JP2023133004A - Self output type radiation detector, radiation detection system, and atomic reactor output monitoring device - Google Patents

Self output type radiation detector, radiation detection system, and atomic reactor output monitoring device Download PDF

Info

Publication number
JP2023133004A
JP2023133004A JP2022038647A JP2022038647A JP2023133004A JP 2023133004 A JP2023133004 A JP 2023133004A JP 2022038647 A JP2022038647 A JP 2022038647A JP 2022038647 A JP2022038647 A JP 2022038647A JP 2023133004 A JP2023133004 A JP 2023133004A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
self
metal
radiation detector
detector
radiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022038647A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
篤 伏見
Atsushi Fushimi
耕一 岡田
Koichi Okada
義人 佐藤
Yoshito Sato
博幸 木村
Hiroyuki Kimura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Original Assignee
Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi GE Nuclear Energy Ltd filed Critical Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Priority to JP2022038647A priority Critical patent/JP2023133004A/en
Publication of JP2023133004A publication Critical patent/JP2023133004A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

To provide a self output type radiation detector, a radiation detection system, and an atomic reactor output monitoring device that can be added to a narrow region in a detector and can detect leakage of an emitter to the outside of a container from a remote position without newly adding a signal line for detection.SOLUTION: A self output type radiation detector 1 includes: a metal emitter 2 for discharging electrons by irradiation of radiation; a heat-resistance container 3 for sealing the metal emitter 2; a metal collector 7 for containing the metal emitter 2 and the heat-resistance container 3 in the inside; a coaxial cable 30 for connecting the metal emitter 2 to a core wire 13 and connecting the metal collector 7 to a metal sheath 14; and a metal accumulator 12 electrically connected to the metal collector 7.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、放射線検出器の一種である自己出力型放射線検出器と、それを備えた放射線検出システム、および原子炉出力監視装置に関する。 The present invention relates to a self-output radiation detector that is a type of radiation detector, a radiation detection system equipped with the same, and a nuclear reactor output monitoring device.

高温においてエミッタが溶融しても動作することができる自己出力型検出器の一例として、特許文献1には、内部にエミッタ、外側にコレクタを備え、エミッタとコレクタの間が絶縁されている自己出力型検出器において、エミッタを封入するエミッタ容器を備え、エミッタ容器が気密であり、エミッタが高温によって溶融した際に自己出力型検出器の向きに依らず、エミッタ容器内の局所的なエミッタ密度が一定となるようにエミッタ質量とエミッタ容器の容積が調整されている自己出力型検出器が記載されている。 As an example of a self-output type detector that can operate even if the emitter melts at high temperatures, Patent Document 1 describes a self-output type detector that has an emitter inside and a collector outside, with insulation between the emitter and collector. The type detector is equipped with an emitter container that encloses the emitter, and the emitter container is airtight, and when the emitter melts due to high temperature, the local emitter density within the emitter container is reduced regardless of the orientation of the self-output type detector. Self-powered detectors are described in which the emitter mass and the volume of the emitter vessel are adjusted to be constant.

特開2020-67312号公報JP2020-67312A

自己出力型放射線検出器は、電圧の印加を必要とせず、放射線によりエミッタから電子が放出されることで発生する電流を測定する、という単純な構造のため、比較的過酷な環境に設置することが可能な放射線検出器である。 Self-output radiation detectors have a simple structure that does not require the application of voltage and measure the current generated when electrons are emitted from the emitter due to radiation, so they cannot be installed in relatively harsh environments. This is a radiation detector capable of

自己出力型検出器の一種である自己出力型ガンマ線検出器のエミッタ材は、ガンマ線の照射により電子を放出しやすく、中性子との核反応断面積が小さいものが適している。このような元素としてPbとBiが存在するが、これらの元素の融点は低く、原子炉内などの高温環境においては変形や溶融の生じる可能性がある。同様に、自己出力型中性子検出器においてもエミッタの特性を優先して融点の低い元素を用いた場合、エミッタが変形または溶融する可能性がある。 The emitter material of a self-output gamma ray detector, which is a type of self-output type detector, is preferably one that easily emits electrons when irradiated with gamma rays and has a small nuclear reaction cross section with neutrons. Pb and Bi exist as such elements, but these elements have low melting points and may deform or melt in a high-temperature environment such as inside a nuclear reactor. Similarly, in a self-powering neutron detector, if an element with a low melting point is used with priority given to the characteristics of the emitter, the emitter may be deformed or melted.

特許文献1では、内部にエミッタ、外側にコレクタを備え、エミッタとコレクタの間が絶縁されている自己出力型放射線検出器において、エミッタを封入する耐熱容器を備え、耐熱容器を気密(液密)とする自己出力型放射線検出器が開示されている。 Patent Document 1 discloses a self-output type radiation detector that includes an emitter inside and a collector outside, and insulates between the emitter and the collector. A self-powering radiation detector is disclosed.

特許文献1に記載される自己出力型放射線検出器によれば、高温環境中において融点の低いエミッタが溶融した場合にも、エミッタが容器内に保持されるため放射線の計測を継続することができる。 According to the self-output type radiation detector described in Patent Document 1, even if the emitter with a low melting point melts in a high-temperature environment, the emitter is retained in the container, so radiation measurement can be continued. .

しかし、高温環境や機械的要因などにより想定を超える応力が耐熱容器に印加され、耐熱容器が破損するような不測の事態も想定される。万一、耐熱容器が破損すると、破損の程度によっては内部で溶融したエミッタ材が容器の外部に漏洩することになる。 However, unforeseen situations are also conceivable in which stress beyond expectations is applied to the heat-resistant container due to high-temperature environments, mechanical factors, etc., and the heat-resistant container is damaged. If the heat-resistant container were to break, depending on the degree of damage, the emitter material melted inside would leak to the outside of the container.

エミッタが漏洩すると、検出器内でのエミッタ形状が大きく変化することにより放射線に対する電流値の割合、すなわち感度が変化して測定した電流値を正しく放射線の強度に換算することができなくなる。また、漏洩したエミッタが更にコレクタ外部に漏洩すると、検出器外の環境にエミッタ材が異物となって拡散してしまう。 If the emitter leaks, the shape of the emitter within the detector changes significantly, which changes the ratio of the current value to the radiation, that is, the sensitivity, making it impossible to correctly convert the measured current value into the intensity of the radiation. Further, if the leaked emitter further leaks to the outside of the collector, the emitter material becomes foreign matter and diffuses into the environment outside the detector.

このような状態を回避するため、エミッタ材の漏洩検知手段を追加することが有効である。例えば、放射線計測値に変化が生じたとき、エミッタ材が容器外に漏洩したことを検知できれば、当該検出器による計測値が異常であり、実放射線の強度変化ではないことが判断できる。これにより計測値の信頼性を向上することが期待される。 In order to avoid such a situation, it is effective to add a means for detecting leakage of the emitter material. For example, if it is possible to detect that the emitter material has leaked out of the container when a change occurs in the measured radiation value, it can be determined that the measured value by the detector is abnormal and not a change in the intensity of actual radiation. This is expected to improve the reliability of measured values.

ただし、エミッタ材の容器外への漏洩検知として、大きな検知センサ等を追加すると、検出器自体が大きくなってしまい、例えば原子炉内等の狭隘部にセンサを設置することができなくなるため、異なる対策が必要となる。 However, if a large detection sensor is added to detect leakage of emitter material outside the container, the detector itself will become large, making it impossible to install the sensor in a narrow space such as inside a nuclear reactor. Measures are required.

また、検知センサの信号を現場から離れた遠隔位置から受信するために、追加で信号線を配設すると、敷設のためのコストやケーブル貫通部を追加するためのコストが生じるため、改善の余地が残ることになる。 Additionally, installing additional signal lines to receive the detection sensor signals from a remote location away from the site will incur costs for installation and additional cable penetrations, so there is room for improvement. will remain.

