JPH05119182A - 原子炉における一次系から二次系への放射能漏洩監視方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の蒸気発生器のいずれかにおいて、その
一次系から二次系へ放射能が漏洩したかを監視すること
ができるようにすること。 【構成】 各蒸気発生器から蒸気タービンへ至る各主蒸
気管内で流通する二次系冷却材の放射線を検出し、各主
蒸気管１３ａ，１３ｂ，１３ｃで検出された放射線量を
積算して、その積算値がバックグランドの放射線に起因
して現れる程度の放射能レベルをもとにした基準値内に
維持されているかを判定する。放射線検出手段１４Ａ，
１４Ｂ，１４Ｃの検出対象は、他の二次系ループの二次
系冷却材と混合したり希釈される以前の二次系冷却材で
あり、その検出精度が向上する。そして、放射能漏れや
バックグランドの変化がなくて異常とならない場合には
検出値積算・信号送出切換手段１９Ｈにおける積算機能
でもって、簡易な計測システムとしておくことができ
る。したがって、その処理速度も速いものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は原子炉における一次系か
ら二次系への放射能漏洩監視方法および装置に係り、詳
しくは、原子炉と蒸気発生器との間に設けられた一次系
ループと、蒸気発生器と蒸気タービンとの間に形成され
た二次系ループとを備える原子力発電所設備において、
その一次系ループの冷却材が二次系ループの冷却材中に
漏洩しているかを検出することができるようにした放射
能漏洩の検出技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】原子炉設備は、発電用プラントとして、
最近ではその重要性が高まってきている。そのような発
電設備に採用される加圧水型軽水炉では、放射線を遮蔽
するためのコンテイメントベッセルの中に、原子炉が設
置されると共に蒸気発生器が配置される。そして、原子
炉と蒸気発生器とは一次系ループで接続され、原子炉内
で高温高圧水となった一次系冷却材は蒸気発生器へ送ら
れ、そこで、二次系冷却材と熱交換した後、原子炉に戻
されるようになっている。一方、蒸気発生器とコンテイ
メントベッセル外に設置された発電用蒸気タービンとは
二次系ループで接続されている。蒸気発生器内で一次系
冷却材と非接触的に熱交換された二次系冷却材は、高温
高圧の蒸気となって蒸気タービンを駆動した後、復水器
を経て蒸気発生器へ戻される。上記した蒸気発生器に導
入された一次系冷却材は、蒸気管を流過する間に、その
蒸気管の周囲に導入されている二次系冷却材に熱エネル
ギーを供給する。一次系冷却材は原子炉から導出される
水であり、放射能を伴っているが、二次系冷却材との熱
交換は非接触式であることから、通常は原子炉の放射能
が二次系に漏れることはない。しかしながら、蒸気発生
器内で一次系冷却材の流通する蒸気管が何らかの原因で
破れていると、一次系冷却材はその破れから二次系冷却
材に混入することになる。そうすると、放射能を有する
一次系冷却材が二次系冷却材と共に蒸気となって蒸気タ
ービンへ導出され、エジェクターより環境へ放射能が放
出される。ところで、上記した蒸気発生器は原子炉が一
つに対して二つないし四つ設けられている。三つの蒸気
発生器が設けられている例でいえば、三つの蒸気発生器
と原子炉との間に一次系が三ループ形成されると共に、
蒸気発生器から蒸気タービンに向かう二次系の主蒸気管
も三本設けられることになる。上記したような原子炉に
おける一次系から二次系への放射能漏洩があると、原子
炉の出力を徐々に落としながら運転を停止させ、放射能
の汚染が拡大しないようにして、その原因を調査しつつ
運転の安全を図る必要がある。そのために、従来から、
蒸気発生器ブローダウン水モニターや復水器空気抽出器
ガスモニターでもって、一次系から二次系への放射能漏
洩を監視するようにしている。図２を参照して、個々の
蒸気発生器１Ａ，１Ｂ，１Ｃへは、蒸気タービン２を駆
動した後に、復水器８で液状となった二次系冷却材が戻
される。蒸気発生器１では二次系冷却材が出入りする
が、長期にわたり使用している間に蒸気発生器１の底部
にスラッジが溜まるのは避けられない。このスラッジを
除去する必要があるので、通常、スラッジが二次系冷却
材と共にブローダウン水として抜き出される。このブロ
ーダウン水中の放射能濃度を監視すれば、二次系冷却材
