JPH0358676B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は一般に原子炉に関し、特に、複数の棒
を有する原子炉燃料集合体のうちの漏洩を発生し
ている燃料棒を識別もしくは固定するための方法
および装置に関するものである。本発明による方
法および装置は、燃料棒またはかかる燃料棒によ
つて形成されている複合燃料集合体に対する変更
を必要とすることなく現存の原子炉燃料集合体に
使用することができる。 発電に用いられている原子炉の炉心は、典型的
に、水を加熱して発電機を回転するための水蒸気
を発生するように適当な形態で配列された多数の
燃料集合体を備えている。このような燃料集合体
の各々は、典型的に、核燃料を収納している49本
ないし300本にも達する燃料棒を含んでいる。さ
らに、大型原子炉は、４万ないし５万本にも達す
る燃料棒を格納し得る。 １つの燃料集合体内の各燃料棒は、動作上、他
の燃料棒から独立しており、基本的には、典型例
として８フイートないし15フイート（2.43ｍない
し4.57ｍ）の長さに渡り延在し直径が約0.5イン
チ（1.27cm）の金属管である。燃料棒内には、円
筒状の燃料ペレツトの形態にある酸化ウランのよ
うな適当な核分裂性物質が積み重ねられて配置さ
れている。管の上端部には燃料ペレツトは存在せ
ず、この上端部は、密閉された場合ガスのプレナ
ムを形成する。燃料ペレツトの周囲には、燃料の
膨張、即ちスエリングを吸収するために小さい〓
間空間が設けられている。燃料棒内の核燃料は、
運転中、放射能が極めて高くなり然も燃料棒の金
属管によつて閉じ込められているに過ぎないもの
であるから、燃料棒の密閉健全性を確かめるため
の点検方法および装置は極めて重要である。長期
に渡る運転中、燃料棒は、亀裂、ピンホールその
他の欠陥の結果として漏洩を発生し、その結果と
して、冷却材が燃料棒内に侵入したり或いはまた
燃料棒から放射性生成物が漏洩する事態が起り得
る。原子炉の運転中、燃料棒から漏洩する核分裂
生成ガスおよび他の放射性物質は、原子炉の冷却
系内に流入し得る。原子炉設備の冷却材浄化系に
よつて或る量の放射性核分裂生成物を処理するこ
とができるが、放射能レベルは可能な限り低く保
つておくのが望ましい。 初期の燃料集合体の構造においては、個々の燃
料棒は、一体化された集合体の部分であつて、燃
料棒は欠陥燃料棒の交換を非常に困難にする仕方
で燃料集合体案内部の溶接により相互に結合され
ていた。最近の構造によれば、燃料集合体は、核
分裂性物質が消費される前に欠陥が生じた燃料棒
を除去したり或いは新しい燃料棒と交換すること
ができるような仕方で構成されている。一般に再
構成可能な集合体と称されるこのような燃料集合
体構造によれば、燃料棒の除去および交換が容易
になり、従来、燃料棒のうちの単一の燃料棒の欠
陥が原因で燃料集合体全体の早期の取出しの結果
として招来されていた相当大きな費用が節減され
ることになる。 燃料集合体再構成プロセスにおける重要なステ
ツプは、燃料棒の管もしくはクラツド（被覆）の
亀裂、ピンホールその他の侵入部が原因で故障も
しくは欠陥を被つた燃料集合体のうちの特定の燃
料棒（単数または複数）の識別もしくは同定であ
る。このようなプロセスにおける第１のステツプ
は１つまたは複数の漏洩燃料棒を含む燃料集合体
の識別である。この作業は、典型的には、原子炉
の燃料交換中に行われる。燃料交換作業中は、原
子炉は停止され、原子炉の燃料集合体は、通例、
所謂「吸水試験（sippingtest）」を受ける。この
場合、被験燃料集合は水で充満された貯蔵タンク
内に入れられる。燃料集合体の燃料棒ならびに貯
蔵タンク内の水は残留崩壊熱により加熱する。燃
料集合体が欠陥燃料棒を有している場合には、当
該燃料棒から核分裂生成物が欠陥部を通つて水中
に逃げる。この水をサンプル採取することによ
り、燃料集合体が欠陥燃料棒を含んでいるかどう
かを決定することができる。このようなシツピン
グ試験（吸水試験）は、燃料集合体全体が欠陥燃
料棒を有しているか否かに関してのみ判定を下す
総括的方法であつて、欠陥の位置もしくは場所或
いは欠陥の有る燃料棒自体を識別もしくは同定す
ることはできない。従来、単独の燃料棒欠陥を検
出し探知するために多数の方法および装置が用い
られて来ているが、このような従来の方法には、
一般に、所望の簡潔性、信頼性、速度、安全性な
らびにこのような作業の費用効率性は実現されて
いない。 望ましい燃料棒欠陥検出方法は、燃料、燃料棒
自体または燃料集合体に顕著な設計変更を必要と
すること無く、欠陥燃料棒の識別もしくは同定を
行う事ができるべきである。言い換えるならば、
燃料棒欠陥検出機構は、現存の燃料集合体および
燃料棒構造で動作することができるのが最も望ま
しいことである。また、用いられる試験装置およ
び方法は、燃料棒または燃料集合体に対し損傷を
与えるべきではないし、また損傷の危険性を高め
るようなものであるべきではない。さらに、燃料
棒検出方法は、欠陥燃料棒と良好な燃料棒とを容
易に高い確度で識別でき、試験を行うために燃料
集合体を分解する場合でもその分解を極力不要に
し、然も、好ましくは燃料集合体が冷却材中に浸
漬されている間に合理的に短時間内に燃料集合体
全体を試験することができる方法とすべきであ
る。 本発明は、燃料棒における漏洩の結果として運
動したりあるいは物理的状態またはパラメータを
変える検出可能な構造または部材を含むとか、特
定の仕方で燃料棒自体を構成することを必要とす
るといつた燃料棒欠陥検出に関する従来技術とは
異なるものである。このような従来技術として
は、例えば米国特許第3666625号および米国特許
第4217173号明細書が挙げられる。前者の特許発
明によれば、燃料棒は、故障もしくは欠陥が生じ
た場合に燃料棒内で運動する磁気デバイスを備え
ている燃料棒構造が提案されている。また後者の
特許発明においては、放射プローブを燃料棒から
出る放射能を測定するために燃料棒端栓と整列す
る位置に下降して燃料棒の構造的健全性の表示を
与えるようにするために、燃料集合体のためのセ
ル形端取付け物と組合せて用いられる中空構造の
特殊設計の燃料棒端栓が必要とされる。これら従
来技術とは対照的に、本発明は、細長い燃料棒が
燃料集合体内にほぼ平行な離間関係で配列されて
いる限りにおいて、任意標準形態の燃料棒および
該燃料棒からなる燃料集合体と共に使用すること
ができる。 他の従来技術として、特殊な構造の燃料棒ある
いは顕著に変更された燃料集合体を必要とするこ
となく燃料集合体内の漏洩している燃料棒を探知
する装置および方法が提案されている。しかしな
がら、このような方法および装置は一般に、この
種の装置に対し上に述べたような基準を満足して
はいない。例えば、米国特許第4193843号明細書
には、燃料棒に超音波を加えて燃料棒の共振応答
を測定し、その測定結果で故障燃料棒に侵入する
水の表示を与えると言う漏れ検出装置が記述され
ている。この方法においては、漏れが生じている
燃料棒はその下端部に冷却水を集積していること
を前提条件とするものであり、燃料棒の下部にお
ける燃料棒の試験しか行なえない。また、この種
の試験は大きな燃料棒欠陥の場合には正確であり
得るが、燃料棒内に相当量の冷却材が集積してい
ない小さな棒欠陥の場合には必ずしも欠陥燃料棒
を検出し得ない。また、米国特許第4016749号お
よび第4039376号各明細書には、欠陥棒から放逐
される気泡の放出を検出するための装置および方
法が記述されている。この場合、燃料棒は液体浴
よりも大きい圧力を受けるような仕方で液体浴内
に配置される。そして、棒から放出される気泡を
検出して液体浴の表面上の気泡の位置を浴内に浸
漬されている欠陥棒の位置に相関する検知手段が
設けられる。漏洩棒を識別するこの装置の精度
