JP2011527426A - 核物質の物理量測定装置およびその装置を用いた方法 - Google Patents

Abstract

遮蔽セル（２）内に収容した核物質の物理量を測定する移動可能な装置であって、遮蔽セル（２）に対し持ち上げて当接可能かつ離間可能であり、遮蔽セル（２）に当接した状態で測定を行うことを目的とした装置は、キャリッジ（８）、キャリッジ（８）上に載置した支持部材、および支持部材上に載置された遮蔽コンテナ（４）を備える。遮蔽コンテナ（４）は測定対象の核物質を収容するための移送コンテナ（２４）を備え、遮蔽コンテナ（４）には前記遮蔽セル（２）の壁部の１つに設けた開口（１４）と一直線になるようにした開口を設ける。支持部材（４４）はグラファイトにより形成され、中性子出射モジュール（５０）を収容するハウジング（４８）、遮蔽コンテナ（４）を覆うグラファイト製のケーシング（５３）、およびケーシングに固定された中性子測定手段（５９）を備える。

Description

本発明は、主に、核物質の物理量を測定する装置に関し、より詳細には、電磁放射により、または電磁力の作用する粒子を用いた放射化によって二次中性子の放出を励起することにより、核物質の化学的特性または物理的特性を測定する装置に関する。また、本発明は、そのような装置を用いた方法に関する。

例えば、ウラン（Ｕ）、プルトニウム（Ｐｕ）、およびアメリシウム（Ａｍ）における定量的な物理量としては、質量、中性子の自発放出、および中性子の誘導放出がある。また、定性的な物理量としては、中性子の自発放出の多重度、中性子の誘導放出の多重度、材料の核分裂性、およびそのアイソトープ組成がある。

核物質が放射されているとき、および／または核物質による汚染があるときは、作業員を確実に防護するため、それぞれの場合についてスクリーンを使用および／または核物質を確実に密閉することが必要である。

そのため、核施設は複数の遮蔽セルからなり、各セルにおいて核物質を処理または貯蔵する。その遮蔽セルは、１つまたはそれ以上のケーソン（ｃａｉｓｓｏｎ）と呼ばれる遮蔽筐体により構成される。１つまたは複数のケーソンを放射線シールドで包囲する。放射線シールドは生物学的シールドとも記載する。

遮蔽セルには、可搬型の遮蔽コンテナを連接するためのデバイスを設け、遮蔽セルに対し核物質を導入または取り出すことができるようにすると同時に、その間も継続して作業員を放射線照射および汚染から確実に防護できるようにする。

核物質の処理または取り出しにあたり、これら核物質を測定することが必要である。そのような測定は、その核施設の管理者（オペレータ）が必要としており、また、国連原子力機関（ＩＡＥＡ）のような外部組織からの、その監視活動の一環としても必要とされている。

そのような測定を行うには、通常、これら核物質を隔離しなければならない。

既知の方法において、核物質の測定は、各遮蔽セルから離れた場所で行われる。測定を行うため、核物質をセルから取り出し、遮蔽セルに当接した遮蔽コンテナに隔離し、その後、測定専用施設に移送する。

しかしながら、規制上および安全上の理由により、核物質が特定の基準を満している場合に限って、これを遮蔽セルから取り出すことが許される。その基準として、核分裂性物質の量が挙げられる。しかしながら、現行の施設においては、この測定を現場で行いこれらの基準が満たされたことを保証可能とする手段がない。基準を逸脱した手順により核物質を取り出すことはできるが、それには時間とコストのかかる多くの煩雑なオペレーションが必要で、リスクもある。実際に、核物質移送中の事故は外部環境汚染につながることがある。

コンテナ内の核物質の線量を測定することのできる装置は特許文献１に開示されており、その装置は遮蔽セルに当接される。

この装置は、「パディラック（Ｐａｄｉｒａｃ）」タイプと呼ばれる搬送フラスコであり、搬送台に取り付けられる。このフラスコは、移送コンテナを包含した円筒型のハウジングを有する。搬送フラスコを遮蔽セルの外壁に当接させ、その遮蔽セルの壁部に設けた扉を開け、また、搬送フラスコに設けたハッチも開ける。その後、搬送フラスコのハウジングの底部に設けた開口から導入した連結突き棒を介して、移送コンテナを遮蔽セルに導入し、その中で移送コンテナに核物質を装荷する。そして、移送コンテナの一部を搬送フラスコの中に再度導入する。測定の際は、先にオリフィスに導入した連結突き棒を引き抜いた後、線量測定プローブをそのオリフィスから導入する。このようにしてプローブをハウジングに導入することで、ハウジングが完全に搬送フラスコ内部に入ってしまうことを防止でき、搬送フラスコのハッチが閉じてしまうことを防止できる。

この装置により線量測定を行うことができるが、この物理量を、移送コンテナ内の物質の物理量と明確に関連付けるには、その物理化学的性質に対する追加的な仮説を立てる必要がある。さらに、搬送フラスコのハッチを閉鎖することができないこと、および測定対象の核物質を他の遮蔽セルから密閉状態で隔離できないことは、測定の妨げとなる。実際に、この場合、測定した線量は移送コンテナ内の材料の線量に排他的に起因するものとして捉えることはできない。本明細書の開示によれば、遮蔽セルで発生する背景ノイズに起因する誤差の影響を受けずに搬送フラスコ内で測定を行うため、線量測定に先立ち、連結突き棒を挿入したオリフィスから導入したプローブにより背景ノイズの測定も行うことができる。

