JP2017058240A - 放射性物質密封容器のガス漏洩検知装置及び方法並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】キャニスタに非接触で、温度センサの取り付け施工が簡単に行える放射性物質密封容器のガス漏洩検知装置を提供する。
【解決手段】非密封型のコンクリート製貯蔵容器２と、使用済燃料と不活性ガスとを収納して溶接により密封した金属製密封容器１とで構成され、貯蔵容器２の上下に設けた空気の流通口７，８を通じて外気を自然対流させて、金属製密封容器１内の使用済燃料の崩壊熱を除去する放射性物質密封容器に充填された不活性ガスの漏洩を検知する装置において、金属製密封容器１の頂部あるいは金属製密封容器１の頂部に対向するコンクリート製貯蔵容器２の蓋部３の底部と金属製密封容器１の頂部との間にある棒状温度計４の先端の金属板の温度Ｔ_ＬＢと、金属製密封容器１の頂部と対向するコンクリート製貯蔵容器２の蓋部３の内部温度Ｔ_ＬＭとの温度差が有意な変動であるときに不活性ガスの漏洩があったものと推定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、放射性物質密閉容器のガス漏洩検知装置及び方法並びにプログラムに関する。さらに詳述すると、本発明は、特に、コンクリートキャスクの金属製キャニスタに充填された不活性ガス例えばヘリウムガスの漏洩を検知する装置及び方法並びにプログラムに関する。

原子炉の使用済原子燃料に代表される高放射性物質の貯蔵手段としてコンクリートキャスクが注目されている。コンクリートは放射線遮蔽材および構造体としての物性および機械的性能に優れるとともに安価であるため、水プールを必要とする湿式法や金属キャスクと比較して、コスト的に有利であると考えられる。このコンクリートキャスクは、遮蔽機能を有する非密封型のコンクリート製貯蔵容器（以下、単にコンクリート容器と呼ぶ）と、使用済燃料を収納して溶接により密封する構造のステンレス鋼製の円筒状密封容器（以下、単にキャニスタと呼ぶ）とにより構成されており、コンクリート容器の上下に設けた空気の流通口を通じて外気を自然対流させることにより、キャニスタ内の使用済燃料の崩壊熱を効率的に除去する乾式型貯蔵施設である。

ここで、キャニスタは、両端が閉塞した円筒形状に形成され、その内部には、放射性物質である使用済原子燃料が封入されている。このキャニスタは、封入された放射性物質が外部に漏洩しないようにするため溶接による密閉構造が採られると共に、空気よりも熱伝導率の高い不活性ガスであるヘリウム（Ｈｅ）ガスが封入されて、キャニスタ内の使用済燃料の崩壊熱がヘリウムガスを介してキャニスタに伝達されるようにしている。したがって、ヘリウムガスの漏洩が起こると、放射性物質の漏洩による汚染や、崩壊熱の除熱性能の低下による除熱不足が起こる可能性が懸念される。

他方、コンクリートキャスクを海岸の近くに設置する場合には錆の問題が伴う。因みに、コンクリートキャスクを内陸部に貯蔵する場合には、塩害による錆が問題となることは少ないが、それでも貯蔵の長期化を視野に入れると、劣化の問題を完全には無視できない。このため、コンクリートキャスクにおいて、キャニスタの溶接部の欠陥や腐食などによりキャニスタに封入されたヘリウムが漏洩してしまう可能性が懸念される。かかるヘリウム漏洩事象は、環境に放射性物質を出すことになり、防止すべき事象であるが、万が一このような事象が起こった場合には、より早急に検知して対策をとる必要がある。そこで、ヘリウムガスの漏洩を検知する技術の開発が望まれている。

この要望に応えて、従来、ヘリウムリーク時に、キャニスタの頂部中心温度(Ｔ_Ｔ)が低下し、キャニスタ底部中心温度(Ｔ_Ｂ)が上昇する現象が明らかとなっていることから、キャニスタ底部中心温度(Ｔ_Ｂ)からキャニスタ頂部中心温度(Ｔ_Ｔ)を引いた値である (ΔＴ_ＢＴ)を監視し、この値が上昇し、尚且つ給気温度(Ｔ_ＩＮ)が低下する場合に、ガス漏洩と判断する、ヘリウムリークを検知する方法が提案されている(特許文献１)。

特開２００５−２６５４４３号公報

しかしながら、引用文献１記載の発明は、コンクリート容器内に収められたキャニスタの頂部と底部との上下２箇所の温度を図る必要があるために、キャスク頂部と底部との２点に熱電対を取り付ける工事を施工しなければならず、工事が容易ではない。なかでも、キャニスタの底部に熱電対を直接取り付ける工事は、コンクリートキャスクの給気口の構造によっては施工し難いものとなる。

また、金属製キャニスタに対して熱電対のような温度センサを直接接触するように設置する場合には、金属キャニスタの腐食（異種金属の接合に起因する異種金属接触腐食）や、温度センサ・熱電対の放射線による損傷・劣化を伴う問題がある。

キャニスタの底部の温度は給気温度（外気温度）に影響を受け易い（左右されやすく）のに対し、キャニスタの頂部の温度は給気温度の影響を受け難いといった特性を有している。

そこで、キャニスタの頂部あるいは底部のいずれか一方での測定で、尚且つキャニスタに対し非接触での測定により、ヘリウムガスの漏洩の有無を検出することができる手法の開発が望まれる。

本発明は、かかる要望に応えるものであり、キャニスタ上部周辺温度のみを利用する、キャニスタに対し非接触で、尚かつ温度センサの取り付け施工が簡単な放射性物質密封容器のガス漏洩検知装置及び方法並びにプログラムを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために請求項１記載の発明は、遮蔽機能を有する非密封型のコンクリート製貯蔵容器と、使用済燃料と不活性ガスとを収納して溶接により密封する構造の金属製密封容器とで構成され、コンクリート製貯蔵容器の上下に設けた空気の流通口を通じて外気を自然対流させることにより、金属製密封容器内の使用済燃料の崩壊熱を除去する放射性物質密封容器の金属製密封容器に充填された不活性ガスの漏洩を検知する装置において、金属製密封容器の頂部の温度あるいは該金属製密封容器の頂部に対向するコンクリート製貯蔵容器の蓋部の底部を含み該底部と金属製密封容器の頂部との間で金属製容器の頂部の温度の影響を受ける部材の温度を測定する第１の温度センサと、金属製容器の頂部と対向するコンクリート製貯蔵容器の蓋部の内部温度を測定する第２の温度センサと、第１の温度センサと第２の温度センサとの測定温度の温度差が有意な変動であるときに不活性ガスの漏洩があったものと推定するガス漏洩推定手段とを有するようにしている。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の放射性物質密封容器のガス漏洩検知装置において、さらに第１の温度センサと第２の温度センサとの測定温度の温度差の変動を常時表示する表示装置を備えるようにしている。

また、請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の放射性物質密封容器のガス漏洩検知装置において、第１の温度センサはコンクリート製貯蔵容器の蓋部の底部の温度を測るようにしている。

また、請求項４記載の発明は、請求項１または２記載の放射性物質密封容器のガス漏洩検知装置において、第１の温度センサがコンクリート製貯蔵容器の蓋部の底面から金属製密封容器の頂部に向けて突出し、金属製密封容器の頂部に近接した位置に配置される金属板に備えられ、該金属板の温度を測るようにしている。

また、請求項５記載の発明は、請求項４記載の放射性物質密封容器のガス漏洩検知装置において、第１の温度センサが金属製密封容器の頂部に近接した位置に配置される金属板の裏面に備えられることによって金属製密封容器の頂部との間に金属板を介在させて配置され、金属板の裏側温度を測るようにしている。

また、請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１つに記載の放射性物質密封容器のガス漏洩検知装置において、第２の温度センサがコンクリート製貯蔵容器の蓋部のコンクリート層の温度を測るようにしている。

また、請求項７記載の発明は、請求項１から６のいずれか１つに記載の放射性物質密封容器のガス漏洩検知装置において、第１の温度センサ及び第２の温度センサがコンクリート製貯蔵容器の蓋部並びに金属製密封容器の頂部の中心附近に配置されるようにしている。

また、請求項８記載の発明は、請求項１から７のいずれか１つに記載の放射性物質密封容器のガス漏洩検知装置において、第１及び第２の温度センサが熱電対またはサーミスタであり、コンクリート製貯蔵容器の蓋部と同じ遮蔽構造のセンサホルダによって保持され、第１の温度センサが先端部分の金属板の表面に備えられ、第２の温度センサがコンクリート層に埋設されている棒状温度計を構成し、コンクリート製貯蔵容器の蓋部に開けられた金属製密封容器の頂部とコンクリート製貯蔵容器の外部とを連通する貫通孔に棒状温度計を挿入することによって、貫通孔を塞ぎながら第２の温度センサをコンクリート製貯蔵容器の蓋部の内部に、第１のセンサをコンクリート製貯蔵容器の蓋部の底部から金属製密封容器の頂部までの間に、それぞれ配置されている。

また、請求項９記載の発明は、請求項８記載の放射性物質密封容器のガス漏洩検知装置において、棒状温度計の先端をコンクリート製貯蔵容器の蓋部の底部から金属製密封容器の頂部に向けて突出させ、第１の温度センサを金属製密封容器の頂部に接近させ、金属製密封容器の頂部に近いところで温度を測るようにしている。

また、請求項１０記載の発明は、請求項８または９記載の放射性物質密封容器のガス漏洩検知装置において、コンクリート製貯蔵容器の蓋部の貫通孔及び棒状温度計がテーパ状を成し、貫通孔に棒状温度計を装入させたときにコンクリート製貯蔵容器の蓋部と棒状温度計とが密着するようにしている。

さらに、請求項１１記載の発明は、請求項８から１０のいずれか１つに記載の放射性物質密封容器のガス漏洩検知装置において、棒状温度計は、蓋となる金属板、コンクリート材、金属板、断熱材及び底となる金属板を順次積層させて金属保護管で被覆してコンクリート製貯蔵容器の蓋部と同じ遮蔽構造を成し、コンクリート材中に第２の温度センサを埋設すると共に、先端部分の底となる金属板の表面に第１の温度センサを固着させるようにしている。

また、請求項１２記載の発明は、遮蔽機能を有する非密封型のコンクリート製貯蔵容器と、使用済燃料と不活性ガスとを収納して溶接により密封する構造の金属製密封容器とで構成され、コンクリート製貯蔵容器の上下に設けた空気の流通口を通じて外気を自然対流させることにより、金属製密封容器内の使用済燃料の崩壊熱を除去する放射性物質密封容器における金属製密封容器に充填された不活性ガスの漏洩を検知する方法において、金属製密封容器の頂部の温度あるいは該金属製密封容器の頂部とこれに対向するコンクリート製貯蔵容器の蓋部の底部との間で金属製密封容器の頂部の温度の影響を受ける部材の温度と、金属製密封容器の頂部面と対向するコンクリート製貯蔵容器の蓋部の内部温度とを比較監視し、金属製密封容器の頂部の温度あるいは金属製密封容器の頂部の温度の影響を受ける部材の温度とコンクリート製貯蔵容器の蓋部の内部温度との温度差が有意な変動であるときに、不活性ガスの漏洩があったものと推定されるようにしている。

また、請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の放射性物質密封容器のガス漏洩検知方法において、さらに金属製密封容器の頂部の温度あるいは金属製密封容器の頂部の温度の影響を受ける部材の温度とコンクリート製貯蔵容器の蓋部の内部温度との温度差の変動が常時表示されるようしている。

また、請求項１４記載の発明は、請求項１２または１３記載の放射性物質密封容器のガス漏洩検知方法において、金属製密封容器の頂部の温度の影響を受ける部材の温度が、コンクリート製貯蔵容器の蓋部の底面の温度であることを特徴とする。

さらに、請求項１５記載の発明は、請求項１２または１３記載の放射性物質密封容器のガス漏洩検知方法において、金属製密封容器の頂部の温度の影響を受ける部材の温度が、コンクリート製貯蔵容器の蓋部の底面より金属製密封容器の頂部に近接した位置に配置される金属板の温度を測るものであることを特徴とする。

