JP3735293B2 - 海塩粒子モニタリング方法、海塩粒子洗浄モニタリング方法、および海塩粒子洗浄モニタリング装置 - Google Patents
海塩粒子モニタリング方法、海塩粒子洗浄モニタリング方法、および海塩粒子洗浄モニタリング装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は放射性物質貯蔵容器における海塩粒子モニタリング方法、海塩粒子洗浄モニタリング方法および海塩粒子洗浄モニタリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子炉で使用された使用済み核燃料に代表される放射性物質は、再処理するために貯蔵容器に収容されて密閉されて貯蔵される。この貯蔵容器は金属により形成された有底筒形をなすもので、使用済み核燃料を収容した後に開放頭部に蓋を嵌合して密閉するものである。そして、この貯蔵容器はコンクリートからなる外部容器の内部に収容されるもの（キャニスタ）と、この金属キャスクと呼ばれて外部容器と一体になった肉厚の容器を用いるものとがある。
【０００３】
ところで、このような使用済み核燃料を貯蔵容器は国内では安全性を考慮して多くは海岸の近傍の場所に輸送されて貯蔵、保管される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このこのように海岸の近傍の場所に貯蔵、保管された使用済み核燃料を貯蔵容器は次に述べる問題がある。コンクリートからなる外部容器の内部に収容される貯蔵容器は、外部容器にその内外部を貫通して形成された空気流通用の空気孔を通って外部の空気が外部容器の内部に流入するとともに、空気によって海塩粒子（ＮａＣｌ、ＭｇＣｌなど）が海から運ばれて空気孔を通って外部容器の内部に流入し、外部容器の内部に配置された貯蔵容器の外面に付着する。このため、金属からなる貯蔵容器は外面に付着した海塩粒子による腐食が懸念される。また、金属キャスクと呼ばれて外部容器と一体になった貯蔵容器は、容器外面に直接露出するために空気により運ばれた海塩粒子が直接付着して、同様に腐食が懸念される。
【０００５】
本発明は、放射性物質貯蔵容器に付着した海塩粒子のモニタリングおよび洗浄を容易且つ確実に行える海塩粒子モニタリング方法、洗浄方法、洗浄装置、洗浄モニタリング方法および洗浄モニタリング装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
放射性物質貯蔵容器における海塩粒子モニタリング方法は、放射性物質が収納されて密閉された貯蔵容器の外面におけるモニタリング箇所にレーザを照射して、この外面に付着した海塩粒子をブラスト除去して採取し、採取した海塩粒子を吸引して測定部へ搬送し、この測定部で前記海塩粒子にレーザを照射して前記海塩粒子の濃度を測定する。
【００１１】
本発明に係る放射性物質貯蔵容器における海塩粒子洗浄モニタリング方法は、放射性物質が収納されて密閉された貯蔵容器の外面にレーザを照射して、この外面に付着した海塩粒子をブラスト除去して洗浄し、除去した海塩粒子を吸引して測定部へ搬送し、この測定部で前記海塩粒子にレーザを照射して前記海塩粒子の濃度を測定する。
【００１２】
本発明に係る放射性物質貯蔵容器における海塩粒子洗浄モニタリング装置は、放射性物質が収納されて密閉された貯蔵容器の外面にレーザを照射して、この外面に付着した海塩粒子をブラスト除去して洗浄する洗浄手段と、除去した海塩粒子を吸引して測定部へ搬送し、この測定部で前記海塩粒子にレーザを照射して前記海塩粒子の濃度を測定する測定手段とを具備する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態について図１を参照して説明する。
この実施の形態は貯蔵容器（キャスク）を外部容器（コンクリート容器）の内部に配置する形式（コンクリートキャスク）において、貯蔵容器における海塩粒子の付着状態をモニタリングする方法を対象にしている。
【００１４】
図１は貯蔵容器および外部容器を模式的に示す断面図である。図１において１は金属、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌ：２相ステンレス鋼２０ｍｍ厚さ）からなる貯蔵容器（キャニスタ）で、この貯蔵容器１は下端面部を有して上端面部が開放された縦形の円筒体をなしている。貯蔵容器１の内部には放射性物質、例えば複数の使用済み核燃料１０１が垂直に立てて集合した状態で収納、配置され、貯蔵容器１の上端開放部は金属からなる蓋２が水平に嵌合されて密閉されている。３はコンクリートにより形成された外部容器（コンクリート容器）で、この外部容器３は下端面部を有して上端面部が開放された縦形の円筒体をなしている。この外部容器３の内部には貯蔵容器１が垂直な同一中心軸線上に位置して収納、配置され、外部容器３の上端開放部にコンクリートからなる蓋４が水平に嵌合されている。また、外部容器３の周壁部における下端部と上端部には内周面と外周面とを貫通する空気孔（貫通孔）５，６が形成されており、容器外部の空気が低い位置にある空気孔５を通して容器内部に取入れられ、使用済み核燃料１０１が発する熱により熱せられた空気が高い位置にある空気孔６から容器外部へ出るようになっており、これにより外部容器３の内部を冷却するようになっている。