は、液浴中を垂直方向に浴面へと移動する気泡な
らびに相関装置の精度に依存する。燃料集合体内
の隣接する燃料棒間の横方向間隔は0.05インチ
（0.127cm）ほどに小さいので、気泡検出装置の検
知精度は極めて正確でなければならず、そして冷
却材表面に到る直線路からの気泡の経路偏差で装
置の信頼性は損われる。 燃料集合体内の１つまたは複数の燃料棒欠陥を
検出するための従来の別の方法が米国特許第
3878040号明細書に開示されている。この米国特
許の装置は、燃料集合体の底部にストリツピング
ガス（抽出ガス）を供給し、このガスが燃料集合
体中を上方向に拡散する際に冷却材中に含有され
ている気相核分裂生成物を連行するようにしてい
る。ストリツピングガスおよび連行されたガス
は、そこで、燃料集合体の上部に備えられている
フードにより収集されて放射能に関し測定され
る。この装置は、漏れが生じている燃料集合体を
検出することはできるが、燃料集合体中どの燃料
棒に欠陥があるかは決定することはできない。 米国特許第4192373号明細書には、特殊な構造
の燃料棒および燃料集合体を必要とする別の漏洩
検出装置が開示されている。この構造において
は、各燃料棒に永久的に設けられた物理的漏洩検
出接続部が備えられていて、漏洩状態に関し周期
的に監視が行なわれる。この装置は、漏洩検出系
を完成するために、二重壁燃料棒構造ならびに管
および孔の比較的複雑な連絡通路を必要とし、再
構成可能な燃料集合体構造には適していない。 上に述べたような従来の燃料棒の漏洩を検出す
るための構造および方法は、構造に要求される所
望の基準の内の種々な基準をそれぞれ個別的に満
たすように構成されてはいるが、単一の装置もし
くは方法で先に述べた基準総てを同時に満足する
ものはない。一般に、従来の漏れ検出構造は非常
に複雑であるかまたは高価な検知もしくは検出設
備を必要としたりあるいは信頼性が低かつたり正
確でなかつたり、さらに試験を行なうのに大きな
時間消費を伴なうものであつた。本発明は、従来
の燃料漏れ検出器および燃料棒漏れ探知装置およ
び方法の上述のような欠点の殆んどのものを効果
的に克服するものである。本発明の検出装置およ
び方法は、現存の燃料棒あるいは燃料集合体にい
かなる設計変更をも必要とすることなく燃料集合
体の欠陥燃料棒の位置を正確に決定することがで
き、そして燃料棒欠陥の態様あるいは場所に関す
る予測や前提を行なうことなく漏洩棒を探知する
ために実際的な漏れ測定方法を用いるものであ
る。本発明の他の原理は、燃料集合体が通常浸漬
されている原子炉設備の冷却材浴から燃料集合体
を取出す必要なしに燃料集合体の試験に採用する
ことができる。 本発明は、単純で信頼性があり、安全で効率が
良く効果的な核燃料集合体内の漏洩燃料棒を探知
するための方法および装置を提案するものであ
る。本発明の方法および装置は現存の燃料集合体
と共に使用することができ、試験される燃料、燃
料棒または燃料集合体に設計変更を行なうことを
必要としない。本発明の方法および装置は、試験
される集合体のうち漏れを発生している燃料棒あ
るいは無事な燃料棒のいずれにも損傷を与える危
険を高めることなく使用することができる。本発
明は、試験を実施するために、燃料集合体の分解
を必要とすることなく、該燃料集合体内の良好な
棒から漏れを発生している燃料棒を隔離するため
の信頼性の高い方法を提案するものである。本発
明の試験プローブ装置は、原子炉設備内で燃料集
合体を動かすのに用いられる現存の構造と共に使
用することができるよう容易に適応可能である。 上述の記載から明らかな本発明の目的を達成す
るために、本発明は、実質的に平行に離間した仕
方で燃料集合体内で相互結合された複数の燃料棒
のうち、周囲の冷却材中に放射性生成物を漏洩し
ている欠陥燃料棒を探知する方法であつて、(a)放
射性生成物が燃料棒から放出されつつある前記燃
料集合体の近似的縦方向区分を決定する縦方向区
分決定ステツプと、(b)前記縦方向区分において前
記複数の燃料棒を囲繞する冷却材を選択的にサン
プリングして、放射性生成物をその周囲の冷却材
中に放出している燃料棒を隔離するサンプリング
ステツプと、を含み、前記縦方向区分における前
記燃料集合体の横断面領域が前記複数の燃料棒の
マトリツクスを画定し、該サンプリングステツプ
が、（b₁）前記マトリツクスを前記複数の燃料棒
の識別可能なサブマトリツクスに分割する分割ス
テツプと、（b₂）放射性生成物をその周囲の冷却
材中に放出している燃料棒を隔離するように、前
記放射性生成物の検出のため前記サブマトリツク
ス内における前記燃料棒の周囲の冷却材を論理的
な仕方でサンプリングするステツプと、からな
り、前記分割ステツプが、１つのサブマトリツク
ス内で前記燃料棒の周囲にある冷却材を隣接する
サブマトリツクスの冷却材から隔離するように、
前記１つのサブマトリツクス内の前記燃料棒の隣
接する列間に１つ又は複数の邪魔板部材を選択的
に挿入することからなつている、燃料集合体内の
欠陥燃料棒の探知方法を提供している。 また、本発明によると、第１および第２の端間
で実質的に平行に離間した関係で縦方向に延在し
液体冷却材浴内に配置されている複数の細長い燃
料棒を有する型の燃料集合体内の漏洩燃料棒を探
知する方法であつて、(a)捕集部材から片持ちばり
状に自由端まで延在し、間の容積試験領域を画定
する一対の邪魔板部材を有する型の冷却材サンプ
ル採取プローブを、前記燃料集合体の燃料棒に対
し近接関係で前記第１および第２の端間の中央部
に、前記燃料棒のうちの少なくとも１つの燃料棒
の縦方向区分が前記容積試験領域内に位置するよ
うに配置する配置ステツプと、(b)該サンプル採取
プローブが上記のように位置付けられた時点で前
記容積試験領域の液体冷却材の放射性生成物含量
をサンプリングするサンプリングステツプと、を
含み、前記縦方向区分における前記燃料集合体の
横断面領域は前記複数の燃料棒のマトリツクスを
画定しており、前記サンプリングステツプが、
（b₁）前記マトリツクスを前記複数の燃料棒の識
別可能なサブマトリツクスに分割する分割ステツ
プと、（b₂）放射性生成物をその周囲の冷却材中
に放出している燃料棒を隔離するように、前記放
射性生成物の検出のため前記サブマトリツクス内
における前記燃料棒の周囲の冷却材を論理的な仕
方でサンプリングするステツプと、からなり、前
記分割ステツプが、１つのサブマトリツクス内で
前記燃料棒の周囲にある冷却材を隣接するサブマ
トリツクスの冷却材から隔離するように、前記１
つのサブマトリツクス内の前記燃料棒の隣接する
列間に１つ又は複数の邪魔板部材を選択的に挿入
することからなつており、前記サンプル採取プロ
ーブは、前記複数の燃料棒の実質的に全マトリツ
クスの縦方向区分が前記容積試験領域内に配置さ
れるような寸法及び形状を有しており、前記邪魔
板部材は、前記捕集部材から前記自由端に向かつ
て延在する有効長と、前記第１および第２の端間
で測定した時の前記燃料棒の長さよりも実質的に
短い、前記有効長に直交する方向の有効幅とを有
していて、前記サンプル採取プローブが前記燃料
棒に近接して配置された時に前記有効幅が前記燃
料棒の長手方向軸線に対して実質的に平行となる
ように配置され、更に、(c)前記第１および第２の
端間の前記燃料棒の実質的に全長にわたつて前記
容積試験領域が移動して前記サンプリングが行わ
れるように、前記サンプル採取プローブを前記燃
料集合体に関して縦方向に移動するステツプと、
(d)前記容積試験領域からの前記冷却材サンプルの
前記放射性生成物含量が最大になる時の、前記燃
料集合体に関する前記サンプル採取プローブの縦
方向位置を決定するステツプと、を含むと共に、
前記配置ステツプは、前記邪魔板部材の少なくと
も１つが前記燃料棒の隣接する列間を滑動して、
前記容積試験領域内の燃料棒の縦方向区分を前記
