JP5361641B2

JP5361641B2 - 耐放射性カメラ装置

Info

Publication number: JP5361641B2
Application number: JP2009222678A
Authority: JP
Inventors: 洋一中村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2009-09-28
Filing date: 2009-09-28
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2029-09-28
Also published as: JP2011071877A

Description

本発明は、例えば原子力施設に於ける原子炉の燃料交換機の作業監視等、高放射線環境下に於ける各種の作業監視、状態監視等に用いられる耐放射性カメラ装置に関する。

原子力施設に於ける、原子炉の燃料交換制御室、廃棄物処理場等、強放射線環境下に於いては、高速中性子やγ線の照射により損傷を受けるＣＣＤやＣＭＯＳといった撮像素子を使用した工業用ＴＶカメラ（ＩＴＶ）を使用することができず、耐放射線用として特殊用途向けに開発された特殊撮像管（ビジコン）を用いた耐放射性カメラが用いられていた。

しかしながら、従来この種の特殊撮像管（ビジコン）を用いた耐放射性カメラは、非常に高価であるとともに、撮像された画像がモノクロ画像で出力されることから色彩判別等による詳密な監視が行えず監視性能面で問題があった。また、耐放射線ＩＴＶにおいては、撮像素子やその他電子回路の耐放射線化だけでなく、光学系も耐放射線化する必要がある。さらに、光学系の材料として従来鉛ガラスが使用されていたが、近年、環境負荷の低減を考慮して鉛ガラスは使用されなくなってきている。

このような問題を解決する手段として、ＣＣＤやＣＭＯＳといった撮像素子を高速中性子遮蔽材やγ線遮蔽材で覆い、ＩＴＶカメラにて撮影対象物を監視する場合を除いては、放射線源から直接放射線を浴びない位置に当該ＩＴＶカメラを退避させるようにしたもの（特許文献１、特許文献２）、凹反射鏡により像を監視することにより直接レンズや、撮像素子に直接放射線が照射されないようにしたもの（特許文献３）などが提案されている（特許文献１）。

特開２００３−２８９４５８号公報特開２００４−３４３１９５号公報特開２００１−２８５６９０号公報

しかしながら、上記特許文献１、特許文献２に記載のように撮影対象物の監視時以外にカメラを放射線源から退避させるようにしたものは、連続監視が必要なシステムにとっては採用できず、また特許文献３に記載のように凹反射鏡により、レンズなどの光学要素に放射線が照射されないようにしたものは、反射鏡の材質であるガラスなどが放射線の照射による電離作用によってガラス中に正孔／電子対を生じ、その正孔または電子が不純物イオンに捕獲されて結果として褐色の着色（ブラウニング）が生じることより、長期の使用には耐えられないという問題があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、原子力施設に於ける原子炉の燃料交換機制御室、廃棄物処理場等の強放射線環境下に於いて、長期間の連続監視が可能であって、しかも安価かつ取り扱いの簡便な耐放射性カメラ装置を提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、本発明に係る耐放射性カメラ装置は、内部に耐放射性カメラと第１の反射鏡とを有し、側面に監視対象物の像を前記第１の反射鏡に導く開口部を備えた角筒状の放射線遮蔽材からなるカメラケースと、前記側面に軸支された回転軸に支持部材を介して回動自在に配置された角筒状の放射線遮蔽材からなる複数の反射鏡ケースと、を具備する耐放射性カメラ装置であって、前記各反射鏡ケースは、端面に設けられ監視対象物の像を導く第１開口部と、前記像の光路を変換する第２の反射鏡と、前記カメラケース側面側に設けられ前記第２の反射鏡からの像を前記第１の反射鏡に導く第２開口部とを有し、前記複数の反射鏡ケースを回動させることにより、前記複数の反射鏡ケースのうちの一つの前記第１開口部を前記監視対象物に対向させるとともに、当該反射鏡ケースの前記第２開口部と前記カメラケースの前記開口部を一致させ、前記第２の反射鏡で捕えた監視対象物の像を前記第１の反射鏡に反射させて前記耐放射性カメラに導くことを特徴とする。

本発明によれば、原子力施設に於ける原子炉の燃料交換機制御室、廃棄物処理場等の強放射線環境下に於いて、長期間の連続監視が可能であって、しかも安価かつ取り扱いの簡便な耐放射性カメラ装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る耐放射性カメラ装置の全体構成を示す図。本発明の実施形態に係る耐放射性カメラ装置のカメラケースを示す図。本発明の実施形態に係る耐放射性カメラ装置の反射鏡ケースを示す図。本発明の実施形態に係る耐放射性カメラ装置の他の反射鏡ケースを示す図。

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
本発明の実施形態に係る耐放射性カメラ装置を、図１〜４を用いて説明する。
図１の耐放射性カメラ装置は、カメラケース１、一対の反射鏡ケース２ａ、２ｂ及び、反射鏡ケース２ａ、２ｂをカメラケース１に支持する支持部材３を備えている。図２にはカメラケース１が示され、同ケース１は耐放射性カメラ４のレンズの光軸上（開口部５）を除いて高速中性子遮蔽材並びにγ線遮蔽材で覆われている。高速中性子遮蔽材としては黒鉛、酸化ガドリニウムなど、また、γ線遮蔽材としては鉛、タングステン、酸化タングステンあるいはこれらの混合物など公知の材料を用いることができる。カメラケース１の内部には、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を備えた耐放射性カメラ４及び反射鏡６が収納されており、耐放射性カメラ４と反射鏡６とは開口部１１を介して対向配置されている。耐放射性カメラ４は、図示しない撮像信号を反転させる回路を介して、前記反射鏡６により、左右反転した映像を補正し、別途用意された監視モニタへの出力映像信号を送出する。なお、カメラケース１には支持部材３と対抗した面に支持部材３を取り付ける取付孔７が設けられている。