に一次系冷却材が混入しているかどうかを知ることがで
きるからである。なお、各蒸気発生器１Ａ，１Ｂ，１Ｃ
のブローダウン水用の配管３０ａ，３０ｂ，３０ｃは一
つの配管３１にまとめられ、コンテイメントベッセル４
外の排水タンク１０に接続されている。そのコンテイメ
ントベッセル４の外部に連なる配管３１には、図示しな
いが、化学分析をするためのサンプリングラインが設け
られ、そのサンプリングラインからブローダウン水をと
ったり、そのラインに放射線検出センサーを設置するな
どして、放射能の有無を確認している。一方、蒸気ター
ビン２には復水器８が設けられており、その復水器８が
真空ポンプ１１により大気圧より若干低くなるように減
圧され、二次系冷却材の復水が効率よく行われるように
配慮されている。このようにして、復水器の内部空気を
抽出する装置があるので、それから排気されたガスを放
射線検出器に当てるようにしてモニターすれば、一次系
から二次系への放射能漏洩の有無を監視することができ
る。なお、放射能が検出されなければ、そのガスはその
まま大気中へ捨てられ、放射能が検出されると、フィル
ターを通したあと排気される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したご
とく蒸気発生器は一つの原子炉に対して複数設けられる
のが一般的である。また、原子炉や蒸気発生器などはコ
ンテイメントベッセルで隔離しておかなければならない
こともあって、原子炉と各蒸気発生器とをつなぐ一次系
は完全に複数のループとして並列に設けられるが、蒸気
発生器と蒸気タービンとをつなぐ二次系は、複数のルー
プが完全に独立しているわけではない。すなわち、図２
に示したように、蒸気発生器１Ａ，１Ｂ，１Ｃからコン
テイメントベッセル４を出る主蒸気管１３ａ，１３ｂ，
１３ｃは、蒸気発生器１と同数設置されているが、全部
の主蒸気管１３がヘッダー７で接続された後は、いずれ
の蒸気発生器１からきた二次系冷却材も混合された恰好
で蒸気タービン２へ導入されるようになっている。蒸気
タービン２を通過した後に復水器８に導入される二次系
冷却材も、混合状態にあり、その二次系冷却材が復水器
８の出口において蒸気発生器１の数だけに分流され、各
帰還管３２ａ，３２ｂ，３２ｃを介して蒸気発生器１
Ａ，１Ｂ，１Ｃに戻される。このようなことから、前述
した蒸気発生器におけるブローダウン水モニターにおい
て放射能が検出されたとしても、他の蒸気発生器からも
放射能を含まない二次系冷却材が導出される結果、ブロ
ーダウン水における放射能は希釈化されて検出精度が著
しく低下する欠点がある。加えて、二次系冷却材が合流
後に分流されることから、いずれの蒸気発生器に欠陥が
生じているのかを特定することができない問題もある。
したがって、蒸気発生器の故障を特定することなく、い
ずれかの蒸気発生器からその作動を停止させつつ原子炉
の出力を徐々に落として、原子炉運転の停止までの操作
を行う必要がある。このような出力低下中も、欠陥のあ
る蒸気発生器を依然として作動させておくことになるの
は、好ましくない。一方、復水器の空気抽出器における
ガスモニターについていえば、蒸気タービンを出た後の
二次系冷却材は各蒸気発生器からの二次系冷却材の混合
体であることから、たとえ復水器での抽出ガスに放射能
を検出したとしても、いずれの蒸気発生器において一次
系冷却材の漏洩があったのかを特定することができず、
上記と同様の問題が残る。いずれの場合も、蒸気発生器
ブローダウン水モニターの場合は、瞬時値監視方式であ
り誤差が大きい。すなわち、放射線検出センサーの設置
された配管を流れるブローダウン水は所定の流速があ
り、放射能検出時間が短く、高い検出精度が望めない。
そのために、ブローダウン水を二以上のオーバーフロー
式容器に分別して所望量滞留させ、時間をかけて放射能
を検出するようにも配慮されるが、蒸気発生器内で一次
系から二次系へ漏洩があった当初の段階では、極く僅か
検出された放射能と、宇宙線などのバックグランドの放
射線との判別がつきにくい欠点がある。これは、復水器
空気抽出器ガスモニターでもって、一次系から二次系へ
の放射能の漏洩を監視する場合も、同じことが言える。
このような種々の計測上の問題を抱えているので、諸外
国では次に述べるような方式を採用している。各蒸気発
生器から蒸気タービンまでの一次系冷却材が合流する前
の主蒸気管のそれぞれに、非接触式の放射線検出センサ