容積試験領域外の燃料棒から隔離するように、前
記サンプル採取プローブを前記燃料棒に関して近
接関係で移動させるステツプを含んでいる、原子
炉燃料集合体の漏洩燃料棒を探知する方法も提供
している。 本発明によれば、燃料集合体内の漏洩燃料棒の
位置を探知する方法ばかりではなく、試験を実行
するための試験プローブ装置が提案される。本発
明によれば、この試験プローブ装置は、第１およ
び第２の端間で縦方向に延在し第１の端でコレク
タ（捕集部材）により連結されて邪魔板と該コレ
クタとの間に画定される容積もしくはスペースが
容積試験領域を形成するようにした一対の対向す
る邪魔板を有する。コレクタは、溶積試験領域か
ら取出される液相冷却材を収集するように構成さ
れる。邪魔板およびコレクタを有するプローブ構
造は、邪魔板が燃料集合体の１つまたは複数の燃
料棒の両側で側方向に突出して、燃料集合体の１
つまたは複数の燃料棒の縦方向区分が選択的にプ
ローブ装置の容積試験領域内に位置出しされるよ
うに、核燃料棒集合体と動作上整列もしくは整合
するように構成される。試験プローブ装置はま
た、容積試験領域からコレクタを介して液相冷却
材を取出すための手段ならびにコレクタを介して
抽出された冷却材サンプルの放射性生成物含量を
測定するための手段を備えることができる。ま
た、試験プローブ装置は、該装置に動作上連結さ
れて試験プローブを動かし、それにより容積試験
領域を燃料集合体の燃料棒に対し縦方向および横
方向に運動させて、任意時点で容積試験領域内に
配置すべき燃料棒を選択するための手段をも備え
ることができる。 本発明の好ましい応用例においては、複数個の
試験プローブを用いて、燃料集合体の漏洩燃料棒
の位置もしくは場所を決定する論理試験動作が行
なわれる。任意特定の応用例で用いられる試験プ
ローブの実際の数は、試験される燃料集合体の構
造形態、燃料集合体内の燃料棒の数ならびに燃料
集合体マトリツクス内の漏洩燃料棒の正確な位置
を決定するのに用いられる論理的試験シーケンス
に依存する。好ましい実施例においては、この様
なプローブ部材は３つ用いられる。しかしなが
ら、本発明の範囲内で任意数のプローブ部材を使
用し得ることは理解されるであろう。本発明の好
ましい実施例においては、第１のプローブ部材
は、その容積試験領域内に総ての燃料棒を包入す
るような寸法および構造で実現され、そして漏れ
が実際に生じているか或いは漏れが識別可能に検
出することができる燃料集合体の縦方向区分を決
定するのに用いられる。ここに記述される好まし
い実施例における第２の試験プローブは、第１の
試験プローブの容積試験領域の２分の１にほぼ等
しい容積試験領域を有し、燃料棒マトリツクスを
４つの象限に分割してどの象限が漏洩燃料棒を含
んでいるかを識別するような仕方で用いられる。
この好ましい実施例においては、第３の試験プロ
ーブ部材が用いられて識別された漏洩が生じてい
る象限をさらに小さい試験サブマトリツクスに再
分割し、これを、漏洩燃料棒の正確な位置が決定
されるまで繰返す。本発明の試験プローブ部材の
好ましい構造によれば、邪魔板部材は、燃料集合
体内で燃料棒の隣接列間に容易に摺動挿入され、
サンプル採集動作中試験プローブによつて画定さ
れる容積試験領域から冷却材を抽出する際に上記
隣接燃料棒を互いに隔離するのに適した厚さを有
する薄肉の準剛性シート材料から構成される。 本発明の好ましい実施例の詳細な説明から容易
に明らかとなるように、本発明の方法および装置
を用いれば、燃料集合体内の漏洩が生じている燃
料棒を迅速且つ高い信頼性をもつて検出すること
が可能となり、したがつて欠陥燃料集合体の修膳
に関する判定を高い信頼性をもつて行なうことが
できる。また、本発明の好ましい実施例の記述に
当たつて特定の逐次的方法および試験プローブ装
置が開示されるが、本発明はこのような特定の方
法または構造に制限されるものでないことは理解
されるであろう。例えば、好ましい実施例の試験
プローブは特定の寸法または材料と関連して説明
されるが、本発明はこの様な特定の材料または寸
法に制限されるものではない。さらに、本発明
は、矩形の燃料集合体が試験される例と関連して
説明されるが、本発明は、矩形断面の燃料集合体
マトリツクスを有する燃料集合体での使用に限定
されるものではない。さらに、好ましい実施例に
よる試験プローブは「Ｕ字形」の邪魔板／コレク
タ構造を有しているが、本発明は、好ましい実施
例と関連して図面に示し記述されている構造の邪
魔板またはコレクタ部材を有する試験プローブの
構造または使用に制限されるものではない。本発
明の好ましい実施例に関する以下の説明に照して
当業者には他の種々な変更および変形を容易に想
到し得るであろう。 以下、図面を参照して説明する。なお、幾つか
の図面中、同じ参照記号は同じ部分を表す。第１
図には、典型的な原子炉設備の一部が略図で示さ
れている。原子炉容器（図示せず）は、一般に、
水が充填されているトンネル（図示せず）を介し
て、参照数字22で概略的に示す使用済み燃料貯蔵
プールに連結された隣接の建屋内に配設されてい
る。当該技術分野の専門家には容易に理解される
ように、使用済み燃料貯蔵プールは任意適当な構
造もしくは通例の構造のものであり、ここでは詳
述しない。プール浴２４は、通常原子炉運転中は
空であるが、燃料交換作業中は、燃料集合体（後
述する）が冷却材中に浸漬された状態に保たれる
ように、参照数字25で示す水位まで冷却材で満た
される。好ましい実施例においては、冷却材は水
である。しかしながら、本発明の原理は、冷却材
として水以外のものを用いる原子炉での使用にも
同等に適用されるものであることは理解に難くな
い。 燃料交換作業中、参照数字３０で示すような燃
料集合体は、追つて詳述する適当なリフト機構に
より原子炉から持上げられる。即ち、燃料集合体
は原子炉容器から垂直方向に持上げられて、横た
えられ、そして使用済み燃料貯蔵プール浴２４に
向かい水が充填されているトンネルを通つて水平
方向に搬送される。この使用済み燃料貯蔵プール
浴２４においては、燃料集合体は、原子炉容器か
ら燃料集合体を持上げるのに用いられるものと実
質的に同じリフト機構により垂直位置に戻され
る。リフト機構は、一般に、垂直方向に燃料集合
体３０を動かすホイストもしくはクレーン装置２
７から垂下している入れ子式掴み工具２６を備え
ている。ホイスト装置２７は、掴み工具を、取扱
うべき燃料集合体３０と垂直方向に整列した関係
になるように横方向に位置決めするため且つまた
燃料集合体を横方向に動かすために、参照数字２
８で総括的に示されているトラツク上に装着され
ている。なお、第１図には、ホイスト装置２７
を、図面の平面内にある横方向に動かすための唯
一つの上記のようなトラツク２８しか示されてい
ないが、ホイスト装置を第１図の図面の平面に対
して垂直な横方向に動かすための他の適当なトラ
ツク手段（図示せず）も設けられるものであるこ
とは理解されるであろう。 第２図には、典型的な燃料集合体３０がより詳
細に示されている。第２図を参照するに、燃料集
合体３０は、互いに平行に組合されて、燃料集合
体の長さ方向に離間した複数個の支持格子３４，
３５および３６により互いに離間関係で保持され
ている複数個の燃料棒３２を有する。なお、第２
図には、上記のような支持格子のうち３つの格子
しか示されていないが、燃料棒３２をその長さ方
向に沿い適切に支持するためには、より多くの上
記のような支持構造が要求され得るものであるこ
とは理解されるであろう。燃料棒３２はその全長
に沿い支持格子３４，３５および３６により緻密
な間隔で離間されており、互いにほぼ0.12ないし
0.20インチ（ほぼ0.305cmないし0.508cm）だけし
か離間されていない。典型的な燃料集合体３０に
おいては、燃料棒３２は約0.36ないし0.50インチ
