することができ、モニタリング精度を向上することができる。
【００７９】
請求項３の発明の放射性物質容器の状態検出装置では、異常判定手段は状態情報が正常状態領域から所定回数連続して外れたときに異常を判定するので、状態計測手段による単なる計測ミスによる誤判定を防止して異常判定の信頼性を向上することができる。
【００８０】
請求項４の発明の放射性物質容器の状態検出装置によれば、状態計測手段は放射性物質容器の複数個所の状態情報を計測し、複数個所の計測値ごとに状態情報の平均値、標準偏差、正常状態領域を求め、異常判定手段は複数個所ごとに異常判定を行うと共に、異常判定結果に基づいて状態計測手段の異常判定を行うので、放射性物質容器の異常判定の信頼性を向上することができると共に、放射性物質容器の異常判定の原因を特定することができる。
【００８１】
請求項５の発明の放射性物質容器の状態検出装置によれば、状態計測手段としての状態情報計測手段は放射性物質容器における異なる複数個所の状態情報を計測するので、異常の特徴的な現象を早期に且つ確実に検出することができ、モニタリング精度を向上することができると共に、放射性物質容器の異常及び計測系の異常を確実に判定することができる。
【００８２】
また、請求項６の発明の放射性物質容器の状態検出装置によれば、放射性物質容器の状態情報を計測する状態計測手段と、一定期間における状態情報の状態変化率の平均値を算出する状態変化率平均値算出手段と、一定期間における状態情報の状態変化率の標準偏差を算出する状態変化率標準偏差算出手段と、状態情報の状態変化率の平均値及び標準偏差に基づいて正常状態変化率領域を設定する正常状態変化率領域設定手段と、状態情報の状態変化率と正常状態変化率領域とを比較して放射性物質容器における状態の異常を判定する異常判定手段とを設けたので、放射性物質容器の状態情報を継続的に計測する簡単な構成で、放射性物質容器の状態の異常を早期に、且つ、確実に検出することができ、モニタリング精度を向上することができる。
【００８３】
また、請求項７の発明の放射性物質容器の状態検出装置によれば、配置された複数の放射性物質容器の状態情報を計測する状態計測手段と、複数の放射性物質容器の状態情報の状態変化率の平均値を算出する状態変化率平均値算出手段と、複数の放射性物質容器の状態情報の状態変化率の標準偏差を算出する状態変化率標準偏差算出手段と、状態情報の状態変化率の平均値及び標準偏差に基づいて正常状態変化率領域を設定する正常状態変化率領域設定手段と、状態情報の状態変化率と正常状態変化率領域とを比較して放射性物質容器における状態の異常を判定する異常判定手段とを設けたので、放射性物質容器の状態情報を継続的に計測する簡単な構成で、放射性物質容器の状態の異常を早期に、且つ、確実に検出することができ、モニタリング精度を向上することができる。
【００８４】
請求項８の発明の放射性物質容器の状態検出装置によれば、異常判定手段は状態変化率が正常状態変化率領域から所定回数連続して外れたときに異常を判定するので、状態計測手段による単なる計測ミスによる誤判定を防止して異常判定の信頼性を向上することができる。
【００８５】
請求項９の発明の放射性物質容器の状態検出装置によれば、状態計測手段は放射性物質容器の複数個所の状態情報を計測し、複数個所の計測値ごとに状態情報の状態変化率の平均値、標準偏差、正常状態領域を求め、異常判定手段は複数個所ごとに異常判定を行うと共に、異常判定結果に基づいて状態計測手段の異常判定を行うので、放射性物質容器の異常判定の信頼性を向上することができると共に、放射性物質容器の異常判定の原因を特定することができる。
【００８６】
請求項１０の発明の放射性物質容器の状態検出装置によれば、状態計測手段としての状態情報計測手段は放射性物質容器における異なる複数個所の表面温度を計測するので、異常の特徴的な現象を早期に且つ確実に検出することができ、モニタリング精度を向上することができると共に、放射性物質容器の異常及び計測系の異常を確実に判定することができる。
【００８７】