図３には、前記支持部材３の両側面に接続された一対の反射鏡ケース２ａ、２ｂが示されている。支持部材３には、駆動機構（図示せず）により回転駆動される回転軸１０が挿入される長孔１２が設けられ、長孔１２を中心にして左右対称に、反射鏡ケース２ａ、２ｂの反射鏡９ａ，９ｂ、開口ガラス８ａ，８ｂ、開口５ａ，５ｂがそれぞれ設けられた構造となっている。１組の反射鏡９ａ，９ｂは監視対象物に対し４５度の角度をもって配置され、捕らえた監視対象物の像を、反射鏡６により直角方向に反射させて撮像素子の光軸上のレンズに導くようになっている。また、開口ガラス８ａ，８ｂは開口５ａ，５ｂと直交する反射鏡ケース２ａ、２ｂの側面にそれぞれ設けられている。なお開口５ａ，５ｂも開口ガラス８ａ，８ｂと同様に、雰囲気内の塵芥対策としてガラス板を設けても良い。

このような耐放射性カメラ装置において、図１の矢印方向で示されるように、対象物近傍からの高速中性子並びにγ線などの放射線は、高速中性子遮蔽材並びにγ線遮蔽材で覆われていない反射鏡ケース２ａの開口ガラス８ａ、反射鏡９ａを透過することとなるが、反射鏡９ａの像を撮像素子の光軸上のレンズに導くカメラケース１の反射鏡６には、カメラケース１の対象物に対向する側面が高速中性子遮蔽材並びにγ線遮蔽材で覆われており、ケース内部に進入せず反射鏡６は放射線の影響を受けることはない。

しかしながら、対象物に対向する開口ガラス８ａ、反射鏡９ａに使用しているガラス材は、一定の期間(例えば１〜２年)が経過すると放射線の照射による褐色の着色（ブラウニング）が生じる場合がある。この場合は、図示しない遠隔操作により回転軸１０を操作し、反射鏡ケース２ａを１８０度回転させることによって、ブラウニングの発生した反射鏡９ａを、まだ放射線の影響を受けていない反射鏡９ｂを収納した反射鏡ケース２ｂに変更し、継続して監視対象物の監視が行える。

図４には、反射鏡ケースの異なる実施例が示されている。すなわち図３の反射鏡ケースは、反射鏡の変更に際して反射鏡ケースを１８０度回転させるものであるが、図４の反射鏡ケースは９０度回転するものでより長期にわたって反射鏡の変更が可能となる。この反射鏡ケース２は全体として十字形をなしており、図３の例と同じく、回転軸１０が挿入される長孔１２設けられ、長孔１２を中心にして上下左右対称に、反射鏡９ａ〜９ｄ、開口ガラス８ａ〜８ｄ、開口５ａ〜５ｄがそれぞれ設けられた構造となっている。また、反射鏡と対象構造物との位置関係、反射鏡ケースにおける開口ガラスと開口との位置関係は図３のものと同様である。なお、ここでは反射鏡ケースが２個、４個の例について説明したが、反射鏡ケースと支持部材との配置形態に応じて、反射鏡ケースを、３個、５個以上でも実施でき、また、ここでは支持部材として箱状の部材の例について説明したが、回転軸に棒状部材を放射状に取付けたものであっても実施できる。
以上説明したように、本実施形態によれば、長期間の連続監視が可能であって、しかも安価かつ取り扱いの簡便な耐放射性カメラ装置を提供することができる。

１…カメラケース、２ａ〜２ｄ…反射鏡ケース、３…支持部材、４…耐放射性カメラ、５，５ａ〜５ｂ，１１…開口部、６…反射鏡（第１の反射鏡）、７…取付孔、８ａ〜８ｄ…開口ガラス（ガラス板）、９ａ〜９ｄ…反射鏡（第２の反射鏡）、１０…回転軸、１２…長孔。

Claims

内部に耐放射性カメラと第１の反射鏡とを有し、側面に監視対象物の像を前記第１の反射鏡に導く開口部を備えた角筒状の放射線遮蔽材からなるカメラケースと、前記側面に軸支された回転軸に支持部材を介して回動自在に配置された角筒状の放射線遮蔽材からなる複数の反射鏡ケースと、を具備する耐放射性カメラ装置であって、
前記各反射鏡ケースは、端面に設けられ監視対象物の像を導く第１開口部と、前記像の光路を変換する第２の反射鏡と、前記カメラケース側面側に設けられ前記第２の反射鏡からの像を前記第１の反射鏡に導く第２開口部とを有し、前記複数の反射鏡ケースを回動させることにより、前記複数の反射鏡ケースのうちの一つの前記第１開口部を前記監視対象物に対向させるとともに、当該反射鏡ケースの前記第２開口部と前記カメラケースの前記開口部を一致させ、前記第２の反射鏡で捕えた監視対象物の像を前記第１の反射鏡に反射させて前記耐放射性カメラに導くことを特徴とする耐放射性カメラ装置。
少なくとも前記第１開口部にはガラス板を配設したことを特徴とする請求項１記載の耐放射性カメラ装置。