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、検出器内部の狭隘な領域に追加可能で、かつ、新たに検知用の信号線を追加することなく遠隔位置からエミッタが容器外に漏洩したことを検知することが可能な自己出力型放射線検出器、放射線検出システム、および原子炉出力監視装置を提供することにある。 The present invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to be able to be added to a narrow area inside the detector, and to be able to be added to a remote location without adding a new signal line for detection. An object of the present invention is to provide a self-output radiation detector, a radiation detection system, and a reactor output monitoring device capable of detecting leakage of an emitter to the outside of a vessel.

本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、放射線の照射により電子を放出する金属製のエミッタと、前記エミッタを密封する耐熱容器と、前記エミッタおよび前記耐熱容器を内部に包含する金属製のコレクタと、前記エミッタを正極に接続し、前記コレクタを負極に接続する信号ケーブルと、前記コレクタと電気的に導通された金属溜めと、を備えることを特徴とする。 The present invention includes a plurality of means for solving the above problems, and to give one example, a metal emitter that emits electrons when irradiated with radiation, a heat-resistant container that seals the emitter, and a heat-resistant container that seals the emitter and A metal collector containing the heat-resistant container therein, a signal cable connecting the emitter to a positive electrode and the collector to a negative electrode, and a metal reservoir electrically connected to the collector. Features.

本発明によれば、検出器内部の狭隘な領域に追加可能で、かつ、新たに検知用の信号線を追加することなく遠隔位置からエミッタが容器外に漏洩したことを検知することができる。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。 According to the present invention, the emitter can be added to a narrow area inside the detector, and leakage of the emitter to the outside of the container can be detected from a remote location without adding a new detection signal line. Problems, configurations, and effects other than those described above will be made clear by the description of the following examples.

実施例1の自己出力型放射線検出器の構成図。1 is a configuration diagram of a self-output type radiation detector of Example 1. FIG. 実施例1の自己出力型放射線検出器の変形例であり、金属溜めの形状の第二の例を示す図。FIG. 7 is a modification of the self-output type radiation detector of Example 1, and is a diagram showing a second example of the shape of the metal reservoir. 実施例1の自己出力型放射線検出器の変形例であり、金属溜めの形状の第三の例を示す図。FIG. 7 is a modification of the self-output radiation detector of the first embodiment, and is a diagram showing a third example of the shape of the metal reservoir. 実施例1の自己出力型放射線検出器の変形例であり、金属溜めの形状の第四の例を示す図。FIG. 7 is a modification of the self-output type radiation detector of the first embodiment, and is a diagram showing a fourth example of the shape of the metal reservoir. 実施例1の自己出力型放射線検出器の変形例であり、金属溜めの形状の第五の例を示す図。FIG. 7 is a modification of the self-output type radiation detector of Example 1, and is a diagram showing a fifth example of the shape of the metal reservoir. 実施例2の検出システムの構成図。FIG. 2 is a configuration diagram of a detection system according to a second embodiment. 実施例3の検出システムの構成図。FIG. 3 is a configuration diagram of a detection system according to a third embodiment. 正常な検出器に対してTDR測定を実施した時の反射係数ρと、検出器内で短絡した時の反射係数ρの典型的な例を示した図。The figure which showed the typical example of the reflection coefficient (rho) when TDR measurement is implemented with respect to a normal detector, and the reflection coefficient (rho) when there is a short circuit in a detector. 実施例4の原子炉出力監視装置の構成図。FIG. 4 is a configuration diagram of a reactor power monitoring device according to a fourth embodiment.

以下に本発明の自己出力型放射線検出器、放射線検出システム、および原子炉出力監視装置の実施例を、図面を用いて説明する。本明細書で用いる図面において、同一のまたは対応する構成要素には同一、または類似の符号を付け、これらの構成要素については繰り返しの説明を省略する場合がある。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Examples of a self-powering radiation detector, a radiation detection system, and a reactor power monitoring device of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings used in this specification, the same or corresponding components are given the same or similar symbols, and repeated description of these components may be omitted.

以下の説明では、主に自己出力型ガンマ線検出器について説明するが、自己出力型中性子検出器に対しても同様である。中性子に対する断面積が大きく、ガンマ線との相互作用確率が低く、融点の低い物質をエミッタに採用できれば、後述する実施例4のように、炉内のような高温環境に設置する自己出力型中性子検出器として有望である。 In the following explanation, a self-output type gamma ray detector will be mainly explained, but the same applies to a self-output type neutron detector. If a material with a large cross-sectional area for neutrons, a low probability of interaction with gamma rays, and a low melting point can be used as the emitter, self-powering neutron detection installed in a high-temperature environment such as a reactor can be achieved, as in Example 4 described later. It is promising as a vessel.

<実施例1>
本発明の自己出力型放射線検出器の実施例1について図1乃至図5を用いて説明する。
<Example 1>
Embodiment 1 of the self-output type radiation detector of the present invention will be described using FIGS. 1 to 5.

最初に、自己出力型放射線検出器の全体構成について図1を用いて説明する。図1は、本実施例で示す耐熱型の自己出力型放射線検出器の構成図である。 First, the overall configuration of a self-output type radiation detector will be described using FIG. 1. FIG. 1 is a configuration diagram of a heat-resistant self-output type radiation detector shown in this embodiment.

図1に示すように、自己出力型放射線検出器1は、その中心部において、放射線の照射により電子を放出する金属製エミッタ2が略円筒状の耐熱容器3の内側に密封されている。 As shown in FIG. 1, the self-output type radiation detector 1 includes, at its center, a metal emitter 2 that emits electrons when irradiated with radiation and is sealed inside a substantially cylindrical heat-resistant container 3.

耐熱容器3の下部には金属端子部4とセラミックベースからなる気密端子6が取り付けられている。 A metal terminal portion 4 and an airtight terminal 6 made of a ceramic base are attached to the lower part of the heat-resistant container 3.

金属製コレクタ7は、これら金属製エミッタ2、耐熱容器3及び気密端子6をその内部に同軸上に包含している。このうち、耐熱容器3と金属製コレクタ7との間には絶縁材10,11が挟み込まれることで耐熱容器3と金属製コレクタ7の間を絶縁するとともに、両者の間隔を一定に保持している。また、金属製コレクタ7の上部は先端部端栓8、下部は終端部端栓9が溶接されており、金属製コレクタ7の内部が密封されている。 The metal collector 7 includes the metal emitter 2, the heat-resistant container 3, and the airtight terminal 6 coaxially therein. Among these, insulating materials 10 and 11 are sandwiched between the heat-resistant container 3 and the metal collector 7 to insulate the heat-resistant container 3 and the metal collector 7, and to maintain a constant distance between the two. There is. Further, a tip end plug 8 is welded to the upper part of the metal collector 7, and a terminal end plug 9 is welded to the lower part, so that the inside of the metal collector 7 is sealed.

更に、終端部端栓9には芯線13、金属製シース14、及び芯線13と金属製シース14との間を絶縁する絶縁材15からなる同軸ケーブル30が取り付けてある。また、芯線13は気密端子6の金属端子部4に、金属製シース14は金属製コレクタ7に電気的に接続されており、金属製エミッタ2を芯線13に接続し、金属製コレクタ7を金属製シース14に接続している。 Furthermore, a coaxial cable 30 made of a core wire 13, a metal sheath 14, and an insulating material 15 for insulating between the core wire 13 and the metal sheath 14 is attached to the terminal end plug 9. Further, the core wire 13 is electrically connected to the metal terminal portion 4 of the airtight terminal 6, the metal sheath 14 is electrically connected to the metal collector 7, the metal emitter 2 is connected to the core wire 13, and the metal collector 7 is electrically connected to the metal collector 7. It is connected to a sheath 14 made of aluminum.

金属溜め12は金属製であり、金属製コレクタ7に電気的に導通するように、金属製エミッタ2の鉛直方向下方側に配置・固定されている。金属溜め12の形状は、耐熱容器3の下部及び気密端子6の外側を同軸状に覆うように形成されている。 The metal reservoir 12 is made of metal, and is arranged and fixed below the metal emitter 2 in the vertical direction so as to be electrically connected to the metal collector 7 . The shape of the metal reservoir 12 is formed so as to coaxially cover the lower part of the heat-resistant container 3 and the outside of the airtight terminal 6.

