JP5703250B2 - Fissile material storage tank and fissile material storage method - Google Patents
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Description
本発明は、核分裂性物質の溶液の収容部の臨界を防止する核分裂性物質収容槽および核分裂性物質収容方法に関する。 The present invention relates to a fissile material storage tank and a fissile material storage method for preventing the criticality of a solution storage portion of a fissile material.
核燃料物質を含む物質の取り扱い・管理については、制御されずに臨界状態となることを防止する臨界安全性の観点から、臨界条件に至る条件の成立を防止する機器設計および取扱いとすることで未臨界を担保している。 Regarding the handling and management of materials containing nuclear fuel materials, from the viewpoint of critical safety that prevents them from becoming critical without being controlled, it is not possible to design and handle equipment that prevents the conditions that lead to critical conditions from being met. The criticality is guaranteed.
核燃料物質を含む未臨界の体系が、どの程度臨界に近いかを示す指標として未臨界度、もしくは実効増倍率などが挙げられる。ここで未臨界度は、未臨界度ゼロで臨界状態となることを示し、未臨界度が大きくなると未臨界状態になることを示す。すなわち、未臨界度が大きいほど臨界からは遠く、安全側である。これらの指標は、放射線検出器を単数あるいは複数個体系近くに設置することで測定できる場合がある。 As an index indicating how close a subcritical system containing nuclear fuel material is to criticality, subcriticality or effective multiplication factor can be cited. Here, the subcriticality indicates that the critical state is reached when the subcriticality is zero, and that the subcriticality is reached when the subcriticality increases. That is, the greater the subcriticality, the farther from the criticality, the safer. These indices may be measured by installing one or more radiation detectors near the system.
代表的な未臨界度測定方法としては、指数実験法、負のペリオド法、制御棒落下法、補償法、中性子源増倍法、パルス中性子源法、逆動特性法ならびに炉雑音解析法などが提案されている。 Typical subcriticality measurement methods include exponential experiment method, negative period method, control rod drop method, compensation method, neutron source multiplication method, pulsed neutron source method, inverse dynamics method and reactor noise analysis method. Proposed.
負のペリオド法および制御棒落下法は、その適用にあたって体系を一度臨界にする必要があり、適用は原子炉における未臨界度測定に限られ、体系を臨界にすることができない核燃料輸送容器や貯蔵施設などでの測定には適用できない。また、逆動特性法や補償法は測定中に未臨界度の変更操作が必要である。 The negative period method and the control rod drop method require that the system be made critical once in its application, and the application is limited to sub-criticality measurement in a nuclear reactor. It cannot be applied to measurements at facilities. In addition, the inverse dynamic characteristic method and the compensation method require an operation for changing the subcriticality during the measurement.
パルス中性子源法は高精度が期待できるが中性子発生装置を用いて外部中性子を測定体系に撃ち込む必要があり、設備の複雑化やコスト増の問題がある。 Although the pulsed neutron source method can be expected to have high accuracy, it is necessary to shoot external neutrons into the measurement system using a neutron generator, which causes problems of equipment complexity and cost increase.
これに対し、たとえば特許文献4で開示されている炉雑音測定法は、複雑な測定設備などを要さずに、検出器の入射信号を比較的長時間に亘り記録、解析することにより未臨界度を測定することができる技術である。
On the other hand, for example, the furnace noise measurement method disclosed in
また、特許文献1ないし特許文献3で開示されている指数実験法は、検出器と中性子源を体系近くに設置し、中性子源から中性子を供給し、未臨界度によって異なる体系内での中性子空間分布の違いから未臨界度を測定することができる技術である。
In addition, in the exponential experiment method disclosed in
臨界条件に至る条件の成立を防止する機器設計および取扱いとしては、例えば、臨界になり得ない十分に薄い濃度での取扱い、減速材の排除、質量の管理、形状の管理などがある。 Examples of equipment design and handling that prevent the establishment of conditions that reach critical conditions include handling at a sufficiently thin concentration that cannot become critical, elimination of moderator, management of mass, management of shape, and the like.
このうち形状管理では、核燃料物質を含有するひとつの体系のとり得る体系形状を臨界の恐れがない薄い平板状や細い棒状とし、また、これらの体系が複数存在する場合に複数体系間の減速条件や配列条件も考慮するものである。 Of these, in shape management, the system shape that can be taken by one system containing nuclear fuel material is a thin flat plate or thin rod that does not have the risk of criticality. And arrangement conditions are also taken into consideration.
修正一群理論を用いると、ひとつの体系の実効増倍率keffは次の(1)式で表される。 When the modified group theory is used, the effective multiplication factor k eff of one system is expressed by the following equation (1).
keff=k∞/(1+M2B2) ・・・(1)
ここでk∞はひとつの体系の媒質の無限増倍率、B2はひとつの体系の形状寸法で決まるバックリング、M2は媒質中の中性子の移動面積である。
k eff = k ∞ / (1 + M 2 B 2 ) (1)
Here, k ∞ is an infinite multiplication factor of a medium of one system, B 2 is a buckling determined by the shape dimension of one system, and M 2 is a moving area of neutrons in the medium.
