JPH0815497A - Method and facility for storing and monitoring spent fuel - Google Patents

Method and facility for storing and monitoring spent fuel

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JPH0815497A
JPH0815497A JP14735794A JP14735794A JPH0815497A JP H0815497 A JPH0815497 A JP H0815497A JP 14735794 A JP14735794 A JP 14735794A JP 14735794 A JP14735794 A JP 14735794A JP H0815497 A JPH0815497 A JP H0815497A
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JP
Japan
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gas
spent fuel
storage
sealed container
sensor
Prior art date
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Application number
JP14735794A
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Japanese (ja)
Inventor
Masami Matsuda
将省 松田
Toshiaki Matsuo
俊明 松尾
Tsuneyasu Yamanaka
庸靖 山中
Hidetoshi Kanai
秀俊 金井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To highly accurately detect leakage gas without sampling by enclosing helium gas labeled by a small quantity of labeled gas in a sealing vessel and optically detecting the gas leaked into a housing tube from the sealing vessel by a sensor attached to the housing tube. CONSTITUTION:For instance, a sail quantity of carbon monoxide is enclosed in a sealing vessel 2 enclosing used fuel 1 as labeled gas together with helium gas of good heat conduction. In the case where a hole is opened in the sealing vessel 2 by corrosion or the like, helium gas containing carbon monoxide is leaked in the inside of a housing tube 3. Since carbon monoxide absorbs an infrared ray in the neighborhood of wavelength of 5.5mum and an absorption coefficient is very large, the infrared ray not exceeding the wavelength of 5.5mum is transmitted from a detection part 8 to a sensor 6. If a quantity of attenuation is measured in the inside of the housing tube 3, leakage can be detected in high accuracy. Thereby radiation leakage can be monitored in high accuracy without performing troublesome sampling.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、原子力発電所から発生
する使用済燃料を乾式貯蔵する際の監視方法と貯蔵設備
に係り、とりわけ使用済燃料中の放射性物質等が外部に
漏洩する可能性を限りなく低減するに好適な貯蔵監視方
法と貯蔵設備に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a monitoring method and storage equipment for dry storage of spent fuel generated from a nuclear power plant, and in particular, radioactive substances in the spent fuel may leak to the outside. The present invention relates to a storage monitoring method and a storage facility suitable for reducing the amount as much as possible.

【0002】[0002]

【従来の技術】原子力発電所から発生する使用済燃料の
貯蔵方法として、近年、乾式貯蔵が検討されている。た
とえば、特公平5−11598号には乾式貯蔵方法の一例が示
されている。本方式の一実施形態は、使用済燃料を密封
容器内に密封し、この密封容器を収納管の内部に収納す
る。収納管の外部は空気があり、これの対流により使用
済燃料から発生する熱が除去できるようになっている。
本方式による使用済燃料の貯蔵は数10年以上に及ぶ可
能性もあるため、使用済燃料中の放射性物質等が密封容
器外部に漏洩していないことを監視する必要がある。
2. Description of the Related Art In recent years, dry storage has been studied as a method of storing spent fuel generated from a nuclear power plant. For example, Japanese Examined Patent Publication No. 5-11598 shows an example of a dry storage method. In one embodiment of this system, the spent fuel is sealed in a sealed container, and the sealed container is stored inside a storage pipe. There is air outside the storage pipe, and the heat generated from the spent fuel can be removed by convection of the air.
Since the storage of spent fuel by this method may take several decades or longer, it is necessary to monitor that radioactive substances in the spent fuel have not leaked to the outside of the sealed container.

【0003】漏洩の監視方法として、前記特公平5−115
98号では、収納管内部の空気を定期的にサンプリング
し、サンプリング空気中の放射能濃度を測定することを
開示している。しかし、本法ではサンプリング設備が必
要になるため貯蔵設備全体のコストが高くなるのみなら
ず、サンプリング空気は放射性気体廃棄物として取り扱
う必要があるため廃棄作業が繁雑になる。
As a method of monitoring leakage, the Japanese Patent Publication No.
No. 98 discloses that the air inside the storage pipe is periodically sampled and the radioactivity concentration in the sampling air is measured. However, this method not only increases the cost of the entire storage facility because it requires sampling equipment, but it also complicates the disposal work because the sampling air must be handled as radioactive gaseous waste.

