JPH09218291A - 照射試料の温度平坦化方法及び照射試料収納用キャプセル - Google Patents
照射試料の温度平坦化方法及び照射試料収納用キャプセルInfo
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- JPH09218291A JPH09218291A JP8025390A JP2539096A JPH09218291A JP H09218291 A JPH09218291 A JP H09218291A JP 8025390 A JP8025390 A JP 8025390A JP 2539096 A JP2539096 A JP 2539096A JP H09218291 A JPH09218291 A JP H09218291A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 二重壁を有するキャプセルに装填された照射
試料の軸方向温度を平坦化する。 【解決手段】 温度調節のための二重壁を有する照射試
料収納用キャプセルにおいて、内筒管の外側もしくは外
筒管の内側のいずれか一方、もしくは両方をテーパ形状
等とすることによって軸方向において肉厚を変え、内筒
管と外筒管のギャップ部の間隙寸法を変えて熱通過率を
調節すること、また、内筒管と外筒管のギャップ部の間
隙寸法は一定とし、内筒管および／または外筒管の肉厚
を軸方向において変えることによりキャプセル内の発熱
分布を調節することを特徴としている。
試料の軸方向温度を平坦化する。 【解決手段】 温度調節のための二重壁を有する照射試
料収納用キャプセルにおいて、内筒管の外側もしくは外
筒管の内側のいずれか一方、もしくは両方をテーパ形状
等とすることによって軸方向において肉厚を変え、内筒
管と外筒管のギャップ部の間隙寸法を変えて熱通過率を
調節すること、また、内筒管と外筒管のギャップ部の間
隙寸法は一定とし、内筒管および／または外筒管の肉厚
を軸方向において変えることによりキャプセル内の発熱
分布を調節することを特徴としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉炉心で発生
するガンマ線照射によるガンマ発熱を利用して照射試料
を一定温度に保って材料照射試験を行う技術に係り、特
にガンマ発熱分布の異なる位置での照射試料の軸方向温
度の平坦化を図るための二重壁を有する照射試料収納用
キャプセルに関する。
するガンマ線照射によるガンマ発熱を利用して照射試料
を一定温度に保って材料照射試験を行う技術に係り、特
にガンマ発熱分布の異なる位置での照射試料の軸方向温
度の平坦化を図るための二重壁を有する照射試料収納用
キャプセルに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、照射試験用集合体に組み込み、原
子炉内で高温状態を保ちつつ材料の照射試験を行う場
合、炉心で発生するガンマ線によって材料が発熱するガ
ンマ発熱を利用し、照射試料を一定温度に保つためにキ
ャプセルに収納する方法が行われているが、キャプセル
内にガスギャップ部を設けることによって照射試料を所
定の温度に設定するようにしている。
子炉内で高温状態を保ちつつ材料の照射試験を行う場
合、炉心で発生するガンマ線によって材料が発熱するガ
ンマ発熱を利用し、照射試料を一定温度に保つためにキ
ャプセルに収納する方法が行われているが、キャプセル
内にガスギャップ部を設けることによって照射試料を所
定の温度に設定するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高速炉
のようにガンマ発熱の分布が軸方向に変化している環境
下では、キャプセルに装填された照射試料は軸方向で温
度差が生じやすくなり、照射温度を均一化することは困
難である。照射試料に温度差が生じると、材料の受ける
照射効果は温度に敏感に反応するため試験結果やデータ
の信頼性が低下することになる。本発明は上記課題を解
決するためのもので、二重壁を有するキャプセルに装填
された照射試料の軸方向温度を平坦化する方法及び照射
試料収納用キャプセルを提供することを目的とする。
のようにガンマ発熱の分布が軸方向に変化している環境
下では、キャプセルに装填された照射試料は軸方向で温
度差が生じやすくなり、照射温度を均一化することは困
難である。照射試料に温度差が生じると、材料の受ける
照射効果は温度に敏感に反応するため試験結果やデータ
の信頼性が低下することになる。本発明は上記課題を解
決するためのもので、二重壁を有するキャプセルに装填
された照射試料の軸方向温度を平坦化する方法及び照射
試料収納用キャプセルを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、温度調節のた
めの二重壁を有する照射試料収納用キャプセルにおい
て、内筒管の外側もしくは外筒管の内側のいずれか一
方、もしくは両方をテーパ形状等とすることによって軸
方向において肉厚を変え、内筒管と外筒管のギャップ部
の間隙寸法を変えることにより熱通過率を調節する方法