この(1)式を用いると、類似の系に対する推定臨界下限増倍率をkLとして、いかなる場合でも、
B2>(k∞/kL−1)/M2 ・・・(2)
が成り立つようなB2を与えれば体系形状による臨界管理が可能である。
Using this equation (1), assuming that the estimated critical lower limit multiplication factor for a similar system is k L ,
B 2 > (k ∞ / k L −1) / M 2 (2)
If B 2 is set such that holds, criticality management based on the system shape is possible.
推定臨界下限増倍率は、類似の体系のベンチマークデータから設定するが、概ね0.95〜0.98である。(非特許文献1参照)
B2は、例えば、厚さTの無限平板の形状管理の場合では、dを外挿距離として、
B2=(π/(T+2d))2 により与えられ、
同様に半径Rの無限円柱の場合では、
B2=(2.405/(R+d))2 により与えられ、
これらを用いて評価することができる。
The estimated critical lower limit multiplication factor is set from the benchmark data of a similar system, but is generally 0.95 to 0.98. (See Non-Patent Document 1)
B 2 is, for example, in the case of shape management of an infinite flat plate having a thickness T,
B 2 = (π / (T + 2d)) 2
Similarly, in the case of an infinite cylinder of radius R,
B 2 = (2.405 / (R + d)) 2
These can be used for evaluation.
形状管理では、核燃料物質で満たされた場合にその単一の容器が臨界とならないことを基本としている。単一の容器で臨界とならない場合であっても、同じ寸法形状の容器が複数個近接して存在する場合には、容器間の中性子相互干渉効果により臨界となる場合がある。 Shape management is based on the fact that a single container does not become critical when filled with nuclear fuel material. Even when a single container is not critical, it may become critical due to the neutron mutual interference effect between the containers when a plurality of containers of the same size and shape exist in close proximity.
これを防ぐためには、容器間の中性子の相関を抑える必要がある。すなわち、容器間の距離を大きくする、容器間に中性子吸収体もしくは遮へい体を設置するなどの対策が必要である。 In order to prevent this, it is necessary to suppress the neutron correlation between the containers. That is, it is necessary to take measures such as increasing the distance between the containers and installing a neutron absorber or a shield between the containers.
一般に、単一の容器の実効増倍率がkiであるとすれば、複数の容器の実効増倍率kpは、
kp<Max(ki/(1−ωi)) ・・・(3)
が成立する。ここでωiは容器間の立体角分率である。
In general, if the effective multiplication factor of a single container is k i , the effective multiplication factor k p of a plurality of containers is
k p <Max (k i / (1-ω i)) ··· (3)
Is established. Here, ω i is a solid angle fraction between containers.
核燃料物質を含む対流水の浄化・冷却、再処理施設でのウラン溶液、ウラン溶液からの電解抽出など核燃料物質が溶融または含有されている溶液体系においては、形状管理や質量管理などによる臨界管理が行われている。 In a solution system in which nuclear fuel material is melted or contained, such as purification and cooling of convective water containing nuclear fuel material, uranium solution in a reprocessing facility, and electrolytic extraction from uranium solution, criticality management such as shape management and mass management is performed. Has been done.
しかし、不特定の核燃料物質の全てもしくはその一部を凝集させるような構造として、配管に設置するフィルタ、電解電極などが設けられている場合が考えられる。このような核燃料物質を凝集させる機能を持つ機器の周囲には、意図する意図しないに関わらず、核燃料物質が凝集する。 However, there may be a case where a filter, an electrolytic electrode, or the like installed in the pipe is provided as a structure that aggregates all or part of the unspecified nuclear fuel material. Regardless of the intention or intention, the nuclear fuel material aggregates around the equipment having the function of aggregating the nuclear fuel material.
たとえば、ポンプにより核燃料物質を貯留槽から吸い上げる構造においては、ポンプへの異物混入を防ぐ目的からポンプ入口の吸い上げ管にストレーナやフィルタ等を設置するのが通例である。 For example, in a structure in which nuclear fuel material is sucked up from a storage tank by a pump, a strainer, a filter, or the like is usually installed in a suction pipe at the pump inlet in order to prevent foreign matter from entering the pump.
このような系では、このフィルタ周囲に核燃料物質が一旦凝集するので、たとえば、ポンプが停止した場合に凝集した核燃料物質が自重により剥離落下すると、フィルタ近傍流路の底部に沈積することになる。沈積した核燃料物質の量によっては、ここで臨界事故が起こる可能性が否定できない。 In such a system, the nuclear fuel material once aggregates around the filter. For example, if the aggregated nuclear fuel material peels and falls due to its own weight when the pump is stopped, it deposits at the bottom of the flow path near the filter. Depending on the amount of nuclear fuel material deposited, the possibility of a criticality accident cannot be denied.
フィルタ以外にも、電解用の電極や、流路の停滞部なども、非溶解分となった核分裂性物質が凝集する可能性がある。このように非溶解分となった核分裂性物質が凝集する可能性がある箇所(以下「潜在的凝集箇所」という。)の近傍に関しては、一般的な臨界管理とは別にさらに特別な注意が必要である。 In addition to the filter, there is a possibility that the non-dissolved fissile material aggregates in the electrode for electrolysis and the stagnation part of the flow path. In addition to general criticality control, special attention is required in the vicinity of the location where the non-dissolved fissile material may agglomerate (hereinafter referred to as “potential aggregation location”). It is.