【００１５】
そして、この貯蔵容器１が海岸の近傍の場所に保管されていると、外部の空気が空気孔５を通って外部容器３の内部に流入するとともに、空気によって海塩粒子（ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ）が空気孔６を通って外部容器３の内部に流入し、外部容器の内部に配置された貯蔵容器１の外周面に付着する。
【００１６】
貯蔵容器１における海塩粒子の付着状態を監視する際には、先ず外部容器３において空気が流入する空気孔５の近傍の箇所に試験片７を配置する。この試験片７としては例えばサーベランス試験片を用いる。このサーベランス試験片とは、キャニスタ材料と同じ材料の数個の板状のものである。試験片７は例えば網籠などにより保持する。外部の空気とともに空気孔５を通って外部容器３の内部に入った海塩粒子は、空気孔５の近傍の箇所に配置されている試験片７に付着する。試験片７を空気孔５の近傍の箇所に試験片７を配置するのは空気孔５を通って容器内部に空気とともに流入する海塩粒子が５℃低下により付着し易いためである。
【００１７】
次いで、試験片７は所定期間配置した後に空気孔５を通して外部容器３の外部へ取出す。
【００１８】
次いで、レーザ光を照射する方法、あるいはスミヤ法などの方法により取出した試験片に付着している海塩粒子の付着量を測定する。レーザ光を照射する方法は、海塩粒子に対してレーザ光を照射し、その反射光を受けてスペクトルに分光して付着量を測定するものである。スミヤ法は、ステンレス鋼製品表面の塩化物およびふっ化物の付着量を測定する方法の一つで、製品表面の一定面積を正常な純粋を含浸したガーゼにて拭取り、塩化物およびふっ化物の付着量を測定する。その測定法は蛍光光度法、イオン電極法およびイオンクロマトグラフ法などがある。測定の結果得られた海塩粒子の付着量を貯蔵容器１の外周面に付着した海塩粒子の付着量として求める。
【００１９】
このようにして貯蔵容器１の外周面における海塩粒子の付着状態を容易且つ確実にモニタリングすることができる。
【００２０】
第２の実施の形態について図２および図３を参照して説明する。
この実施の形態は貯蔵容器と外部容器を一体にした形式（金属キャスク）において、貯蔵容器に付着した海塩粒子を除去し、除去した海塩粒子の濃度を測定するものである。図２はこの実施の形態の方法を説明する図、図３は主要部を拡大して示す図である。
【００２１】
図２に示すように使用済み核燃料１０１が収納配置される貯蔵容器１１と蓋１２は金属、例えば第１の実施の形態と同様のステンレス鋼や低合金鋼からなるもので、図１で示す貯蔵容器１と蓋２と同じ構成であるが、外部容器と一体であるために厚肉をとなっている。
【００２２】
この実施の形態を実施する装置について説明する。図中２１はレーザを発振させるレーザヘッド、２２はレーザヘッド２１に電力を供給するレーザ電源、２３はレーザヘッド２１で発振させたレーザを伝送して貯蔵容器１１の外周面に照射し、この外周面に付着した海塩粒子を除去する伝送ファイバである。２４は測定部の一例である測定ヘッド、２５は測定装置である。測定ヘッド２４は海塩粒子に対してレーザヘッド２１で発振されてミラー２６で分光したレーザをレンズ２９で集光して海塩粒子に照射し、海塩粒子で反射した光を測定装置２５へ導くものである。測定装置２５は測定ヘッド２４からの光を受けてスペクトルに分光する分光器、この分光器で得られたスペクトルから海塩粒子の濃度を測定する検出器およびデータ処理用演算機を備えている。
【００２３】
２７は吸引ホースで、２８はこの吸引ホース２７に吸引力を作用させる送風機である。吸引ホース２７は前記伝送ファイバ２３においてレーザ出射口である先端部の外周側周囲を囲んで配置され、且つ中間部には前述した測定ヘッド２４が介在して設けられ、伝送ファイバ２３から出射されるレーザにより貯蔵容器１１の外周面から除去された海塩粒子を吸引して測定ヘッド２４へ搬送するようになっている。なお、測定ヘッド２４と送風機２８とに間には海塩粒子を捕集するフィルタＦが介在して設けられている。
【００２４】