（約0.91cmないし1.27cm）の外径と、８ないし15
フイート（2.43ｍないし4.57ｍ）の範囲内の典型
的な長さを有している。各燃料棒３２は、追つて
詳述するように適当な核分裂性物質を含んでい
る。なお第２図には、最前列の燃料棒３２しか示
されていないが、完全な燃料集合体３０において
は、典型的には、燃料集合体内に49ないし300本
にも達つする燃料棒が含まれており、そして典型
例においては、第４図の断面図に見られるように
マトリツクス形態で配列されている。 総括的に参照数字４０で示す複数個の制御棒
は、原子炉内の各選択された燃料集合体内で予め
定められた位置において制御棒案内管４２内で可
逆的に運動可能である。制御棒は核分裂過程を制
御するのに用いられる。制御棒案内管４２は、支
持格子３４，３５および３６に取付けられてお
り、（第４図の横断面図に示すように）燃料棒３
２間に散在して設けられている。第４図を参照す
るに、この図には、第３図を参照し後述するよう
な標準の燃料棒を表わす白抜きの円と対比して、
制御棒は黒抜きの円で略示されている。なお、第
４図の制御棒の図示は単に簡略な例示的目的のた
めのものに過ぎず、制御棒構造の物理的性質を表
わすものではないことは理解されるであろう。燃
料集合体はまた上部ノズル４３および下部ノズル
４４を備えており、これらノズルには制御棒案内
管４２の両端がそれぞれ取付けられていて、それ
により、燃料集合体の構成要素に損傷の危険を伴
うことなく適宜取扱うことができる一体化された
燃料集合体が形成されている。案内管４２は、典
型的には、上側および下側支持格子３４および３
６ならびに上部ノズル４３および下部ノズル４４
に溶接されるスリーブ部材から構成されている。
なお、制御棒構造は、第４図に示した燃料棒に対
する制御棒の物理的間隔を除き、本発明を構成す
るものではないので、該制御棒構造のこれ以上の
詳細な説明は不要であろう。但し、当該技術分野
の専門家には、原子炉で適切に用いられるよう
に、専門家によく知られている典型的な適切な仕
方で構成されるものである事は理解されるであろ
う。 典型的な仕方で構成された燃料棒３２の１つが
第３図に拡大図で示されている。第３図を参照す
るに、各燃料棒は円筒状の形状にあり、上端５０
ａおよび下端５０ｂ間に延在して内部空洞を画定
している外側のジヤケツトもしくはケーシング５
０を有している。ケーシング５０の下端５０ｂは
下部端栓５１により密閉されている。ケーシング
５０により画定される内部空洞内には、複数個の
円柱状の燃料ペレツト５５が積み重ねて収容され
ており、これらペレツトは該ペレツトとケーシン
グとの間に燃料−被覆間ギヤツプ５６を形成する
ようにケーシング５０の内径よりも僅かに小さい
内径を有している。最上位の燃料ペレツト５５
は、ケーシング５０の上側開端５０ａを密閉する
上部端栓５２から離間されており、それにより、
最上位ペレツト５５と端栓５２との間にプレナム
５７が形成されている。上部端栓５２の下面と最
上位燃料ペレツトの上面との間に、バネ５８が圧
縮された状態で介装されていて、ケーシング空洞
内に燃料ペレツトを順序化された位置で保持す
る。 典型例においては、ケーシング５０ならびに上
部、下部端栓５１および５２は、ジルコニウム合
金材料から形成されている。上部、下部端栓５１
および５２は、典型例においては、ケーシング５
０の上端５０ａおよび下端５０ｂにそれぞれ溶接
される。圧縮バネ５８も、典型例においては、３
０４ステンレス鋼のような材料から造られてい
る。燃料ペレツト５５は適当な核分裂性物質から
形成されており、典型的には酸化ウランから形成
される。燃料−被覆間ギヤツプ５６は、運転中、
ペレツト５５の半径方向のスエリング吸収する。
プレナム５７は、燃料棒の稼働中、燃料棒の内部
空洞内の流体と外部冷却材浴との間の差圧が最小
となるようにヘリウムのような不活性ガスで予め
加圧されている場合が多い。上に述べた燃料棒構
造は、周囲の冷却材（典型的には水）が燃料棒の
内部空洞内に漏入したり或いは逆に燃料棒内に収
容されている放射性物質の漏洩を惹起するような
被覆ケーシング５０の亀裂もしくはひび割れを検
出するための特殊な装置を備えてはいない。これ
と関連して、本発明は、このような燃料棒の被覆
の亀裂を探知するための関連の装置および方法を
提案するものであるが、第４図に概略的に示した
ようなほぼマトリツクス形態の燃料集合体構造が
採用されている限りにおいて、上に述べた以外の
内部構造形態、被覆および冷却材を有する燃料棒
の被覆の故障の検出にも同等に適用し得るもので
あることは理解されるであろう。 本発明は、試験プローブ装置ならびに該プロー
ブ装置を用いて、健全な燃料棒を除外しつつ逐次
試験中の燃料棒の数を狭めてゆき、最終的に欠陥
の有る燃料棒（単数もしくは複数）を探知するよ
うに燃料集合体を系統的に試験する仕方で上記プ
ローブ装置を使用する方法を提案するものであ
る。該試験プローブ装置は、第１図に参照数字６
０で総括的に示されている。第１図および第１１
図に示すように、プローブ装置６０は、共通のカ
ツプリング６５により支持柱６６に取付けられた
３つのプローブヘツド６２，６３および６４を備
えている。なお、図示の例として、17×17の燃料
棒マトリツクスを試験するのに使用するために３
つのプローブヘツドが図示されているが、他の大
きさの燃料集合体においては、それよりも多い数
または少ない数のプローブヘツドが必要とされ得
る場合もあることは理解されるであろう。３プロ
ーブヘツド構造は、第１１図に詳細に示してあ
る。なお、ここで述べる好ましい実施例において
は、特定の３プローブヘツド形態もしくは構造に
ついて説明するが、本発明の詳細な説明から、他
の適当なプローブヘツドおよび取付け構造もしく
は形態を採用し得ることならびに図示のように、
複数のプローブを共通に単一の支持柱もしくはカ
ツプリングに取付ける必要もないことは理解され
るであろう。しかしながら、図示の構成によれ
ば、試験手順の如何なる特定面においても現在用
いられていないプローブヘツドからの干渉もしく
は妨害を最小限度にして、試験手順全体を通し複
プローブヘツドを割出し位置決めするための技術
的手段が単純化されるのである。 支持柱６６は、参照数字６７で機能的に略示さ
れているプローブ位置制御モジユールに動作上関
連して取付けられる。なお第１図には、別個のこ
のような制御モジユール６７が示されているが、
このような制御モジユールのいろいろな機能は他
の手段によつて行うことも可能であることは理解
されるであろう。制御モジユールは、試験プロー
ブ装置６０を燃料棒集合体３０に対して位置合わ
せしたり運動させるために、支持柱６６および取
付けられている該試験プローブ装置を所望の３つ
の直交する運転方向（即ち「ｘ」、「ｙ」および
「ｚ」直交軸方向）において動かすように、当該
技術分野の専門家には良く知られており且つ（ま
たは）専門家により実現することができる適当な
装置を備えている。また、プローブ位置制御モジ
ユール６７は、追つて詳細に述べるように、燃料
集合体３０の燃料棒３２と動作整列関係に所望の
プローブヘツド（６２，６３または６４）を位置
決めするために、垂直もしくは「ｚ」軸線を中心
とする支持柱６６およびそれに取付けられている
プローブ装置６０の回転位置割出しを制御する制
御機能（第１図に参照数字６７ａで概略的に示さ
れている）をも備えている。なお、プローブ装置
６０の運動を行うために別個のプローブ位置制御
モジユール６７が示されているが、このようなプ
ローブ位置制御を遂行するここで述べる仕方は独
特のものではなく、当該技術分野の専門家には他
の運動制御方法を容易に想到し得るものであるこ
とは理解されよう。例えば、運動制御機能の或る
ものを、一般に、ホイスト装置の運動制御機能ま
