JPH10332873A

JPH10332873A - 使用済燃料集合体の放射線測定方法および測定装置

Info

Publication number: JPH10332873A
Application number: JP9142757A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Ueda; 精植田; Hironori Kumanomidou; 宏徳熊埜御堂
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1997-05-30
Publication date: 1998-12-18

Abstract

(57)【要約】【課題】燃料集合体から放出されるガンマ線等の放射線
を精度よく測定し、燃焼度や蓄積したプルトニウムの濃
度などを非破壊的に評価できる使用済燃料集合体の放射
線測定方法および測定装置を提供するにある。【解決手段】ガンマ線検出器１１を収納した検出器容器
１２に空洞容器１３およびコリメータ１２の少なくとも
一方を設けて放射線測定装置１０を構成する。この放射
線測定装置１０を使用済燃料集合体１８が置かれた水中
に設置させる。放射線測定装置１０は、空洞容器１３
（あるいはコリメータ１２）の先端に係合凹部１９を形
成し、この係合凹部１９に使用済燃料集合体１８を相対
的に移動させて使用済燃料集合体１８の外側面を当接さ
せ、ガンマ線を測定するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料集合体から放
出される放射線を測定する放射線測定方法および測定装
置に係り、特に使用済燃料集合体から放出されているガ
ンマ線および中性子を精度良く測定して燃焼度や蓄積し
たプルトニウムの濃度などを非破壊的に評価する使用済
燃料集合体の放射線測定方法および測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子炉から取り出された使用済燃料集合
体は一定の期間水中に保管して半減期の比較的短い放射
能を減衰させた後、再処理施設や長期貯蔵施設へ輸送さ
れる。貯蔵や輸送に先立って、使用済燃料集合体は、臨
界安全性を確保するために、燃焼度や蓄積しているプル
トニウムの濃度などの、いわゆる燃焼パラメータを評価
する要求が高まっている。この燃焼パラメータの評価要
求に応えるべく本発明者らは長年の研究開発を続け、遂
に再処理工場向けの「燃焼度計測装置」を完成させるこ
とができた。この燃焼度計測装置は、新しく建設される
工場の設計時点から取り入れることができたため、原子
炉建屋に作り付けの大掛りなものとなっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】使用済燃料の中に蓄積
している核分裂生成物、特にセシウム（Ｃｓ−１３７や
Ｃｓ−１３４）から放出されるガンマ線を選択的に測定
する「ガンマ線スペクトル測定法」が測定原理の一つの
大きな柱となっている。このガンマ線の測定は液体窒素
を用いて冷却する必要のあるゲルマニウム（Ｇｅ）半導
体検出器を用いているために、放射線測定装置は非常に
大掛りなものとなっている。

【０００４】ところで、近年では原子力発電所から使用
済燃料を送り出す際に、ガンマ線の測定精度は多少劣っ
てもよいから、既存発電所のプールに簡単に着脱して使
用できる「小型の燃焼度計測装置」の開発が期待されて
いる。小型の燃焼度計測装置の開発要求に応え得るガン
マ線検出器として、カドミウム・テルル（ＣｄＴｅ）半
導体検出器が最近実用可能なレベルまで開発されてい
る。この半導体検出器は非常に小さいために、高いエネ
ルギのガンマ線が散乱でエネルギを失い、低いエネルギ
となったガンマ線を感度良く検出することができる。

【０００５】検出対象のガンマ線は、主としてＣｓ−１
３７から放出される６６２ＫｅＶとＣｓ−１３４から放
出される約８００ＫｅＶの低いエネルギのガンマ線であ
り、使用済燃料から放出される。しかし、低いエネルギ
のガンマ線は高いエネルギのガンマ線がエネルギを失っ
てできた低いエネルギのガンマ線の影響を受けて測定が
困難となり易い。

【０００６】また、ガンマ線検出器は、測定の利便性か
ら小型に設計され、その検出器本体は燃料の近傍に配置
される。ガンマ線検出器は、燃料集合体との相対的位置
に測定精度の影響を受け易く、相対的位置決めが悪いと
測定誤差が大きくなる。