ーを取り付けている。この放射線検出センサーから出力
される検出信号を解析するため、各主蒸気管に対応した
数のシングルチャネルアナライザーを備えるデータ処理
器と、そのシングルチャネルアナライザーごとの出力デ
ータを記録するレコーダーとを準備している。そして、
そのデータ処理器を、¹⁶Ｎなどの高エネルギーレベル用
のものと、核分裂生成物（フィッションプロダクツ）の
ガンマー線などを検出する低エネルギーレベル用のもの
とに分けて、それぞれの解析と記録を行わせるようにし
た計測監視システムとなっている。このようなシステム
においては、放射線検出センサーでの検出信号に宇宙線
や溶接作業などバックグランドの影響があっても、蒸気
発生器ごとに一次系から二次系への放射能漏洩によるも
のであるかを解析によって判別させることができ、しか
も、監視員がレコーダーにおける打点記録を蒸気発生器
ごとに目視して、漏洩の有無を確認することができる。
しかし、シングルチャネルアナライザーによって解析す
るとなると、漏洩量の定量化のために別途コンピュータ
ーが必要とされ、それを演算するデータの処理時間が長
くなる欠点がある。しかも、シングルチャネルアナライ
ザーの解析は常時各放射線検出センサーごとに行われる
ことから、正常時には無用の演算や処理がなされること
になる難点がある。本発明は上記の問題に鑑みなされた
もので、その目的は、蒸気発生器が複数設けられていて
も、いずれの蒸気発生器において一次系から二次系へ放
射能が漏洩したのかを監視することができること、放射
能漏洩がないかバックグランドの影響も受けない状態に
おいては、放射能漏洩監視処理を簡素化して、迅速に次
の監視体制をとることができるようにすること、いずれ
かの蒸気発生器における二次系冷却材で放射能の検出が
されると、その二次系冷却材において宇宙線などのバッ
クグランドの影響の有無を解析して、放射能漏れが的確
に確認できるようにすること、を実現する原子炉におけ
る一次系から二次系への放射能漏洩監視方法および装置
を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の蒸気発
生器を備えた原子炉における複数の一次系ループと、各
蒸気発生器と蒸気タービンとの間に形成された二次系ル
ープとを備える原子力発電所設備にあって、その一次系
ループの冷却材が二次系ループの冷却材中に漏洩してい
るかを検出する放射能漏洩検出方法に適用される。その
特徴とするところは、図１および図２を参照して、各蒸
気発生器１Ａ，１Ｂ，１Ｃから蒸気タービン２へ至る各
主蒸気管１３ａ，１３ｂ，１３ｃ内で流通する二次系冷
却材の放射線を検出し、各主蒸気管１３で検出された放
射線量を積算して、その積算値がバックグランドの放射
線に起因して現れる程度の放射能レベルをもとにした基
準値の範囲内に維持されているかを判定するようにした
ことである。それに加えて、各主蒸気管１３ａ，１３
ｂ，１３ｃで検出された放射線量を積算して、その積算
値が前記放射能レベルをもとにした基準値の範囲内に維
持されていない場合には、いずれの主蒸気管１３におけ
る二次系冷却材が前記基準値を越えているかを特定し、
その特定された主蒸気管１３で検出した二次系冷却材か
らの放射線を詳細解析し、その主蒸気管１３から検出さ
れた放射能が一次系から二次系への冷却材の漏洩による
ものかを判定するようにすればよい。装置の発明におい
ては、各蒸気発生器１Ａ，１Ｂ，１Ｃから蒸気タービン
２へ至る各主蒸気管１３ａ，１３ｂ，１３ｃに設置され
た非接触式の放射線検出手段１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ
と、各放射線検出手段１４で検出された複数の検出信号
を積算して、その積算値がバックグランドの放射線に起
因して現れる程度の放射能レベルをもとにした基準値を
越えているかを判定する積算器２０Ｈ，その基準値を越
えている場合には、各放射線検出手段からの検出信号を
一つのシングルチャネルアナライザー２２に順次送出さ
せるように、その検出信号を切り換えて送出させる信号
伝達切換器２１を備える検出値積算・信号送出切換手段
１９と、シングルチャネルアナライザー２２がいずれの
放射線検出手段１４からの検出信号が基準値を越えてい
るのかを特定すると、その異常検出信号を出力している
放射線検出手段１４からの検出信号をスペクトル解析し
て、その主蒸気管１３から検出された放射能が一次系か