たは入れ子式掴み工具２６と直接関連させること
も可能であるしまたこのようにするのが一般の慣
行でもある。 プローブヘツド６２，６３および６４は、第５
図ないし第１０図に詳細に示されている。プロー
ブヘツド６２，６３および６４は、構造および機
能に関して互いに類似であるが、その相対寸法お
よび材料の点で異なつており、そして燃料集合体
のうち漏洩燃料棒（単数または複数）を探知する
ための試験シーケンスにおいて異なつた時点で用
いられる。プローブ装置の好ましい構造を、第５
図および第６図に示してあるプローブヘツド６２
と関連して説明するが、寸法および材料に関する
パラメータを除いて、プローブヘツド６３および
６４もプローブヘツド６２と同じ機能要素を有す
るものと理解されたい。第５図および第６図を参
照するに、プローブヘツド６２は、参照数字６
２．３で全体的に示されている拡散板により一端
で連結された準剛性のシート状材料からなる一対
の対置する閉込め板もしくは邪魔板部材６２．１
および６２．２を有する。拡散板６２．３には、
邪魔板６２．１および６２．２が、横方向もしく
は側方向離間距離「S1」だけ分離されたほぼ平
行の離間関係で取付けられている。閉込め板もし
くは邪魔板６２．１および６２．２ならびに拡散
部材６２．３の各材料は、板６２．１および６
２．２がそれぞれの固定端から片持ちばり態様で
それぞれの末端（図には「Ａ」で示してある）ま
で延び、各末端「Ａ」において板間間隔「S1」
を実質的に維持する準剛性構造が相互連結によつ
て実現されるように選択される。図示の好ましい
実施例においては、閉込め板もしくは邪魔板６
２．１および６２．２は、ステンレス鋼製のシー
ト材料から造られている。しかしながら、放射性
汚染に対し抵抗を有し且つ所望の剛性を有する任
意適当な材料を用い得ることは理解されるであろ
う。さらに、閉込め板６２．１および６２．２
は、この好ましい実施例においては、ほぼ矩形の
形状を有するものとして示されているが、本発明
の精神および範囲を逸脱することなく他の適当な
形状を採用し得るものであることも理解されるで
あろう。 拡散板部材６２．３は、閉込め板もしくは邪魔
板６２．１および６２．２をほぼ平行な離間関係
で維持するのに必要とされる構造支持を付与する
と共に、該拡散板を通る流体の実質的に自由な流
れを許容するように穿孔されている。拡散板部材
６２．３は、参照数字６２．４で総括的に示した
コレクタ（捕集）部材の１つの壁を形成する。該
コレクタ部材６２．４は、拡散板６２．３に形成
されている穿孔を通つて流れる流体のための捕集
室を画定するように、拡散板６２．３ならびに
（または）邪魔板部材６２．１および６２．２と
一体的に接続された１つまたは複数の表面を有す
る。コレクタ部材６２．４の壁もしくは表面は、
出口ポート６２．５で終端しており、この出口ポ
ートは、コレクタ壁６２．４によつて画定される
内室もしくは空洞（キヤビテイ）に開口するオリ
フイスを形成し、拡散板６２．３の穿孔を経る連
続した通路を付与する。この出口ポート６２．５
は、後述する「サンプル管路」に接続されるよう
に適応されている。 プローブヘツド６３および６４の構造は、プロ
ーブヘツド６２の構造と機能的に同じであり、図
面においてプローブヘツド６３および６４の類似
の部分は、主たるプローブ識別数字63および64に
続く類似の小数点参照数字で識別されている。こ
の識別と関連して、プローブヘツド６３の邪魔板
６３．１および６３．２間の横方向間隔は、S2」
で表されており、他方、プローブヘツド６４の邪
魔板部材６４．１および６４．２間の横方向間隔
は符号「S3」で表されている。第５図ないし第
１０図、特に第５図、第６図、第９図および第１
０図を参照するに、プローブヘツド６２および６
４は同じ尺度で描かれていない点に注意された
い。第５図および第６図に図示の例では、プロー
ブヘツド６２は、第９図および第１０図に示して
あるプローブヘツド６４の尺度の約２分の１の尺
度で描かれている。したがつて、第５図、第６
図、第９図および第１０図それぞれに示されてい
るプローブヘツド６２および６４間の寸法比較は
これらの図から推定すべきではなく、追つて参照
する第１３図ないし第１５図と関連して行うべき
である。 第１図および第１１図を参照するに、プローブ
ヘツド６２，６３および６４のそれぞれの出口開
口６２．５，６３．５および６４．５は、それぞ
れカツプリング６５に取付けられており、それぞ
れ、サンプル管路６８Ａ，６８Ｂおよび６８Ｃに
連続的に接続されている。サンプル管路６８は、
支持柱６６内に取付けられていて、図示のように
ホイスト装置２７に取付けられ、参照数字６８で
総括的に示したポンプ組立体まで上記支持柱６６
を貫通して上方に延びている。しかしながら、ポ
ンプ６９およびそれに関連のセンサもしくは検知
器７０は、一般には、使用済み燃料貯蔵プール２
２を取巻く歩行路上のさらに便利な場所に配設し
得るものである。ポンプ６９と関連して設けられ
るかまたは支持柱６６またはカツプリング（継
手）６５組立体に組込まれる適当な弁もしくはサ
ンプル管路選択手段（図示せず）が、任意時点に
おいて、サンプル管路６８Ａないし６８Ｃのう
ち、ポンプ６９に動作上接続されるサンプル管路
を選択する。参照数字７０で総括的に示されてい
るセンサ（検知）装置もホイスト装置２７上に取
付けられており、追つて詳述するように、ヨウ素
−131、キセノン−133、セシムウ−134、セシウ
ム−137等のような放射性核分裂生成物に関し、
通流する液体を連続的にモニタし上記のような生
成物を検知するようにサンプル管路６８と動作上
接続されている。 プローブ装置に関係のある動作要素の機能ブロ
ツクダイアグラムが第１２図に示されている。第
１２図を参照するに、ブロープ装置６０は、その
物理的操作がプローブ位置制御モジユール６７に
よつて制御される機能ブロツクとして示されてい
る。ブローブ装置６０は、サンプル管路６８によ
り、ポンプ６９に動作上接続されている。ポンプ
６９が付勢されると、冷却材サンプルはプローブ
装置６０を介して抽出される。冷却材サンプル
は、ポンプ６９を介して関連のサンプル管路６８
（Ａ，ＢまたはＣ）を貫流して、第１２図に参照
数字７１で示す適当なフイードバツク管路を介し
冷却材浴に戻される。センサ７０は、サンプル管
路６８を通流する冷却材サンプルを連続的にモニ
タもしくは監視するように動作関連的に接続され
ている。このセンサは、放射性核分裂生成物のた
めの任意適当な複チヤンネル分析器とすることが
できる。他の図面には図示していないが、プロー
ブ位置制御モジユール６７、ポンプ６９、センサ
７０の動作を相関したり、試験の結果として受け
るデータおよび情報を処理し操作するために適当
な制御手段７２が設けられることは理解されよ
う。 プローブヘツド６２，６３および６４の各々
は、閉込め邪魔板、拡散板および邪魔板の開端
「Ａ」間に画定される容積により定められる容積
試験領域を形成する。図面に示したプローブヘツ
ドの好ましい形態においては、この容積試験領域
は矩形形状であり、第５図には「Ｔ」で略示して
ある。試験プローブの容積試験領域「Ｔ」とは、
プローブをポンプ６９に動作関連的に接続した時
にプローブが冷却材標本を抽出する領域もしくは
帯域である。プローブを、燃料棒がプローブの対
向する邪魔板とほぼ平行に整列するように１つま
たは複数の燃料棒の周囲に配置すると、該プロー
ブは、ポンプ６９に動作上接続された場合に、プ
ローブの容積試験領域「Ｔ」内に位置する燃料棒
部分の周囲から冷却材を取込む。冷却材はプロー
ブの拡散部材、コレクタおよび出口ポートを介し
てサンプル管路６８へと流れセンサ７０により分
析される。プローブの容積試験領域「Ｔ」内に位
置する燃料棒の部分に洩れがあつて、核分裂性物
質が該漏洩部を介して燃料棒を取巻く冷却材中に
