JP5398670B2

JP5398670B2 - 中性子測定装置

Info

Publication number: JP5398670B2
Application number: JP2010195043A
Authority: JP
Inventors: 真竹村; 晋内藤; 俊吾櫻井; 崇之石毛
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2010-08-31
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2030-08-31
Also published as: JP2012052889A

Description

本発明は、中性子を測定する中性子測定装置に関する。

現行の加圧水型原子炉、沸騰水型原子炉等の軽水炉においては、炉心内の局所的中性子強度を測定するため、炉心内に炉内中性子検出器を設置している。これら炉内中性子検出器の信号ケーブルを取り出すため、原子炉容器には、貫通部が設けられている。

もし、原子炉容器の外に設置した中性子検出器で、炉心内の局所的な中性子強度を測定できるならば、炉内中性子検出器を設置する原子炉容器の貫通部を無くすことができる。その結果、検査箇所が削減され、定期点検短縮につながり、原子炉稼働率が向上する。

この様な技術として、炉心の軸方向の中性子強度を炉心側面に並べた測定装置により測定する技術がある（特許文献１）。

特許第４３８０９９４号公報

しかしながら、中性子測定装置を単純に並べただけでは炉外での中性子束分布は分かるが、その中性子が炉心のどの部分から来た中性子であるか分からないため、炉心の中性子束分布を測ることはできない。中性子の飛来方向を限定することができれば炉心の測定したい方向からの中性子を選択的に測定できる。その手段としては、中性子減速材とスリットを組み合わせたコリメータを用いる方法がある。しかし、この方法でも原子炉容器からの散乱による中性子により測定精度は悪くなる。

そこで本発明では、2種類の中性子減速材を組み合わせて散乱された中性子を減少させる中性子測定装置を提供する。

本発明に係る中性子測定装置は、中性子検出素子と、この中性子検出素子の中性子入射面側に配置された第１の減速材と、この第１の減速材の中性子入射面及び前記中性子検出素子と接する面以外を覆うように配置された第１の減速材より減速効果の高い第２の減速材から成ることを特徴とする。

本実施例によれば、中性子源で発生した中性子のうち隔てた場所にある散乱体で散乱された中性子を遮蔽できるため、中性子源での発生位置の測定精度を向上させることができる。

本発明の第１の実施の形態を示す構成図。本発明の第１の実施の形態の説明図。本発明の第２の実施の形態を示す構成図。

（実施例１）
本発明の実施例を図１〜２を参照して説明する。

図１において、中性子検出素子１の中性子入射方向に第１の減速材２が配置されている。この第１の減速材２の中性子入射面及び中性子検出素子１と接する面以外を覆うように減速効果の高い第２の減速材３が配置される。中性子検出素子１は波高弁別器９に接続されている。

中性子源４で発生した中性子５は散乱体６を通過する。このとき一部の中性子５は散乱する。散乱体６で散乱された中性子７はエネルギーが減少し、散乱されずに通過した中性子８よりエネルギーが低くなる。

第２の減速材３に到達した散乱された中性子７及び散乱されていない中性子８は高い減速効果により通過できず、中性子検出素子１に到達できない。また、第１の減速材２に到達した散乱された中性子７はエネルギーが低いため通過できず、中性子検出素子１に到達できない。散乱されていない中性子８は中性子検出素子１に到達するので検出される。中性子検出素子１から出力された検出パルス信号は波高弁別器９に送られる。

よって、第２の減速材３により、中性子検出素子１へ入射する中性子の入射方向は制限される。また、第１の減速材２により、途中で散乱された中性子７は遮蔽される。この結果、中性子検出素子１で測定される中性子は測定したい方向から散乱されずに到達した中性子８のみとなり、中性子源４のある特定の場所から発生した中性子を測定することとなる。また、中性子検出素子１から発生する信号パルスの中にはガンマ線などの他の放射線起因のものがあるが、波高弁別器９によって、パルス波高を弁別することにより、中性子による信号のみを選別できる。

第１の減速材２と第２の減速材３としては、例えば第１の減速材を低密度ポリエチレンとし、第２の減速材３を高密度ポリエチレンにする。第２の減速材３には遮蔽効果を高めるためボロン入りのポリエチレンを用いても良い。

次に、中性子検出素子１による測定についての計算例を図２に示す。図２は第１の減速材２を用いた場合とその部分を減速効果がほとんどない部材とした場合での、測定について計算した例である。第１の減速材２によって測定精度が向上しているのが分かる。

以上より明らかなように、本実施例によれば、中性子源4で発生した中性子のうち隔てた場所にある散乱体６で散乱された中性子を遮蔽できるため、中性子源４での発生位置の測定精度を向上させることができる。

（実施例２）
本発明の第２の実施例を図３を参照して説明する。なお図１に示した実施例と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図３において、中性子検出素子１は中性子及びガンマ線有感部１０とガンマ線有感部１１を有している。

中性子及びガンマ線有感部１０により、中性子起因の検出信号とガンマ線起因の検出信号が混ざった信号が得られ、ガンマ線有感部１１よりガンマ線起因の検出信号が得られる。

中性子及びガンマ線有感部１０により得られる、中性子起因の検出信号とガンマ線起因の検出信号が混ざった信号からガンマ線有感部１１よりガンマ線起因の検出信号を引くことによりガンマ線起因の検出信号を除去することができ、中性子８の測定精度を向上させることができる。

以上より明らかなように、本実施例によれば、中性子源4で発生した中性子のうち隔てた場所にある散乱体６で散乱された中性子７を遮蔽でき、その際発生するガンマ線による検出信号をガンマ線有感部１１からの検出信号を用いて除去できるため、中性子源４での発生位置の測定精度を向上させることができる。

１…中性子検出素子
２…第１の減速材
３…第２の減速材
４…中性子源
５…中性子
６…散乱体
７…散乱された中性子
８…散乱されていない中性子
９…波高弁別器
10…中性子及びガンマ線有感部
11…ガンマ線有感部

Claims

中性子検出素子と、この中性子検出素子の中性子入射面側に配置された第１の減速材と、この第１の減速材の中性子入射面及び前記中性子検出素子と接する面以外を覆うように配置された第１の減速材より減速効果の高い第２の減速材から成ることを特徴とする中性子測定装置。
前記中性子検出素子から出力される検出パルス信号を波高レベル別に弁別する波高弁別器を具備することを特徴とする請求項１記載の中性子測定装置。
中性子検出素子が中性子及びガンマ線有感部と、ガンマ線有感部を有することを特徴とする請求項１または２記載の中性子測定装置。