JP2015145871A - 原子炉の炉心内又は炉心の周囲で試料を照射する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】原子炉の炉心内又は炉心の周囲で試料に放射線照射する装置を提供する。
【解決手段】チャンバ７を区切る二重壁格納容器６と、チャンバ７に収容されたレセプタクル４であって、格納容器の内側壁８から離れて保持され、冷却材を収容するように設計されたレセプタクル４と、試料ホルダ２であって、その自由端がレセプタクル内に配置された試料ホルダ２とを有し、レセプタクルの内部が、レセプタクルの外側と流体連通しており、格納容器６の内側壁８とレセプタクル４との間の容積が、冷却材クッションガスと呼ばれるガス又はガス混合物で充満される。
【選択図】図１

Description

本発明は、原子炉、より詳細には核研究用原子炉の炉心内又は炉心の周囲で物質に放射線照射するための装置に関する。

材料又は試料に対して実験を行って放射線照射下での挙動を観察できるように、核研究用原子炉の炉心内又は炉心の周囲に材料又は試料を配置できなければなければならない。

したがって、原子炉内の燃料組立体の媒体に対応し中性子束が最高の実験用原子炉のゾーン内に放射される１つ（又は幾つか）の試料を導入できる装置が必要とされる。このゾーン内で、放射線照射下の試料と構造物は、炉心から生じ温度を高める核放射線（ガンマ線と中性子）にさらされる。

この試験的装置には高温と高圧が適用される。

高圧と例えば約８００℃の高温とに同時に耐えることが可能な材料を選択することは困難である。これは、特に、実験で放射線照射条件下では困難である。

例えば、オーステナイト鋼の寿命は、４５０℃より高い温度では著しく短くなる。例えば、Ｘ２ＣｒＮｉＭｏ１７−１２−２オーステナイト鋼の場合、放射線照射下の研究用原子炉炉心内の寿命（典型的には、１２ｄｐａ／年で破壊）は、３７５℃未満では４．４年、４２５℃超えでは２年である。同様に、４５０℃未満での材料クリープとエージングは、継続時間にかかわらずごくわずかであるが、５２５℃で２０００時間から著しくなる。

したがって、本発明の１つの目的は、安全規則に適合するように組立体の機械的強度を保証しながら、試料が高温に達する原子炉内で試料を放射線照射するための試験的装置を提供することである。

前述の目的は、二重スキン筐体によって区切られたチャンバを含む試料に放射線照射するための装置によって達成され、チャンバは、冷却材流体を含むレセプタクルを有し、試料ホルダが、試料が冷却材流体に浸されるようにレセプタクルに貫入し、レセプタクルは、高温に耐えることが可能で、レセプタクルの内側と外側が流体連通し、その結果、試料ホルダが配置されたレセプタクル内の圧力とレセプタクル外の圧力とが同じになる。

本発明により、レセプタクルの内側と外側が同じ圧力であり、その結果として、レセプタクルを構成する材料が、高圧に耐える必要がなくなり、したがって、高温に耐えかつ圧力に耐える機械的強度の低い原料の材料を選択できる。更に、レセプタクルの外側のガスは、試料加熱ゾーンからチャンバを熱的に分離し、次に高圧に耐えることができるがレセプタクル内の温度より低い温度に耐えることが可能な材料から作成されうる。

試料の温度を調整する手段は、レセプタクル壁内又はレセプタクル壁上に提供されると極めて有利である。これらは、追加の試料加熱手段であることが好ましい。これにより、試料放射線照射条件下での温度の正確な制御が可能になる。

格納容器の機械的強度は、圧力、温度及び照射時間に依存する。本発明によれば、温度を維持するレセプタクルとチャンバとの間の断熱材として、試料が浸される冷却材クッションガスをきわめて賢く使用することによって、チャンバが、機械的強度に大きな影響を及ぼさない温度に保持され、安全機能を実行でき、装置は、試料に高温を加えうる。したがって、原子力安全性規則を考慮し、即ち二重スキン格納容器を維持しながら、約８００℃又はそれを超える試料温度を、比較的単純な構造で達成できる。