請求項１１の発明の状態検出方法によれば、上記各請求項の状態検出装置の方法を実現できるので、放射性物質容器の状態の異常を早期に、且つ、確実に検出することができ、容器の保管時や容器の輸送時等のモニタリング精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る放射性物質容器の状態検出装置の概略構成図である。
【図２】本実施形態の放射性物質容器の状態検出装置による状態検出制御のフローチャートである。
【図３】放射性物質容器の表面温度の変化による異常判定結果を表すグラフである。
【図４】放射性物質容器の温度変化率の変化による異常判定結果を表すグラフである。
【図５】本発明の第２実施形態に係る放射性物質容器の状態検出装置の概略構成図である。
【図６】図６に第２実施形態の放射性物質容器の状態検出装置による状態検出制御のフローチャートである。
【符号の説明】
１１…キャニスタ（放射性物質容器）
１２…キャビティ
１３…使用済燃料集合体
１５…一次蓋
１６…二次蓋
２１…キャスク
２８，２９…温度センサ（表面温度計測手段）
３２…気温センサ
４０…制御装置
４１…第１制御ブロック
４２…温度絶対値算出手段
４３…温度平均値算出手段（状態平均値算出手段）
４４…温度標準偏差算出手段（状態標準偏差算出手段）
４５…正常温度領域設定手段（正常状態領域設定手段）
４６…異常判定手段
５１…第２制御ブロック
５２…温度変化率算出手段
５３…温度変化率平均値算出手段（状態平均値算出手段）
５４…温度変化率標準偏差算出手段（状態標準偏差算出手段）
５５…正常温度変化率領域設定手段（正常状態領域設定手段）
５６…異常判定手段
６０…表示手段
６１…キャスク（放射性物質容器）
６２…キャビティ
６３…使用済燃料集合体
６５…一次蓋
６６…二次蓋
６７…圧力障壁（空間部）
６８，６９…圧力センサ（状態計測手段、圧力計測手段）
７０…制御装置
７１…第１制御ブロック
７２…圧力絶対値算出手段
７３…圧力平均値算出手段（状態平均値算出手段）
７４…圧力標準偏差算出手段（状態標準偏差算出手段）
７５…正常圧力領域設定手段（正常状態領域設定手段）
７６…異常判定手段
８１…第２制御ブロック
８２…圧力変化率算出手段
８３…圧力変化率平均値算出手段（状態平均値算出手段）
８４…圧力変化率標準偏差算出手段（状態標準偏差算出手段）
８５…正常圧力変化率領域設定手段（正常状態領域設定手段）
８６…異常判定手段
９０…表示手段
Claims (11)
- 放射性物質を収容する容器の状態を検出する放射性物質容器の状態検出装置において、前記放射性物質容器の状態情報を計測する状態計測手段と、該状態計測手段が計測した一定期間における状態情報の平均値を算出する状態平均値算出手段と、前記状態計測手段が計測した一定期間における状態情報の標準偏差を算出する状態標準偏差算出手段と、前記状態平均値算出手段及び前記状態標準偏差算出手段の算出結果に基づいて正常状態領域を設定する正常状態領域設定手段と、前記状態計測手段が計測した状態情報と前記正常状態領域設定手段が設定した正常状態領域とを比較して前記放射性物質容器における状態の異常を判定する異常判定手段とを具えたことを特徴とする放射性物質容器の状態検出装置。
- 放射性物質を収容する容器の状態を検出する放射性物質容器の状態検出装置において、近接配置された複数の放射性物質容器の状態情報を計測する状態計測手段と、該状態計測手段が計測した前記複数の放射性物質容器の状態情報の平均値を算出する状態平均値算出手段と、前記状態計測手段が計測した前記複数の放射性物質容器の状態情報の標準偏差を算出する状態標準偏差算出手段と、前記状態平均値算出手段及び前記状態標準偏差算出手段の算出結果に基づいて正常状態領域を設定する正常状態領域設定手段と、前記状態計測手段が計測した状態情報と前記正常状態領域設定手段が設定した正常状態領域とを比較して前記放射性物質容器における状態の異常を判定する異常判定手段とを具えたことを特徴とする放射性物質容器の状態検出装置。
- 請求項１または２記載の放射性物質容器の状態検出装置において、前記異常判定手段は、前記状態情報が前記正常状態領域から所定回数連続して外れたときに前記異常を判定することを特徴とする放射性物質容器の状態検出装置。