【０００７】一方、燃料集合体を構成する燃料棒は、炉
心燃料の設計上は全く問題とならないものの、製造誤差
に起因する予測困難な僅かな曲りが存在する。原子炉特
性に悪影響を及ぼさない僅かな燃料棒の曲りも、ガンマ
線の測定精度を低下させる虞がある。ガンマ線の測定精
度を確保するためには、燃料棒の僅かな曲りも考慮しな
ければならない。また、燃料集合体に検出器本体を近接
して配置すると局所的な影響を強く受け易くなる。

【０００８】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、燃料集合体から放出されるガン
マ線等の放射線を精度よく測定し、燃焼度や蓄積したプ
ルトニウムの濃度などを非破壊的に評価できる使用済燃
料集合体の放射線測定方法および測定装置を提供するに
ある。

【０００９】本発明の他の目的は、燃料集合体に対する
位置決め精度を向上させ、Ｃｓ−１３７およびＣｓ−１
３４などから放出される低いエネルギのガンマ線を中心
としたガンマ線スペクトルを精度よく、非破壊測定でき
るようにした使用済燃料集合体の放射線測定方法および
測定装置を提供するにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る使用済燃料
集合体の放射線測定方法は、上述した課題を解決するた
めに、請求項１に記載したように、ガンマ線検出器を収
納した検出器容器に空洞容器およびコリメータの少なく
とも一方を設けて放射線測定装置を構成し、この放射線
測定装置を使用済燃料集合体が置かれた水中に設置し、
前記空洞容器あるいはコリメータの先端に形成される係
合凹部に使用済燃料集合体を相対的に移動させて使用済
燃料集合体の外側面を当接させ、ガンマ線を測定する方
法である。

【００１１】また、上述した課題を解決するために、本
発明に係る使用済燃料集合体の放射線測定方法は、請求
項２に記載したように、使用済燃料集合体に当接可能な
係合凹部を、検出器容器のガンマ線検出器へのガンマ線
通路上あるいはガンマ線通路を避けて進退自在に設けて
可動式とし、上記可動式の係合凹部に使用済燃料集合体
を相対的に移動させて当接させ、ガンマ線を測定する方
法である。

【００１２】さらに、上述した課題を解決するために、
本発明に係る使用済燃料集合体の放射線測定方法は、請
求項３に記載したように、可動式係合凹部を使用済燃料
集合体に当接させて放射線を測定させる際、可動式係合
凹部の移動距離を測定して放射線計数率の値を補正する
方法である。

【００１３】さらにまた、上述した課題を解決するため
に、本発明に係る使用済燃料集合体の放射線測定方法
は、請求項４に記載したように、放射線測定装置を２台
用意し、２台の放射線測定装置に形成される係合凹部を
燃料集合体の両側から挟み込んで当接させて放射線を測
定する方法である。

【００１４】またさらに、本発明に係る使用済燃料集合
体の放射線測定装置は、上述した課題を解決するため
に、請求項５に記載したように、ガンマ線検出器を収納
した検出器容器に、ガンマ線を導く空洞容器およびガン
マ線をコリメートするコリメータの少なくとも一方を設
ける一方、上記空洞容器またはコリメータは燃料集合体
に対向する側に、燃料集合体の外側面に係合可能な係合
凹部を備え、上記燃料集合体の外側面各部と前記ガンマ
線検出器とを結ぶ直線上に存在する水の厚さをほぼ一定
としたものである。

【００１５】また、上述した課題を解決するために、本
発明に係る使用済燃料集合体の放射線測定装置は、請求
項６に記載したように、燃料集合体の外側面に当接可能
な係合凹部は、空洞容器またはコリメータに検出器容器
に向って進退可能な可動式に構成されたものである。

【００１６】さらに、上述した課題を解決するために、
本発明に係る使用済燃料集合体の放射線測定装置は、請
求項７に記載したように、空洞容器またはコリメータに
形成される係合凹部は、断面形状方形の燃料集合体の外
側面のコーナ部に当接可能なほぼ直角な係合面を有する
ものである。