この実施の形態の方法を実施する場合について説明する。先ず、伝送ファイバ２３の先端部を貯蔵容器１１の外周面に向けて且つ近接して配置し、この伝送ファイバ２３の先端部を囲む吸引ホース２７の先端部を貯蔵容器１１の外周面に当接する。次いで、レーザヘッド２１を駆動して所定仕様のレーザを発生させ、このレーザを伝送ファイバ２３を伝送してファイバ先端から貯蔵容器１１の外周面に向けて照射する。レーザを貯蔵容器１１の外周面に照射すると、そのエネルギーにより貯蔵容器１１の外周面に付着した海塩粒子が外周面から飛ばされてブラスト除去される。
【００２５】
一方、送風機２８を駆動してその吸引力を吸引ホース２７に先端に作用させる。このため、レーザにより貯蔵容器１１の外周面から離脱、除去された海塩粒子は吸引ホース２７の先端から吸引されてその内部を通って測定ヘッド２４まで搬送される。ここで、送風機２８の駆動を停止する、あるいは測定ヘッド２４を送風機２８に対して遮断するなどの手段により海塩粒子を測定ヘッド２４で一旦停止させる。測定ヘッド２４はレーザヘッド２１から発振されたレーザの一部を利用して海塩粒子に照射し、その反射光を測定装置２５に送る。測定装置２５では測定ヘッド２４からの光を分光器でスペクトルに分光し、検出器がこのスペクトルから海塩粒子の濃度を測定する。なお、図３においてＳは海塩粒子を示している。その後、送風機２８の駆動により海塩粒子を測定ヘッド２４から搬送してフィルタＦで捕集する。なお、図中Ｌはレーザである。
【００２６】
ここで、貯蔵容器１１の外周面における１個所または複数箇所をモニタリング箇所に選定して、これら各箇所で貯蔵容器１１の外周面にレーザを照射して、この外周面に付着した海塩粒子をブラスト除去して採取し、採取した海塩粒子を吸引して測定部である測定ヘッド２４へ搬送し、この測定ヘッド２４で海塩粒子にレーザを照射して海塩粒子の濃度を測定することにより、貯蔵容器１１の外周面における海塩粒子の付着状況をモニタリングすることができる。なお、貯蔵容器１１から海塩粒子を離脱させながら海塩粒子の濃度を測定すると、レーザを供給できるために経済的であるが、海塩粒子の離脱、採取と測定を切り離して異なった時に行うようにしても良い。このようにして貯蔵容器１１の外周面における海塩粒子の付着状態を容易且つ確実にモニタリングすることができる。
【００２７】
また、貯蔵容器１１の外周面に対してレーザを移動させながら照射して、この外周面に付着した海塩粒子を順次ブラスト離脱させて除去することにより外周面を海塩粒子が無い清浄な面に洗浄し、同時に除去した海塩粒子を吸引して測定ヘッド２４に搬送し、この測定ヘッド２４で海塩粒子にレーザを照射して海塩粒子の濃度を測定することにより、貯蔵容器１１の外周面を洗浄しながら海塩粒子濃度を測定して外周面の清浄度、すなわち海塩粒子の付着状況をモニタリングすることができる。このようにして貯蔵容器１１の外周面における海塩粒子の付着状態をモニタリングすることと海塩粒子を洗浄することとを容易且つ確実に行うことができる。
【００２８】
このように洗浄とモニタリングを同時に行う場合には、レーザヘッド２１、レーザ電源２２および伝送ファイバ２３が洗浄手段を構成し、吸引ホース２７、送風機２８、測定ヘッド２４および測定装置２５が測定手段を構成する。
【００２９】
第３の実施の形態について図４を参照して説明する。
【００３０】
この実施の形態は貯蔵容器を外部容器の内部に収容する形式において、貯蔵容器における海塩粒子を洗浄する方法を対象にしている。図４は貯蔵容器および外部容器を模式的に示す断面図で、図４において図１と同じ部分は同じ符号を付して示している。
【００３１】
この実施の形態は、貯蔵容器１を収容した外部容器３の外部上方からこの外部容器３の内周面と貯蔵容器１の外周面との間に形成される間隙に、拭取り体３２を取付けた移動体３１を挿入し、次いで拭取り体３２を貯蔵容器の外周面に接触させながら移動体３１を貯蔵容器１の周方向に沿って移動させて、外周面に付着している海塩粒子を拭取り除去するものである。
【００３２】
移動体３１としては金属からなるアーム（棒）形をなすものが使用され、外部容器３の高さより大きい長さを有している。拭取り体３２としてはプラスチック不織布、水含浸布などが挙げられる。移動体３１は貯蔵容器１の外周面の周方向に沿う移動（回転）と貯蔵容器１の外周面の上下方向に沿う移動とがある。移動体３１は蓋４の中心に回転および移動可能に挿通されて外部容器３の上方から外部容器３の内周面と貯蔵容器１の外周面との間に形成される間隙に亘って設けられ、外部容器３の外部に設けられた適宜な回転上下駆動機構３３により回転および上下移動される。拭取り体３２は移動体３１の下端に取付けられて外部容器３の外周面に接触されている。
【００３３】