このように構成した自己出力型放射線検出器1の動作を以下に示す。 The operation of the self-output type radiation detector 1 configured in this way will be described below.

図1の自己出力型放射線検出器1が放射線環境下に設置されると、放射線の照射により金属製エミッタ2から電子が放出される。放出された電子のうち一部は再び金属製エミッタ2に吸収されるが、残りの電子は金属製エミッタ2の外部に放出される。 When the self-output type radiation detector 1 of FIG. 1 is installed in a radiation environment, electrons are emitted from the metal emitter 2 by radiation irradiation. Some of the emitted electrons are absorbed by the metal emitter 2 again, but the remaining electrons are emitted to the outside of the metal emitter 2.

電子が放出されると、電荷のバランスをとるために、金属製エミッタ2には放出された電子と同量の電子が同軸ケーブルの芯線13及び気密端子6の金属端子部4を介して流れ込む。 When electrons are emitted, the same amount of electrons as the emitted electrons flow into the metal emitter 2 via the core wire 13 of the coaxial cable and the metal terminal portion 4 of the airtight terminal 6 in order to balance the charges.

ここで、金属製エミッタ2から放出される時間当たりの電子数は、照射する放射線量に概ね比例するため、この流れ込む電流を測定することにより照射された放射線の強度を計測することができる。 Here, since the number of electrons emitted per time from the metal emitter 2 is roughly proportional to the amount of radiation irradiated, the intensity of the irradiated radiation can be measured by measuring this flowing current.

自己出力型放射線検出器1は、高温環境に設置されると金属製エミッタ2が溶融する可能性がある。ただし、溶融した金属製エミッタ2は耐熱容器3で密封されているため、その形状を大きく変えることがなく、放射線により放出される単位当たりの電子数は大きく変化しないため、特段の対処をとる必要はない。 If the self-powering radiation detector 1 is installed in a high-temperature environment, the metal emitter 2 may melt. However, since the molten metal emitter 2 is sealed in a heat-resistant container 3, its shape does not change significantly, and the number of electrons per unit emitted by radiation does not change significantly, so special measures must be taken. There isn't.

次に、このような自己出力型放射線検出器1の内部において、万一、耐熱容器3が高温環境や機械的要因により破損した場合の動作を説明する。 Next, an explanation will be given of the operation in the event that the heat-resistant container 3 is damaged due to a high-temperature environment or mechanical factors inside such a self-output type radiation detector 1.

内部に密封されていた金属製エミッタ2が溶融していた場合に、何かしらの事情により耐熱容器3が破損すると、溶融した金属製エミッタ2が耐熱容器3の外部に漏洩する。 When the metal emitter 2 sealed inside is melted, if the heat-resistant container 3 is damaged for some reason, the molten metal emitter 2 leaks to the outside of the heat-resistant container 3.

しかし、本実施例の自己出力型放射線検出器1では、漏洩した金属製エミッタ2は、金属溜め12と耐熱容器3との隙間に溜まることになる。金属溜め12は金属製コレクタ7と電気的に接続しているため、このとき、金属製エミッタ2と金属製コレクタ7とが電気的に短絡することになる。 However, in the self-output type radiation detector 1 of this embodiment, the leaked metal emitter 2 accumulates in the gap between the metal reservoir 12 and the heat-resistant container 3. Since the metal reservoir 12 is electrically connected to the metal collector 7, at this time, the metal emitter 2 and the metal collector 7 are electrically short-circuited.

すると、放射線の照射によって電子を放出した金属製エミッタ2は、電荷のバランスをとるために同軸ケーブル30の芯線13からではなく、短絡した金属製コレクタ7から電子の供給を受ける。そのため、芯線13には電流が生じなくなり測定される電流がほぼゼロとなることで漏洩が検知される。 Then, the metal emitter 2 that has emitted electrons due to the radiation irradiation receives electrons from the short-circuited metal collector 7 instead of from the core wire 13 of the coaxial cable 30 in order to balance the charges. Therefore, leakage is detected when no current is generated in the core wire 13 and the measured current becomes almost zero.

一方、金属溜め12が無い従来型の耐熱型の自己出力型放射線検出器の場合は、金属製エミッタ2の漏洩が生じると、漏洩量に応じて放射線の測定値が変化するが、この場合は環境の放射線量が変化した場合と判別がつかなくなる可能性がある。 On the other hand, in the case of a conventional heat-resistant self-output radiation detector that does not have a metal reservoir 12, if the metal emitter 2 leaks, the measured radiation value changes depending on the amount of leakage. It may become difficult to distinguish from changes in the radiation dose in the environment.

このように、本実施例では、金属製エミッタ2が一定量漏洩すると金属製コレクタ7と短絡し、放射線の計測値がゼロとなることで環境の放射線量の変化とは区別して漏洩を検知することができる。 In this way, in this embodiment, when the metal emitter 2 leaks a certain amount, it short-circuits with the metal collector 7, and the measured value of radiation becomes zero, so that leakage is detected in a way that distinguishes it from changes in the radiation dose in the environment. be able to.

次いで、本実施例の自己出力型放射線検出器の変形例について図2乃至図5を用いて説明する。図2は乃至図5は自己出力型放射線検出器の変形例の該当を示す図である。 Next, a modification of the self-output type radiation detector of this embodiment will be described using FIGS. 2 to 5. 2 to 5 are diagrams showing modifications of the self-output type radiation detector.

図2に示す耐熱型の自己出力型放射線検出器1Aは、図1の自己出力型放射線検出器1と比べて、絶縁材10Aの形状が異なり、絶縁材10Aが検出器下部の終端部端栓9付近まで延伸している。 The heat-resistant self-output type radiation detector 1A shown in FIG. 2 has a different shape of the insulating material 10A compared to the self-outputting type radiation detector 1 shown in FIG. It extends to around 9.

また、気密端子6の下部に耐熱容器3の位置を固定するための絶縁材スペーサ16を備えている。 Further, an insulating material spacer 16 is provided below the airtight terminal 6 to fix the position of the heat-resistant container 3.

そして、金属溜め12は延伸した絶縁材10及び絶縁材スペーサ16と干渉しないように、終端部端栓9の直上、すなわち耐熱容器3の下方において円盤状の形態で金属製コレクタ7に取り付けられている。 The metal reservoir 12 is attached to the metal collector 7 in the form of a disk just above the terminal end plug 9, that is, below the heat-resistant container 3, so as not to interfere with the stretched insulating material 10 and the insulating material spacer 16. There is.

自己出力型放射線検出器1Aでは、耐熱容器3から金属製エミッタ2が漏洩した場合は、絶縁材10Aと絶縁材スペーサ16の間隙、または絶縁材スペーサ16の内部を通じて金属溜め12Aに蓄積する。これにより、金属製エミッタ2と金属製コレクタ7とが短絡し、金属製エミッタ2の漏洩が検知できる。 In the self-output type radiation detector 1A, when the metal emitter 2 leaks from the heat-resistant container 3, it accumulates in the metal reservoir 12A through the gap between the insulating material 10A and the insulating material spacer 16, or through the inside of the insulating material spacer 16. As a result, the metal emitter 2 and the metal collector 7 are short-circuited, and leakage of the metal emitter 2 can be detected.

図1に示した自己出力型放射線検出器1の構成例では、正常状態で放射線を検知している際に金属溜め12に放射線が照射されると、金属溜め12から電子が放出され、その電子が近接する金属製エミッタ2に吸収されてしまい、放射線によって放出される正味の電子の数が減少し、発生する電流値が減少する虞がある。これは、感度が減少するということであるが、図2の構成によれば、金属溜め12Aが金属製エミッタ2から離れて設置されているため、このような感度の低下が最小限に抑えられ、放射線をより高い精度で計測することができる。 In the configuration example of the self-output type radiation detector 1 shown in FIG. 1, when the metal reservoir 12 is irradiated with radiation during radiation detection in a normal state, electrons are emitted from the metal reservoir 12, and the electrons are emitted from the metal reservoir 12. There is a risk that the electrons will be absorbed by the adjacent metal emitter 2, reducing the net number of electrons emitted by the radiation and reducing the generated current value. This means that the sensitivity decreases, but according to the configuration of FIG. 2, such a decrease in sensitivity can be minimized because the metal reservoir 12A is installed away from the metal emitter 2. , radiation can be measured with higher precision.