この測定装置は、このように、測定ステップの数を増やす必要があるため、核物質の確実な測定にかかる所要時間が長くなる。さらに、この方法では、仮定を立てる必要があるため、測定の正確さと精度が低下する。

さらに、遮蔽セルを閉鎖することができないため、ある一定の時間にわたり核物質の外部環境に対する隔離レベルが低下する。

その上、連結突き棒用のオリフィスを使用してプローブを通過させる構成では、設計が複雑になる。実際に、部品数が多くなり、これらの部品は機械的に相互接続されるため、故障のリスクがさらに増大する。

仏国特許第２６５４２１９号明細書

したがって、本発明の目的は、移送および使用が非常に容易で、使用の際の安全性が高く、いくつかの遮蔽セル内の核物質の測定を行うことができる測定装置を提供することである。

本発明の他の目的は、遮蔽セル内の核物質の物理量を測定する装置を提供することであり、高い精度で測定をすることができる装置を提供することである。

上記に述べた課題は、中に測定対象の核物質を閉じ込めた搬送フラスコを備え、そのフラスコをセルに当接させて測定対象の核物質をそのセルに移動させる測定装置により達成される。本装置は、搬送フラスコを覆うケーシングを有し、ケーシングには中性子検出センサを設ける。遮蔽セルに対し本装置を当接させることおよび遮蔽セルから離間させることにより、異なる遮蔽セル内の核物質の測定を行う。

用語「当接させる（離間させる）」は、密閉した状態で、装置を遮蔽セルに一時的に組み付けて連結し（取り外して分離し）、その遮蔽セルに対して核物質を導入または取り出すようにすると同時に、その間も継続して作業員を放射線照射および汚染から確実に防護できるようにすることである。

さらに、本発明による装置は取り外しが非常に容易なため、様々な場所に移動して異なるセル内の核物質を測定することができる。

搬送フラスコ内に設置した核物質の物理量の測定が可能であり、測定中、搬送フラスコのハウジングは遮蔽セルから隔離される。

さらに、本発明装置では、核物質を移送する必要がなく、この核物質の物理量を測定してから移送することが可能なため、規制上の要件を満たすことができる。

有利には、本発明装置は、フラスコを載置したグラファイト製の支持体に収容した中性子出射モジュールを備える。

そして、本発明の主な目的は、遮蔽セル（２）内に収容した核物質の物理量を測定する装置であって、遮蔽セル（２）に当接可能かつ離間可能であり、遮蔽セルに当接した状態で測定を行うことを目的とした装置を得ることである。本発明の装置は、キャリッジ、キャリッジ上に載置した支持体、および測定対象の核物質を収容するための移送コンテナを備えた遮蔽コンテナを備え、遮蔽コンテナは支持体上に載置され、遮蔽コンテナには、遮蔽セルの壁部の１つに設けた開口と一直線になるようにした開口を設け、それにより遮蔽コンテナに収容した核物質にアクセス可能とした装置において、測定装置は、また、遮蔽セルを覆うケーシングおよびケーシングに固定した測定手段を備えた装置を得ることである。

キャリッジ、支持体、および遮蔽コンテナは、有利には、互いに分離可能であり、別の遮蔽セルへ移送することおよびその遮蔽セルで使用することを目的とした装置の分解および組み立てが容易である。

有利には、支持体は、中性子出射モジュールまたは電磁放射モジュールを収容するハウジングを備える。

ケーシングおよび支持体は、有利には、遮蔽コンテナの５側面を取り囲むケーソンを形成し、遮蔽コンテナの第６の側面は開として遮蔽セルと連通できるようにし、このケーソンは中性子を反射して閉じ込めることができる。

このケーシングは、例えば、２つの側壁、遮蔽コンテナに対して遮蔽セルの反対側に配置されるようにした底部、および天井部を備え、底部は、遮蔽コンテナを突き棒に連結できるようにする開口を備える。

例えば、２つの測定手段をケーシング外側の側壁のそれぞれに固定し、２つの測定手段をケーシング外側の天井部に固定することができる。「測定手段」を２つ使用することで、単独の測定手段を使用する場合よりも、測定効率が向上する。さらに、これら手段のケーシング外側での配置位置は、測定対象の中性子束の強度が最大となる位置に対応する。

これら測定手段はそれぞれ軸線を有し、筐体の各壁の２つの測定手段は、有利には、その軸線が平行になるように配置し、異なる２つの壁の測定手段は、有利には、その軸線が直交するように配置する。このように配置することの利点は、移送コンテナ内の物質の定位情報抽出用の信号を得ることができ、そのため測定精度を向上することができるである。

１対の測定手段は、有利には、出射モジュールのターゲットを中心として設けることにより、測定精度が向上する。

例えば、測定手段は数個の、例えば、４つまたは７つの検出器を備える。

ケーシングおよび／または支持体は、中性子束を熱運動化しこの束を反射する特性を有するグラファイトにより形成する。必要に応じ、このグラファイトを被覆する陽極酸化アルミニウム板を設けることもでき、それにより機械的強度が向上し汚染除去が容易になる。

例えば、グラファイトは、米国ＵＣＡＲ社製の精製グラファイトであり、ＣＳ４９Ｈに準拠するものである。

有利には、本発明による測定装置は、キャリッジ、遮蔽コンテナ、およびグラファイト製のケーシングからなるアセンブリを覆う放射線防護部を備え、このアセンブリを外部環境から隔離する。この防護部により、オペレータは測定装置近傍にいることができる。