次に、本発明の内容は、原子炉の炉心内又は炉心の周囲で試料を照射する装置であり、装置は、
チャンバを区切る二重壁格納容器と、
前記チャンバに収容されたレセプタクルであって、格納容器の内側壁から離れて保持され、冷却材を収容するように設計されたレセプタクルと、
試料ホルダであって、その自由端がレセプタクル内にある試料ホルダとを含み、
レセプタクルの内側が、レセプタクルの外側と流体連通しており、格納容器内側壁とレセプタクルとの間の容積が、冷却材クッションガスと呼ばれるガス又はガスの混合物で満たされる。

格納容器は、原子炉の冷却材に接し、ガス容積を内側壁で区切る外側壁を有してもよい。

１つの有利な例では、装置は、レセプタクルに取り付けられた温度調整手段を含む。

温度調整手段は、少なくとも追加の加熱手段を含むと有利なことがある。

例えば、追加の加熱手段は、レセプタクルの外側面上の少なくとも１つの加熱要素、又は好ましくはレセプタクルの外側面の全て又は一部にわたって分散された幾つかの加熱要素を有する。

例えば、加熱要素は、縦軸に沿ってレセプタクルの外側面の全て又は一部分にわたって分散され、その結果、縦軸に沿ったレセプタクルの様々なゾーンを別々に加熱できる。

熱制御手段は、例えば吹き付け法によって作成された保護被膜で被覆されることが好ましい。

１つの追加の特徴によれば、装置は、レセプタクル上に取り付けられた少なくとも１つの温度センサ、例えば熱電対を含みうる。

レセプタクルの内部は、試料がレセプタクルに挿入されるレセプタクルの上端で、レセプタクルの外部と流体連通した状態でもよい。

例えば、内側壁、外側壁及びレセプタクルは、形状が管状であり、下側端で底面によって閉じられる。

外囲器の内側壁と外側壁は、例えば、Ｘ２ＣｒＮｉＭｏ１７−１２−２ステンレス鋼で作成されてもよく、レセプタクルは、Ｉｎｃｏｎｅｌ（登録商標）７１８で作成されてもよい。

本発明の別の内容は、本発明により装置を使用する試料を照射する方法であり、方法は、
装置に試料ホルダを挿入することによって、少なくとも１つの試料を、冷却材流体を収容しているレセプタクル内の適切な位置に入れる段階と、
装置を原子炉の炉心内又は炉心の周囲の適切な位置に入れる段階と、
原子炉から装置を取り出し、装置から少なくとも１つの試料を取り出す段階とを含む。

一例では、冷却材は、液体であり、例えば、液体金属又は液体の合金、例えばＮａＫやＮａでよく、冷却材クッションガスは、格納容器とレセプタクルとの間に配置される。

別の例では、冷却材は、ガス又はガス混合物である。

追加の熱は、放射中に試料に入れられてもよい。

本発明は、以下の説明と添付図面を読んだ後でよく理解されるであろう。

本発明による試料を放射線照射するための装置の例示的実施形態の図表示の縦断面図である。 図１の詳細図である。 液冷却媒体の事例における、装置の半径の関数としての装置内の温度差のグラフである。 ガス冷却材の事例における、装置の半径の関数としての装置内の温度差のグラフである。 本発明による装置に使用できる追加の加熱手段の例示的実施形態の線図である。 本発明による装置に使用できる追加の加熱手段の別の例示的実施形態の図表示である。 本発明による装置に使用できる追加の加熱手段の別の例示的実施形態の図表示である。 レセプタクルと格納容器の内側面との間のガスギャップの厚さの変化のプロファイルの例の図である。

図１は、核研究用原子炉、より詳細には核研究用原子炉の炉心内又は炉心の周囲で試料に放射線照射する装置の概略図を示す。

放射線照射装置及びその一部分を構成する要素は、有利には、縦軸Ｘのまわりの回転形状の形態である。装置は、幾つかの好ましくは管状同心要素を含む。

放射線照射装置の長さは、数メートル（例えば、５ｍ）であり、原子炉燃料組立体に対応し例えば高さ１ｍにわたって延在する中性子束ゾーン内に配置された縦方向部分を含む。

図１と図２は、中性子束ゾーン内に配置されかつ詳細に述べられる部分を示す。

装置は、試料を適切な位置に保持する自由縦方向端２．１を含む軸Ｘを有する試料ホルダ２を備え、この自由縦方向端２．１は、例えば、試料を配置し除去するために試料の形状に適合されたねじ切りロッド又は構造物を保持する手段を備える。各試料ホルダは、実験の特定の需要に応えるように設計され、例えば、試料に応力をかけるためのアクチュエータを有してもよい。また、これは、放射線照射下での実験を監視して、例えば、温度、圧力、試料寸法の変化、中性子束及びガンマ線束などを測定するのに必要な様々な測定センサを含むことがある。試料ホルダ２は、試料を交換するために、縦軸Ｘに沿った摺動によって挿入され除去されうる。