そこで本発明は、核燃料物質を含む溶液系において非溶解分の核分裂性物質が潜在的に凝集する可能性のある系の構成と処理能力を大きく変えることなく、核分裂性物質の潜在的凝集に対する臨界安全性を確保することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a criticality for the potential aggregation of fissile material without significantly changing the configuration and processing capacity of the system in which non-dissolved fissile material can potentially aggregate in a solution system containing nuclear fuel material. The purpose is to ensure safety.
上述の目的を達成するため、本発明は、核分裂性物質の溶液の凝集物による臨界を防止する核分裂性物質収容槽であって、前記核分裂性物質の溶液を収容する溶液収容容器と、前記溶液収納容器の溶液内に配設され、前記核分裂性物質が凝集する凝集部と、溶液収容容器の底部に配置されて少なくとも上下方向に延びる扁平な空間または筒状の空間を有し、前記凝集部から離脱して落下した凝集物を空間的に分散することにより未臨界に維持されるように受ける凝集物受け部と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a fissile material storage tank for preventing criticality due to agglomerates of a solution of a fissile material, a solution storage container for storing the solution of the fissile material, and the solution An agglomerated part disposed in the solution of the storage container and where the fissile material aggregates; and a flat space or a cylindrical space disposed at the bottom of the solution storage container and extending in the vertical direction. And agglomerate receiving portions that receive the agglomerates that have fallen off from the space by being spatially dispersed so as to be maintained subcritically.
また、本発明は、核分裂性物質の収容部の臨界を防止するために前記核分裂性物質の溶液を収容する溶液収容容器の溶液内に配設された凝集部から離脱して落下した凝集物を受ける凝集物受け部を有する核分裂性物質収容槽における核分裂性物質収容方法であって、前記凝集物受け部から放出される中性子を測定する中性子計測ステップと、前記中性子計測ステップで測定された測定結果に基づき未臨界度を推定する解析ステップと、前記解析ステップにより推定される未臨界度が規定値となった場合に前記凝集物受け部から凝集物を排出する凝集物排出ステップと、を有することを特徴とする。 Further, the present invention provides an aggregate that has fallen off from the agglomerated portion disposed in the solution of the solution containing container that contains the solution of the fissile material in order to prevent criticality of the fissile material containing portion. A fissile material containing method in a fissile material containing tank having an agglomerate receiving portion, a neutron measurement step for measuring neutrons emitted from the agglomerate receiving portion, and a measurement result measured in the neutron measurement step An analysis step for estimating the subcriticality based on the above, and an aggregate discharge step for discharging the aggregate from the aggregate receiver when the subcriticality estimated by the analysis step reaches a specified value. It is characterized by.
本発明によれば、核燃料物質を含む溶液系において非溶解分の核分裂性物質が潜在的に凝集する可能性のある系の構成と処理能力を大きく変えることなく、核分裂性物質の潜在的凝集に対する臨界安全性を確保することができる。 According to the present invention, a solution system containing nuclear fuel material can be used for the potential agglomeration of fissionable material without significantly changing the configuration and processing capacity of the system in which undissolved fissile material can potentially aggregate. Critical safety can be ensured.
以下、図面を参照して本発明に係る臨界防止機能を有する機器の実施形態について説明する。ここで、同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of a device having a criticality prevention function according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the same or similar parts are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted.
[第1の実施形態]
図1は、本発明に係る核分裂性物質収容槽の第1の実施形態を示す立断面図である。また、図2は、本実施形態を示すII-II線矢視図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a vertical sectional view showing a first embodiment of a fissile material storage tank according to the present invention. Moreover, FIG. 2 is a II-II arrow directional view which shows this embodiment.
溶液収容容器1(以下「容器1」)内は、核分裂性物質を含む溶液を収容している。なお、図では容器1の場合を示しているが、たとえば、核分裂性物質を含む溶液を収容する配管でも以下の内容は同様である。
A solution containing container 1 (hereinafter “
この容器1から溶液を汲み出すために、配管2およびポンプ3が設けられている。なお、図示を省略しているが、容器1への供給配管が設けられている。
In order to pump the solution from the
配管2の容器1内の吸い込み口には、ポンプ3の保護等のためにフィルタ4が取り付けられている。フィルタ4は、析出物、不純物、ゾル状あるいはゲル状の凝集物などを分離する目的で取り付けられているので、核分裂性物質を含む物質の凝集物を凝集する凝集部となっている。
A
フィルタ4の下方であって、容器1の底部には、凝集物受け部10が接続されており、凝集物受け部10の上方は、容器1内に開放されている。凝集物受け部10は、上下左右に拡がり、厚みの小さな形状であり、高濃度の核分裂性物質を含む凝集物をその内部全体に収容しても未臨界状態を維持することができる形状となっている。
The
以下に、以上のように構成された本実施形態の作用を説明する。 Hereinafter, the operation of the present embodiment configured as described above will be described.
