JP4328024B2

JP4328024B2 - ホットセルと測定装置間で放射性サンプルを移送するサンプル交換装置

Info

Publication number: JP4328024B2
Application number: JP2000564034A
Authority: JP
Inventors: オットマール、ヘルベルト; ドッケンドルフ、ゲオルゲ
Original assignee: Europaische Gemeinschaft
Current assignee: Europaische Gemeinschaft
Priority date: 1998-08-05
Filing date: 1999-07-28
Publication date: 2009-09-09
Anticipated expiration: 2019-07-28
Also published as: NO20010612L; NO20010612D0; EP1102980A1; ATE269539T1; ES2222037T3; DE69918126D1; WO2000008450A1; EP1102980B1; CA2339645A1; PT1102980E; LU90270B1; JP2002522765A; DK1102980T3; DE69918126T2; US6630679B1

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は概略的には、ホットセルと高放射性物質の濃度測定装置との間で放射性の有るサンプルを移送するためのサンプル交換装置に関する。そして、かかるサンプル交換装置であって、特に高放射性物質の濃度測定装置の一例であるハイブリッドＫエッジ濃度計に用いられるサンプル交換装置に関する。本発明はまた、ハイブリッドＫエッジ濃度計測定機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
種々の核物質（例えば放射反応器燃料要素）の溶解後等に得られる溶液中のウラニウムやプルトニウムの濃度を測定できるハイブリッドＫエッジ濃度計（ＨＫＥＤ）測定機構は文献「ハイブリッドＫエッジ・Ｋ−ＸＲＦ濃度計：原理・設計・動作」（Ｈ．Ｏｔｔｍａｒ，Ｈ．Ｅｂｅｒｌｅ，ＲｅｐｏｒｔＫｆＫ４５９０，Ｆｅｂｒｕａｒｙ１９９１，
ＫｅｒｎｆｏｒｓｃｈｕｎｇｓｚｅｎｔｒｕｍＫａｒｌｓｒｕｈｅ）に記載されている。
【０００３】
この従来技術であるＨＫＥＤ測定機構には、遠隔マニプレータで被測定サンプルを安全に操作するためのホットセルと、ホットセルの外側に位置付けられるＨＫＥＤ測定装置自体と、この測定装置をホットセルに連結するサンプル移送管が備わる。このサンプル移送管は、外径が８ｃｍで、測定装置からアダプタフランジを通ってホットセル内に延びるステンレス鋼製管から成る。それには、ホットセル内での装入・装出ポートと、測定装置内でのＸ線測定ビームにより走査される測定窓部が備わる。装入・装出ポートからステンレス鋼製管を軸方向に通って測定窓部に、移送チャネルが延びている。後者はモノブロック搬送そりを収容して、これが移送チャネルを容易に滑走できるように断面が矩形である。このモノブロック搬送そりには、被測定サンプルの小瓶二つが入った容器を受容する室が一つ有る。ステンレス鋼製管の後端部は閉じており、マイクロスイッチとマグネットを備える。
【０００４】
上記従来技術のＨＫＥＤでは、搬送そりに、サンプルの入った容器を入れてサンプル移送管の装入・装出ポートにこの搬送そりを位置付ける。搬送そりは次いで、装入・装出ポートからサンプル移送管の移送チャネルを通って測定窓部に送られる。この移送を行うため作業者は、ホットセルの遠隔マニプレータを用いて約８０ｃｍのロッドを操作し、搬送そりを移送チャネルを通して測定窓部内のその想定位置に押し込まなければならない。搬送そりがその測定位置に位置付けられると、移送管の後端部にあるマイクロスイッチが起動し、測定手続を可能にする。測定中、搬送そりは移送管の後端部のマグネットにより固定保持され、このようにしてサンプルの測定ビーム内位置決めの再現性が確保される。測定が終わると、作業者は再度遠隔マニプレータとロッドを用いて搬送そりを装入・装出ポートに引き戻し、そこでサンプルの入った容器が搬送そりから取り出される。
【０００５】
上記従来技術のＨＫＥＤ機構のサンプル移送管には、以下の明白な利点がある：