装置は、また、試料が適切な位置にあるときに試料ホルダの自由縦方向端２．１が中に入れられるレセプタクル４を含む。レセプタクルは、 試料が浸され熱交換が行われる冷却材流体を収容する。レセプタクルは、試料ホルダ２が挿入される閉じた下側端４．１と開いた上側端４．２を有する。下側端４．１は、例えば、レセプタクルの側壁に溶接される。

冷却材は、原子炉冷却材に接する試料とレセプタクルと格納容器間の熱交換を行う。

レセプタクルの端４．１と下側管状壁の端８．１との距離は、リザーバと格納容器との間の自由膨張が可能なようなものである。

レセプタクル４は、また、測定センサ、例えば温度及び／又は放射線照射センサを保持できると有利である。

装置は、また、レセプタクル用のチャンバ７を区切る二重壁格納容器６を含む。

格納容器は、内側管状壁８と外側管状壁１０を有し、２つの壁８，１０は同心である。各管状壁８，１０は、その下側端で、それぞれ下側端８．１，１０．１によって閉じられる。例えば、下側端８．１，１０．１は、各管状壁の一端に溶接される。下側端８．１と１０．１の間の距離は、自由膨張が可能なようなものである。レセプタクルの上側部分は、適切な機械的手段によって格納容器の内側壁に固定され、下方への自由膨張が可能である。

格納容器の高さ全体にわたって２つの管状壁間にほぼ一定のガスギャップ９を維持するために中心決め手段が提供されると有利である。例えば、冷たいときの外側管状壁１０の内側面と内側管状壁の外側面との間の距離は、約０．２ｍｍでよい。

２つの壁８，１０は、それらの間に格納ガスを収容する容積を画定する。

２つの壁の間で画定された容積は閉じられる。ガスは、例えば格納容器の上部近くの２ｍｍの内径を有する小さい直径の管状穴に通されてもよい。

ＮａＫ（ナトリウム及びカリウム合金）のような液体金属などの液冷却媒体が使用され、レセプタクル４の下部を満たしたとき、チャンバ７は、ヘリウムなどの不活性ガス、又は冷却材と共存できるガスの混合物で満たされる。レセプタクルの上側部分は、このガス又は冷却材クッションガスと呼ばれるガスの混合物で満たされ、レセプタクルの内部がレセプタクルの上側端を介してチャンバ７と自由に連通できるので、チャンバ７は、この冷却材クッションガスで満たされる。

液冷却媒体は、ナトリウムなどの１つ又は複数の液体金属、ＮＡＫなどの１つ又は複数の液体合金、１つ又は幾つかの塩類、１つ又は複数の有機液体などでよい。

この記述の残りの部分全体にわたって、表現「上側クッションガス」は、ガス又はガスの混合物を指す。

例えばヘリウムなどのガス冷却材が、レセプタクル内で使用されるとき、このガスは、チャンバ７も満たす。冷却材は、ガスでもよくガスの混合物でもよい。

内側管状壁８の内側面は、冷却材クッションガスに接する。

外側管状壁１０の外側面は、研究用原子炉の冷却材流体（例えば、矢印Ｆによって記号化された方向に沿って循環する水）に接する。

有利には、レセプタクル内に収容された冷却材の温度調整手段１４が、レセプタクル内又はレセプタクルの壁上に提供される。例えば、温度調整手段１４は、加熱手段でも冷却手段でもよく、加熱手段と冷却手段の両方が提供されてもよい。

