JPH07306291A - 計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、形状・寸法等を異にする多種類の
使用済み燃料集合体を同一の測定条件下で正確に測定す
ることにある。 【構成】使用済み燃料集合体４を水中に浸漬し、放射線
を計測する計測装置において、機構フレーム１と、機構
フレーム内の使用済み燃料集合体の軸方向にそって使用
済み燃料集合体の側方に任意の離隔距離をもって前記機
構フレームに固定配置された複数の第１の放射線検出器
水密容器６と、この第１の放射線検出器水密容器に収納
される第１の放射線検出器に対し、使用済み燃料集合体
を軸方向に昇降させながら第１の放射線検出器相互の感
度校正を行う昇降駆動機構３と、使用済み燃料集合体を
第１の放射線検出器相互のセンター位置に駆動するセン
タリング駆動機構９と、第２の放射線検出器水密容器７
と、第２の放射線検出器水密容器を使用済み燃料集合体
に当接させる駆動機構８とを設けた計測装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば再処理施設等の
ような高放射線環境下にて使用済み燃料集合体の放射
線，燃焼度や残留濃縮度等を計測する場合に利用される
計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、再処理施設には、使用済み燃料
を受け入れ・貯蔵施設が設けられており、原子力発電所
等から当該再処理施設の例えば水槽等に運び込まれる使
用済み燃料集合体から放射される放射線レベルより当該
使用済み燃料集合体の燃焼度、残留濃縮度等を導き出
し、これら燃焼度、残留濃縮度等に基づいて燃料受け入
れの可否、燃料集合体貯蔵時の臨界管理、燃料集合体の
せん断〜溶解工程時の燃焼度等の確認を行うことが非常
に重要になってくる。

【０００３】そこで、再処理施設には放射線，燃焼度等
の計測装置が必要になってくるが、特に燃焼度、残留濃
縮度等の計測装置は未だ実用化されていない。しかし、
放射線計測を含む燃焼度等の計測装置は、構成面から考
えたとき、少くとも使用済み燃料集合体および放射線検
出器等を装荷する装荷機構部と、この装荷機構部に装荷
される放射線検出器からの検出信号から放射線レベルを
得る測定部と、前記装荷機構部内に設置される駆動機構
等に制御信号を送出する制御部と、測定部の測定結果か
ら必要なデータ処理を行うデータ処理部とによって構成
されるものと考えられる。

【０００４】さらに、この計測装置では、使用済み燃料
集合体の放射線計測方法と、この放射線計測方法によっ
て計測された放射線レベルから燃焼度，残留濃縮度等を
導出する方法を用いることが考えられている。

【０００５】そのうち、前者の放射線計測方法は、グロ
スガンマ線測定、放出中性子測定、ガンマ線スペクトル
測定が用いられる。このグロスガンマ線測定は、使用済
み燃料集合体の軸方向の相対的燃焼度分布から導出し、
放出中性子測定およびガンマ線スペクトル測定は、使用
済み燃料集合体の軸方向中央付近の燃焼度絶対値から導
出する。

【０００６】一方、後者の燃焼度等の計測方法および解
析手法は、放射線レベルから燃焼度，残留濃縮度等を導
出するものであるが、未だ具体的な製品化の形では存在
しない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、放射線計測を
含む燃焼度，残留濃縮度等の計測装置は、現状では製品
化されていないが、少くとも次のような機能ないしは条
件を備えることが必要であると考えられる。 （１） 使用済み燃料集合体を装荷する装荷機構部およ
びこの機構部に装荷される燃料集合体からの放射線を検
出する放射線検出器は、高放射線の環境条件下にさらさ
れることから、耐放射線性（約１０⁷ 〜１０⁸ rad/年）
を有する材料で構成する必要があること。 （２） 使用済み燃料集合体は水中に貯蔵することか
ら、水中の中で放射線を測定しなければならない。その
ためには、前記装荷機構部を含む各構成体は、耐水性，
耐圧性および耐食性が必要であること。 （３） 使用済み燃料集合体は、大別するとＰＷＲ用燃
料、ＢＷＲ用燃料があり、また燃料には形状，寸法の異
なる数種類の燃料がある。これら何れの燃料でも、同一
の測定条件で正確に放射線を測定する必要があること。 （４） グロスガンマ線測定は、使用済み燃料集合体の
軸方向の相対的燃焼度分布を測定することから、放射線
検出器相互の感度校正が必要であること。

【０００８】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、形状・寸法等を異にする多種類の使用済み燃料集合
体を同一の測定条件下で正確に測定可能とし、かつ、保
守性に優れた計測装置を提供することを目的とする。

【０００９】また、本発明の他の目的は、多数の一線式
放射線検出器を用いてケーブル本数の削減化およびメン
テナンス性の向上を図る計測装置を提供することにあ
る。また、本発明の他の目的は、一線式の放射線検出器
を用いた時のリーク電流の影響を無くし、測定精度の向
上を図る計測装置を提供することにある。さらに、本発
明の他の目的は、一般的な放射線計測の装置でも同様に
リーク電流の影響を無くし、測定精度の向上を図る計測
装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に対応する発明は、使用済み燃料集合体を
水中に浸漬し、当該使用済み燃料集合体から放射される
放射線レベルを計測する計測装置において、装置本体を
構成する機構フレームと、この機構フレーム内の前記使
用済み燃料集合体の軸方向にそった側方に任意の離隔距
離をもって前記機構フレームに固定配置されるそれぞれ
放射線検出器を収納する複数の放射線検出器水密容器
と、この放射線検出器水密容器に収納される放射線検出
器に対し、圧力または電動機の駆動力を動力源として前
記使用済み燃料集合体を軸方向に昇降させながら前記放
射線検出器相互の感度校正を行う昇降駆動機構と、前記
使用済み燃料集合体の両側に配置され、圧力を動力源と
して前記使用済み燃料集合体を前記放射線検出器相互の
センター位置に移動させ、この使用済み燃料集合体と各
放射線検出器との前記離隔距離を一定に保持するセンタ
リング機構とを設けた計測装置である。

【００１１】請求項２に対応する発明は、装置本体を構
成する機構フレームと、この機構フレーム内の前記使用
済み燃料集合体の軸方向にそった側方に任意の離隔距離
をもって前記機構フレームに固定配置され、それぞれ第
１の放射線検出器を収納する複数の第１の放射線検出器
水密容器と、この第１の放射線検出器水密容器に収納さ
れる第１の放射線検出器に対し、水圧または電動機の駆
動力を動力源として前記使用済み燃料集合体を軸方向に
昇降させながら前記第１の放射線検出器相互の感度校正
を行う昇降駆動機構と、前記使用済み燃料集合体の両側
に配置され、前記駆動力を動力源として前記使用済み燃
料集合体を前記第１の放射線検出器相互のセンター位置
に移動させ、この使用済み燃料集合体と各第１の放射線
検出器との前記離隔距離を一定に保持するセンタリング
機構と、前記使用済み燃料集合体を両側から挟み込むよ
うに配置された前記第２の放射線検出器を収納する第２
の放射線検出器水密容器と、前記駆動力を動力源として
前記第２の放射線検出器水密容器を移動させて前記使用
済み燃料集合体に接近または当接させる駆動機構とを設
けた計測装置である。

【００１２】請求項３に対応する発明は、装置本体を構
成する機構フレームと、この機構フレーム内に設置され
る前記使用済み燃料集合体から放射される放射線レベル
を測定し出力する一線式放射線検出器と、この機構フレ
ーム内の前記使用済み燃料集合体の軸方向にそった側方
に任意の離隔距離をもって前記機構フレームに固定配置
され、それぞれ一線式放射線検出器を収納する複数の放
射線検出器水密容器と、この放射線検出器水密容器に収
納される一線式放射線検出器に対し、圧力または電動機
の駆動力を動力源として前記使用済み燃料集合体を軸方
向に昇降させながら前記放射線検出器相互の感度校正を
行う昇降駆動機構と、前記使用済み燃料集合体の両側に
配置され、前記駆動力を動力源として使用済み燃料集合
体を前記放射線検出器相互のセンター位置に移動させ、
この使用済み燃料集合体と各一線式放射線検出器との前
記離隔距離を一定に保持するセンタリング機構とを設け
た計測装置である。

【００１３】また、請求項４に対応する発明は、装置本
体を構成する機構フレームと、この機構フレーム内に設
置される一線式放射線検出器に高電圧を印加するととも
に、前記使用済み燃料集合体から放射される放射線レベ
ルを当該一線式放射線検出器で測定しケーブルを通して
伝送する測定系と、前記機構フレームへの前記使用済み
燃料集合体の非設置時の一線式放射線検出器の出力と前
記機構フレームへの前記使用済み燃料集合体の設置後の
一線式放射線検出器の出力とを用いて前記高電圧の印加
によって生ずるリーク信号を除去し、真の放射線レベル
を取り出すリーク信号除去手段と、前記機構フレーム内
の前記使用済み燃料集合体の軸方向にそった側方に任意
の離隔距離をもって前記機構フレームに固定配置され、
それぞれ一線式放射線検出器を収納する複数の放射線検
出器水密容器と、この放射線検出器水密容器に収納され
る一線式放射線検出器に対し、圧力または電動機の駆動
力を動力源として前記使用済み燃料集合体を軸方向に昇
降させながら前記放射線検出器相互の感度校正を行う昇
降駆動機構と、前記使用済み燃料集合体の両側に配置さ
れ、前記駆動力を動力源として使用済み燃料集合体を前
記放射線検出器相互のセンター位置に移動させ、この使
用済み燃料集合体と各一線式放射線検出器との前記離隔
距離を一定に保持するセンタリング機構とを設けた計測
装置である。