【００１７】さらにまた、上述した課題を解決するため
に、本発明に係る使用済燃料集合体の放射線測定装置
は、請求項８に記載したように、空洞容器またはコリメ
ータに形成される係合凹部に中性子検出手段を設け、こ
の中性子検出手段を燃料集合体の外側面に近接した位置
に装着したものである。

【００１８】一方、上述した課題を解決するために、本
発明に係る使用済燃料集合体の放射線測定装置は、請求
項９に記載したように、検出器容器に直接あるいは間接
的に設けられる空洞容器が、燃料集合体に当接可能な前
部と検出器容器側に固定される後部とに分割され、空洞
容器の前部をその後部に対し傾斜摺動面に沿って案内可
能なスライドガイド手段を設け、このスライドガイド手
段に設けられた復帰スプリングにより、空洞容器の前部
を常時標準位置に戻す方向の復元力が付与されたもので
ある。

【００１９】また、上述した課題を解決するために、本
発明に係る使用済燃料集合体の放射線測定装置は、請求
項１０に記載したように、検出器容器に直接あるいは間
接的に設けられる空洞容器が、燃料集合体に当接可能な
前部と検出器容器側に固定される後部とに分割され、空
洞容器の前部と後部の間に伸縮自在な層を構成する伸縮
ベローズを介装させたものである。

【００２０】さらに、上述した課題を解決するために、
本発明に係る使用済燃料集合体の放射線測定装置は、請
求項１１に記載したように、空洞容器の前部がその後部
に対し標準位置からの移動量を測定する距離測定装置を
設けたものである。

【００２１】さらにまた、上述した課題を解決するため
に、本発明に係る使用済燃料集合体の放射線測定装置
は、請求項１２に記載したように、検出器容器とこの検
出器容器に固定されるコリメータおよび空洞容器の一方
との間に、入射放射線の強度を調節する放射線強度調節
手段を設けたものである。

【００２２】またさらに、上述した課題を解決するため
に、本発明に係る使用済燃料集合体の放射線測定装置
は、請求項１３に記載したように、コリメータにスリッ
トを挿脱可能に設けたものである。

【００２３】また、本発明に係る燃料集合体の放射線測
定装置は、上述した課題を解決するために、請求項１４
に記載したように、放射線検出器を収納した検出器容器
と、この検出器容器に設けられ、放射線をコリメートす
るコリメータと、このコリメータの先端側に設けられ、
放射線を導く空洞容器とを列状に配設し、上記空洞容器
の先端に燃料集合体の外側面に係合可能な係合凹部を形
成する一方、前記検出器容器とコリメータとの間に入射
放射線強度を調節する放射線強度調節手段を設けたもの
である。

【００２４】さらに、本発明に係る燃料集合体の放射線
測定装置は、上述した課題を解決するために、請求項１
５に記載したように、放射線検出器を収納した検出器容
器に空洞容器およびコリメータの少なくとも一方を設け
て放射線測定装置を構成し、上記空洞容器またはコリメ
ータと検出器容器との間に入射放射線強度を調節する放
射線強度調節手段を設ける一方、前記空洞容器またはコ
リメータに燃料集合体の外側面に係合可能な係合凹部を
形成し、この係合凹部を検出器容器に対して進退自在の
可動式にして衝撃緩和手段を構成したものである。

【００２５】さらにまた、本発明に係る燃料集合体の放
射線測定装置は、上述した課題を解決するために、請求
項１６に記載したように、放射線測定装置を複数台用意
し、複数台の放射線測定装置を燃料集合体の外側面にそ
れぞれ当接可能に係合させたものである。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明に係る使用済燃料集合体の
放射線測定方法および測定装置について、添付図面を参
照して説明する。

【００２７】図１は、本発明に係る使用済燃料集合体の
放射線測定装置の第１実施形態を全体的に示す平断面図
であり、図２は、図１のII−II線に沿う縦方向の側断面
図である。