○ホットセルと測定装置との間のサンプル移送のために、安全な収納容器を設けている。
○酸蒸気の存在や極端なレベルのγ線等で特徴付けられる、ホットセル内の過酷な条件下でも高度な操作信頼性を与えている。
○極めてコンパクトで、ホットセルの標準的フランジアダプタに取り付けが可能である。
○測定されるサンプルの中心から距離が極めて短い位置の測定窓部内にシールド（遮蔽された）Ｘ線管のフォーカススポットを位置決めることが出来る。
○収納容器の内側に電気または電子機器を設けることなく、サンプルの測定位置への極めて正確な、再現性のある位置決めを確実にしている。
上記従来技術の主な欠点は、測定後サンプルの交換のために手操作の介入を要することである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の解決しようとする技術的課題は、ホットセルと、ホットセルの外側に位置する測定装置との間で行われるサンプルの移送と交換を自動化すると共に、手操作で行われるサンプル移送管の上記利点をほぼ維持することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のサンプル交換装置は、ホットセル内に導入される装入・装出ポートと、ホットセルの外側の測定装置内に延びる移送部と、測定装置の内側で測定ビームにより走査される測定窓部と、装入・装出ポートとは反対側端部に位置する閉じた後端部とを有する管状収納容器を備える。放射性サンプルを受容する区分室が少なくとも一つ有る受け取り部が、装入・装出ポートと測定窓部との間を管状収納部を軸方向に通って延びる移送チャネルが配置される。ホットセル内で装入・装出ポートに位置付けられるとき、この受け取り部は遠隔マニプレーターにより装入・装出が可能となる。本発明の重要なアスペクトに従い、ネジ山付きスピンドルが移送チャネルの下の管状収納容器内に配置されるスピンドルチャネル内に回転自在に収容される。このネジ山付きスピンドルは、装入・装出ポートと測定窓部との間に亘って延びている。ステップ電動機が管状収納容器の外側に位置付けられ、管状収納容器の閉じた後端部を封止して通る連結器を介してネジ山付きスピンドルに連結されている。移送チャネル内で受け取り部を支持する長手方向案内の支持キャリッジがネジ山付きスピンドルに係合して、スピンドルが回転すると直進移動する。従って、サンプルのホットセルから測定装置へ、及びその逆の移送の全てが自動化され、遠隔マニプレータによる遠隔手操作を最早要しない。サンプル移送の自動化のため本発明のサンプル交換装置に用いられるリニア駆動装置は動作信頼性が高く、測定装置にサンプルを位置決めする位置決め精度も優れている。このリニア駆動装置はサンプル交換装置に一体化されるので、手操作でサンプルを移送する従来のサンプル移送管のように収納容器の断面を広くする必要がない。従って、前記従来技術の移送管と同様、本サンプル交換装置は現存のホットセルアダプタフランジへの設置が可能になる。最後に述べるが重要なこととして特に、本発明のサンプル交換装置には、その駆動装置の電気的構成部と機械的構成部が厳密に分離されていると云う特徴が有ることが理解されよう。フェイルセーフの機械的部品だけは、周囲条件（放射線、酸の蒸気等）が不利なホットセルのアルファ収納容器内に保持されている。ステップ電動機等の電気的構成部品は収納容器の外側に位置付けられ、保守及び交換のため容易にアクセスできるようにしてある。
【０００８】
本発明の好ましい一実施例においては、ネジ山付きスピンドルの一端を上記連結器に連結する差込連結装置と、ネジ山付きスピンドルの他端を支持する軸受けブロックとが更にサンプル交換装置に備わる。この軸受けブロックはスピンドルチャネルに摺動自在に嵌合しており、スピンドルチャネルはホットセル側から軸方向にアクセスし得、ネジ山付きスピンドルとその軸受けブロックがスピンドルチャネル側からホットセル側に軸方向に引き戻せ得るようになっている。従って、保守及び／または交換のためリニア駆動装置の汚れた機械的部品を遠隔マニプレータを介してホットセル側に引き戻せるようになっている。
【０００９】
スピンドルを取り外さずに、遠隔マニプレータを用いて支持キャリッジを容易に取り外し出来るようにするため好ましくは、ネジ山付きスピンドルの上半分のみに係合するネジ山付き係合手段をキャリッジが備える。従って、遠隔マニプレータを用いてキャリッジをネジ山付きスピンドルから簡単に取り外すことが出来る。
【００１０】