【００１４】また、請求項５に対応する発明は、装置本
体を構成する機構フレームと、この機構フレーム内に設
置される一線式放射線検出器に高電圧を印加するととも
に、前記使用済み燃料集合体から放射される放射線レベ
ルを当該一線式放射線検出器で測定しケーブルを通して
伝送する測定系と、前記機構フレームへの前記使用済み
燃料集合体の非設置時の一線式放射線検出器の出力を前
記高電圧の印加によって生ずるリーク信号とし、前記機
構フレームへの前記使用済み燃料集合体の設置後の前記
一線式放射線検出器の出力に前記リーク信号に見合った
信号を印加して前記リーク信号を除去し、真の放射線レ
ベルを取り出すリーク信号除去手段と、前記機構フレー
ム内の前記使用済み燃料集合体の軸方向にそった側方に
任意の離隔距離をもって前記機構フレームに固定配置さ
れ、それぞれ一線式放射線検出器を収納する複数の放射
線検出器水密容器と、この放射線検出器水密容器に収納
される一線式放射線検出器に対し、圧力または電動機の
駆動力を動力源として前記使用済み燃料集合体を軸方向
に昇降させながら前記放射線検出器相互の感度校正を行
う昇降駆動機構と、前記使用済み燃料集合体の両側に配
置され、前記駆動力を動力源として使用済み燃料集合体
を前記放射線検出器相互のセンター位置に移動させ、こ
の使用済み燃料集合体と各一線式放射線検出器との前記
離隔距離を一定に保持するセンタリング機構とを設けた
計測装置である。

【００１５】さらに、請求項６に対応する発明は、高電
圧を印加し、電離作用によって放射線を測定し出力する
一線式放射線検出器と、この検出器の出力を伝送するケ
ーブルと、測定対象無し時の一線式放射線検出器から前
記ケーブルを介して得られる信号と測定対象有り時の一
線式放射線検出器から前記ケーブルを介して得られる信
号とを用いて前記高電圧の印加によって生ずるリーク信
号を除去し、真の放射線レベルを求めるリーク信号除去
手段とを設けた計測装置である。

【００１６】さらに請求項７に対応する発明は、高電圧
を印加し、電離作用によって放射線を測定し出力する一
線式放射線検出器と、この検出器の出力を伝送するケー
ブルと、測定対象無し時の一線式放射線検出器から前記
ケーブルを介して得られる信号を前記高電圧の印加によ
って生ずるリーク信号とし、測定対象有り時の一線式放
射線検出器から前記ケーブルを介して得られる信号に前
記リーク信号に見合った信号を印加して前記リーク信号
を除去し、真の放射線レベルを出力するリーク信号除去
手段とを設けた計測装置である。

【００１７】さらに、請求項８，９に対応する発明は、
請求項１ないし請求項５に記載するセンタリング機構と
しては、機構フレームの上部から回転可能、かつ、水平
に吊下されるリング状歯車と、前記使用済み燃料集合体
の両側に配置され、それぞれ外部から圧力を受けて前記
リング状歯車の相対する側に噛合する歯車を回転される
２組の回転伝達系と、前記使用済み燃料集合体の両側に
それぞれ配置されるＶ字状の保持側形状を有する集合体
押え体と、前記回転伝達系を構成する歯車の回転に連動
して回転し対応する各集合体押え体を進退移動させる押
え体駆動系とを有するものである。

【００１８】請求項１０に対応する発明は、センタリン
グ機構が、使用済み燃料集合体を保持する集合体押え体
にその進退の際に加える力を、当該集合体押え体を移動
させるための動力伝達系における静止時と動作時の摩擦
力の大きさに応じて変化させる押し付け力調整手段を備
えたことを特徴とする。

【００１９】請求項１１に対応する発明は、押し付け力
調整手段が、集合体押え体の移動開始時に集合体押え体
に対して移動方向と反対方向に所定の抗力を及ぼし、集
合体押え体が移動し前記摩擦力が小さくなるのに応じて
抗力を大きくすることを特徴とする。

【００２０】請求項１２に対応する発明は、押し付け力
調整手段を、集合体押え体に加える力を調節する少なく
とも一つの重りと、前記集合体押え体の一部または前記
動力伝達系に一端が接続され他端に前記重りが付けられ
た重り吊り下げ機構とから構成したことを特徴とする。

【００２１】

【作用】従って、請求項１に対応する発明は以上のよう
な手段を講じたことにより、水中の機構フレーム内に使
用済み燃料集合体を挿入するが、このとき当該使用済み
燃料集合体の形状，寸法等に応じて固定配置される水密
容器の放射線検出器に対し、使用済み燃料集合体を昇降
制御することにより、各放射線検出器相互でほぼ均一の
検出感度となるようにし、さらに放射線検出器は水密容
器に収納し、かつ、構成要素の材料を選定することによ
り、耐水性，耐圧性，耐食性等を高めることができる。

【００２２】請求項２に対応する発明は、請求項１に対
応する発明の作用の他、使用済み燃料集合体の形状，寸
法等により、当該燃料集合体に対する第２の放射線検出
器の離隔距離が異なるので、水圧を動力とする駆動機構
によって第２の放射線検出器を燃料集合体に接近または
当接することにより、均一の測定条件を確保しつつ放射
線を測定できる。

【００２３】請求項３に対応する発明は、請求項１と同
様な作用を有する他、複数の放射線検出器水密容器の各
放射線検出器に一線式のものを用いることにより、ケー
ブル本数を削減化でき、これに伴ってコストの低減化、
メンテナンスの向上にも大きく貢献できる。

【００２４】請求項４に対応する発明は、機構フレーム
内に設置される一線式放射線検出器に高電圧を印加し、
使用済み燃料集合体から放射される放射線レベルを一線
式放射線検出器で測定しケーブルを通して所定の場所ま
で伝送するが、このとき高電圧の印加によって放射線検
出器およびケーブルの絶縁抵抗に起因してリーク信号を
含んだ状態で伝送され、測定誤差となる。

【００２５】そこで、リーク信号除去手段では、使用済
み燃料集合体の設置後の一線式放射線検出器のリーク信
号を含む出力から使用済み燃料集合体の非設置時の一線
式放射線検出器のリーク信号となる出力を減算すること
により、高電圧の印加によって生ずるリーク信号を除去
するので、リーク信号の影響を無くして、使用済み燃料
集合体から真の放射線レベルを取り出すことができ、精
度の高い測定を行うことができる。

【００２６】また、請求項５に対応する発明は、使用済
み燃料集合体から放射される放射線レベルを一線式放射
線検出器で測定しケーブルを通して所定の場所まで伝送
するとき、請求項４に対応する発明と同様に高電圧の印
加によって放射線検出器およびケーブルの絶縁抵抗に起
因してリーク信号を含んだ状態で伝送され、測定誤差と
なる。

【００２７】そこで、リーク信号除去手段では、使用済
み燃料集合体の非設置時の一線式放射線検出器の出力を
リーク信号とし、使用済み燃料集合体の設置後の一線式
放射線検出器の出力にリーク信号に見合った信号を印加
してリーク信号を除去するので、リーク信号の影響を無
くして、使用済み燃料集合体から真の放射線レベルを取
り出すことができ、精度の高い測定を行うことができ
る。

【００２８】さらに、請求項６に対応する発明は、高電
圧を印加し、電離作用によって放射線を測定する一線式
放射線検出器を用い、この検出器出力をケーブルで伝送
する場合、放射線検出器およびケーブルの絶縁抵抗に起
因してリーク信号を含んだ信号を伝送することになるの
で、測定対象有り時の一線式放射線検出器から前記ケー
ブルを介して得られる信号から測定対象無し時の一線式
放射線検出器から前記ケーブルを介して得られる信号を
減算し、リーク信号を除去することにより、真の放射線
レベルを測定できる。

【００２９】さらに、請求項７に対応する発明は、請求
項６に対応する発明と同様に一線式放射線検出器の出力
をケーブルで伝送する場合、放射線検出器およびケーブ
ルの絶縁抵抗に起因してリーク信号を含んだ信号を伝送
することになるので、測定対象無し時の一線式放射線検
出器から前記ケーブルを介して得られる信号をリーク信
号とし、測定対象有り時の一線式放射線検出器からケー
ブルを介して得られる信号に前記リーク信号に見合った
信号を印加してリーク信号を除去するので、真の放射線
レベルを測定できる。

【００３０】さらに、請求項８に対応する発明は、外部
から圧力を受けると、各回転伝達系の歯車が回転しリン
グ状歯車を回転させる。このとき、２つの外部圧力が異
なる場合、何れか大きい圧力に依存しながらリング状歯
車が回転する。つまり、各回転伝達系の歯車は同じ回転
量だけ回転する。そして、各回転伝達系を構成する歯車
の回転を押え体駆動系で直線運動に変換し各集合体押え
体を進退移動させるので、各集合体押え体は互いに等距
離を保持して進退移動し、両側から使用済み燃料集合体
を押圧するので、使用済み燃料集合体をセンタ位置に正
確に設置できる。