【0004】このような問題を解決するため特公平3−7
8960号では、密封容器内部の圧力変動を検知して漏洩監
視する方法が示されている。本法はサンプリングが不要
であるとの点で優れているが、使用済燃料の崩壊熱の減
衰や周囲温度の変動等によっても密封容器内部の圧力が
変化するため漏洩との区別が付きにくく、確実性に欠け
るきらいがあった。
In order to solve such a problem, Japanese Patent Publication No. 3-7
No. 8960 discloses a method of detecting a pressure fluctuation inside a sealed container to monitor leakage. This method is excellent in that it does not require sampling, but it is difficult to distinguish it from leakage because the pressure inside the sealed container changes due to decay of decay heat of spent fuel and fluctuation of ambient temperature. There was a lack of certainty.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、サン
プリングに伴う作業煩雑化の防止、あるいは監視精度向
上に関し、必ずしも十分に配慮されていなかった。本発
明の目的は、密封容器内部から収納管内に漏洩した物質
をサンプリングすることなく、しかも高精度で監視する
にある。
The above-mentioned conventional techniques have not always been sufficiently considered with respect to prevention of complication of work associated with sampling or improvement of monitoring accuracy. An object of the present invention is to monitor substances leaking from the inside of a sealed container into the storage pipe without sampling and with high accuracy.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的は、密封容器内
部から収納管に漏洩したヘリウムガスを、吸光などの光
学的な手段等により検出することで達成される。さらに
上記目的は、あらかじめ密封容器内部に封入した標識ガ
スが収納管に漏洩したことを検出することでも達成され
る。前記標識ガスの検出方法としては、光学的手法,放
射線測定手法等が適用できる。
The above-mentioned object can be achieved by detecting the helium gas leaking from the inside of the sealed container to the storage tube by optical means such as absorption of light. Further, the above object can be achieved by detecting that the labeling gas previously sealed in the sealed container leaks to the storage tube. As a method of detecting the labeling gas, an optical method, a radiation measuring method or the like can be applied.

【0007】[0007]

【作用】使用済燃料からの発熱を効率的に除去するた
め、密封容器内部には使用済燃料と共に熱伝導性に優れ
たヘリウムガスを封入することが考えられる。また、ハ
ンドリング性を考慮し、収納管の内部には空気を封入す
ることが考えられる。使用済燃料を長期間に渡り乾式貯
蔵している際、万一、密封容器に腐食等の原因で穴があ
くと、使用済燃料中の放射性物質が漏洩する前にヘリウ
ムガスが収納管内に漏洩する。このヘリウムガスを吸光
あるいは発光などの光学的な手法等で監視・検出するこ
とでいち早く不具合がわかり、密封容器の交換など適切
な対策を講じることができる。
In order to efficiently remove the heat generated from the spent fuel, it is conceivable to fill the inside of the hermetically sealed container with helium gas having excellent thermal conductivity together with the spent fuel. Further, in consideration of handleability, it may be considered to enclose air inside the storage tube. Helium gas leaks into the storage pipe before the radioactive substance in the spent fuel leaks if the sealed container is pierced due to corrosion etc. during the dry storage of the spent fuel for a long time. To do. By monitoring and detecting this helium gas by an optical method such as light absorption or light emission, it is possible to quickly find a defect and take appropriate measures such as replacement of the sealed container.

【0008】しかしながら、一般にヘリウムガスの検出
精度は悪いため、より精度の向上を図るには、密封容器
内のヘリウムガスに一酸化炭素,二酸化炭素,アルゴン
などの標識ガスを共存させておき、収納管内に漏洩した
標識ガスを検知することが望ましい。標識ガスとして一
酸化炭素や二酸化炭素を用いた場合、赤外線の吸光スペ
クトルを調べることで極めて高精度の監視が可能にな
る。また、標識ガスとしてアルゴンを用いた場合、使用
済燃料で放射化されたAr−41を放射線計測すること
で極めて高精度の監視が可能になる。
However, since the detection accuracy of helium gas is generally poor, in order to improve the accuracy, a labeling gas such as carbon monoxide, carbon dioxide, or argon is made to coexist with the helium gas in a sealed container and stored. It is desirable to detect the marker gas that leaks into the pipe. When carbon monoxide or carbon dioxide is used as the labeling gas, it is possible to monitor with extremely high accuracy by examining the infrared absorption spectrum. Further, when argon is used as the labeling gas, it is possible to monitor with extremely high accuracy by measuring the radiation of Ar-41 which has been activated by the spent fuel.