放射線防護部は、例えば、２つの側壁、底部、および天井部、防護部の底部に設けた第１の開口であって、電源ケーブルを通過させ、出射モジュールおよび測定手段に対する制御を行うための第１の開口、および突き棒と連結するための第２の開口を備え、第１の開口はプラグにより閉塞され、第２の開口はプラグにより閉塞される。

有利には、放射線防護部をアセンブリに対してガイドする手段を備え、防護部はアセンブリを囲むように設置してアセンブリの損傷を防ぐ。

本発明の目的は、また、本発明による測定装置を組み立てる方法であって、
キャリッジを設置するステップ、
キャリッジ上に支持体を設置するステップ、
支持体上に遮蔽コンテナを設置するステップ、
ケーシングを設置するステップ、および
ケーシング上に測定手段を設置するステップ、を含む方法を得ることである。

本発明による組み立て方法は、有利には、出射モジュールを支持体内に設置するステップを含む。

本発明の組み立て方法は、また、生物学的防護部を設置するステップを後に含む。

本発明の他の目的は、本発明の測定装置を用いて測定する方法であって、
遮蔽コンテナを開くステップ、
遮蔽コンテナ内のアクセスドアを開くステップ、
移送コンテナを遮蔽セルに当接させるステップ、
移送コンテナからプラグを引き抜くステップ、
移送コンテナ内に核物質を導入するステップ、
移送コンテナにプラグを戻すステップ、
移送コンテナを遮蔽コンテナ内に戻すステップ、
遮蔽セル内のアクセスドアを閉じるステップ、
遮蔽コンテナを閉じるステップ、および
核物質の物理量を測定するステップ、を含む方法を得ることである。

有利には、本方法は、数十ヘルツ程度の周波数で繰り返される「出射‐測定」周期を有し、この出射は中性子出射または電磁放射である。

本発明は、以下の詳細な説明および添付の図面を参照することにより、さらによく理解されるであろう。

本発明による測定装置の長手方向断面図である。 本発明による搬送フラスコの長手方向断面図である。 搬送フラスコの開放鍵の正面図である。 搬送フラスコの開放鍵の側面図である。 測定装置に使用可能な中性子出射モジュールの一例を示す斜視図である。 本発明による測定装置を遮蔽セル上の所定の位置に配置する個々のステップを示す概略図である。 本発明による測定装置を遮蔽セル上の所定の位置に配置する個々のステップを示す概略図である。 本発明による測定装置を遮蔽セル上の所定の位置に配置する個々のステップを示す概略図である。 本発明による測定装置を遮蔽セル上の所定の位置に配置する個々のステップを示す概略図である。 本発明による測定装置を遮蔽セル上の所定の位置に配置する個々のステップを示す概略図である。 本発明による測定装置を遮蔽セル上の所定の位置に配置する個々のステップを示す概略図である。 本発明による測定装置を遮蔽セル上の所定の位置に配置する個々のステップを示す概略図である。 移送コンテナを異なる位置に配置した搬送フラスコの長手方向断面図である。 本発明によるケーシングを単独に示す概略斜視図である。

図１に、本発明による測定装置を示す。図中、測定装置は、測定対象の核物質を含む遮蔽セル２に当接されている。

本発明による測定装置は、任意の物体の放射率測定を行うためのものである。その物体としては、核物質の他、遮蔽セル内に収容した運転休止中の機器等、遮蔽セル内から取り出すべき任意の物体とすることもできる。物体を取り出す前に、この運転休止中の機器の放射率を測定して、照射物体の移送を可能とする法的閾値未満であることを確認する必要がある。その放射率が閾値に適合していれば、その機器を、例えば、測定に使用した後述する搬送フラスコ内において、移送することができる。

測定装置は、測定対象の核物質を収容するための遮蔽コンテナ４を備え、その中で測定を行う。また、測定装置は、遮蔽コンテナ４の周囲に設けた測定構造６を備え、測定構造６は後述の測定手段を含む。さらに、測定装置は、可動キャリッジ８を備え、それにより本装置を遮蔽セル２に当接可能とする。

遮蔽セル２はシールドを形成する隔壁１２に囲まれたキャビティ１０を有し、その中に核物質（図示せず）を収容する。隔壁１２は、一般に、両面を鉛板により被覆したコンクリート・コアにより形成する。さらに、セルは、キャビティ１０への進入路１４を有する。この進入路は、円形断面を持ちＹ１軸線方向に延在する円筒形の通路として形成され、図示した例では、ドア１６として形成した密閉閉塞手段を有する。このドアは回転式であり、垂直Ｘ軸線を中心に回転移動可能である。

図２および図６に示す遮蔽コンテナは既知のタイプであり、例えば、仏国特許出願公開第１５１５０２４号明細書に開示される。この遮蔽コンテナは、例えば、原子力部門では広く用いられている「パディラック」フラスコタイプとして構成する。