図3に示す更に別な耐熱型の自己出力型放射線検出器1Bの構成は、金属製の金属溜め12Bが絶縁材で形成されている絶縁材の絶縁材耐熱容器17の側面全体を覆うように同軸状に形成しており、絶縁材耐熱容器17の周囲に配設されている形になる。金属溜め12Bの端部は金属製コレクタ7の電気的に接続されている。 The configuration of yet another heat-resistant self-output radiation detector 1B shown in FIG. It is formed coaxially and arranged around the insulating material heat-resistant container 17. The end of the metal reservoir 12B is electrically connected to the metal collector 7.

絶縁材耐熱容器17は金属溜め12Bと接触しても金属製コレクタ7と電気的に短絡しないため、金属製エミッタ2は正常状態では電気的に短絡しない。 Since the insulating material heat-resistant container 17 does not electrically short-circuit with the metal collector 7 even if it comes into contact with the metal reservoir 12B, the metal emitter 2 does not electrically short-circuit in a normal state.

図3の構成によると、耐熱容器3のどの部分で金属製エミッタ2の漏洩が発生した場合でも、少量で金属溜め12Bに接触して金属製コレクタ7と短絡する。従って、図1の構成と比べて、より少ない漏洩を検知することが可能となる。 According to the configuration of FIG. 3, even if the metal emitter 2 leaks from any part of the heat-resistant container 3, a small amount of leakage will contact the metal reservoir 12B and cause a short circuit with the metal collector 7. Therefore, compared to the configuration of FIG. 1, it is possible to detect less leakage.

図4に示す更に別な耐熱型の自己出力型放射線検出器1Cの構成は、金属製コレクタ7は、絶縁材で形成されている絶縁材耐熱容器17との間に隙間を設けて取り囲むように配置されている。金属溜め12Cは、絶縁材耐熱容器17の一端を構成する気密端子6の直下に、円盤状に形成して金属製コレクタ7に取り付けてある。 The structure of yet another heat-resistant self-output radiation detector 1C shown in FIG. It is located. The metal reservoir 12C is formed into a disk shape and attached to the metal collector 7 directly below the airtight terminal 6 constituting one end of the insulating heat-resistant container 17.

金属製エミッタ2が絶縁材耐熱容器17の側面または上部から漏洩した場合には、近接する金属製コレクタ7と直接接触することにより金属製エミッタ2と金属製コレクタ7が電気的に短絡して漏洩が検知できる。また、気密端子6の下部から漏洩した場合は、金属溜め12Cを介して金属製エミッタ2と金属製コレクタ7とが短絡して漏洩が検知できる。 If the metal emitter 2 leaks from the side or top of the insulating heat-resistant container 17, the metal emitter 2 and the metal collector 7 will electrically short-circuit and leak due to direct contact with the adjacent metal collector 7. can be detected. Further, if leakage occurs from the lower part of the airtight terminal 6, the metal emitter 2 and the metal collector 7 are short-circuited via the metal reservoir 12C, and the leakage can be detected.

図4の構成によると、絶縁材耐熱容器17と金属製コレクタ7の間に、金属溜め12C及び絶縁材10が不要となるため、漏洩検知の機能を実現しつつ、検出器の外径を細くすることが可能となる。従って、より狭隘な場所での放射線測定における測定の高信頼化が図れる。 According to the configuration of FIG. 4, the metal reservoir 12C and the insulating material 10 are not required between the insulating material heat-resistant container 17 and the metal collector 7, so the outer diameter of the detector can be reduced while realizing the leakage detection function. It becomes possible to do so. Therefore, it is possible to improve the reliability of radiation measurement in a more confined space.

図5に示す更に別な耐熱型の自己出力型放射線検出器1Dの構成は、図4に示した自己出力型放射線検出器1Cの構成において、円盤状に形成した金属溜め12に代えて、絶縁材スペーサ16とその上部表面に取り付けた金属メッシュ製の金属溜め18を用いたものである。 The structure of yet another heat-resistant self-output radiation detector 1D shown in FIG. 5 is that in the structure of the self-output radiation detector 1C shown in FIG. This uses a material spacer 16 and a metal reservoir 18 made of metal mesh attached to its upper surface.

図2の構成例で述べたように、金属製エミッタ2の近傍に放射線の照射により電子を放出する金属が存在すると、放出された電子を金属製エミッタ2が吸収することにより、計測される電流値が減少し、放射線測定の感度が低下する。 As described in the configuration example of FIG. 2, if there is a metal that emits electrons when irradiated with radiation in the vicinity of the metal emitter 2, the metal emitter 2 absorbs the emitted electrons, resulting in a measured current. The value decreases and the sensitivity of radiation measurements decreases.

図5の構成では、金属溜め18は、金属板に代えて金属メッシュを用いていることで、漏洩した金属製エミッタ2の検知性能を保ちながら、金属溜め18から放出される電子を低減し、放射線測定の感度を低下させないことが可能となる。 In the configuration of FIG. 5, the metal reservoir 18 uses a metal mesh instead of a metal plate, thereby reducing electrons emitted from the metal reservoir 18 while maintaining the detection performance of the leaked metal emitter 2. It becomes possible not to reduce the sensitivity of radiation measurement.

次に、本実施例の効果について説明する。 Next, the effects of this embodiment will be explained.

上述した本発明の実施例1の自己出力型放射線検出器1,1A,1B,1C,1Dは、放射線の照射により電子を放出する金属製の金属製エミッタ2と、金属製エミッタ2を密封する耐熱容器3、絶縁材耐熱容器17と、金属製エミッタ2および耐熱容器3、絶縁材耐熱容器17を内部に包含する金属製の金属製コレクタ7と、金属製エミッタ2を芯線13に接続し、金属製コレクタ7を金属製シース14に接続する同軸ケーブル30と、金属製コレクタ7と電気的に導通された金属溜め12,12A,12B,12C,18と、を備える。 The self-output radiation detectors 1, 1A, 1B, 1C, and 1D according to the first embodiment of the present invention described above include a metal emitter 2 that emits electrons when irradiated with radiation, and a metal emitter 2 that is sealed. A heat-resistant container 3, an insulating material heat-resistant container 17, a metal collector 7 that includes the metal emitter 2, the heat-resistant container 3, and the insulating material heat-resistant container 17 inside, and the metal emitter 2 are connected to the core wire 13, It includes a coaxial cable 30 that connects the metal collector 7 to the metal sheath 14, and metal reservoirs 12, 12A, 12B, 12C, and 18 that are electrically connected to the metal collector 7.

これによって、検出器を大きくすることなく、また、検知用信号線を追加することなく、高温環境や機械的要因による耐熱容器の破損を遠隔位置から検知できすることができる。すなわち、高温かつ狭隘な場所での放射線を計測する際に、金属製エミッタ2の漏洩による計測不良を直接検知することができ、本来の計測値変化と故障との判別が可能となる。従って、耐熱容器3、絶縁材耐熱容器17から漏洩した金属製エミッタ2が更に金属製コレクタ7から漏洩し、検出器外に異物となって拡散する前にその可能性を検知することができる。 As a result, damage to the heat-resistant container caused by a high-temperature environment or mechanical factors can be detected from a remote location without increasing the size of the detector or adding a detection signal line. That is, when measuring radiation in a high-temperature, narrow place, it is possible to directly detect a measurement failure due to leakage of the metal emitter 2, and it is possible to distinguish between an original change in measured value and a failure. Therefore, the possibility that the metal emitter 2 leaking from the heat-resistant container 3 and the insulating heat-resistant container 17 further leaks from the metal collector 7 and diffuses as foreign matter outside the detector can be detected.

<実施例2>
本発明の実施例2の放射線検出システムについて図6を用いて説明する。図6は本発明の実施例2の検出システムの構成図である。
<Example 2>
A radiation detection system according to a second embodiment of the present invention will be described using FIG. 6. FIG. 6 is a configuration diagram of a detection system according to a second embodiment of the present invention.

