JPH0381695A - Method and device for nuclear fuel breakage detection - Google Patents

Method and device for nuclear fuel breakage detection

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JPH0381695A
JPH0381695A JP1218169A JP21816989A JPH0381695A JP H0381695 A JPH0381695 A JP H0381695A JP 1218169 A JP1218169 A JP 1218169A JP 21816989 A JP21816989 A JP 21816989A JP H0381695 A JPH0381695 A JP H0381695A
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JP
Japan
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wire
nuclear fuel
precipitator
driven
nuclide
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Pending
Application number
JP1218169A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaki Katagiri
政樹 片桐
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Japan Atomic Energy Agency
Original Assignee
Japan Atomic Energy Research Institute
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0381695A publication Critical patent/JPH0381695A/en
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To shorten a measurement time and to securely nuclear fuel breakage in a short time by separating and measuring four kinds of nuclear species by using one or two precipitators. CONSTITUTION:The scintillation detector 4e of a 1st precipitator 4 measures rare gas FP flowing in from primary cooling system piping 1 through a sampling pipe 2, its detection signal is discriminated by crest discriminators 6a and 6b into a low-energy and a high-energy part, and respective output signals are counted by counters 8a and 8b, whose outputs are sent to a computer 10. Similar processing is performed by a precipitator 5. A delay time is set and the discrimination levels of the low-energy part and high-energy part of the crest distribution of beta rays are set to separate and measure four counted values.

Description

【発明の詳細な説明】 (1)産業上の利用分野 本発明はワイヤ駆動型プレシピテータ(以下プレシピテ
ータと略記する)を使用したガス冷却型原子炉の核燃料
破損検出方法及びその装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (1) Industrial Application Field The present invention relates to a nuclear fuel damage detection method and apparatus for a gas-cooled nuclear reactor using a wire-driven precipitator (hereinafter abbreviated as precipitator).

(2)従来の技術 プレシピテータは、原子炉運転中ば核燃料破損が起こっ
た場合、−次冷却材中に放出される希ガス核分裂生成物
(以下希ガスFPと略記する)でかつその娘核種(希ガ
スF’P核種がベータ線を放出して崩壊して作られる新
しい核種)が短時間(半減期加分以下)でベータ線崩壊
する核種を測定する装置として知られている。
(2) Conventional technology precipitators are rare gas fission products (hereinafter abbreviated as noble gas FP) and their daughter nuclides ( It is known as a device that measures nuclides that undergo beta ray decay in a short period of time (less than half-life addition).

第5図は前記プレシピテータによって希ガスFPを測定
する方法を示している。同図によると、サンプリング配
管51を通って流れてきた希ガスFPを含むサンプリン
グガス52はプレシピテータ力のガス溜め53に入る。
FIG. 5 shows a method of measuring rare gas FP using the precipitator. According to the figure, the sampling gas 52 containing the rare gas FP flowing through the sampling pipe 51 enters the gas reservoir 53 of the precipitator force.

そして、このガス溜め53で希ガスFPがベータ線崩壊
を行うと、新しく出来る娘核種は正に帯電する。このた
め、ガス溜め53の中心部を貫通して配置された金属製
ワイヤ54に高圧電源(図示せず)を用いて負の電圧を
かげておくと、娘核種は引き寄せられて該ワイヤ馴に付
着する。ワイヤ54は娘核種を集めるため一定時間(T
s)ガス溜め53中におかれた後、 ワイヤ駆動装置5
5によってシンチレータ56のシンチレーション検出器
57の位置まで移動し、ここでワイヤ諷に付着した娘核
種が半減期に従って崩壊する際に放出するベータ線が該
シンチレーション検出器57によって検出される。シン
チレーション検出器57の検出信号は波高弁別器58に
よって雑音成分とベータ線信号成分とに弁別され、ベー
タ線信号成分が計数回路59に入力して計数される。
When the rare gas FP undergoes beta ray decay in this gas reservoir 53, the newly generated daughter nuclide becomes positively charged. Therefore, if a negative voltage is applied to the metal wire 54, which is placed through the center of the gas reservoir 53, using a high-voltage power source (not shown), the daughter nuclides are attracted to the metal wire 54 and become attached to the wire. adhere to. The wire 54 runs for a certain period of time (T) to collect the daughter nuclides.
s) After being placed in the gas reservoir 53, the wire drive device 5
5 to the scintillation detector 57 of the scintillator 56, where the scintillation detector 57 detects the beta rays emitted when the daughter nuclide attached to the wire decays according to its half-life. The detection signal of the scintillation detector 57 is discriminated into a noise component and a beta ray signal component by a pulse height discriminator 58, and the beta ray signal component is input to a counting circuit 59 and counted.

(3)発明が解決しようとする課題 軽水炉の場合、核燃料破損のない時にはサンプリングガ
ス中に希ガスFPが含まれてい々いため、前記プレシピ
テータの波高弁別器58を使用して雑音成分とベータ線
信号成分とを弁別して検出可能な核種を全て計数し、こ
の計数値が予め設定した値を越えた時に核燃料破損が生
じたとすれば、核燃料破損検出を行うことが出来る。
(3) Problems to be Solved by the Invention In the case of a light water reactor, when there is no nuclear fuel damage, the sampling gas contains rare gas FP. Nuclear fuel damage can be detected if all detectable nuclides are counted by distinguishing them from the components, and if nuclear fuel damage occurs when this counted value exceeds a preset value.

これに対し、ガス冷却型原子炉にあっては、被覆粒子燃
料が使用されているため、破損のない燃料であっても常
時少量の希ガスF’Pが冷却ガス中に放出され、この放
出された希ガスF’Pは一次ガス冷却系の中をまわり、
その半減期に従って飽和して測定(計数)の際にパック
グラウンドとなる。
On the other hand, in gas-cooled nuclear reactors, coated particle fuel is used, so even if the fuel is undamaged, a small amount of rare gas F'P is constantly released into the cooling gas. The rare gas F'P circulates through the primary gas cooling system,
It saturates according to its half-life and becomes pack ground during measurement (counting).

このため、予め原子炉運転条件のもとにパックグラウン
ドを予測し、この予測値を越えた場合に核燃料破損が起
こったとしなげればならない。しかし、一部の被覆粒子
燃料が破損した場合、軽水炉のようにプレシピテータで
検出可能な放出される全核種をまとめて計数したのでは
、各希ガスFPの半減期が異なることから、−次冷却系
中のパックグラウンドの値を予測することが非常に困難
となる。
For this reason, it is necessary to predict the pack ground in advance based on the reactor operating conditions, and if it exceeds this predicted value, it is assumed that nuclear fuel damage has occurred. However, if some of the coated particulate fuel is damaged, it would be difficult to count all the nuclides that are released that can be detected by the precipitator, as in light water reactors, because the half-life of each noble gas FP is different. It becomes very difficult to predict the value of packground in the system.

このため、例えば適当な核種に注目して燃料破損を検出
することが考えられる。また核燃料破損の際、長半減期
核種と短半減期核種の放出割合は破損のない場合の放出
割合と異なることがあるため、両者を別々に測定して比
較する等の措置をとることが考えられる。このようにす
れば、半減期等の補正が容易となって、被覆粒子燃料を
使用した原子炉の燃料破損検出を感度良く行うことが出
来るようになる。
For this reason, it is conceivable to detect fuel damage by paying attention to appropriate nuclides, for example. In addition, in the event of nuclear fuel damage, the release ratio of long-half-life nuclides and short-half-life nuclides may differ from the release ratio in the case of no damage, so it is a good idea to take measures such as measuring both separately and comparing them. It will be done. In this way, it becomes easy to correct the half-life, etc., and it becomes possible to detect fuel damage in a nuclear reactor using coated particle fuel with high sensitivity.

前述の如くガス冷却型原子炉の燃料破損の検出感度を向
上させるためには、各希ガスFP核種を分離した検出出
来るプレシピテータが必要となる。
As mentioned above, in order to improve the detection sensitivity of fuel damage in a gas-cooled nuclear reactor, a precipitator that can separate and detect each rare gas FP nuclide is required.