【0009】[0009]

【実施例】実施例1 以下、本発明の一実施例を図1と図2を用いて説明す
る。使用済燃料貯蔵施設の基本的な構成については、例
えば特公平5−11598号の図1や図3に示されているの
で、ここでは本発明に直接関係する部分のみについて説
明する。図1に示すように、使用済燃料1はヘリウムガ
スを封入した密封容器2に密封されており、前記密封容
器2はさらに収納管3に収納されている。前記収納管3
の上部は密封プラグ4により密封されており、また収納
管3と密封容器2の間には空気が充填されている。収納
管の外部には冷却空気5が流れており、前記使用済燃料
1から発生する崩壊熱が除去できるようになっている。
前記密封プラグ4にはヘリウムを検知するためのセンサ
部6が取り付けられており、前記センサ部6は光ファイ
バ7を介してヘリウムの検出部8に接続されている。
Embodiment 1 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The basic structure of the spent fuel storage facility is shown, for example, in FIGS. 1 and 3 of Japanese Examined Patent Publication No. 5-11598, so that only the part directly related to the present invention will be described here. As shown in FIG. 1, the spent fuel 1 is sealed in a sealed container 2 in which helium gas is sealed, and the sealed container 2 is further stored in a storage pipe 3. The storage tube 3
The upper part of is sealed by a sealing plug 4, and the space between the storage tube 3 and the sealed container 2 is filled with air. Cooling air 5 is flowing to the outside of the storage pipe so that the decay heat generated from the spent fuel 1 can be removed.
A sensor unit 6 for detecting helium is attached to the sealed plug 4, and the sensor unit 6 is connected to a helium detection unit 8 via an optical fiber 7.

【0010】図2には、前記センサ部6と前記検出部8
の詳細を示す。前記センサ部6にはセル9が設けられて
おり、前記収納管3に充填された空気は自由にセルを出
入りできるようになっている。前記セル9には送光部1
0と受光部11が設けられている。前記検出部8に設け
られた色素レーザ12からはヘリウムの吸収波長に相当
する光(たとえば388.9nm)が出され、光ファイバ
7を通じて前記送光部10に送られる。この光はセル9
内の空気部分を通過して受光部11に至るが、受光され
た光は再び光ファイバイ7を用いて光検出器13に送ら
れ光強度が測定される。測定された光強度は、前記色素
レーザ12から発射された光強度と演算器14にて比較
され、前記セル9内での光の減衰量が求められる。
In FIG. 2, the sensor section 6 and the detection section 8 are shown.
Shows the details of. The sensor unit 6 is provided with a cell 9 so that the air filled in the storage tube 3 can freely move in and out of the cell. The cell 9 has a light transmitting section 1
0 and a light receiving unit 11 are provided. Light (e.g. 388.9 nm) corresponding to the absorption wavelength of helium is emitted from the dye laser 12 provided in the detection section 8 and transmitted to the light transmission section 10 through the optical fiber 7. This light is in cell 9
Although it passes through the inside air portion to reach the light receiving portion 11, the received light is sent to the photodetector 13 again using the optical fiber 7 and the light intensity is measured. The measured light intensity is compared with the light intensity emitted from the dye laser 12 in the calculator 14 to obtain the amount of light attenuation in the cell 9.

【0011】前記密封容器2が健全で密封性も維持され
ている場合には、前記収納管3の内部には空気しか存在
しないために光はほとんど減衰しない。一方、前記密封
容器2に腐食などが起こりピンホール等を生じた場合に
は、前記密封容器2内部のヘリウムガスが前記収納管3
に漏洩する。このため、前記色素レーザ12からの光は
前記セル9内でヘリウムガスにより吸収され減衰する。
また、光の減衰量はヘリウムガスの漏洩量に比例するこ
とから、前記密封容器2の腐食の程度も知ることができ
る。このように光の減衰量をモニターすることで、収納
管内部の空気をサンプリングすることなく、前記密封容
器2の健全性を監視することができる。ヘリウムガスに
よる光の減衰量を測定するに当たっては、ベースライン
シフト等に伴う誤差を低減するため、一般の計測分野で
採用されている高精度化の手法を使えることは当然であ
る。具体的には、参照光を用いたドリフト成分の補正、
光源として単色光にかえ白色光を用いて吸光スペクトル
を取り精度向上を図るなどの方法がある。
When the hermetic container 2 is sound and the hermeticity is maintained, the light is hardly attenuated because only the air is present inside the housing tube 3. On the other hand, when the sealed container 2 is corroded and a pinhole or the like is generated, the helium gas inside the sealed container 2 is stored in the storage pipe 3.
Leak to. Therefore, the light from the dye laser 12 is absorbed and attenuated by the helium gas in the cell 9.
Moreover, since the attenuation of light is proportional to the leakage of helium gas, the degree of corrosion of the sealed container 2 can be known. By monitoring the amount of light attenuation in this way, the soundness of the sealed container 2 can be monitored without sampling the air inside the storage tube. In measuring the amount of light attenuation due to helium gas, it is natural that a high precision method adopted in a general measurement field can be used in order to reduce an error caused by a baseline shift or the like. Specifically, the drift component correction using the reference light,
There is a method in which white light is used instead of monochromatic light as a light source to obtain an absorption spectrum to improve accuracy.