さらに、請求項１６記載の発明にかかる、放射性物質密封容器の遮蔽機能を有する非密封型のコンクリート製貯蔵容器と、使用済燃料と不活性ガスとを収納して溶接により密封する構造の金属製密封容器とで構成され、コンクリート製貯蔵容器の上下に設けた空気の流通口を通じて外気を自然対流させることにより、金属製密封容器内の使用済燃料の崩壊熱を除去する放射性物質密封容器の金属製密封容器に充填された不活性ガスの漏洩を検知するガス漏洩検知プログラムは、コンピュータに、金属製密封容器の頂部の温度あるいは該金属製密封容器の頂部に対向するコンクリート製貯蔵容器の蓋部の底部と金属製密封容器の頂部との間で金属製容器の頂部の温度の影響を受ける部材の温度を測定する第１の温度センサと、金属製容器の頂部と対向するコンクリート製貯蔵容器の蓋部の内部温度を測定する第２の温度センサとからキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔ及びコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭを読み込むデータ受部と、貯蔵期間と燃料種に基づいて算出された崩壊熱量とメモリに格納された試験結果のデータベースに基づいてキャニスタ頂部のガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄと経年低下温度Ｔ_ｄからガス漏洩を判断する閾値温度Ｔｓを算出するＴｓ決定部と、監視開始の通常状態（非漏洩時）における温度測定点の或る時点での温度を基準温度として決定する基準温度決定部と、各測定温度の各々の基準温度との変化量δＴ_ＬＭ，δＴ_Ｔを算出する測定温度変化量算出部と、２点間の基準温度からの測定温度の変化量の差δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_Ｔ)を算出し監視する測定点間温度変化差監視部と、前記測定点間温度変化の差δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_Ｔ)が前記ガス漏洩判断閾値温度Ｔｓよりも大きいときにガス漏洩と判定するガス漏洩判定部として機能させるガス漏洩推定手段を実現させるようにしている。

請求項１及び１２記載の放射性物質密封容器のガス漏洩検知装置あるいは方法によれば、金属製密封容器の頂部周辺の温度情報のみで金属製密封容器からの充填ガス例えばヘリウムガスの漏洩を判断することができるので、温度センサの取り付け施工が金属製密封容器の頂部側の１箇所で済み、金属製密封容器の頂部と底部との２箇所にそれぞれ熱電対を取り付ける場合に比べて工事が簡易なものとなる。特に、底部周辺の側面に階段状の給気口を備えるコンクリート製貯蔵容器において金属製密封容器の底部に熱電対を取り付ける工事が不要となることから施工上格段に有利である。

しかも、金属製密封容器とコンクリート製貯蔵容器の蓋部との間の空間が狭く淀み域となって断熱効果があるので、金属製密封容器の頂部の温度は、給気温度の影響を受け難く、給気温度の日変動の影響を受け難い。このため、金属製密封容器の頂部周辺の温度情報のみで金属製密封容器からの充填ガス例えばヘリウムガスの漏洩を判断可能となるので、外気温度の日変動を考慮した複雑な判断を必要とせず、検出の信頼度が高くなる。

また、請求項２及び１３記載の発明によると、金属製密封容器の頂部の温度あるいは金属製密封容器の頂部の温度の影響を受ける部材の温度とコンクリート製貯蔵容器の蓋部の内部温度との温度差の変動が常時表示されるので、ヘリウムガスの漏洩開始と共に温度差が拡大する方向に有意な変動を起こすことから、明らかに通常時とは違う現象が生じていることが視覚的且つ直感的に判断できる。

また、請求項３及び１４記載の発明によると、コンクリート製貯蔵容器の蓋部の底部の温度を第１の温度センサで測り金属製密封容器の頂部温度の代替としているので、金属製密封容器に対し非接触で、金属製密封容器の腐食および温度センサの劣化を防ぐことができる。しかも、コンクリート製貯蔵容器の蓋部の底部の温度は、通常時（非漏洩時）には金属製密封容器の頂部温度に追従し、リーク時においても、若干の時間遅れがあるものの金属製密封容器の頂部温度によく追従することが本発明者等の実験によって確認された。つまり、コンクリート製貯蔵容器の蓋部の底部の温度と金属製密封容器の頂部温度とでは温度レベルは異なるが、温度の挙動は同じであり、時間経過に伴ってコンクリート製貯蔵容器の蓋部の内部温度との温度差が拡大して行く。したがって、コンクリート製貯蔵容器の蓋部の底部は金属製容器の頂部の温度の影響を受ける部材として有用であり、その温度は金属製容器の頂部の温度の影響を十分に反映しているので、金属製容器の頂部の温度の影響を受けないコンクリート製貯蔵容器の蓋部の内部温度との温度差の広がりから、充填ガスの漏洩即ちヘリウムの漏洩を検知することができる。

また、請求項４及び１５記載の発明によると、コンクリート製貯蔵容器の蓋部の底面から金属製密封容器の頂部に向けて突出し、金属製密封容器の頂部に近接した位置に配置される金属板の温度を第１の温度センサで測り金属製密封容器の頂部温度の代替としているので、金属製密封容器に対し非接触で、金属製密封容器の腐食および温度センサの劣化を防ぐことができる。しかも、金属製密封容器の頂部に近接した位置に配置される金属板の温度は、コンクリート製貯蔵容器の蓋部の底部の温度よりも、金属製密封容器の頂部温度により近い温度情報を得ることができることが本発明者等の実験によって確認された。これにより、さらなる検知感度の向上が期待できる。

また、請求項５記載の発明によると、金属製密封容器の頂部に近接した位置に配置される金属板の裏面温度を測定して金属製密封容器の頂部温度の代替としているので、温度センサが受ける放射線(γ線)の影響を抑えることができ、温度センサの劣化をさらに防ぐことができる。しかも、金属板の裏面温度を金属製密封容器の頂部温度の代替として用いても、ヘリウムの漏洩検知において遜色ない。

また、請求項６記載の発明によると、コンクリート製貯蔵容器の蓋部の内部温度としてコンクリート層の温度を第２の温度センサで測るようにしているので、測定位置によって温度がほとんど変化することがなく、測定むらが起こらない。

また、請求項７記載の発明によると、ガスのリーク時における金属製密封容器の頂部の温度変化は中心ほど変化し易いことから、第１の温度センサ及び第２の温度センサでそれぞれ測定される温度の差の変化が出易く、検出感度が良好なものとなる。

また、請求項８記載の発明によると、コンクリート製貯蔵容器の蓋部に貫通孔を開ける、もしくは、予め開けておいて、その貫通孔にコンクリート製貯蔵容器の蓋部と同じ遮蔽構造のセンサホルダによって第１及び第２の温度センサが保持された棒状温度計を装入するといった簡単な施工のみで、第１及び第２の温度センサが所望の位置に設置できる。つまり、貫通孔に棒状温度計を装入して固定するだけの簡単な作業で、第２の温度センサをコンクリート製貯蔵容器の蓋部の内部に、第１のセンサをコンクリート製貯蔵容器の蓋部の底部から金属製密封容器の頂部までの間に、それぞれ配置することができる。

しかも、コンクリート製貯蔵容器の蓋部と同じ遮蔽構造のセンサホルダによって貫通孔が塞がれるため、コンクリート製貯蔵容器の蓋部の遮へい機能もそのまま維持でき、たとえ、放射線で温度センサが劣化しても容易に交換できる。また、第１及び第２の温度センサは熱電対またはサーミスタであるので、安価であると共に長期間にわたって安定的に使用できる。

また、請求項９記載の発明によると、棒状温度計の先端をコンクリート製貯蔵容器の蓋部の底面から金属製密封容器の頂部に向けて突出させ、金属製密封容器の頂部に非接触で且つ近接した位置に第１の温度センサを配置できるので、金属製密封容器の頂部温度により近い温度情報を得て検知感度を向上させると共に、金属製密封容器の腐食および温度センサの劣化を招くことがないようにできる。

また、請求項１０記載の発明によると、コンクリート製貯蔵容器の蓋部の貫通孔がテーパ孔であり、かつ棒状温度計がテーパ状を成しているので、貫通孔に棒状温度計を装入させたときにコンクリート製貯蔵容器の蓋部と棒状温度計とを密着させることができる。したがって、空気の断熱層が形成されることがないので、コンクリート製貯蔵容器の蓋部のコンクリート層と棒状温度計のコンクリート層との間に温度差が発生する虞がなくなる。

また、請求項１１記載の発明によると、棒状温度計は、蓋となる金属板、コンクリート材、金属板、断熱材及び底となる金属板を順次積層させて金属保護管で被覆してコンクリート製貯蔵容器の蓋部と同じ遮蔽構造を成し、且つコンクリート材中に第２の温度センサを埋設すると共に、先端部分の底となる金属板の表面に第１の温度センサを固着させるようにしているので、第１及び第２の温度センサを所望の位置に配置すると同時にコンクリート製貯蔵容器の蓋部の遮蔽機能をほとんど損なうことがない。

本発明の放射性物質密閉容器のガス漏洩検知方法および装置の実施の一形態を示す概略図である。 コンクリート蓋とキャニスタ蓋と温度センサとを示す拡大断面図である。 本発明の有用性を裏付ける実験における温度測定点の位置を示す説明図である。 ヘリウムガスのリーク試験に用いるコンクリートキャスクの構造を示す概略図で、（Ａ）は給気口を底部側面に備える鋼板（充填コンクリート）製コンクリートキャスク（ケース１）、（Ｂ）は低圧損蓋使用の底部側面に備える鋼板（充填コンクリート）製コンクリートキャスク（ケース２）、（Ｃ）は給気口を底部に備える鉄筋コンクリート製コンクリートキャスク（ケース３）である。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のキャニスタの内部圧力に対するキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔとキャニスタ底部中心温度Ｔ_Ｂとの変化を示すグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔ及びキャニスタ底部中心温度Ｔ_Ｂの給気温度Ｔ_ＩＮとの関係を示すグラフである。 ケース２におけるヘリウム漏洩前後のキャニスタの内部圧力に対するキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔとキャニスタ底部中心温度Ｔ_Ｂとの変化を示すグラフである。 ケース２におけるヘリウム漏洩前後のキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔ及びキャニスタ底部中心温度Ｔ_Ｂの給気温度Ｔ_ＩＮとの関係を示すグラフである。 ケース３におけるヘリウム漏洩前後のキャニスタの内部圧力に対するキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔとキャニスタ底部中心温度Ｔ_Ｂとの変化を示すグラフである。 ケース３におけるヘリウム漏洩前後のキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔ及びキャニスタ底部中心温度Ｔ_Ｂの給気温度Ｔ_ＩＮとの関係を示すグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のキャニスタの内部圧力に対するキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔの変化を示すグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔとキャニスタ蓋の上方の空気温度Ｔ_ＬＡとの関係を示すグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のキャニスタの内部圧力に対するキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔとコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとの関係を示すグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔとコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとの関係を示すグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔとコンクリート蓋上部温度Ｔ_ＬＴとの関係を示すグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔと給気温度Ｔ_ＩＮとの関係を示すグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとの関係を示すグラフである。 ケース３におけるヘリウム漏洩前後のコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとの関係を示すグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のコンクリート蓋上部空気温度Ｔ_ＴＡの日変動とキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔの変化と関係を示すグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後の図３に示す６つの測定点での温度の時間変化を示したグラフである。 ケース１におけるコンクリート蓋上部空気温度Ｔ_ＴＡ点から、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔ点までの温度分布を示したグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のコンクリート蓋上部温度Ｔ_ＬＴとコンクリート蓋底部とキャニスタ頂部との間の空気温度Ｔ_ＬＡとの関係を示したグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭの関係を示したグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭの変動差異δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_ＬＢ)を示すグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔとコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとの変動差異δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_Ｔ)，δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_ＬＢ)を示すグラフである。 ケース１の温度センサの配置を図２に示す状態にしたときの、ヘリウム漏洩前後のコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭの関係を示したグラフである。 ケース１の温度センサの配置を図２に示す状態にしたときの、ヘリウム漏洩前後のコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭの変動差異δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_ＬＢ)を示すグラフである。 ケース１の温度センサの配置を図２に示す状態にしたときの、ヘリウム漏洩前後のコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔとコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとの変動差異δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_Ｔ)，δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_ＬＢ)を示すグラフである。 本発明の放射性物質密閉容器のガス漏洩検知装置の実施の一形態を示す機能ブロック図である。 本発明の放射性物質密閉容器のガス漏洩検知装置及び方法の一実施形態を示すフローチャート図である。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭの基準温度からの差異時間変化の関係の一例を示すグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとの温度差(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_ＬＢ)の基準温度からの差異時間変化δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_ＬＢ)の一例を示すグラフである。 ケース１においてキャニスタ頂部に限りなく接近させた温度センサーの温度をキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔとして代用すると共にコンクリート蓋の底面の金属板の温度をコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとして表した実施形態における、ヘリウム漏洩前後のコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢ及びキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔとの基準温度からの差異時間変化の関係の一例を示すグラフである。 ケース１においてキャニスタ頂部に限りなく接近させた温度センサーの温度をキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔとして代用すると共にコンクリート蓋の底面の金属板の温度をコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとして表した実施形態における、ヘリウム漏洩前後のコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとの温度差(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_ＬＢ)及びコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔとの温度差(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_Ｔ)の基準温度からの差異時間変化の一例を示すグラフである。 ケース１においてキャニスタ鉛直方向の温度分布の経年変化の一例を示すグラフである。