放逐されつつある場合には、核分裂性物質は、試
験プローブの拡散板コレクタを介して取込まれて
センサ７０により検出されることになる。したが
つて、ここに述べている仕方で燃料集合体の燃料
棒間にプローブヘツドを選択的に位置付けること
により、洩れが生じている燃料棒の位置もしくは
場所を容易に且つ正確に決定することができるの
である。 各プローブヘツドの寸法は、各プローブ毎の容
積試験領域「Ｔ」の所望の寸法に依存し、一方、
後者は試験プローブが用いられる特定の燃料集合
体の寸法に依存する。本発明の以降の説明を簡略
にするために、以下、プローブヘツド６２，６３
および６４は、第４図に概略的に示してあるよう
に、17×17列（即ち289本）の燃料棒断面マトリ
ツクスを有する典型的な燃料集合体３０の試験で
の使用と関連して述べることにする。しかしなが
ら、本発明の原理は、燃料集合体が正方形または
長方形の横断面形状を有するか否かに関係なく、
任意数の燃料棒を有する燃料集合体の試験にも同
等に適用可能であることは理解されるであろう。 第４図を参照するに、典型的な17×17列の燃料
棒集合体においては、制御棒クラスタ４５および
制御棒相互接続用アーム構造４７（第２図参照）
の構造形態に依存し、制御棒案内管が秩序ある仕
方でマトリツクス全体に亘り配置される。本発明
の記述の対象となる典型的な17×17マトリツクス
形態もしくは構造の場合には、制御棒４０ならび
に関連の案内管４２は第４図に示すようにマトリ
ツクス全体に亘り配置される。第４図を参照する
に、燃料棒マトリツクスの或る隣接列は制御棒ま
たは関連の案内管を含んでいない点に注意される
であろう。 説明の簡略さを期して、制御棒および案内管
は、集合的に、単に制御棒と称することにする。
例えば第４図に示した配列においては、隅から内
側に数えて、燃料棒の７番目または８番目の列の
いずれにも制御棒は存在しない。これら７番目お
よび８番目の各列間の区画線は「X₁」、「X₂」、
「Y₁」および「Y₂」で示してある。これは、制御
棒案内管の直径が標準の燃料棒の直径よりも若干
大きいので、隣接列間の棒間隔は、制御棒を含ん
でいない列におけるよりも制御棒を含んでいる列
の場合の方が狭いことを意味する。即ち第４図の
「X₁」、「X₂」、「Y₁」および「Y₂」で印した位置
における棒間隔は、燃料棒と制御棒を含む任意の
他の隣接列との間の間隔よりも若干広い。したが
つて、プローブヘツド特に燃料棒および制御棒の
隣接列間に滑り入れられるプローブヘツドの邪魔
板もしくは閉込め壁部材の部分の設計に当つて
は、棒間隔ばかりではなく、マトリツクスの制御
棒を含まない隣接列間の間隔を知ることが望まし
い。この点に関しては本発明の以降の説明、特に
プローブヘツド６２，６３および６４を使用する
方法に関する説明に続く記述から一層明瞭に理解
されよう。 プローブヘツド６２は、３つのプローブヘツド
のうち最も大きく、その容積試験領域「Ｔ」内に
１つの燃料集合体（17本の燃料棒の側辺全体）を
完全に包入するのに適したパラメータ「S₁」の容
積試験領域を有するように構成されている。この
ことは、燃料集合体３０を頂面図で示す第１３ａ
図に略示してある。対置する邪魔板部材６２．１
および６２．２の（拡散板部材６２．３からその
末端「Ａ」に測定した）容量試験領域「Ｔ」の長
さは、プローブ６２を、第１３ａ図に示すように
燃料集合体の断面領域を包入するように配置した
時に燃料集合体の燃料棒の最も外側の列を若干越
えて延びるように充分に大きく迸ばれる。邪魔板
６２．１および６２．２ならびにコレクタ拡散部
材６２．３の「高さ」寸法は変動し得るが、邪魔
板６２．１および６２．２の「長さ」とほぼ同じ
寸法かまたはそれよりも大きい寸法とするのが好
ましい。この高さ寸法は、コレクタ６２．４に取
込まれる冷却材サンプルが主として容積試験領域
「Ｔ」の中心領域から抽出され試験プローブの上
側開端および下側開端部から到来するものでない
ことを確保するのに充分な寸法とすべきである。
プローブヘツド６２の邪魔板部材６２．１および
６２．２は、燃料集合体３０の燃料棒の外側の列
から外方に延びていて、燃料集合体の燃料棒の隣
接の列間に配置するように形成する必要はないの
で、邪魔板６２．１または６２．２の最大壁厚に
は特定の制限は課せられない。 本発明の装置は、主として、既に漏洩燃料棒を
含んでいることが判明している燃料集合体３０の
漏洩燃料棒（単数または複数）を隔離するのに企
図されている。しかしながら、本発明の原理、特
にプローブヘツド６２は、燃料集合体３０が漏洩
燃料棒を含んでいるかいないかを判定するための
事例においても採用することができよう。 プローブヘツド６２を使用する目的は、核分裂
性物質を冷却材中に放出している燃料集合体の１
つまたは複数の燃料棒における漏れもしくは欠陥
の縦方向位置（即ち、「垂直方向」または「Ｚ」
方向の位置）を決定することにある。プローブヘ
ツド６２は、第１３ａ図に示すように、その使用
に当たつて、燃料集合体の垂直部分もしくは区分
の全横断面積がプローブヘツド６２の容積試験領
域「Ｔ」内に収容されるように燃料集合体３０と
恊働整列関係になるように動かされる。その場
合、燃料集合体３０が第１図に示すようにホイス
ト装置２７により冷却材通路内に懸持されている
状態で燃料棒３２の下端部で試験を開始するため
に、プローブを「Ｚ」方向に下降するのが好まし
い。上記試験位置に設定したならば、ポンプ６９
を付勢して、プローブヘツド６２の容積試験領域
「Ｔ」内に包入されている燃料棒の縦方向の部分
を通し冷却材をコレクタ６２．４内に取り入れ
る。次いで、冷却材サンプルをサンプル管路６８
を介してセンサ７０に送り、該センサにより核分
裂性物質の検出を行なう。プローブヘツド６２の
垂直（「Ｚ」方向）位置を、センサが冷却材中の
放射線量の相対的増加を検出するまで燃料集合体
３０の長さ方向に沿い縦方向に変位する。該放射
線量の増加は、漏洩燃料棒の存在を指示する。プ
ローブは、燃料集合体３０に対するこの垂直（縦
方向）位置で固定する。かくして、本方法は次の
プローブヘツド６３を使用する段階となる。別法
として、燃料集合体が１つ以上の欠陥燃料棒を含
んでいる場合には、燃料集合体の縦方向長さ全体
をプローブヘツド６２で試験して、漏洩が検出さ
れた縦方向位置をそれぞれ記録しておき、爾後に
プローブヘツド６３および６４によりこれら各位
置で試験を行なうこともできる。 第２のプローブヘツド６３は、プローブヘツド
６２によつて垂直もしくは縦方向位置が決定され
た漏洩燃料棒が位置する特定の「象限」を局限す
るように寸法付けられている。即ち、プローブヘ
ツド６３の寸法「S2」は、燃料棒マトリツクス
の幅寸法の約２分の１（寸法「S1」の約２分の
１）の大きさである。また、邪魔板部材６３．１
および６３．２の厚さは、燃料集合体の燃料棒の
隣接列管における邪魔板部材の自由な摺動が可能
なような寸法にある。既に第４図を参照して説明
したように、プローブヘツドが用いられる燃料集
合体が、制御棒を含まないマトリツクスの中心に
近い特定の隣接する列を有している場合には、こ
れら列間に邪魔板部材６３．１または６３．２を
摺動挿入するのが望ましい。と言うのは、邪魔板
部材６３．１および６３．２は、制御棒を含む列
間の棒間間隔を横切ることが要求される場合の厚
さよりも若干大きい厚さの材料から形成すること
ができるからである。一例として、「X₁」、「X₂」、
「Y₁」および「Y₂」の路に沿い第４図の17×17マ
トリツクスに摺動挿入されるように設計されたプ
ローブヘツド６３の好ましい構造においては、邪
魔板６３．１および６３．２は、0.10インチ
（0.254cm）の厚さのシート材料から形成すること
ができ、それにより狭い棒間間隔を横切るように
邪魔板部材を薄肉にすることが必要な場合と比較