と、内筒管と外筒管のギャップ部の間隙寸法は一定と
し、内筒管および／または外筒管の肉厚を軸方向におい
て変えることによりキャプセル内の発熱分布を調節する
方法により、キャプセルに装填された照射試料の温度を
平坦化することを特徴としている。
めの二重壁を有する照射試料収納用キャプセルにおい
て、内筒管の外側もしくは外筒管の内側のいずれか一
方、もしくは両方をテーパ形状等とすることによって軸
方向において肉厚を変え、内筒管と外筒管のギャップ部
の間隙寸法を変えることにより熱通過率を調節する方法
と、内筒管と外筒管のギャップ部の間隙寸法は一定と
し、内筒管および／または外筒管の肉厚を軸方向におい
て変えることによりキャプセル内の発熱分布を調節する
方法により、キャプセルに装填された照射試料の温度を
平坦化することを特徴としている。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。高速実験炉「常陽」においては、高速炉用
の材料開発の一環として原子炉内での中性子照射環境下
において、中性子が材料に与える影響を調べるための材
料照射試験が行われている。材料が受ける照射効果は一
般的に温度の変動に敏感に影響することが知られている
ため、照射試験においてもこの影響を避けるべく一定温
度に保った状態での照射が要求される。
て説明する。高速実験炉「常陽」においては、高速炉用
の材料開発の一環として原子炉内での中性子照射環境下
において、中性子が材料に与える影響を調べるための材
料照射試験が行われている。材料が受ける照射効果は一
般的に温度の変動に敏感に影響することが知られている
ため、照射試験においてもこの影響を避けるべく一定温
度に保った状態での照射が要求される。
【０００６】原子炉内で高温状態を保ちつつ材料の照射
試験を行う場合、炉心で発生するガンマ線を照射するこ
とによって材料が発熱するガンマ発熱を利用し、照射試
料を一定温度に保つためにキャプセルに収納する方法に
おいては、キャプセル内にガスギャップ部を設けること
によって所定の温度に設定するようにしている。しか
し、高速炉のようにガンマ発熱の分布が軸方向に変化し
ている環境下では、キャプセルに装填された照射試料の
軸方向でガンマ発熱分布に応じた温度差が生じやすくな
り、照射温度を均一化することが難しい。
試験を行う場合、炉心で発生するガンマ線を照射するこ
とによって材料が発熱するガンマ発熱を利用し、照射試
料を一定温度に保つためにキャプセルに収納する方法に
おいては、キャプセル内にガスギャップ部を設けること
によって所定の温度に設定するようにしている。しか
し、高速炉のようにガンマ発熱の分布が軸方向に変化し
ている環境下では、キャプセルに装填された照射試料の
軸方向でガンマ発熱分布に応じた温度差が生じやすくな
り、照射温度を均一化することが難しい。
【０００７】まず、材料照射用のキャプセルについて図
１により説明する。キャプセル１０は、ここでは説明を
省略する照射試験用の集合体に組み込まれ、その外側は
冷却材であるナトリウムに浸されており、構造は内筒管
１１、内筒管１１に接触しないよう、軸方向に均一な幅
のギャップを設けて外筒管１２を配した二重壁のものが
用いられており、これらはステンレス鋼等の金属からな
っている。照射試料１６は内筒管１１に保持されナトリ
ウム流入管１３から流入するナトリウム１７に浸漬され
ている。
１により説明する。キャプセル１０は、ここでは説明を
省略する照射試験用の集合体に組み込まれ、その外側は
冷却材であるナトリウムに浸されており、構造は内筒管
１１、内筒管１１に接触しないよう、軸方向に均一な幅
のギャップを設けて外筒管１２を配した二重壁のものが
用いられており、これらはステンレス鋼等の金属からな
っている。照射試料１６は内筒管１１に保持されナトリ
ウム流入管１３から流入するナトリウム１７に浸漬され
ている。
【０００８】内筒管１１と外筒管１２の間のギャップ部
には、温度設定に必要なガス１４が封入されている。ガ
ス１４には、熱伝導の良いヘリウムガスと熱伝導の悪い
アルゴンガスを混合したものが用いられ、その混合割合
は照射する温度に応じて予め決められ封入される。原子
炉内では、ガンマ発熱により照射試料１６を含むキャプ
セル全体が発熱し、キャプセル外側のナトリウムにより
冷却される。照射試料１６で発生した熱は、照射試料１
６からナトリウム１７、内筒管１１へと伝わり、さら
に、ガス１４、外筒管１２を介してキャプセル外側のナ
トリウムへと伝えられ冷却される。
には、温度設定に必要なガス１４が封入されている。ガ
ス１４には、熱伝導の良いヘリウムガスと熱伝導の悪い
アルゴンガスを混合したものが用いられ、その混合割合
は照射する温度に応じて予め決められ封入される。原子
炉内では、ガンマ発熱により照射試料１６を含むキャプ
セル全体が発熱し、キャプセル外側のナトリウムにより
冷却される。照射試料１６で発生した熱は、照射試料１
６からナトリウム１７、内筒管１１へと伝わり、さら
に、ガス１４、外筒管１２を介してキャプセル外側のナ
トリウムへと伝えられ冷却される。
【０００９】このような形態のキャプセルにおいて、図