【００３１】しかも、請求項９に対応する発明のよう
に、集合体押え体の保持側形状がＶ字状となっていれ
ば、使用済み燃料集合体の大きさおよび種類に関係な
く、確実に保持できる。

【００３２】請求項１０，１１に対応する発明によれ
ば、例えば、開放状態にある使用済み燃料集合体の方向
へ集合体押え体が移動するとき、当該集合体押え体に集
合体押え体を移動させるための動力伝達系の摩擦力の大
きさに応じた反対方向の抗力が働く。ここで、一般的に
は集合体押え体に一定の押し付け力を加えていれば移動
開始による動摩擦力の低下により移動速度が増加し大き
な衝撃を持って使用済み燃料集合体に衝突することにな
る。本発明では、摩擦力の大きさに応じた反対方向の抗
力が働くので集合体押え体による衝撃が緩和される。

【００３３】請求項１２に対応する発明によれば、重り
の自重が重り吊り下げ機構を介して集合体押え体に前記
抗力として働く。従って、重りの重さを集合体押え体の
静止摩擦力よりも大きくすることにより、使用済み燃料
集合体を集合体押え体で固定している状態において停電
または事故等により動作が停止しても、重りの自重によ
って集合体押え体が使用済み燃料集合体から離されて自
動開放される。

【００３４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明装置の第１の実施例である放
射線を含む燃焼度等の計測装置を示す構成図である。同
図において１は装置本体となる機構フレームであって、
この機構フレーム１の底板部側には燃料集合体着座体２
をもった昇降駆動機構３が設置されている。この昇降駆
動機構３の燃料集合体着座体２には使用済み燃料集合体
４が縦方向に伸びるように立設した状態で着座されてい
る。なお、機構フレーム１は再処理施設の１つである例
えば大型水槽などに浸漬されている。

【００３５】この昇降駆動機構３の駆動系は、図２に示
すごとく気中側に設置される電動モータ２１ａを有する
駆動源２１と、この電動モータ２１ａの回転動力を伝達
する回転軸２２ａ、この回転軸先端に固着される傘歯車
２２ｂ、この傘歯車２２ｂに噛み合う傘歯車２２ｃ等か
らなる気中側動力伝達機構２２と、適宜な歯車比の歯車
を有し、前記気中側動力伝達機構２２側から伝達される
動力を前記昇降駆動機構３の一部を構成するジャッキ機
構３ａに伝達する水中側動力伝達機構５とによって構成
されている。

【００３６】２２ｄは駆動位置検出器であって、これは
回転軸２２ａの回転量から昇降位置を判断するものであ
る。具体的には、回転軸２２ａに例えばマーキング２２
ｅを被嵌し、図２の図示左側の駆動位置検出器２２ｄで
マーキング２２ｅを検出したとき、昇降駆動機構３の初
期位置と判断し、図示右側の駆動位置検出器２２ｄでマ
ーキング２２ｅを検出したとき、例えば上昇時の規定位
置と判断し、これら検出器２２ｄの検出信号で燃料集合
体４を位置決め制御するものである。なお、検出器２２
ｄは２個以上設けてもよく、また他の位置検出手段でも
よい。

【００３７】さらに、機構フレーム１または当該フレー
ム１に代わる固定フレームに放射線検出器の１種である
例えばグロスガンマ検出器を内蔵する多数のグロスガン
マ検出器水密容器６，…が使用済み燃料集合体４と一定
の離隔距離を保持するように固定されている。

【００３８】また、使用済み燃料集合体４のほぼ中央部
分を挟むように、放射線検出器の１種である例えば放出
中性子検出器を内蔵する放出中性子検出器水密容器７，
７が使用済み燃料集合体４と一定の離隔距離を保持する
ように配置されている。

【００３９】この放出中性子検出器水密容器７は、気中
側に設置される駆動源２３と水中の機構フレーム１側な
どに設置される放出中性子検出器水密容器駆動機構８と
により、前述のごとく使用済み燃料集合体４と一定の離
隔距離を保つように駆動制御されるものである。

【００４０】そのうち、駆動機構８は、図３に示すよう
に燃料集合体４両側の水密容器７を支持する支持体８ａ
と、これら支持体８ａ−８ａ間に跨がって架設されたガ
イドシャフト８ｂと、水圧シリンダー８ｃと、この水圧
シリンダー８ｃに所要の水圧力となる水を導入する導圧
配管８ｄとによって構成され、水密容器７を含む構成体
８ａ〜８ｄの全部または必要な構成体は耐食性等の観点
から例えばステンレス製のものが使用される。

【００４１】一方、駆動源２３は、具体的には図示され
ていないが、水中ポンプおよびこの水中ポンプから得ら
れる水を前記導圧配管８ｄに送り込んで水圧シリンダー
８ｃを制御する水圧制御部によって構成される。これら
水中ポンプおよび水圧制御部は気中側に設置される。

【００４２】さらに、使用済み燃料集合体４の例えば比
較的上部位置には、前記グロスガンマ検出器６，…と使
用済み燃料集合体４とが一定の離隔距離を保つように当
該使用済み燃料集合体４を駆動するための駆動源２４お
よびセンタリング駆動機構９が配置されている。

【００４３】このセンタリング駆動機構９は、図４に示
すようにセンタリングアーム９ａ、水圧シリンダー９ｂ
と、この水圧シリンダー９ｂに所要の水圧となる水を導
く導圧配管９ｃとからなり、これらの全部または一部の
構成体は耐食性等の観点からステンレス製のものが使用
される。

【００４４】また、駆動源２４は、具体的には図示され
ていないが、水中ポンプおよびこの水中ポンプから得ら
れる水を前記導圧配管８ｄに送り込んで水圧シリンダー
８ｃを制御する水圧制御部によって構成される。これら
水中ポンプおよび水圧制御部は気中に設置される。

【００４５】１０は機構フレーム上部から使用済み燃料
集合体４を挿入するための燃料集合体挿入部である。因
みに、図５は計測装置の模式的な一構成例を示す図であ
る。

【００４６】次に、計測装置の動作について説明する。
先ず、燃料貯蔵エリアからクレーンにて使用済み燃料集
合体４を吊り上げて水中の計装装置本体である機構フレ
ーム１の燃料集合体挿入部１０から挿入する。しかる
後、使用済み燃料集合体４が着座体２に着座する前に、
センタリング駆動機構９にてセンタリング操作を実行す
る。

【００４７】つまり、駆動源２４から送られてくる水に
よる水圧を受けて水圧シリンダー９ａが動作し、センタ
リングアーム９ａが使用済み燃料集合体４の両側を挟む
ように保持し、当該使用済み燃料集合体４を左右に動か
しながら機構フレーム１のセンタに位置するように駆動
し、センタリングを行う。この使用済み燃料集合体４の
センタリング中、駆動源２４から水圧シリンダー９ｂに
常時水が送られ、一定の圧力で使用済み燃料集合体４を
押さえ、そのままの状態で着座体２に着座させる。

【００４８】次に、グロスガンマ測定のグロスガンマ検
出器６，…相互の感度校正を行うために、昇降駆動機構
３を用いて使用済み燃料集合体４を機構フレーム１の上
下方向に昇降操作し、上下に伸びる多数のグロスガンマ
検出器６，…に対して適切な位置に設定する。従って、
この昇降駆動機構３は、グロスガンマ検出器６，…の位
置関係を考慮しながら使用済み燃料集合体４を昇降制御
する機能の他、使用済み燃料集合体４の軸方向寸法が異
なる場合には燃料集合体４の放射線基準位置を合わせる
べく着座体２の位置を昇降制御する機能をもっている。

【００４９】この昇降駆動機構２の具体的な動作は、駆
動源２１の一部を構成する電動モータ２１ａからの駆動
力を動力伝達機構２２，５を介してジャッキ機構３ａに
伝達し、このジャッキ機構３ａの上側に載置される着座
体２を上下方向に昇降する。なお、昇降駆動距離は、駆
動位置検出器２２ｄで検出し、検出信号を図示しない電
動モータ２１ａを制御する制御部に送り、駆動位置制御
を行うものである。

【００５０】以上のようにして使用済み燃料集合体４の
センタリングおよびグロスガンマ検出器６，…相互の感
度校正のための燃料集合体４の昇降操作が完了したなら
ば、燃料集合体４の放射線測定基準位置にて、使用済み
燃料集合体４からの放射線を、グロスガンマ測定、放出
中性子測定およびガンマ線スペクトル測定を行う。な
お、ガンマ線スペクトル測定を行う場合には、機器フレ
ーム１に取り付けられず、使用済み燃料集合体４から放
射する放射線を例えば水槽の壁などにコリメータを取り
付け、このコリメータを通ってくる放射線を他の場所に
設置する測定部で測定することになる。

【００５１】グロスガンマ測定は、機構フレーム１に固
定されるグロスガンマ検出器水密容器６内のグロスガン
マ検出器により測定される。一方、放出中性子測定は、
検出効率を高める観点から、使用済み燃料集合体４の寸
法が異なる場合を問わず、燃料集合体４と放出中性子検
出器水密容器７内の放出中性子検出器との離隔距離を一
定にするため、駆動機構８にて前記水密容器７を使用済
み燃料集合体４の方向に駆動させる。