ら二次系への冷却材の漏洩によるものかを判定するマル
チチャネルアナライザー２５とを備える放射能漏洩監視
装置となっている。なお、シングルチャネルアナライザ
ー２２が、いずれの放射線検出手段１４からの検出信号
が基準値を越えているのかを特定すると、その放射線検
出手段１４の備えられた主蒸気管１３に対応してアラー
ムを発する警報手段２３を設けておくとよい。

【０００５】

【発明の効果】本発明によれば、コンテイメントベッセ
ルの外部で主蒸気管が合流する位置の上流側に、放射線
検出手段をそれぞれの蒸気発生器に対応して設けている
ので、放射線検出手段の検出対象はいまだ他の二次系ル
ープの二次系冷却材と混合したり希釈する以前の二次系
冷却材であり、その検出精度の低下が回避される。そし
て、放射能漏れやバックグランドの変化がなくて異常と
ならない場合には検出値積算・信号送出切換手段におけ
る積算機能のみでもって簡易な計測システムとしておく
ことができる。しかし、ひとたび異常があれば、シング
ルチャネルアナライザーにより、バックグランドの放射
線に起因して現れる程度の放射能レベルをもとにした基
準値を越えるループを特定することができると共に、そ
のループに属する蒸気発生器における漏洩量のマルチチ
ャネルアナライザーによる定量的な監視も実現される。
このようにして、異常が生じた時点で詳細なスペクトル
解析がなされることで、放射能漏洩の有無やその程度の
大小を迅速に判定させることができ、放射能漏れ事故の
拡大を防止して、原子炉の停止作業の迅速化が実現され
る。

【０００６】

【実施例】以下に、本発明をその実施例を示した図面に
もとづいて、詳細に説明する。図１は、原子炉における
一次系から二次系への放射能漏洩監視方法を実現する装
置の全体システム図であり、図２に示すように、複数の
蒸気発生器１Ａ，１Ｂ，１Ｃを備えた原子炉における複
数の一次系ループと、各蒸気発生器１Ａ，１Ｂ，１Ｃと
蒸気タービン２との間に形成された二次系ループとを備
える原子力発電所設備に適用される場合のものである。
図２において、一つの原子炉３と例えば三つの蒸気発生
器１Ａ，１Ｂ，１Ｃとがコンテイメントベッセル４に格
納されており、その原子炉３と各蒸気発生器１Ａ，１
Ｂ，１Ｃとをつなぐ一次系の三つのループ５ａ，５ｂ，
５ｃが形成されている。その蒸気発生器１に向かう管路
には、原子炉３内の核分裂反応による熱で生成された高
温高圧の水が一次系冷却材として流れ、原子炉３に戻る
管路には各蒸気発生器１で二次系冷却材と熱交換した一
次系冷却材が流通している。各蒸気発生器１とコンテイ
メントベッセル４外に設置された発電用蒸気タービン２
とをつなぐ二次系が、蒸気発生器１Ａ，１Ｂ，１Ｃの数
と同じだけ、すなわち三つのループ６ａ，６ｂ，６ｃが
形成されている。その蒸気タービン２に向かう管路に
は、蒸気発生器１内で一次系冷却材と熱交換して発生し
た高温高圧の蒸気が流通している。各蒸気発生器１から
の二次系冷却材はヘッダー７のところで合流され、その
まとめられた二次系冷却材でもって蒸気タービン２が駆
動され、発電されるようになっている。その蒸気タービ
ン２を通過した二次系冷却材は復水器８で蒸気の状態か
ら水の状態に戻され、各蒸気発生器１Ａ，１Ｂ，１Ｃに
帰還される。なお、各蒸気発生器１の底部に溜まるスラ
ッジを排出するために、従来技術のところで述べたブロ
ーダウン水の取出装置９が設置され、それが排水タンク
１０へ廃棄されるようになっている。もちろん、前述し
たように復水器８には空気抽出器１１も設けられてお
り、復水器８における復水作用の向上が図られている。

【０００７】上記した原子力発電設備において、原子炉
３や蒸気発生器１Ａ，１Ｂ，１Ｃから強力な放射線が出
るので、それを遮蔽するために、コンテイメントベッセ
ル４で原子炉３や蒸気発生器１を包囲している。しか
し、一次系冷却材と二次系冷却材とで熱交換する蒸気発
生器１Ａ，１Ｂ，１Ｃにおいて、一次系冷却材の流通す
るいずれかの蒸気管１２ａ，１２ｂ，１２ｃから一次系
冷却材が漏れることがあると、一次系冷却材に含まれる
原子炉３で発生した放射能が、平常は放射能を含むこと
がない二次系冷却材に混入することになり、二次系のい
ずれかのループを介して放射能がコンテイメントベッセ
ル４外へ持ち出されることになる。このようなことはあ
ってはならないことであるが、絶対にないとはかぎらな
いことから、二次系冷却材における放射線を検出するた