そして、回転上下駆動機構３３によりアーム形の移動体３１を外部容器３の内周面と貯蔵容器１の外周面との間の間隙で上下方向に移動させるとともに回転することにより、移動体３１を外部容器３の内周面と貯蔵容器１の外周面との間の間隙で外部容器３の周方向に沿って移動する。このような移動体３１の移動により拭取り体３２は外部容器３の外周面に接触しながら移動体３１と同様の軌跡で移動して、この外周面全体に亘り拭取り作用を行う。これにより拭取り体３２は貯蔵容器１の外周面全体に付着する海塩粒子を拭取って、この外周面を清浄に洗浄する。
【００３４】
図５に示す第４の実施の形態は図４に示す第３の実施の形態において移動体の形式を変更したもので、図５において図４と同じ部分は同じ符号を付して示している。この実施の形態では移動体として伸縮ロッド型の移動体３７を用いている。この伸縮ロッド形の移動体３７はロッドアンテナと同様に直径が異なる複数の筒体を伸縮可能に同心円的に組合せたものである。例えば回転上下駆動機構３３が伸縮ロッド形の移動体３７の伸長および短縮動作を行う。これにより伸縮ロッド型の移動体３７は外部容器３の内周面と貯蔵容器１の外周面との間に形成される間隙に上下方向に伸縮動作されて拭取り体３２を上下方向に移動させる。そして、伸縮ロッド型の移動体３７を貯蔵容器１の周方向に沿って移動させる動作と組合せて拭取り体３２を貯蔵容器１の外周面似接触させながらこの外周面全体に亘り移動させて拭取り作用を行う。
【００３５】
図６に示す第５の実施の形態は、図４に示す第３の実施の形態において拭取り体による拭取り除去に代えて、洗浄媒体を貯蔵容器１の外周面に吹き付けて洗浄するものである。図６において図４と同じ部分は同じ符号を付して示している。洗浄媒体としては例えば温風、水が挙げられる。この洗浄媒体を外部容器３の外部に設けた噴射装置４２から中空のアームを用いた移動体３１を通して移動体３１の下端部に設けた噴射ノズル４１から噴射させて貯蔵容器１の外周面に吹き付け、この外周面に付着している海塩粒子を洗い落として洗浄する。洗浄媒体として温風を用いた場合は洗浄媒体に対する後処理が不要であり、水を用いた場合には外部容器３の内部に引き出された水が容器下部に形成された空気孔から流れるために後処理が不要である。なお、洗浄媒体としては他に金属、合成樹脂あるいはセラミックスなどが挙げられる。図中Ｃは洗浄媒体を示す。
【００３６】
図７に示す第６の実施の形態は、図６に示す第５の実施の形態において洗浄媒体としてレーザを用いたものである。図７おいて図６と同じ部分は同じ符号を付して示している。外部容器３の外部に設けたレーザヘッド４３から発生させたレーザＬを移動体３１に設けた伝送ファイバ（図示せず）により伝送して貯蔵容器１の外周面に照射し、この外周面に付着している海塩粒子を洗い落として洗浄する。
【００３７】
なお、本発明は前述した実施の形態に限定されず、種々変形して実施することができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の放射性物質貯蔵容器における海塩粒子モニタリング方法によれば、金属からなる貯蔵容器の外面における海塩粒子の付着状態をレーザを用いて容易且つ確実にモニタリングして、海塩粒子による貯蔵容器の腐食防止に寄与することができる。
【００４３】
本発明の放射性物質貯蔵容器における海塩粒子洗浄モニタリング方法およびその装置によれば、金属からなる貯蔵容器の外面における海塩粒子の付着状態のモニタリングと海塩粒子の付着状態の監視とを効果的に組合せて、海塩粒子の付着状態を監視しながら海塩粒子の洗浄を容易且つ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における海塩粒子モニタリング方法を示す説明図。
【図２】第２の実施の形態における海塩粒子洗浄モニタリング方法を示す説明図。
【図３】同実施の形態における海塩粒子洗浄モニタリング方法を示す説明図。
【図４】第３の実施の形態における海塩粒子洗浄方法を示す説明図。
【図５】第４の実施の形態における海塩粒子洗浄方法を示す説明図。
【図６】第５の実施の形態における海塩粒子洗浄方法を示す説明図。
【図７】第６の実施の形態における海塩粒子洗浄方法を示す説明図。
【符号の説明】
１…貯蔵容器
２…蓋
３…外部容器
４…蓋
５…空気孔
６…空気孔
７…試験片
１１…貯蔵容器
１２…蓋
２１…レーザヘッド
２３…伝送ファイバ
２４…測定ヘッド
２５…測定装置
２７…吸引ホース
３１…移動体
３２…拭取り体
４１…噴射ノズル
１０１…使用済み核燃料
Ｓ…海塩粒子
【発明の属する技術分野】
本発明は放射性物質貯蔵容器における海塩粒子モニタリング方法、海塩粒子洗浄モニタリング方法および海塩粒子洗浄モニタリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子炉で使用された使用済み核燃料に代表される放射性物質は、再処理するために貯蔵容器に収容されて密閉されて貯蔵される。この貯蔵容器は金属により形成された有底筒形をなすもので、使用済み核燃料を収容した後に開放頭部に蓋を嵌合して密閉するものである。そして、この貯蔵容器はコンクリートからなる外部容器の内部に収容されるもの（キャニスタ）と、この金属キャスクと呼ばれて外部容器と一体になった肉厚の容器を用いるものとがある。