２に示すように、高速炉内のガンマ発熱量が中央部分で
大きく、上下部分で小さい軸方向分布を示す場合には、
キャプセルの上下部分でガンマ発熱量が異なる位置にお
いて照射試験を実施することは避けられない。例えば、
ガンマ発熱量がキャプセルの上部で大きく、キャプセル
の下部で小さい場合、内筒管１１と外筒管１２のギャッ
プ部の間隙寸法が同じであるために、キャプセルの内筒
管１１の上下で外筒管１２への熱通過率がギャップ部の
軸方向位置で調節されず、結果として照射試料１６の上
部が高温、下部が低温となって温度差を生じることにな
る。照射試料に温度差が生じると前述のように材料の受
ける照射効果は温度に敏感に反応するため試験結果やデ
ータの信頼性が低下することになる。
２に示すように、高速炉内のガンマ発熱量が中央部分で
大きく、上下部分で小さい軸方向分布を示す場合には、
キャプセルの上下部分でガンマ発熱量が異なる位置にお
いて照射試験を実施することは避けられない。例えば、
ガンマ発熱量がキャプセルの上部で大きく、キャプセル
の下部で小さい場合、内筒管１１と外筒管１２のギャッ
プ部の間隙寸法が同じであるために、キャプセルの内筒
管１１の上下で外筒管１２への熱通過率がギャップ部の
軸方向位置で調節されず、結果として照射試料１６の上
部が高温、下部が低温となって温度差を生じることにな
る。照射試料に温度差が生じると前述のように材料の受
ける照射効果は温度に敏感に反応するため試験結果やデ
ータの信頼性が低下することになる。
【００１０】また、キャプセルには照射温度を知るため
の温度モニタ（炭化ケイ素やステンレス鋼の物性（格子
定数や硬さ）の変化や、ステンレス鋼容器にナトリウム
を密封して熱膨張差から温度を測定する方法や、特願平
３─２８９０８２に示された温度履歴記録装置、または
熱電対）を照射試料の近傍に装着するのが一般的である
が、照射試料に温度差が生じる場合においては温度分布
を正確に測定するために、軸方向に複数の温度モニタを
装着しなければならず、このため照射試料用のスペース
を温度モニタに振り替えなければならないことや温度モ
ニタに係る経費が増すことになる。そこで、本発明は軸
方向における内筒管から外筒管への熱通過率、キャプセ
ル内のガンマ発熱量を調節して温度を平坦化しようとす
るものである。このような熱通過率を調節する方法と発
熱分布を調節する方法についてに分けて以下に詳細に説
明する。
の温度モニタ（炭化ケイ素やステンレス鋼の物性（格子
定数や硬さ）の変化や、ステンレス鋼容器にナトリウム
を密封して熱膨張差から温度を測定する方法や、特願平
３─２８９０８２に示された温度履歴記録装置、または
熱電対）を照射試料の近傍に装着するのが一般的である
が、照射試料に温度差が生じる場合においては温度分布
を正確に測定するために、軸方向に複数の温度モニタを
装着しなければならず、このため照射試料用のスペース
を温度モニタに振り替えなければならないことや温度モ
ニタに係る経費が増すことになる。そこで、本発明は軸
方向における内筒管から外筒管への熱通過率、キャプセ
ル内のガンマ発熱量を調節して温度を平坦化しようとす
るものである。このような熱通過率を調節する方法と発
熱分布を調節する方法についてに分けて以下に詳細に説
明する。
【００１１】〔熱通過率を調節する方法〕熱通過率を調
節する方法を、まず、図３を例に説明する。図３では、
軸方向のガンマ発熱分布がキャプセルの下側が大きく、
上側が小さい場合の例をギャップ部の形状を誇張して示
したものである。キャプセル２０は、内筒管２１、内筒
管２１に保持されナトリウム流入管２５から流入するナ
トリウム２４に浸漬された照射試料２３、内筒管２１の
外側の外筒管２２を有し、内筒管２１と外筒管２２とで
二重壁を構成している。外筒管２２は厚さの均一な円筒
管とし、内筒管２１は、その内径は均一とし、外径を下
部で大きく、上部で小さくして外表面をテーパ２１ａ形
状とすることにより、内筒管２１と外筒管２２の間のギ
ャップ部の間隙寸法を軸方向で変化させ、キャプセル上
下間で熱通過率を調節（ギャップ部のガス２６の層は金
属部に比べ熱伝導率が小さく、したがって伝熱上ギャッ
プが小さいと熱通過率は大となり、ギャップが大きいと
その逆になる）したことによって照射試料２３の軸方向
の温度を平坦化する。
節する方法を、まず、図３を例に説明する。図３では、
軸方向のガンマ発熱分布がキャプセルの下側が大きく、
上側が小さい場合の例をギャップ部の形状を誇張して示
したものである。キャプセル２０は、内筒管２１、内筒
管２１に保持されナトリウム流入管２５から流入するナ
トリウム２４に浸漬された照射試料２３、内筒管２１の
外側の外筒管２２を有し、内筒管２１と外筒管２２とで
二重壁を構成している。外筒管２２は厚さの均一な円筒
管とし、内筒管２１は、その内径は均一とし、外径を下
部で大きく、上部で小さくして外表面をテーパ２１ａ形
状とすることにより、内筒管２１と外筒管２２の間のギ
ャップ部の間隙寸法を軸方向で変化させ、キャプセル上
下間で熱通過率を調節（ギャップ部のガス２６の層は金
属部に比べ熱伝導率が小さく、したがって伝熱上ギャッ
プが小さいと熱通過率は大となり、ギャップが大きいと