めのシステムが取り付けられる。すなわち、二次系にお
ける各蒸気発生器１Ａ，１Ｂ，１Ｃから蒸気タービン２
へ至る管路のうち、各蒸気発生器１Ａ，１Ｂ，１Ｃから
の二次系冷却材が合流するヘッダー７までの各主蒸気管
１３ａ，１３ｂ，１３ｃに、非接触式の放射線検出手段
１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃが設置される。これは、公知の
放射線検出センサーであるＮａＩ（沃化ナトリウム）シ
ンチレーションカウンターなどが使用される。コンテイ
メントベッセル４の外部における主蒸気管１３ａ，１３
ｂ，１３ｃに設けられているのは、原子炉３などから放
射される放射線をコンテイメントベッセル４の壁で遮断
して、検出信号にノイズの入るのを少くしておくための
配慮である。図１に示すように、主蒸気管１３ａ，１３
ｂ，１３ｃごとに設けられた放射線検出センサー１４
Ａ，１４Ｂ，１４Ｃは二次系冷却材が流通する下方に設
置されており、それからの検出信号が集中監視室などに
設置の高エネルギー用データ処理器１５Ｈや低エネルギ
ー用データ処理器１５Ｌへ、ノイズシールド付き特殊ケ
ーブルを介して伝達される。なお、その回路の途中に
は、エレクトロニックボックス１７ａ，１７ｂ，１７ｃ
や中継箱１８ａ，１８ｂ，１８ｃがそれぞれ設けられて
いる。その高エネルギー用データ処理器１５Ｈや低エネ
ルギー用データ処理器１５Ｌには、検出値積算・信号送
出切換手段１９Ｈ，１９Ｌが配置され、それには、各放
射線検出センサー１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃで検出された
複数の検出信号を積算する積算器２０Ｈ，２０Ｌが設け
られている。そして、それぞれにおける積算値が、バッ
クグランドの放射線に起因して現れる程度の放射能レベ
ルをもとにした基準値よりも高い異常な値であるかを判
定することができるようになっている。その基準値と
は、通常のバックグランドにおける放射線レベルσの３
倍ないし６倍といった値が採用される。

【０００８】上記の検出値積算・信号送出切換手段１９
Ｈ，１９Ｌには、信号伝達切換器２１Ｈ，２１Ｌが付設
けられており、上記した積算器２０Ｈ，２０Ｌで、バッ
クグランドの放射線に起因して現れる程度の放射能レベ
ルをもとにした基準値を越えていると判定した場合に、
各放射線検出センサー１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃからの検
出信号を、一つのシングルチャネルアナライザー２２
Ｈ，２２Ｌに順次送出するように、伝達信号の切り換え
を行うことができるようになっている。そして、シング
ルチャネルアナライザー２２Ｈが、いずれの放射線検出
センサー１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃからの検出信号が前記
基準値を越えているかを特定すると、その放射線検出セ
ンサー１４の備えられた主蒸気管１３に対応したアラー
ムを発する警報手段２３Ｈ，２３Ｌが設けられている。
このアラームを発したとき、いずれの放射線検出センサ
ー１４による検出信号によるものであるかが一目で分か
るように、警報手段２３の表示部２４ａ，２４ｂ，２４
ｃは、放射線検出センサー１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃに対
応して設けられる。そのシングルチャネルアナライザー
２２Ｈ，２２Ｌが、いずれの放射線検出センサー１４か
らの検出信号がバックグランドの放射線に起因して現れ
る程度の放射能レベルをもとにした基準値を越えている
のかを特定すると、その異常検出信号を出力している放
射線検出センサー１４からの検出信号を詳細解析して、
その主蒸気管１３から検出された放射能が一次系から二
次系への冷却材の漏洩によるものか、宇宙線などの単な
るバックグランドの変化に起因するものであるのか、を
判定するようになっている。そのために、検出信号をス
ペクトル解析するマルチチャネルアナライザー２５が設
けられている。このマルチチャネルアナライザー２５に
おける解析結果を表示するレコーダー２６が、高エネル
ギー側のデータ処理器１５Ｈに対応して設置される。な
お、監視エネルギー領域は、前述したように二つのエネ
ルギー帯域に分けられており、低エネルギー側のデータ