希ガスFP核種をプレシピテータによって分離して測定
する方法としては、例えば第6図に示すように4種類の
遅延配管のを利用し、希ガスFPの半減期による減衰の
差のみによって分離する方法が知られている。
As a method for separating and measuring rare gas FP nuclides using a precipitator, for example, as shown in Figure 6, there is a method that uses four types of delay piping and separates only by the difference in attenuation due to the half-life of the rare gas FP. Are known.

しかし、前記方法では4つの核種を分離して求めるため
には、4台のプレシピテータ力を必要とする上に、精度
を向上するためには半減期による崩壊数の差が大きくな
るように遅延時間を長くとる必要があって応答するまで
遅延時間と同じ時間を要するため、検出時間がかかる欠
点があった。
However, in order to separate and determine the four nuclides, the above method requires the power of four precipitators, and in order to improve accuracy, a delay time is required to increase the difference in the number of decays due to half-life. Since it is necessary to take a long time and the same time as the delay time is required until a response is received, there is a drawback that the detection time is long.

本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされ
たもので、その目的とするところは、4台のプレシピテ
ータを使用せずに済み、また検出時間がかからずに検出
感度を良くすることが出来る核燃料破損検出方法及びそ
の装置を提供することである。
The present invention was made in order to solve the problems of the prior art described above, and its purpose is to improve detection sensitivity without using four precipitators, and without requiring detection time. An object of the present invention is to provide a method and device for detecting nuclear fuel damage that is capable of detecting nuclear fuel damage.

(4)課題を解決するための手段 上記目的を達成する本発明の手段は、原子炉運転中に核
燃料から放出される希ガス核分裂生成物をワイヤ駆動型
プレシピテータによって測定して核燃料の破損を検出す
るに際し、異なった時間に希ガス核分裂生成物を測定す
る2台のワイヤ駆動型プレシピテータを用いて、前記ワ
イヤ駆動型プレシピテータの計数値が半減期によって核
種毎に異なること、及び前記ワイヤ駆動型プレシピテー
タのワイヤに付着した希ガス核分裂生成物の娘核種から
放出されるベータ線を測定するシンチレーション検出器
の出力信号を波高弁別して得た高エネルギー部分と低エ
ネルギー部分の計数値がエネルギー波高分布が異なるた
めに核種毎に異なることを利用して4元一次連立方程式
を求めて、前記4元一次連立方程式を解くことによって
4つの検出可能な核種を分離して測定するようにしたこ
とを特徴としている。
(4) Means for Solving the Problems The means of the present invention to achieve the above object is to detect damage to nuclear fuel by measuring noble gas fission products released from nuclear fuel during reactor operation using a wire-driven precipitator. In doing so, two wire-driven precipitators are used to measure rare gas fission products at different times, and the count values of the wire-driven precipitators differ for each nuclide depending on the half-life, and the wire-driven precipitators The count values of the high-energy part and the low-energy part obtained by pulse height discrimination of the output signal of the scintillation detector that measures the beta rays emitted from the daughter nuclides of the rare gas fission products attached to the wire have different energy pulse height distributions. For this purpose, four detectable nuclides are separated and measured by calculating four-dimensional linear simultaneous equations using the fact that they differ for each nuclide, and solving the four-dimensional linear simultaneous equations. .

また、1台のワイヤ駆動型プレシピテータを用いて、前
記ワイヤ駆動型プレシピテータのワイヤに付着した希ガ
ス核分裂生成物の娘核種を時間を変えて2回測定して得
られる計数値が半減期によう核種毎に異なること、及び
前記娘核種から放出されるベータ線を測定するシンチレ
ーション検出器の出力信号を波高弁別して得られた低エ
ネルギー部分と高エネルギー部分の計数値がエネルギー
波高分布が異なるために核種毎に異なることを利用して
4元一次連立方程式を求めて、前記4元一次連立方程式
を解くことによって4つの検出可能な核種を分離して測
定することを特徴としている。
In addition, using one wire-driven precipitator, the daughter nuclides of the rare gas fission products attached to the wire of the wire-driven precipitator are measured twice at different times, and the counted value obtained is determined by the half-life period. This is because it differs for each nuclide, and because the count values of the low energy part and the high energy part obtained by discriminating the pulse height of the output signal of the scintillation detector that measures the beta rays emitted from the daughter nuclide have different energy pulse height distributions. The method is characterized in that four detectable nuclides are separated and measured by determining four-dimensional linear simultaneous equations using the fact that they are different for each nuclide, and solving the four-dimensional linear simultaneous equations.

(5)作用 原子炉から放出される希ガスFPのうちプレシピテータ
で検出可能な核種としては、以下に示す11核種がある
(5) Operation Of the rare gas FP released from the nuclear reactor, there are the following 11 nuclides that can be detected by the precipitator.

ここで、hは時間、mは分、Sは秒である。Here, h is hour, m is minute, and S is second.

前記核種のうち91Kr、 92Kr、 93Kr、 
140Xe、 141Xe。
Among the nuclides, 91Kr, 92Kr, 93Kr,
140Xe, 141Xe.

142Xeの6核種については半減期が非常に短く、プ
レシピテータに流れてくるまで崩壊してしまい現実的に
は測定不可能であり、また139Xeについては発生量
が少ないと考えられ、実際には88Kr(半減期:2.
8時間)、89Kr(半減期:3.:l)、90Kr(
半減期: 32.2秒)、138Xe(半減期: 14
.1分)の4核種が測定対象となる。
The half-life of the 6 nuclides of 142Xe is very short, and they decay until they flow into the precipitator, making them practically impossible to measure.Also, the amount of 139Xe generated is thought to be small, and in reality, 88Kr ( Half-life: 2.
8 hours), 89Kr (half-life: 3.:l), 90Kr (
Half-life: 32.2 seconds), 138Xe (Half-life: 14
.. 1 minute) are the targets of measurement.

前記4核種を測定対象し、例えば2台のプレシピテータ
を使用して核燃料破損を検出する場合には、該4核種を
含む希ガスF’Pを1台目のプレシピテータ内のシンチ
レーション検出器によって測定して、低エネルギー部分
と高エネルギー部分の実測値S1.S2を求める。次い
で、遅延時間Td秒遅れて2台目のプレシピテータ内の
シンチレーション検出器によって測定して、低エネルギ
ー部分と高エネルギー部分の実測値S3.S4を求める
When the four nuclides are to be measured and, for example, two precipitators are used to detect nuclear fuel damage, the rare gas F'P containing the four nuclides is measured by a scintillation detector in the first precipitator. Then, the actual measured values of the low energy part and the high energy part S1. Find S2. Next, after a delay of Td seconds, the scintillation detector in the second precipitator measures the actual measured values S3. of the low energy portion and the high energy portion. Find S4.

これによって以下の4元一次連立方程式が得られる。As a result, the following four-dimensional linear simultaneous equations are obtained.

すなわち、1台目のプレシピテータからEL□、N1+
EL□−N2+EL3・N3+EL4・N4=S1Eh
0.N1+EL□・N2+Eh3.N3+Eh4.N4
−82が導出され、 また2台目のプレシピテータから 6’−rl−ELI −N1 + e−” ・El2 
・N2+e−r3−El3 、N3+e−r4 ・El
4−N4 =83e−r1’ Ehl ’ Nl +e
”−r2” Eh2°N2+e−r3” El3 ・N
3+6−r4’ El4 ’N4 ” s4が導出され
る。
In other words, EL□, N1+ from the first precipitator
EL□-N2+EL3・N3+EL4・N4=S1Eh
0. N1+EL□・N2+Eh3. N3+Eh4. N4
-82 is derived, and from the second precipitator 6'-rl-ELI -N1 + e-" ・El2
・N2+e-r3-El3, N3+e-r4 ・El
4-N4 =83e-r1'Ehl'Nl+e
"-r2"Eh2°N2+e-r3" El3 ・N
3+6-r4'El4'N4''s4 is derived.