して、プローブ構造に大きい剛性を付与すること
ができる。したがつて、第４図に示した17×17マ
トリツクス構造に適用されるプローブヘツド６３
の好ましい構造においては、邪魔板間間隔寸法
「S2」は、容積試験領域「Ｔ」内に10本の燃料棒
を収容し得る大きさもしくは寸法にある。邪魔板
６３．１およひ６３．２の長さは、一般に、プロ
ーブヘツド６２の邪魔板６２．１および６２．２
の長さと同じであり、第１４ａ図に示すように燃
料集合体の燃料棒間に挿入した場合には、邪魔板
６３．１および６３．２の末端「Ａ」は、燃料棒
の最も外側の列を若干越えて突出する。 第１４ａ図を参照するに、漏洩燃料棒が位置す
る燃料集合体の象限を探知するのにプローブヘツ
ド６３が用いられる。この象限は、漏洩燃料棒を
含む象限（Q1−Q4）を隔離するような仕方でプ
ローブヘツド６３を４回またはそれより少ない回
数だけ燃料集合体マトリツクス３０内に挿入する
ことにより決定される。プローブヘツド６３の挿
入は、漏洩が生じている垂直（縦方向）位置とし
てプローブヘツド６２によつて決定された垂直位
置で行われる。実際、プローブヘツド６２によつ
て決定されるこのような漏洩位置は、実際に漏れ
が生じている位置の欠陥燃料棒の部分より実際上
若干高い位置にある場合がある。これは、漏洩し
ている核分裂生成物が、欠陥燃料棒から出た後に
冷却材中を「上昇」することから生じ得るもので
ある。第１４ａ図に示されているプローブヘツド
６３の位置で、該プローブヘツド６３を介して抽
出される冷却材サンプルの試験は、漏洩の生じて
いる燃料棒が象限「Q3」内に存在するか或いは
象限「Q4」に存在するかを決定する。プローブ
ヘツド６３を「Ｘ」方向に動かして邪魔板部材６
３．１を燃料棒集合体３０から離脱することによ
り、プローブヘツド６３を続いて「ｙ」方向に移
動し、邪魔板部材６３．２を燃料集合体内に挿入
して、燃料集合体の象限「Q1」および「Q2」が
プローブヘツド６３の容積試験領域「Ｔ」内に包
入されるようにすることができる。象限「Q1」
および「Q2」から抽出された冷却材をサンプル
リングすることにより、漏洩燃料棒がこれら象限
内に存在するか否かを決定することができる。同
様にして、プローブヘツド６３を、続いて、燃料
集合体３０から取出し、該燃料集合体３０を回転
制御部２９ｂにより回転させて、プローブヘツド
６３を該燃料集合体内に再挿入し、逐次類似の仕
方で、象限（Q2、Q4）および（Q1、Q3）をそ
れぞれ試験することができる。漏洩が検出された
４つの試験結果に対する単純な論理的演繹によ
り、漏れが生じている棒が存在する特定の象限が
決定される。典型的な試験手順の一例が次表に示
されている。表中、「×」は漏れもしくは漏洩が
検出される被験象限を指し、「０」は、漏洩が検
出されない試験された象限を表わす。また横線
「−」は、各プローブヘツド挿入段階中に当該特
定象限に対して漏洩試験が行われなかつた事を表
わす。象限Q1およびQ2がプローブヘツド６３の
容積試験領域内に含まれている試験１において
は、象限「Q1」および「Q2」において漏洩が検
出されている。試験２および４では漏洩は検出さ
れていない。試験３では、象限「Q1」および
「Q3」における漏洩が検出されている。試験１お
よび３に共通の象限はQ1だけであるので、象限
Q1が、漏洩管を含む象限であると演繹される。

【表】 漏れが生じている燃料棒が存在する象限が同定
されたならば、プローブヘツド６３と関連して上
に述べたのと類似の仕方で第３のプローブヘツド
６４を用いて遂次試験を行い、漏れが生じている
燃料棒の正確な位置を決定する。好ましい実施例
においては、第３のプローブヘツド６４は、邪魔
板間間隔「S3」が容積試験領域「Ｔ」の幅内に
２つの燃料棒の列を収容できる寸法を有するよう
に構成されている。邪魔板６４．１および６４．
２は、被験象限の長さを若干越える大きさの長さ
を有している（第１５ａ図参照）。邪魔板６４．
１および６４．２は、第４図の「X1」および
「Y1」のような広い軌跡により与えられるような
広い間隔を有していない燃料集合体内の燃料棒お
よび制御棒の隣接列間に挿入しなければならない
ので、これら板の壁厚寸法は、燃料棒および制御
棒列間に摺動可能に挿入されるように適切に減少
しなければならない。好ましい実施例において
は、邪魔板６４．１および６４．２は約0.05イン
チ（0.0127cm）厚さのステンレス鋼シート材から
構成されていて、第１５図に示すように、17×17
マトリツクス集合体内に10本の棒に相当する深さ
に「達する」ように構成されている。第２番目の
プローブヘツド６３の使用と関連して前に述べた
のと類似の仕方で、第３のプローブヘツド６４
も、逐次燃料集合体内に挿入されて、漏洩の検出
が燃料棒の２×10マトリツクスを残す所となるま
で、欠陥燃料棒を有していることが知られている
象限内の燃料棒の２つの列を順に隔離して行く。
そこで燃料集合体を90°回転して、それによりプ
ローブヘツド６４を被験象限内に挿入しさらに２
×10マトリツクスを２×２燃料棒区域に再分割す
る。漏洩箇所が２×２マトリツクスに狭められた
ならば、試験プローブヘツド６４を移動し、２×
２マトリツクスを再分割して漏れが生じている燃
料棒そのものを隔離することができる。自明な事
であるが、プローブヘツド６４によつて行われる
試験シーケンスは本発明の範囲を逸脱することな
く変更することが可能である。例えば、２×10列
マトリツクスにおいて漏れ状態がプローブヘツド
６４によつて検知されたならば、プローブヘツド
を１列分だけ移動して、それにより直ちに、漏れ
が生じている可能性がある燃料棒を１×10列のマ
トリツクスに狭めることができよう。 以上、本発明を実施する装置および方法の特定
の実施例および態様に関して説明したが、当該技
術分野の専門家には容易に明らかなように、他の
適当なプローブ構造ならびに該プローブを使用す
る方法が当業者には容易に想到できるであろう。
したがつて本発明は、本発明の方法を実施するに
当たり、特定のプローブ形態もしくは構造、材料
または複プローブの取付け或いは使用方法に限定
されるものではない。例えば、プローブヘツドの
壁を構成する要素として準剛性の邪魔板もしくは
閉込め板を開示したが、この種の邪魔板部材は、
プローブを燃料集合体内に挿入する際にプローブ
ヘツドが燃料および制御棒の周囲で湾曲すること
ができるような或る程度撓み性を有する材料から
形成することも可能である。同様にして、第１図
には、プローブ装置および方法が、使用済み燃料
貯蔵プールにおいて燃料集合体３０を試験するの
に用いられるものとしたが、この試験作業は、原
子炉設備の他の場所でも同様に遂行し得るもので
あることは理解されるであろう。上の説明に照ら
して当業者には本発明の他の変形を想到し得るで
あろう。しかしながらこれまでの説明は、本発明
を明瞭に開示する特定の装置および方法の実施例
と関連して為したものであり、したがつて本発明
は、ここに開示した実施例あるいは特定要素また
は材料の使用に制限されるものではなく、本発明
の範囲を逸脱することなく別の変形および変更が
可能であることを付記しておく。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による漏洩検出プローブの燃
料集合体に対する機能的関係を図解するための原
子炉設備の一部分の簡略断面図、第２図は、原子
炉の典型的な燃料集合体の構造を一部断面で示す
立面図、第３図は、第２図の燃料集合体の燃料棒
の内の１つを部分的に切除して示す拡大断面図、
第４図は、第２図の線４−４における燃料集合体
の概略断面図、第５図は、本発明の原理に従つて
構成された第１のプローブヘツドの斜視図、第６
図は、第５図のプローブヘツドを反対側の端から
見た斜視図、第７図は、本発明の原理に従つて構