この遮蔽コンテナは搬送フラスコとも称し、Ｙ軸線方向に延在する円筒状のチャンバ２０を画定する本体１８および着脱可能な閉塞デバイス２２により構成する。

本体１８は、例えば、鉛からなり、その内側および外側を鋼製ケーシングで被覆する。

閉塞デイスは、例えば、チャンバ２０のＹ軸線と直交する方向にスライド可能なドアとして構成する。

さらに、移送コンテナ２４をチャンバ２０内に収容し、移送コンテナ２４はプラグ２６により閉塞可能な構成とする。移送コンテナ２４は円筒形であり、管状キャニスタ２８内に挿入する。管状キャニスタ２８自体はチャンバ２０に収容される。管状キャニスタ２８をＹ軸線に沿って変位可能に構成することにより、移送コンテナを取り出すことができる。キャニスタ２８は、移送コンテナ２４をフラスコ内からフラスコ外へ移動させる密閉機構を形成し、この機構の変位はフラスコ外に配置した連結突き棒３０により制御する。このように、移送機構は、核物質に対し、さらなる防護となる役割を果たす。

連結突き棒３０の構成は当業者には公知であり、ここでは詳細な説明を省略する。

連結突き棒３０の一端部はキャニスタ２８の底部に引っ掛かるように構成し、突き棒のＹ軸線に沿った変位によりキャニスタをＹ軸線に沿った軸上で変位させるようにする。図１において、連結突き棒３０は定位置にある。連結突き棒３０をキャニスタ２８の底部に連結するには、例えば、突き棒３０をその軸線を中心に回転させる。

スライドドア２２を本体１８内に形成したレール上に搭載する。図３Ａおよび図３Ｂに図示した開放鍵３６を用いて、ドア２２の滑り動作を行う。その構成は当業者には公知であり、ここでは詳細な説明を省略する。

図３Ａおよび図３Ｂに、開放鍵３６を単独に示す。開放鍵は、ポート４０を設けたプレート３８を備え、ポート４０は移送コンテナ２４が通過するのに十分な大きさとする。開放鍵３６は、さらに、ドアを保持する手段４１を備え、その手段はポート４０に対し軸方向に移動する。開放鍵３６をキャリッジ上に搭載し、フラスコを、そのドアが手段４１上に位置するように配置する。開放鍵３６をＹ軸線と直交する方向にスライドすると、ドア２２がスライドし、ポート４０がチャンバ２０の自由端の向かい側に位置する。鍵３６により、遮蔽コンテナを開放している間も、放射線照射に対する防護を確実に継続することができる。開放鍵３６にはリングを設けて把持する。

チャンバ２０の自由端は、遮蔽セルの進入路１４と一線上に合わせるように構成する。そのため、チャンバのＹ軸線が進入路１４のＹ１軸線と一直線になるようにし、それにより連続した導管を形成する。

フラスコを支持するキャリッジ８には水平な棚板９を設け、測定装置の可動支持体として構成し、装置を遮蔽セル２に当接できるようにする。有利には、レール１１を設けてキャリッジをガイドすることで、フラスコと遮蔽セルの進入路１４とを、より詳細には、チャンバのＹ軸線と進入路１４のＹ１軸線とを、正確に位置合わせすることができる。

有利には、棚板９の高さは調節可能とし、それにより、フラスコ４と進入路１４との位置合わせを容易にする。

キャリッジ８には、開放鍵３６を上下に変位させる手段４２を設ける。有利には、これらの手段は電動化する。

キャリッジにはまた、開放鍵３６をガイドする垂直方向手段を設け、これらのガイド手段は、例えば、２本の垂直方向Ｖ字型の滑動部とする。

開放鍵３６の移動手段には、例えば、クロスピースに接続した２つの垂直方向ネジを設け、鍵を上下に駆動する。これらのネジは電動モータにより角度伝達を介して作動する。

キャリッジには、動力供給用の電気ボックスを搭載することができ、例えば、生物学的防護部外部からアクセス可能な可搬型制御ボックスにより制御する。ボックスは、隣接する隔壁に埋め込まれたケーシングからのケーブルにより電力供給される。

さらに、行過ぎ防止具（ｏｖｅｒ−ｔｒａｖｅｌ ｓｔｏｐｓ）を設けて、開放鍵３６の動作を制限する。キャリッジに設けた機械的防止具上で、キャリッジを低位置に停止させる。有利には、それよりやや低い位置で鍵の移動を停止させることにより、移動手段４２のネジに半永久的な負荷がかかることを避けることができる。

故障の場合には、移動手段を手動で操作できるようにしておくのが有利であり、例えば、モータ軸の自由端をアクセス可能にしておき、そこにクランクを取り付けることができる。

キャリッジ８は手動または電動により移動することができる。

手動で移動する場合、有利には、移動を支援する手段を設けてキャリッジの操作を容易にする。支援手段は、例えば、ラチェット・レンチ４３により形成し、キャリッジのセルから最も遠い側に設けた車輪の六角形状と協働させる。ラチェット・レンチは、操作作業員が操作する。特に、フラスコの重量が引き起こすタイヤの付着を防ぐ手段も設けることもできる。

図１において、ラチェット・レンチ４３を破線で示す。防護部６０を設置する前にラチェット・レンチ４３を使用することは明らかに理解されよう。

図示した例において、装置はまた、フラスコの支持体４４を備える。支持体は、例えば、グラファイトからなる平行パイプ形状であり、後述するように、測定に関与する。

支持体４４は、例えば、２本のネジを用いてキャリッジ８に固定する。

本発明によれば、グラファイト支持体４４にはハウジング４８を形成し、その中に中性子出射モジュール５０（図１には図示せず、図４に単独で図示、図５Ｇの測定装置内に図示）を受け入れる。ハウジング４８は円形断面を有する円筒形状をなし、その軸線が進入路１４の軸線と平行になるような向きに配置する。ハウジング４８は非可動式であり、その開口が、支持体の遮蔽セルに向いた側とは反対側に対して開いている。中性子出射モジュールにおいて、その「中性子発生」ゾーン５０．１はほぼ点状であり、用語「ターゲット」と称する。さらに、中性子は「全方向に」出射される。ターゲット５０．１がコンテナ２４および検出器を中心として配置されるようにハウジングの向きを調整する。

