JP2516630B2 - 内壁にろう付継手を有する照射容器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業状の利用分野） 本発明は原子力技術の分野に属する。即ち、原子炉に
おける中性子照射用密封容器（以下照射容器という）へ
の計測線等の挿入に関し、これらを気密に照射容器に固
着するろう付継手に関する。

（従来の技術） 従来、材料や原子燃料（以下照射試料という）に中性
子を照射してその性質の変化等を知るためには、これら
の照射試料を多重の密封容器である照射容器に封入して
原子炉内に挿入し、中性子を照射する方法が一般的であ
るが、このとき用いられる照射容器には、内部に装荷さ
れた照射試料の環境を一定に保つためと照射容器内で照
射試料中に生成される放射能を閉じ込める目的で厳重な
気密性が要求される。

この要求を満すために、従来は該照射容器を多重構造
とし、各容器毎に溶封して気密構造とする方法がとられ
ていた。

一方、照射試料の照射中の状態を観察する目的で該照
射試料の温度を計測することが頻繁に行われているが、
この温度計測の方法として従来はシース熱電対を用い、
該照射容器壁を各々貫通し、内部の試料にその先端を密
嵌して温度計測を行っており、該照射容器壁を貫通する
部分は容器壁とシース熱電対のシースとをろう付によっ
て気密に固着する方法をとってきた。また、照射試料が
原子燃料の場合等においては、高温の状態で中性子を照
射する場合が多く、このとき使用する多重気密容器であ
る照射容器の内側容器材料および熱電対のシース材料に
は高融点金属であるニオブの合金が核的性質も良く高温
において信頼性のある材料として多用されてきた。そし
て両者を気密に固着する方法としてろう付が用いられて
いるがニオブ合金は活性金属でありろう付が難しく、従
来はろう材としてニッケル合金ろうを用い特殊な形状の
ろう付継手を用いて真空中でろう付を実施してきた。そ
して従来は照射容器の組立順位を固定して考えていたた
めに該ろう付継手を全て内側照射容器の外壁に設けてき
た。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながらニオブ合金は一方ではニッケル合金ろう
材と大変脆い合金を作る性質があるため、熱電対のシー
スがろう付部のろう材との境界において照射容器組立中
や原子炉内における中性子照射中に外力を受けるなどし
て破損する例がこれまで確認されている。特に照射試料
が原子燃料である場合において、熱電対先端の側温部の
シースが高温等のために中性子照射中に破損する場合が
あり、この場合には気体状の核分裂生成物が熱電対シー
ス内部に充填された多孔質の絶縁材中を拡散してゆき前
述の内側照射容器の外壁に溶着されたろう付継手のろう
付部の亀裂より内側照射容器壁外に漏洩することにな
る。

一方、照射容器の多くは照射試料の温度を制御するた
めに、内側照射容器と外側照射容器との間隙の雰囲気ガ
スの成分および濃度を自在に制御して熱伝達率を制御す
る方式をとっており、このための雰囲気制御用配管を有
する構造となっている。

従って、内側照射容器より漏洩した核分裂生成物は該
雰囲気制御用配管を通って炉外に設置したガス濃度制御
装置の配管系全体を汚染する事故となることがあった。
かかる事故が発生した場合は該雰囲気制御用配管を封じ
切るか、該照射容器全体を原子炉から引き抜かねばなら
ず、この結果当初計画した研究データの収集が行えず研
究計画に大きな支障をきたすばかりか安全確保のうえか
らも問題であった。

（問題を解決するための手段） 本発明はろう付継手を内側照射容器壁の内側に設ける
ことによって、熱電対の最も脆弱なろう付部分を該内側
照射容器内に収納し、熱電対の該ろう付部分および先端
部分の破損によっても核分裂生成物が該内側照射容器の
外部に漏洩することのない包蔵の安全性の高い、かつ、
照射容器組立作業中における熱電対の破損の危険のない
照射容器を提供する目的で考案されたものである。

すなわち、本発明は、原子炉にて内部に収納した材料
に中性子を照射するための気密構造である照射容器にお
いて、該照射容器壁を貫通してその一部がろう付継手を
介してろう付によって該照射容器壁に気密に固着されて
いる計測線のろう付継手が、該照射容器壁内面に気密に
固着されていることを特徴とする照射容器である。

（実施例） 図１に本発明の一実施例の照射容器の部分断面図を、
図２にその部分断面拡大図を、図３に従来の照射容器の
部分断面拡大図を示す。

次に、本発明の前記実施例の照射容器を図１および図
２に基いて説明する。

図１において１は外側照射容器、２は内側照射容器、
２′は内側照射容器端栓、３はろう付継手、３′はニッ
ケル合金ろう材、４はシース熱電対、６は熱反射板、7,
14および16は断熱材、８は照射試料である原子燃料、９
は熱媒体、10は間隙、12は雰囲気制御用配管である。

更に詳細に説明するに、熱媒体９および間隙10を介し
て外側照射容器１内に内側照射容器２が設けられ、その
内側照射容器内に照射試料８が断熱材７および14ならび
に熱反射板６および熱反射筒17にて熱遮蔽されて密封収
納される。そして両端に端栓２′を有する円筒状の気密
構造の内側照射容器２において該端栓２′の内壁にろう
付継手３が気密に溶着される。更に先端が照射試料８に
密嵌された熱電対４が内側照射容器２の内部においてニ
ッケル合金ろう材３′によって該ろう付継手３に気密に
固着される。

内側照射容器の端栓は、当初、内側照射容器とは分離
されており、先ずろう付継手を端栓の内側に気密に固着
し、次に照射材料に挿入される熱電対をろう付継手にろ
う付した後に、熱電対先端を照射材料に挿入して端栓を
内側照射容器の端部に気密に固着する。

（効果） かかる構成を有する本発明によれば、照射容器に気密
に固着せる熱電対の最も脆弱な部分であるろう付部が内
側照射容器内に収納されることによって該照射容器組立
途中における破損の危険が極めて小さくなり、この結果
照射容器全体の組立が容易となり、制作工程が短縮され
ることとなる。

また、熱電対の破損は従来ニッケル合金ろう付部のろ
う材と熱電対シースとの境界に集中していたが、本発明
によれば熱電対の破損が発生しても従来のように核分裂
生成物が該内側照射容器の外部に漏洩することはなくな
り包蔵の安全性の高い信頼性の高い照射容器の制作が可
能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の部分断面図 第２図は本発明の実施例の部分断面拡大図 第３図は従来の実施例の部分断面拡大図 符号の説明 1:外側照射容器、2:内側照射容器 3:ろう付継手 ３′：ニッケル合金ろう材 4:シース熱電対、5:スペーサ 6:熱反射板、7:断熱材 8:照射試料である原子燃料 9:熱媒体、10:間隙 11:外側照射容器端栓 12:雰囲気制御用配管 13:スペーサ、14:断熱材 15:緩衝材、16:断熱材 17:熱反射筒

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原子炉で内部に収納した材料に中性子を照
   射するための気密構造である照射容器において、照射材
   料に挿入された計測線がろう付によってろう付継手に気
   密に固着され、該ろう付継手が内側照射容器の端栓内面
   に気密に固着されていることを特徴とする照射容器。