【００５２】このとき、放出中性子測定の駆動系は、駆
動源２３から送られてくる水による水圧を受けて水圧シ
リンダー８ｃが動作し、ガイドシャフト８ｂにそって放
出中性子検出器水密容器７が使用済み燃料集合体４の両
側から当接し、位置決めがなされる。このとき、図示し
ていないが、水圧制御部にて最適な水圧にコントロール
し、水密容器７が速かに移動する構成となっている。水
密容器７が使用済み燃料集合体４に当たっている間は、
常に水圧シリンダー８ｃに水が送られ、一定の圧力にて
使用済み燃料集合体４を押し続けることになる。

【００５３】従って、以上のような実施例の構成によれ
ば、本計測装置では例えばプラスチックや油等以外の材
料を用いて構成したので、耐放射線性を上げることがで
きる。また、各種の放射線検出器を水密容器６，７等に
収納し、かつ、必要な構成体にはステンレス製のものを
用いたので、耐水性，耐圧性および耐食性を高めること
ができる。

【００５４】また、使用済み燃料集合体４の形状，寸法
の違いにも拘らず、放出中性子検出器水密容器７を使用
済み燃料集合体４に接近または接触させて測定するの
で、使用済み燃料集合体４の放射線測定を常に同一の測
定条件で正確に測定できる。

【００５５】さらに、使用済み燃料集合体４からの放射
線測定時、電源喪失等によって駆動機構の動力が喪失す
ることが考えられるが、図６に示すように駆動機構８に
水圧駆動力とは逆の駆動力を与える例えばフェールセー
フ用弾性部材８ｅなどを内蔵しておけば、使用済み燃料
集合体４から水密容器７を自動的に離れるフェールセー
フ機能を確保することができる。

【００５６】次に、本発明装置の第２の実施例について
図７を参照して説明する。一般に、この種の計測装置の
グロスガンマ線測定は、使用済み燃料集合体４が高放射
線量であることから、グロスガンマ検出器水密容器６に
内蔵される放射線検出器であるグロスガンマ検出器には
イオンチェンバが用いられている。また、使用済み燃料
集合体軸方向の相対的燃焼分布を求めることから、使用
済み燃料集合体軸方向の両側に多数のグロスガンマ検出
器を配列し、使用済み燃料集合体４からの放射線レベル
を測定する。その結果、使用済み燃料集合体４の形状や
長さによって異なるが、例えば片側２０個、合計４０個
のグロスガンマ検出器が設置される。

【００５７】このようにグロスガンマ線測定は、検出チ
ャンネル数が多いこと、使用環境条件（水中１０ｍ下，
高放射線下）が厳しいことおよび迅速にメンテナンスを
行う必要等から、グロスガンマ検出器と信号処理部との
間の接続ケーブルは極力少ない本数が望ましい。

【００５８】そこで、本装置においては、グロスガンマ
検出器として、一線式のイオンチェンバを用いて水中の
使用済み燃料集合体４から放射するグロスガンマ線を測
定する一線式グロスガンマ検出器からなる測定系につい
て図７を参照して説明する。

【００５９】すなわち、この測定系は、使用済み燃料集
合体４から放射される高レベルの放射線量を検出し電離
作用によって放射線レベルに比例する放射線信号電流Ｉ
_S を出力するグロスガンマ検出器水密容器６に内蔵され
る一線式グロスガンマ検出器３１と、この検出器３１か
ら出力される放射線信号電流Ｉ_S を導出するケーブル３
２と、一線式グロスガンマ検出器３１にて電離作用を発
生させるために供給する高圧電源３３と、ケーブル３２
を通して伝送されてくる信号を増幅する直流増幅器３４
と、この直流増幅器３４に入力される電流信号を電圧信
号に変換し当該増幅器３４から出力する帰還回路３５と
よって構成されている。

【００６０】従って、以上のような一線式グロスガンマ
検出器３１を用いた測定系の構成によれば、ケーブル３
２を用いて各一線式グロスガンマ検出器３１に高電圧を
印加する一方、一線式グロスガンマ検出器３１，…で検
出した放射線レベルを取り出すようにしたので、２線式
ケーブルと比較してケーブル本数を大幅に削減でき、特
にチャンネル数が多い場合に有効である。また、水中の
各グロスガンマ検出器３１から長い距離のケーブル３２
を水中にはわすことから、作業性の問題があるが、一線
式ケーブル３２の場合には断線その他の事故を迅速に把
握でき、作業性，ひいてはメンテナンス性にも優れてい
る。また、製品コストの大幅な削減にも貢献する。

【００６１】さらに、本発明装置の第３の実施例につい
て図８ないし図１３を参照して説明する。この実施例
は、一線式グロスガンマ検出器３１を用いた測定系の場
合、高電圧を検出器３１に印加することによりリーク電
流が発生するが、このリーク電流の影響を無くすための
構成を実現することにある。

【００６２】先ず最初にリーク電流の影響について検討
してみる。一線式グロスガンマ検出器３１を用いた測定
系では、検出器電極およびケーブル３２に高電圧を印加
することから、検出器３１およびケーブル３２の絶縁抵
抗によりリーク電流Ｉ_L が発生する。その結果、直流増
幅器３４には検出器３１からの放射線信号電流Ｉ_S と、
検出器３１，ケーブル３２の絶縁抵抗に起因するリーク
電流Ｉ_L とが入力され、検出器３１からの放射線レベル
に比例する信号に誤差が生ずることになる。

【００６３】そこで、誤差の程度を検討してみる。今、
検出器３１への供給電圧Ｖ_S は、検出器３１の形状，寸
法，封入ガス，ガス圧等によって異なるが、約２００〜
５００Ｖである。そこで、一例として２００Ｖの場合に
ついて検討する。

【００６４】検出器３１およびケーブル３２の絶縁抵抗
Ｒ_L は約１×１０¹¹Ωである。また、リーク電流Ｉ_L
は、 Ｉ_L ＝Ｖ_S ／Ｒ_L ＝２００／１×１０¹¹＝２×１０^-9Ａ …（１） で表される。一方、放射線信号電流Ｉ_S は、検出器３１
の検出感度から求められ、おおよそ１×１０^-11 Ａ／Ｒ
／hrである。また、使用済み燃料集合体４からの放射線
量Ｅは１０〜１０⁴ 程度であり、一例として１０³ Ｒ／
hrの場合について求める。従って、放射線信号電流Ｉ_S
は、 Ｉ_S ＝Ｓ×Ｅ＝１×１０^-11 ×１０³ ＝１０^-8Ａ …（２） で表される。

【００６５】従って、（１）式によって求めたリーク電
流Ｉ_L と放射線信号電流Ｉ_S とを比べると、リーク電流
Ｉ_L は放射線信号電流Ｉ_S の２０％にもなっている。上
記の例は、使用済み燃料集合体４からの放射線量Ｅを１
０³ とした例であるが、１０² Ｒ／hrとした場合にはリ
ーク電流Ｉ_L は放射線信号電流Ｉ_S の２倍となり、大き
な誤差となる。ゆえに、１０〜１０² Ｒ／hrの放射線量
の場合には測定不可能となる。

【００６６】そこで、検出器３１およびケーブル３２の
絶縁抵抗に起因して生ずるリーク電流の影響を無くし、
使用済み燃料集合体４からの放射線信号電流Ｉ_S を正確
に測定する観点から、以下のような実施例の構成を有す
る計測装置を実現するに至った。

【００６７】図８は使用済み燃料集合体４を水中に設置
した状態で使用済み燃料集合体４から放射される放射線
レベルを測定する場合の模式的な構成図である。すなわ
ち、測定系を含んだ全体構成は、水中の使用済み燃料集
合体４の軸方向にそって当該燃料集合体４を挟むような
状態で配列された放射線検出器であるグロスガンマ検出
器３１，…と、これら各検出器３１で測定される放射線
信号電流Ｉ_S を取り出す一線式の例えばＭＩケーブル
（無機絶縁ケーブル）３２ａと、連結用コネクタを内蔵
する中継盤３６とが機構フレーム１内部に装荷され、さ
らに中継盤３６にはソフトケーブル３２ｂを介して陸上
設置の現場盤３７が接続され、この現場盤３７で処理さ
れた信号が測定器盤３８に送られるようになっている。

【００６８】なお、各グロスガンマ検出器３１は、第１
の実施例と同様にグロスガンマ検出器水密容器６に内蔵
されている。ＭＩケーブル３２ａの外シースには例えば
ステンレスが用いられている。また、陸上設置の現場盤
３７には、図７に示す高圧電源３３，直流増幅器３４，
帰還回路３５の他、信号処理部４０（図９参照）が内蔵
されている。また、ソフトケーブル３２ｂは、例えばス
テンレス製のフレキシブルチューブに収納され、水中の
中継盤３６と陸上設置の現場盤３７とを接続している。
この水中の中継盤３６と陸上設置の現場盤３７とを接続
するケーブルをソフトケーブル３２ｂとした理由は、機
構フレーム１を水中から引き上げてメンテナンスするこ
とを可能にするためである。前記測定器盤３８には、現
場盤３７からの信号を受け取って種々の信号処理を行う
ための測定機類が収納されている。

【００６９】従って、Ｎチャンネルのグロスガンマ検出
器３１，…をもつ測定系は図９に示すような構成となっ
ている。 （１） リーク電流除去のための第１の実施構成例につ
いて。