加熱手段は、例えば、ジュール効果を利用した加熱要素からなってもよい。これらの手段の例示的な実施形態は、以下に述べられる。

管状壁８，１０は、例えば下の表１に示した直径値の場合に約１６バールの高圧に耐えることが可能な材料から作成される。

例えば、管状壁８，１０は、ステンレス鋼、ジルコニウム合金又はニッケル合金で作成されてもよい。内側管状壁８と外側管状壁１０は、同じ材料又は異なる材料から作成されてもよい。

例えば、管状壁８，１０は、Ｘ２ＣｒＮｉＭｏ１７−１２−２ステンレス鋼から作成されてもよい。

レセプタクルは、例えば低い歪みで少なくとも約８００℃の高温に耐えることが可能な材料から作成され、ニッケル合金（例えば、Ｉｎｃｏｎｅｌ（登録商標）、Ｉｎｃｏｌｏｙ（登録商標））やステンレス鋼などの金属材料でよい。

更に、中心決め手段は、レセプタクルの外側面と装置の格納容器の内側管状壁８との間の加熱ゾーンの高さ全体にわたって均一のガスギャップを保証するように提供されると有利である。このガスギャップは、レセプタクルの高さ全体にわたって一定の厚さを有してもよく、これと反対に、レセプタクルに沿って異なる厚さを有する縦断面を有してもよい。中心決め手段は、レセプタクルの表面に、熱の逃げ道を制限するために小さい寸法で提供される。中心決め手段は、金属ブッシング又はセラミック中心決めシステムでよい。

次に、この装置の動作について述べる。

試料は、試料ホルダ２の自由端２．１に固定され、試料ホルダ２は、冷却材流体を収容するレセプタクル４内で、装置の内側に挿入される。

次に、装置は、研究用原子炉炉心に挿入されるか炉心の周囲に配置される。次に、装置は、原子炉冷却材流体に浸される。装置は、装置の様々な要素とレセプタクルに収容された冷却材とを加熱する核放射線（ガンマ線と中性子放射線）にさらされる。試料も加熱される。温度調整手段は、例えば、冷却材を加熱することよって試料の温度を高めるように活動化されてもよい。例えば、これは、液冷却媒体の場合に約８００℃である。レセプタクルの材料は、レセプタクルが高温に耐えうるようなものである。レセプタクル４は、冷却材クッションガスによって取り囲まれる。

チャンバ７に収容された冷却材クッションガスは、レセプタクル間、即ち高温ゾーンと内側管状壁８と間の断熱材となり、管状壁８と、より一般には格納容器に加わる温度を制限し、例えば、この温度は、約３５０℃である。その結果、格納容器に使用される材料は、放射線照射によって脆化されるが、内部と外部との圧力差によって受ける機械的応力にチャンバが耐えうるような十分に高い機械的性質を維持する。したがって、装置の機械的強度を維持しながら装置の中心で試料を高温にすることが可能である。

図３Ａと図３Ｂは、装置内の半径Ｒ（ｍｍ）に沿った温度（℃）を表すグラフを示し、装置は、放射線照射下にある。

図３Ａの事例では、原子力が１２．５Ｗ／ｇで電力が２００Ｗ／ｃｍの場合、冷却材はＮａＫ液体金属であり、原子炉冷却材は水である。

約１４．５５ｍｍ未満の半径を有するＩで示された中心ゾーン内で、温度はほぼ一定であり、約８００℃であることが分かる。１４．５５ｍｍと１５．６ｍｍの間で、このゾーンはＩＩで示され、レセプタクル及び格納容器の内側管状壁８の外径とほぼ等しく、ガス空間７内の温度は、内側管状壁８の温度に対応する約３５０°に低下し、２つの格納容器壁の間のガス空間９の温度は、外側管状壁１０で１００℃に低下する。これを超えると、管状壁１０から始まり原子炉冷却材が循環する格納容器４の外部のゾーンＩＩＩ内の温度は、更にゆっくり低下して原子炉冷却材の温度に達する。

図３Ｂに示された事例では、原子力が１２．５Ｗ／ｇで電力が２００Ｗ／ｃｍの場合、冷却材はヘリウムであり、原子炉冷却材は水である。装置の中心（ゾーンＩ’）で約１４００℃の温度に達するので、冷却材としてガスを使用することによって更に高い温度を得ることができる。