【０００３】
ところで、このような使用済み核燃料を貯蔵容器は国内では安全性を考慮して多くは海岸の近傍の場所に輸送されて貯蔵、保管される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このこのように海岸の近傍の場所に貯蔵、保管された使用済み核燃料を貯蔵容器は次に述べる問題がある。コンクリートからなる外部容器の内部に収容される貯蔵容器は、外部容器にその内外部を貫通して形成された空気流通用の空気孔を通って外部の空気が外部容器の内部に流入するとともに、空気によって海塩粒子（ＮａＣｌ、ＭｇＣｌなど）が海から運ばれて空気孔を通って外部容器の内部に流入し、外部容器の内部に配置された貯蔵容器の外面に付着する。このため、金属からなる貯蔵容器は外面に付着した海塩粒子による腐食が懸念される。また、金属キャスクと呼ばれて外部容器と一体になった貯蔵容器は、容器外面に直接露出するために空気により運ばれた海塩粒子が直接付着して、同様に腐食が懸念される。
【０００５】
本発明は、放射性物質貯蔵容器に付着した海塩粒子のモニタリングおよび洗浄を容易且つ確実に行える海塩粒子モニタリング方法、洗浄方法、洗浄装置、洗浄モニタリング方法および洗浄モニタリング装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
放射性物質貯蔵容器における海塩粒子モニタリング方法は、放射性物質が収納されて密閉された貯蔵容器の外面におけるモニタリング箇所にレーザを照射して、この外面に付着した海塩粒子をブラスト除去して採取し、採取した海塩粒子を吸引して測定部へ搬送し、この測定部で前記海塩粒子にレーザを照射して前記海塩粒子の濃度を測定する。
【００１１】
本発明に係る放射性物質貯蔵容器における海塩粒子洗浄モニタリング方法は、放射性物質が収納されて密閉された貯蔵容器の外面にレーザを照射して、この外面に付着した海塩粒子をブラスト除去して洗浄し、除去した海塩粒子を吸引して測定部へ搬送し、この測定部で前記海塩粒子にレーザを照射して前記海塩粒子の濃度を測定する。
【００１２】
本発明に係る放射性物質貯蔵容器における海塩粒子洗浄モニタリング装置は、放射性物質が収納されて密閉された貯蔵容器の外面にレーザを照射して、この外面に付着した海塩粒子をブラスト除去して洗浄する洗浄手段と、除去した海塩粒子を吸引して測定部へ搬送し、この測定部で前記海塩粒子にレーザを照射して前記海塩粒子の濃度を測定する測定手段とを具備する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態について図１を参照して説明する。
この実施の形態は貯蔵容器（キャスク）を外部容器（コンクリート容器）の内部に配置する形式（コンクリートキャスク）において、貯蔵容器における海塩粒子の付着状態をモニタリングする方法を対象にしている。
【００１４】
図１は貯蔵容器および外部容器を模式的に示す断面図である。図１において１は金属、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌ：２相ステンレス鋼２０ｍｍ厚さ）からなる貯蔵容器（キャニスタ）で、この貯蔵容器１は下端面部を有して上端面部が開放された縦形の円筒体をなしている。貯蔵容器１の内部には放射性物質、例えば複数の使用済み核燃料１０１が垂直に立てて集合した状態で収納、配置され、貯蔵容器１の上端開放部は金属からなる蓋２が水平に嵌合されて密閉されている。３はコンクリートにより形成された外部容器（コンクリート容器）で、この外部容器３は下端面部を有して上端面部が開放された縦形の円筒体をなしている。この外部容器３の内部には貯蔵容器１が垂直な同一中心軸線上に位置して収納、配置され、外部容器３の上端開放部にコンクリートからなる蓋４が水平に嵌合されている。また、外部容器３の周壁部における下端部と上端部には内周面と外周面とを貫通する空気孔（貫通孔）５，６が形成されており、容器外部の空気が低い位置にある空気孔５を通して容器内部に取入れられ、使用済み核燃料１０１が発する熱により熱せられた空気が高い位置にある空気孔６から容器外部へ出るようになっており、これにより外部容器３の内部を冷却するようになっている。
【００１５】
そして、この貯蔵容器１が海岸の近傍の場所に保管されていると、外部の空気が空気孔５を通って外部容器３の内部に流入するとともに、空気によって海塩粒子（ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ）が空気孔６を通って外部容器３の内部に流入し、外部容器の内部に配置された貯蔵容器１の外周面に付着する。