その逆になる）したことによって照射試料２３の軸方向
の温度を平坦化する。
【００１２】次に、図３と同じく熱通過率を調節して照
射試料の軸方向の温度を平坦化する例を図４〜図１２に
より説明する。いずれの場合もキャプセルの基本構造は
図３と変化がないため、熱通過率を調節することを示す
内筒管と外筒管の位置と形状のみを図示してある。
射試料の軸方向の温度を平坦化する例を図４〜図１２に
より説明する。いずれの場合もキャプセルの基本構造は
図３と変化がないため、熱通過率を調節することを示す
内筒管と外筒管の位置と形状のみを図示してある。
【００１３】図４は、図３の場合と同様に、軸方向のガ
ンマ発熱分布はキャプセルの下側が大きく、上側が小さ
い場合の例を示している。図４に示すように、内筒管３
１をテーパ形状とする代わりに、外筒管３２の内側をテ
ーパ形状とすれば、図３の場合と同じ効果が得られる。
そこで、図４では内筒管３１は、厚さの均一な円筒管と
し、外筒管３２は、その外径を均一とし、内径を下部で
小さく、上部で大きくしてこの間をテーパ３２ａ形状と
してギャップ部の間隙寸法を軸方向で変化させ、ガス３
３を通しての内筒管３１から外筒管３２への熱通過率を
調節する。こうして熱通過率を調節することにより、照
射試料の軸方向の温度を平坦化する。
ンマ発熱分布はキャプセルの下側が大きく、上側が小さ
い場合の例を示している。図４に示すように、内筒管３
１をテーパ形状とする代わりに、外筒管３２の内側をテ
ーパ形状とすれば、図３の場合と同じ効果が得られる。
そこで、図４では内筒管３１は、厚さの均一な円筒管と
し、外筒管３２は、その外径を均一とし、内径を下部で
小さく、上部で大きくしてこの間をテーパ３２ａ形状と
してギャップ部の間隙寸法を軸方向で変化させ、ガス３
３を通しての内筒管３１から外筒管３２への熱通過率を
調節する。こうして熱通過率を調節することにより、照
射試料の軸方向の温度を平坦化する。
【００１４】次に、図３、図４の場合とは軸方向のガン
マ発熱分布が逆で、キャプセルの下側が小さく、上側が
大きい場合の照射試料の軸方向温度の平坦化方法を図
５、図６により説明する。図５は、外筒管４２を厚さの
均一な円筒管とし、内筒管４１は、その内径は均一と
し、外径を下部で小さく、上部で大きくして外表面をテ
ーパ４１ａ形状としたもので、このように図３の場合と
上下逆のテーパ形状とすることにより、ギャップ部の間
隙寸法を軸方向で変化させ、ガス４３を通しての内筒管
４１から外筒管４２への熱通過率を調節し、照射試料の
軸方向の温度を平坦化している。
マ発熱分布が逆で、キャプセルの下側が小さく、上側が
大きい場合の照射試料の軸方向温度の平坦化方法を図
５、図６により説明する。図５は、外筒管４２を厚さの
均一な円筒管とし、内筒管４１は、その内径は均一と
し、外径を下部で小さく、上部で大きくして外表面をテ
ーパ４１ａ形状としたもので、このように図３の場合と
上下逆のテーパ形状とすることにより、ギャップ部の間
隙寸法を軸方向で変化させ、ガス４３を通しての内筒管
４１から外筒管４２への熱通過率を調節し、照射試料の
軸方向の温度を平坦化している。
【００１５】図６は、内筒管５１を厚さの均一な円筒管
とし、外筒管５２は、その外径は均一とし、内径を下部
で大きく、上部で小さくして内表面をテーパ５２ａ形状
としたもので、図４の場合と上下逆のテーパ形状とする
ことにより、ギャップ部の間隙寸法を軸方向で変化さ
せ、熱通過率を調節し、照射試料の軸方向の温度を平坦
化している。
とし、外筒管５２は、その外径は均一とし、内径を下部
で大きく、上部で小さくして内表面をテーパ５２ａ形状
としたもので、図４の場合と上下逆のテーパ形状とする
ことにより、ギャップ部の間隙寸法を軸方向で変化さ
せ、熱通過率を調節し、照射試料の軸方向の温度を平坦
化している。
【００１６】図７、図８は、軸方向のガンマ発熱分布が
キャプセル中央部で大きく、上下方向に低くなっている
場合の例を示している。図７は、外筒管６２を厚さの均
一な円筒管とし、内筒管６１は、その内径は均一とし、
外径を上下部で小さく、中央部で大きくして中央部の肉
厚を厚くし、外表面を上下方向にテーパ６１ａ、６１ｂ
形状とすることにより、ギャップ部の間隙寸法を軸方向
で変化させ、ガス６３を通しての内筒管６１から外筒管
６２への熱通過率を調節し、照射試料の軸方向の温度を
平坦化している。
キャプセル中央部で大きく、上下方向に低くなっている
場合の例を示している。図７は、外筒管６２を厚さの均
一な円筒管とし、内筒管６１は、その内径は均一とし、
外径を上下部で小さく、中央部で大きくして中央部の肉
厚を厚くし、外表面を上下方向にテーパ６１ａ、６１ｂ
形状とすることにより、ギャップ部の間隙寸法を軸方向
で変化させ、ガス６３を通しての内筒管６１から外筒管
６２への熱通過率を調節し、照射試料の軸方向の温度を
平坦化している。
【００１７】図８では、内筒管７１を厚さの均一な円筒
管とし、外筒管７２は、その外径は均一とし、内径を上
下部で小さく、中央部で大きくして中央部の肉厚を厚く
し、内表面を上下方向にテーパ７２ａ、７２ｂ形状とす
ることにより、ギャップ部の間隙寸法を軸方向で変化さ