ここで、r1+ r21 r31 r4は88Kr、8
9Kr、90Kr、138Xeの4核種の崩壊定数を示
し、またN1. N2゜N3 + N4は1台目のプレ
シピテータで計測される各核種の計数値を示し、またE
LI・Ehl・El2・El2・El、3・Eh3 +
 EL4 + Eh4は核種の娘核種が崩壊する際に放
出スルベータ線のプレシピテータ内シンチレーシヲン検
出器による低エネルギー部分及び高エネルギー部分への
検出割合を示している。
Here, r1+ r21 r31 r4 is 88Kr, 8
The decay constants of four nuclides, 9Kr, 90Kr, and 138Xe, are shown, and N1. N2゜N3 + N4 indicates the count value of each nuclide measured by the first precipitator, and E
LI・Ehl・El2・El2・El, 3・Eh3 +
EL4 + Eh4 indicates the detection ratio of sulbeta rays emitted when a daughter nuclide of a nuclide is detected into a low energy part and a high energy part by the scintillation detector in the precipitator.

前記各式は互いに独立なので4元一次連立方程式として
数学的に厳密に解くことが出来、これによって88Kr
、89Kr、90Kr及び138Xeノ4核種の各核種
に対応する1台目のプレシピテータで計測された計数値
N1 + N2 * N3 + N4  を分離して求
めることが出来、この求めた計数値NI I N21 
N31 N4に基づいて核燃料破損を検出することが出
来る。
Since each of the above equations is independent of each other, it can be solved mathematically strictly as a four-dimensional linear system of equations, and as a result, 88Kr
The count value N1 + N2 * N3 + N4 measured by the first precipitator corresponding to each of the four nuclides of , 89Kr, 90Kr, and 138Xe can be separated and determined, and the calculated count value NI I N21
Nuclear fuel damage can be detected based on N31 N4.

(6)実施例 以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。(6) Examples An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の核燃料破損検出装置の第1実施例を示
している。図中符号1は一次冷却系配管、2はサンプリ
ング管、3は遅延配管、4.5はプレシピテータである
FIG. 1 shows a first embodiment of the nuclear fuel damage detection device of the present invention. In the figure, reference numeral 1 is a primary cooling system pipe, 2 is a sampling pipe, 3 is a delay pipe, and 4.5 is a precipitator.

原子炉から希ガスFPを含む一次冷却ガスは一次冷却系
配管1からサンプリング管2を通って1台目(第1)の
プレシピテータ4に流れ、また前記サンプリング管2か
ら分岐した遅延配管3を通って所定時間(16秒)遅れ
て2台目(第2)のプレシピテータ5に流れる。
The primary cooling gas containing the rare gas FP from the reactor flows from the primary cooling system piping 1 through the sampling pipe 2 to the first (first) precipitator 4, and also through the delay piping 3 branched from the sampling pipe 2. The signal then flows to the second precipitator 5 after a predetermined time delay (16 seconds).

前記1台目のプレシピテータ4と2台目のプレシピテー
タ5は同じ構造で、第5図に示す従来のプレシピテータ
と同様にそれぞれガス溜め4a、5aと、金属製ワイヤ
4b、5bと、ワイヤ駆動部4c、5cと、シンチレー
ション4d、5dとシンチレーション検出器4e、5e
を具備している。そして、ガス溜め4a、5aに流入し
た希ガスF’Pはここでベータ線崩壊を行い、崩壊の際
できる娘核種は正に帯電するため、このガス溜め4a、
5aの中心を貫通する金属製ワイヤ4b、5b に図示
しない高圧電源を用いて負の電圧をかげておくと、娘核
種が引き寄せられて金属製ワイヤ4b、5bに付着する
。金属製ワイヤ4b、5bは一定時間(Ts)ガス溜め
4a、5a中におかれた後、ワイヤ駆動部4c、5cに
よってシンチレーション検出器4e、5eの位置まで移
動し、付着した娘核種が半減期に従って崩壊する際に放
出するベータ線を検出する。この検出にあたっては、最
大エネルギーのベータ線(5MeV)が測定出来るよう
にするためシンチレーション検出器4e、5eの厚さは
20wn以上として、バクフグラウンドを低くするため
に厚さを1簡にした従来のシンチレーション検出器に比
して非常に厚く設定されている。
The first precipitator 4 and the second precipitator 5 have the same structure, and have gas reservoirs 4a, 5a, metal wires 4b, 5b, and wire drive section 4c, respectively, like the conventional precipitator shown in FIG. , 5c, scintillation 4d, 5d and scintillation detectors 4e, 5e
Equipped with: The rare gas F'P that has flowed into the gas reservoirs 4a and 5a undergoes beta ray decay here, and the daughter nuclides produced during the decay are positively charged, so the gas reservoirs 4a and 5a
When a negative voltage is applied to the metal wires 4b, 5b passing through the center of the metal wires 4b, 5b using a high voltage power source (not shown), daughter nuclides are attracted and adhere to the metal wires 4b, 5b. After the metal wires 4b, 5b are placed in the gas reservoirs 4a, 5a for a certain period of time (Ts), they are moved to the positions of the scintillation detectors 4e, 5e by the wire drive units 4c, 5c, and the attached daughter nuclides have a half-life. The beta rays emitted during decay are detected. For this detection, the thickness of the scintillation detectors 4e and 5e was set to be 20wn or more in order to be able to measure the maximum energy beta ray (5MeV). It is set to be much thicker than a scintillation detector.

ここで、重要な点は前記シンチレーション検出器4e、
5eで測定される波高分布を高エネルギー部分と低エネ
ルギー部分とに分けて計数するようにしていることであ
る。
Here, the important point is that the scintillation detector 4e,
The wave height distribution measured by 5e is divided into a high energy portion and a low energy portion and counted.

すなわち、前記シンチレーション検出器4eの出力側に
は該シンチレーション検出器4e で測定される波高分
布を低エネルギー部分と高エネルギー部分とに波高弁別
する第1の波高弁別器6a、6bが接続され、また前記
シンチレーション検出器5eの出力側には同じく該シン
チレーション検出器5eで測定される波高分布を低エネ
ルギー部分と高エネルギー部分とに波高弁別する第2の
波高弁別器7a、7bが接続されている。そして、第1
の波高弁別器6a、6bの出力側には波高弁別された低
エネルギー部分と高エネルギー部分の出力信号を計数す
る計数回路8a、8bがそれぞれ接続され、また第2の
波高弁別器7a、7bの出力側にも同様に波高弁別され
た低エネルギー部分と高エネルギー部分の出力信号を計
数する計数回路9a、9bがそれぞれ接続されている。
That is, first pulse height discriminators 6a and 6b are connected to the output side of the scintillation detector 4e for discriminating the wave height distribution measured by the scintillation detector 4e into a low energy portion and a high energy portion, and Connected to the output side of the scintillation detector 5e are second pulse height discriminators 7a and 7b which discriminate the pulse heights of the pulse height distribution measured by the scintillation detector 5e into low energy portions and high energy portions. And the first
Counting circuits 8a and 8b are connected to the output sides of the second wave height discriminators 6a and 6b, respectively, for counting the output signals of the low energy portion and the high energy portion subjected to the wave height discrimination. Also connected to the output side are counting circuits 9a and 9b, respectively, which count the output signals of the low energy portion and the high energy portion, which are subjected to wave height discrimination.

前記計数回路8a、 8b、9a、9bの計数値S1.
S2゜S3.S4は演算手段である計算機10に入力さ
れ、ここで予め設定したプログラムに従って以下の演算
処理を行うようになっている。
Count values S1. of the counting circuits 8a, 8b, 9a, 9b.
S2゜S3. S4 is input to the computer 10 which is a calculation means, and the following calculation processing is performed here according to a preset program.