容器1を含む系統の運転を継続すると、凝集物が徐々にフィルタ4の周囲に蓄積され、フィルタ4の周囲に存在する凝集物の量が増加する。凝集物の量が大きくなれば、凝集物の自重や流れの変動に因る流体力などによりこの凝集物がフィルタ4から離脱して落下することが考えられる。落下した後は、再び、フィルタ4の周囲に蓄積される凝集物の量が徐々に増大し、再び、落下するということが繰り返される。
When the operation of the system including the
落下した凝集物は、その都度、容器1の底部を経由して、凝集物受け部10に落下する。
The dropped agglomerates fall into the
凝集物受け部10では、落下した凝集物を空間的に分散させる。このため、高い濃度の核分裂性物質を含む凝集物を受け入れても、未臨界に維持される。
In the
以上のように、本実施形態によれば、核燃料物質を含む溶液系において非溶解分あるいは析出分の核分裂性物質が潜在的に凝集する可能性のある系の構成と処理能力を大きく変えることなく、核分裂性物質の潜在的凝集に対する臨界安全性を確保することができる。 As described above, according to the present embodiment, in the solution system containing the nuclear fuel substance, the structure and the processing capacity of the system in which the non-dissolved or precipitated fissionable substance may potentially aggregate are not significantly changed. , Critical safety against potential aggregation of fissile material can be ensured.
[第2の実施形態]
図3は、本発明に係る核分裂性物質収容槽の第2の実施形態を示す立断面図である。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is an elevational sectional view showing a second embodiment of the fissile material storage tank according to the present invention.
核分裂性物質を含む溶液を内包する電解槽5が設けられている。電解槽5の外部に設けられた電解電源5cに接続された陽極5aおよび陰極5bが、電解槽5内に浸漬している。陰極5bの下方の電解槽5の底部には、凝集物受け部10が接続されており、凝集物受け部10の上方は、電解槽5内に開放されている。
An
凝集物受け部10の構造は第1の実施形態(図1、図2)と同様であって、上下左右に拡がり、厚みの小さな形状であり、高濃度の核分裂性物質を含む凝集物をその内部全体に収容しても未臨界状態を維持することができる形状となっている。
The structure of the
いま、電解槽5に内包された核分裂性物質を含む溶液の電気分解が行われた場合、陰極bに核分裂性物質を含む物質が析出する。電気分解が継続されれば、陰極5bに析出した析出物の量が徐々に増大し、自重等により落下することが考えられる。
If the solution containing the fissile material contained in the
落下した析出物は、電解槽5の底部を経由して凝集物受け部10に収容されるが、凝集物受け部10では、落下した凝集物を空間的に分散する。このため、高い濃度の核分裂性物質を含む凝集物を受け入れても、未臨界に維持される。
The fallen precipitate is accommodated in the
なお、陽極5aに析出する場合は、陽極5aの下方に凝集物受け部10を設けることにより同様の効果を与える。
In addition, when depositing on the anode 5a, the same effect is given by providing the
以上のように、本実施形態によれば、核燃料物質を含む溶液系において非溶解分あるいは析出分の核分裂性物質が潜在的に凝集する可能性のある系の構成と処理能力を大きく変えることなく、核分裂性物質の潜在的凝集に対する臨界安全性を確保することができる。 As described above, according to the present embodiment, in the solution system containing the nuclear fuel substance, the structure and the processing capacity of the system in which the non-dissolved or precipitated fissionable substance may potentially aggregate are not significantly changed. , Critical safety against potential aggregation of fissile material can be ensured.
[第3の実施形態]
図4は、本発明に係る核分裂性物質収容槽の第3の実施形態を示す立断面図である。また、図5は、本実施形態を示す側面図である。
[Third Embodiment]
FIG. 4 is an elevational sectional view showing a third embodiment of the fissile material storage tank according to the present invention. FIG. 5 is a side view showing the present embodiment.
本実施形態は、第1の実施形態の変形であり、移送系20を有している。移送系20は、排出弁21a、移送用受け部22、移送弁21bおよび移送配管23を有する。
This embodiment is a modification of the first embodiment and has a
排出弁21aは、凝集物受け部10の底部に接続されたノズルに設けられている。移送用受け部22は、排出弁21aから排出された凝集物を一時的に受け入れる容器である。移送弁21bは、移送用受け部22に一時的に受け入れられた凝集物を下流側の移送配管23に移送するときに開かれる。
The discharge valve 21 a is provided in a nozzle connected to the bottom of the
移送用受け部22の核分裂性物質の受け入れ容量は、臨界質量未満となるような容量に制限されている。
The receiving capacity of the fissile material in the receiving
いま、凝集物受け部10から凝集物を排出する場合、排出弁21aを開き、移送用受け部22に所定の量を貯留した後、排出弁21aを閉じる。その上で、移送弁21bを開き、この移送用受け部22に貯留した1回分の量の凝集物のみを下流側に移送する。
Now, when discharging the aggregate from the
このようにすることにより、この1回分の凝集物が、下流側でいかなる形状の容器に収容されても臨界状態には至らないことになる。すなわち、質量管理がなされている状態となる。 By doing in this way, even if this one-time aggregate is accommodated in the container of what shape downstream, it will not reach a critical state. That is, the mass management is performed.