せ、ガス７３を通しての内筒管７１から外筒管７２への
熱通過率を調節し、照射試料の軸方向の温度を平坦化し
ている。
管とし、外筒管７２は、その外径は均一とし、内径を上
下部で小さく、中央部で大きくして中央部の肉厚を厚く
し、内表面を上下方向にテーパ７２ａ、７２ｂ形状とす
ることにより、ギャップ部の間隙寸法を軸方向で変化さ
せ、ガス７３を通しての内筒管７１から外筒管７２への
熱通過率を調節し、照射試料の軸方向の温度を平坦化し
ている。
【００１８】なお、上記各説明において、例えば、ギャ
ップ部上下特定方向の熱通過率を大にするために（すな
わち、ギャップ部の間隙寸法を小さくするために）、そ
れに対応した二重壁部の肉厚を厚めにすることに起因し
て、熱通過率が大になって冷却能力が増大すると同時
に、肉厚部のガンマ発熱量も増大するという相反する効
果を生ずるが、肉厚の効果よりもギャップの方の効果が
大であることから熱通過率調節機能が効果的に作用す
る。また、発熱分布に与える影響が大きいのは、内筒管
の肉厚を外側に厚くしてギャップ長を調整した場合であ
る。
ップ部上下特定方向の熱通過率を大にするために（すな
わち、ギャップ部の間隙寸法を小さくするために）、そ
れに対応した二重壁部の肉厚を厚めにすることに起因し
て、熱通過率が大になって冷却能力が増大すると同時
に、肉厚部のガンマ発熱量も増大するという相反する効
果を生ずるが、肉厚の効果よりもギャップの方の効果が
大であることから熱通過率調節機能が効果的に作用す
る。また、発熱分布に与える影響が大きいのは、内筒管
の肉厚を外側に厚くしてギャップ長を調整した場合であ
る。
【００１９】次に、内筒管、外筒管の肉厚を変えずに内
筒管と外筒管の間のギャップ部の間隙寸法を軸方向で変
化させて熱通過率を調節する方法の例を図９〜図１２に
より説明する。図９、図１０は、軸方向のガンマ発熱分
布がキャプセルの下側が大きく上側が小さい場合を示し
ている。図９では、外筒管８２の径と肉厚は変えず、内
筒管８１は肉厚は変えず、上下の径を上部で小さく、下
部で大きくなるように変えてテーパ８１ａ、８１ｂ形状
としてギャップ部の間隙寸法を軸方向で変化させ、ガス
８３を通しての内筒管８１から外筒管８２への熱通過率
を調節し、照射試料の軸方向の温度を平坦化している。
筒管と外筒管の間のギャップ部の間隙寸法を軸方向で変
化させて熱通過率を調節する方法の例を図９〜図１２に
より説明する。図９、図１０は、軸方向のガンマ発熱分
布がキャプセルの下側が大きく上側が小さい場合を示し
ている。図９では、外筒管８２の径と肉厚は変えず、内
筒管８１は肉厚は変えず、上下の径を上部で小さく、下
部で大きくなるように変えてテーパ８１ａ、８１ｂ形状
としてギャップ部の間隙寸法を軸方向で変化させ、ガス
８３を通しての内筒管８１から外筒管８２への熱通過率
を調節し、照射試料の軸方向の温度を平坦化している。
【００２０】図１０は、内筒管９１の径と肉厚は変え
ず、外筒管９２は肉厚は変えず、上下の径を上部で大き
く、下部で小さくなるように変えてテーパ９２ａ、９２
ｂ形状としてギャップ部の間隙寸法を軸方向で変化さ
せ、ガス９３を通しての内筒管９１から外筒管９２への
熱通過率を調節し、照射試料の軸方向の温度を平坦化し
ている。
ず、外筒管９２は肉厚は変えず、上下の径を上部で大き
く、下部で小さくなるように変えてテーパ９２ａ、９２
ｂ形状としてギャップ部の間隙寸法を軸方向で変化さ
せ、ガス９３を通しての内筒管９１から外筒管９２への
熱通過率を調節し、照射試料の軸方向の温度を平坦化し
ている。
【００２１】図１１、図１２は、軸方向のガンマ発熱分
布がキャプセルの下側が小さく上側が大きい場合を示し
ている。図１１は図９の場合と逆方向にテーパ形状を設
けたものであり、外筒管１０２の径と肉厚は変えず、内
筒管１０１は肉厚は変えず、上下の径を上部で大きく、
下部で小さくなるように変えてテーパ１０１ａ、１０１
ｂ形状としてギャップ部の間隙寸法を軸方向で変化さ
せ、ガス１０３を通しての内筒管１０１から外筒管１０
２への熱通過率を調節し、照射試料の軸方向の温度を平
坦化している。
布がキャプセルの下側が小さく上側が大きい場合を示し
ている。図１１は図９の場合と逆方向にテーパ形状を設
けたものであり、外筒管１０２の径と肉厚は変えず、内
筒管１０１は肉厚は変えず、上下の径を上部で大きく、
下部で小さくなるように変えてテーパ１０１ａ、１０１
ｂ形状としてギャップ部の間隙寸法を軸方向で変化さ
せ、ガス１０３を通しての内筒管１０１から外筒管１０
２への熱通過率を調節し、照射試料の軸方向の温度を平
坦化している。
【００２２】図１２は図１０の場合と逆方向にテーパ形
状を設けたものであり、内筒管１１１の径と肉厚は変え
ず、外筒管１１２は肉厚は変えず、上下の径を上部で小
さく、下部で大きくなるように変えてテーパ１１２ａ、
１１２ｂ形状としてギャップ部の間隙寸法を軸方向で変
化させ、ガス１１３を通しての内筒管１１１から外筒管
１１２への熱通過率を調節し、照射試料の軸方向の温度
を平坦化している。
状を設けたものであり、内筒管１１１の径と肉厚は変え
ず、外筒管１１２は肉厚は変えず、上下の径を上部で小