好ましい一実施例においては、支持キャリッジには支持ブロックが二つ備わり、その各々にはネジ山付きスピンドルの上半分にのみ係合するネジ山付き円筒状曲面が備わる。このブロックは下向きランナを介してスピンドルチャネル内の二つの横方向支持面に載って、スピンドルチャネル内で横方向を支持される。
【００１１】
支持キャリッジと受け取り部は勿論、互いに固定されて単一機素を形成するようにしても良い。だが保守を容易にし、異なる種の受け取り部を使用できるようにするため、受け取り部とキャリッジを二つの独立した機素であって、受け取り部と支持キャリッジ上の連動手段が協働して、受け取り部を支持キャリッジ上に位置付けるようにした方が良い。斯くして、位置決め精度に影響を与えずに、受け取り部を支持キャリッジから取り外すことが出来る。好ましい一実施例では、支持キャリッジには例えば、支持ブロック同士を連結し、受け取り部に支持面を与える支持板が備わり、協働して受け取り部を支持板に再現性のあるように位置付ける噛合手段が受け取り部と支持板に備わるようにする。
【００１２】
本発明の好ましい一実施例においては、受け取り部はマガジンであって、このマガジン内で軸方向に整列して配置される区分室数個がこれに備わる。マガジンの異なる区分室の各々が順次測定ビーム内に来るように、上記ステップ電動機の動作を制御手段が制御する。サンプル交換装置を斯く構成して、測定サンプル数個に付いて全自動測定が可能になることが理解されよう。
【００１３】
サンプルマガジンの異なる区分室を測定ビーム内に再現性のあるように位置決めするため制御手段がマガジンにスリット開口を備え、またこのスリット開口を通る測定ビームの強度を測定する手段と上記ステップ電動機とに動作関係に連結されるコンピュータ手段を備えるようにすると有利である。スリット開口は測定ビームが通ったまま駆動され、スリット開口を通る測定ビームの強度が最大になるステップ電動機の位置に対応するステップ電動機最終基準位置をこのコンピュータ手段が計算する。この最終基準位置は次いで、マガジンの区分室の各々を正確に測定ビーム内に位置付けるためステップ電動機が実行するステップのステップ数を計算するのに用いられる。
【００１４】
位置決め動作をスリット開口で容易化するため、測定窓部内の所定位置に支持キャリッジが来ると、それにより起動される位置検出器が本サンプル交換装置に更に備わる。この位置検出器と上記ステップ電動機に動作関係に連結されるコンピュータ手段が、支持キャリッジにより位置検出器が作動されるステップ電動機の位置に対応するステップ電動機の初期基準位置を計算する。この初期基準位置は次いで、測定ビームからの所定距離にスリット開口を位置付けるためステップ電動機が実行するステップ数を計算するのに用いられる。上記位置検出器は好ましくは、収納容器の後端部内で漏れ止め保護シース（ｓｈｅａｔｈ）に収容され、移送キャリッジに固定された金属製フラグの存在を検出する誘導型位置検出器である。
【００１５】
本発明はまた、高度に放射性のある物質に付いて自動測定するハイブリッドＫエッジ濃度計（ＨＫＥＤ）測定機構を提供することが理解されよう。
【００１６】
【実施態様】
図１に、シールド（遮蔽）された測定装置１０が備わる測定機構を概略的に示す。この測定装置１０は、本発明によるサンプル交換装置１４を介してホットセル１２に連結されている。
【００１７】
図１に示された例としての測定装置はハイブリッドＫエッジ濃度計（ＨＫＥＤ）、即ち種々形式の核物質（例えば放射反応炉燃料要素）の溶解後に得られる溶液中のウラニウムやプルトニウムの濃度の分析のために設計された特殊Ｘ線スペクトロメータである。この装置と測定技術の更なる詳細に付いては、文献「ハイブリッドＫエッジ・ＫＲＦ濃度計：原理・設計・動作」（Ｈ．Ｏｔｔｍａｒ，Ｈ．Ｅｂｅｒｌｅ，ＲｅｐｏｒｔＫｆＫ４５９０，１９９１，ＫｅｒｎｆｏｒｓｃｈｕｎｇｓｚｅｎｔｒｕｍＫａｒｌｓｒｕｈｅ）を参照。
【００１８】
ホットセル１２は充分にシールドされた密閉容器であって、その内部で高度に放射性の有る物質の遠隔マニプレータ１６による操作が可能である。ホットセルの環境を特徴付けるのは、高度に腐食性の有る酸蒸気の存在と、極端なレベルのγ線である。遠隔マニプレータ１６と対向して、標準的アダプタフランジ１８がホットセル１２の壁２０に位置している。そして、管状収納容器２２の前方端が標準的アダプタフランジ１８を通ってホットセル１２内に貫通している。だが、管状収納容器２２の大半はホットセル１２から突出していて、ホットセル１２の外側に位置する遮蔽測定装置１０内の空洞に貫通する安全で、漏れのない収納容器を提供している。