【0012】なお、使用済燃料の貯蔵は場合によっては
数10年以上の長期にわたること、また密封容器の腐食
等は起こるとしても徐々に進行することを考えると、健
全性の監視は必ずしも連続的に実施する必要はない。具
体的には、1日〜数ヶ月に1回でも十分と考えられる。
また、図1では1本の収納管を監視するのに1台の監視
装置を用いたが、複数の収納管を1台の装置で監視する
ことも可能である。具体的には、前記センサ部6は複数
の全ての収納管に設けるが、前記検出部8は1台のみと
し、スイッチング回路を用いて送受信する光を切り替え
収納管を順次監視することも可能である。これらの方法
は本実施例に限られるものではなく、以下に示す他の実
施例でも基本的に同じである。
Considering that the spent fuel may be stored for a long period of several tens of years or longer depending on the case, and the corrosion of the sealed container may occur gradually, the soundness monitoring is not always continuous. There is no need to carry out. Specifically, it is considered that once a day to several months is sufficient.
Further, although one monitoring device is used to monitor one storage pipe in FIG. 1, it is also possible to monitor a plurality of storage pipes with one device. Specifically, the sensor unit 6 is provided in all of the plurality of storage tubes, but only one detection unit 8 is provided, and it is possible to switch the light transmitted and received using the switching circuit and sequentially monitor the storage tubes. is there. These methods are not limited to this embodiment, and are basically the same in other embodiments described below.

【0013】さらに、上記の実施例ではヘリウムの吸光
現象を利用したが、発光現象を利用することもできる。
具体的には、前記色素レーザ12にかえ、波長の短い紫
外線のレーザやキセノンランプ等を用いてこれを前記セ
ル9内に照射する。ヘリウムガスが漏洩している場合に
は、ヘリウムの励起に伴う特定の発光(波長388.9 ,5
87.6,706.5nmなど)がみられることから、こ
れを検出することによっても健全性の監視が可能とな
る。また、光学的な手法以外でも監視は可能である。た
とえば、ヘリウムガスは空気などに比べて熱伝導性のよ
いことを利用し、前記収納管3内の充填ガスの熱伝導度
を測定することでも前記密封容器2の健全性を監視する
ことができる。
Further, although the light absorption phenomenon of helium is used in the above embodiment, the light emission phenomenon may be used.
Specifically, instead of the dye laser 12, an ultraviolet laser having a short wavelength or a xenon lamp is used to irradiate the inside of the cell 9. When helium gas leaks, the specific emission associated with the excitation of helium (wavelength 388.9, 5
(87.6, 706.5 nm, etc.) is observed, and the soundness can be monitored by detecting this. Also, monitoring is possible by means other than the optical method. For example, it is possible to monitor the soundness of the hermetically sealed container 2 by utilizing the fact that helium gas has better thermal conductivity than air and the like, and measuring the thermal conductivity of the filling gas in the storage tube 3. .

【0014】実施例2 実施例1では密封容器から漏洩するヘリウムガスを検出
したが、サンプリング分析を実施しない場合のヘリウム
ガスの検出下限値は十分でない場合がある。このため、
密封容器からヘリウムが0.1% 程度以上漏洩した後で
なければ漏洩を検知できない。本実施例は、ヘリウムに
標識ガスを共存させることにより微量な漏洩の検知を可
能とするものである。
Example 2 In Example 1, helium gas leaking from the sealed container was detected, but the lower limit of detection of helium gas may not be sufficient when sampling analysis is not performed. For this reason,
Leakage can be detected only after 0.1% or more of helium leaks from the sealed container. This embodiment makes it possible to detect a slight amount of leakage by making helium coexist with a labeling gas.

【0015】装置の構成は基本的に図1と同じであるた
め、これを用いて説明する。本実施例では、使用済燃料
1を密封する密封容器2にはヘリウムガスと共に標識ガ
スとして少量の一酸化炭素(濃度0.1〜10%程度)が
封入されている。腐食等の原因で前記密封容器2に穴が
あいた場合には、ヘリウムと共に一酸化炭素が前記収納
管3の内部に漏洩する。一酸化炭素は波長5.5μm 付
近の赤外線を吸収し、その吸光係数も極めて大きいこと
が知られている。したがって、前記検出部8から前記セ
ンサ部6に波長5.5μm 程度の赤外線を送り前記収納
管3の内部での減衰量を測定すれば、漏洩の検知は可能
である。しかも、一酸化炭素濃度が1ppm 程度であって
も検出可能であるため、ヘリウムを直接検知する場合に
比べ2桁以上少ない漏洩であっても監視・検出すること
ができる。なお、波長5.5μm程度の赤外線の光源とし
ては、赤外線ランプやヨウ素レーザなどがある。
Since the structure of the apparatus is basically the same as that of FIG. 1, description will be given using this. In the present embodiment, a small amount of carbon monoxide (concentration of about 0.1 to 10%) is enclosed as a marker gas together with helium gas in a sealed container 2 for sealing the spent fuel 1. When the sealed container 2 has a hole due to corrosion or the like, carbon monoxide leaks into the storage tube 3 together with helium. It is known that carbon monoxide absorbs infrared rays having a wavelength of around 5.5 μm and its absorption coefficient is extremely large. Therefore, the leak can be detected by sending infrared rays having a wavelength of about 5.5 μm from the detection section 8 to the sensor section 6 and measuring the amount of attenuation inside the storage tube 3. Moreover, since it is possible to detect even if the carbon monoxide concentration is about 1 ppm, it is possible to monitor and detect even a leak that is two orders of magnitude less than when directly detecting helium. As an infrared light source having a wavelength of about 5.5 μm, there are an infrared lamp, an iodine laser, and the like.