さく、下部で大きくなるように変えてテーパ１１２ａ、
１１２ｂ形状としてギャップ部の間隙寸法を軸方向で変
化させ、ガス１１３を通しての内筒管１１１から外筒管
１１２への熱通過率を調節し、照射試料の軸方向の温度
を平坦化している。
【００２３】以上説明した例は、熱通過率を調節するも
のであるが、次に、発熱分布を調節する方法について説
明する。 〔発熱分布を調節する方法〕図１３は、軸方向のガンマ
発熱分布がキャプセルの下側が大きく上側が小さい場合
の例を示したものである。キャプセル２００は、内筒管
２０１、内筒管２０１に保持されナトリウム流入管２０
５から流入するナトリウム２０４に浸漬された照射試料
２０３、内筒管２０１の外側に外筒管２０２を有し、内
筒管２０１と外筒管２０２とで二重壁を構成しており、
二重壁の間のギャップ部の間隙寸法は均一とする（熱通
過率が均一）。外筒管２０２は、内径、外径とも均一と
し、内筒管２０１の外径は均一、内径は上部で小さく、
下部で大きくして肉厚を上部で厚く、下部で薄くし、内
表面をテーパ２０１ａ形状とすることによって、内筒管
２０１における発熱量を上部で大きく、下部で小さくす
ることによりキャプセル内の発熱分布を調節して、照射
試料２０３の軸方向の温度を平坦化する。
のであるが、次に、発熱分布を調節する方法について説
明する。 〔発熱分布を調節する方法〕図１３は、軸方向のガンマ
発熱分布がキャプセルの下側が大きく上側が小さい場合
の例を示したものである。キャプセル２００は、内筒管
２０１、内筒管２０１に保持されナトリウム流入管２０
５から流入するナトリウム２０４に浸漬された照射試料
２０３、内筒管２０１の外側に外筒管２０２を有し、内
筒管２０１と外筒管２０２とで二重壁を構成しており、
二重壁の間のギャップ部の間隙寸法は均一とする（熱通
過率が均一）。外筒管２０２は、内径、外径とも均一と
し、内筒管２０１の外径は均一、内径は上部で小さく、
下部で大きくして肉厚を上部で厚く、下部で薄くし、内
表面をテーパ２０１ａ形状とすることによって、内筒管
２０１における発熱量を上部で大きく、下部で小さくす
ることによりキャプセル内の発熱分布を調節して、照射
試料２０３の軸方向の温度を平坦化する。
【００２４】図１３と同じように発熱分布を調節して照
射試料の軸方向の温度を平坦化する例を図１４、図１５
により説明する。いずれの場合もキャプセルの基本構造
は同じであるので、図１３で説明した特性と同じ効果を
得ることを示す内筒管と外筒管の位置と形状のみを図示
してある。図１４は、軸方向のガンマ発熱分布がキャプ
セルの下側が小さく、上側が大きい場合であり、二重壁
の間のギャップ部の間隙寸法は均一、外筒管３０２は、
内径、外径とも均一とし、内筒管３０１の外径は均一、
内径は下部で小さく、上部で大きくして肉厚を下部で厚
く、上部で薄くし、内表面をテーパ３０１ａ形状とする
ことによって、内筒管３０１における発熱量を下部で大
きく、上部で小さくすることによりキャプセル内の発熱
分布を調節して、照射試料の軸方向の温度を平坦化す
る。
射試料の軸方向の温度を平坦化する例を図１４、図１５
により説明する。いずれの場合もキャプセルの基本構造
は同じであるので、図１３で説明した特性と同じ効果を
得ることを示す内筒管と外筒管の位置と形状のみを図示
してある。図１４は、軸方向のガンマ発熱分布がキャプ
セルの下側が小さく、上側が大きい場合であり、二重壁
の間のギャップ部の間隙寸法は均一、外筒管３０２は、
内径、外径とも均一とし、内筒管３０１の外径は均一、
内径は下部で小さく、上部で大きくして肉厚を下部で厚
く、上部で薄くし、内表面をテーパ３０１ａ形状とする
ことによって、内筒管３０１における発熱量を下部で大
きく、上部で小さくすることによりキャプセル内の発熱
分布を調節して、照射試料の軸方向の温度を平坦化す
る。
【００２５】図１５は、軸方向のガンマ発熱分布がキャ
プセルの中央部で大きく、上下方向に低くなっている場
合であり、二重壁の間のギャップ部の間隙寸法は均一、
外筒管４０２は、内径、外径とも均一とし、内筒管４０
１の外径は均一、内径は中央部で大きく、上下部で小さ
くして肉厚を上下部で厚く、中央部で薄くし、内表面を
テーパ４０１ａ、４０１ｂ形状とすることによって、内
筒管４０１における発熱量を上下部で大きく、中央部で
小さくすることによりキャプセル内の発熱分布を調節し
て、照射試料の軸方向の温度を平坦化する。
プセルの中央部で大きく、上下方向に低くなっている場
合であり、二重壁の間のギャップ部の間隙寸法は均一、
外筒管４０２は、内径、外径とも均一とし、内筒管４０
１の外径は均一、内径は中央部で大きく、上下部で小さ
くして肉厚を上下部で厚く、中央部で薄くし、内表面を
テーパ４０１ａ、４０１ｂ形状とすることによって、内
筒管４０１における発熱量を上下部で大きく、中央部で
小さくすることによりキャプセル内の発熱分布を調節し
て、照射試料の軸方向の温度を平坦化する。
【００２６】なお、図１３〜１５の例では、内筒管の肉
厚のみを変えることにより、発熱分布を調節するように
したが、外筒管の肉厚を変えても発熱分布を調節するこ
とができ、また、内筒管と外筒管の肉厚の両方を変える