【００７０】図１０はかかる実施構成例を示す図であっ
て、図７と同様にグロスガンマ検出器３１、ケーブル３
２（３２ａ，３２ｂ）、高圧電源３３、直流増幅器３４
および帰還回路３５が設けられ、さらに新たに信号処理
部４０が追加されている。

【００７１】この信号処理部４０は、図１１に示すよう
に直流増幅器３４からの信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変
換部４１、このＡ／Ｄ変換後のデータを格納するメモリ
回路部４２、プログラムに基づいて所定の演算処理を実
行する演算処理部４３およびＩ／Ｏ回路部４４等によっ
て構成されている。

【００７２】次に、以上のような実施構成例の動作につ
いて説明する。一線式グロスガンマ検出器３１は、使用
済み燃料集合体４から放射される放射線を検出し、高圧
電源３３の高電圧印加による電離作用によって放射線レ
ベルに比例する放射線信号電流Ｉ_S を出力する。この放
射線信号電流Ｉ_S は一線式ケーブル３２を通って直流増
幅器３４に送られ、ここで直流の微少信号電流Ｉ_S を増
幅し、直流増幅器３４および帰還回路３５によって電圧
変換した後、信号処理部４０に送出する。この信号処理
部４０では、直流増幅器３４からの信号を取り込み、プ
ログラムに基づいて所定の演算処理を実行し、リーク電
流の含まない放射線信号電流Ｉ_S を取り出して測定器盤
３８に送出する。

【００７３】ところで、使用済み燃料集合体４の放射線
レベルを測定するとき、次のようなイ〜ニの手順に従っ
て行われている（図１２参照）。 手順イ…運転員が燃料貯蔵プールの水中に保管されてい
る複数の使用済み燃料集合体４，…の中から測定しよう
とする使用済み燃料集合体４の貯蔵エリアを選択する。

【００７４】手順ロ…運転員がクレーンを操作し、前記
選択された貯蔵エリアの使用済み燃料集合体４を吊り上
げて機構フレーム１の場所まで運び込み、第１の実施例
で述べたように機構フレーム１の所定位置に設置する。

【００７５】手順ハ…機構フレーム１に使用済み燃料集
合体４を設置後、燃料集合体４の両側に配列されるグロ
スガンマ検出器３１，…を用いて使用済み燃料集合体４
から放射される放射線量を測定する。

【００７６】手順ニ…この放射線量測定終了後、クレー
ンによって機構フレーム１から使用済み燃料集合体４を
取り出し、前記選択された貯蔵エリアに運び込んで再度
貯蔵する。

【００７７】そこで、信号処理部４０では、以上のよう
な手順イ〜ニの段階の中で機構フレーム１内に使用済み
燃料集合体４を設置した後の測定電流Ｉ₁ と機構フレー
ム１内に未だ使用済み燃料集合体４を設置する前の測定
電流Ｉ₂ とを取り込み、リーク電流の含まない放射線信
号電流Ｉ_S を得るものである。

【００７８】つまり、信号処理部４０は、手順イ．ロの
段階では未だ使用済み燃料集合体４が機構フレーム１に
設置されていないが、このとき図１２に示すようにグロ
スガンマ検出器３１からの信号電流Ｉ₂ を直流増幅器３
４および帰還回路３５で電圧変換した信号として送られ
てくるので、Ａ／Ｄ変換部４１でデジタル信号に変換
し、メモリ回路部４２に保存する。このときの信号電流
Ｉ₂ は、使用済み燃料集合体４が設置されていないこと
から、前記（１）式で表すグロスガンマ検出器３１，ケ
ーブル３２の絶縁抵抗に起因するリーク電流Ｉ_L と考え
ることができる。

【００７９】一方、手順ハの段階では、機構フレーム１
に使用済み燃料集合体４が設置されており、このときの
グロスガンマ検出器３１からの信号電流Ｉ₁ は同様に直
流増幅器３４および帰還回路３５を経てＡ／Ｄ変換部４
１でデジタル信号に変換した後、メモリ回路部４２に保
存される。このときの信号電流Ｉ₁ は、前記（２）式で
表すグロスガンマ検出器３１およびケーブル３２の絶縁
抵抗に起因するリーク電流Ｉ_L と使用済み燃料集合体４
からの放射線信号電流Ｉ_S とを含んだ信号電流と考える
ことができる。

【００８０】以上のようにして得られた手順１，２の測
定電流Ｉ₂ と手順３の測定電流Ｉ₁とについて、グロス
ガンマ検出器３１およびケーブル３２のリーク電流Ｉ_L
と使用済み燃料集合体４からの放射線信号電流Ｉ_S とに
当てはめて考えると、下記する（３）式のようになる。

【００８１】 Ｉ₂ ＝Ｉ_L Ｉ₁ ＝Ｉ_L ＋Ｉ_S …（３） そこで、信号処理部４０では、演算処理部４３がメモリ
回路部４２からそれぞれの信号電流Ｉ₂ ，Ｉ₁ を読み出
し、下記する（４）式の演算処理を実行すれば、使用済
み燃料集合体４からの放射線信号電流Ｉ_S を求めること
ができる。

【００８２】 Ｉ_S ＝Ｉ₁ −Ｉ₂ ＝（Ｉ_L ＋Ｉ_S ）−Ｉ_L …（４） そして、この信号処理部４０によって求めた放射線信号
電流Ｉ_S はＩ／Ｏ回路部４４を介して外部に送出され
る。

【００８３】従って、以上のような一連の処理を行うこ
とにより、グロスガンマ検出器３１およびケーブル３２
の絶縁抵抗に起因するリーク電流Ｉ_L の影響を除去で
き、使用済み燃料集合体４の真の放射線レベルを測定で
きる。

【００８４】（２） リーク電流除去のための第２の実
施構成例について。図１３はかかる実施構成例を示す図
である。この測定系は、グロスガンマ検出器３１、ケー
ブル３２、高圧電源３３、直流増幅器３４、帰還回路３
５の他、図１１と同様な構成を有し、所定の演算処理お
よびその演算結果に基づいて制御信号５１を出力する信
号処理部４０ａと、リーク電流に応じた制御信号５１に
基づいて所定の電圧Ｖ_R を出力する電圧発生回路５２
と、直流増幅器３４の入力ラインとなるケーブル３２に
バイアス電流Ｉ_B を与える抵抗等のバイアス素子５３と
が設けられている。

【００８５】次に、以上のような実施構成例の動作につ
いて説明する。使用済み燃料集合体４の放射線量の測定
する手順は第１の実施構成例と同じである。つまり、信
号処理部４０ａは、機構フレーム１に未だ使用済み燃料
集合体４が設置されていない手順イ．ロの段階でグロス
ガンマ検出器３１からの信号電流Ｉ₂ を取り込んで、Ａ
／Ｄ変換部４１でデジタル信号に変換し、メモリ回路部
４２に保存する。この信号電流Ｉ₂ は前記（１）式で表
すグロスガンマ検出器３１，ケーブル３２の絶縁抵抗に
起因するリーク電流Ｉ_L である。

【００８６】そこで、信号処理部４０ａは、かかるリー
ク電流Ｉ_L を測定し、次の２通りの手段によって除去す
る。その１つは、信号処理部４０ａにおいて直流増幅器
３４の出力を取り込み、この出力電圧が零となるような
制御信号５１を電圧発生回路５２に送出し、この電圧発
生回路５２から発生する電圧Ｖ_R を可変する。その結
果、バイアス素子５３には電圧Ｖ_R に応じたバイアス電
流Ｉ_B が流れ、グロスガンマ検出器３１から伝送されて
くる信号電流Ｉ₂ を相殺するように作用し、直流増幅器
３４の出力電圧が減少する。従って、信号処理部４０ａ
は直流増幅器３４の出力電圧が零となるまで可変制御を
実施し、零となったときの電圧発生回路５２の発生電圧
Ｖ_R に固定する。

【００８７】もう１つは、リーク電流Ｉ_L を測定しメモ
リ回路部４２に保存している場合、リーク電流Ｉ_L に応
じた制御信号５１を電圧発生回路５２に送出する。この
電圧発生回路５２は、信号処理部４０ａからの制御信号
５１を受け、バイアス素子５３に対してリーク電流Ｉ_L
と同じ値のバイアス電流Ｉ_B が流れるような電圧Ｖ_Rを
発生し、リーク電流を相殺し除去することができる。

【００８８】前記２つのリーク電流除去手段は、何れも
次式で表すことができる。 Ｉ_L −Ｉ_B ＝０ （Ｉ_L ＝Ｉ_B ） …（５） しかる後、運転員がクレーンを操作し、測定しようとす
る貯蔵エリアの使用済み燃料集合体４を吊り上げて機構
フレーム１の場所まで運び込み、機構フレーム１の所定
位置に設置し、燃料集合体４の両側に配列されるグロス
ガンマ検出器３１，…を用いて使用済み燃料集合体４か
ら放射される放射線量を測定する。このとき、リーク電
流Ｉ_L と放射線信号電流Ｉ_S とバイアス電流Ｉ_B とが直
流増幅器３４の入力端に流れるが、Ｉ_L とＩ_B とが等し
く制御されているので、帰還回路３５にはＩ_S のみが入
力され電圧変換を行うので、放射線信号電流Ｉ_S に比例
する電圧信号が信号処理部４０ａに送出することができ
る。