図6に示す放射線検出システム40は、図1に示した自己出力型放射線検出器1を用い、その芯線13及び金属製シース14をスイッチ19に接続している。スイッチ19には、微小直流電流の測定用の測定器であるピコアンメータ20、および自己出力型放射線検出器1内の短絡を検出するための抵抗計21が接続されるとともに、制御装置22が取り付けられている。 A radiation detection system 40 shown in FIG. 6 uses the self-output radiation detector 1 shown in FIG. 1, and connects its core wire 13 and metal sheath 14 to a switch 19. The switch 19 is connected to a picoammeter 20 which is a measuring device for measuring minute direct current, and a resistance meter 21 for detecting a short circuit in the self-output radiation detector 1, and a control device 22 is attached. It is being

放射線検出システム40では、放射線測定時には、制御装置22からの制御信号に基づきスイッチ19を切り替えることにより、芯線13及び金属製シース14をピコアンメータ20に接続して放射線に応じた電流値を計測することで放射線を測定する。 In the radiation detection system 40, when measuring radiation, the core wire 13 and the metal sheath 14 are connected to the picoammeter 20 by switching the switch 19 based on the control signal from the control device 22 to measure the current value according to the radiation. This is how radiation is measured.

また、放射線測定値がゼロに近い値が観測された場合は、制御装置22からの制御信号でスイッチ19により芯線13及び金属製シース14を抵抗計21に接続する、すなわち抵抗計21と自己出力型放射線検出器1とを接続する。 In addition, when a radiation measurement value close to zero is observed, a control signal from the control device 22 connects the core wire 13 and the metal sheath 14 to the resistance meter 21 using the switch 19, that is, the resistance meter 21 and the self-output type radiation detector 1.

これにより、抵抗計21の抵抗値を確認することにより、自己出力型放射線検出器1の金属製エミッタ2と金属製コレクタ7の間が短絡しているか確認することができる。従って、環境の放射線が実際にゼロに近い値となっているのか、あるいは金属製エミッタ2と金属製コレクタ7の間が短絡してゼロに近い放射線測定値になっているのかが判別可能である。 Thereby, by checking the resistance value of the resistance meter 21, it is possible to check whether there is a short circuit between the metal emitter 2 and the metal collector 7 of the self-output type radiation detector 1. Therefore, it is possible to determine whether the radiation in the environment actually has a value close to zero, or whether the radiation measurement value is close to zero due to a short circuit between the metal emitter 2 and the metal collector 7. .

あるいは、環境の放射線量がゼロに近いところで測定をする場合は、一定時間間隔で制御装置22によりスイッチ19を抵抗計21側に切換えて、定期的に検出システムの正常状態を確認する構成としても良い。これにより、常に検出システムが正常であり、かつ、放射線量がゼロに近いことが確認できる。 Alternatively, when measuring in an area where the radiation dose in the environment is close to zero, the control device 22 may be used to switch the switch 19 to the resistance meter 21 side at regular intervals to periodically check the normal state of the detection system. good. This makes it possible to confirm that the detection system is always normal and that the radiation dose is close to zero.

なお、図6では、図1に示した自己出力型放射線検出器1を用いる場合について説明しているが、本実施例2で用いる自己出力型放射線検出器は図1に示した自己出力型放射線検出器1に限られず、図2乃至図5で示した自己出力型放射線検出器1A,1B,1C,1Dのいずれかを用いることができる。 Although FIG. 6 describes the case where the self-output type radiation detector 1 shown in FIG. 1 is used, the self-output type radiation detector used in the second embodiment is the self-output type radiation detector shown in FIG. The detector 1 is not limited to the detector 1, and any one of the self-output radiation detectors 1A, 1B, 1C, and 1D shown in FIGS. 2 to 5 can be used.

本発明の実施例2の放射線検出システム40は、前述した実施例1の自己出力型放射線検出器1,1A,1B,1C,1Dを備えているため、ほぼ同様な効果が得られる。 Since the radiation detection system 40 according to the second embodiment of the present invention includes the self-output type radiation detectors 1, 1A, 1B, 1C, and 1D according to the first embodiment described above, substantially the same effects can be obtained.

<実施例3>
本発明の実施例3の放射線検出システムについて図7および図8を用いて説明する。図7は本発明の実施例3の検出システムの構成図、図8は正常な検出器に対してTDR測定を実施した時の反射係数ρと、検出器内で短絡した時の反射係数ρの典型的な例を示した図である。
<Example 3>
A radiation detection system according to a third embodiment of the present invention will be described using FIGS. 7 and 8. Figure 7 is a configuration diagram of the detection system according to the third embodiment of the present invention, and Figure 8 shows the reflection coefficient ρ when TDR measurement is performed on a normal detector and the reflection coefficient ρ when there is a short circuit in the detector. FIG. 3 is a diagram showing a typical example.

図7に示す放射線検出システム40Aは、図1に示した自己出力型放射線検出器1を用い、その芯線13及び金属製シース14をスイッチ19に接続している。スイッチ19には、微小直流電流の測定用の測定器であるピコアンメータ20、および自己出力型放射線検出器1内の短絡を検出するためのTDR(time domain reflectometry:時間領域反射率測定法)測定器23が接続されるとともに、制御装置22が取り付けられている。 A radiation detection system 40A shown in FIG. 7 uses the self-output type radiation detector 1 shown in FIG. 1, and its core wire 13 and metal sheath 14 are connected to a switch 19. The switch 19 includes a picoammeter 20, which is a measuring device for measuring minute direct current, and a TDR (time domain reflectometry) measurement device for detecting short circuits in the self-output radiation detector 1. A controller 23 is connected thereto, and a control device 22 is also attached.

実施例2と同様に、放射線検出システム40Aでは、放射線測定時には制御装置22からの制御信号に基づきスイッチ19を切り替えることにより、芯線13及び金属製シース14はピコアンメータ20に接続して放射線に応じた電流値を計測することで放射線を測定する。 Similarly to the second embodiment, in the radiation detection system 40A, the core wire 13 and the metal sheath 14 are connected to the picoammeter 20 by switching the switch 19 based on the control signal from the control device 22 when measuring radiation. Radiation is measured by measuring the current value.

また、放射線測定値がゼロに近い値が観測された場合は、制御装置22からの制御信号でスイッチ19を切り替えて、芯線13及び金属製シース14をTDR測定器23に接続する。TDR測定器23では、抵抗計21での抵抗値測定に代えてTDR測定で得られる反射係数に基づき金属製エミッタ2と金属製コレクタ7が検出器内部で短絡していることを確認する。 Further, when a radiation measurement value close to zero is observed, the switch 19 is switched by a control signal from the control device 22 to connect the core wire 13 and the metal sheath 14 to the TDR measuring device 23. The TDR measuring device 23 confirms that the metal emitter 2 and the metal collector 7 are short-circuited inside the detector based on the reflection coefficient obtained by TDR measurement instead of the resistance value measurement with the resistance meter 21.

以下では、図8を用いてTDR測定により検出器内部で短絡が発生していることの検知方法を説明する。TDR測定器23は、計測時にステップ電圧を自己出力型放射線検出器1に向かって入射する。ステップ電圧は、スイッチ19を経由して同軸ケーブル30内を伝搬していく。 Below, a method for detecting that a short circuit has occurred inside the detector by TDR measurement will be explained using FIG. 8. The TDR measuring device 23 injects a step voltage toward the self-output type radiation detector 1 during measurement. The step voltage propagates within the coaxial cable 30 via the switch 19.

ここで、同軸ケーブル30の各位置での特性インピーダンスをZ、同軸ケーブル入口での特性インピーダンスをZとすると、各位置からは入射したステップ電圧に反射係数ρを乗じ反射電圧が返ってくる。反射係数ρは次のような式(1)で定義される。 Here, if the characteristic impedance at each position of the coaxial cable 30 is Z L and the characteristic impedance at the entrance of the coaxial cable is Z 0 , the reflected voltage is returned from each position by multiplying the incident step voltage by the reflection coefficient ρ. . The reflection coefficient ρ is defined by the following equation (1).