以上のように、本実施形態によれば、核燃料物質を含む溶液系において非溶解分あるいは析出分の核分裂性物質が潜在的に凝集する可能性のある系の構成と処理能力を大きく変えることなく、核分裂性物質の潜在的凝集に対する臨界安全性を確保することができる。 As described above, according to the present embodiment, in the solution system containing the nuclear fuel substance, the structure and the processing capacity of the system in which the non-dissolved or precipitated fissionable substance may potentially aggregate are not significantly changed. , Critical safety against potential aggregation of fissile material can be ensured.
[第4の実施形態]
図6は、本発明に係る核分裂性物質収容槽の第4の実施形態を示す立断面図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 6 is an elevational sectional view showing a fourth embodiment of the fissile material storage tank according to the present invention.
本実施形態は、第3の実施形態の変形であり、凝集物受け部10に収容された凝集物の核分裂性物質の濃度を低減させるための希釈系30を備えている。
This embodiment is a modification of the third embodiment, and includes a
希釈系30は、希釈液貯槽31、希釈液供給配管32および希釈液弁33を有する。希釈液貯槽31は希釈液を貯留する。希釈液供給配管32は、希釈液貯槽31と移送用受け部22とを接続し、希釈液貯槽31から移送用受け部22に希釈液を移送する。希釈液弁33は希釈液の移送と停止を行うために設けられている。
The
凝集物受け部10内の凝集物の核分裂性物質の濃度を低減させて移送したいときは、希釈液弁33を開くことにより行うことができ、さらに未臨界度を確保することができる。
When it is desired to reduce the concentration of the fissile material in the aggregate in the
なお、本実施形態は、第3の実施形態の変形として説明したが、移送系が設けられていない第1の実施形態の変形として、第1の実施形態にさらに希釈系を設けてもよい。この場合には、希釈液貯槽31と凝集物受け部10を接続する。
Although this embodiment has been described as a modification of the third embodiment, a dilution system may be further provided in the first embodiment as a modification of the first embodiment in which a transfer system is not provided. In this case, the diluent storage tank 31 and the
以上のように、本実施形態によれば、核燃料物質を含む溶液系において非溶解分あるいは析出分の核分裂性物質が潜在的に凝集する可能性のある系の構成と処理能力を大きく変えることなく、核分裂性物質の潜在的凝集に対する臨界安全性を確保することができる。 As described above, according to the present embodiment, in the solution system containing the nuclear fuel substance, the structure and the processing capacity of the system in which the non-dissolved or precipitated fissionable substance may potentially aggregate are not significantly changed. , Critical safety against potential aggregation of fissile material can be ensured.
[第5の実施形態]
図7は、本発明に係る核分裂性物質収容槽の第5の実施形態を示す立断面図である。
[Fifth Embodiment]
FIG. 7 is an elevational sectional view showing a fifth embodiment of the fissile material container according to the present invention.
本実施形態は、第3の実施形態の変形であり、未臨界確認装置40および制御装置50がさらに設けられている。
This embodiment is a modification of the third embodiment, and further includes a
未臨界確認装置40は、中性子計測装置41、解析装置42および表示装置43を備える。中性子計測装置41は、凝集物受け部10からの中性子を測定する装置であり、中性子検出器41a、増幅器41bおよび計数装置41cを有する。中性子検出器41aは、凝集物受け部10の外側に設けられている。なお、中性子検出器41aの設置場所は凝集物受け部10の外部に限らず凝集物受け部10の内部に設けてもよい。
The
解析装置42は、中性子計測装置41で測定した結果に基づき、凝集物受け部10の未臨界度を推定するための解析を行う。この結果は、表示装置43に表示される。表示装置43は必要に応じ警報を発することができる。
The
制御装置50は、解析装置42における解析結果で推定された凝集物受け部10の未臨界度出力を入力とし、排出弁21aおよび移送弁21bの開閉信号を出力する。制御装置50での制御演算は、未臨界度が規定値を下回った時に排出弁21aの全開信号を出力する。なお、未臨界度に応じて、開指令信号の開度を決めてもよい。移送弁21bには、排出弁21aの開信号および閉信号を出力した所定時間後に、開信号を出力する。
The
図8は、本実施形態による核分裂性物質収容方法を示すフロー図である。同図に従って、本核分裂性物質収容方法の処理の流れを説明する。 FIG. 8 is a flowchart showing the fissile material accommodation method according to the present embodiment. The processing flow of the fissile material accommodation method will be described with reference to FIG.
いま、本核分裂性物質収容槽に係る運転が行われている状態である(S01)。 Now, the operation related to the fissile material storage tank is being performed (S01).
まず、中性子計測装置41により凝集物受け部10からの中性子の測定を行う(S02)。
First, the neutron from the
次に、中性子計測装置41により測定された測定結果を解析して未臨界度を推定する解析装置42により未臨界度を推定する(S03)。
Next, the subcriticality is estimated by the
ステップS03により推定された未臨界度が規定値未満であるか否かを判定する(S04)。 It is determined whether or not the subcriticality estimated in step S03 is less than a specified value (S04).