以下、本発明の構成を図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。

図１に本発明にかかる放射性物質密閉容器のガス漏洩検知装置の実施の一形態を示す。この実施形態にかかる放射性物質密閉容器は、コンクリート製乾式キャスクあるいは単にコンクリートキャスクと呼ばれるものであり、その形式には特に拘るものではないが、例えば図１に示すように、遮蔽機能を有する非密封型のコンクリート製貯蔵容器（以下、単にコンクリート容器と呼ぶ）２と、使用済燃料を収納して溶接により密封する構造の金属製密封容器（以下、単にキャニスタと呼ぶ）１とにより構成されており、コンクリート容器２の上下に設けた空気の流通口（給気口７および排気口８）を通じて外気を自然対流させることによりキャニスタ１内の使用済燃料の崩壊熱が効率的に除去される構造とされている。尚、図中の符号３はコンクリート容器２の蓋部（以下、単にコンクリート蓋と呼ぶ）、４は棒状温度計、５は外気、６はキャニスタ１を支える支持脚、９は流路である。

ここで、コンクリート蓋３は、コンクリート容器２と同様に中性子遮蔽のため、基本的にコンクリートを主たる構成材としている。例えば図２に示すように、コンクリート蓋３は、上側の外殻となる金属板１０、コンクリート材１１、中仕切りとしての金属板１２、断熱材１３及び底側の外殻となる金属板１４を順次積層させた遮蔽構造を成している。このコンクリート蓋３の底部（以下、コンクリート蓋底部と呼ぶ）は、キャニスタ頂部１_Ｔの温度Ｔ_Ｔの影響を受ける部材の１つであって、本実施形態の場合、底側の外殻となる金属板１４を意味する。

また、キャニスタ１は、一般に金属製、例えばステンレス鋼製であり、溶接により円筒状の密封容器を構成する。このキャニスタ１は、一般に二重蓋とされ、放射性物質を収容した容器の中及び内側の蓋と外側の蓋との間に不活性ガスを充填して溶接で密封されているが、場合によっては一つの蓋で構成されることもある。したがって、本実施形態において、キャニスタ１の頂部（以下、キャニスタ頂部と呼ぶ）１_Ｔとは、コンクリート蓋３と対向するキャニスタ１の蓋部分を意味する。

キャニスタ１に封入するガスとしては例えばヘリウム（Ｈｅ）の使用が好ましい。ヘリウムは、空気よりも熱伝導率の高い不活性ガスであり、負圧(１気圧以下)でも本発明は実施可能であるが、正圧にすることで放射性物質の熱をキャニスタ１に伝えて除熱する性能を高めうる。また、ヘリウムによる除熱性能を高めるためにより高い圧力に保つこともある。例えば米国で実施されている例では８気圧程度に保たれている。因みに、充填ガスは必ずしもヘリウムのみに限定されるものではなく、空気よりも熱伝導率の高い他の不活性ガスが用いられることもある。

尚、放射性物質貯蔵容器の構造、形状、材質等は本実施形態の例に限定されず、必要機能を満たすものを適宜選択可能である。例えば、コンクリートキャスクの構造は、図４（Ａ）に示す鉄板（充填コンクリート：ＣＦＳ）製コンクリートキャスクであったり、図４（Ｂ）に示す低圧損蓋を使用したＣＦＳ製コンクリートキャスクであったり、図４（Ｃ）に示す鉄筋コンクリート（ＲＣ）製コンクリートキャスクであっても良い。また、給気口の形態も、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すような階段型であっても、図４（Ｃ）に示すような十字溝型であっても良い。十字溝型給気口は、コンクリート容器２の底部を径方向に互いに直交させて直線的に貫通（横切る）する十字型溝とその交差部で中心部に設けられた縱穴とで構成され、縦穴部分からキャニスタの底面が覗けるもので、コンクリート容器２の内部の流路９と縱穴部分を介して接続されるものである。また、コンクリート容器２に導入される冷却流体としては、外気をそのまま流入させるようにしているが、場合によっては、一定の温度域や湿度に調整した空気または空気以外の冷却ガスを送り込むようにしても良い。

この竪型のコンクリートキャスクにおいて、本発明にかかるガス漏洩検知装置は、キャニスタ頂部１_Ｔの表面温度（以下、キャニスタ頂部温度と呼ぶ）Ｔ_Ｔあるいはキャニスタ頂部１_Ｔに対向するコンクリート蓋３の底部（金属板）１４とキャニスタ頂部１_Ｔとの間でキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔの影響を受ける部材の温度（本明細書では、特に断りがない限り、金属板１４並びに該金属板１４よりもキャニスタ頂部１_Ｔに突出する部材例えば棒状温度計の先端を含め、これらを総称してコンクリート蓋底部温度と呼ぶ）Ｔ_ＬＢを測定する第１の温度センサ２１と、キャニスタ頂部１_Ｔと対向するコンクリート蓋３の内部温度Ｔ_ＬＭを測定する第２の温度センサ１７と、第１の温度センサ２１と第２の温度センサ１７との測定温度を比較監視してそれらの温度差に有意な変動であるときに不活性ガスの漏洩があったものと推定するガス漏洩推定手段３１とを備えるようにしている。ここで、モニタリング及び漏洩判断データ監視時には、温度の相対差を使うことが評価し易く好ましい。この場合、温度の差異(相対差)が拡大する方向（実温度の比較をした場合は、温度の差分が縮まる方向）にあるときに、漏洩が起きていると判断することができる。

第１の温度センサ２１は、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔそのもの、あるいはキャニスタ頂部１_Ｔに対向するコンクリート蓋３の底部とキャニスタ頂部１_Ｔとの間でキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔの影響を受ける部材の温度例えばコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢのいずれかを測定する。

ここで、第１の温度センサ２１は、ヘリウム漏洩検知感度をより高める上ではキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔを直接測ることが望ましいが、キャニスタ頂部１_Ｔに対して熱電対のような温度センサを直接接触させる場合には、キャニスタ１の腐食（異種金属の接合に起因する異種金属接触腐食）や、温度センサ・熱電対２１の放射線による損傷・劣化を伴う問題がある。他方、非接触式温度計を用いて、キャニスタ頂部１_Ｔの温度Ｔ_Ｔそのものを非接触で測定することも考えられるが、狭隘な空間に非接触式温度計を設置することは容易ではない。また、コンクリート蓋３に開けた貫通孔の上から放射温度計でキャニスタ頂部１_Ｔ の温度を計測する場合には、放射温度計の焦点を合わせることを可能とするために貫通孔の径を大きくしなければならないので、その分だけ遮蔽機能が損なわれる上に、放射温度計の耐熱性や耐放射線性を考慮する必要があるなどの煩わしい問題が伴う。しかも、コンクリート蓋３に大きな貫通孔を開けて常時開放する構造とする場合、給気口７から導入された外気５の流れの一部がコンクリート蓋３とキャニスタ頂部１_Ｔとの間の空間を通過してから貫通孔を通って外に排気されることによって淀み域でなくなるので、キャニスタ頂部１_Ｔの温度が外気温の変動を受けて日変動を生ずることとなる。このことから、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔそのものを非接触で測ることは容易でない。しかも、その上、コンクリート蓋３の内部温度Ｔ_ＬＭを測定する温度センサを別個に備えることも必要である。

他方、コンクリート蓋底部１４からキャニスタ頂部１_Ｔの間でキャニスタ頂部１_Ｔの温度の影響を受ける部材の温度を測るようにすれば、熱電対やサーミスタでもキャニスタ頂部１_Ｔの表面温度Ｔ_Ｔに近似した温度を非接触の状態で計測することが可能であることが本発明者等の実験・解析により明らかにされた。特に、コンクリート蓋底部・金属板１４からキャニスタ頂部１_Ｔに近いところまで突出させた部材例えば金属の温度を熱電対やサーミスタなどの接触式温度計を用いて測る場合には、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔを非接触式温度計で測定したのと遜色のない温度情報が得られることを本発明者等は実験・解析により明らかにした。

そこで、本実施形態では、キャニスタ頂部１_Ｔとこれに対向するコンクリート蓋底部１４との間でキャニスタ頂部温度の影響を受ける部材の温度を測定して、これをキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔに代用するようにしている。ここで、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔの影響を受ける部材とは、キャニスタ頂部１_Ｔに対向するコンクリート蓋底部１４あるいは該底部１４とキャニスタ頂部１_Ｔとの間でキャニスタ頂部１_Ｔからの輻射で加熱される部材であり、熱電対やサーミスタなどの接触式温度計を用いて温度を測ることができるものである。例えば、キャニスタ頂部１_Ｔの表面温度Ｔ_Ｔの影響を受ける部材としては、コンクリート蓋底部である金属板１４そのものであっても良いし、あるいは該底部１４からキャニスタ頂部１_Ｔに向けて突出しキャニスタ頂部１_Ｔに近いところでキャニスタ頂部１_Ｔからの輻射で加熱される金属であっても良い。本実施形態の場合、コンクリート蓋底部である金属板１４からキャニスタ頂部１_Ｔに向けて突出する棒状温度計４の先端の金属板２０をキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔの影響を受ける部材としている。尚、本明細書においては、説明の便宜上、コンクリート蓋底部１４のみならずその他のキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔの影響を受ける部材を総称してコンクリート蓋底部と呼び、その温度をコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢと表現している。

本実施形態では、第１の温度センサ２１及び第２の温度センサ１７は、好ましくはコンクリート蓋３と同じ厚さのコンクリート１６並びに同等以上の断熱材１９の層を備える遮蔽構造を有している棒状のセンサホルダに組み込まれた棒状温度計４として構成されている。そして、この棒状温度計４をコンクリート蓋３に開けた比較的小さな貫通孔２５に差し込むことによって、第１及び第２の温度センサ（感温部）２１，１７をコンクリート蓋３の内部及び底部に備えるようにしている。

ここで、コンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとは、本実施形態の場合、コンクリート蓋３のコンクリート１１の温度である。例えば、図２１に示されるキャニスタ頂部１_Ｔからコンクリート蓋３の上部空気（コンクリート蓋上部空気温度Ｔ_ＴＡ）までの温度分布によれば、キャニスタ頂部１_Ｔから約２００ｍｍから約８００ｍｍの範囲にあるコンクリート１１の部分での温度変化は小さく、また温度差もついていないので、どの部分でもキャニスタ頂部の表面温度の影響を受けないものの温度（コンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭ）として取り扱うことに適している。