試料に対応し約９．３ｍｍ未満の半径を有するＩ’で示された中心ゾーン内の温度は、約１４００℃でありほぼ一定であることが分かる。次に、９．３ｍｍ〜１２ｍｍのゾーンＩＩ’は、レセプタクル内の冷却ガスの温度低下に対応する。１２ｍｍ〜１４．６ｍｍのレセプタクル（ゾーンＩＩＩ’）内の温度は、約７５０℃のままであり、ガス空間７内で低下する。１４．９ｍｍ〜１６．６ｍｍの格納容器（ゾーンＩＶ’）内の内側管状壁８の温度は、約３５０℃であり、ガス空間９内で再び低下し、外側管状壁１０で１００℃になる。これを超えると、温度は、よりゆっくりと低下して、格納容器４外の原子炉冷却材の温度に達する。

冷却ガスは、冷却材ＮａＫより熱伝導が小さく熱交換が同じほど行われず、その結果、試料の温度が、ＮａＫの場合よりも高くなりうる。更に、温度低下は、ＮａＫよりもガス冷却材内の方が重要であり、このことは、図３Ａと図３Ｂに曲線間のプロファイルの差の説明となる。

この場合、格納容器の温度がその機械的性質が維持される温度なので、本発明による装置の効率は明らかになる。

図４と図５Ａ〜図５Ｂは、加熱手段によって構成された温度調整手段の例示的な実施形態を示す。これらは、展開図で示される。

図４では、加熱手段は、例えば１４．１〜１４．６で示された６つの別個の電熱線がある例では、電線形態の加熱要素を有する。電線の電源端は全て、レセプタクルの同じ端、好ましくは上側端に配置され、それにより、電源に接続されうる。各電線は、レセプタクルの高さの全て又は一部分及びその周囲の全て又は一部分が均一に覆われるように、レセプタクルの外側面上に曲がりくねるように作成される。加熱要素は、６つの軸方向に分散加熱ゾーンが画定されるようにレセプタクルの高さ全体にわたって分散される。これらの６つのゾーンは別々に制御されうる。軸方向ゾーンＣ及びＤはそれぞれ、２つの加熱要素１４．３及び１４．４と、１４．５及び１４．６をそれぞれ含む。加熱要素１４．３及び１４．４は、ゾーンＣの均一加熱を達成するように制御され、加熱要素１４．５及び１４．６は、ゾーンＤの均一加熱を達成するように制御されることが好ましい。

変形物として、レセプタクルの高さ全体及び周囲全体を覆う単一の電熱線が適用されてもよい。任意数の電熱線が使用されうる。更に、レセプタクルの高さ全体にわたって延在するがレセプタクルの周囲の角度部分だけを覆う電熱線は、本発明の範囲内である。幾つかの独立したゾーンを使用することにより、軸方向と半径方向の原子力加熱勾配により入熱を調節することが可能である。更に、単一要素を使用することによって、全必要電力を提供することが難しくなる。更に、幾つかの要素が使用される場合、２つの要素の一方が不良である場合により多くの熱を常に追加可能である。

幾何学形状、核媒質及び冷却材と適合する任意の追加の加熱手段、例えば誘導又は抵抗性管加熱手段などが使用されうる。

図５Ａは、違う風に分散された６本の電線をも含む加熱手段の別の実施形態を示す。図５Ｂは、図５Ａの加熱手段を含むレセプタクルの側面図を示す。６つの加熱要素１４．１’〜１４．６’は、６つの軸方向ゾーンＡ〜Ｆ内に分散される。

例えば、レセプタクルの外側面は、電熱線の支持体として働くように機械加工される。例えば、電線は、単線タイプであり、ジュール効果によって加熱される部分には８０／２０ニッケルクロム炉心、ＭｇＯ鉱物絶縁、及びＩｎｃｏｎｅｌ（登録商標）６００シースを含む。機械加工は、例えば、レセプタクルの外径の減少及び／又は電線を収容するエッチングで構成されてもよい。

有利には、レセプタクルの外側面には、装置の温度を制御するために、例えば熱電対などの温度センサが提供される。

加熱手段と温度センサは、必要に応じて、保護被膜で被覆されることが好ましい。この被覆は、加熱要素によって入力された出力をレセプタクルにより効率的に伝達し、同時に加熱要素の温度上昇を制限してその破損を回避できる。例えば、加熱要素を覆う金属上に薄いセラミックス層が形成されてもよい（例えば、後述される吹き付け法によって）。