【００１９】
更に図１を参照して、ホットセル１２のサンプル交換装置前方端に位置付けられた装入・装出ポートには、参照番号２４が指し示す受け取り部の例としてのマガジン２４が設けられている。このマガジン２４に入っている６個の測定サンプル用容器２６は、装入・装出ポート内マガジンに遠隔マニプレータ１６によって挿入されたものである。サンプル交換装置１４はマガジン２４を管状収納容器２２内のチャネル２８を通って、測定装置１０内の測定位置に自動的に移送する。測定位置では、マガジンは破線で示され、参照番号２４’で識別されている。その後、このサンプル交換装置はサンプル容器２６の各々を高度に照準化されたＸ線ビーム内に位置付け、サンプルの各々をＨＫＥＤが順次測定出来るようにする。マガジン２４に入っている全サンプルの測定が完了すると、サンプル交換装置はマガジン２４を装入・装出ポート位置に送り戻し、そこで容器２６を遠隔マニプレータ１６によってマガジン２４から容易に取り出すことが出来る。
【００２０】
次に、サンプル交換装置１４の構造を図２〜図９を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図２及び図３に、サンプル交換装置１４のより詳細を示す。管状収納容器が５つの部分に分けられることが注目されよう（図２）。即ち、
ａ）装入・装出ポートＡ。ホットセル１２の内側に位置し、容器マガジン２４がこの装入・装出ポートＡ内の装入・装出位置に有るとき、遠隔マニプレータ１６の容易に届く範囲に容器２６が有るようにする。
ｂ）シール部Ｂ。ホットセル１２の標準アダプタフランジ１８内に受容される。
そこでアダプタフランジ１８がα粒子に対する漏れ止めシール保護を与える。
ｃ）移送部Ｃ。アダプタフランジ１８から測定装置１０内に延び、収納及び遮蔽機能を提供する。
ｄ）測定窓部Ｄ。チャネル２８の各側に測定窓３０、３２を設け、それにＸ線発生器、Ｘ線蛍光分析計（ＸＲＦ）及びＫエッジ濃度計（ＫＥＤ）が例えば図１に示されているように連結されるようにする。
ｅ）後端部Ｅ。これにステップ電動機３４が固定され、それ自体はクランプ３８（図３参照）を介して取付板３６上に支持されている。
【００２２】
図５〜図７に、サンプル交換装置１４の管状収納容器２２の部分Ａ、Ｄ及びＥの断面図を示す。この管状収納容器２２は、管状収納容器２２の中心線を通る垂直面の領域で電子ビーム溶接により互いに連結された二つの高品位ステンレス鋼シェル２２’、２２”から構成されていることが先ず注目されよう。組み立て前、二つのシェル２２’、２２”の各々内で移送チャネル２８の半分がフライス削りされる。チャネル２８の断面は、容器２６が入れられるキャリッジ２４の断面より僅かに大きいだけである。
【００２３】
本発明の重要なアスペクトに従って、第二のチャネル４２が移送チャネル２８の下にその全長に亘って延びている。このチャネル２８は、マガジン２４をその装入・装出位置とその測定位置間で移動し、また容器を測定位置に調節するスピンドル駆動装置を収容するものであり、従って以後、これを「スピンドルチャネル４２」と云う。
【００２４】
次に、図５、８及び９を同時に参照して、スピンドル駆動装置をより詳細に説明する。これには、特殊連結器４６（図８参照）を介してステップ電動機３４の出力軸に連結され、スピンドルチャネル４２の全体を通って装入・装出ポート内に延び、その第二の端部が軸受けブロック４８（図８参照）で支持されたネジ山付きスピンドル４４が備わる。マガジン２４の移送キャリッジには、二つの支持ブロック５０、５２と、これ等を連結し、マガジン２４の支持面を移送チャネル２８に得る支持板５４とが備わる。図５から最も良く分かるように、支持ブロック５０、５２には各々、ネジ山付きスピンドル４４の上半分にのみ係合（螺合）するネジ部を持った円筒状曲面が有る。支持ブロック５０、５２はスピンドルチャネル４２内で横方向に案内され、下向きランナ５６’、５６”を介してスピンドルチャネル４２内の二つの横方向支持面に戴置している。リブ５７’、５７”がスピンドルチャネル４２内に横向きに突出して、スピンドルチャネル４２内のネジ山付き支持ブロック５０、５２に垂直限界ストッパーを提供する。支持ブロック５０、５２と支持板５４はポリエチレンで製作すると好ましいことに留意されよう。
【００２５】