処理器１５Ｌでは、０ないし２ＭｅＶ（ミリオンエレク
トロンボルト）とされ、対象核種はフィッションプロダ
クツのガンマ線などである。一方、高エネルギー側のデ
ータ処理器１５Ｈでは、４ないし７ＭｅＶとされ、その
対象核種は¹⁶Ｎ（窒素１６）である。上記したマルチチ
ャネルアナライザー２５は主として高エネルギー側のデ
ータ処理において作動するようになっている。これは、
原子炉３の出力と一次系の窒素１６の濃度とに相関関係
があり、原子炉出力のデータを二次系の蒸気流量などを
用いて漏洩量の定量化を行うようにしているからであ
る。なお、低エネルギー側のデータ処理器１５Ｌのシン
グルチャネルアナライザー２２Ｌによる解析でアラーム
が出ると、その低エネルギー側のデータ処理器１５Ｌの
検出値積算・信号送出切換手段１９Ｌを介して、各放射
線検出センサー１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃの検出信号が上
述のマルチチャネルアナライザー２５に順次供給される
ようにもなっている。ちなみに、高エネルギー側のデー
タ処理器１５Ｈと低エネルギー側のデータ処理器１５Ｌ
へは同じ検出信号が入力されるが、それぞれのデータ処
理器１５Ｈ，１５Ｌにおけるシングルチャネルアナライ
ザー２２Ｈ，２２Ｌの解析帯域が上記したように区別さ
れている。

【０００９】このような構成とした放射能漏洩監視装置
によれば、次に述べるようにしてその監視を行うことが
できる。コンテイメントベッセル４内の蒸気発生器１
Ａ，１Ｂ，１Ｃから蒸気タービン２へ至る各主蒸気管１
３ａ，１３ｂ，１３ｃ内を流通する二次系冷却材の放射
線が、放射線検出センサー１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃによ
って連続的に検出される。いずれの検出信号も、高エネ
ルギー側のデータ処理器１５Ｈと低エネルギー側のデー
タ処理器１５Ｌの積算器２０Ｈ，２０Ｌに入力される。
その積算器２０Ｈ，２０Ｌにおいては、全部の放射線検
出センサー１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃからの検出値を合算
し、バックグランドの放射線に起因して現れる程度の放
射能レベルをもとにした基準値の範囲内に維持されてい
るかを判定する。すなわち、上記基準値より大きけれ
ば、一次系から二次系への放射能が漏洩したためか、バ
ックグランドにおける宇宙線などに起因するものである
かは別途マルチチャネルアナライザー２５で詳細解析し
なければ分からないが、注意しなければならない事態に
あることが知らされる。いま、積算値が上記した基準値
よりも少なければ、一次系から二次系への放射能漏れは
なく、したがって、バックグランドにも変化がなかった
ということになる。この場合に、シングルチャネルアナ
ライザー２２Ｈ，２２Ｌによる解析も、マルチチャネル
アナライザー２５によるスペクトル解析も必要とされ
ず、そのまま、以後、放射線検出センサー１４Ａ，１４
Ｂ，１４Ｃからの検出信号を同様に処理して上記基準値
を越えるかを連続的に監視する。ちなみに、放射線検出
センサー１４による主蒸気管１３での検出値は、その主
蒸気管１３に連なる蒸気発生器１においてトラブルがあ
ったならば大きくなり、従来技術のところで述べたよう
に希釈された状態で放射能を検出することはない。一
方、各主蒸気管１３ａ，１３ｂ，１３ｃで検出された放
射線量を積算し、その積算値が、バックグランドの放射
線に起因して現れる程度の放射能レベルをもとにした基
準値の範囲内に維持されていない場合には、いずれの主
蒸気管１３における二次系冷却材がその基準値を越えて
いるかを特定するために、検出値積算・信号送出切換手
段１９Ｈにおいて、各放射線検出センサー１４Ａ，１４
Ｂ，１４Ｃからの検出信号を一つのシングルチャネルア
ナライザー２２Ｈに順次導入させるように、信号送出動
作が切り換えられる。シングルチャネルアナライザー２
２Ｈがいずれの放射線検出センサー１４の検出信号が前
記基準値を越えているかを特定すると、警報手段２３Ｈ
により該当する蒸気発生器１に対応したアラームが発せ
られる。警報灯が点灯もしくは点滅したりブザーが鳴る
といった恰好でアラームが出ると、監視員がマルチチャ
ネルアナライザー２５を起動させるか、制御装置の指令
を受けてマルチチャネルアナライザー２５が自動的に解
析状態に入るようになっている。そのマルチチャネルア