【0016】また、標識ガスとして利用できるのは一酸
化炭素に限られている訳ではなく、二酸化炭素や二酸化
硫黄も赤外領域に強い吸光ピークを持つため、これらを
使用することもできる。また、可視領域や紫外領域に強
い吸光ピークを持つガスも標識ガスとして使用できるこ
とは当然で、例えばフッ素ガスなどが考えられる。
Further, carbon monoxide is not limited to the use as a labeling gas, and carbon dioxide and sulfur dioxide have strong absorption peaks in the infrared region, and thus they can be used. Further, it is natural that a gas having a strong absorption peak in the visible region or the ultraviolet region can also be used as the labeling gas, and, for example, fluorine gas can be considered.

【0017】実施例3 実施例2では標識ガスの検出に光学的な手法を用いた
が、本実施例では放射線計測を利用する場合について説
明する。
Third Embodiment In the second embodiment, an optical method is used to detect the labeling gas, but in this embodiment, a case of using radiation measurement will be described.

【0018】使用済燃料1を密封する密封容器2にはヘ
リウムガスと共に標識ガスとして少量の非放射性アルゴ
ン(Ar−40)が封入されている。このAr−40は使
用済燃料から放出される中性子によりその一部が放射性
のAr−41に変化している。腐食等の原因で前記密封
容器2に穴があいた場合には、ヘリウムと共にこのAr
−41が前記収納管3の内部に漏洩し、センサ部6に至
る。本実施例は、前記センサ部6に至ったAr−41の
放射線を検出することで前記密封容器2からの漏洩を検
知するものであるが、本実施例で使用するセンサ部6の
構造を図3に示す。
A small amount of non-radioactive argon (Ar-40) is sealed as a marker gas together with helium gas in a sealed container 2 for sealing the spent fuel 1. Part of Ar-40 is changed to radioactive Ar-41 by neutrons emitted from the spent fuel. If there is a hole in the sealed container 2 due to corrosion or the like, this Ar together with helium
-41 leaks into the storage tube 3 and reaches the sensor unit 6. In this embodiment, the leak from the hermetically sealed container 2 is detected by detecting the radiation of Ar-41 that has reached the sensor unit 6, but the structure of the sensor unit 6 used in this embodiment is illustrated. 3 shows.

【0019】センサ部3の全体は鉛15でおおわれてお
り、前記使用済燃料1からの放射線を遮蔽するようにで
きているが、前記収納管3内の空気はセンサ部の中心を
自由に出入りできるよう配慮されている。この中心部分
にはNaI(Tl)結晶16が設けられており、前記密
封容器3から漏洩したAr−41がセンサ内に至るとA
r−41が放出するγ線により前記NaI(Tl)結晶
16が発光を起こす。この光は集光器17により集めら
れ光ファイバ7で前記収納管3の外部に取り出される。
取り出された光は光電管等で計測され、Ar−41を検
知するようになっている。このような放射線計測の手法
は一般的な原理に基づくもので、精度向上のためにはγ
線のエネルギー弁別を実施することが有効なことは当然
であり、この場合には前記使用済燃料1から放出される
放射線との区別が容易になる。
Although the entire sensor portion 3 is covered with lead 15 so as to shield the radiation from the spent fuel 1, the air in the storage pipe 3 can freely enter and leave the center of the sensor portion. It is considered to be possible. A NaI (Tl) crystal 16 is provided in the central portion, and when Ar-41 leaked from the sealed container 3 reaches the sensor, A
The NaI (Tl) crystal 16 emits light by the γ-ray emitted from r-41. This light is collected by a condenser 17 and taken out of the storage tube 3 by an optical fiber 7.
The extracted light is measured by a photoelectric tube or the like to detect Ar-41. This type of radiation measurement method is based on a general principle.
Naturally, it is effective to carry out the energy discrimination of the lines, in which case it is easy to distinguish it from the radiation emitted from the spent fuel 1.