図８及び９により詳細に示されているように、マガジン２４は支持板５４上に乗っている。マガジン２４の底部から下方に突出する脚５８（図１０及び１２も参照）が支持板５４に設けられた対応する開口５９に受け止められており、それによってマガジン２４は支持板５４上の再現性有る位置にインターロックされている。
【００２６】
次に、図４、５及び９を同時に参照して、装入・装出ポートＡをより詳細に説明する。このＡ部で、管状収納容器２２はホットセル１２内に突出する一種のバルコニーになっており、そこでサンプル交換装置１４の装入・装出ポートを形成する。このバルコニーでは、チャネル２８の断面は開いている、即ちマガジン２４の下半のみがチャネル２８に受容されている。マガジン２４の上半分とその内部にある容器２６には、遠隔マニプレータ１６が自由に近づくことが出来る。マガジン２４の交換を要する場合、マガジン２４を移送キャリッジの支持板５４上に位置合わせするため、二つの案内輪郭面６０’、６０”が、横方向の案内を行う。これ等の案内輪郭面６０’、６０”は消耗部品であり、例えばポリエチレンで組成するのが好ましい。それらは固定ネジ６２’、６２”をネジ戻すことにより、遠隔マニプレータ１６で容易に取り外すことが出来る。図４において、参照番号６４はスピンドルチャネル４２を軸方向に閉じて、スピンドルチャネル４２内の軸受けブロック４８に軸方向限界ストッパーを提供するフラップを示す。固定ネジ６８が緩められると、このフラップ６４は軸６６の周りを矢印７０の方向に旋回されることができ、スピンドルチャネル４２に軸方向に無制限にアクセスすることが出来る。その結果、遠隔マニプレータ１６はスピンドル４４、軸受けブロック４８及び移送キャリッジをスピンドルチャネル４２からホットセル１２内に軸方向に引き出すことが出来る。同様にして、新たなスピンドル４４と新たな軸受けブロック４８を容易に取り付けることが出来る。但し、新たなキャリッジを取り付けるには、先ず輪郭面６２’、６２”を外し、次いで上方から移送チャネル２８およびリブ５７’、５７”内の適当なカットアウトを通して、キャリッジをスピンドルチャネル４２に導入する方が容易かもしれない。
【００２７】
管状収納容器２２のＢ部とＣ部は両方とも、形状が円筒状である。これ等の二部分はマガジン２４に、遮蔽機能と、且つ漏れのない移送収納機能を与えている。図６に示されているように、管状収納容器２２の円筒状形状は測定窓部Ｄでかなり平たくなっており、測定装置が被測定サンプルが入ったマガジン２４に最接近できるようにしている。測定窓３０及び３２は、測定位置に有るマガジン２４の中心面に対して対称に配置された二つの平らな、薄い壁である。測定窓３２には、測定ビームが通れるように測定窓４２の厚みを局部的に薄くする溝７２が備わる。
【００２８】
図８に示されているように、チャネル２８は端部Ｅに延入し、そこで閉じ板７４で気密に密閉されている。この閉じ板はネジ山付きスピンドルに対する特殊連結器４６と、キャリッジの支持板５４に取り付けられた金属製フラグ７８を受容する空洞７６とを収容している。図７に示されているように、クロスホールが空洞７６に入っている。このクロスホールは、位置検出器８０、好ましくは誘導式位置検出器が取り付けられた漏れ止め保護シース８１を収容するものである。この位置検出器８０は空洞７６内のフラグ７８の位置を検出し、それによりマガジン２４を支持する移送キャリッジの位置を検出するのに用いられる。それはリミットスイッチとして作用し、移送キャリッジを停止し、ステップ電動機の基準位置を定める。断面が閉じ板７４より僅かに大きい遮蔽板８２がステップ電動機３４を、管状収納容器２２により形成される放射能防御収納容器部から分離している。
【００２９】
再度図８を参照して、閉じ板７４に収容された特殊連結器はその一端にネジ山付きスピンドル４４の自由端に対する差込式連結システム８４を、他端にステップ電動機３４に対する連結軸８５を備えていることが注目されよう。この連結軸８５は遮蔽板８２内の通路を通っている。例えば二つのシール環８６を備える軸シールが、閉じ板７４の室内にシールされて収容された静止シェル８８と、連結器４６の回転軸９０との間に配置されている。この二重軸シールにより、放射性が有り、且つ腐食性の有るガスが連結軸８５を通って外部に、またステップ電動機３４の内部に漏れるのが回避される。このよにして電気的構成部品と機械的構成部品との厳密な分離が達成され、電気的構成部品が収納部の外側にあって、容易にアクセスおよび交換が出来るようすると共に、収納部を放射能汚染や腐食性の高いガスから防御している。