未臨界度が規定値未満と判定された場合は、排出弁21aを開き、凝集物受け部10から凝集物を移送用受け部22に排出する(S05)。
When it is determined that the subcriticality is less than the specified value, the discharge valve 21a is opened, and the aggregate is discharged from the
未臨界度が規定値を超えていると判定された場合は、ステップS02にもどり、ステップS02以下を繰り返す。 When it is determined that the subcriticality exceeds the specified value, the process returns to step S02, and step S02 and subsequent steps are repeated.
ステップS05の後に、中性子計測装置41により凝集物受け部10からの中性子の測定を行う(S06)。
After step S05, the neutron from the
次に、中性子計測装置41により測定された測定結果を解析して未臨界度を推定する解析装置42により未臨界度を推定する(S07)。
Next, the subcriticality is estimated by the
ステップS07により推定された未臨界度が規定値未満であるか否かを判定する(S08)。 It is determined whether or not the subcriticality estimated in step S07 is less than a specified value (S08).
ステップS08の後に、解析装置42により推定される未臨界度が規定値を超えたときに、移送用受け部22への排出を終了する(S09)。
After step S08, when the subcriticality estimated by the
未臨界度が規定値を超えていないと判定された場合は、ステップS05にもどり、ステップS05以下を繰り返す。 If it is determined that the subcriticality does not exceed the specified value, the process returns to step S05 and repeats step S05 and subsequent steps.
以上のように構成された本実施形態では、凝集物受け部10の未臨界状態を確認するとともに、臨界に対して余裕のある状態で自動的に移送するため安全な状態を維持する確度が増大する。
In the present embodiment configured as described above, the subcritical state of the
以上のように、本実施形態によれば、核燃料物質を含む溶液系において非溶解分あるいは析出分の核分裂性物質が潜在的に凝集する可能性のある系の構成と処理能力を大きく変えることなく、核分裂性物質の潜在的凝集に対する臨界安全性を確保することができる。 As described above, according to the present embodiment, in the solution system containing the nuclear fuel substance, the structure and the processing capacity of the system in which the non-dissolved or precipitated fissionable substance may potentially aggregate are not significantly changed. , Critical safety against potential aggregation of fissile material can be ensured.
[第6の実施形態]
図9は、本発明に係る核分裂性物質収容槽の第6の実施形態を示す立断面図である。
[Sixth Embodiment]
FIG. 9 is an elevational sectional view showing a sixth embodiment of the fissile material storage tank according to the present invention.
本実施形態は、第5の実施形態の変形であり、制御装置50から、希釈液弁33にも制御信号を出力する。このようにして、希釈系30からの希釈液による希釈も、未臨界度の推定結果に応じて自動的に行うものである。
This embodiment is a modification of the fifth embodiment, and a control signal is also output from the
以上のように構成された本実施形態では、移送用受け部22の未臨界状態を確認するとともに、臨界に対して余裕のある状態で自動的に希釈および移送を行うため安全な状態を維持する確度が増大する。
In the present embodiment configured as described above, the subcritical state of the
なお、本実施形態では、移送系および希釈系が設けられている場合を説明したが、移送系がなく希釈系のみが設置されている場合にも適用できる。 In the present embodiment, the case where the transfer system and the dilution system are provided has been described, but the present invention can also be applied to the case where there is no transfer system and only the dilution system is installed.
図10は、本実施形態による核分裂性物質収容方法を示すフロー図である。本方法は、第5の実施形態における方法の変形である。すなわち、第5の実施形態における方法に、希釈系に関するステップが追加されている。同図に従って、本核分裂性物質収容方法の処理の流れを説明する。 FIG. 10 is a flowchart showing the fissile material accommodation method according to the present embodiment. This method is a modification of the method in the fifth embodiment. That is, a step relating to a dilution system is added to the method in the fifth embodiment. The processing flow of the fissile material accommodation method will be described with reference to FIG.
ステップS04の後に、解析装置42により推定される未臨界度が規定値未満となったときに、希釈液弁33を開き、希釈液貯槽31から移送用受け部22に希釈液を移送する(S15)。
After step S04, when the subcriticality estimated by the
ステップS15の後に、ステップS06の中性子計測、ステップS07の未臨界度の推定およびステップS08の判定を行う。 After step S15, the neutron measurement in step S06, the subcriticality estimation in step S07, and the determination in step S08 are performed.
ステップS08の判定により、推定される未臨界度が規定値を超えたときに、移送弁33を閉じて移送用受け部22への希釈液の移送を終了する(S19)。
When the estimated subcriticality exceeds the specified value as a result of the determination in step S08, the transfer valve 33 is closed and the transfer of the diluent to the
なお、本方法は、希釈系のみがある場合を説明したが、希釈系のほかに移送系が有る場合においても、両者のステップが並行して、あるいは、シリーズに行われることによって、凝集物受け部10内に内包された凝集物に含まれる核分裂性物質の濃度を低減することができる。
Although this method has been described for the case where there is only a dilution system, even in the case where there is a transfer system in addition to the dilution system, both steps are performed in parallel or in series to receive aggregates. The concentration of the fissile material contained in the aggregate contained in the
以上のように、本実施形態によれば、核燃料物質を含む溶液系において非溶解分あるいは析出分の核分裂性物質が潜在的に凝集する可能性のある系の構成と処理能力を大きく変えることなく、核分裂性物質の潜在的凝集に対する臨界安全性を確保することができる。 As described above, according to the present embodiment, in the solution system containing the nuclear fuel substance, the structure and the processing capacity of the system in which the non-dissolved or precipitated fissionable substance may potentially aggregate are not significantly changed. , Critical safety against potential aggregation of fissile material can be ensured.