この被覆は、研磨して外径を制御できるようにする面を提供することもできる。

例えば、電線又は加熱要素は、エッチングなしにレセプタクルの外側面に配置され被覆される。

電線径は、レセプタクルの最終径が、レセプタクルを保持する格納容器と適合しそれらを分離するガスギャップである様なものである。

被覆は、加熱要素と温度センサを被覆し、制限された孔隙率を有し金属の酸化を防ぐように選択される。例えば、この被覆は、金属化によって作成されてもよく、有利には、被覆は、Ｉｎｃｏｎｅｌ（登録商標）型ニッケル合金被覆から作成される。被覆は、変形物として銅で作成されてもよい。

この被覆は、吹き付け法によって作成されてもよい。また、モールド成型によって作成されてもよい。

吹き付け法は、当業者に周知である。これは、溶射よって得られるドライプロセスを使用する表面処理から成る。吹き付け法には、溶加材を溶融し次にそれをベクトルガスによって搬送される小滴の形で噴霧する共通特性を有する幾つかの方法が挙げられる。小滴は、溶融材料又はペースト状態の材料の小滴を連続的に積み重ねることによって形成され、その結果、積層構造が得られる。被覆の粘着は、本質的に機械的現象によって得られ、一部分の表面は、粗さを大きくし接着を改善するように事前に準備される。

レセプタクルの外側面にこの被覆が形成された後で、安定化アニール処理が行われると有利である。次に、このように形成された被覆は、レセプタクル４と格納容器６との間の可変ガスギャップを得るために一定直径又は軸方向可変プロファイルに機械加工され、可変ギャッププロファイルの一例は、図６に図表で示される。示された数値は、レセプタクルの外径の例である。この可変プロファイルは、有利には軸方向の熱交換を調整することを可能にする。ガスギャップの変化は、図４と比較して分かるように、加熱要素のゾーンＡ、Ｂ、Ｃ及びＤにほぼ対応することが好ましい。

加熱要素と熱電対のケーブルは、レセプタクル４と格納容器６の間のガスギャップ内の加熱ゾーンの上に配線される。

非限定的な例として、我々は、本発明による放射線照射のための例示的な装置の設計値を提供する。

二重外囲器格納容器は、Ｘ２ＣｒＮｉＭｏ１７−１２−２ステンレス鋼で作成された２つの管状壁からなる。

表１は、内径と外径の値を含む。

例えば、レセプタクルは、Ｉｎｃｏｎｅｌ（登録商標）７１８で作成される。レセプタクルは、長さが約１ｍ、内径が２４．１ｍｍ、外径が２５．３ｍｍである。

レセプタクル２の外側面は、６つの加熱要素（ＥＣ）の支持体として働くように約７００ｍｍにわたって２４．９ｍｍの外径に機械加工される。加熱要素は、ＭｇＯ鉱物絶縁とＩｎｃｏｎｅｌ（登録商標）６００ジャケットを有する８０／２０ニッケル・クロム単線型である。示した例では、加熱要素は、温度をＮａＫ冷却材では約１５０℃、ガス冷却材では約７５℃高めることを可能にする。

加熱ゾーンＡ〜Ｄ間軸方向スペースは、約１０ｍｍである。

６つの加熱要素の加熱長は１５００ｍｍであり、直径は１ｍｍである。加熱ゾーン内には、１２個の直径１ｍｍのＫ型熱電対が配置される。加熱高さは、約４５０ｍｍである。

安定化アニール処理の後、吹き付け法によって得られた金属被覆は、示した事例では、２９．１ｍｍの一定直径に機械加工される。被覆は、全ての加熱要素を覆い、加熱要素の各側に例えば数センチメートルにわたって延在する。

例えば、レセプタクルは、約８００℃の温度を維持することができ、格納容器外囲器は、表１に示された直径の場合は、約４５０℃の温度と、例えば１６バールの圧力に耐えるように作成されうる。

装置の長さを（その横方向寸法と比較して）検討すると、レセプタクルの内側管状壁と外側管状壁を作成する際に、格納容器内のガス膜及びレセプタクルと格納容器間のガス膜のきわめて優れた同心性と適切に制御された厚さを得るよう特に注意されることが理解されよう。