すなわち、1台目のプレシピテータ4の測定結果(S□
、S2)から、 ELl°N1+EL2°N2+EL3°N3+E、°N
4−8IEhl ’ Nl +Eh2 ’ N2 +E
h3 ” N3 +Eh4°N4:S2が導出され、 また2台目のプレシピテータ5の測定結果(83134
)から、 e−rl・EL□・N1+e−r2・EL2・N2+e
−r3− EL3− N3.+e−r4 ・EL4− 
N4 = 83e−rl”Ehl ”Nl 、e−r2
.Eh2’N2+e−r3−Eh3 ′N3+e−” 
−Eh4−N4 =S4が導出される。
That is, the measurement results of the first precipitator 4 (S□
, S2), ELl°N1+EL2°N2+EL3°N3+E,°N
4-8IEhl 'Nl +Eh2' N2 +E
h3 ”N3 +Eh4°N4:S2 is derived, and the measurement result of the second precipitator 5 (83134
), e-rl・EL□・N1+e-r2・EL2・N2+e
-r3- EL3- N3. +er4 ・EL4-
N4 = 83e-rl"Ehl"Nl, e-r2
.. Eh2'N2+e-r3-Eh3'N3+e-"
-Eh4-N4=S4 is derived.

そして、前記4元一次連立方程式を解いて、88Kr、
89Kr、90Kr及び138Xeの4核種の各核種に
対応する1台目のプレシピテータ4で計測された計数値
Nl、 N2. N3. N4が連続的に測定されるよ
うになっている。
Then, by solving the four-dimensional linear simultaneous equations, 88Kr,
Count values Nl, N2. measured by the first precipitator 4 corresponding to each of the four nuclides of 89Kr, 90Kr, and 138Xe. N3. N4 is continuously measured.

ここで、 r1+r2.r3+r4は88Kr、89K
r、90Kr。
Here, r1+r2. r3+r4 is 88Kr, 89K
r, 90Kr.

138Xeの4核種の崩壊定数を示し、またELI I
 EhllEL2・Eh2・EL3・”h3・EL4・
Eh4は各核種の娘核種が崩壊する際に放出するベータ
線のプレシピテータ内シンチレーション検出器4e、5
eによる低エネルギー部分及び高エネルギー部分への検
出割合を示している。
The decay constants of the four nuclides of 138Xe are shown, and the ELI I
EhllEL2・Eh2・EL3・”h3・EL4・
Eh4 is a scintillation detector 4e, 5 in the precipitator of beta rays emitted when daughter nuclides of each nuclide decay.
It shows the detection ratio of low energy parts and high energy parts by e.

前記計算機10の演算結果は表示装置11によって表示
され、予め設定した設定値を越える計数値Nl。
The calculation result of the computer 10 is displayed on the display device 11, and the count value Nl exceeds a preset value.

N2.N3.N4が表示された場合に核燃料破損を起こ
したことが分かる。
N2. N3. When N4 is displayed, it is known that nuclear fuel damage has occurred.

次に前記核燃料破損装置を使用して本発明の核燃料破損
検出方法の第一実施例を説明する。
Next, a first embodiment of the nuclear fuel damage detection method of the present invention will be described using the nuclear fuel damage device.

先ず、1台目のプレシピテータ4のシンチレーション検
出器4eによって一次冷却系配管1かもサンプリング管
2を介して流入した希ガスFPを測定し、そしてシンチ
レーション検出器4eの検出信号を波高弁別器6a、6
bで低エネルギー部分と高エネルギー部分とに波高弁別
して、それぞれの出力信号を計数回路8a、8bによっ
て計数した後、計数値を計算機10に送出して演算処理
する。次いで遅延時間Td秒遅れて流入した希ガスF’
Pを2台目のプレシピテータ5のシンチレーション検出
器5eで測定し、同様にシンチレーション検出器5eの
検出信号を波高弁別器7a、7bで低エネルギー部分と
高エネルギー部分とに波高弁別して、それぞれの出力信
号を計数回路9a、9bによって計数した後、計数値を
計算機10に送出して演算処理する。
First, the scintillation detector 4e of the first precipitator 4 measures the rare gas FP flowing through the primary cooling system pipe 1 or the sampling pipe 2, and then the detection signal of the scintillation detector 4e is passed to the pulse height discriminators 6a, 6.
After the wave height is discriminated into a low energy portion and a high energy portion in step b, and each output signal is counted by counting circuits 8a and 8b, the counted value is sent to a computer 10 for arithmetic processing. Then, after a delay time Td seconds, the rare gas F' flows in.
P is measured by the scintillation detector 5e of the second precipitator 5, and the detection signal of the scintillation detector 5e is similarly differentiated into a low energy part and a high energy part by the pulse height discriminators 7a and 7b, and the respective outputs are After the signals are counted by the counting circuits 9a and 9b, the counted values are sent to the computer 10 for arithmetic processing.

ここで、計数値N1 + N2 + N3 * N4を
分離して測定するのに重要なパラメータは、遅延時間T
dの設定と、ベータ線の波高分布の低エネルギー部分と
高エネルギー部分の弁別レベルの設定であり、以下これ
について説明する。
Here, the important parameter to separate and measure the count value N1 + N2 + N3 * N4 is the delay time T
d and the discrimination level between the low energy part and the high energy part of the wave height distribution of beta rays, which will be explained below.

設定の基準としては、前述した4つの方程式をより独立
した形にして、精度よく分離できるパラメータを選択す
ることにある。このため、本実施例では遅延時間Tdと
して89Krの半減期に近い200秒とした。このよう
に遅延時間Taを設定すると、半減期の長い88Krと
138xeはほぼ計数が変わらないのに対し、半減期の
短い89Krと90Krはそれぞれ2分の1.10分の
1となって明確に判別出来るようになる。また、弁別レ
ベルについては、 2.5 MeVに設定して、Tab
le of Radiativ 工5otopesのデ
ータブックにより求めると、以下の第1表に示すように
高エネルギー部分の割合が、88Krで35.8%。
The setting standard is to make the four equations described above more independent and to select parameters that can be separated with high accuracy. Therefore, in this embodiment, the delay time Td was set to 200 seconds, which is close to the half-life of 89Kr. When the delay time Ta is set in this way, the counts of 88Kr and 138xe, which have long half-lives, are almost unchanged, whereas the counts of 89Kr and 90Kr, which have short half-lives, are clearly 1/2 and 1/10, respectively. Be able to distinguish. In addition, the discrimination level was set to 2.5 MeV and Tab
According to the data book of Radiative Engineering 5otopes, the proportion of high energy part is 88Kr and 35.8% as shown in Table 1 below.

90Krで13.9%となるのに対し、89Krで7.
7%、138xeで3.4多となっておジ、88Kr、
90Kr(前者)と89Kr、138xe(後者)との
寄与分を明確に判別出来るようになる。
While it is 13.9% at 90Kr, it is 7.9% at 89Kr.
7%, 138xe with 3.4 more, 88Kr,
The contribution of 90Kr (former), 89Kr, and 138xe (latter) can be clearly distinguished.

第1表 ベータ線の高エネルギー部と低エネルギー部の各比率(
Table  of  Radioactive  l
5otopes より)すなわち、前述の如くパラメー
タ(遅延時間Td、弁別レベル)を設定すると、■半減
期による減衰差ではほとんど差がでない88Krと13
8xeは波高弁別により明確に判別出来、■波高弁別で
は差を出すのが困難な89Krと138Xeは半減期に
よる減衰で明確に判別出来、■90Krと他の核種につ
いては減衰の差により明確に判別出来るようになる。
Table 1 Ratio of high energy part and low energy part of beta rays (
Table of Radioactive l
5otopes) That is, if the parameters (delay time Td, discrimination level) are set as described above, ■ 88Kr and 13Kr have almost no difference in attenuation difference due to half-life.
8xe can be clearly distinguished by wave height discrimination, ■ 89Kr and 138Xe, which are difficult to differentiate by wave height discrimination, can be clearly distinguished by attenuation due to half-life, ■ 90Kr and other nuclides can be clearly distinguished by the difference in attenuation. become able to do.

以上のパラメータを入力して求めた4元一次連立方程式
を以下に示す。
The four-dimensional linear simultaneous equations obtained by inputting the above parameters are shown below.