中性子出射モジュール５０支持体の材料としてグラファイトを用いると、中性子束を熱運動化することが可能となる。言い換えれば、モジュールにより出射された中性子のエネルギースペクトルを変化させることができ、例えば、温度領域内に収まることができるように、１４ＭｅＶで出射する。

さらに、グラファイトは中性子束を移送コンテナに向かって反射させる特性を有する。

例えば、グラファイトは、米国ＵＣＡＲ社製の精製グラファイトであり、ＣＳ４９Ｈに準拠する。

グラファイト支持体のアクセス可能な表面を保護するため、中性子出射モジュールを収容するキャビティ同様、陽極酸化処理したアルミニウム製のケーシングを設けることができる。

例えば、陽極酸化処理した厚さ１０ミリメートルのアルミニウム板で支持体の上面を覆い、フラスコの重量が確実に分散されるようにする。実際に、フラスコを支持するのはこの上面であり、より詳細には、Ｖ字のポジショニングにより支持する。

中性子出射モジュール５０は、高電圧ケーブル５１により形成した電気的接続手段を備え、このケーブルは、後述するように、生物学的防護部内に形成した開口から直接引き出される。このケーブルを測定装置の外に設けた電力供給キャビネット（図示せず）に接続する。

中性子出射モジュール５０には、短ケーブルを備えることもでき、短ケーブルはグラファイト製の支持体の向かい側に固定したケーシングに接続する。短ケーブルは速やかに取り外すことができ、本発明による装置の取り外しが容易になる。

測定を行うにあたり、電磁放射線出射モジュールを使用することもできる。本明細書の以下の記載において、モジュール５０を「出射モジュール」と称する。

このケーシングから引き出された出力ケーブルは、例えば、生物学的防護部の内部を経由して、ケーブル放出開口に到達する。

支持体４４上に、フラスコを保持するＶ字型部品５２を設ける。このＶ字の軸線の向きは、進入路１４のＹ１軸線を含む垂直平面に含まれるようにする。

本発明によれば、測定装置はまた、フラスコを囲む測定ケーシング５３を備え、その上に中性子検出器ユニットを固定する。

ここに示した例において、ケーシング５３は２つの側壁（図７に図示）、ならびにＹ軸線に垂直な底部５６および天井部５８を備え、それらはグラファイトにより形成する。壁部５４、５６、５８は機械的に、例えば、ネジを用いて、組み立てる。有利には、ケーシングは邪魔板（ｃｈｉｃａｎｅｓ）を備え、放射線漏洩を最小限に抑制する。邪魔板は２つの壁部の接続箇所の高さに設ける。

特定の例において、測定装置は６つの中性子検出器ユニット５９を備え、それらは側壁の外側および天井部上に固定される。

側壁５４および天井部５８それぞれの外側表面には、検出器用の固定システムを設ける。有利には、それぞれの面に検出器を２つずつ固定する。「測定手段」はそれぞれ軸線を有する。同一壁部上において、測定手段のそれぞれの軸線は平行である。有利には、異なる壁部上に配置した検出手段の軸線は互いに直交するようにする。

このような配置とすることで、移送コンテナ２４内の物質の定位情報抽出用の信号を得ることができ、そのため測定精度を向上することができる。

有利には、先に述べたように、１対の検出器５０を中性子出射モジュールのターゲット５０．１を中心として設ける。

ケーシング５３の上部にリングを設け、ケーシングを取り外さなくとも上下に移動することが可能である。把持位置は慎重に決定し、移動の際にケーシングの任意の回転を防ぐ位置とする。

ケーシング５３の底部５６に設けた開口５７により、フラスコ上の突き棒５５の延長部を連結することができる。

ケーシングを形成するグラファイトは、支持体を形成するものと同一とすることができる。

支持体４４は、例えば、ポリエチレン、鉛、ホウ素等により形成することができ、その他の物理量測定に特定の方法を実施することができる。

例として、ケーシング５３の厚さを１００ミリメートルとし、各表面をそれぞれ陽極酸化アルミニウムで被覆することができる。

特に有利な方法として、支持体４４をケーシング５３と協働させ、ケーソンを平行６面体とし、そのうち５つの側面を閉とし、第６の側面を開として、遮蔽筐体の壁面に当接する構成とする。こうすれば、測定対象物質収容用の移送コンテナはグラファイトにより完全に包囲される。上述したように、グラファイトは中性子束を反射する性質を持ち、したがって、この中性子束は移送コンテナすなわち物質に戻され、それにより測定精度を向上することができる。さらに、このケーソンにより中性子の閉じ込め性能が向上する。

上記の例示においては、支持体４４はその上部に棚板４４．１を備える。棚板は、中性子出射モジュール５０を収容した支持体の一部に対し背面側まで延伸し、それにより装置のサイズを制限することができる。

有利には、棚板４４．１には、溝部４４．２を設ける。溝部により、ケーシング５３の底部５６の下端部であって、側壁と比べて突出する下端部を収容する。これにより、中性子閉じ込め性能を向上することができる。