放射線照射装置は、比較的単純な構造を有し、安全規則を尊重しながら試料にきわめて高い温度を加えるために使用されうる。

２ 試料ホルダ
４ レセプタクル
６ 格納容器
７ チャンバ
８ 内側壁

Claims (19)

1. 原子炉の炉心内又は前記炉心の周囲で試料を照射する装置であって、
   チャンバ（７）を区切る二重壁格納容器（６）と、
   前記チャンバ（７）に収容され、前記格納容器の内側壁（８）から離れて保持され、冷却材を収容するように設計されたレセプタクル（４）と、
   試料ホルダ（２）であって、前記試料ホルダ（２）の自由端が前記レセプタクル（４）内に配置されるように構成された試料ホルダ（２）とを有し、
   前記レセプタクルの内側が、前記レセプタクルの外側と流体連通しており、前記格納容器（６）の前記内側壁（８）と前記レセプタクル（４）との間の容積が、冷却材クッションガスと呼ばれるガス又はガス混合物で満たされた装置。
2. 前記格納容器が、前記原子炉の冷却材に接する外側壁であって、前記内側壁（８）と共にガス容積（９）を区切るように構成された外側壁（１０）を有する、請求項１に記載の装置。
3. 前記レセプタクル（４）に取り付けられた温度調整手段（１４）を有する、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記温度調整手段が、少なくとも追加の加熱手段を有する、請求項３に記載の装置。
5. 前記追加の加熱手段が、前記レセプタクル（４）の前記外側面に少なくとも１つの加熱要素（１４．１、１４．２、１４．３、１４．４、１４．５、１４．６）を有する、請求項４に記載の装置。
6. 前記追加の加熱手段が、前記レセプタクル（４）の前記外側面の全て又は一部分にわたって分散された幾つかの加熱要素（１４．１、１４．２、１４．３、１４．４、１４．５、１４．６）を有する、請求項４又は５に記載の装置。
7. 前記加熱要素（１４．１、１４．２、１４．３、１４．４、１４．５、１４．６）が、縦軸（Ｘ）に沿って前記レセプタクルの前記外側面の全て又は一部分にわたって分散され、その結果、前記縦軸（Ｘ）に沿った前記レセプタクル（４）の異なるゾーンを別々に加熱できる、請求項６に記載の装置。
8. 前記温度調整手段（１４）が、保護被膜で被覆された、請求項３〜７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記レセプタクルに取り付けられた少なくとも１つの温度センサを有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記温度センサが、熱電対である、請求項９に記載の装置。
11. 前記レセプタクル（４）の前記内側が、前記試料が前記レセプタクル（４）に挿入される前記レセプタクルの上端（４．２）で前記レセプタクルの前記外側と流体連通している、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 前記内側壁（８）、前記外側壁（１０）及び前記レセプタクル（４）は、形状が管状であり、下側端で下面によって閉じられた、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
13. 外囲器の前記内側壁（８）と前記外側壁（１０）が、Ｘ２ＣｒＮｉＭｏ１７−１２−２ステンレス鋼で作成され、前記レセプタクルが、Ｉｎｃｏｎｅｌ（登録商標）７１８で作成された、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
14. 請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置を使用して試料に放射線照射する方法であって、
    前記装置に前記試料ホルダ（２）を挿入することによって、少なくとも１つの試料を、冷却材流体を収容している前記レセプタクル（４）内の適切な位置に入れる段階と、
    原子炉の炉心内の又は前記炉心の周囲の適切な位置に前記装置を入れる段階と、
    前記原子炉から前記装置を取り出し、前記装置から前記少なくとも１つの試料を取り出す段階とを含む方法。
15. 前記冷却材が、液体であり、例えば、液体金属又は液体合金であり、前記冷却材クッションガスが、前記格納容器と前記レセプタクルとの間に配置された、請求項１４に記載の照射方法。
16. 前記冷却材が、ＮａＫ又はＮａである、請求項１５に記載の照射方法。
17. 前記冷却材が、ガス又はガス混合物である、請求項１６に記載の照射方法。
18. 放射線照射中に前記試料に追加の熱が入れられる、請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の照射方法。
19. 前記冷却材が、液体金属又は液体合金である、請求項１５に記載の放射方法。