- 請求項１、２または３記載の放射性物質容器の状態検出装置において、前記状態計測手段は、前記放射性物質容器の複数個所の状態情報を計測し、該複数個所の計測値ごとに前記状態情報の平均値、前記標準偏差、前記正常状態領域を求め、前記異常判定手段は、前記複数個所ごとに異常判定を行うと共に、該異常判定結果に基づいて前記状態計測手段の異常判定を行うことを特徴とする放射性物質容器の状態検出装置。
- 請求項４記載の放射性物質容器の状態検出装置において、前記状態計測手段としての状態情報計測手段は、前記放射性物質容器における異なる複数個所の状態情報を計測することを特徴とする放射性物質容器の状態検出装置。
- 放射性物質を収容する容器の状態を検出する放射性物質容器の状態検出装置において、前記放射性物質容器の状態情報を計測する状態計測手段と、該状態計測手段が計測した一定期間における状態情報の状態変化率の平均値を算出する状態変化率平均値算出手段と、前記状態計測手段が計測した一定期間における状態情報の状態変化率の標準偏差を算出する状態変化率標準偏差算出手段と、前記状態変化率平均値算出手段及び前記状態変化率標準偏差算出手段の算出結果に基づいて正常状態変化率領域を設定する正常状態変化率領域設定手段と、前記状態計測手段が計測した状態情報の状態変化率と前記正常状態変化率領域設定手段が設定した正常状態変化率領域とを比較して前記放射性物質容器における状態の異常を判定する異常判定手段とを具えたことを特徴とする放射性物質容器の状態検出装置。
- 放射性物質を収容する容器の状態を検出する放射性物質容器の状態検出装置において、近接配置された複数の放射性物質容器の状態情報を計測する状態計測手段と、該状態計測手段が計測した前記複数の放射性物質容器の状態情報の状態変化率の平均値を算出する状態変化率平均値算出手段と、前記状態計測手段が計測した前記複数の放射性物質容器の状態情報の状態変化率の標準偏差を算出する状態変化率標準偏差算出手段と、前記状態変化率平均値算出手段及び前記状態変化率標準偏差算出手段の算出結果に基づいて正常状態変化率領域を設定する正常状態変化率領域設定手段と、前記状態計測手段が計測した状態情報の状態変化率と前記正常状態変化率領域設定手段が設定した正常状態変化率領域とを比較して前記放射性物質容器における状態の異常を判定する異常判定手段とを具えたことを特徴とする放射性物質容器の状態検出装置。
- 請求項６または７記載の放射性物質容器の状態検出装置において、前記異常判定手段は、前記状態変化率が前記正常状態変化率領域から所定回数連続して外れたときに前記異常を判定することを特徴とする放射性物質容器の状態検出装置。
- 請求項６、７または８記載の放射性物質容器の状態検出装置において、前記状態計測手段は、前記放射性物質容器の複数個所の状態情報を計測し、該複数個所の計測値ごとに前記状態情報の状態変化率の平均値、前記標準偏差、前記正常状態領域を求め、前記異常判定手段は、前記複数個所ごとに異常判定を行うと共に、該異常判定結果に基づいて前記状態計測手段の異常判定を行うことを特徴とする放射性物質容器の状態検出装置。
- 請求項９記載の放射性物質容器の状態検出装置において、前記状態計測手段としての状態情報計測手段は、前記放射性物質容器における異なる複数個所の状態情報を計測することを特徴とする放射性物質容器の状態検出装置。
- 放射性物質を収容する容器の状態を検出する放射性物質容器の状態検出方法において、前記放射性物質容器の状態情報を、時間的若しくは空間的な領域内の異なる複数点で計測する状態計測工程と、該状態計測工程にて計測した複数点の状態情報の平均値もしくは該状態情報の状態変化率の平均値を算出する状態平均値算出工程と、前記状態計測工程にて計測した複数点の状態情報もしくは前記状態変化率の標準偏差を算出する状態標準偏差算出工程と、前記状態平均値算出工程及び前記状態標準偏差算出工程の算出結果に基づいて正常状態領域を設定する正常状態領域設定工程と、前記状態計測工程にて計測した状態情報もしくは前記状態変化率と前記正常状態領域設定工程にて設定した正常状態領域とを比較して前記放射性物質容器における状態の異常を判定する異常判定工程とを具えたことを特徴とする放射性物質容器の状態検出方法。
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