0.642xN1+0.923xN2+0.966xN
3+0.966xN4=S10.358XN、、 +〇
、077XN2+0.034XN3+0.139XN4
=S20.633XN1+0.445XN2+0.81
9XN3+0.011XN4=S30.353XN1+
0.037XN2+0.029XN3+0.002XN
4=S4この4元一次連立方程式を計算機10で解くこ
とによって、4つの希ガスF’P核種88Kr、89K
r、90Kr。
0.642xN1+0.923xN2+0.966xN
3+0.966xN4=S10.358XN,, +○,077XN2+0.034XN3+0.139XN4
=S20.633XN1+0.445XN2+0.81
9XN3+0.011XN4=S30.353XN1+
0.037XN2+0.029XN3+0.002XN
4=S4 By solving this four-dimensional linear system of equations with the computer 10, the four rare gas F'P nuclides 88Kr and 89K
r, 90Kr.

138Xeの計数値N11 N21 N31 N4を分
離して測定することが出来る。
The count values N11, N21, N31, and N4 of 138Xe can be measured separately.

これによって従来の如く4台のプレシピテータや4種類
の遅延配管を使用しなくても済み、測定時間(検出時間
)の大幅な短縮を図ることが可能となる。
This eliminates the need to use four precipitators and four types of delay pipes as in the prior art, making it possible to significantly shorten the measurement time (detection time).

第2図は本発明の核燃料破損検出装置の第二実施例を示
している。尚5図中、第1図に示す部分と同一部分には
同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
FIG. 2 shows a second embodiment of the nuclear fuel damage detection device of the present invention. In FIG. 5, the same parts as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted.

前記第一実施例ではプレシピテータを2台使用して4つ
の希ガスFP核種88Kr、89Kr、90Kr、 1
38X8の計数値Nl、 N2. N3. N4を該希
ガスF’P核種の半減期の減衰差を利用して分離してい
るのに対し、本第二実施例ではプレシピテータを1台使
用し、希ガスFP核種88Kr、89Kr、90に丁、
138Xeが崩壊してワイヤ4bに付着した娘核種88
Rb (半減期: 17.8分)、89Rb (半減期
: 15.2分)、90Rb (半減期: 2.55分
)、138C8(半減期: 32.2分)の半減期によ
る減衰差を利用シテ88Rb、89Rb、90Rb、1
38C8の計数値Nl、N2゜N3. N4を分離する
ようにしている。
In the first embodiment, two precipitators are used to collect four rare gas FP nuclides: 88Kr, 89Kr, 90Kr, 1
38×8 count value Nl, N2. N3. While N4 is separated using the attenuation difference in half-life of the rare gas F'P nuclide, in the second embodiment, one precipitator is used to separate the rare gas FP nuclides 88Kr, 89Kr, and 90. Ding,
Daughter nuclide 88 that 138Xe decays and adheres to wire 4b
The attenuation difference due to half-life of Rb (half-life: 17.8 minutes), 89Rb (half-life: 15.2 minutes), 90Rb (half-life: 2.55 minutes), and 138C8 (half-life: 32.2 minutes) Usage: 88Rb, 89Rb, 90Rb, 1
38C8 count value Nl, N2°N3. I am trying to separate N4.

すなわち、プレシピテータ4のワイヤ4bに付着した娘
核種が崩壊する際に放出するベータ線を時間を変えて2
回測定するように構成されている。
That is, the beta rays emitted when the daughter nuclide attached to the wire 4b of the precipitator 4 decays are
It is configured to measure times.

娘核種がベータ線を放出する際、シンチレーション検出
器4eで測定される波高分布は、前記第一実施例と同様
に波高弁別器6a、6bによって低エネルギー部分と高
エネルギー部分とに弁別される。
When the daughter nuclide emits beta rays, the pulse height distribution measured by the scintillation detector 4e is discriminated into a low energy portion and a high energy portion by the pulse height discriminators 6a and 6b, as in the first embodiment.

ここで、シンチレータ4dは、最大エネルギーのベータ
線(5MeV)  を測定出来るようにするため前記第
一実施例の場合と同様に20mm以上の厚さとして、パ
ックグラウンドを低くするために厚さを1mにした従来
のシンチレータに比して非常に厚く設定されている。
Here, the scintillator 4d has a thickness of 20 mm or more in order to be able to measure the maximum energy beta ray (5 MeV), as in the first embodiment, and a thickness of 1 m to lower the back ground. The scintillator is much thicker than conventional scintillators.

波高弁別器6a、6bからの出力信号は計数回路8a、
8bでTc秒計数された後、計算機10に入力される。
The output signals from the wave height discriminators 6a and 6b are outputted to a counting circuit 8a,
After Tc seconds are counted at step 8b, it is input to the computer 10.

そして、この後Tb秒経過したら再度同じワイヤ4bに
付着した娘核種から放出されるベータ線をシンチレーシ
ョン検出器4eで測定し、その計数値が同様に計算機1
0に入力される・ 計算機10では、予め設定したプログラムに従って以下
の演算処理を行うようになっている。
Then, after Tb seconds have passed, the beta rays emitted from the daughter nuclide attached to the same wire 4b are measured again by the scintillation detector 4e, and the counted value is similarly calculated by the computer 1.
0 is input. The computer 10 is designed to perform the following arithmetic processing according to a preset program.

すなわち、第1回目の測定結果(Sl、S2)から、E
L□・N工+EL2・N1+EN3・N3+EL、・N
4=S1”hl・N1+Eh3・N2+Eh3・N3・
Eh4・N4=S2が導出され、 また14秒後の第2何目の測定結果(S3.S4)から
、e′−rl・EL□・N1+e−r2・EL2.N2
+e−r3・EL3−N3+e−r4−EL4−N4 
=S3e ” −EhI−N1+6−r2.Eh2−N
2+e−r3−Eh3 ・N3+e−r4−Eh4−N
4 =S4を導出される。
That is, from the first measurement results (Sl, S2), E
L□・N engineering+EL2・N1+EN3・N3+EL,・N
4=S1”hl・N1+Eh3・N2+Eh3・N3・
Eh4・N4=S2 is derived, and from the second measurement result after 14 seconds (S3.S4), e′−rl・EL□・N1+e−r2・EL2. N2
+e-r3・EL3-N3+e-r4-EL4-N4
=S3e ” -EhI-N1+6-r2.Eh2-N
2+e-r3-Eh3 ・N3+e-r4-Eh4-N
4 = S4 is derived.

そして、前記4元一次連立方程式を解いて、88Rb、
 89 Rb 、 90 Rb、 138 C8の各核
種に対応して最初に計数された計数値N□+ N2+ 
N3 t N4を分離して測定するようにしている。
Then, by solving the four-dimensional linear simultaneous equations, 88Rb,
First counted value N□+ N2+ corresponding to each nuclide of 89 Rb, 90 Rb, and 138 C8
N3 t N4 are separated and measured.

ココで、rl、 r2+ r3. r4は88Rb 、
 89Rb 、 90Rb 、 138Csの4核種の
崩壊定数を示し、またEL□、Eh□+ ”L2 + 
Eh2 +EL3 + ”N3 * EL4 + Eh
4は各核種の娘核種が崩壊する際に放出するベータ線の
プレシピテータ内シンチレータ4dによシ低エネルギー
部分及び高エネルギー部分への検出割合を示してL・る
Here, rl, r2+ r3. r4 is 88Rb,
The decay constants of the four nuclides 89Rb, 90Rb, and 138Cs are shown, and EL□, Eh□+ ”L2 +
Eh2 + EL3 + ”N3 * EL4 + Eh
4 shows the detection ratio of beta rays emitted when the daughter nuclides of each nuclide decay into low energy parts and high energy parts by the scintillator 4d in the precipitator.

前記計算機10の演算結果は表示装置11によって表示
され、予め設定した設定値を越える計数値N1゜N2.
 N3. N4が表示された場合に核燃料破損を起こし
たことが分かる。
The calculation results of the calculator 10 are displayed on the display device 11, and the calculated values N1°N2.
N3. When N4 is displayed, it is known that nuclear fuel damage has occurred.