また、本実施形態において、第１の温度センサ２１及び第２の温度センサ１７は、キャニスタ頂部１_Ｔおよびコンリート蓋３の径方向中心を通る鉛直線（中心軸）上に設置されている。ヘリウムの漏洩が生じた場合のキャニスタ頂部１_Ｔにおける温度変化は、キャニスタ頂部１_Ｔの中心位置において最も大きい。したがって、キャニスタ頂部１_Ｔの中心位置における温度を比較監視することで、検知感度をより向上でき、更に信頼性の高いガス漏洩検知を行うことができると期待される。しかしながら、各温度センサ１７，２１は、厳密な意味で中心軸上に配置されることに特に限られるものではなく、中心から離れた位置、例えばキャニスタ頂部１_Ｔおよびコンリート蓋３の縁寄りの位置に配置される場合でもキャニスタ頂部１_Ｔとコンリート蓋３の内部の温度変化を検出することができる。

棒状温度計４の先端（下端）に備えられている第１の温度センサ２１は、キャニスタ頂部１_Ｔの表面温度の影響を受ける部材たる先端の金属板２０の温度を測定する。本実施形態の場合、金属板２０のキャニスタ頂部１_Ｔと向き合う外側の面に温度センサ２１を備えてコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢを測定するようにしている。しかしながら、これに特に限られず、場合によっては、図２に仮想線で示すように、金属板２０の内側（断熱材１９と向き合う面：裏面）に第１の温度センサ２２を配置してキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔの影響を受ける部材としての金属板２０の裏面温度Ｔ_ＬＢＩを測定するようにしても良い。この場合には、金属板２０が金属製保護カバーとなって放射線例えばγ線などが遮蔽されることで、第１の温度センサ２２の放射線による損傷を防ぐことができる。

各温度センサ１７，２１（あるいは２２）としては、例えば熱電対もしくはサーミスターのような温度計を使うことが好ましい。この場合、構造が簡単でかつ安価であるといったメリットの他に、構造が簡単なので長期間にわたって壊れ難く安定的に作動することが期待できる。これら２つの熱電対１７，２１（あるいは２２）は温度計測装置２６に電気的に接続されて、ゼーベック効果による熱起電力を利用して温度の測定が行われる。

この棒状温度計４は、図２に示すように、蓋となる金属板１５、コンクリート１６、金属板１８、断熱材・グラスウール１９及び底となる金属板２０が積層されたものであり、金属製保護筒２４によってその周面が被われ金属板１５によって蓋されることによって、コンクリート蓋３と同じ遮蔽構造を成すセンサホルダが構成されると共に、コンクリート１６の中並びに金属板２０の表側の二点に熱電対１７，２１が仕込まれて成る。この棒状温度計４は、コンクリート蓋３の貫通孔２５に装入されてから、コンクリート蓋３と棒状温度計４の金属板１５とをボルト２３によって締結することによって固定される。この場合、コンクリート蓋３の貫通孔２５を同じ遮蔽構造を有する棒状温度計４で塞ぐようにしているので遮蔽を維持できると共に、たとえ、放射線で熱電対２１が劣化してもボルト２３を外すだけで棒状温度計４がコンクリート蓋３から取り外せるので、温度センサ１７，２１あるいは２２が故障したときの交換作業が容易なものとなる。この状態において、コンクリート蓋３のコンクリート１１と棒状温度計４のコンクリート１６とが熱伝導性の良い金属製保護筒２４を介して隣り同士に配置されるので、両コンクリート１１，１６の温度はほぼ同じになる。このため、コンクリート１６に備えられる第２の温度センサ例えば熱電対１７は、コンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭを測定することとなる。

さらに、本実施形態の場合、棒状温度計４とこれが装入されるコンクリート蓋３の貫通孔２５とは、双方ともテーパー形状とし、棒状温度計４を貫通孔２５に挿入するに従って、貫通孔２５との間の空隙が狭まって、最終的には（先端の第１の温度センサ２１あるいは金属板２０をキャニスタ頂部１_Ｔに接触しない程度の近接位置に達した状態では）密着する構造とされている。この場合、棒状温度計４のテーパー状外周面（保護管２４）が貫通孔２５と密着するため、コンクリート蓋３と棒状温度計４との間に空気層が形成されず、断熱効果を生じさせない。また、棒状温度計４とコンクリート蓋３とは同じ遮蔽構造を成しているので、コンクリート蓋３のコンクリート１１と温度計４のコンクリート１６とが金属保護管２４を介して密着する。このため、コンクリート１１の内部の温度変化に温度計４のコンクリート１６の温度が追従することができ、コンクリート１６の温度をコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとして取り扱うことができる。

勿論、棒状温度計４とこれが装入されるコンクリート蓋３の貫通孔２５とは、ストレート孔とストレート棒との関係であっても良い。この場合であっても、棒状温度計４のセンサホルダはコンクリート蓋３と同じ厚さのコンクリート層、同等以上の断熱材層を備える遮蔽構造を有しているので、モルタルを充填するなどして隙間を塞ぐことによってコンクリート蓋３のコンクリート１１と棒状温度計４のコンクリート１６とはほぼ同じ温度、同じ温度変化となることになる。

本願発明者等の実験によると、キャニスタ１内からヘリウムの漏洩が生じると、キャニスタ頂部１_Ｔの表面温度Ｔ_Ｔが低下し始めるのに対し、コンクリート蓋３の内部温度Ｔ_ＬＭは時間遅れをもって尚且つキャニスタ頂部１_Ｔの表面温度Ｔ_Ｔの低下速度に比べて遙かに緩やかに温度低下が起こることから、これらの間の温度差に変化が生じ、尚且つそれらの間の温度の差異(相対差)が拡大する傾向（実温度の比較をした場合は、温度の差分が縮まる傾向）を示すことが知見された。また、コンクリート蓋底部（金属板）１４とキャニスタ頂部１_Ｔとの間でキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔの影響を受ける部材例えば棒状温度計４の先端の金属板２０の温度（すなわちコンクリート蓋底部温度）Ｔ_ＬＢを測るようにすれば、熱電対やサーミスタでもキャニスタ頂部１_Ｔの表面温度に近似した温度を非接触の状態で計測することが可能であることが本発明者等の実験・解析により明らかにされた。例えば、棒状温度計４の先端の金属板２０の温度を測定する第１の温度センサ２１をキャニスタ頂部１_Ｔの表面から１０ｍｍ程度まで接近させることにより、第１の温度センサ２１が測定する金属板２０の温度Ｔ_ＬＢがキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔとほぼ同じ値（Ｔ_ＬＢ≒Ｔ_Ｔ）になることが判明した。したがって、キャニスタ頂部１_Ｔの表面に限りなく近づけて設置した棒状温度計４の先端の金属板２０の温度Ｔ_ＬＢあるいはＴ_ＬＢＩは、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔとして代用しても大きな差違はない。

そこで、温度計測装置２６から出力される第１の温度センサ２１（あるいは２２）と第２の温度センサ１７との測定温度データを、例えば、コンピュータ３０によって構成されるガス漏洩推定手段３１に取り込み、コンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔとの温度差の変化を比較監視し、温度差が有意な変動であるときに不活性ガスの漏洩があったものと推定・判断して、そのことをメッセージ表示したり、あるいは警告音や警告発光などの様々な警告行動を実行させることができる。尚、ガス漏洩検知システムとしては、無表示のまま、コンピューターに監視させる温度差が有意な変動であるか否かにより漏洩を判断させ、この条件を満たしたところで、アラーム発信だけを実施するようにしても良いが、検知システムとしての安全対策としては、異常がないことを確認する意味において、温度時系列のリアルタイムモニタリングを備えることが好ましい。

また、キャニスタ内の使用済燃料は、年数が経つとともに崩壊熱が低下するために、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔはヘリウムガスの漏洩が起こらなくとも低下する。本発明者等の実物大コンクリートキャスクモデルを用いた除熱実験によれば、ケース１のＣＦＳキャスクの場合、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔについては貯蔵開始時の崩壊熱量が約1℃／年の割合で低下することが明らかになった。この経年による崩壊熱減少に起因するキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔの低下温度Ｔｄ（以下、経年低下温度Ｔ_ｄと呼ぶ）は、約１℃／年くらいの小さな低下率ではあるが、漏洩率が小さな場合には、検知判断を誤る要因となるので、区別することが好ましい。そこで、この崩壊熱低下に伴う経年低下温度Ｔ_ｄ分は、本監視システムにおいて、許容値として組み込んでおくことが好ましい。また、ヘリウムガスの漏洩によって生ずるキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔの最大低下温度Ｔ_Ｌｄ（以下、ガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄと呼ぶ）についても、崩壊熱減少に起因するキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔの温度低下にともなって低下する。

そこで、本実施形態にかかるキャニスタ頂部周辺温度を用いたガス漏洩検知装置においては、貯蔵期間の経過に伴う崩壊熱の減少を考慮したものとして構成している。例えば、図２９に示すように、記憶部３４に格納されるガス漏洩検知プログラム３９の実行によって、コンピュータ３０に、第１温度センサ２１及び第２温度センサ１７の計測装置２６からキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔ（あるいはコンクリート蓋底部（金属板）１４とキャニスタ頂部１_Ｔとの間でキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔの影響を受ける部材の温度Ｔ_ＬＢをキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔの代用温度として）及びコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭを読み込むデータ受部３１ａ、ガス漏洩を判断する閾値温度Ｔｓを算出するＴｓ決定部３１ｂ、監視開始の通常状態（非漏洩時）における温度測定点の或る時点での温度を基準温度として決定する基準温度決定部３１ｃ、各測定温度の各々の基準温度との差（以下、測定温度の変化量と呼ぶ）δＴ_ＬＭ，δＴ_Ｔを算出する測定温度変化量算出部３１ｄ、２点間の基準温度からの測定温度の変化量の差（以下、測定点間温度変化の差と呼ぶ）δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_Ｔ)を算出し監視する測定点間温度変化差監視部３１ｅ、測定点間温度変化の差δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_Ｔ)がガス漏洩判断閾値温度Ｔｓよりも大きいときにガス漏洩と判定するガス漏洩判定部３１ｆとして機能させ、ガス漏洩推定手段３１を実現させる。尚、本実施形態では、キャニスタ頂部１_Ｔに限りなく接近させた棒状温度計４の先端温度（図２における第１温度センサ２１の温度Ｔ_ＬＢ）はキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔとほぼ同じ値（Ｔ_ＬＢ≒Ｔ_Ｔ）になることから、同温度Ｔ_ＬＢをキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔの代用温度とした例を挙げている。しかしながら、非接触式温度センサなどでキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔそのものが直接測定される場合にはそれを用いても良いことは言うまでもない。また、後述するように、棒状温度計４の先端をキャニスタ頂部１_Ｔに接近させられない等、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔに近似するキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔの影響を受ける部材（コンクリート蓋底部金属板１４）の温度Ｔ_ＬＢが得られない場合には、コンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとの変化量δＴ_ＬＭ，δＴ_ＬＢ並びにそれらの変化量の差δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_ＬＢ)の変動を用いて、ガス漏洩推定手段３１を実現させるようにしても良い。

また、ガス漏洩検知プログラム３９は、同時に、コンピュータ３０を、各測定温度の変化量δＴ_ＬＭ，δＴ_Ｔ及び／またはそれらの変化量の差δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_Ｔ)の変動を表示装置３５に常時表示させる表示制御部３２としてコンピュータを機能させる。因みに、この表示は、とくにコンピュータによる演算処理をせずとも現存のデータロガーのモニターを使用すれば実施できるし、データロガー附属のソフトをパソコンにインストールすることでも容易に表示できる機能である。また、表示の切り替えは、市販のデータロガーのモニターの使用、あるいはパソコンにインストールされたデータロガー附属のソフトで容易に実行できる一般的な機能である。尚、図中の符号３３は制御部（中央処理装置）、３６は警告手段、３７は入力部、３８はメモリである。