成された第２のプローブヘツドの斜視図、第８図
は、第７図のプローブヘツドを反対側の端から見
た斜視図、第９図は、本発明の原理に従つて構成
された第３のプローブヘツドの斜視図、第１０図
は、第９図のプローブヘツドを反対側の端から見
た斜視図、第１１図は、第１図の線１１−１１に
おけるプローブヘツド部材を示す概略図、第１２
図は、本発明の種々な要素の機能関係を図解する
ブロツクダイヤグラム図、第１３ａ図は、本発明
の方法に従い第５図および第６図に示した第１の
ブローブヘツドの使用時の配置を図解する略平面
図、第１３ｂ図は、第１３ａ図のプローブヘツド
部材の略立面図、第１４ａ図は、本発明の方法に
従い第７図および第８図の第２のプローブヘツド
の使用時の配置を図解する略平面図、第１４ｂ図
は、第１４ａ図のプローブヘツドの略立面図、第
１５ａ図は、本発明の方法に従い第９図および第
１０図の第３のプローブヘツドの動作もしくは使
用時の配置を図解する略平面図、第１５ｂ図は、
第１５ａ図に示された位置のプローブヘツドの略
立面図である。 ２２……使用済み燃料貯蔵プール、２４……プ
ール浴、２６……入れ子式掴み工具、２７……ホ
イスト装置、２８……トラツク、３０……燃料集
合体、３２……燃料棒、３４，３５，３６……支
持格子、４０……制御棒、４２……制御棒案内
管、４３……上部ノズル、４４……下部ノズル、
５０……ケーシング、５１……下部端栓、５２…
…上部端栓、５５……燃料ペレツト、５８……バ
ネ、６０……プローブ装置、６２，６３，６４…
…プローブヘツド、６５……カツプリング、６６
……支持柱、６７……プローブ位置制御モジユー
ル、６８……サンプル管路、６９……ポンプ、７
０……検知装置、７２……制御手段、６２．１，
６２．２；６３．１，６３．２；６４．１，６
４．２……邪魔板、６２．３……コレクタ（捕集
部材）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 実質的に平行に離間した仕方で燃料集合体内
   で相互結合された複数の燃料棒のうち、周囲の冷
   却材中に放射性生成物を漏洩している欠陥燃料棒
   を探知する方法であつて、 (a) 放射性生成物が燃料棒から放出されつつある
   前記燃料集合体の近似的縦方向区分を決定する
   縦方向区分決定ステツプと、 (b) 前記縦方向区分において前記複数の燃料棒を
   囲繞する冷却材を選択的にサンプリングして、
   放射性生成物をその周囲の冷却材中に放出して
   いる燃料棒を隔離するサンプリングステツプ
   と、 を含み、前記縦方向区分における前記燃料集合体
   の横断面領域が前記複数の燃料棒のマトリツクス
   を画定し、該サンプリングステツプが、 (b₁) 前記マトリツクスを前記複数の燃料棒の
   識別可能なサブマトリツクスに分割する分割
   ステツプと、 (b₂) 放射性生成物をその周囲の冷却材中に放
   出している燃料棒を隔離するように、前記放
   射性生成物の検出のため前記サブマトリツク
   ス内における前記燃料棒の周囲の冷却材を論
   理的な仕方でサンプリングするステツプと、 からなり、前記分割ステツプが、１つのサブマト
   リツクス内で前記燃料棒の周囲にある冷却材を隣
   接するサブマトリツクスの冷却材から隔離するよ
   うに、前記１つのサブマトリツクス内の前記燃料
   棒の隣接する列間に１つ又は複数の邪魔板部材を
   選択的に挿入することからなつている、燃料集合
   体内の欠陥燃料棒の探知方法。 ２ 第１および第２の端間で実質的に平行に離間
   した関係で縦方向に延在し液体冷却材浴内に配置
   されている複数の細長い燃料棒を有する型の燃料
   集合体内の漏洩燃料棒を探知する方法であつて、 (a) 捕集部材から片持ちばり状に自由端まで延在
   し、間に容積試験領域を画定する一対の邪魔板
   部材を有する型の冷却材サンプル採取プローブ
   を、前記燃料集合体の燃料棒に対し近接関係で
   前記第１および第２の端間の中央部に、前記燃
   料棒のうちの少なくとも１つの燃料棒の縦方向
   区分が前記容積試験領域内に位置するように配
   置する配置ステツプと、 (b) 該サンプル採取プローブが上記のように位置
   付けられた時点で前記容積試験領域の液体冷却
   材の放射性生成物含量をサンプリングするサン
   プリングステツプと、 を含み、前記縦方向区分における前記燃料集合体
   の横断面領域は前記複数の燃料棒のマトリツクス
   を画定しており、前記サンプリングステツプが、 (b₁) 前記マトリツクスを前記複数の燃料棒の
   識別可能なサブマトリツクスに分割する分割
   ステツプと、 (b₂) 放射性生成物をその周囲の冷却材中に放
   出している燃料棒を隔離するように、前記放
   射性生成物の検出のため前記サブマトリツク
   ス内における前記燃料棒の周囲の冷却材を論
   理的な仕方でサンプリングするステツプと、 からなり、前記分割ステツプが、１つのサブマト
   リツクス内で前記燃料棒の周囲にある冷却材を隣
   接するサブマトリツクスの冷却材から隔離するよ
   うに、前記１つのサブマトリツクス内の前記燃料
   棒の隣接する列間に１つ又は複数の邪魔板部材を
   選択的に挿入することからなつており、 前記サンプル採取プローブは、前記複数の燃料
   棒の実質的に全マトリツクスの縦方向区分が前記
   容積試験領域内に配置されるような寸法及び形状
   を有しており、 前記邪魔板部材は、前記捕集部材から前記自由
   端に向かつて延在する有効長と、前記第１および
   第２の端間で測定した時の前記燃料棒の長さより
   も実質的に短い、前記有効長に直交する方向の有
   効幅とを有していて、前記サンプル採取プローブ
   が前記燃料棒に近接して配置された時に前記有効
   幅が前記燃料棒の長手方向軸線に対して実質的に
   平行となるように配置され、更に、 (c) 前記第１および第２の端間の前記燃料棒の実
   質的に全長にわたつて前記容積試験領域が移動
   して前記サンプリングが行われるように、前記
   サンプル採取プローブを前記燃料集合体に関し
   て縦方向に移動するステツプと、 (d) 前記容積試験領域からの前記冷却材サンプル
   の前記放射性生成物含量が最大になる時の、前
   記燃料集合体に関する前記サンプル採取プロー
   ブの縦方向位置を決定するステツプと、 を含むと共に、前記配置ステツプは、前記邪魔板
   部材の少なくとも１つが前記燃料棒の隣接する列
   間を滑動して、前記容積試験領域内の燃料棒の縦
   方向区分を前記容積試験領域外の燃料棒から隔離
   するように、前記サンプル採取プローブを前記燃
   料棒に関して近接関係で移動させるステツプを含
   んでいる、原子炉燃料集合体の漏洩燃料棒を探知
   する方法。 ３ 実質的に平行な形態で相互結合された複数個
   の細長い離間した燃料棒を有する型の燃料集合体
   における漏洩燃料棒の位置を決定するための試験
   プローブ装置であつて、 (a) 第１および第２の端間で縦方向に延在する一
   対の対向する邪魔板部材と、 (b) 前記邪魔板部材を前記第１の端部に隣接する
   箇所で動作的に結合して前記対向する邪魔板部
   材間に容積試験領域を画定し、該容積試験領域
   から抽出される液体冷却材を捕集するように構
   成された捕集部材とを備え、 (c) 前記プローブ装置は、前記邪魔板部材が前記
   燃料集合体のうちの少なくとも１つの燃料棒の
   対向する側部で横方向に突出して、前記容積試
   験領域内に前記燃料棒の縦方向区分が包入され
   るように前記燃料集合体と動作上整列するよう
   に構成されている、 試験プローブ装置。