次に前記核燃料破損装置を使用して本発明の核燃料破損
検出方法の第二実施例を説明する。
Next, a second embodiment of the nuclear fuel failure detection method of the present invention will be described using the nuclear fuel failure device.

−次冷却系配管1からサンプリング管2を介して流入し
た希ガスFPがベータ崩壊を行う際、娘核種は正に帯電
し、負の電圧がかげられたワイヤ4bに付着する。そし
て、ワイヤ4bに付着した娘核種が崩壊する際に放出す
るベータ線をシンチレーション検出器4eによって測定
する。次いでシンチレーション検出器4eの検出信号を
波高弁別器6a、6bで低エネルギー部分と高エネルギ
ー部分とに波高弁別して、それぞれの出力信号を計数回
路8a、8bによって計数した後、該計数値を計算機1
0に送出する。この後、Td秒遅れて再度同じワイヤ4
bに付着した娘核種が崩壊する際に放出するベータ線を
シンチレーション検出器4eによって測定し、同様に計
数した後、該計数値を計算機10に送出する。
- When the rare gas FP flowing from the secondary cooling system piping 1 through the sampling tube 2 undergoes beta decay, the daughter nuclides are positively charged and adhere to the wire 4b, which has a negative voltage. Then, beta rays emitted when the daughter nuclide attached to the wire 4b decays are measured by the scintillation detector 4e. Next, the detection signal of the scintillation detector 4e is subjected to pulse height discrimination into a low energy part and a high energy part by pulse height discriminators 6a and 6b, and the respective output signals are counted by counting circuits 8a and 8b.
Send to 0. After this, after a delay of Td seconds, the same wire 4
The beta rays emitted when the daughter nuclide attached to b decays are measured by the scintillation detector 4e, counted in the same manner, and then the counted value is sent to the computer 10.

ここで、計数値N、 、 N2. N3. N4を分離
して測定するのに重要なパラメータは、遅延時間Tdの
設定と、ベータ線の波高分布の低エネルギー部分と高エ
ネルギー部分の弁別レベルの設定であシ、以下これにつ
いて説明する。
Here, the count values N, , N2. N3. Important parameters for separately measuring N4 are the setting of the delay time Td and the setting of the discrimination level between the low energy part and the high energy part of the pulse height distribution of beta rays, which will be explained below.

設定の基準としては、前述した4つの方程式をよシ独立
した形にして、精度よく分離できるパラメータを選択す
ることにある。このため、本実施例では遅延時間Tdと
して90 Rbの半減期の2倍に近い400秒とした。
The standard for setting is to make the four equations described above very independent and to select parameters that can be separated with high accuracy. Therefore, in this example, the delay time Td was set to 400 seconds, which is nearly twice the half-life of 90 Rb.

このように遅延時間Tdを設定すると、半減期の短い9
0 Rbは6分の1となり他の核種と明確に判別出来る
。また半減期が比較的長い’Rb 、 ”Csについて
は0.74倍、0.87倍となシ、判別できる差となる
。一方、弁別レベルについては、第一実施例と同様に2
.5 MeVに設定すれば、高エネルギー部分の割合が
、88Rbで35.8%、90Rbで13.9%となる
のに対し、89 Rbで7.7優、138C8で3.4
%となっており、88Rb、 ”Rb (前者)と89
Rb、138C8(後者)との寄与分を明確に判別出来
るようになる。
If the delay time Td is set in this way, 9
0 Rb is 1/6 and can be clearly distinguished from other nuclides. In addition, for Rb and Cs, which have relatively long half-lives, the difference is 0.74 times and 0.87 times, which is a discernible difference.On the other hand, as for the discrimination level, 2
.. When set to 5 MeV, the proportion of high-energy parts is 35.8% for 88Rb and 13.9% for 90Rb, while it is 7.7% for 89Rb and 3.4% for 138C8.
%, 88Rb, ``Rb (former) and 89
The contribution from Rb and 138C8 (the latter) can be clearly distinguished.

すなわち、前述の如くパラメータ(遅延時間Ta、弁別
レベル)を設定すると、■半減期による減衰差ではほと
んど差がでない88Rbと89 Rbは波高弁別によシ
明確知判別出来、■波高弁別では差を出すのが困齢な8
9Rbと138O8は半減期による減衰で明確に判別出
来、■90 Rbと他の核種については減衰の差により
明確に判別出来るようになる。本実施例で差の出にくい
核種は半減期が15,2分の89Rbと32.2分の 
Csであるが、遅延時間Taをさらに長く設定すれば、
両者の差を明確にすることが出来る。
That is, if the parameters (delay time Ta, discrimination level) are set as described above, 88Rb and 89Rb, which have almost no difference in attenuation due to half-life, can be clearly distinguished by wave height discrimination; 8 that is too old to give out
9Rb and 138O8 can be clearly distinguished by their attenuation due to half-life, and 90Rb and other nuclides can be clearly distinguished by the difference in their attenuation. In this example, the nuclides that show little difference in half-life are 89Rb, which has a half-life of 15.2, and 89Rb, which has a half-life of 32.2.
Cs, but if the delay time Ta is set longer,
It is possible to clarify the difference between the two.

以上のパラメータを入力して求めた4元一次連立方程式
を以下に示す。
The four-dimensional linear simultaneous equations obtained by inputting the above parameters are shown below.

0.642XN□+0.923xN2+0.966xN
3+0.861 xN4= S10.358XN1+0
.077XN2+0.034XN3+0.139XN4
==320.459XN1+0.681xN2+0.8
36XN3+0.140XN4 =:S30.276x
N1+0.057xN2+0.029xN3+0.02
2xN4 ==S4この4元一次連立方程式を計算機1
0で解くことによって、4つの希ガスF’P核種88R
b 、 89Rb 、 90Rb。
0.642XN□+0.923xN2+0.966xN
3+0.861 xN4= S10.358XN1+0
.. 077XN2+0.034XN3+0.139XN4
==320.459XN1+0.681xN2+0.8
36XN3+0.140XN4 =:S30.276x
N1+0.057xN2+0.029xN3+0.02
2xN4 ==S4 This four-dimensional linear simultaneous equation is calculated by computer 1.
By solving for 0, the four noble gas F'P nuclides 88R
b, 89Rb, 90Rb.

138C8の計数値Nl + N2 t N3 r N
4を分離して測定することが出来る。
138C8 count value Nl + N2 t N3 r N
4 can be separated and measured.

これによって従来の如く4台のプレシピテータや4種類
の遅延配管を使用しなくても済み、測定時間(検出時間
)の大幅な短縮を図ることが可能となる。
This eliminates the need to use four precipitators and four types of delay pipes as in the prior art, making it possible to significantly shorten the measurement time (detection time).

第3図は本発明の核燃料破損検出装置の第三実施例を示
している。尚、図中、第1図、第2図に示す部分と同一
部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
FIG. 3 shows a third embodiment of the nuclear fuel damage detection device of the present invention. In the figure, the same parts as those shown in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted.

本第三実施例では、前記第二実施例において一度測定し
た同じワイヤ4bに付着した娘核種からのベータ線を遅
延時間後に同じシンチレーション検出器4eによって再
度測定して半減期で減衰した計数値を得る代わりに、2
つの同じ構造のシンチレーション検出器4e1*4ez
を用いて、該シンチレーション検出器4el I 4a
2間の間隔をガス溜め4aと第1のシンチレーション検
出器4elとの間隔(IPs)の整数倍(nlとし、か
つプレシピテータ40ソーク時間と計数時間(Ts)を
同じにすることによって、半減期で減衰した計数値を得
てL・る。
In the third embodiment, the beta rays from the daughter nuclide attached to the same wire 4b that was once measured in the second embodiment are measured again by the same scintillation detector 4e after a delay time, and the count value attenuated by the half-life is calculated. Instead of getting 2
2 scintillation detectors with the same structure 4e1*4ez
using the scintillation detector 4el I 4a
By making the interval between the gas reservoir 4a and the first scintillation detector 4el an integral multiple (nl) of the interval (IPs), and making the precipitator 40 soak time and counting time (Ts) the same, the half-life Obtain the attenuated count value and calculate L.