[第7の実施形態]
図11は、本発明に係る核分裂性物質収容槽の第7の実施形態を示す立断面図である。
[Seventh Embodiment]
FIG. 11 is an elevational sectional view showing a seventh embodiment of the fissile material storage tank according to the present invention.
凝集物受け部10が複数設けられている場合に、凝集物受け部10間に、中性子吸収体61を設けている。中性子吸収体61によって、凝集物受け部10から漏えいし隣接する凝集物受け部10に移動しようとする中性子を捕捉して吸収することにより、凝集物受け部10相互間の相互影響を防止することができる。
When a plurality of
以上のように構成された本実施形態は、凝集物受け部10相互の影響を防止することにより、より確実に未臨界状態を維持することができる。
The present embodiment configured as described above can maintain the subcritical state more reliably by preventing the influence of the
以上のように、本実施形態によれば、核燃料物質を含む溶液系において非溶解分あるいは析出分の核分裂性物質が潜在的に凝集する可能性のある系の構成と処理能力を大きく変えることなく、核分裂性物質の潜在的凝集に対する臨界安全性を確保することができる。 As described above, according to the present embodiment, in the solution system containing the nuclear fuel substance, the structure and the processing capacity of the system in which the non-dissolved or precipitated fissionable substance may potentially aggregate are not significantly changed. , Critical safety against potential aggregation of fissile material can be ensured.
[第8の実施形態]
図12は、本発明に係る核分裂性物質収容槽の第8の実施形態を示す立断面図である。
[Eighth Embodiment]
FIG. 12 is an elevational sectional view showing an eighth embodiment of the fissile material container according to the present invention.
凝集物受け部10が複数設けられている場合に、凝集物受け部10間に、中性子遮へい体62を設けている。
When a plurality of
中性子遮へい体62によって、凝集物受け部10から漏えいし隣接する凝集物受け部10に移動しようとする中性子が、隣接の凝集物受け部10に移動しないように遮へいすることにより凝集物受け部10相互間の相互影響を防止することができる。
The
以上のように構成された本実施形態は、凝集物受け部10相互の影響を防止することにより、より確実に未臨界状態を維持することができる。
The present embodiment configured as described above can maintain the subcritical state more reliably by preventing the influence of the
以上のように、本実施形態によれば、核燃料物質を含む溶液系において非溶解分あるいは析出分の核分裂性物質が潜在的に凝集する可能性のある系の構成と処理能力を大きく変えることなく、核分裂性物質の潜在的凝集に対する臨界安全性を確保することができる。 As described above, according to the present embodiment, in the solution system containing the nuclear fuel substance, the structure and the processing capacity of the system in which the non-dissolved or precipitated fissionable substance may potentially aggregate are not significantly changed. , Critical safety against potential aggregation of fissile material can be ensured.
[その他の実施形態]
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。たとえば、凝集物受け部10の形状は平板上のほか、上下方向に延びた筒状でもよい。
[Other Embodiments]
As mentioned above, although several embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. For example, the shape of the
また、各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。たとえば、未臨界確認装置を、さらに移送用受け部を対象に設置してもよい。また、第5の実施形態における制御装置50による凝集物受け部10からの排出の方法と、第6の実施形態における制御装置50による凝集物受け部10への希釈液の供給の方法とを組み合わせてもよい。
Moreover, you may combine the characteristic of each embodiment. For example, a subcriticality confirmation device may be installed for the receiving portion for transfer. Further, the method of discharging from the
さらに、これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。たとえば、第5の実施形態および第6の実施形態では、制御装置50からの指令によって各弁が開閉しているが、操作員が、表示装置43の出力を見て各弁の開閉操作を行ってもよい。
Furthermore, these embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the fifth embodiment and the sixth embodiment, each valve is opened and closed by a command from the
これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1・・・容器(溶液収容容器)
2・・・配管
3・・・ポンプ
4・・・フィルタ(凝集部)
5・・・電解槽
5a・・・陽極
5b・・・陰極(凝集部)
5c・・・電解電源
10・・・凝集物受け部
20・・・移送系
21a・・・排出弁
21b・・・移送弁
22・・・移送用受け部
23・・・移送配管
30・・・希釈系
31・・・希釈液貯槽
32・・・希釈液供給配管
33・・・希釈液弁
40・・・未臨界確認装置
41・・・中性子計測装置
41a・・・中性子検出器
41b・・・増幅器
41c・・・計数装置
42・・・解析装置
43・・・表示装置
50・・・制御装置
61・・・中性子吸収体
62・・・中性子遮へい体
1 ... Container (solution storage container)
2 ... Piping 3 ...