Ｔｓ決定部３１ｂにおいては、キャニスタ頂部１_Ｔのガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄおよび経年低下温度Ｔ_ｄを算出し、ガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄと経年低下温度Ｔ_ｄとの間の範囲内でガス漏洩を判断する閾値温度Ｔｓを決定する。閾値温度Ｔｓはあまり小さい値例えば経年低下温度Ｔ_ｄに近い値に設定されると、通常時の変動幅に入り、誤判断を引き起こす原因となる。その反面、閾値温度Ｔｓは大き過ぎる値例えばガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄに近い値に設定されると、異常を見逃すことが懸念される。そこで、ガス漏洩の有無を判断する閾値温度Ｔｓとしては、ガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄよりも低く、経年低下温度Ｔ_ｄよりも高い温度とすることであり、例えばそれらの中間値あるいはその附近の値に設定することが好ましい。

ここで、漏洩と判断する閾値温度Ｔｓの根拠となるガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄは、漏洩時のキャニスタ内の対流の変化に伴う現象に起因しているから、全てを計算で求めるのは複雑で容易ではない。そこで、本発明者等が実物大キャスク模型を用いて実施した除熱試験並びにリーク試験において蓄積されたコンクリートキャスクのタイプ毎の試験結果をデータベース化してメモリ３８に格納し、該データベースに基づいて、最適な温度を算出して閾値温度Ｔｓを決定することが便宜である。勿論、計算によりガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄを求めるようにしても良い。

例えば、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔのガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄ及び崩壊熱低下に起因する経年低下温度Ｔ_ｄは崩壊熱解析結果と試験結果をもって推定することができる。発熱量即ち崩壊熱量は貯蔵期間と貯蔵燃料の種類が分かれば、解析コードを用いて簡単に計算できる値である。したがって、貯蔵期間に応じて、崩壊熱計算を行うと、発熱量を得ることができる。そこで、この発熱量をヒータで模擬することによって本発明者等が行った実物大コンクリートキャスクモデルを用いた除熱実験において、ケース１〜３の各種コンクリートキャスク（２２．６ｋＷ（貯蔵初期）、１６ｋＷ（貯蔵２０年）、１０ｋＷ（貯蔵４０年））に対して定常試験を行って、発熱量とキャニスタの表面温度の分布との関係を明らかにした。例えば、ＣＦＳキャスク(ケース1)の場合、図３５に示すように、貯蔵０年（２２．６ｋＷ）、貯蔵２０年（１６ｋＷ）、貯蔵４０年（１０Ｋｗ）に対して、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔは１６２．３℃、１３４．９℃、１０６．４℃を示している。これによると、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔは２０年で約３０℃低下することから、崩壊熱低下に起因する経年低下温度Ｔ_ｄは約１．５℃／年（厳密には、２０年までは１．３７℃／年、４０年までは１．４２５℃／年）であることが分かる。つまり、貯蔵する燃料の種類が分かれば、貯蔵期間に応じて崩壊熱計算により発熱量を得ることができる。そして、発熱量が計算できるので、発熱量と監視対象コンクリートキャスクのタイプに対応する試験データの比例計算で貯蔵年数に応じた経年低下温度Ｔ_ｄの推定値を算出することができる。

同様にして、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔのガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄは、本発明者等が実物大キャスク模型を用いたガスリーク試験をケース１〜３の各種コンクリートキャスクに対して貯蔵０年（２２．６ｋＷ）について実施すれば、比例計算により貯蔵年数に応じたガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄの推定値を算出することが可能である。例えば、貯蔵開始時の発熱量が２２．６ｋＷでの貯蔵開始直後のガス漏洩を想定したリーク試験において、例えば圧力低下が０．５ａｔｍのＣＦＳキャスク(ケース1)の場合、貯蔵０年（２２．６ｋＷ）の場合には６℃であったので、貯蔵年数即ち発熱量とこれに対するキャニスタ温度分布との間は相似であることから、比例計算すると、貯蔵２０年（１６ｋＷ）、貯蔵４０年（１０Ｋｗ）の場合のガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄは比例計算により、それぞれ５．４℃、４．２℃となることが推定される。

そこで、コンクリートキャスクのタイプ毎の試験結果と解析結果をデータベース化してメモリ３７に格納しておけば、前述の諸条件を入力すれば、貯蔵期間の経過に伴う崩壊熱の減少に起因するキャニスタ頂部の経年低下温度Ｔ_ｄは、算出された崩壊熱量と試験結果に基づいて決定され、ガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄもリーク試験結果との比較から、比例計算で、それぞれの気圧低下時のガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄを推定できる。因みに、コンクリートキャスクのタイプ、貯蔵期間、初期内圧の値は、貯槽管理上、明確になる数値である。

他方、漏洩と判断する閾値温度Ｔｓの設定は、通常時のモニタリングによるデータ蓄積による誤差範囲の決定と、ガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄとの兼ね合いから決められる。例えば、後述する実験におけるケース１のＣＦＳキャスクのガス漏洩時のキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔのガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄが６℃、経年低下温度Ｔ_ｄが約1℃／年である場合において、第１の温度センサ２１を限りなくキャニスタ頂部１_Ｔに近づける図３２に示す例だと、３〜４℃程度が適切な設定値と考えられ、キャニスタ頂部１_Ｔから離れたキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔの影響を受ける部材の温度Ｔ_ＬＢを測定する図３４に示す例だと、２〜３℃程度が適切な設定値と考えられる。尚、経年低下温度Ｔ_ｄは１℃、データ見直し期間ｔ_０は１年と設定することが妥当である。

即ち、閾値温度Ｔｓは、第１の温度センサ２１（あるいは２２）をどの程度キャニスタ頂部１_Ｔに近づけて設置できるかに左右される物理量でもある。例えば、図２に示す棒状温度計のように、先端を限りなくキャニスタ頂部に近づける場合には、第１の温度センサ２１（あるいは２２）で検出できる温度はキャニスタ頂部温度と近似しているため、検出されるガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄもキャニスタ頂部で生ずるものと大差ないが、コンクリート蓋底部の金属板１４の温度を測定する場合には、比較的低めの温度となる。他方、キャニスタ頂部の崩壊熱低下に起因する経年低下温度Ｔ_ｄは約1℃／年と極めて低温である。そこで、第１の温度センサ２１を図２に示す棒状温度計のように限りなくキャニスタ頂部１_Ｔに近づけられる場合には、例えば、［閾値温度Ｔｓ＝(ガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄ)／２］との単純演算処理によって閾値温度Ｔｓを算出しても良い。勿論、キャニスタ頂部１_Ｔから離れた位置でコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢを測定するためにガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄが低めとなり、経年低下温度Ｔ_ｄの影響を無視できない場合には、［閾値温度Ｔｓ＝(ガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄ−経年低下温度Ｔ_ｄ)／２］として算出することが好ましい。この場合、経年低下温度Ｔ_ｄが１℃、ガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄが６℃であれば、閾値温度Ｔｓは、前式の場合３℃、後式の場合には２．５℃となる。これらの値は、上述の好ましい温度範囲である２〜４℃の範囲に含まれるものである。

尚、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔのガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄは、実物大キャスク模型を用いて本発明者等が行ったガスリーク試験（貯蔵開始時の発熱量が２２．６ｋＷで貯蔵開始直後にガスを漏洩させる試験）において、圧力低下が０．５ａｔｍのケース１の試験では約６℃であったが、圧力低下が１．５ａｔｍとなるケース２では約１２℃となった。即ち、ガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄは、内圧の変化に大きく左右されるものであることが明らかにされた。また、貯蔵期間の経過に伴って、崩壊熱量が減少するため、キャニスタ頂部のガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄ及び経年低下温度Ｔ_ｄはヘリウムガスの漏洩が起こらなくとも低下する傾向がある。つまり、ガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄは、内圧の変化並びに崩壊熱量によって異なることから、閾値温度Ｔｓを一律に定めることはできない。そこで、データの見直し期間ｔ_０を定め、見直し期間ｔ_０の経過毎にキャニスタ頂部の経年低下温度Ｔ_ｄを見直し、ガス漏洩を判断する閾値温度Ｔｓを算出し直して、決定することが好ましい（ステップ１０９，１０２）。

因みに、ＲＣ製キャスクやＣＦＳ製キャスクにおける貯蔵初期から貯蔵末期にかけての各部の温度分布の変遷などについては、本発明者等によって長年にわたって実験・解析された成果が研究報告書等として公表されている（財団法人電力中央研究所平成１７年６月発行、研究報告Ｎ０４０２９（コンクリートキャスクの実用化研究），Ｎ０４０３１（コンクリートキャスクの実用化研究−キャニスタ内ヘリウムの漏洩検知方法の開発−）等）。したがって、既に公表されたキャスク除熱試験結果に基づいて、データの見直し期間ｔ_０の間に起こる経年低下温度Ｔ_ｄは、容易に決定することができる。

以下に、ガス漏洩検知プログラム３９によるガス漏洩監視並びに漏洩判断を行う機能を図３０に示すフローチャートに基づいて説明する。

まず、第１及び第２の温度センサ２１，１７で検出したキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔ及びコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭを計測装置２６から読み込む（ステップ１０１）。

次に、ガス漏洩を判断する閾値温度Ｔｓを算出し、決定する（ステップ１０２）。本実施形態の場合、ガス漏洩を判断する閾値温度Ｔｓは、データの見直し期間ｔ_０の間に起こるキャニスタ頂部のガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄおよび経年低下温度Ｔ_ｄを求めてから、ガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄ以下で、且つ経年低下温度Ｔ_ｄ以上となる範囲で適宜決定される。例えば、コンピュータによる、［閾値温度Ｔｓ＝(ガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄ)／２］あるいは［閾値温度Ｔｓ＝(ガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄ−経年低下温度Ｔ_ｄ)／２］の演算処理によって、閾値温度Ｔｓが算出される。ケース１のＣＦＳキャスクの場合、貯蔵０年（２２．６ｋＷ）にはガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄが６℃、経年低下温度Ｔ_ｄが約1℃／年であるので、閾値温度Ｔｓとしては３℃あるいは２．５℃が算出される。尚、キャニスタ内圧および発熱量により、キャニスタ頂部のガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄおよび経年低下温度Ｔ_ｄが異なるため、データの見直し期間ｔ_０、計算および過去試験による知見に基づき、それらの推定を行う。ここで、データの見直し期間ｔ0は、任意に決めれる値であり、本実施形態では１年ごとに、改めて基準値を再確認するようにしているが（ｔ0＝１）、場合によっては半年毎でも良いし、２年毎でも良い。ケース１のコンクリートキャスクであれば、経年低下温度Ｔ_ｄは、ｔ0を１年とすれば1℃、ｔ0を２年とすれば2℃となる。

次に、監視開始の通常状態において、ある時点での基準温度を決定する（ステップ１０３）。キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔ、コンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭといった温度は、ガス漏洩が生じていないかぎりは、一定の温度差を保ったまま、日変化ではない長周期の変動をするものと考えられる。よって、モニタリング時の適当な時刻を決めて、その時刻の各温度を基準点として規定すれば良い。この時間は、任意であり、例えば本実施形態では、−９６時間の値を採用したが、この時間に特定の意義はない。

この基準温度を各測定温度Ｔ_Ｔ、Ｔ_ＬＭから引いた値、即ち各測定温度の変化量δＴ_Ｔ、δＴ_ＬＭを算出し、監視データとして設定する（ステップ１０４）。

また、第１の温度センサ２１及び第２の温度センサ１７で検出した２点における各々の基準温度からの温度変化量δＴ_Ｔ、δＴ_ＬＭに関する測定点間温度変化の差分δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_Ｔ)を算出し、監視する（ステップ１０５）。

次いで、定量的な判断として、Ｔｓ＜δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_Ｔ)が成立するかどうかを常時監視する（ステップ１０６）。この関係が成立する場合、次にそれがノイズのような一時的な現象であるかどうかをチェックする（ステップ１０７）。ノイズであるか否かの判断は、例えば、突出したデータが現れた場合に、その前後データと比べて、一定温度の差異がある場合は、ノイズと判断することができる。また、ノイズは、サンプリングタイムを変えることでも除去できるので、この場合には、このステップ１０７は必要としないこととなる。また、表示装置３５におけるモニタリングにおいては、図３１や図３３などに示すように、グラフ上に表れるひげのように突出したデータはノイズと容易に判断できる。