すなわち、第1のシンチレーション検出器4elで測定
したワイヤ4bをソーク時間の整数倍後(Ts×n秒後
)に第2のシンチレーション検出器4e2で測定するこ
とによって遅延時間(TsXn秒=Ta)後の計数値を
得ている。
That is, the wire 4b measured by the first scintillation detector 4el is measured by the second scintillation detector 4e2 after an integer multiple of the soak time (Ts×n seconds), so that the wire 4b is measured by the second scintillation detector 4e2 after a delay time (TsXn seconds=Ta). We have obtained a count value of .

これによりワイヤ4bを次々と駆動して測定することが
可能になり、かつ遅延時間を充分にとることが出来、前
記第二実施例の方法を更に精度良く、連続的に実施する
ことが可能となる。
This makes it possible to drive the wire 4b one after another for measurement, and to provide a sufficient delay time, making it possible to carry out the method of the second embodiment continuously with even higher precision. Become.

ガス冷却型原子炉に使用される被覆粒子燃料について、
破損の際に放出する希ガスFP核種の濃度変化の測定を
行った結果、長半減期核種が中短半減期核種に比較して
数時間におよぶオーダーであるが、急激に増加している
ことが確認されている。第4図はGeスRクトロメータ
による希ガスFPの測定例を示している。同図から明ら
かなように、長半減期核種の135xe(半減期:9.
1時間)、88Kr(半減期:2.8時間)が中短半減
期核種である138Xe (14,1分)及び89Kr
 (3,2分)に比較して増加割合が大きい結果が得ら
れている。
Regarding coated particle fuel used in gas-cooled nuclear reactors,
As a result of measuring changes in the concentration of rare gas FP nuclides released upon failure, it was found that long half-life nuclides increased rapidly, although it was on the order of several hours compared to intermediate and short half-life nuclides. has been confirmed. FIG. 4 shows an example of measurement of a rare gas FP using a GeStrometer. As is clear from the figure, 135xe (half-life: 9.
1 hour), 88Kr (half-life: 2.8 hours) is a medium-short half-life nuclide, 138Xe (14,1 minutes) and 89Kr.
(3, 2 minutes), a result with a large increase rate was obtained.

したがって、前記第一、二、三実施例の装置によって8
8Krを選択して測定することによって全体の計数値を
測定する場合に比較して数倍感度を上げることが出来る
と共に、長半減期核種と中短半減期核種の増加割合を比
較することによって燃料破損を確実に検出することが出
来る。
Therefore, by the apparatuses of the first, second and third embodiments, 8
By selecting and measuring 8Kr, it is possible to increase the sensitivity several times compared to measuring the entire count value, and by comparing the increase rate of long half-life nuclides and medium-short half-life nuclides, it is possible to Damage can be detected reliably.