【００１６】
貯蔵容器１における海塩粒子の付着状態を監視する際には、先ず外部容器３において空気が流入する空気孔５の近傍の箇所に試験片７を配置する。この試験片７としては例えばサーベランス試験片を用いる。このサーベランス試験片とは、キャニスタ材料と同じ材料の数個の板状のものである。試験片７は例えば網籠などにより保持する。外部の空気とともに空気孔５を通って外部容器３の内部に入った海塩粒子は、空気孔５の近傍の箇所に配置されている試験片７に付着する。試験片７を空気孔５の近傍の箇所に試験片７を配置するのは空気孔５を通って容器内部に空気とともに流入する海塩粒子が５℃低下により付着し易いためである。
【００１７】
次いで、試験片７は所定期間配置した後に空気孔５を通して外部容器３の外部へ取出す。
【００１８】
次いで、レーザ光を照射する方法、あるいはスミヤ法などの方法により取出した試験片に付着している海塩粒子の付着量を測定する。レーザ光を照射する方法は、海塩粒子に対してレーザ光を照射し、その反射光を受けてスペクトルに分光して付着量を測定するものである。スミヤ法は、ステンレス鋼製品表面の塩化物およびふっ化物の付着量を測定する方法の一つで、製品表面の一定面積を正常な純粋を含浸したガーゼにて拭取り、塩化物およびふっ化物の付着量を測定する。その測定法は蛍光光度法、イオン電極法およびイオンクロマトグラフ法などがある。測定の結果得られた海塩粒子の付着量を貯蔵容器１の外周面に付着した海塩粒子の付着量として求める。
【００１９】
このようにして貯蔵容器１の外周面における海塩粒子の付着状態を容易且つ確実にモニタリングすることができる。
【００２０】
第２の実施の形態について図２および図３を参照して説明する。
この実施の形態は貯蔵容器と外部容器を一体にした形式（金属キャスク）において、貯蔵容器に付着した海塩粒子を除去し、除去した海塩粒子の濃度を測定するものである。図２はこの実施の形態の方法を説明する図、図３は主要部を拡大して示す図である。
【００２１】
図２に示すように使用済み核燃料１０１が収納配置される貯蔵容器１１と蓋１２は金属、例えば第１の実施の形態と同様のステンレス鋼や低合金鋼からなるもので、図１で示す貯蔵容器１と蓋２と同じ構成であるが、外部容器と一体であるために厚肉をとなっている。
【００２２】
この実施の形態を実施する装置について説明する。図中２１はレーザを発振させるレーザヘッド、２２はレーザヘッド２１に電力を供給するレーザ電源、２３はレーザヘッド２１で発振させたレーザを伝送して貯蔵容器１１の外周面に照射し、この外周面に付着した海塩粒子を除去する伝送ファイバである。２４は測定部の一例である測定ヘッド、２５は測定装置である。測定ヘッド２４は海塩粒子に対してレーザヘッド２１で発振されてミラー２６で分光したレーザをレンズ２９で集光して海塩粒子に照射し、海塩粒子で反射した光を測定装置２５へ導くものである。測定装置２５は測定ヘッド２４からの光を受けてスペクトルに分光する分光器、この分光器で得られたスペクトルから海塩粒子の濃度を測定する検出器およびデータ処理用演算機を備えている。
【００２３】
２７は吸引ホースで、２８はこの吸引ホース２７に吸引力を作用させる送風機である。吸引ホース２７は前記伝送ファイバ２３においてレーザ出射口である先端部の外周側周囲を囲んで配置され、且つ中間部には前述した測定ヘッド２４が介在して設けられ、伝送ファイバ２３から出射されるレーザにより貯蔵容器１１の外周面から除去された海塩粒子を吸引して測定ヘッド２４へ搬送するようになっている。なお、測定ヘッド２４と送風機２８とに間には海塩粒子を捕集するフィルタＦが介在して設けられている。
【００２４】
この実施の形態の方法を実施する場合について説明する。先ず、伝送ファイバ２３の先端部を貯蔵容器１１の外周面に向けて且つ近接して配置し、この伝送ファイバ２３の先端部を囲む吸引ホース２７の先端部を貯蔵容器１１の外周面に当接する。次いで、レーザヘッド２１を駆動して所定仕様のレーザを発生させ、このレーザを伝送ファイバ２３を伝送してファイバ先端から貯蔵容器１１の外周面に向けて照射する。レーザを貯蔵容器１１の外周面に照射すると、そのエネルギーにより貯蔵容器１１の外周面に付着した海塩粒子が外周面から飛ばされてブラスト除去される。
【００２５】