Figure 2023133004000002
Figure 2023133004000002

すなわち、以下の式(2)のように表せる。 That is, it can be expressed as the following equation (2).

Figure 2023133004000003
Figure 2023133004000003

各位置の反射係数ρは、TDR測定器23の内部で、ステップ電圧を入射した後の経過時間と同軸ケーブル30を伝搬する電圧の速度と光速との比である速度係数及び各時刻の電圧を計測することで評価される。上述の式(1)をみると分かるようにZとZとが等しい位置では反射係数ρが0となる。 The reflection coefficient ρ at each position is calculated by calculating the elapsed time after inputting the step voltage, the speed coefficient which is the ratio of the speed of the voltage propagating through the coaxial cable 30 to the speed of light, and the voltage at each time inside the TDR measuring device 23. It is evaluated by measuring it. As can be seen from the above equation (1), the reflection coefficient ρ becomes 0 at the position where Z L and Z 0 are equal.

図8は、速度係数を0.6とし、正常な検出器に対してTDR測定を実施した時の反射係数ρと検出器内で金属製エミッタ2と金属製コレクタ7が短絡した時の反射係数ρの典型的な例を示したものである。 Figure 8 shows the reflection coefficient ρ when performing TDR measurement on a normal detector with a velocity coefficient of 0.6, and the reflection coefficient when the metal emitter 2 and metal collector 7 are short-circuited in the detector. This shows a typical example of ρ.

自己出力型放射線検出器1が短絡していない正常状態では、金属製エミッタ2と金属製コレクタ7が近接しているが、完全に絶縁した状態である。このとき、TDR測定ではTDR測定器23の位置で特性インピーダンスZが無限大となるため、反射係数が1に漸近していく。 In a normal state where the self-output type radiation detector 1 is not short-circuited, the metal emitter 2 and the metal collector 7 are close to each other, but are completely insulated. At this time, in the TDR measurement, the characteristic impedance ZL becomes infinite at the position of the TDR measuring device 23, so the reflection coefficient asymptotically approaches 1.

一方、自己出力型放射線検出器1の内部で短絡しているときは、特性インピーダンスZが0となるため反射係数は-1に漸近する。この反射係数の変化が自己出力型放射線検出器1の内部で発生していれば、自己出力型放射線検出器1の内部で短絡が発生していることを検知できる。 On the other hand, when there is a short circuit inside the self-output type radiation detector 1, the characteristic impedance Z L becomes 0, so the reflection coefficient asymptotically approaches -1. If this change in reflection coefficient occurs inside the self-output type radiation detector 1, it can be detected that a short circuit has occurred inside the self-output type radiation detector 1.

仮に、実施例2の放射線検出システム40の構成を用いた場合は、例えばケーブル中間点で発生した芯線13と金属製シース14との短絡と、自己出力型放射線検出器1の内部で発生した短絡と、を区別することができない。 If the configuration of the radiation detection system 40 of Embodiment 2 is used, for example, a short circuit between the core wire 13 and the metal sheath 14 that occurs at the midpoint of the cable, and a short circuit that occurs inside the self-output type radiation detector 1. and cannot be distinguished.

しかし、TDR測定器23を用いた本実施例の放射線検出システム40Aの構成を用いれば、ケーブル中間点で発生した短絡と検出器内で発生した短絡を区別して検知することができ、検出器内部で発生したエミッタ漏洩により、金属製エミッタ2と金属製コレクタ7が短絡していることを高い信頼性で検知することが可能となる。 However, if the configuration of the radiation detection system 40A of this embodiment using the TDR measuring device 23 is used, it is possible to distinguish between a short circuit that occurs at the midpoint of the cable and a short circuit that occurs within the detector, and detect the short circuit that occurs inside the detector. Due to the emitter leakage that occurs, it becomes possible to detect with high reliability that the metal emitter 2 and the metal collector 7 are short-circuited.

なお、図7でも、図1に示した自己出力型放射線検出器1を用いる場合について説明しているが、本実施例3で用いる自己出力型放射線検出器は図1に示した自己出力型放射線検出器1に限られず、図2乃至図5で示した自己出力型放射線検出器1A,1B,1C,1Dのいずれかを用いることができる。 Although FIG. 7 also explains the case where the self-output type radiation detector 1 shown in FIG. 1 is used, the self-output type radiation detector used in the third embodiment is the self-output type radiation detector shown in FIG. The detector 1 is not limited to the detector 1, and any one of the self-output radiation detectors 1A, 1B, 1C, and 1D shown in FIGS. 2 to 5 can be used.

本発明の実施例3の放射線検出システム40Aにおいても、前述した実施例2の放射線検出システム40とほぼ同様な効果が得られる。 The radiation detection system 40A of the third embodiment of the present invention also provides substantially the same effects as the radiation detection system 40 of the second embodiment described above.

また、短絡検出器は、TDR測定器23であることにより、自己出力型放射線検出器1の内部での短絡か異なる箇所での短絡化が特定でき、対処がより容易になる。 Further, since the short circuit detector is the TDR measuring device 23, it is possible to identify a short circuit within the self-output type radiation detector 1 or a short circuit at a different location, making it easier to deal with the problem.

<実施例4>
本発明の実施例4の原子炉出力監視装置について図9を用いて説明する。図9は本発明の実施例4の原子炉出力監視装置の構成図である。
<Example 4>
A nuclear reactor power monitoring device according to a fourth embodiment of the present invention will be explained using FIG. 9. FIG. 9 is a configuration diagram of a nuclear reactor power monitoring device according to a fourth embodiment of the present invention.

図9の原子炉出力監視装置は、実施例3で説明した放射線検出システム40Aと、炉内計装菅102の内部に設置された核分裂電離箱104a,104b,104c,104dと、核分裂電離箱104a,104b,104c,104dに接続された中性子束モニタ106と、放射線検出システム40A内の自己出力型放射線検出器1に接続されており、炉出力を監視する出力監視装置107と、を備えている。 The reactor power monitoring device in FIG. 9 includes the radiation detection system 40A described in Embodiment 3, fission ionization chambers 104a, 104b, 104c, and 104d installed inside the in-reactor instrumentation tube 102, and the fission ionization chamber 104a. , 104b, 104c, and 104d, and an output monitoring device 107 that is connected to the self-output radiation detector 1 in the radiation detection system 40A and monitors the reactor output. .

なお、実施例3で説明した放射線検出システム40Aではなく、実施例2で説明した放射線検出システム40を用いてもよい。 Note that the radiation detection system 40 described in the second embodiment may be used instead of the radiation detection system 40A described in the third embodiment.

図1の自己出力型放射線検出器1を原子炉の圧力容器101の内部に設置した炉内計装菅102の内部に高さを変えて4個(それぞれ、鉛直方向下方から自己出力型放射線検出器1a、自己出力型放射線検出器1b、自己出力型放射線検出器1c、自己出力型放射線検出器1d)設置している。 Four self-output radiation detectors 1 shown in FIG. A self-output radiation detector 1a, a self-output radiation detector 1b, a self-output radiation detector 1c, and a self-output radiation detector 1d) are installed.

なお、用いる自己出力型放射線検出器1a,1b,1c,1dは、図1に示したものと想定しているが、図1乃至図5のいずれかの自己出力型放射線検出器1,1A,1B,1C,1Dのうちいずれか一つ以上を適宜組み合わせて使用可能である。 It is assumed that the self-output type radiation detectors 1a, 1b, 1c, and 1d to be used are those shown in FIG. 1, but any of the self-output type radiation detectors 1, 1A, Any one or more of 1B, 1C, and 1D can be used in combination as appropriate.

炉内計装菅102の下部は、水封部103により炉内の冷却水110が流出しない構造になっている。炉内計装菅102内の各々の検出器は同軸ケーブル30により制御装置22を備えたスイッチ19を介してピコアンメータ20及びTDR測定器23に接続されている。 The lower part of the in-core instrumentation tube 102 has a structure in which a water seal part 103 prevents the cooling water 110 in the reactor from flowing out. Each detector in the in-core instrumentation tube 102 is connected to a picoammeter 20 and a TDR measuring device 23 via a switch 19 equipped with a control device 22 by a coaxial cable 30.