【００８９】ゆえに、以上のような一連の処理を行うこ
とにより、グロスガンマ検出器３１およびケーブル３２
の絶縁抵抗に起因するリーク電流Ｉ_L の影響を除去で
き、使用済み燃料集合体４の真の放射線レベルを測定で
きる。

【００９０】従って、この第３の実施例の構成によれ
ば、２線式を一線式の測定系とするので接続ケーブル３
２の本数を１／２に減少でき、メンテナンスの向上、小
型化、コストの低減化を図ることができ、さらにリーク
電流の影響を無くすことにより、測定精度の向上，ひい
ては信頼性を高めることができる。

【００９１】なお、この第３の実施例は、一線式測定系
を用いて使用済み燃料集合体４の放射線レベルを測定す
るときに生ずるリーク電流の除去例について述べたが、
使用済み燃料集合体４の放射線量の測定以外の一般的な
測定系にもリーク電流が生ずる場合には同様に適用でき
るものである。

【００９２】次に、本発明装置の第４の実施例について
図面を参照して説明する。この実施例は、センタリング
駆動機構９の改良であって、具体的には図１４ないし図
１６に示す通りである。

【００９３】図１４はセンタリング駆動機構９および当
該駆動機構９の駆動系を含む全体構成を模式的に表した
図である。つまり、この図１４は、機構フレーム１内に
設置される使用済み燃料集合体４を両側から押圧保持し
てセンタ位置に設置し、各グロスガンマ検出器３１，…
が使用済み燃料集合体４から等距離となるようにするセ
ンタリング駆動機構９と、陸上設置の制御部６１と、こ
の制御部６１からの制御の下に水圧または空気圧を送り
込む陸上設置の駆動部６２と、この駆動部６２からの圧
力を前記センタリング駆動機構９に導入する導圧配管６
３とからなっている。

【００９４】前記センタリング駆動機構９は図１５およ
び図１６に示すような構成を有している。すなわち、こ
のセンタリング駆動機構９は、機構フレーム１内の使用
済み燃料集合体４の設置中心点を中心位置として水平に
回転するリング状歯車７１と、前記使用済み燃料集合体
４の両側に配置され、それぞれ外部から圧力を受けて前
記リング状歯車７１の相対する側に噛合する歯車７２ａ
を回転される２組の回転伝達機構７２と、前記使用済み
燃料集合体４の両側にそれぞれ配置される集合体押え体
７３と、前記回転伝達機構７２を構成する歯車７２ａの
回転に連動して回転して直線運動に変換して各集合体押
え体７３を進退移動させる押え体駆動機構７４とが設け
られている。

【００９５】前記リング状歯車７１は、機構フレーム１
の天井部分の４個所から例えば等間隔、かつ、等しい長
さで吊下されているすべり軸受７１ａに保持され、水平
回転可能に設置されている。このリング状歯車７１は、
使用済み燃料集合体４が歯車内側の空間部分に位置する
ように配置されているが、所要とする位置関係を保持す
れば、機構フレーム１の天井部分に回転可能に設置して
もよい。

【００９６】２組の回転伝達機構７２は、それぞれ例え
ば駆動部６２からの圧力（例えば水圧）で動作する水圧
シリンダ７２ｂ、この水圧シリンダ７２ｂに連結されて
いるラック７２ｃによって回転するピニオン７２ｄが設
けられ、このピニオン７２ｄの回転が連結軸７２ｅ、傘
歯車７２ｆ、駆動軸７２ｇを介して歯車７２ａに伝達す
る構成となっている。従って、各回転伝達機構７２は駆
動部６２から水圧を受けて各歯車７２ａ，７２ａを介し
てリング状歯車７１を回転させるが、このときリング状
歯車７１は大きな水圧を受ける側の回転伝達機構７２の
回転力に依存して回転し、ひいては各歯車７２ａ，７２
ａを等しい回転量で回転させることになる。７２ｈはす
べり軸受である。

【００９７】前記押え体駆動機構７４は、駆動軸７２ｇ
に所定の間隔で例えば２つのピニオン７４ａが固着さ
れ、これらにそれぞれ噛合するようにラック７４ｂが設
置されている。従って、駆動軸７２ｇの回転量はピニオ
ン７４ａを介してラック７４ｂに伝達することにより、
ラック７４ｂを直線運動に変換する。このとき、ラック
７４ｂの先端に集合体押え体７３が取り付けられている
ので、ラック７４ｂの前進によって使用済み燃料集合体
４を押圧しながらセンタリングが可能となる。７４ｃは
すべり軸受である。

【００９８】なお、各機構部品は例えばステンレス鋼製
のものを用いる。従って、以上のようなセンタリング駆
動機構の構成によれば、ポンプ等の圧力を動力源として
電磁弁等を用いて導圧６３により水圧シリンダ７２ｂを
加圧し、回転伝達機構７２を構成する駆動軸７２ｇの回
転を押え体駆動機構７４のラック７４ｂで直線運動に変
換し集合体押え体７３に伝達するので、相対する２つの
集合体押え体７３を等しい距離だけ前進させることがで
き、ひいてはラック７４ｂの前進によって使用済み燃料
集合体４を押圧しながら確実にセンタリングできる。

【００９９】例え使用済み燃料集合体４の寸法が異なっ
ても、集合体押え体７３の移動範囲が大きいので、精密
なセンタリングができる。しかも、使用済み燃料集合体
４が傾いた状態または中心からずれた位置に装荷された
場合でも、一方の集合体押え体７３によりセンタ位置に
押した後、両方の集合体押え体７３で保持して確実にセ
ンタリングできる。

【０１００】また、水中の高放射線下となることから、
主要材料はステンレス鋼製とし、可動部はすべり軸受材
としてグリース等の潤滑剤を不要とし、耐久性を向上さ
せている。

【０１０１】また、集合体押え体７３の保持側形状は、
図１５に示すようにＶ字状となっているので、例えば使
用済み燃料集合体４の寸法が異なっても確実に保持で
き、各種の使用済み燃料集合体４に適用可能となる。

【０１０２】なお、上記実施例では、放射線検出器とし
て、グロスガンマ検出器や放出中性子検出器を用いた
が、他の種類の放射線検出器でもよく、同様に水密容器
６，７に収納するものである。また、昇降駆動機構３
は、電動モータ２１ａの駆動力を動力源としたが、他の
機構８，９と同様に水圧を動力としてもよい。

【０１０３】次に、上述した第４の実施例として説明し
たセンタリング駆動機構の他の変形例を図１７及び図１
８を参照して説明する。なお、図１５，１６に示す第４
の実施例と同一機能を有する部分には同一符号を付して
いる。

【０１０４】この変形例に係るセンタリング駆動機構
は、集合体押え体７３に対して摩擦力に対応した調整力
を働かせる押し付け力調整機構が備えられている。この
押し付け力調整機構は、集合体押え体７３の背面（押し
当て面と対向する面）にワイヤーロープ８１の一端を接
続し、そのワイヤーロープ８１の中間部を集合体押え体
７３とほぼ同じ高さの位置に設けたプーリ８３に掛けて
いる。そして、プーリ８３にて垂直に吊り下げられたワ
イヤーロープ８１の他端に円盤状の重り８２ａ，８２
ｂ，８２ｃを付けている。ワイヤーロープ８１の最先端
に付けられた重り８２ａはワイヤーロープ８１の先端部
に連結又は係止され、その他の重り８２ｂ，８２ｃは中
央部に形成した貫通孔にワイヤーロープ８１が挿通して
いる。３つの円盤状の重り８２ａ〜８２ｃは、先端の重
り８２ａの外径が最も小さく順に外径を大きくしてい
る。また、押し付け力調整機構は、重りが吊り下げられ
る近傍に重りの受け部８４を備えている。この受け部８
４は、最も大きい重り８２ｃの直径よりは小さいが２番
目に大きい重り８２ｂの直径よりは大きな直径の円柱状
の穴８５が形成され、さらに穴８５の中央部に２番目に
大きい重り８２ｂの直径よりは小さいが先端部の重り８
２ｃの直径よりは大きな直径の円柱状の穴８６が同心状
に形成されている。

【０１０５】ここで、集合体押え体７３の進退時の力
は、加圧された水圧シリンダ７２ｂの力から、水圧シリ
ンダ７２ｂから集合体押え体７３までの動力伝達系にお
ける摩擦力を引いた値となる。

【０１０６】一方、その摩擦力は集合体押え体７３の移
動開始時の摩擦力（静止摩擦力）が最も大きく、集合体
押え体７３の移動速度が速くなるのに応じてその摩擦力
（動摩擦力）は小さくなる。

【０１０７】従って、水圧シリンダ７２ｂを一定の加圧
力で駆動すると、移動開始時にはゆっくり移動していた
集合体押え体７３が使用済み燃料集合体４を保持すると
ころまで来ると相当の速度に達し、大きな衝撃で衝突す
ることになる。激しい衝突は使用済み燃料集合体４を破
損する可能性があり好ましくない。また、測定系に対し
てもノイズが発生し悪影響がある。