【0020】本実施例では、標識ガスとして使用済燃料
からの中性子で放射化される非放射性ガスを使用した
が、最初から放射性ガスを使用し密封容器からの漏洩時
にはこれの放射線を検出することも可能である。しか
し、本実施例のように非放射性ガスを使用する場合に
は、次のようなメリットがある。第1のメリットは、使
用済燃料を密封容器内に密封する際に放射性ガスを扱う
必要がないことである。しかし、放射性ガスを封入する
場合であっても、放射性ガスをガラスなどのアンプル内
に一旦密封しておいて使用済燃料と共に密封容器に入
れ、密封容器の密封作業が終了した後にこのアンプルを
密封容器外部から壊し放射性ガスを拡散させれば、取扱
は極めて容易となる。次に、非放射性ガスを使用する第
2のメリットについて説明する。放射性ガスを標識ガス
として使用する場合、監視期間が数10年にもわたる事
を考えると半減期が相当に長い放射性ガスを使用せざる
を得ず、万一、密封容器からの漏洩が起こった場合には
繁雑な気体廃棄物処理が必要となる。これに対し非放射
性のAr−40を用いた場合には、使用済燃料から発生
する中性子により長期間にわたり定常的に放射性のAr
−41が生成し、しかもこれの半減期は約2時間と短
い。このため、万一、密封容器からの漏洩が起こって
も、簡単に処理することができる。このような非放射性
の標識ガスとしてはほかにHe−3やKr−84などが
あり、中性子により前者では放射性のH−3、後者では
Kr−85mが生成する。特にHe−3の場合には、前
記使用済み燃料1を前記密封容器2に密封する際に使用
する通常のヘリウムガス(ほぼ100%がHe−4)と
ガスの比重が近いため、密封容器内でほぼ均一に分布
し、密封容器からの漏洩がいかなる場所で起こったとし
ても漏洩量を正確に検知できるとの長所がある。
In the present embodiment, the non-radioactive gas activated by neutrons from the spent fuel was used as the labeling gas, but the radioactive gas was used from the beginning and the radiation of this should be detected when leaking from the sealed container. Is also possible. However, the use of non-radioactive gas as in this embodiment has the following advantages. The first advantage is that it is not necessary to handle radioactive gas when the spent fuel is sealed in the sealed container. However, even when the radioactive gas is sealed, the radioactive gas is once sealed in an ampoule such as glass and put in a sealed container together with the spent fuel, and the ampoule is sealed after the sealing work of the sealed container is completed. If it is broken from the outside of the container and the radioactive gas is diffused, handling becomes extremely easy. Next, the second merit of using the non-radioactive gas will be described. When radioactive gas is used as the labeling gas, it is unavoidable to use radioactive gas with a considerably long half-life considering that the monitoring period is several decades, and in the unlikely event a leak occurred from the sealed container. In some cases complicated gas waste treatment is required. On the other hand, when non-radioactive Ar-40 is used, neutrons generated from the spent fuel constantly radiate the radioactive Ar
-41 is produced and its half-life is short, about 2 hours. Therefore, even if a leak from the sealed container occurs, it can be easily treated. Other examples of such a non-radioactive labeling gas include He-3 and Kr-84. Neutrons produce radioactive H-3 in the former and Kr-85m in the latter. In particular, in the case of He-3, since the specific gravity of the gas is close to that of normal helium gas (about 100% He-4) used when sealing the spent fuel 1 in the sealed container 2, It has an advantage that it can be accurately detected even if the leakage from the sealed container occurs anywhere in the container.

【0021】以上の実施例1〜3では、密封容器内部に
ヘリウムガスを封入することを前提に説明したが、他の
ガスを封入した場合にも同様の監視を行うことが可能で
ある。たとえば、熱伝導の良い水素ガスを封入した場合
にも光学的な手段等で漏洩を検知できる。また、空気を
封入した場合であっても、一酸化炭素,アルゴンなどの
適当な標識ガスを共存させることで漏洩の検知をでき
る。
In the above first to third embodiments, the explanation has been made on the premise that the helium gas is sealed in the sealed container, but the same monitoring can be performed when other gas is sealed. For example, even if hydrogen gas with good thermal conductivity is filled, the leak can be detected by optical means or the like. Further, even when air is enclosed, leakage can be detected by coexisting an appropriate labeling gas such as carbon monoxide or argon.