炉内計装菅102には、それぞれ自己出力型放射線検出器1a,1b,1c,1dと同じ鉛直方向の高さ位置に核分裂電離箱104a,104b,104c,104dを設置し、これらは信号ケーブル105により中性子束モニタ106に接続されている。 In the in-core instrumentation tube 102, fission ionization chambers 104a, 104b, 104c, and 104d are installed at the same vertical height positions as the self-output radiation detectors 1a, 1b, 1c, and 1d, and these are connected to signal cables. 105, it is connected to a neutron flux monitor 106.

また、中性子束モニタ106、ピコアンメータ20、制御装置22及びTDR測定器23には、出力監視装置107が接続されている。 Further, an output monitoring device 107 is connected to the neutron flux monitor 106, the picoammeter 20, the control device 22, and the TDR measuring device 23.

出力監視装置107は、中性子束モニタ106に接続されることで炉出力を監視するとともに、ピコアンメータ20の測定値に基づいて中性子検出器104の感度を算出する。 The output monitoring device 107 monitors the reactor output by being connected to the neutron flux monitor 106 and calculates the sensitivity of the neutron detector 104 based on the measured value of the picoammeter 20.

次にこのように構成された原子炉出力監視装置の動作を説明する。本実施例の原子炉出力監視装置では、炉内の中性子束が炉内計装菅102内に設置された核分裂電離箱104a,104b,104c,104dで電流を生じ、この電流が信号ケーブル105を経由して中性子束モニタ106で計測される。中性子束モニタ106は、検出器毎に設定された定数を計測した電流値に乗じて中性子束値に換算し、中性子束値を出力監視装置107に送出する。 Next, the operation of the reactor power monitoring device configured as described above will be explained. In the reactor power monitoring device of this embodiment, the neutron flux in the reactor generates current in the fission ionization chambers 104a, 104b, 104c, and 104d installed in the in-reactor instrumentation tube 102, and this current flows through the signal cable 105. The neutron flux is measured by the neutron flux monitor 106 via the neutron flux monitor 106. The neutron flux monitor 106 multiplies the measured current value by a constant set for each detector to convert it into a neutron flux value, and sends the neutron flux value to the output monitoring device 107.

出力監視装置107は、入力された中性子束値に基づき炉出力を評価し、この炉出力に基づいて燃料の健全性を確認するとともに、事故時等の異常な炉出力の変化に対してスクラム等の作動に使用する信号を生成する。 The output monitoring device 107 evaluates the reactor output based on the input neutron flux value, confirms the health of the fuel based on this reactor output, and also performs scram etc. in response to abnormal changes in the reactor output at the time of an accident. Generates signals used to operate.

平行して、自己出力型放射線検出器1a,1b,1c,1dにより炉内の放射線に応じた電流が同軸ケーブル30を介してピコアンメータ20に流れて電流値が測定される。ピコアンメータ20では測定した電流値に検出器毎に設定した感度を乗じて放射線の強度に換算し、放射線強度を出力監視装置107に送出する。 In parallel, a current corresponding to the radiation in the furnace flows through the coaxial cable 30 to the picoammeter 20 by the self-output radiation detectors 1a, 1b, 1c, and 1d, and the current value is measured. The picoammeter 20 multiplies the measured current value by the sensitivity set for each detector, converts it into radiation intensity, and sends the radiation intensity to the output monitoring device 107.

放射線の強度を受信した出力監視装置107は、中性子束モニタ106から送出された中性子束値とピコアンメータ20から送出された放射線強度とを比較し、中性子束値の照射による感度劣化量を算出して中性子束モニタ106に内蔵された検出器毎の定数を更新する。これにより、照射によって常時連続的に劣化する感度を補正し、核分裂電離箱104a,104b,104c,104dの電流値に従って常に正しい中性子束値を得ることができる。 The output monitoring device 107 that has received the radiation intensity compares the neutron flux value sent out from the neutron flux monitor 106 and the radiation intensity sent out from the picoammeter 20, and calculates the amount of sensitivity deterioration due to irradiation of the neutron flux value. The constant for each detector built into the neutron flux monitor 106 is updated. Thereby, it is possible to correct the sensitivity which constantly deteriorates due to irradiation, and to always obtain a correct neutron flux value according to the current values of the fission ionization chambers 104a, 104b, 104c, and 104d.

また、出力監視装置107はスイッチ19に接続された制御装置22に対して定期的にTDR測定器23側に切り替える指令を出力する。同時に、TDR測定器23に測定指令を送出し、図7及び図8に示した動作により炉内計装菅102内に設置された自己出力型放射線検出器1a,1b,1c,1dの正常状態を確認する。そして、万一、検出器内で短絡が確認された場合は、当該検出器からの放射線強度と中性子束モニタ106からの中性子束値との比較を中断するとともに、当該検出器の金属製エミッタ2が漏洩していることを表示する。 Further, the output monitoring device 107 periodically outputs a command to switch to the TDR measuring device 23 side to the control device 22 connected to the switch 19. At the same time, a measurement command is sent to the TDR measuring device 23, and the self-power radiation detectors 1a, 1b, 1c, and 1d installed in the in-core instrumentation tube 102 are in a normal state by the operations shown in FIGS. 7 and 8. Check. If a short circuit is confirmed within the detector, the comparison between the radiation intensity from the detector and the neutron flux value from the neutron flux monitor 106 is interrupted, and the metal emitter 2 of the detector is is leaked.

このような動作により、本実施例に示した原子炉出力監視装置は、金属製エミッタ2が漏洩したときには、その測定値を用いずに原子炉出力を監視でき、監視の信頼性を向上することができる。 With such an operation, the reactor power monitoring device shown in this embodiment can monitor the reactor power without using the measured value when the metal emitter 2 leaks, improving the reliability of monitoring. I can do it.

<その他>
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
<Others>
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. The above-mentioned embodiments have been described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not necessarily limited to having all the configurations described.

また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。 Further, it is also possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Furthermore, it is also possible to add, delete, or replace some of the configurations of each embodiment with other configurations.

1,1A,1B,1C,1D,1a,1b,1c,1d…自己出力型放射線検出器
2…金属製エミッタ
3…耐熱容器
4…金属端子部
6…気密端子
7…金属製コレクタ
8…先端部端栓
9…終端部端栓
10,10A…絶縁材
11…絶縁材
12,12A,12B,12C,18…金属溜め
13…芯線(正極)
14…金属製シース(負極)
15…絶縁材
16…絶縁材スペーサ
17…絶縁材耐熱容器
19…スイッチ
20…ピコアンメータ
21…抵抗計
22…制御装置
23…TDR測定器
30…同軸ケーブル(信号ケーブル)
40,40A…放射線検出システム
101…圧力容器
102…炉内計装菅
103…水封部
104a,104b,104c,104d…核分裂電離箱(中性子検出器)
105…信号ケーブル
106…中性子束モニタ
107…出力監視装置
110…冷却水
1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1a, 1b, 1c, 1d...Self-output radiation detector 2...Metal emitter 3...Heat-resistant container 4...Metal terminal portion 6...Airtight terminal 7...Metal collector 8...Tip End plug 9...Terminal end plug 10, 10A...Insulating material 11...Insulating material 12, 12A, 12B, 12C, 18...Metal reservoir 13...Core wire (positive electrode)
14...Metal sheath (negative electrode)
15...Insulating material 16...Insulating material spacer 17...Insulating material heat-resistant container 19...Switch 20...Picoammeter 21...Resistance meter 22...Control device 23...TDR measuring device 30...Coaxial cable (signal cable)
40, 40A... Radiation detection system 101... Pressure vessel 102... In-core instrumentation tube 103... Water seal section 104a, 104b, 104c, 104d... Nuclear fission ionization chamber (neutron detector)
105...Signal cable 106...Neutron flux monitor 107...Output monitoring device 110...Cooling water