【０１０８】本実施では、ワイヤロープ８１の長さ及び
受け部８４における穴８５，８６の深さを次のように設
定している。すなわち、集合体押え体７３が使用済み燃
料集合体４から最も離れた状態の時に、中間の重り８２
ｂが穴８６の段差部８６ａに載り重り８２ａのみがワイ
ヤロープ８１に吊り下がるようにしている。また、集合
体押え体７３が最も離れた状態から所定距離だけ使用済
み燃料集合体４へ近付いた状態の時に、中間の重り８２
ｂが段差部８６ａから引き上げられるが最大の重り８２
ｃは依然として段差部８５ａに載ったままであるように
している（図１８に示す状態）。さらに、集合体押え体
７３が使用済み燃料集合体４に接近した時に、最大の重
り８２ｃが段差部８５ａから引き上げられるようにして
いる。

【０１０９】なお、それぞれの重り８２ａ〜８２ｃの重
量は、各重りが作用する際の摩擦力の大きさとの関係で
決められる。センタリング開始時は、集合体押え体７３
に働く力Ｆ１が下式のようにして決定される。 Ｆ１＝（水圧シリンダ７２ｂによる押し付け方向の力）
−（静止摩擦力）−（調整力＝重り８２ａ） 集合体押え体７３が移動を開始すると、静止摩擦力が動
摩擦力に変わり摩擦力は徐々に減少する。摩擦力がある
程度まで減少したところで調整力に中間の重り８２ｂが
抗力として加わり、摩擦力が減少した分を重り８２ｂで
補充する。さらに、最大の重り８２ｃが抗力として加え
られ、集合体押え体７３は移動開始から使用済み燃料集
合体４に接するまでほぼ一定速度で移動することにな
る。

【０１１０】一方、センタリング開放時には、重り８２
ａ〜８２ｃによる調整力が戻し力として機能する。すな
わち、集合体押え体７３が移動を開始すると摩擦力が減
少し、それに伴い重り８２ｃ，８２ｂが順に段差部８５
ａ，８６ａに保持され戻し力が小さくなっていく。その
結果、センタリング開放時にも集合体押え体７３の移動
速度が一定値に保たれる。

【０１１１】また、集合体押え体７３が使用済み燃料集
合体４を保持しているセンタリング時に電源が断した場
合、集合体押え体７３に対する押し付け力が０になるが
水圧シリンダ７２ｂによる引き離し力も加えることがで
きない。

【０１１２】本実施例では、このような場合には３つの
重り８２ａ〜８２ｃの荷重が戻し力として働くため自動
的にセンタリングを開放できる。例えば、回転伝達機構
７２の重量を１０ｋｇとし、その４割増の１４ｋｇを重
りの重さとする（重り８２ａ＝４ｋｇ，重り８２ｂ＝５
ｋｇ，重り８２ｃ＝５ｋｇ）。

【０１１３】センタリング動作開始時の押し付け力を得
るには（重り８２ｂ，８２ｃが作用しない場合）、静止
摩擦係数を０．３とすると、少なくとも（１０ｋｇ＋３
ｋｇ＋４ｋｇ＝１７ｋｇ）以上の力が必要となる。

【０１１４】また、集合体押え体７３が移動していると
きの動摩擦係数を０．２とすると、センタリング動作中
には，少なくとも（１０ｋｇ＋２ｋｇ＋４ｋｇ＝１６ｋ
ｇ）以上の力が必要となる。

【０１１５】重り８２ｂ，８２ｃが加わった場合は、動
作中の押し付け力は、少なくとも２６ｋｇ（＝１０ｋｇ
＋２ｋｇ＋４ｋｇ＋５ｋｇ＋５ｋｇ）の力が水圧シリン
ダ７２ｂに要求される。

【０１１６】回転伝達機構７２を動作させるためには、
少なくとも２６ｋｇの力が必要であるから、水圧シリン
ダ７２ｂによる押し付け力を２７ｋｇにすれば、センタ
リング開始時の力は１７ｋｇであることから、１０ｋｇ
の余裕ができ確実に動作を開始することができる。

【０１１７】センタリング開放に必要な戻し力は、（回
転伝達機構７２の重量１０ｋｇ）＋（静摩擦力３ｋｇ）
−（重り総重量１４ｋｇ）＝−１ｋｇとなるため、電源
断時のセルフ解除が可能である。

【０１１８】通常のセンタリング開放動作は、水圧シリ
ンダ７２ａによる開放力が９ｋｇであるとすれば、セル
フ解除力と合わせて１０ｋｇとなる。センタリング開放
動作中に順次重り８２ｃ，８２ｂが無くなるが、それで
も計８ｋｇの開放力が働く。

【０１１９】このように本変形例によれば、押し付け力
調整機構を設けたので、センタリング動作時における使
用済み燃料集合体４への衝撃を大幅に緩和することがで
き、また衝撃が緩和されることから検出器の寿命劣化，
ノイズ等による測定誤差を小さくできる。

【０１２０】本変形例によれば、事故等により電源が断
した場合であっても、自動的なセンタリングを解除でき
ることから、使用済み燃料集合体４の撤去を容易に行う
ことができる。

【０１２１】なお、上記した変形例のセンタリング駆動
機構では、集合体押え体７３に直接ワイヤロープ８１を
介して重り８２ａ〜８２ｃの力を及ぼしていたが、集合
体押え体７３に重り８２ａ〜８２ｃの荷重が同様に働く
場所であれば動力伝達系における他の場所であってもよ
い。例えば、図１９に示すよう水圧シリンダ７２ｂに連
結されているラック７２ｃに、作用部材９０を介して又
は直接に重り８２ａ〜８２ｃの付けられた吊り部材８
１′又はワイヤを接続しても同様の作用効果を得ること
ができる。本発明は、上記した実施例及び変形例に限定
されるものではなく、種々変形実施可能である。

【０１２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような種々の効果を奏する。請求項１，２，８，９の
発明は、形状・寸法等を異にする多種類の使用済み燃料
集合体を同一の測定条件下で正確に測定でき、しかも水
密容器内に放射線検出器を収納することにより耐水性の
向上が図れ、保守性にも優れている計測装置を提供でき
る。

【０１２３】請求項３の発明は、多数の一線式放射線検
出器を用いてケーブル本数の削減化およびメンテナンス
性の向上を図ることができる。請求項４，５の発明は、
一線式の放射線検出器を用いた時のリーク電流の影響を
容易に除去でき、精度の高い放射線レベルの測定を行う
ことができる。

【０１２４】請求項６，７の発明は、一般的な放射線計
測の装置でも同様にリーク電流の影響を除去し、精度の
高い測定ができる。請求項１０，１１，１２の発明は、
センタリング動作時における使用済み燃料集合体への衝
撃を大幅に緩和することができ、検出器の寿命劣化，ノ
イズ等による測定誤差を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる計測装置の第１の実施例を示す
構成図。