検出ユニット本体としては、例えば、カドミウム板で被覆したポリエチレン製のものが挙げられる。

これら検出ユニットは、例えば、検出器を４つまたは７つ備え、同時に、それぞれの外寸を同一とする。

例として、検出ユニットの外寸は、長さ７８０ミリメートル、幅２００ミリメートル、厚さ７０ミリメートルとし、質量は１０キログラムとする。

各検出ユニットはキャビネットに接続する接続ケーブルを有し、このケーブルは防護部６０に設けたノッチ６０．１を経由して配設する。

ケーブルをこのようにルーティングすることにより、生物学的防護部の変位によりケーブルが損傷するのを防ぐことができる。

この中性子出射モジュールは、測定精度を向上させることができるため、特に有利であるが、そのようなモジュールを含まない測定装置も本発明の範囲を逸脱するものではない。

一実施形態において、このアセンブリをさらに放射線防護部６０で覆う。放射能防護部は生物学的防護部としても知られる。この防護部は、例えば、ホウ素１０％を含むポリエチレンにより形成する。

この防護部６０により、フラスコを覆うケーシングを完全に覆う。フラスコ自体はキャリッジに固定した支持体４４上に載置されている。防護部６０は、さらに、装置が測定位置にあるときは、進入路１４を囲む遮蔽筐体の壁面に支持される構成とする。

防護部６０は、２つの側壁６０．２、天井部６０．４、および底部６０．６を備え、それらを機械的に組み立てて１体のアセンブリとして構成する。有利には、異なる箇所に邪魔板を設け、放射線漏洩を抑制する。これら邪魔板は、筐体の２つの壁部の接続箇所と同じ高さに設ける。

防護部６０を、有利には、レール（図示せず）と協働する車輪上に搭載し、正確かつ容易な当接を可能とする。

これらのレールにより、防護部を適切な位置に設置しつつ、検出ユニットまたは突き棒の延長部等の部材の損傷を防ぐことができる。

防護部６０は、ケーシング５３同様、適応形状と協働するラチェット・レンチ６１により、車輪の高さで変位させることができる。

防護部６０と遮蔽セル２との間には行過ぎ検出装置を設け、防護部６０が適切な位置に設置されたことを知らせることができる。この検出装置は、有利には、中性子出射モジュール５０を制御するシステムに接続され、防護部６０の位置が変わったことを検出した際には、モジュール５０を緊急停止させることができるようにする。

防護部６０を遮蔽セル２の壁部に固定する手段を設けて、例えば、ピンにより、不慮の変位を防止する。

既に説明したように、防護部６０の底部６０．６において、その下部にハッチ６３をさらに設けて、中性子出射モジュール５０の高電圧ケーブル５１を接続することができるようにする。

開口６３は、付加的な防護部材６４により閉塞することができ、それにより、出射モジュールからのケーブルを通過させることができる。この部材６４はプラグであり、この例示においては、このプラグを２つの部分から構成することにより、製造を単純化することができる。

プラグ６４は、第１部分６４Ａおよび第２部分６４Ｂからなる。第１部分６４Ａは地面と略平行な軸線を有する穿孔を有し、それにより、開口６３に固定手段を特に設けずに、高電圧ケーブル５１を通過させケーブル自体を位置決めすることができる。第２部分６４Ｂは４分の１円形状の穿孔を有し、その穿孔の上端部は第１部分６４Ａの穿孔から連続して延伸し、同下端部は地面と略平行であり、その穿孔から高電圧ケーブル５１を通過させる。ハーフプラグ６４Ｂは、ネジにより防護部６０に固定する。

防護部６０の天井部６０．４は、ノッチ６８を相補的キーの通路として、遮蔽セル２側に設ける。

側部には逃げ溝（アンダカット）を設け、開放鍵の手動制御のための軸を通すことができるようにする。

防護部６０により、測定装置の近傍においても、オペレータを中性子出射モジュールから発生する放射線およびフラスコ４に収容した核物質から出射する放射線から隔離することができる。

防護部６０の底部においても開口６２を設けて、ケーシング５３およびフラスコ２の底部における突き棒と一直線上に設けた突き棒を通すようにする。

例として、防護部６０の壁部の厚さは約２００ミリメートルである。

また、電気機器用のキャビネット（図示せず）を設ける。キャビネットは、
中性子出射モジュールの制御モジュール、
中性子検出増幅器、および
測定を管理するコンピュータ、を備える。