(9)発明の詳細 な説明したように本発明によれば、1台又は2台のプレ
シピテータを使用して4種の核種を分離して測定出来る
ようにしているため、4台のプレシピテータや4種類の
遅延配管を使用した従来例に比して測定時間(検出時間
)の大幅な短縮を図ることが出来、核燃料破損を短時間
でかつ確実に検出することが可能となる。
(9) Detailed Description of the Invention According to the present invention, four types of nuclides can be separated and measured using one or two precipitators. The measurement time (detection time) can be significantly shortened compared to conventional examples using different types of delay piping, and nuclear fuel damage can be detected reliably in a short period of time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の第一実施例を示す核燃料破損検出装置
の概略説明図、第2図は第二実施例を示す核燃料破損検
出装置の概略説明図、第3図&−1第三実施例を示す核
燃料破損検出装置の概略説明図、第4図は被覆燃料破損
時の希ガスFPの濃度変イヒを示すグラフ、第5図及び
第6図は従来技術を示す概略説明図である。 図中符号1は一次冷却系配管、2はサンプ1ノング管、
3は遅延配管、4.5はプレシピテータ。 4a、5aはガス溜め、4b、5bはワイヤ、4C15
Cはワイヤ駆動部、4d、5dはシンチレータ、4e、
5eはシンチレーション検出器、6a、6b、7a、7
bは波高弁別器、8a、 8b、 9a、9bは計数回
路、10は計数機、11は表示装置である。
Fig. 1 is a schematic explanatory diagram of a nuclear fuel damage detection device showing a first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a schematic explanatory diagram of a nuclear fuel damage detection device showing a second embodiment, and Fig. 3 &-1 Third implementation FIG. 4 is a graph showing changes in concentration of rare gas FP at the time of clad fuel failure, and FIGS. 5 and 6 are schematic illustrations showing conventional techniques. In the figure, code 1 is the primary cooling system piping, 2 is the sump 1 non-long pipe,
3 is delay piping, 4.5 is precipitator. 4a and 5a are gas reservoirs, 4b and 5b are wires, 4C15
C is a wire drive unit, 4d and 5d are scintillators, 4e,
5e is a scintillation detector, 6a, 6b, 7a, 7
b is a pulse height discriminator; 8a, 8b, 9a, and 9b are counting circuits; 10 is a counter; and 11 is a display device.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)原子炉運転中に核燃料から放出される希ガス核分
裂生成物をワイヤ駆動型プレシピテータによって測定し
て核燃料の破損を検出する核燃料破損検出方法において
、 異なった時間に希ガス核分裂生成物を測定する2台のワ
イヤ駆動型プレシピテータを用いて、前記ワイヤ駆動型
プレシピテータの計数値が半減期によって核種毎に異な
ること、及び前記ワイヤ駆動型プレシピテータのワイヤ
に付着した希ガス核分裂生成物の娘核種から放出される
ベータ線を測定するシンチレーション検出器の出力信号
を波高弁別して得た高エネルギー部分と低エネルギー部
分の計数値がエネルギー波高分布が異なるために核種毎
に異なることを利用して4元一次連立方程式を求めて、
前記4元一次連立方程式を解くことによって4つの検出
可能な核種を分離して測定するようにしたことを特徴と
する核燃料破損検出方法。
(1) In a nuclear fuel failure detection method that detects nuclear fuel failure by measuring noble gas fission products released from nuclear fuel during reactor operation using a wire-driven precipitator, rare gas fission products are measured at different times. The count value of the wire-driven precipitator differs for each nuclide depending on the half-life, and the daughter nuclide of the rare gas fission product attached to the wire of the wire-driven precipitator is used. The output signal of a scintillation detector that measures emitted beta rays is divided into pulse heights, and the count values of high-energy and low-energy parts are calculated using the fact that the energy pulse height distribution differs for each nuclide. Find the simultaneous equations,
A method for detecting nuclear fuel damage, characterized in that four detectable nuclides are separated and measured by solving the four-dimensional linear simultaneous equations.
(2)原子炉運転中に核燃料から放出される希ガス核分
裂生成物をワイヤー駆動型プレシピテータによって測定
して核燃料の破損を検出する核燃料破損検出装置におい
て、 ワイヤに付着した希ガス核分裂生成物の娘核種から放出
されるベータ線を測定するシンチレーション検出器を有
した第1のワイヤ駆動型プレシピテータと、ワイヤに付
着した希ガス核分裂生成物の娘核種から放出されるベー
タ線を測定するシンチレーション検出器を有して前記第
1のワイヤ駆動型プレシピテータよりも後れて測定を行
う第2のワイヤ駆動型プレシピテータと、前記第1、第
2のワイヤ駆動型プレシピテータのシンチレーション検
出器の出力信号を低エネルギー部分と高エネルギー部分
に波高弁別する2台の波高弁別器を有した第1、第2の
波高弁別手段と、前記第1、第2のワイヤ駆動型プレシ
ピテータの計数値が半減期によって核種毎に異なること
及び前記第1、第2の波高弁別手段によって波高弁別さ
れた低エネルギー部分と高エネルギー部分の計数値がエ
ネルギー波高分布が異なるために核種毎に異なることを
利用して求めた4元一次連立方程式を解くことにより4
つの検出可能な核種を分離して測定する演算手段とを具
備してなることを特徴とする核燃料破損検出装置。
(2) In a nuclear fuel failure detection device that detects nuclear fuel failure by measuring rare gas fission products released from nuclear fuel during reactor operation using a wire-driven precipitator, daughter of rare gas fission products attached to the wire is used. A first wire-driven precipitator having a scintillation detector that measures beta rays emitted from the nuclide; and a scintillation detector that measures the beta rays emitted from the daughter nuclide of a rare gas fission product attached to the wire. and a second wire-driven precipitator that performs measurement after the first wire-driven precipitator, and a low-energy portion of the output signals of the scintillation detectors of the first and second wire-driven precipitators. first and second wave height discriminators having two wave height discriminators for discriminating wave heights in the high energy portion and the first and second wire-driven precipitators, and the count values of the first and second wire-driven precipitators differ for each nuclide depending on the half-life. and a four-dimensional linear combination obtained by taking advantage of the fact that the count values of the low energy part and the high energy part whose wave heights are discriminated by the first and second wave height discrimination means are different for each nuclide due to the difference in the energy wave height distribution. 4 by solving the equation
1. A nuclear fuel damage detection device comprising: calculation means for separating and measuring two detectable nuclides.
(3)原子炉運転中に核燃料から放出される希ガス核分
裂生成物をワイヤー駆動型プレシピテータによって測定
して核燃料の破損を検出する核燃料破損検出方法におい
て、 1台のワイヤ駆動型プレシピテータを用いて、前記ワイ
ヤ駆動型プレシピテータのワイヤに付着した希ガス核分
裂生成物の娘核種を時間を変えて2回測定して得られる
計数値が半減期により核種毎に異なること、及び前記娘
核種から放出されるベータ線を測定するシンチレーショ
ン検出器の出力信号を波高弁別して得られた低エネルギ
ー部分と高エネルギー部分の計数値がエネルギー波高分
布が異なるために核種毎に異なることを利用して4元一
次連立方程式を求めて、前記4元一次連立方程式を解く
ことによって4つの検出可能な核種を分離して測定する
ことを特徴とする核燃料破損検出方法。
(3) In a nuclear fuel damage detection method that detects nuclear fuel damage by measuring noble gas fission products released from nuclear fuel during nuclear reactor operation using a wire-driven precipitator, using one wire-driven precipitator, The count value obtained by measuring the daughter nuclides of the rare gas fission products attached to the wire of the wire-driven precipitator twice at different times differs for each nuclide depending on the half-life, and that the daughter nuclides are released from the daughter nuclides. A four-dimensional linear simultaneous equation is created by utilizing the fact that the count values of the low-energy part and the high-energy part obtained by discriminating the pulse height of the output signal of the scintillation detector that measures beta rays differ for each nuclide due to the difference in the energy pulse height distribution. A method for detecting nuclear fuel damage, characterized in that four detectable nuclides are separated and measured by solving the four-dimensional linear simultaneous equations.
(4)原子炉運転中に核燃料から放出される希ガス核分
裂生成物をワイヤー駆動型プレシピテータによって測定
して核燃料の破損を検出する核燃料破損検出装置におい
て、 ワイヤに付着した希ガス核分裂生成物の娘核種から放出
されるベータ線を測定するシンチレーシヨン検出器を有
したワイヤ駆動型プレシピテータと、前記ワイヤ駆動型
プレシピテータのシンチレーション検出器の出力信号を
低エネルギー部分と高エネルギー部分と高エネルギー部
分に波高弁別する2台の波高弁別器を有した波高弁別手
段と、前記娘核種を時間を変えて2回測定して得られる
計数値が半減期により核種毎に異なること及び前記波高
弁別手段から得られた低エネルギー部分と高エネルギー
部分の計数値がエネルギー波高分布が異なるために核種
毎に異なることを利用して求めた4元一次連立方程式を
解くことにより4つの検出可能な核種を分離して計数す
る演算手段とを具備してなることを特徴とする核燃料破
損検出装置。
(4) In a nuclear fuel failure detection device that detects nuclear fuel failure by measuring rare gas fission products released from nuclear fuel during reactor operation using a wire-driven precipitator, daughter of rare gas fission products attached to the wire is used. A wire-driven precipitator that has a scintillation detector that measures beta rays emitted from nuclides; and pulse height discrimination of the output signal of the scintillation detector of the wire-driven precipitator into a low energy portion, a high energy portion, and a high energy portion. a wave height discrimination means having two wave height discriminators, and a count value obtained by measuring the daughter nuclide twice at different times, which differs for each nuclide depending on the half-life, and obtained from the wave height discrimination means. The four detectable nuclides are separated and counted by solving a four-dimensional linear simultaneous equation, which takes advantage of the fact that the count values of the low-energy part and the high-energy part are different for each nuclide due to the difference in energy wave height distribution. What is claimed is: 1. A nuclear fuel damage detection device comprising: calculation means.
(5)原子炉運転中に核燃料から放出される希ガス核分
裂生成物をワイヤー駆動型プレシピテータによって測定
して核燃料の破損を検出する核燃料破損検出装置におい
て、 ワイヤに付着した希ガス核分裂生成物の娘核種から放出
されるベータ線を異なった時間に測定する2台のシンチ
レーション検出器を有したワイヤ駆動型プレシピテータ
と、前記ワイヤ駆動型プレシピテータのシンチレーショ
ン検出器の出力信号を低エネルギー部分と高エネルギー
部分に波高弁別する2台の波高弁別器を有した第1、第
2の波高弁別手段と、前記娘核種を時間を変えて2回測
定して得られる計数値が半減期により核種毎に異なるこ
と及び前記波高弁別手段から得られた低エネルギー部分
と高エネルギー部分の計数値がエネルギー波高分布が異
なるために核種毎に異なることを利用して求めた4元一
次連立方程式を解くことにより4つの検出可能な核種を
分離して計数する演算手段とを具備してなることを特徴
とする核燃料破損検出装置。
(5) In a nuclear fuel failure detection device that detects nuclear fuel failure by measuring rare gas fission products released from nuclear fuel during reactor operation using a wire-driven precipitator, daughters of rare gas fission products attached to the wire are used. A wire-driven precipitator has two scintillation detectors that measure beta rays emitted from nuclides at different times, and the output signal of the scintillation detector of the wire-driven precipitator is divided into a low energy part and a high energy part. first and second wave height discriminators each having two wave height discriminators for discriminating wave heights, and a count value obtained by measuring the daughter nuclide twice at different times, which differs for each nuclide due to its half-life; Four detections are possible by solving four-dimensional linear simultaneous equations obtained by taking advantage of the fact that the count values of the low-energy portion and the high-energy portion obtained from the wave height discrimination means differ for each nuclide due to the difference in energy wave height distribution. What is claimed is: 1. A nuclear fuel damage detection device comprising: calculation means for separating and counting nuclides.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7016295B2 (en) 2000-04-26 2006-03-21 Optical Disc Corporation Hybrid discs displaying certain dimensional values
US7054260B2 (en) 2000-04-26 2006-05-30 Optical Disc Corporation Hybrid discs
KR100686820B1 (en) * 2005-03-28 2007-02-26 삼성에스디아이 주식회사 Pouch type Li Secondary Battery and Method of fabrcating the same
CN106229019A (en) * 2016-07-05 2016-12-14 中国核动力研究设计院 A kind of irradiation after-burning charge bar Diameter Measurement System under water and measuring method thereof

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KR100686820B1 (en) * 2005-03-28 2007-02-26 삼성에스디아이 주식회사 Pouch type Li Secondary Battery and Method of fabrcating the same
CN106229019A (en) * 2016-07-05 2016-12-14 中国核动力研究设计院 A kind of irradiation after-burning charge bar Diameter Measurement System under water and measuring method thereof
CN106229019B (en) * 2016-07-05 2018-01-30 中国核动力研究设计院 The underwater Diameter Measurement System of one kind irradiation after-burning charge bar and its measuring method

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