5 ... electrolytic cell 5a ... anode 5b ... cathode (aggregation part)
5c: Electrolytic power supply 10:
Claims (8)
前記核分裂性物質の溶液を収容する溶液収容容器と、
前記溶液収納容器の溶液内に配設され、前記核分裂性物質が凝集する凝集部と、
溶液収容容器の底部に配置されて少なくとも上下方向に延びる扁平な空間または筒状の空間を有し、前記凝集部から離脱して落下した凝集物を空間的に分散することにより未臨界に維持されるように受ける凝集物受け部と、
を備えることを特徴とする核分裂性物質収容槽。 A fissile material storage tank for preventing criticality caused by agglomerates of a solution of fissile material,
A solution storage container for storing a solution of the fissile material;
An agglomerated part that is disposed in the solution in the solution storage container and aggregates the fissile material;
It has a flat space or cylindrical space that is arranged at the bottom of the solution container and extends at least in the vertical direction, and is maintained subcritically by spatially dispersing aggregates that have fallen off the aggregated parts. An agglomerate receiving part to receive,
A fissile material storage tank characterized by comprising:
前記移送系は、
前記凝集物受け部の出口に設けられた排出弁と、
前記凝集物受け部から排出された凝集物を一旦受ける移送用受け部と、
前記移送用受け部の出口に設けられた移送弁と、
を有し、
前記移送用受け部の核分裂性物質の受け入れ容量は、臨界質量未満である、
ことを特徴とする請求項1に記載の核分裂性物質収容槽。 The fissile material storage tank further includes a transfer system for transferring the aggregate from the aggregate receiver.
The transfer system is
A discharge valve provided at an outlet of the aggregate receiver,
A receiving part for transferring once to receive the aggregate discharged from the aggregate receiving part;
A transfer valve provided at an outlet of the transfer receiver;
Have
The capacity of receiving the fissile material in the transfer receptacle is less than the critical mass,
The fissile material storage tank according to claim 1, wherein:
前記希釈系は、
希釈液を貯留する希釈液貯槽と、
前記希釈液貯槽と前記移送用受け部とを接続する希釈液供給配管と、
前記希釈液供給配管に設けられた希釈液弁と、
を有する、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の核分裂性物質収容槽。 The fissile material storage tank further comprises a dilution system connected to the aggregate receiving part,
The dilution system is
A diluent storage tank for storing the diluent,
A diluent supply pipe connecting the diluent storage tank and the receiving portion for transfer;
A diluent valve provided in the diluent supply pipe;
To have a,
The fissile material storage tank according to claim 1 or 2, wherein
前記未臨界確認装置は、
前記凝集物受け部から放出される中性子を測定する中性子計測装置と、
前記中性子計測装置により測定された測定結果を解析することによって未臨界度を推定する解析装置と、
を有する、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の核分裂性物質収容槽。 The fissile material storage tank further includes a subcriticality confirmation device,
The subcriticality confirmation device is:
A neutron measurement device for measuring neutrons emitted from the aggregate receiver,
An analysis device that estimates subcriticality by analyzing the measurement results measured by the neutron measurement device;
Having
The fissile material storage tank according to any one of claims 1 to 4, wherein
前記凝集物受け部から放出される中性子を測定する中性子計測ステップと、 A neutron measurement step for measuring neutrons emitted from the aggregate receiver,
前記中性子計測ステップで測定された測定結果に基づき未臨界度を推定する解析ステップと、 An analysis step for estimating the subcriticality based on the measurement result measured in the neutron measurement step;
前記解析ステップにより推定される未臨界度が規定値となった場合に前記凝集物受け部から凝集物を排出する凝集物排出ステップと、 Agglomerate discharging step of discharging the agglomerates from the agglomerate receiving part when the subcriticality estimated by the analyzing step becomes a specified value;
を有することを特徴とする核分裂性物質収容方法。 A fissile material containing method characterized by comprising:
前記凝集物を移送用受け部で一時的に受ける一時収容ステップと、
移送用受け部から下流側に移送を行う移送ステップと、
前記移送ステップの後に、移送を終了する移送終了ステップと、
を有することを特徴とする請求項6に記載の核分裂性物質収容方法。 After the aggregate discharge step,
A temporary storage step for temporarily receiving the agglomerate in the receiving portion for transfer;
A transfer step for transferring from the transfer receiver to the downstream side;
A transfer end step for ending the transfer after the transfer step;
The method for containing fissile material according to claim 6, comprising :
前記解析ステップにより推定される未臨界度が規定値を超えたときに希釈液貯槽から凝集物受け部への希釈液の移送を終了する希釈液移送終了ステップと、
を有することを特徴とする請求項6または請求項7に記載の核分裂性物質収容方法。 A diluent transfer step of transferring the diluent from the diluent storage tank to the aggregate receiver when the subcriticality estimated by the analysis step is less than a specified value;
A dilution liquid transfer ending step for ending the transfer of the dilution liquid from the dilution liquid storage tank to the aggregate receiving part when the subcriticality estimated by the analysis step exceeds a specified value;
The fissile material containing method according to claim 6 or 7, characterized by comprising:
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