【００３０】
図１０、１１及び１２は、サンプル交換装置１４に用いるマガジン２４のより詳細な図である。図示のマガジン２４は、マガジン内に軸整列して配置された６個の区分室１００_ｉを画成するもので、該区分室１００_ｉはサンプル容器２６_ｉを内部に受容して、容器がマガジン２４内に再現性良く、正確に位置決められるように構成されている。勿論、６個を上回る、または下回る区分室を有するマガジンで動作することは可能である。例えばチタン製として良いマガジン２４は二つの側壁１０２及び１０４を有して、室１００_ｉを画成している。二つの側壁１０２及び１０４の各々は各区分室１００_ｉに対して測定開口１０６_ｉを備え、一区分室１００_ｉの二つの測定開口が互いに対向して配置されて、各々の室１００_ｉに置かれた容器２６_ｉを通る測定ビーム経路を形成するようにしている。
【００３１】
参照番号１０８は、マガジン２４に組み込まれたスリット開口を指す。このスリット開口１０８は幅が極めて小さく（例えば幅０．２ｍｍ）、このスリット開口１０８を通るビームの強度分布の測定、評価することにより、マガジン２４を高精度（０．０５ｍｍ以上）で位置決めするのに用いられる。
【００３２】
サンプル交換装置１４の通常の動作は次の通りである。作業者は遠隔マニプレータ１６を用いて放射性被分析サンプルの入った容器２６を、装入・装出ポートＡに位置するマガジン２４の区分室１００に入れる。マガジン２４の装入が終わると、測定コンピュータ１１０による自動測定プロセスが開始される（図２参照）。この測定プロセスには以下の工程（ステップ）が有る。
ａ）スピンドル駆動装置を用いて、移送キャリッジをマガジン２４と共にＥ部方向に駆動する。
ｂ）移送キャリッジのフラグ７８を位置検出器８０で検出し、移送キャリッジをＥ部内の所定位置で停止する。
ｃ）ステップカウンタの所定基準位置として、Ｅ部における移送キャリッジの上記所定位置を用いる。
ｄ）ステップ電動機３４を所定ステップ数駆動して、マガジン２４におけるスリット開口１０８を高照準測定ビームから所定微小距離に位置付ける。パイロット（試験）装置では、スリット開口１０８は高照準Ｘ線ビームから、例えば１ｍｍの距離に位置付けられる。
ｅ）ステップ電動機３４を所定ステップ数駆動して、測定ビームを通してスリット開口１０８を駆動する。パイロット装置では、ステップ電動機３４の駆動は、例えば２０ステップ、各ステップは０．１ｍｍの増分である。スリット開口１０８の移動距離は従って、スリット開口１０８の幅の１０倍である。
ｆ）各ステップに付いて、スリット開口１０８を通る測定ビームの強度を測定する。パイロット装置では、Ｋエッジ検出器がスリット開口１０８を通る、例えば高収束Ｘ線ビームの強度を測定する。
ｇ）ビーム強度最大値（即ち、スリット開口が測定ビーム内に最良に合わされた位置）を、ステップ電動機３４の駆動ステップ数の関数として計算（例えば、最小二乗法を用いて）し、ステップ電動機３４のこの位置を新しい基準位置とする。
ｈ）新しい基準位置に基づき、マガジン２４の区分室１００_ｉの各々を正確に測定ビーム内に位置付けるために駆動されるステップ電動機３４のステップ数を計算する。ここで、スリット開口１０８と各区分室の中心線間の距離は高精度（例えば、寸法誤差０．０１ｍｍ以内））で既知である。
ｉ）ステップ電動機３４の駆動を、計算済み駆動ステップ数で順次行い、マガジン２４の区分室１００_ｉの各々測定ビームに合わせ、各区分室に入っているサンプルに付いての測定を行う。
ｊ）移送キャリッジをマガジン２４と共に駆動して、Ａ部に戻し、全サンプルの測定を完了する。
【００３３】
リニア駆動機構の故障の際、本発明のサンプル交換装置は機械的修正を要することなく、測定サンプルの手操作による交換のためのサンプル移送管として使用が可能であることが理解されよう。この場合、マガジン２４をキャリッジから外し、特殊搬送そり２００（図１３参照）を装入・装出ポートＡの移送シャネル２８に導入する。横方向ランナ２０２、２０４が搬送そり２００を、スピンドルチャネル４２の各側で移送チャネル２８に位置する滑り面上に支持する。搬送そり２００は支持キャリッジ上を滑走し、一方、支持キャリッジのフラグ７８がそり内の横方向チャネルを通って動くものと想定される。従って、本サンプル交換装置が手操作サンプル移送管として用いられる場合でも、支持キャリッジはサンプル交換装置に留まって良い。