【図２】図１に示す昇降駆動機構の具体例を示す構成
図。

【図３】図１に示す駆動機構の具体例を示す構成図。

【図４】図１に示すセンタリング駆動機構の具体例を示
す構成図。

【図５】本計測装置を完成に近い形で表した模式的な構
成図。

【図６】本発明装置の変形例を示す構成図。

【図７】本発明に係わる計測装置の第２の実施例を示す
もので、特に一線式放射線検出器を用いた場合の測定系
を示す図。

【図８】本発明に係わる計測装置の第３の実施例の全体
構成を示す図。

【図９】図８の内部構成を具体的に示す図。

【図１０】図９の内部構成のうち、１チャンネルの一線
式放射線検出器を用いた場合のリーク除去機能をもった
測定系を示す図。

【図１１】図１０に示す信号処理部の内部構成図。

【図１２】使用済み燃料集合体の設置手順およびリーク
電流を除去する例を示す図。

【図１３】１チャンネルの一線式放射線検出器を用いた
場合のリーク除去機能をもった測定系を示す図。

【図１４】本発明に係わる計測装置の第４の実施例の全
体構成を示す図。

【図１５】センタリング駆動機構の他の例を示す概略機
構図。

【図１６】図１５に示すセンタリング駆動機構の具体的
機構を示す図。

【図１７】センタリング駆動機構の変形例の上面図。

【図１８】図１７に示すセンタリング駆動機構の側面
図。

【図１９】センタリング駆動機構の他の変形例の要部を
示す図。

【符号の説明】

１…機構フレーム、３…昇降駆動機構、４…使用済み燃
料集合体、６…グロスガンマ検出器水密容器、７…放出
中性子検出器水密容器、８…放出中性子検出器水密容器
駆動機構、９…センタリング駆動機構、３１…一線式グ
ロスガンマ検出器、３２…ケーブル、３３…高圧電源、
３４…直流増幅器、３５…帰還回路、３７…現場盤、３
８…測定器盤、４０，４０ａ…信号処理部、５２…電圧
発生回路、５３…バイアス素子、６３…導圧配管、７１
…リング状歯車、７２…回転伝達機構、７３…集合体押
え体、７４…押え体駆動機構、８１…ワイヤロープ、８
２ａ〜８２ｃ…重り、８３…プーリ、８４…受け部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 文晶 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 使用済み燃料集合体を水中に浸漬し、当
   該使用済み燃料集合体から放射される放射線レベルを計
   測する計測装置において、 装置本体を構成する機構フレームと、 この機構フレーム内の前記使用済み燃料集合体の軸方向
   にそった側方に任意の離隔距離をもって前記機構フレー
   ムに固定配置され、放射線検出器をそれぞれ収納する複
   数の放射線検出器水密容器と、 この放射線検出器水密容器に収納される放射線検出器に
   対し、圧力または電動機の駆動力を動力源として前記使
   用済み燃料集合体を軸方向に昇降させながら前記放射線
   検出器相互の感度校正を行う昇降駆動機構と、 前記使用済み燃料集合体の両側に配置され、圧力を動力
   源として前記使用済み燃料集合体を前記放射線検出器相
   互のセンター位置に移動させ、この使用済み燃料集合体
   と各放射線検出器との前記離隔距離を一定に保持するセ
   ンタリング機構と、 を備えたことを特徴とする計測装置。
2. 【請求項２】 使用済み燃料集合体を水中に浸漬し、当
   該使用済み燃料集合体から放射される放射線レベルを計
   測する計測装置において、 装置本体を構成する機構フレームと、 この機構フレーム内の前記使用済み燃料集合体の軸方向
   にそった側方に任意の離隔距離をもって前記機構フレー
   ムに固定配置され、第１の放射線検出器をそれぞれ収納
   する複数の第１の放射線検出器水密容器と、 この第１の放射線検出器水密容器に収納される第１の放
   射線検出器に対し、水圧または電動機の駆動力を動力源
   として前記使用済み燃料集合体を軸方向に昇降させなが
   ら前記第１の放射線検出器相互の感度校正を行う昇降駆
   動機構と、 前記使用済み燃料集合体の両側に配置され、前記駆動力
   を動力源として前記使用済み燃料集合体を前記第１の放
   射線検出器相互のセンター位置に移動させ、この使用済
   み燃料集合体と各第１の放射線検出器との前記離隔距離
   を一定に保持するセンタリング機構と、 前記使用済み燃料集合体を両側から挟み込むように配置
   された前記第２の放射線検出器を収納する第２の放射線
   検出器水密容器と、 前記駆動力を動力源として前記第２の放射線検出器水密
   容器を移動させて前記使用済み燃料集合体に接近または
   当接させる駆動機構と、 を備えたことを特徴とする計測装置。
3. 【請求項３】 使用済み燃料集合体を水中に浸漬し、当
   該使用済み燃料集合体から放射される放射線レベルを計
   測する計測装置において、 装置本体を構成する機構フレームと、 この機構フレーム内に設置される前記使用済み燃料集合
   体から放射される放射線レベルを測定し出力する一線式
   放射線検出器と、 この機構フレーム内の前記使用済み燃料集合体の軸方向
   にそった側方に任意の離隔距離をもって前記機構フレー
   ムに固定配置され、それぞれ一線式放射線検出器を収納
   する複数の放射線検出器水密容器と、 この放射線検出器水密容器に収納される一線式放射線検
   出器に対し、圧力または電動機の駆動力を動力源として
   前記使用済み燃料集合体を軸方向に昇降させながら前記
   放射線検出器相互の感度校正を行う昇降駆動機構と、 前記使用済み燃料集合体の両側に配置され、前記駆動力
   を動力源として使用済み燃料集合体を前記放射線検出器
   相互のセンター位置に移動させ、この使用済み燃料集合
   体と各一線式放射線検出器との前記離隔距離を一定に保
   持するセンタリング機構と、 を備えたことを特徴とする計測装置。
4. 【請求項４】 使用済み燃料集合体を水中に浸漬し、当
   該使用済み燃料集合体から放射される放射線レベルを計
   測する計測装置において、 装置本体を構成する機構フレームと、 この機構フレーム内に設置される一線式放射線検出器に
   高電圧を印加するとともに、前記使用済み燃料集合体か
   ら放射される放射線レベルを当該一線式放射線検出器で
   測定しケーブルを通して伝送する測定系と、 前記機構フレームへの前記使用済み燃料集合体の非設置
   時の一線式放射線検出器の出力と前記機構フレームへの
   前記使用済み燃料集合体の設置後の一線式放射線検出器
   の出力とを用いて前記高電圧の印加によって生ずるリー
   ク信号を除去し、真の放射線レベルを取り出すリーク信
   号除去手段と、 前記機構フレーム内の前記使用済み燃料集合体の軸方向
   にそった側方に任意の離隔距離をもって前記機構フレー
   ムに固定配置され、それぞれ一線式放射線検出器を収納
   する複数の放射線検出器水密容器と、 この放射線検出器水密容器に収納される一線式放射線検
   出器に対し、圧力または電動機の駆動力を動力源として
   前記使用済み燃料集合体を軸方向に昇降させながら前記
   放射線検出器相互の感度校正を行う昇降駆動機構と、 前記使用済み燃料集合体の両側に配置され、前記駆動力
   を動力源として使用済み燃料集合体を前記放射線検出器
   相互のセンター位置に移動させ、この使用済み燃料集合
   体と各一線式放射線検出器との前記離隔距離を一定に保
   持するセンタリング機構と、 を備えたことを特徴とする計測装置。
5. 【請求項５】 使用済み燃料集合体を水中に浸漬し、当
   該使用済み燃料集合体から放射される放射線レベルを計
   測する計測装置において、 装置本体を構成する機構フレームと、 この機構フレーム内に設置される一線式放射線検出器に
   高電圧を印加するとともに、前記使用済み燃料集合体か
   ら放射される放射線レベルを当該一線式放射線検出器で
   測定しケーブルを通して伝送する測定系と、 前記機構フレームへの前記使用済み燃料集合体の非設置
   時の一線式放射線検出器の出力を前記高電圧の印加によ
   って生ずるリーク信号とし、前記機構フレームへの前記
   使用済み燃料集合体の設置後の前記一線式放射線検出器
   の出力に前記リーク信号に見合った信号を印加して前記
   リーク信号を除去し、真の放射線レベルを取り出すリー
   ク信号除去手段と、 前記機構フレーム内の前記使用済み燃料集合体の軸方向
   にそった側方に任意の離隔距離をもって前記機構フレー
   ムに固定配置され、それぞれ一線式放射線検出器を収納
   する複数の放射線検出器水密容器と、 この放射線検出器水密容器に収納される一線式放射線検
   出器に対し、圧力または電動機の駆動力を動力源として
   前記使用済み燃料集合体を軸方向に昇降させながら前記
   放射線検出器相互の感度校正を行う昇降駆動機構と、 前記使用済み燃料集合体の両側に配置され、前記駆動力
   を動力源として使用済み燃料集合体を前記放射線検出器
   相互のセンター位置に移動させ、この使用済み燃料集合
   体と各一線式放射線検出器との前記離隔距離を一定に保
   持するセンタリング機構と、 を備えたことを特徴とする計測装置。
6. 【請求項６】 高電圧を印加し、電離作用によって放射
   線を測定し出力する一線式放射線検出器と、この検出器
   の出力を伝送するケーブルと、測定対象無し時の一線式
   放射線検出器から前記ケーブルを介して得られる信号と
   測定対象有り時の一線式放射線検出器から前記ケーブル
   を介して得られる信号とを用いて前記高電圧の印加によ
   って生ずるリーク信号を除去し、真の放射線レベルを求
   めるリーク信号除去手段とを備えたことを特徴とする計
   測装置。
7. 【請求項７】 高電圧を印加し、電離作用によって放射
   線を測定し出力する一線式放射線検出器と、この検出器
   の出力を伝送するケーブルと、測定対象無し時の一線式
   放射線検出器から前記ケーブルを介して得られる信号を
   前記高電圧の印加によって生ずるリーク信号とし、測定
   対象有り時の一線式放射線検出器から前記ケーブルを介
   して得られる信号に前記リーク信号に見合った信号を印
   加して前記リーク信号を除去し、真の放射線レベルを出
   力するリーク信号除去手段とを備えたことを特徴とする
   計測装置。
8. 【請求項８】 センタリング機構は、機構フレームの上
   部から回転可能、かつ、水平に吊下されるリング状歯車
   と、前記使用済み燃料集合体の両側に配置され、それぞ
   れ外部から圧力を受けて前記リング状歯車の相対する側
   に噛合する歯車を回転される２組の回転伝達系と、前記
   使用済み燃料集合体の両側にそれぞれ配置される集合体
   押え体と、前記回転伝達系を構成する歯車の回転に連動
   して回転し対応する各集合体押え体を進退移動させる押
   え体駆動系とを有することを特徴とする請求項１ないし
   請求項５の何れか１つに記載の計測装置。
9. 【請求項９】 使用済み燃料集合体を保持する集合体押
   え体の保持側形状はＶ字状に形成されている請求項８記
   載の計測装置。
10. 【請求項１０】 センタリング機構は、使用済み燃料集
    合体を保持する集合体押え体にその進退の際に加える力
    を、当該集合体押え体を移動させるための動力伝達系に
    おける静止時と動作時の摩擦力の大きさに応じて変化さ
    せる押し付け力調整手段を備えたことを特徴とする請求
    項１〜請求項５、請求項８，請求項９のいずれか１つに
    記載の計測装置。
11. 【請求項１１】 押し付け力調整手段は、集合体押え体
    の移動開始時に集合体押え体に対して移動方向と反対方
    向に所定の抗力を及ぼし、集合体押え体が移動し前記摩
    擦力が小さくなるのに応じて抗力を大きくすることを特
    徴とする請求項１０に記載の計測装置。
12. 【請求項１２】 押し付け力調整手段は、集合体押え体
    に加える力を調節する少なくとも一つの重りと、前記集
    合体押え体の一部または前記動力伝達系に一端が接続さ
    れ他端に前記重りが付けられた重り吊り下げ機構とを有
    することを特徴とする請求項１０に記載の計測装置。