Claims (11)

放射線の照射により電子を放出する金属製のエミッタと、
前記エミッタを密封する耐熱容器と、
前記エミッタおよび前記耐熱容器を内部に包含する金属製のコレクタと、
前記エミッタを正極に接続し、前記コレクタを負極に接続する信号ケーブルと、
前記コレクタと電気的に導通された金属溜めと、を備える
ことを特徴とする自己出力型放射線検出器。
A metal emitter that emits electrons when irradiated with radiation,
a heat-resistant container that seals the emitter;
a metal collector containing the emitter and the heat-resistant container therein;
a signal cable connecting the emitter to a positive pole and connecting the collector to a negative pole;
A self-output type radiation detector comprising: a metal reservoir electrically connected to the collector.
請求項1に記載の自己出力型放射線検出器において、
前記金属溜めは、前記耐熱容器の下方において円盤状に形成されている
ことを特徴とする自己出力型放射線検出器。
The self-powering radiation detector according to claim 1,
The self-output type radiation detector, wherein the metal reservoir is formed in a disc shape below the heat-resistant container.
請求項1に記載の自己出力型放射線検出器において、
前記金属溜めは、前記耐熱容器の周囲に配設される
ことを特徴とする自己出力型放射線検出器。
The self-powering radiation detector according to claim 1,
The self-output type radiation detector, wherein the metal reservoir is arranged around the heat-resistant container.
請求項2に記載の自己出力型放射線検出器において、
前記耐熱容器が絶縁材で形成されており、
前記金属溜めは、前記耐熱容器の側面を覆うように同軸状に形成されている
ことを特徴とする自己出力型放射線検出器。
The self-powering radiation detector according to claim 2,
The heat-resistant container is made of an insulating material,
The self-output type radiation detector, wherein the metal reservoir is coaxially formed so as to cover a side surface of the heat-resistant container.
請求項1に記載の自己出力型放射線検出器において、
前記耐熱容器が絶縁材で形成されており、
前記コレクタは、前記耐熱容器との間に隙間を設けて取り囲むように配置され、
前記金属溜めは、前記耐熱容器の下方において円盤状に形成されている
ことを特徴とする自己出力型放射線検出器。
The self-powering radiation detector according to claim 1,
The heat-resistant container is made of an insulating material,
The collector is arranged to surround the heat-resistant container with a gap between the collector and the heat-resistant container,
The self-output type radiation detector, wherein the metal reservoir is formed in a disc shape below the heat-resistant container.
請求項1に記載の自己出力型放射線検出器において、
前記金属溜めは、前記耐熱容器の下方において円盤状に形成された金属メッシュにて構成される
ことを特徴とする自己出力型放射線検出器。
The self-powering radiation detector according to claim 1,
The self-output radiation detector is characterized in that the metal reservoir is formed of a metal mesh formed in a disk shape below the heat-resistant container.
請求項1に記載の自己出力型放射線検出器において、
前記金属溜めは、前記エミッタの鉛直方向下方側に配置される
ことを特徴とする自己出力型放射線検出器。
The self-powering radiation detector according to claim 1,
The self-output type radiation detector, wherein the metal reservoir is arranged below the emitter in the vertical direction.
請求項1乃至7のいずれか1項に記載の自己出力型放射線検出器と、
制御装置と、
スイッチと、
ピコアンメータと、
前記自己出力型放射線検出器内の短絡検出器と、を備え、
前記制御装置により前記スイッチを切り替えることにより、前記ピコアンメータと前記短絡検出器とのいずれか一方が前記自己出力型放射線検出器と接続するように切り替えられる
ことを特徴とする放射線検出システム。
A self-output radiation detector according to any one of claims 1 to 7,
a control device;
switch and
Picoammeter and
A short circuit detector in the self-output radiation detector,
A radiation detection system characterized in that, by switching the switch by the control device, either the picoammeter or the short-circuit detector is switched to be connected to the self-output type radiation detector.
請求項8に記載の放射線検出システムにおいて、
前記短絡検出器は、抵抗計またはTDR測定器である
ことを特徴とする放射線検出システム。
The radiation detection system according to claim 8,
A radiation detection system characterized in that the short circuit detector is a resistance meter or a TDR measuring device.
請求項8に記載の放射線検出システムと、
前記放射線検出システム内の前記自己出力型放射線検出器に接続されており、炉出力を監視する出力監視装置と、を備え、
前記自己出力型放射線検出器は、原子炉の圧力容器内の炉内計装菅の内部に設置されている
ことを特徴とする原子炉出力監視装置。
The radiation detection system according to claim 8,
an output monitoring device that is connected to the self-output radiation detector in the radiation detection system and monitors the reactor output;
A nuclear reactor output monitoring device, wherein the self-power radiation detector is installed inside an in-core instrumentation tube in a pressure vessel of a nuclear reactor.
請求項10に記載の原子炉出力監視装置において、
前記炉内計装菅の内部に設置された中性子検出器と、
前記中性子検出器に接続された中性子束モニタと、を更に備え、
前記出力監視装置は、前記中性子束モニタに接続されることで炉出力を監視するとともに、前記ピコアンメータの測定値に基づいて前記中性子検出器の感度を算出する
ことを特徴とする原子炉出力監視装置。
The reactor power monitoring device according to claim 10,
a neutron detector installed inside the in-core instrumentation tube;
further comprising a neutron flux monitor connected to the neutron detector,
The power monitoring device monitors the reactor power by being connected to the neutron flux monitor, and calculates the sensitivity of the neutron detector based on the measured value of the picoammeter. Device.
JP2022038647A 2022-03-11 2022-03-11 Self output type radiation detector, radiation detection system, and atomic reactor output monitoring device Pending JP2023133004A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022038647A JP2023133004A (en) 2022-03-11 2022-03-11 Self output type radiation detector, radiation detection system, and atomic reactor output monitoring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022038647A JP2023133004A (en) 2022-03-11 2022-03-11 Self output type radiation detector, radiation detection system, and atomic reactor output monitoring device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023133004A true JP2023133004A (en) 2023-09-22

Family

ID=88064860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022038647A Pending JP2023133004A (en) 2022-03-11 2022-03-11 Self output type radiation detector, radiation detection system, and atomic reactor output monitoring device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2023133004A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5980500B2 (en) Reactor water level gauge
US20160055926A1 (en) Multi-thermocouple in-core instrument assembly and system and method for monitoring internal state of nuclear reactor after severe accident using the same
US4623508A (en) Wide range flux monitor assembly
JP2010107498A (en) Optical gamma thermometer
US5015434A (en) Fixed in-core calibration devices for BWR flux monitors
KR101085312B1 (en) Dose detector and dosimeter
CN207503654U (en) Nuclear reactor neutron and temperature detection device
SE457834B (en) BREDOMRAADESNEUTRONDETEKTOR
JPS6161360B2 (en)
JP2023133004A (en) Self output type radiation detector, radiation detection system, and atomic reactor output monitoring device
JP6041484B2 (en) Neutron detector
JP5038158B2 (en) Neutron flux measurement system and method
JP3462885B2 (en) Reactor power measurement apparatus and method of manufacturing the same
JP4625557B2 (en) Reactor power monitoring device
US6067337A (en) Multiple-sheathed sodium leakage detection apparatus
US4965041A (en) Instrument for monitoring the cooling conditions in a light water reactor
JPH08222179A (en) Micro-fission chamber with airtight path
JP7153532B2 (en) Self-powered detectors and nuclear instrumentation systems
JP2014202510A (en) Radiation measuring device
RU2549177C1 (en) Apparatus for detecting nuclear radiations for control and protection systems of &#34;ionisation chamber suspension&#34; nuclear reactors
JP2000258586A (en) Reactor power measuring device
JP5313855B2 (en) Radioactive gas monitor
Ker et al. Modeling the positive-feedback regenerative process of CMOS latchup by a positive transient pole method. II. Quantitative evaluation
KR102409462B1 (en) Bias gamma-ray detector for irradiation test
JP2016194421A (en) Atomic reactor water level measuring method in emergency, and apparatus therefor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240604