【0022】さらに、上記実施例では密封容器から収納
管に漏洩するガスの検知について説明したが、収納管内
部から外側の冷却空気に漏洩するガスの検知にも利用で
き、この場合には、前記センサ部6を収納管外側の前記
冷却空気5側に設置すれば良い。このような漏洩監視
は、前記使用済燃料1を前記密封容器2に一旦封入する
ことなく、前記使用済燃料1を前記収納管3に直接収納
する場合には特に有効である。
Further, in the above embodiment, the detection of the gas leaking from the sealed container to the storage pipe has been described, but it can also be used for the detection of the gas leaking from the inside of the storage pipe to the outside cooling air. The sensor unit 6 may be installed outside the storage pipe on the side of the cooling air 5. Such leakage monitoring is particularly effective when the spent fuel 1 is directly stored in the storage pipe 3 without once sealing the spent fuel 1 in the sealed container 2.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上、本発明によれば、収納管内部の空
気等をサンプリングすることなく、密封容器の健全性を
精度良く監視できる。さらに、収納管内部には比較的高
い放射線場が存在するが、半導体機器等の電子部品を収
納管内部で用いる必要がないため長期間にわたり信頼性
の高い監視が可能となる。
As described above, according to the present invention, the soundness of the sealed container can be accurately monitored without sampling the air or the like inside the storage tube. Further, although there is a relatively high radiation field inside the storage tube, it is not necessary to use electronic parts such as semiconductor devices inside the storage tube, so that reliable monitoring can be performed for a long period of time.

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

【図1】本発明の一実施例の装置構成を説明する図であ
る。
FIG. 1 is a diagram illustrating a device configuration according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例に使用したガス検知用のセンサ
部と検出部の構造を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of a sensor unit and a detection unit for gas detection used in an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の他の実施例に使用した放射線検知用の
センサ部の構造を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating the structure of a sensor unit for radiation detection used in another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…使用済燃料、2…密封容器、3…収納管、5…冷却
空気、6…センサ部、7…光ファイバ、8…検出部、9
…セル、12…色素レーザ、13…光検出器、16…N
aI(Tl)結晶。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Spent fuel, 2 ... Sealed container, 3 ... Storage tube, 5 ... Cooling air, 6 ... Sensor part, 7 ... Optical fiber, 8 ... Detection part, 9
... cell, 12 ... dye laser, 13 ... photodetector, 16 ... N
aI (Tl) crystal.

フロントページの続き (72)発明者 金井 秀俊 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内Front Page Continuation (72) Inventor Hidetoshi Kanai 3-1-1, Saiwaicho, Hitachi City, Ibaraki Hitachi Ltd., Hitachi Works