放射能防護部６０の設置を制御する装置を設けることもできる。この装置は、測定装置への進入路の空きを検出するいくつかの検出器を備える。

有利には、中性子出射モジュール５０が動作中であることを明確に警告する手段を設けることができる。例えば、それらの手段は回転警告灯として形成することができる。

図５Ａ〜図５Ｇを参照して、本発明によるアセンブリおよび測定装置を、遮蔽セルに収容した核物質の測定を行う目的で、遮蔽セル近傍へ設置することについて以下に説明する。

まず、遮蔽セル２の壁部に直交する方向に沿ってレール１１を設置することにより、フラスコ４と進入路１４の整合性を確保する。

そして、キャリッジ８をブリッジクレーン型のクレーンにより持ち上げて移動し設置する（図５Ａ）。

開放鍵３６を、移動手段の高さにあるキャリッジ８上に、同様にクレーンにより搭載する（図５Ｂ）。

その後、グラファイト製の支持体をキャリッジ８上に載置する。このステップに先立ち、キャリッジ８をセル近傍まで移動させてもよい（図５Ｃ）。

続くステップにおいて、Ｖ字型の支持体をグラファイト製支持体４４上に載置し、続いて搬送フラスコ４をＶ字型の支持体上に載置する（図５Ｄ）。

鍵の把持リングを取り外し、生物学的防護部６０と同様の性質と厚さを有する生物学的防護部材を設置して、生物学的防護部の上面の逃げ溝を閉塞する。

そして、同様にクレーンにより、搬送フラスコ４を囲むようにケーシング５３を設置する。

キャリッジ８を必要に応じてセル２方向へ移動してからケーシング５３を設置することもできる。

検出ユニット５９をケーシング５３上に搭載し、出射モジュール５０を支持体４４内のハウジング４８内に設置する。

同様にして、ケーシング５３の底部５６には突き棒３０用の開口を設け、突き棒の延長部を組み付けた後、その開口をプラグにより閉塞する構成とする。

以下のステップにおいて、上記構成のアセンブリを遮蔽セル２に対しその動作位置まで前進させて完全に当接し、搬送フラスコ４がセルの進入路１４の正面に来るようにする。キャリッジ８の移動はラチェット・レンチ４３により行う。キャリッジ８の位置を、その後、遮蔽セル２に対し固定する（図５Ｆ）。

図５Ｇに、遮蔽セル２正面に設置した放射線防護部６０を示す。防護部６０をラチェット・レンチ６１により移動し、その後、防護部６０をセル２の壁部に、例えばピンにより、固定する。

防護部６０が定位置にあるとき、出射モジュールの電源ケーブルは防護部６０底部の開口を通り、プラグによりケーブル周囲の開口を閉塞する。

さらに、突き棒の延長部が防護部６０の底部を通過すると、突き棒３０はこの延長部に連結する。

測定装置の動作にあたり、ここで、本発明による装置を動作する様々なステップを以下に説明する。

移送コンテナ２４の移送は次のような方法で行う。

突き棒３０を搬送フラスコ４に連結する。より詳細には、コンテナ２８の底部に連結する。

相補キーを搭載し、ドア２２をスライドさせて搬送フラスコ４を開く。

遮蔽セル２の回転ドア１６を回動して、進入路を空ける。

そして、移送コンテナ２４を遮蔽セル２内に導入する。

移送コンテナ２４からプラグを取り外し、核物質を移送コンテナ２４内に搬入する。

そして、上記の動作を逆の順序で行うことにより、移送コンテナ２４を搬送フラスコ４内に戻す。

回転ドア１６を回動させ、相補キーを下降させてフラスコ４のドアを閉める。

その後測定を行う。

パッシブ測定においては、測定ユニット５９のみを用いることもできる。また、アクティブ測定においては、中性子出射モジュールを用いて核物質を調査してから測定を行うこともできる。後者の場合、「出射‐測定」の周期を数十ヘルツ程度の周波数で繰り返す。この場合の出射は、中性子放射または電磁放射である。

この種の測定は当業者には常識の一部であり、特に「核物質のアクティブ非破壊分析（Ａｃｔｉｖｅ ｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ ａｓｓａｙ ｏｆ ｎｕｃｌｅａｒ ｍａｔｅｒｉａｌｓ）ＮＵＲＥＧ、ＣＲ−０６０２ ＳＡＩ−ＭＬＭ−２５８５、１月、１９８１」および「エンジニアの技術（Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｄｅ ｌ’ｉｎｇeｎｉｅｕｒ）」Ｐａｒｔ ２ ＢＮ ３ ４０６の「Ｍｅｓｕｒｅ ｎｕｃｌeａｉｒｅ ｎｏｎ ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ ｄａｎｓ ｌｅ ｃｙｃｌｅ ｄｕ ｃｏｍｂｕｓｔｉｂｌｅ」（燃料サイクル内の非破壊核測定）に開示される。

測定の終わると、組み立て工程を逆の順序で行い、測定装置を取り外す。

測定終了後、搬送フラスコにより核物質を取り出し、別の領域に移送することができる。

本発明による装置はモジュール式であり、その組み立ておよび分解が非常に容易であり、特殊技能を持たない作業員でも、操作のほかは、道具を使わずに行うことができる。そのため、さらに、個々の部品として様々な収納場所へ移送することが非常に容易になり、例えば国際核物質調査団体等による測定制御を行うことができる。本装置は同じ場所の複数の遮蔽セルで共有することができ、したがって、各セルにそれぞれ測定装置を備える必要がない。

Claims (20)