一方、送風機２８を駆動してその吸引力を吸引ホース２７に先端に作用させる。このため、レーザにより貯蔵容器１１の外周面から離脱、除去された海塩粒子は吸引ホース２７の先端から吸引されてその内部を通って測定ヘッド２４まで搬送される。ここで、送風機２８の駆動を停止する、あるいは測定ヘッド２４を送風機２８に対して遮断するなどの手段により海塩粒子を測定ヘッド２４で一旦停止させる。測定ヘッド２４はレーザヘッド２１から発振されたレーザの一部を利用して海塩粒子に照射し、その反射光を測定装置２５に送る。測定装置２５では測定ヘッド２４からの光を分光器でスペクトルに分光し、検出器がこのスペクトルから海塩粒子の濃度を測定する。なお、図３においてＳは海塩粒子を示している。その後、送風機２８の駆動により海塩粒子を測定ヘッド２４から搬送してフィルタＦで捕集する。なお、図中Ｌはレーザである。
【００２６】
ここで、貯蔵容器１１の外周面における１個所または複数箇所をモニタリング箇所に選定して、これら各箇所で貯蔵容器１１の外周面にレーザを照射して、この外周面に付着した海塩粒子をブラスト除去して採取し、採取した海塩粒子を吸引して測定部である測定ヘッド２４へ搬送し、この測定ヘッド２４で海塩粒子にレーザを照射して海塩粒子の濃度を測定することにより、貯蔵容器１１の外周面における海塩粒子の付着状況をモニタリングすることができる。なお、貯蔵容器１１から海塩粒子を離脱させながら海塩粒子の濃度を測定すると、レーザを供給できるために経済的であるが、海塩粒子の離脱、採取と測定を切り離して異なった時に行うようにしても良い。このようにして貯蔵容器１１の外周面における海塩粒子の付着状態を容易且つ確実にモニタリングすることができる。
【００２７】
また、貯蔵容器１１の外周面に対してレーザを移動させながら照射して、この外周面に付着した海塩粒子を順次ブラスト離脱させて除去することにより外周面を海塩粒子が無い清浄な面に洗浄し、同時に除去した海塩粒子を吸引して測定ヘッド２４に搬送し、この測定ヘッド２４で海塩粒子にレーザを照射して海塩粒子の濃度を測定することにより、貯蔵容器１１の外周面を洗浄しながら海塩粒子濃度を測定して外周面の清浄度、すなわち海塩粒子の付着状況をモニタリングすることができる。このようにして貯蔵容器１１の外周面における海塩粒子の付着状態をモニタリングすることと海塩粒子を洗浄することとを容易且つ確実に行うことができる。
【００２８】
このように洗浄とモニタリングを同時に行う場合には、レーザヘッド２１、レーザ電源２２および伝送ファイバ２３が洗浄手段を構成し、吸引ホース２７、送風機２８、測定ヘッド２４および測定装置２５が測定手段を構成する。
【００２９】
第３の実施の形態について図４を参照して説明する。
【００３０】
この実施の形態は貯蔵容器を外部容器の内部に収容する形式において、貯蔵容器における海塩粒子を洗浄する方法を対象にしている。図４は貯蔵容器および外部容器を模式的に示す断面図で、図４において図１と同じ部分は同じ符号を付して示している。
【００３１】
この実施の形態は、貯蔵容器１を収容した外部容器３の外部上方からこの外部容器３の内周面と貯蔵容器１の外周面との間に形成される間隙に、拭取り体３２を取付けた移動体３１を挿入し、次いで拭取り体３２を貯蔵容器の外周面に接触させながら移動体３１を貯蔵容器１の周方向に沿って移動させて、外周面に付着している海塩粒子を拭取り除去するものである。
【００３２】
移動体３１としては金属からなるアーム（棒）形をなすものが使用され、外部容器３の高さより大きい長さを有している。拭取り体３２としてはプラスチック不織布、水含浸布などが挙げられる。移動体３１は貯蔵容器１の外周面の周方向に沿う移動（回転）と貯蔵容器１の外周面の上下方向に沿う移動とがある。移動体３１は蓋４の中心に回転および移動可能に挿通されて外部容器３の上方から外部容器３の内周面と貯蔵容器１の外周面との間に形成される間隙に亘って設けられ、外部容器３の外部に設けられた適宜な回転上下駆動機構３３により回転および上下移動される。拭取り体３２は移動体３１の下端に取付けられて外部容器３の外周面に接触されている。
【００３３】
そして、回転上下駆動機構３３によりアーム形の移動体３１を外部容器３の内周面と貯蔵容器１の外周面との間の間隙で上下方向に移動させるとともに回転することにより、移動体３１を外部容器３の内周面と貯蔵容器１の外周面との間の間隙で外部容器３の周方向に沿って移動する。このような移動体３１の移動により拭取り体３２は外部容器３の外周面に接触しながら移動体３１と同様の軌跡で移動して、この外周面全体に亘り拭取り作用を行う。これにより拭取り体３２は貯蔵容器１の外周面全体に付着する海塩粒子を拭取って、この外周面を清浄に洗浄する。
【００３４】
図５に示す第４の実施の形態は図４に示す第３の実施の形態において移動体の形式を変更したもので、図５において図４と同じ部分は同じ符号を付して示している。この実施の形態では移動体として伸縮ロッド型の移動体３７を用いている。この伸縮ロッド形の移動体３７はロッドアンテナと同様に直径が異なる複数の筒体を伸縮可能に同心円的に組合せたものである。例えば回転上下駆動機構３３が伸縮ロッド形の移動体３７の伸長および短縮動作を行う。これにより伸縮ロッド型の移動体３７は外部容器３の内周面と貯蔵容器１の外周面との間に形成される間隙に上下方向に伸縮動作されて拭取り体３２を上下方向に移動させる。そして、伸縮ロッド型の移動体３７を貯蔵容器１の周方向に沿って移動させる動作と組合せて拭取り体３２を貯蔵容器１の外周面似接触させながらこの外周面全体に亘り移動させて拭取り作用を行う。