ノイズでないと判断されれば、漏洩と判断する（ステップ１０８）。そして、警告手段３６あるいは表示装置３５などに警告音や警告メッセージなどを出力させる（ステップ１１０，１１１）。

また、Ｔｓ＜δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_Ｔ)が成立しない場合、若しくは成立してもノイズである場合は、監視期間ｔが、見直し期間ｔ_０より長いかどうかを確認する（ステップ１０９）。監視期間ｔがデータ見直し期間ｔ_０よりも短い場合は、「異常なし」として、ステップ１０４の前に戻り、監視を続行する。他方、監視期間ｔがデータ見直し期間ｔ_０より長い場合は、ステップ１０２の前に戻り、設定値(Ｔｓ、Ｔｄ)を再度見直した上で（ステップ１０２）、各温度の基準値(Ｔ_Ｔ０、Ｔ_ＬＭ０)の見直し（ステップ１０３）、監視を続行する（ステップ１０４）。つまり、データの見直し期間ｔ0を経過しておれば、貯蔵年数に応じてキャニスタ頂部の経年低下温度Ｔ_ｄを崩壊熱解析結果と試験結果をもって推定し、該経年低下温度Ｔ_ｄを基にガス漏洩を判断する閾値温度Ｔｓを算出し、新たに設定する（ステップ１０２）。

また、本発明者等の知見によると、キャニスタ１内からヘリウムの漏洩が生じると、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔあるいはこれの影響を受ける部材の温度Ｔ_ＬＢの低下に対し、コンクリート蓋３の内部温度Ｔ_ＬＭは時間遅れをもって尚且つキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔ（あるいはＴ_ＬＢ）の低下速度に比べて遙かに緩やかに温度低下が起こることから、これらの間の温度差に変化が生じ、尚且つそれらの間の温度の差異(相対差)が拡大する傾向を示す。このことから、コンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭと、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔあるいはこれの影響を受ける部材温度Ｔ_ＬＢとの温度変化を表示装置に表示してモニタリングするだけでも、ヘリウムの漏洩を推定することができる。

例えば、第１温度センサ２１（あるいは２２）及び第２温度センサ１７で検出されるコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔあるいはその近似値としてのコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢ（若しくはＴ_ＬＢＩ）との経時的温度変化が表示装置に常時表示されるようにすれば、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔあるいはキャニスタ頂部とコンクリート蓋底部との間でキャニスタ頂部温度の影響を受ける部材の温度Ｔ_ＬＢ（若しくはＴ_ＬＢＩ）とコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとの温度変化が比較監視できるので、それらのグラフが乖離してその間が拡大して行く傾向を示す場合、即ち両温度の差異(相対差)が拡大して行く傾向を示す場合には、ヘリウムの漏洩が生じたと判断することが可能である。ここで、コンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔ、あるいはコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとの表示は、図１４や図１７、図１８、図２３及び図２６に示すように、各測定量の平均値を一致させたマルチ表示とすれば、両温度の差異(相対差)が拡大して行く傾向を複数のグラフの乖離状況として視覚的且つ直感的に容易に把握することができる。

また、監視対象温度データの表示装置へ表示は、上述のものに特に限定されず、ガス漏洩が起きていない通常時の或る時点での各計測点温度を基準温度として、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔとコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭの各々の基準温度からの温度変化量の時間変化（測定温度の変化量）を同時に表示して比較監視することにより、漏洩の有無を推定可能・判断可能とすることが好ましい。例えば図３１に示すように、キャニスタ１内からヘリウムの漏洩が生じたときに、両温度の間に明白な差異が生ずる乖離状況がより容易に視覚的に把握できる。さらに、フローチャートには示していないが、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔとして代用したキャニスタ頂部に可能な限り接近させた棒状温度計の先端温度（第１温度センサ２１の温度）とコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとの中間の温度データ、例えばコンクリート蓋底部金属板１４の温度Ｔ_ＬＢを読み込み、各々の基準温度と各温度 (Ｔ_Ｔ、Ｔ_ＬＢ、Ｔ_ＬＭ)の温度差(δＴ_Ｔ、δＴ_ＬＢ、δＴ_ＬＭ)をモニタリングするようにしても良い（図３３参照）。この場合、キャニスタ１内からヘリウムの漏洩が生じたときに、３箇所の温度の間に明白な差異が生ずる乖離状況、つまりキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔの温度変化にその影響度に応じた時間遅れが生ずる現象が顕著に表れるので、その温度差が有意なものとして容易に視覚的に把握することができる。

また、コンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔあるいはその影響を受ける部材の温度Ｔ_ＬＢとの２点間の各々の基準温度からの測定温度の変化量の差（測定点間温度変化の差分）δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_Ｔ)あるいはδ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_ＬＢ)を表示装置へ常時表示すれば、キャニスタ１内からヘリウムの漏洩が生じたときに、δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_ＬＢ)の値が上昇するという挙動を示すことで容易に視覚的に把握できる。例えば、図２４や図２７あるいは図３２に示すように、ヘリウム漏洩開始０時間後にδ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_Ｔ)あるいはδ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_ＬＢ)が上昇し始め、その後も上昇し続ける温度挙動をモニタリングできるので、明らかに通常時とは違う現象が生じている（温度差が有意な変動を起こしている）と、視覚的且つ直感的に判断できる。

また、フローチャートには示していないが、コンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭと、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔ及びコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔの影響を受ける部材の温度（キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔとコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとの間の温度）Ｔ_ＬＢとの各々の基準温度からの温度変化の差分の時間変化δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_Ｔ)，δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_ＬＢ)を同時に表示装置へ常時表示すれば、キャニスタ１内からヘリウムの漏洩が生じたときに、δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_Ｔ)とδ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_ＬＢ)の値が時間遅れを伴って上昇をするという挙動を示すことで容易に視覚的に把握できる。例えば、図２５や図２８及び図３４に示すように、ヘリウム漏洩開始０時間後にδ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_Ｔ)とδ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_ＬＢ)の双方が上昇し始め、２４時間で、両者の温度に差が生じるような温度挙動をモニタリングできるので、明らかに通常時とは違う現象が生じている（温度差が有意な変動を起こしている）と、視覚的且つ直感的に判断できる。

通常、表示装置には、図３１あるいは図３３に例示するように、上述のコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔ及び／またはコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢの各基準温度との温度変化量δＴ_ＬＭ，δＴ_Ｔ及び／またはδＴ_ＬＢの時間変化（差異時間変化）を同時に表示して、作業員の日常の検査業務の一項目としてのモニタリングに供する。このモニタリングで、各温度変化量の間に差が現れるようであれば、図３２あるい図３４の表示に画面表示を切り替えて、その差分量を確かめる。即ち、コンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔの各々の基準温度からの温度変化量δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_Ｔ)あるいはコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔの影響を受ける部材（コンクリート蓋底部金属板１４）の温度Ｔ_ＬＢとの各々の基準温度からの温度変化量δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_ＬＢ)の時間変化（差異時間変化）のいずれかあるいは双方を同時に表示する。これにより、作業員は、ガス漏洩が起きているときには、明らかに通常時とは違う現象が生じている（温度差が有意な変動を起こしている）ことを視覚的且つ直感的に判断できることから、ガス漏洩を推定することができる。勿論、図３１あるいは図３３の表示（ステップ１０４）あるいは図３２あるい図３４の表示（ステップ１０５）のいずれか一方のみを常時表示するようにしても良い。

他方、「検知システム」では、その差分量が漏洩と判断する閾値温度Ｔｓ例えば３℃を超えたところで、警告手段３６からアラームを発して（ステップ１１１）、あるいは表示装置３５に「ガス漏洩」のメッセージを告知すること（ステップ１１０）でガス漏れを告知するようにしている。このとき、表示装置３５に表示される温度変化量δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_Ｔ)あるいはδ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_ＬＢ)のいずれかあるいは双方の画像によっても漏洩の事実をより確信できる根拠として利用することが可能であるが、この上に重ねて「ガス漏洩」のメッセージを告知するようにしても良い。

なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば本実施形態では、第２の温度センサ１７及び第１の温度センサ２１あるいは２２を棒状温度計４に組み込んでコンクリート蓋３に開けた貫通孔２５に装入することにより、第２の温度センサ１７をコンクリート蓋３のコンクリート１１の内部に、並びに第１の温度センサ２１あるいは２２をコンクリート蓋３の底部あるいはコンクリート蓋底部とキャニスタ頂部との間に配置する例を挙げて主に説明したが、これに特に限られるものではなく、コンクリート蓋３を製作するときに予め熱電対をコンクリート１１の中に直に埋設させると共に、底部の金属板１４の外側（キャニスタ頂部と対向する面）あるいは内側に熱電対２１あるいは２２を貼り付けてから、配線を外に引き出しておくように製作することも可能である。勿論、コンクリート蓋３の底部の金属板１４の一部をキャニスタ頂部１_Ｔの近傍まで突出させてキャニスタ頂部１_Ｔに近いところで温度を測るようにしても良い。

また、上述の実施形態においては、キャニスタ頂部１_Ｔの中心を通る鉛直軸線上でコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭ並びにコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢを測るようにしているが、これに特に限られるものではなく、場合によってはキャニスタ１並びにコンクリート蓋３の中心から径方向外側（排気口側）へ外れた位置で両温度を測るようにしても良い。また、コンクリート蓋３と同じ遮蔽構造のセンサホルダに第２の温度センサ１７及び第１の温度センサ２１あるいは２２を組み込んだ棒状温度計４をコンクリート蓋３に開けた貫通孔２５に装入することにより、同一鉛直軸線上に両温度センサを配置するようにしているが、場合によっては異なる鉛直軸線上に配置するようにしても良い。

以下に、本発明にかかる放射性物質密封容器のガス漏洩検知装置及び方法を裏付ける実験を行った。実験内容とその結果を以下に説明する。

＜実験＞
（１）ヘリウム漏洩試験条件
実物大コンクリートキャスク模型を用いたキャニスタからのヘリウムリーク試験を行った。リーク試験で使用したキャスク構造を図４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示す。また、試験条件を表１に示す。

＜ケース１＞
図４（Ａ）に示す構造のコンクリートキャスクのキャニスタ１に開閉可能なバルブ（図示省略）を設け、そのキャニスタ１内に原子炉使用済燃料棒を模擬する電気ヒータ（図示省略）を実際の使用済燃料棒と同条件で収容し、大気圧レベル（ゲージ圧力で０ｋＰａ）でヘリウムガスを充填して、コンクリートキャスクにおける使用済原子燃料の初期貯蔵状態（発熱量２２．６ｋＷ）を模擬した。電気ヒータの発熱によりキャニスタ１の内圧は上昇し、ゲージ圧力で５６ｋＰａで定常状態となった。その後、図４（Ａ）に示す７箇所の測定点にそれぞれ設置してある熱電対によって、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔ，キャニスタ底部温度Ｔ_Ｂ ，給気温度Ｔ_ＩＮ，コンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢ，コンクリート蓋上部温度Ｔ_ＬＴ，コンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭ，コンクリート蓋底部とキャニスタ頂部との間の空気温度Ｔ_ＬＡを継続的に測定した。更にその後、キャニスタ１に設けたバルブを緩めて急激にヘリウムガスを漏洩させ、２日かけて５０ｋＰａ減圧し、４日後にキャニスタ１の内圧が大気圧レベル程度となるまで減圧した。尚、崩壊熱量は解析コードで計算した。

＜ケース２＞
また、図４（Ｂ）に示す構造のコンクリートキャスク（蓋の構造がケース１とは低圧損蓋である点で異なる）のキャニスタ１に同様にヘリウムガスを充填して、キャニスタ１の内圧を上昇させてゲージ圧力で１５１ｋＰａで定常状態とし、図４（Ｂ）に示す７箇所の測定点の温度即ち、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔ，キャニスタ底部温度Ｔ_Ｂ ，給気温度Ｔ_ＩＮ，コンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢ，コンクリート蓋上部温度Ｔ_ＬＴ，コンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭ，コンクリート蓋底部とキャニスタ頂部との間の空気温度Ｔ_ＬＡを継続的に測定した。キャニスタ１の内圧はヘリウムガスを急激に漏洩させて約１日で大気圧レベル程度となるまで減圧した。