1. 遮蔽セル（２）内に収容した核物質の物理量を測定する移動可能であって、該遮蔽セル（２）に当接可能かつ離間可能であり、該遮蔽セル（２）に当接した状態で測定を行うことを目的とした装置において、
   該装置は、キャリッジ（８）、前記キャリッジ（８）上に載置した支持体（４４）、および測定対象の核物質を収容するための移送コンテナ（２４）を備えた遮蔽コンテナ（４）を備え、
   前記遮蔽コンテナ（４）は前記支持体（４４）上に載置され、
   前記遮蔽コンテナ（４）は、前記遮蔽セル（２）の壁部の１つに設けた開口（１４）と一直線になるようにした開口を備え、それにより該遮蔽コンテナ（４）に収容した前記核物質にアクセス可能とされており、
   前記測定装置は、また、前記遮蔽コンテナ（４）を覆うケーシング（５３）および該ケーシングに固定した測定手段（５９）を備えた、核物質の物理量を測定する移動可能な装置。
2. 請求項１に記載の測定装置において、
   前記キャリッジ（８）、前記支持体（４４）、および前記遮蔽コンテナ（４）は互いに分離可能であり、前記測定装置の分解および組み立てを容易とし、該測定装置を別の遮蔽セルへ移送することおよびその別の遮蔽セルで使用することが可能である、測定装置。
3. 請求項１または２に記載の測定装置において、
   前記支持体（４４）は、中性子出射モジュールまたは電磁放射モジュール（５０）を収容するハウジング（４８）を備える、測定装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の測定装置において、
   前記ケーシング（５３）および前記支持体（４４）は、前記遮蔽コンテナ（４）の５つの側面を取り囲むケーソンを形成し、該遮蔽コンテナの第６の側面は開として、前記遮蔽セル（２）と連通するようにした、測定装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の測定装置において、
   前記ケーシング（５３）は、２つの側壁（５４）、前記遮蔽コンテナ（４）に対して前記遮蔽セル（２）の反対側に配置されるようにした底部（５６）、および天井部（５８）を備え、
   前記底部（５６）は、前記遮蔽コンテナ（４）を突き棒（３０）に連結できるようにする開口を備える、測定装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の測定装置において、
   ２つの測定手段（５９）が前記ケーシング（５３）外側の前記側壁（５４）のそれぞれに固定され、２つの測定手段（５９）が前記ケーシング（５３）外側の前記天井部（５８）に固定される、測定装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の測定装置において、
   前記測定手段（５９）はそれぞれ軸線を有し、筐体の壁部（５４、５８）にそれぞれ２つずつ設けられた前記測定手段（５３）はその軸線が平行であり、異なる壁部に設けられた前記測定手段はその軸線が直交する、測定装置。
8. 請求項６または７に記載の測定装置において、
   前記１対の測定手段（５９）は、前記出射モジュール（５０）のターゲットを中心として設けられる、測定装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の測定装置において、
   前記測定手段（５９）は数個の、例えば、４つまたは７つの検出器を備える、測定装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の測定装置において、
    前記ケーシング（５３）および／または前記支持体（４４）はグラファイトにより形成される、測定装置。
11. 請求項９に記載の測定装置において、
    前記グラファイトは、米国ＵＣＡＲ社製の精製グラファイトであり、ＣＳ４９Ｈに準拠するものである、測定装置。
12. 請求項１０または１１に記載の測定装置において、
    前記グラファイトは陽極酸化アルミニウム板で被覆される、測定装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の測定装置であって、
    前記キャリッジ（８）、前記遮蔽コンテナ（４）、および前記グラファイト製のケーシング（５３）により形成したアセンブリを覆う放射線防護部（６０）を備え、それにより該アセンブリを外部環境から遮断する、測定装置。
14. 請求項３と組み合わせた請求項１３に記載の測定装置において、
    前記放射線防護部（６０）は、２つの側壁（６０．２）、底部（６０．６）、および天井部（６０．４）、
    前記防護部（６０）の前記底部（６０．６）に設けた第１の開口（６３）であって、ケーブル（５１）を通過させ、前記出射モジュール（５０）および前記測定手段（５９）に対する電力供給および制御を行うための第１の開口、および
    前記突き棒（３０）と連結するための第２の開口（６２）を備え、
    前記第１の開口（６３）はプラグにより閉塞され、
    前記第２の開口（６２）はプラグにより閉塞される、測定装置。
15. 請求項１３または１４に記載の測定装置であって、
    前記放射線防護部（６０）を前記アセンブリに対してガイドする手段を備え、該防護部（６０）は該アセンブリを囲むように設置される、測定装置。
16. 請求項１〜１５のいずれか１項に記載の測定装置を組み立てる方法であって、
    前記キャリッジ（８）を設置するステップ、
    前記キャリッジ（８）上に前記支持体（４４）を設置するステップ、
    前記支持体（４４）上に前記遮蔽コンテナ（４）を設置するステップ、
    前記ケーシング（５３）を設置するステップ、および
    前記ケーシング上に前記測定手段（５９）を設置するステップ、を含む方法。
17. 請求項３に記載の装置を組み立てる請求項１６に記載の方法であって、
    前記出射モジュール（５０）を前記支持体（４４）内に設置するステップ、を含む方法。
18. 請求項１６または１７に記載の測定方法であって、前記生物学的防護部（６０）を設置するステップを後に含む、測定方法。
19. 請求項１〜１５のいずれか１項に記載の装置を用いる測定方法であって、
    前記遮蔽コンテナ（４）を開くステップ、
    前記遮蔽コンテナ（２）内のアクセスドア（１６）を開くステップ、
    前記移送コンテナ（２４）を前記遮蔽セル（２）に当接させるステップ、
    前記移送コンテナ（２４）から前記プラグを引き抜くステップ、
    前記移送コンテナ（２４）内に前記核物質を導入するステップ、
    前記移送コンテナ（２４）に前記プラグを戻すステップ、
    前記移送コンテナ（２４）を前記遮蔽コンテナ（４）内に戻すステップ、
    前記遮蔽セル内の前記アクセスドア（１６）を閉じるステップ、
    前記遮蔽コンテナ（４）を閉じるステップ、および
    前記核物質の物理量を測定するステップ、を含む測定方法。
20. 請求項３に記載の測定装置を用いる、請求項１９に記載の測定方法であって、
    数十ヘルツ程度の周波数で繰り返される「出射‐測定」周期を有する、測定方法。

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