ナライザー２５は、異常信号を出力している放射線検出
センサー１４の検出信号をスペクトル解析して、その主
蒸気管１３から検出された放射能が一次系から二次系へ
の冷却材の漏洩したことによるものか、宇宙線などの単
なるバックグランドの変化に起因するものであるのかを
判定する。なお、マルチチャネルアナライザー２５にお
ける計測は、シングルチャネルアナライザー２２Ｈによ
って最も大きい検出値の出た放射線検出センサー１４か
らの検出信号を優先して行うようにしておけばよい。そ
の際の計測方式は、例えばプリセットタイム方式であ
り、予め定められた時間にカウントされる放射能の量で
もって解析を行い、その解析完了後には再度所定時間中
にカウントされる放射能の漏洩量でもって、次の解析を
行うといったように処理する。上記したように、バック
グランドの放射線に起因して現れる程度の放射能レベル
をもとにした基準値を越えていても、その越えた原因が
その時点における宇宙線の変化や、原子力発電所内での
他の目的のためになされた溶接作業の影響であったり、
その他のノイズに原因することが分かれば、検出値積算
・信号送出切換手段１９Ｈは元の積算状態に復帰され、
以後の放射線検出センサー１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃの検
出信号の異常の有無の検出を続ける。ところで、マルチ
チャネルアナライザー２５には、０から７ＭｅＶまでの
全エネルギーレベルが入力されるが、それによる詳細な
スペクトル解析の結果、¹⁶Ｎが何リットル／Ｈの漏洩量
であったかが換算される。監視員はレコーダー２６に記
録された打点などを通じて漏洩の程度を知ることができ
る。また、その打点の傾向から、原子炉における一次系
から二次系への放射能漏れであると判断されると、放射
能漏れを起こしている蒸気発生器への一次系冷却材の供
給を、その系に設けた遮断弁（図示せず）で停止すると
共に、他の蒸気発生器での運転をも徐々に弱め、原子炉
の出力を漸次落としながら停止させる。ちなみに、マル
チチャネルアナライザー２５によるスペクトル解析は、
高エネルギー側のデータ処理器１５Ｈにおいて特に重要
であり、その核種は上述したごとく６ＭｅＶぐらいの¹⁶
Ｎである。しかし、低エネルギー側のデータ処理器１５
Ｌにおいてもコバルトのような核分裂生成物の核種を対
象にしてアラームが出されれば、マルチチャネルアナラ
イザー２５が作動され、上記と同様にレコーダー２６に
記録され、ガンマ線漏れの有無やその多少を監視するこ
とができる。

【００１０】以上詳細に説明したように、蒸気発生器を
複数有して複数の二次系ループを形成している場合で
も、上記した放射能漏洩監視装置においては、低エネル
ギー側のデータ処理器と高エネルギー側のデータ処理器
にそれぞれ一つのシングルチャネルアナライザーおよび
必要に応じて設けられた警報手段と、主として高エネル
ギー側のデータ処理器において作動する一つのマルチチ
ャネルアナライザーとを設けることにより、原子炉にお
ける一次系から二次系への放射能の漏洩を監視するにお
いて、他の蒸気発生器からの二次系冷却材が混入したり
希釈されりしない状態で、個々の蒸気発生器ごとに放射
能漏洩の有無を監視することができ、その監視精度が高
く維持される。また、バックグランドの放射線に起因し
て現れる程度の放射能レベルをもとにした基準値以下の
場合には、各放射線検出センサーの検出信号が検出値積
算・信号送出切換手段によって迅速かつ簡単に処理さ
れ、通常監視時の測定システムの簡易化が図られる。一
方、検出値積算・信号送出切換手段でひとたび異常が判
定されると、シングルチャネルアナライザーによって、
バックグランドの放射線に起因して現れる程度の放射能
レベルをもとにした基準値を越えている蒸気発生器を特
定し、その蒸気発生器における放射線検出値の高い原因
が放射能漏れによるものであるかをマルチチャネルアナ
ライザーで精密に判別させるべくスペクトル解析するこ
とができる。したがって、異常が生じた時点で詳細な解
析がなされることで、放射能漏洩の有無やその程度の大
小を迅速に定量化して判定され、放射能漏れ事故の拡大
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る放射能漏洩監視のための計測シ
ステム図。

【図２】 本発明が適用される原子力発電設備の要部概
略図。

【符号の説明】