ようにしてもよい。ただし、肉厚を変えることよる発熱
分布に対する影響は、内筒管の肉厚を変える方が大き
い。
厚のみを変えることにより、発熱分布を調節するように
したが、外筒管の肉厚を変えても発熱分布を調節するこ
とができ、また、内筒管と外筒管の肉厚の両方を変える
ようにしてもよい。ただし、肉厚を変えることよる発熱
分布に対する影響は、内筒管の肉厚を変える方が大き
い。
【００２７】
【発明の効果】以上のように、本発明により以下のよう
な効果が得られる。 照射位置での軸方向のガンマ発熱分布に応じて、キャ
プセルの二重壁のギャップもしくは内筒管及び／又は外
筒管の肉厚を調節することにより、照射試料の軸方向温
度分布を平坦にすることができ、照射試験の信頼性が向
上する。 照射試料の温度が平坦化されることにより、温度モニ
タ１個で照射試験片の温度を代表させることが可能にな
り、複数の温度モニタを装着しなくても良くなることに
より、温度モニタのスペースを照射試料に振り替えられ
る。 温度モニタに係る費用が少なくなり、従来より安価な
照射試験用のキャプセルを提供できる。
な効果が得られる。 照射位置での軸方向のガンマ発熱分布に応じて、キャ
プセルの二重壁のギャップもしくは内筒管及び／又は外
筒管の肉厚を調節することにより、照射試料の軸方向温
度分布を平坦にすることができ、照射試験の信頼性が向
上する。 照射試料の温度が平坦化されることにより、温度モニ
タ１個で照射試験片の温度を代表させることが可能にな
り、複数の温度モニタを装着しなくても良くなることに
より、温度モニタのスペースを照射試料に振り替えられ
る。 温度モニタに係る費用が少なくなり、従来より安価な
照射試験用のキャプセルを提供できる。
【図１】 材料照射用のキャプセルを示す図である。
【図２】 高速炉内のガンマ発熱の軸方向分布を示す図
である。
である。
【図３】 熱通過率の調節方法の例を示す図である。
【図４】 熱通過率の調節方法の他の例を示す図であ
る。
る。
【図５】 熱通過率の調節方法の他の例を示す図であ
る。
る。
【図６】 熱通過率の調節方法の他の例を示す図であ
る。
る。
【図７】 熱通過率の調節方法の他の例を示す図であ
る。
る。
【図８】 熱通過率の調節方法の他の例を示す図であ
る。
る。
【図９】 熱通過率の調節方法の他の例を示す図であ
る。
る。
【図１０】 熱通過率の調節方法の他の例を示す図であ
る。
る。
【図１１】 熱通過率の調節方法の他の例を示す図であ
る。
る。
【図１２】 熱通過率の調節方法の他の例を示す図であ
る。
る。
【図１３】 発熱分布を調節する方法の例を示す図であ
る。
る。
【図１４】 発熱分布を調節する方法の他の例を示す図
である。
である。
【図１５】 発熱分布を調節する方法の他の例を示す図
である。
である。
１０，２０，２００…キャプセル、１１，２１，３１，
４１，５１，６１，７１，８１，９１，１０１，１１
１，２０１，３０１，４０１…内筒管、１２，２２，３
２，４２，５２，６２，７２，８２，９２，１０２，１
１２，２０２，３０２，４０２…外筒管、１６，２３，
２０３…照射試料、１７，２４，２０４…ナトリウム、
１４，２６，３３，４３，５３，６３，７３，８３，９
３，１０３，１１３，２０６，３０３，４０３…ガス、
２１ａ，３２ａ，４１ａ，５２ａ，６１ａ，６１ｂ，７
２ａ，７２ｂ，８１ａ，８１ｂ，９２ａ，９２ｂ，１０
１ａ，１０１ｂ，１１２ａ，１１２ｂ，２０１ａ，３０
１ａ，４０１ａ，４０１ｂ…テーパ。
４１，５１，６１，７１，８１，９１，１０１，１１
１，２０１，３０１，４０１…内筒管、１２，２２，３
２，４２，５２，６２，７２，８２，９２，１０２，１
１２，２０２，３０２，４０２…外筒管、１６，２３，
２０３…照射試料、１７，２４，２０４…ナトリウム、
１４，２６，３３，４３，５３，６３，７３，８３，９
３，１０３，１１３，２０６，３０３，４０３…ガス、
２１ａ，３２ａ，４１ａ，５２ａ，６１ａ，６１ｂ，７
２ａ，７２ｂ，８１ａ，８１ｂ，９２ａ，９２ｂ，１０
１ａ，１０１ｂ，１１２ａ，１１２ｂ，２０１ａ，３０
１ａ，４０１ａ，４０１ｂ…テーパ。
Claims (10)
- 【請求項１】 胴部が内筒管と外筒管との二重壁からな
り、冷却材が流入・流出する内筒管内に照射試料を収納
し、内筒管と外筒管との間にガスギャップ部が形成され
たキャプセルを照射試験用集合体に組み込み、炉心で発
生するガンマ線照射によるガンマ発熱を利用して照射試
料を一定温度に保って材料照射試験を行う方法におい
て、 キャプセル軸方向のガンマ発熱分布に応じてキャプセル
胴部の熱通過率および／または発熱分布を調節して照射
試料の軸方向温度を平坦化するようにしたことを特徴と
する照射試料の温度平坦化方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の方法において、熱通過率
の調節は、内筒管と外筒管との間の間隙寸法を調節する
ことにより行うことを特徴とする照射試料の温度平坦化
方法。 - 【請求項３】 請求項２記載の方法において、間隙寸法
の調節は、内筒管および／または外筒管の肉厚を調節す