そりにはその後端部に空洞が備わっており、受け取り部を測定サンプルと共に受け取る。移送チャネル２８より僅かに長い操作ロッドが関節形式でそりの後端部に連結されて、そりが遠隔マニプレータ１６で測定窓部内に押し込まれるようにする。そりの前方端には、収納容器２２（図８参照）の端部Ｅに設けられる軟鉄板２１０と協働して、測定中にそりを固定しておくマグネット２０８が支持されている。そりの前方端に有るマグネット２０８とそりの後端部に測定サンプルを備えた受け取り部の中心線との間の距離は、そり上でマグネットを軸方向に移動出来る調整ネジにより、変更が可能である。斯くして、サンプル受け取り部の測定位置を高精度で管状収納容器２２の測定窓部に予め設定することが可能になる。サンプルの測定が終われば、そりはロッドおよび遠隔マニプレータ１６を介して装入・装出ポートＡ内に引き戻される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるサンプル交換装置を備えたハイブリッドＫエッジ濃度計（ＨＫＥＤ）測定機構の模式的断面図である。
【図２】このサンプル交換装置の上面図である。
【図３】このサンプル交換装置の側面図である。
【図４】図２及び図３でこのサンプル交換装置を矢印方向に視た端面図である。
【図５】断面が図２及び図３で矢印５、５’で識別されている、このサンプル交換装置の断面図である。
【図６】断面が図２及び図３で矢印６、６’で識別されている、このサンプル交換装置の断面図である。
【図７】断面が図２及び図３で矢印７、７’で識別されている、このサンプル交換装置の断面図である。
【図８】断面が図２及び図３で矢印８、８’で識別されている、このサンプル交換装置の断面図である。
【図９】断面が図２及び図３で矢印９、９’で識別されている、このサンプル交換装置の断面図である。
【図１０】このサンプル交換装置のための一サンプルマガジンの立面図である。
【図１１】図１０のサンプルマガジンの上面図である。
【図１２】図１０のサンプルマガジンの端面図である。
【図１３】このサンプル交換装置を手操作移送管として用いるためのものとして想定される搬送そりの端面図である。

Claims

ホットセル（１２）と、該ホットセル（１２）の外側に位置する高放射性物質の濃度測定装置（１０）との間で放射性サンプルを移送するサンプル交換装置であって、
上記ホットセル（１２）内に導入される装入・装出ポート（Ａ）と、上記ホットセル（１２）の外側に有る上記測定装置（１０）内に延びた移送部（Ｃ）と、上記測定装置（１０）の内側で測定ビームにより走査される測定窓部（Ｄ）と、上記装入・装出ポート（Ａ）の反対側端部に位置する閉じた後端部（Ｅ）とを有する管状収納容器（２２）と、
上記放射性サンプルを受容する区分室を少なくとも一つ有する受け取り部（２４）とを備え、上記装入・装出ポート（Ａ）と上記測定窓部（Ｄ）の間を上記管状収納容器（２２）を通して軸方向に延びる移送チャネル（２８）内に上記受け取り部が配置されたサンプル交換装置において、
ネジ山付きスピンドル（４４）が上記移送チャネル（２８）の下の上記管状収納容器（２２）内に配置されたスピンドルチャネル（４２）に回転自在に収容されており、このネジ山付きスピンドル（４４）は、上記装入・装出ポート（Ａ）と上記測定窓部（Ｄ）の間を延びること、
上記管状収納容器（２２）の外側にステップ電動機（３４）があること、
連結器（４６）が上記ステップ電動機（３４）を上記ネジ山付きスピンドル（４４）に連結し、前記連結器（４６）は上記閉じた後端部（Ｅ）を窓封的に通っていること、
上記受け取り部（２４）を上記移送チャネル（２８）内で支持しており、上記ネジ山付きスピンドル（４４）に係合し、該スピンドル（４４）が回転すると直進移動するように長手方向に案内された支持キャリッジとを備えること、
を特徴とするサンプル交換装置。
更に、
前記ネジ山付きスピンドル（４４）の一端を前記連結器（４６）に連結する差込連結器（４６）と、
前記ネジ山付きスピンドル（４４）の他端を支持するもので、前記スピンドルチャネル（４２）に摺動自在に嵌合する軸受けブロック（４８）とを備え、
前記スピンドルチャネル（４２）には前記ホットセル（１２）側からアクセスできるようになっていて、前記ネジ山付きスピンドル（４４）とその軸受けブロック（４８）とが上記スピンドルチャネル（４２）側から上記ホットセル（１２）側に引き戻され得る構成である請求項１に記載のサンプル交換装置。