＜ケース３＞
また、ケース１及び２とは給気口の形状が異なる図４（Ｃ）に示す構造のコンクリートキャスクのキャニスタ１に同様にヘリウムガスを充填して、キャニスタ１の内圧を上昇させてゲージ圧力で５９ｋＰａで定常状態とし、図４（Ｃ）に示す７箇所の測定点の温度即ち、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔ，キャニスタ底部温度Ｔ_Ｂ ，給気温度Ｔ_ＩＮ，コンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢ，コンクリート蓋上部温度Ｔ_ＬＴ，コンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭ，コンクリート蓋底部とキャニスタ頂部との間の空気温度Ｔ_ＬＡを継続的に測定した。キャニスタ１の内圧はヘリウムガスを急激に漏洩させて２〜３時間で大気圧レベル程度となるまで減圧した。

（２）ヘリウム漏洩試験結果
各測定点における温度測定結果を図５から図２８に示す。
（ｉ） まず、図５〜図１０において、ケース１からケース３でのキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔとキャニスタ底部温度Ｔ_Ｂのキャニスタ１の内部圧力との関係並びにキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔとキャニスタ底部温度Ｔ_Ｂ の給気温度Ｔ_ＩＮとの関係を説明する。いずれのケースにおいても、ヘリウム漏洩直後(０秒が漏洩開始時間)から、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔは下降し、キャニスタ底部温度Ｔ_Ｂは上昇した（図５）。また、図６に示すように、キャニスタ１の底部は給気口７から流入する外気・冷却空気の影響を大きく受け、キャニスタ底部温度Ｔ_Ｂ が給気温度Ｔ_ＩＮの日変動に追従して変化したことが分かる。これに対して、キャニスタ頂部１_Ｔは、コンクリートキャスク蓋部３とキャニスタ１の間が狭く高温空気が淀むことから、外気５の約５日周期の長期的な温度変動は受けるものの日変動は受けていないことが分かる。このことから、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔとキャニスタ底部温度Ｔ_Ｂとの差分は給気温度Ｔ_ＩＮの影響を受けて日変動を起こすことを示唆している。そして、コンクリートキャスクの構造が異なっても、程度の差こそあれ、同じ傾向を示した。因みに、ヘリウムガスの内圧を大きくしたケース２においては、ヘリウム漏洩・圧力変化がキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔ及びキャニスタ底部温度Ｔ_Ｂに与える影響は大きく、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔとキャニスタ底部温度Ｔ_Ｂとの温度差の開きが顕著に表れた。

（ｉｉ） 他方、図１１〜図１６は、ケース１において、ヘリウム漏洩時(０秒が漏洩開始時間)のキャニスタ内部圧力の変化とキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔの変化との関係および他の位置の温度との関係を示したものである。
まず、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔとキャニスタ１の内部圧力との関係は、ヘリウム漏洩直後(０秒が漏洩開始時間)から下降する関係にある（図１１参照）。そして、コンクリート蓋上部温度Ｔ_ＬＴにおいては、外気の温度変動の影響を受けているが、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔについては外気の温度変動の影響を受けない（図１２参照）。また、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔは給気温度Ｔ_ＩＮの変動の影響を受けていない（図１６参照）し、コンクリート蓋上部温度Ｔ_ＬＴの温度変動の影響も受けない（図１５参照）。

また、コンクリート蓋上部温度Ｔ_ＬＴにおいては、外気の温度変動の影響を受けているが（図１５参照）、コンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭおよびコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢにおいては、外気の影響をあまり受けていないことが分かる（図１４，図１３参照）。さらに、コンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢは、漏洩開始後も時間遅れはあるものの、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔに敏感に追従するのに対して（図１３参照）、コンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭはキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔに対する追従性が鈍感であることを知見した（図１４参照）。即ち、ヘリウム漏洩が起こっていない通常時は、コンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとの双方とも或る一定の温度差を保った状態であるが、漏洩が起きた時には、コンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢは下降するが、コンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭは下降していないことを知見した。これは、コンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢが、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔに追従するのに反して、コンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭがキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔに追従しないことに起因しているものと推定される。因みに、本実験では、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔとして、最も温度変化が大きくなるキャニスタ頂部１_Ｔの中心における温度を利用している。この中心部におけるキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔのヘリウム漏洩に伴う温度変化は最も大きくなるのでヘリウムの漏洩検知において最適であるが、中心部分での温度変化に限られるものではなく、場合によってはキャニスタ１並びにコンクリート蓋３の中心から離れた周辺部位での温度変化を用いることも可能である。

以上のことから、コンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとの温度変化を比較することにより、ヘリウム漏洩情報を検知できることを知見した。すなわち、図１７に示すように、両者の温度差が増大する要因は、キャニスタ１からのヘリウムガス漏洩であると推測される。この傾向は、図１８に示すように、流路形状の異なるキャスクを用いたケース３においても観られた。すなわち、コンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭを比較監視することにより、両者の温度差が増大した（温度差が有意な変動である）場合に、キャニスタからヘリウムが漏洩したものと推測することができることが判明した。

（３）解析による現象理解
キャニスタ頂部１_Ｔからコンクリート蓋上部までの温度変化を調べるために、非定常一次元熱伝導解析を実施した。図３は、解析温度点を示したものである。なお、境界条件としては、図１９に示すように、コンクリート蓋上部空気温度Ｔ_ＴＡには、平均気温３０℃で±３℃の変動幅を持つ２４時間周期の日変動を温度条件として与える一方、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔが、漏洩開始時（０時間）から９６時間（４日間）かけて、１５８℃から１５１℃に直線的に７℃下降するものとした。

図２０は、各点での温度の時間変化を示したものであり、また、図２１は、コンクリート蓋上部空気温度Ｔ_ＴＡ点から、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔ点までの温度分布を示したものである。この図より、コンクリート蓋内部（コンクリート１１の中：キャニスタ上面から約２００ｍｍ〜約８００ｍｍの間）では、ほとんど温度差がついていないことが分かる。また、図２２は、コンクリート蓋上部温度Ｔ_ＬＴとコンクリート蓋底部１４とキャニスタ頂部１_Ｔとの間の空気温度Ｔ_ＬＡの関係を示したものであり、コンクリート蓋上部温度Ｔ_ＬＴは、コンクリート蓋底部１４とキャニスタ頂部１_Ｔとの間の空気温度Ｔ_ＬＡの気温変動の影響が観られるとともに、漏洩開始後に、若干の温度低下も観られた。図２３は、コンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭの関係を示したものであり、試験で観られた傾向と同様に、漏洩開始後に、コンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢは、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔに追従する一方、コンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭのキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔに対する追従性は、鈍感であり、両者において相対差が生じた。

依って、図２４に示すように、コンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢの平均値からの差異とコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭの平均値からの差異を常時比較監視することにより、δ(Ｔ_ＬＭ-Ｔ_ＬＢ)の値が増加すれば、即ち温度差が有意な変動を示せば、漏洩が生じたと判断できる。また、図２５は、δ(Ｔ_ＬＭ-Ｔ_ＬＢ)とδ(Ｔ_ＬＭ-Ｔ_Ｔ)を比べたものである。この結果からは、コンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢがよりキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔに近い温度情報を得られるほど、検知感度を上げることが可能と考えられる。

（４）検知感度の向上についての検討
そこで、温度センサ特にコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢを測定する第１の温度センサ２１のより高い感度が得られる設置位置即ち測定位置を求めるため、一次元熱伝導解析による計測位置(図３)の検討を行った。同じ解析入力条件の下で、コンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢをキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔの温度になるべく近い値にするため、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔとコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢの間隔を６７ｍｍ(現状の蓋底部鋼板１４とキャニスタ頂部１_Ｔの間隔)から１０ｍｍとし、更に、コンクリート１６の下部までのグラスウール１９の厚みを増した（この状態を図２に示す）。この結果、図２８に示すように、コンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢは、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔにとほぼ同じ値になることが判明した。このことから、コンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢの測定点をキャニスタ頂部１_Ｔに接近させることにより、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔに近い温度情報を得ることができ、感度のよいリーク検知が可能になると考えられる。

また、実験では、棒状温度計４の先端に厚さ５ｍｍの鋼板（金属製保護カバー）２０を設けた。そして、鋼板２０の内側（キャニスタ頂部１_Ｔと対向する面とは反対側の面：裏面）に熱電対（第１の温度センサ）２２を備えて、コンクリート蓋底部裏面温度Ｔ_ＬＢＩを測定した。鋼板２０は熱伝導性が良いことから、コンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとコンクリート蓋底部鋼板裏温度Ｔ_ＬＢＩとは、ほぼ同じ値となることが図２６に示す結果からも判明した。そこで、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔの影響を受ける部材としての鋼板２０の裏側に熱電対（第１の温度センサ）２２を配置してコンクリート蓋底部鋼板裏温度(Ｔ_ＬＢＩ)を測定することにより、キャニスタ頂部から放射線(γ線)を直接受けることを回避させるようにしても良いことが判明した。

１ キャニスタ
１_Ｔ キャニスタ頂部
２ コンクリート容器
３ コンクリート蓋
１０ 金属板
１１ コンクリート
１２ 金属
１３ 断熱材
１４ 金属板（コンクリート蓋底部）
４ 棒状温度計
１５ 蓋となる金属板
１６ コンクリート
１７ 第２の温度センサ
１８ 金属板
１９ 断熱材
２０ 底となる金属板
２１ 第１の温度センサ
２２ 第１の温度センサ
２５ コンクリート蓋に開けられた棒状温度計を装入するための貫通孔
２６ 第１及び第２の温度センサの計測装置
３０ コンピュータ
３１ ガス漏洩推定手段
３２ 表示制御部
３３ 制御部（中央処理装置）
３４ 記憶部
３５ 警告手段
３６ 警告手段
３７ 入力部
３８ メモリ
３９ ガス漏洩推定プログラム
Ｔ_ＬＭ コンクリート蓋内部温度
Ｔ_Ｔ キャニスタ頂部温度
Ｔ_ＬＢ コンクリート蓋底部温度
Ｔ_ＬＢＩ コンクリート蓋底部裏面温度
Ｔ_Ｌｄ キャニスタ頂部のガス漏洩時最大低下温度
Ｔ_ｄ キャニスタ頂部の経年低下温度
Ｔｓ 閾値温度
δＴ_ＬＭ，δＴ_Ｔ 各測定温度の各々の基準温度との変化量
δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_Ｔ) ２点間の基準温度からの測定温度の変化量の差