ることにより行うことを特徴とする照射試料の温度平坦
化方法。 - 【請求項４】 請求項２記載の方法において、間隙寸法
の調節は、内筒管と外筒管の肉厚を一定とし、内筒管お
よび／または外筒管を傾斜させることにより行うことを
特徴とする照射試料の温度平坦化方法。 - 【請求項５】 請求項１記載の方法において、発熱分布
の調節は、内筒管と外筒管との間の間隙寸法を一定と
し、内筒管および／または外筒管の肉厚を軸方向におい
て調節することにより行うことを特徴とする照射試料の
温度平坦化方法。 - 【請求項６】 胴部が内筒管と外筒管とからなり、冷却
材が流入・流出する内筒管内に照射試料を収納し、内筒
管と外筒管との間にガスギャップ部が形成され、照射試
験用集合体に組み込まれるキャプセルにおいて、 照射試料の軸方向温度を平坦化するように、キャプセル
軸方向のガンマ発熱分布に応じてキャプセル胴部の熱通
過率および／または発熱分布が調節されていることを特
徴とする照射試料収納用キャプセル。 - 【請求項７】 請求項６記載のキャプセルにおいて、内
筒管と外筒管との間の間隙寸法が調節されていることを
特徴とする照射試料収納用キャプセル。 - 【請求項８】 請求項７記載のキャプセルにおいて、内
筒管および／または外筒管の肉厚が調節されていること
を特徴とする照射試料収納用キャプセル。 - 【請求項９】 請求項７記載のキャプセルにおいて、内
筒管と外筒管の肉厚が一定で、内筒管および／または外
筒管が傾斜していることを特徴とする照射試料収納用キ
ャプセル。 - 【請求項１０】 請求項６記載のキャプセルにおいて、
内筒管および／または外筒管の肉厚が軸方向において調
節されていることを特徴とする照射試料収納用キャプセ
ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8025390A JP2994998B2 (ja) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | 照射試料の温度平坦化方法及び照射試料収納用キャプセル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8025390A JP2994998B2 (ja) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | 照射試料の温度平坦化方法及び照射試料収納用キャプセル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09218291A true JPH09218291A (ja) | 1997-08-19 |
| JP2994998B2 JP2994998B2 (ja) | 1999-12-27 |
Family
ID=12164563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8025390A Expired - Fee Related JP2994998B2 (ja) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | 照射試料の温度平坦化方法及び照射試料収納用キャプセル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2994998B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2507725C1 (ru) * | 2012-12-07 | 2014-02-20 | Открытое акционерное общество "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара" | Способ исследования радиационной стойкости конструкционных материалов и контейнер для его осуществления |
-
1996
- 1996-02-13 JP JP8025390A patent/JP2994998B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2507725C1 (ru) * | 2012-12-07 | 2014-02-20 | Открытое акционерное общество "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара" | Способ исследования радиационной стойкости конструкционных материалов и контейнер для его осуществления |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2994998B2 (ja) | 1999-12-27 |
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