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】使用済燃料を封入ガスと共に密封容器内に
密封し、この密封容器を収納管に収納して、前記収納管
の外部を冷却する使用済燃料乾式貯蔵設備にあって、前
記密封容器から前記収納管内に漏洩する前記封入ガス
を、前記収納管内に設けられたセンサにより監視するこ
とを特徴とする使用済燃料の貯蔵監視方法。
1. A spent fuel dry storage facility, in which a spent fuel is sealed in a sealed container together with an enclosed gas, the sealed container is housed in a storage pipe, and the outside of the storage pipe is cooled. A method for monitoring storage of spent fuel, wherein the enclosed gas leaking from a container into the storage pipe is monitored by a sensor provided in the storage pipe.
【請求項2】前記密封容器から漏洩した前記封入ガスの
監視において、前記封入ガスの吸光または発光特性を前
記センサにより検出することを特徴とする請求項1の使
用済燃料の貯蔵監視方法。
2. The spent fuel storage monitoring method according to claim 1, wherein in monitoring the enclosed gas leaking from the sealed container, the absorption or emission characteristics of the enclosed gas are detected by the sensor.
【請求項3】前記密封容器から漏洩した前記封入ガスの
監視において、前記封入ガスの熱伝導特性を前記センサ
により検出することを特徴とする請求項1の使用済燃料
の貯蔵監視方法。
3. The spent fuel storage monitoring method according to claim 1, wherein in the monitoring of the enclosed gas leaked from the sealed container, the thermal conductivity characteristic of the enclosed gas is detected by the sensor.
【請求項4】前記封入ガスがヘリウムであることを特徴
とする請求項1,2または3の使用済燃料の貯蔵監視方
法。
4. The spent fuel storage monitoring method according to claim 1, wherein the enclosed gas is helium.
【請求項5】使用済燃料を封入ガスと共に密封容器内に
密封し、この密封容器を収納管に収納して、前記収納管
の外部を冷却する使用済燃料乾式貯蔵設備にあって、前
記封入ガス中に標識ガスを共存させ、前記密封容器から
前記収納管内に漏洩する前記標識ガスを、前記収納管内
に設けられたセンサにより監視することを特徴とする使
用済燃料の貯蔵監視方法。
5. A spent fuel dry storage facility in which a spent fuel is hermetically sealed in a hermetically sealed container together with a sealed gas, and the hermetically sealed container is housed in a storage pipe to cool the outside of the storage pipe. A method for monitoring storage of spent fuel, characterized in that a labeling gas is allowed to coexist in the gas, and the labeling gas leaking from the sealed container into the storage pipe is monitored by a sensor provided in the storage pipe.
【請求項6】前記標識ガスが一酸化炭素,二酸化炭素,
二酸化硫黄のいずれかであり、前記密封容器から漏洩し
た前記標識ガスの監視において、前記封入ガスの吸光ま
たは発光特性を前記センサにより検出することを特徴と
する請求項5の使用済燃料の貯蔵監視方法。
6. The labeling gas is carbon monoxide, carbon dioxide,
The spent fuel storage monitor according to claim 5, wherein the sensor detects the absorption or emission characteristics of the enclosed gas in the monitoring of the labeling gas that is one of sulfur dioxide and leaks from the sealed container. Method.
【請求項7】前記標識ガスが非放射性のAr−40,K
r−84,He−3のいずれかであり、前記密封容器か
ら漏洩した前記標識ガスの監視において、前記標識ガス
中の放射化した成分を前記センサにより検出することを
特徴とする請求項5記載の使用済燃料の貯蔵監視方法。
7. The labeling gas is non-radioactive Ar-40, K.
It is either r-84 or He-3, and in the monitoring of the labeling gas leaked from the hermetically sealed container, the sensor detects a radioactive component in the labeling gas. For monitoring storage of spent fuel in Japan.
【請求項8】前記標識ガスが放射性ガスであり、前記密
封容器から漏洩した前記標識ガスの監視において、前記
標識ガスの放射線を前記センサにより検出することを特
徴とする請求項5の使用済燃料の貯蔵監視方法。
8. The spent fuel according to claim 5, wherein the marker gas is a radioactive gas, and the radiation of the marker gas is detected by the sensor in monitoring the marker gas leaked from the sealed container. Storage monitoring method.
【請求項9】使用済燃料を封入ガスと共に密封容器内に
密封し、この密封容器を収納管に収納して、前記収納管
の外部を冷却する使用済燃料乾式貯蔵設備にあって、前
記密封容器から前記収納管内に漏洩する前記封入ガスを
検出するためのセンサ部を前記収納管内に設けたことを
特徴とする使用済燃料の貯蔵設備。
9. A spent fuel dry storage facility, in which a spent fuel is sealed in a sealed container together with a sealed gas, the sealed container is housed in a storage pipe, and the outside of the storage pipe is cooled. A spent fuel storage facility, wherein a sensor unit for detecting the enclosed gas leaking from the container into the storage pipe is provided in the storage pipe.
【請求項10】使用済燃料を封入ガスと共に密封容器内
に密封し、この密封容器を収納管に収納して、前記収納
管の外部を冷却する使用済燃料乾式貯蔵設備にあって、
前記封入ガス中に標識ガスを共存させ、前記密封容器か
ら前記収納管内に漏洩する前記標識ガスを検出するため
のセンサ部を前記収納管内に設けたことを特徴とする使
用済燃料の貯蔵設備。
10. A spent fuel dry storage facility for sealing a spent fuel together with an enclosed gas in a hermetically sealed container, accommodating the hermetically sealed container in a storage pipe, and cooling the outside of the storage pipe.
A storage facility for spent fuel, characterized in that a sensor portion for allowing the labeling gas to coexist in the enclosed gas and detecting the labeling gas leaking from the sealed container into the storage pipe is provided in the storage pipe.
【請求項11】前記センサ部からの信号を検出するため
の検出部は前記収納管の外部に設けられており、前記検
出部には複数のセンサ部が接続されており、スイッチン
グ回路を用いて複数の前記センサ部からの信号を一つの
前記検出部にて検出することを特徴とする請求項9また
は10の使用済燃料の貯蔵設備。
11. A detection unit for detecting a signal from the sensor unit is provided outside the housing pipe, and a plurality of sensor units are connected to the detection unit, using a switching circuit. 11. The spent fuel storage facility according to claim 9, wherein signals from a plurality of the sensor units are detected by one detection unit.
【請求項12】前記センサ部は前記収納管内に設けられ
ており、前記センサ部からの信号を検出する検出部は前
記収納管の外部に設けられており、前記センサと前記検
出部が光ファイバにより接続されていることを特徴とす
る請求項9また10の使用済燃料の貯蔵設備。
12. The sensor section is provided inside the storage tube, and a detection section for detecting a signal from the sensor section is provided outside the storage tube, and the sensor and the detection section are optical fibers. The spent fuel storage facility according to claim 9 or 10, characterized in that the spent fuel storage facility is connected by means of.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006091004A (en) * 2004-09-27 2006-04-06 Idc Llc Method and system for detecting leakage in electronic device
JP2010511882A (en) * 2006-12-07 2010-04-15 カスケイド テクノロジーズ リミテッド Leak detection system and method

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