本発明の放射性物質密閉容器のガス漏洩検知方法および装置の実施の一形態を示す概略図である。 コンクリート蓋とキャニスタ蓋と温度センサとを示す拡大断面図である。 本発明の有用性を裏付ける実験における温度測定点の位置を示す説明図である。 ヘリウムガスのリーク試験に用いるコンクリートキャスクの構造を示す概略図で、（Ａ）は給気口を底部側面に備える鋼板（充填コンクリート）製コンクリートキャスク（ケース１）、（Ｂ）は低圧損蓋使用の底部側面に備える鋼板（充填コンクリート）製コンクリートキャスク（ケース２）、（Ｃ）は給気口を底部に備える鉄筋コンクリート製コンクリートキャスク（ケース３）である。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のキャニスタの内部圧力に対するキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔとキャニスタ底部中心温度Ｔ_Ｂとの変化を示すグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔ及びキャニスタ底部中心温度Ｔ_Ｂの給気温度Ｔ_ＩＮとの関係を示すグラフである。 ケース２におけるヘリウム漏洩前後のキャニスタの内部圧力に対するキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔとキャニスタ底部中心温度Ｔ_Ｂとの変化を示すグラフである。 ケース２におけるヘリウム漏洩前後のキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔ及びキャニスタ底部中心温度Ｔ_Ｂの給気温度Ｔ_ＩＮとの関係を示すグラフである。 ケース３におけるヘリウム漏洩前後のキャニスタの内部圧力に対するキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔとキャニスタ底部中心温度Ｔ_Ｂとの変化を示すグラフである。 ケース３におけるヘリウム漏洩前後のキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔ及びキャニスタ底部中心温度Ｔ_Ｂの給気温度Ｔ_ＩＮとの関係を示すグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のキャニスタの内部圧力に対するキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔの変化を示すグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔとキャニスタ蓋の上方の空気温度Ｔ_ＬＡとの関係を示すグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のキャニスタの内部圧力に対するキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔとコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとの関係を示すグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔとコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとの関係を示すグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔとコンクリート蓋上部温度Ｔ_ＬＴとの関係を示すグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔと給気温度Ｔ_ＩＮとの関係を示すグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとの関係を示すグラフである。 ケース３におけるヘリウム漏洩前後のコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとの関係を示すグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のコンクリート蓋上部空気温度Ｔ_ＴＡの日変動とキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔの変化と関係を示すグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後の図３に示す６つの測定点での温度の時間変化を示したグラフである。 ケース１におけるコンクリート蓋上部空気温度Ｔ_ＴＡ点から、キャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔ点までの温度分布を示したグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のコンクリート蓋上部温度Ｔ_ＬＴとコンクリート蓋底部とキャニスタ頂部との間の空気温度Ｔ_ＬＡとの関係を示したグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭの関係を示したグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭの変動差異δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_ＬＢ)を示すグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔとコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとの変動差異δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_Ｔ)，δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_ＬＢ)を示すグラフである。 ケース１の温度センサの配置を図２に示す状態にしたときの、ヘリウム漏洩前後のコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭの関係を示したグラフである。 ケース１の温度センサの配置を図２に示す状態にしたときの、ヘリウム漏洩前後のコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭの変動差異δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_ＬＢ)を示すグラフである。 ケース１の温度センサの配置を図２に示す状態にしたときの、ヘリウム漏洩前後のコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔとコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとの変動差異δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_Ｔ)，δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_ＬＢ)を示すグラフである。 本発明の放射性物質密閉容器のガス漏洩検知装置の実施の一形態を示す機能ブロック図である。 本発明の放射性物質密閉容器のガス漏洩検知装置及び方法の一実施形態を示すフローチャート図である。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭの基準温度からの差異時間変化の関係の一例を示すグラフである。 ケース１におけるヘリウム漏洩前後のキャニスタ頂部中心温度Ｔ _Ｔ とコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとの温度差(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_ＬＢ)の基準温度からの差異時間変化δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_ＬＢ)の一例を示すグラフである。 ケース１においてキャニスタ頂部に限りなく接近させた温度センサーの温度をキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔとして代用すると共にコンクリート蓋の底面の金属板の温度をコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとして表した実施形態における、ヘリウム漏洩前後のコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢ及びキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔとの基準温度からの差異時間変化の関係の一例を示すグラフである。 ケース１においてキャニスタ頂部に限りなく接近させた温度センサーの温度をキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔとして代用すると共にコンクリート蓋の底面の金属板の温度をコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとして表した実施形態における、ヘリウム漏洩前後のコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとコンクリート蓋底部温度Ｔ_ＬＢとの温度差(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_ＬＢ)及びコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭとキャニスタ頂部中心温度Ｔ_Ｔとの温度差(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_Ｔ)の基準温度からの差異時間変化の一例を示すグラフである。 ケース１においてキャニスタ鉛直方向の温度分布の経年変化の一例を示すグラフである。

Claims (16)

1. 遮蔽機能を有する非密封型のコンクリート製貯蔵容器と、使用済燃料と不活性ガスとを収納して溶接により密封する構造の金属製密封容器とで構成され、前記コンクリート製貯蔵容器の上下に設けた空気の流通口を通じて外気を自然対流させることにより、前記金属製密封容器内の使用済燃料の崩壊熱を除去する放射性物質密封容器の前記金属製密封容器に充填された前記不活性ガスの漏洩を検知する装置において、
   前記金属製密封容器の頂部の温度あるいは該金属製密封容器の頂部に対向するコンクリート製貯蔵容器の蓋部の底部を含み該底部と前記金属製密封容器の頂部との間で前記金属製密封容器の頂部の温度の影響を受ける部材の温度を測定する第１の温度センサと、
   前記金属製密封容器の頂部と対向する前記コンクリート製貯蔵容器の蓋部の内部温度を測定する第２の温度センサと、
   前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとの測定温度の温度差が有意な変動であるときに前記不活性ガスの漏洩があったものと推定するガス漏洩推定手段とを有する
   ことを特徴とする放射性物質密封容器のガス漏洩検知装置。
2. 前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとの測定温度の温度差の変動を常時表示する表示装置を備えるものである請求項１記載の放射性物質密封容器のガス漏洩検知装置。
3. 前記第１の温度センサは前記コンクリート製貯蔵容器の蓋部の底部の温度を測るものであることを特徴とする請求項１または２記載の放射性物質密封容器のガス漏洩検知装置。
4. 前記第１の温度センサは前記コンクリート製貯蔵容器の蓋部の底面から前記金属製密封容器の頂部に向けて突出し、前記金属製密封容器の頂部に近接した位置に配置される金属板に備えられ、該金属板の温度を測るものであることを特徴とする請求項１または２記載の放射性物質密封容器のガス漏洩検知装置。
5. 前記第１の温度センサは前記金属製密封容器の頂部に近接した位置に配置される前記金属板の裏面に備えられることによって前記金属製密封容器の頂部との間に前記金属板を介在させて配置され、前記金属板の裏側温度を測るものである請求項４記載の放射性物質密封容器のガス漏洩検知装置。
6. 前記第２の温度センサは前記コンクリート製貯蔵容器の蓋部のコンクリート層の温度を測ることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の放射性物質密封容器のガス漏洩検知装置。
7. 前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサは前記コンクリート製貯蔵容器の蓋部並びに前記金属製密封容器の頂部の中心附近に配置されているものである請求項１から６のいずれか１つに記載の放射性物質密封容器のガス漏洩検知装置。
8. 前記第１及び第２の温度センサは熱電対またはサーミスタであり、前記コンクリート製貯蔵容器の蓋部と同じ遮蔽構造のセンサホルダによって保持され、前記第１の温度センサが先端部分の金属板の表面に備えられ、前記第２の温度センサがコンクリート層に埋設されている棒状温度計を構成し、前記コンクリート製貯蔵容器の蓋部に開けられた前記金属製密封容器の頂部と前記コンクリート製貯蔵容器の外部とを連通する貫通孔に前記棒状温度計を挿入することによって、前記貫通孔を塞ぎながら前記第２の温度センサを前記コンクリート製貯蔵容器の蓋部の内部に、前記第１のセンサを前記コンクリート製貯蔵容器の蓋部の底部から前記金属製密封容器の頂部までの間に、それぞれ配置することを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の放射性物質密封容器のガス漏洩検知装置。
9. 前記棒状温度計の先端を前記コンクリート製貯蔵容器の蓋部の底部から前記金属製密封容器の頂部に向けて突出させ、前記第１の温度センサを前記金属製密封容器の頂部に接近させ、前記金属製密封容器の頂部に近いところで温度を測ることを特徴とする請求項７記載の放射性物質密封容器のガス漏洩検知装置。
10. 前記コンクリート製貯蔵容器の蓋部の貫通孔はテーパ孔及び前記棒状温度計はテーパ状を成し、前記貫通孔に前記棒状温度計を装入させたときに前記コンクリート製貯蔵容器の蓋部と前記棒状温度計とが密着することを特徴とする請求項８または９記載の放射性物質密封容器のガス漏洩検知装置。
11. 前記棒状温度計は、蓋となる金属板、コンクリート材、金属板、断熱材及び底となる金属板を順次積層させて金属保護管で被覆して前記コンクリート製貯蔵容器の蓋部と同じ遮蔽構造を成し、前記コンクリート材中に前記第２の温度センサを埋設すると共に、先端部分の底となる前記金属板の表面に前記第１の温度センサを固着させていることを特徴とする請求項８から１０のいずれか１つに記載の放射性物質密封容器のガス漏洩検知装置。
12. 遮蔽機能を有する非密封型のコンクリート製貯蔵容器と、使用済燃料と不活性ガスとを収納して溶接により密封する構造の金属製密封容器とで構成され、前記コンクリート製貯蔵容器の上下に設けた空気の流通口を通じて外気を自然対流させることにより、前記金属製密封容器内の使用済燃料の崩壊熱を除去する放射性物質密封容器における前記金属製密封容器に充填された前記不活性ガスの漏洩を検知する方法において、
    前記金属製密封容器の頂部の温度あるいは該金属製密封容器の頂部とこれに対向するコンクリート製貯蔵容器の蓋部の底部との間で前記金属製密封容器の頂部の温度の影響を受ける部材の温度と、
    前記金属製密封容器の頂部面と対向する前記コンクリート製貯蔵容器の蓋部の内部温度とを比較監視し、
    前記金属製密封容器の頂部の温度あるいは前記金属製密封容器の頂部の温度の影響を受ける部材の温度と前記コンクリート製貯蔵容器の蓋部の内部温度との温度差が有意な変動であるときに、前記不活性ガスの漏洩があったものと推定される
    ことを特徴とする放射性物質密封容器のガス漏洩検知方法。
13. 前記金属製密封容器の頂部の温度あるいは前記金属製密封容器の頂部の温度の影響を受ける部材の温度と前記コンクリート製貯蔵容器の蓋部の内部温度との温度差の変動が常時表示されること特徴とする請求項１２記載の放射性物質密封容器のガス漏洩検知方法。
14. 前記金属製密封容器の頂部の温度の影響を受ける部材の温度は、前記コンクリート製貯蔵容器の蓋部の底面の温度であることを特徴とする請求項１２または１３記載の放射性物質密封容器のガス漏洩検知方法。
15. 前記金属製密封容器の頂部の温度の影響を受ける部材の温度は、前記コンクリート製貯蔵容器の蓋部の底面より前記金属製密封容器の頂部に近接した位置に配置される金属板の温度であることを特徴とする請求項１２または１３記載の放射性物質密封容器のガス漏洩検知方法。
16. 遮蔽機能を有する非密封型のコンクリート製貯蔵容器と、使用済燃料と不活性ガスとを収納して溶接により密封する構造の金属製密封容器とで構成され、前記コンクリート製貯蔵容器の上下に設けた空気の流通口を通じて外気を自然対流させることにより、前記金属製密封容器内の使用済燃料の崩壊熱を除去する放射性物質密封容器の前記金属製密封容器に充填された前記不活性ガスの漏洩を検知するガス漏洩検知プログラムにおいて、
    コンピュータに、前記金属製密封容器の頂部の温度あるいは該金属製密封容器の頂部に対向する前記コンクリート製貯蔵容器の蓋部の底部と前記金属製密封容器の頂部との間で前記金属製容器の頂部の温度の影響を受ける部材の温度を測定する第１の温度センサと、前記金属製容器の頂部と対向する前記コンクリート製貯蔵容器の蓋部の内部温度を測定する第２の温度センサとからキャニスタ頂部温度Ｔ_Ｔ及びコンクリート蓋内部温度Ｔ_ＬＭを読み込むデータ受部と、
    貯蔵期間と燃料種に基づいて算出された崩壊熱量とメモリに格納された試験結果のデータベースに基づいてキャニスタ頂部のガス漏洩時最大低下温度Ｔ_Ｌｄと経年低下温度Ｔ_ｄからガス漏洩を判断する閾値温度Ｔｓを算出するＴｓ決定部と、
    監視開始の通常状態（非漏洩時）における温度測定点の或る時点での温度を基準温度として決定する基準温度決定部と、
    各測定温度の各々の基準温度との変化量δＴ_ＬＭ，δＴ_Ｔを算出する測定温度変化量算出部と、
    ２点間の基準温度からの測定温度の変化量の差δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_Ｔ)を算出し監視する測定点間温度変化差監視部と、
    前記測定点間温度変化の差δ(Ｔ_ＬＭ−Ｔ_Ｔ)が前記ガス漏洩判断閾値温度Ｔｓよりも大きいときにガス漏洩と判定するガス漏洩判定部として機能させる、
    ガス漏洩推定手段を実現させる放射性物質密封容器のガス漏洩検知プログラム。