前記ネジ山付きスピンドル（４４）の上半分にのみ係合するネジ山付き係合手段を前記支持キャリッジが備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のサンプル交換装置。
前記支持キャリッジが二つの支持ブロック（５０，５２）を備え、該各支持ブロック（５０，５２）が、
前記ネジ山付きスピンドル（４４）の上半分にのみ係合するネジ部を有する円筒状曲面と、
前記スピンドルチャネル（４２）内で横支持面に支えられた下向きランナ（５６’，５６”）を備えることを特徴とする請求項３に記載のサンプル交換装置。
前記各支持ブロック（５０、５２）が前記スピンドルチャネル（４２）内で横向きに案内されることを特徴とする請求項４に記載のサンプル交換装置。
前記受け取り部（２４）と前記支持キャリッジ上に有って、前記受け取り部を支持キャリッジ上に再現自在に位置決めするように協働する噛合手段を備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載のサンプル交換装置。
前記支持ブロック（５０、５２）に連結され、前記受け取り部（２４）に支持面を提供する支持板（５４）を前記支持キャリッジが更に備え、
上記受け取り部（２４）および上記支持板（５４）は、上記受け取り部（２４）を上記支持板（５４）上に再現可能に位置決めするための噛合手段（５８，５９）を含むことを特徴とする請求項４または請求項５に記載のサンプル交換装置。
前記受け取り部（２４）がマガジンであり、該マガジンには該マガジン内で軸方向に並んで配置された数個の区分室（１００）が備っていること、および
前記ステップ電動機（３４）には制御手段が連携しており、該制御手段は該ステップ電動機（３４）を制御して、前記マガジンの異なる前記区分室（１００）の各々を順次、測定ビーム内に位置付ける得るようにしたことを特徴とする請求項１〜７の何れか一つに記載のサンプル交換装置。
前記制御手段には、
前記マガジンに有るスリット開口（１０８）と、
上記スリット開口（１０８）を通る測定ビームの強度を測定する手段と、前記ステップ電動機（３４）とに作動関係に連結されたコンピュータ手段（１１０）とを備え、
上記開口（１０８）を通る測定ビームの強度が最大となる上記ステップ電動機（３４）の位置に対応する、上記ステップ電動機（３４）の最終基準位置と、
上記区分室（１００）の各々を正確に測定ビーム内に位置付けるために上記ステップ電動機（３４）が生ずべきステップ数とを、上記コンピュータ手段（１１０）が上記基準位置に基づいて計算できることを特徴とする請求項８に記載のサンプル交換装置。
前記制御手段が、
前記管状収納容器（２２）の外側に位置するものであって、前記支持キャリッジが前記測定窓部（Ｄ）内の所定位置に有るとき上記支持キャリッジにより作動される位置検出器（８０）と、
上記位置検出器（８０）と前記ステップ電動機（３４）とに作動関係に連結されたコンピュータ手段（１１０）であって、
上記位置検出器（８０）が上記支持キャリッジにより起動される上記ステップ電動機（３４）の位置に対応する、該ステップ電動機（３４）の初期基準位置と、
前記スリット開口（１０８）を測定ビームから所定位置に位置付けるために上記ステップ電動機（３４）が生ずべきステップ数とを計算するコンピュータ手段（１１０）とを備えることを特徴とする請求項９に記載のサンプル交換装置。
前記位置検出器（８０）が前記収納容器（２２）の後端部（Ｅ）内の漏れ止めシース（８１）に収容された誘導位置検出器であり、前記支持キャリッジが上記誘導位置検出器と協働する金属フラグ（７８）を備えることを特徴とする請求項１０に記載のサンプル交換装置。
前記管状収納容器（２２）が、前記ホットセル（１２）のアダプタフランジ（１８）に封止して受容されるシール部（Ｂ）を有することを特徴とする請求項１〜１１の何れかに記載のサンプル交換装置。
前記管状収納容器（２２）が、前記測定窓部（Ｄ）内で扁平化した円筒形状を前記移送部（Ｃ）に有することを特徴とする請求項１〜１２の何れか一つに記載のサンプル交換装置。
請求項１〜１３の何れか一つに記載のサンプル交換装置を備えること、かつ前記測定装置はハイブリッドＫエッジ濃度計であることを特徴とする濃度測定機構。
アダプタフランジ（１８）を備えたホットセル（１２）を有し、前記管状収納容器（２２）は該ホットセル（１２）の該アダプタフランジ（１８）内に封止して受容される請求項１４記載の濃度測定機構。