【００３５】
図６に示す第５の実施の形態は、図４に示す第３の実施の形態において拭取り体による拭取り除去に代えて、洗浄媒体を貯蔵容器１の外周面に吹き付けて洗浄するものである。図６において図４と同じ部分は同じ符号を付して示している。洗浄媒体としては例えば温風、水が挙げられる。この洗浄媒体を外部容器３の外部に設けた噴射装置４２から中空のアームを用いた移動体３１を通して移動体３１の下端部に設けた噴射ノズル４１から噴射させて貯蔵容器１の外周面に吹き付け、この外周面に付着している海塩粒子を洗い落として洗浄する。洗浄媒体として温風を用いた場合は洗浄媒体に対する後処理が不要であり、水を用いた場合には外部容器３の内部に引き出された水が容器下部に形成された空気孔から流れるために後処理が不要である。なお、洗浄媒体としては他に金属、合成樹脂あるいはセラミックスなどが挙げられる。図中Ｃは洗浄媒体を示す。
【００３６】
図７に示す第６の実施の形態は、図６に示す第５の実施の形態において洗浄媒体としてレーザを用いたものである。図７おいて図６と同じ部分は同じ符号を付して示している。外部容器３の外部に設けたレーザヘッド４３から発生させたレーザＬを移動体３１に設けた伝送ファイバ（図示せず）により伝送して貯蔵容器１の外周面に照射し、この外周面に付着している海塩粒子を洗い落として洗浄する。
【００３７】
なお、本発明は前述した実施の形態に限定されず、種々変形して実施することができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の放射性物質貯蔵容器における海塩粒子モニタリング方法によれば、金属からなる貯蔵容器の外面における海塩粒子の付着状態をレーザを用いて容易且つ確実にモニタリングして、海塩粒子による貯蔵容器の腐食防止に寄与することができる。
【００４３】
本発明の放射性物質貯蔵容器における海塩粒子洗浄モニタリング方法およびその装置によれば、金属からなる貯蔵容器の外面における海塩粒子の付着状態のモニタリングと海塩粒子の付着状態の監視とを効果的に組合せて、海塩粒子の付着状態を監視しながら海塩粒子の洗浄を容易且つ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における海塩粒子モニタリング方法を示す説明図。
【図２】第２の実施の形態における海塩粒子洗浄モニタリング方法を示す説明図。
【図３】同実施の形態における海塩粒子洗浄モニタリング方法を示す説明図。
【図４】第３の実施の形態における海塩粒子洗浄方法を示す説明図。
【図５】第４の実施の形態における海塩粒子洗浄方法を示す説明図。
【図６】第５の実施の形態における海塩粒子洗浄方法を示す説明図。
【図７】第６の実施の形態における海塩粒子洗浄方法を示す説明図。
【符号の説明】
１…貯蔵容器
２…蓋
３…外部容器
４…蓋
５…空気孔
６…空気孔
７…試験片
１１…貯蔵容器
１２…蓋
２１…レーザヘッド
２３…伝送ファイバ
２４…測定ヘッド
２５…測定装置
２７…吸引ホース
３１…移動体
３２…拭取り体
４１…噴射ノズル
１０１…使用済み核燃料
Ｓ…海塩粒子
Claims (3)
- 放射性物質が収納されて密閉された貯蔵容器の外面におけるモニタリング箇所にレーザを照射して、この外面に付着した海塩粒子をブラスト除去して採取し、採取した海塩粒子を吸引して測定部へ搬送し、この測定部で前記海塩粒子にレーザを照射して前記海塩粒子の濃度を測定することを特徴とする放射性物質貯蔵容器における海塩粒子モニタリング方法。
- 放射性物質が収納されて密閉された貯蔵容器の外面にレーザを照射して、この外面に付着した海塩粒子をブラスト除去して洗浄し、除去した海塩粒子を吸引して測定部へ搬送し、この測定部で前記海塩粒子にレーザを照射して前記海塩粒子の濃度を測定することを特徴とする放射性物質貯蔵容器における海塩粒子洗浄モニタリング方法。
- 放射性物質が収納されて密閉された貯蔵容器の外面にレーザを照射して、この外面に付着した海塩粒子をブラスト除去して洗浄する洗浄手段と、除去した海塩粒子を吸引して測定部へ搬送し、この測定部で前記海塩粒子にレーザを照射して前記海塩粒子の濃度を測定する測定手段とを具備することを特徴とする放射性物質貯蔵容器における海塩粒子洗浄モニタリング装置。
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