１…１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…蒸気発生器、２…蒸気ター
ビン、３…原子炉、５ａ，５ｂ，５ｃ…一次系ループ、
６ａ，６ｂ，６ｃ…二次系ループ、１３，１３ａ，１３
ｂ，１３ｃ…主蒸気管、１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ
…放射線検出手段（放射線検出センサー）、１９，１９
Ｈ，１９Ｌ…検出値積算・信号送出切換手段、２０，２
０Ｈ，２０Ｌ…積算器、２１，２１Ｈ，２１Ｌ…信号伝
達切換器、２２，２２Ｈ，２２Ｌ…シングルチャネルア
ナライザー、２３，２３Ｈ，２３Ｌ…警報手段、２５…
マルチチャネルアナライザー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 昌孝 大阪府大阪市西区土佐堀１丁目３番７号 株式会社原子力エンジニアリング内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の蒸気発生器を備えた原子炉におけ
   る複数の一次系ループと、各蒸気発生器と蒸気タービン
   との間に形成された二次系ループとを備える原子力発電
   所設備にあって、その一次系ループの冷却材が二次系ル
   ープの冷却材中に漏洩しているかを検出する放射能漏洩
   検出方法において、 各蒸気発生器から前記蒸気タービンへ至る各主蒸気管内
   で流通する二次系冷却材の放射線を検出し、 各主蒸気管で検出された放射線量を積算して、その積算
   値がバックグランドの放射線に起因して現れる程度の放
   射能レベルをもとにした基準値の範囲内に維持されてい
   るかを判定するようにしたことを特徴とする原子炉にお
   ける一次系から二次系への放射能漏洩監視方法。
2. 【請求項２】 前記各主蒸気管で検出された放射線量を
   積算して、その積算値が前記基準値の範囲内に維持され
   ていない場合には、いずれの主蒸気管における二次系冷
   却材が前記基準値を越えているかを特定し、 その特定された主蒸気管で検出した二次系冷却材からの
   放射線を詳細解析し、その主蒸気管から検出された放射
   能が一次系から二次系への冷却材の漏洩によるものかを
   判定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載さ
   れた原子炉における一次系から二次系への放射能漏洩監
   視方法。
3. 【請求項３】 複数の蒸気発生器を備えた原子炉におけ
   る複数の一次系ループと、各蒸気発生器と蒸気タービン
   との間に形成された二次系ループとを備える原子力発電
   所設備にあって、その一次系ループの冷却材が二次系ル
   ープの冷却材中に漏洩しているかを検出する放射能漏洩
   検出装置において、 各蒸気発生器から前記蒸気タービンへ至る各主蒸気管
   に、非接触式の放射線検出手段が設置され、 上記の各放射線検出手段で検出された複数の検出信号を
   積算して、その積算値がバックグランドの放射線に起因
   して現れる程度の放射能レベルをもとにした基準値を越
   えているかを判定する積算器と、その基準値を越えてい
   る場合には、各放射線検出手段からの検出信号を一つの
   シングルチャネルアナライザーに順次送出させるよう
   に、その検出信号を切り換えて送出させる信号伝達切換
   器と、を備える検出値積算・信号送出切換手段が配置さ
   れ、 上記シングルチャネルアナライザーが、いずれの放射線
   検出手段からの検出信号が前記基準値を越えているのか
   を特定すると、その異常検出信号を出力している放射線
   検出手段からの検出信号をスペクトル解析して、その主
   蒸気管から検出された放射能が一次系から二次系への冷
   却材の漏洩によるものかを判定するマルチチャネルアナ
   ライザーが設けられていることを特徴とする原子炉にお
   ける一次系から二次系への放射能漏洩監視装置。
4. 【請求項４】 前記シングルチャネルアナライザーが、
   いずれの放射線検出手段からの検出信号が前記基準値を
   越えているのかを特定すると、その放射線検出手段の備
   えられた主蒸気管に対応してアラームを発する警報手段
   が設けられていることを特徴とする請求項３に記載され
   た原子炉における一次系から二次系への放射能漏洩監視
   装置。