【００２８】図１および図２に示された放射線測定装置
１０は、ガンマ線検出器１１を内蔵したボックス状ある
いは筒状の検出器容器１２を備える。この検出器容器１
２は一側にボルト等の締結手段によりコリメータ１３を
一体的に連結される。コリメータ１３の先端には、エア
ボックス等の空洞容器１４が着脱自在に装着される。空
洞容器１４はコリメータ１３の先端に接合され、コリメ
ータ１３から半径方向外方（放射方向）に突出する係合
突起１５に、空洞容器１４のフランジ状係合プレート１
６に形成される係合孔あるいは係合凹部を係合させて、
脱着可能に係合される。

【００２９】空洞容器１４は、ガンマ線等の放射線の測
定条件如何によっては、コリメータ１３にボルト等の締
結手段で一体的に設けてもよく、またコリメータ１３側
に係合凹部を空洞容器１４側に係合突部をそれぞれ形成
して係合させるようにしてもよい。

【００３０】放射線測定装置１０は直線状に配列された
検出器容器１２、コリメータ１３および空洞容器１４を
組み立てて一体的に構成したものであり、吊り棒などの
装置支持部１７で全体の重量が支持される。空洞容器１
４の先端は、角筒状の燃料集合体１８の外形形状に密接
可能に係合する係合凹部１９を備える。係合凹部１９は
燃料集合体１８に側方から当接可能に設けられ、燃料集
合体１８の外形と補形をなすように約９０度の切込みが
施されてほぼ直角な係合面を有する係合凹部１９が形成
される。係合凹部１９には図示しないバッファ材が配置
され、燃料集合体１８に衝撃力が作用しないように配慮
されている。

【００３１】空洞容器１４の係合凹部１９は切込み先端
が中央角部２０を形成するように構成され、この中央角
部２０は燃料集合体１８の中心軸とガンマ線検出器１１
とを結ぶ直線上に位置するように設計される。これによ
って、ガンマ線検出器１１は、横断面方形の角筒状燃料
集合体１８を面から中心軸廻りに４５度回転したコーナ
方向から臨むようになる。図１には、燃料集合体１８を
４５度中心軸廻りに回転させ、この４５度から±１５度
程度さらに回転させた方が良い場合もある。なお、ガン
マ線検出器１１には例えばカドミウム・テルル（ＣｄＴ
ｅ）半導体検出器のように、小型の放射線検出器（燃焼
度検出器）が用いられる。

【００３２】図１および図２には、空洞容器１４の先端
に形成される係合凹部１９を燃料集合体１８の外側面に
密接させた例を示したが、係合凹部１９を燃料集合体１
８の外側面に若干の一定間隙、例えば２〜５cm程度の一
定の隙間を空けて設置してもよい。

【００３３】空洞容器１４の係合凹部１９と燃料集合体
１８の外側面に形成される隙間が大きくなると、係合凹
部１９と燃料集合体１８との間に介在される水の層が厚
くなり、ガンマ線の散乱確率が高くなってガンマ線スペ
クトルが劣化する。しかしながら、間隙が２〜５cm程度
の水層であると、水層が介在されてもガンマ線スペクト
ルの劣化が少なく、深刻な問題とならない。

【００３４】一方、コリメータ１３は偏平な幅広ボック
ス形状に形成され、両側にガンマ線をコリメートするス
リット２２，２３が形成される。スリット２２，２３は
スペーサ２４で保持されたガンマ線遮蔽体２５等の遮蔽
体が挿脱自在に挿入されて水平方向に幅広に形成され、
燃料集合体１８の軸方向に直交する方向に延びている。

【００３５】検出器容器１２にコリメータ１３を装着す
ることにより、燃料集合体１８の特定高さ（軸方向高
さ）から放出されている放射線であるガンマ線を高い位
置分解能で測定できる。

【００３６】また、コリメータ１３と検出器容器１２と
の間に収納空間が形成されており、この収納空間に入射
放射線強度を調節する放射線強度調節手段２７が設けら
れる。放射線強度調節手段２７は、吊設ロープ２８によ
りアイボルト等の吊具２９を介して昇降自在に吊設され
た昇降体３０を備え、この昇降体３０の昇降位置（上昇
位置と下降位置）がストッパ３１により位置決めされ
る。

【００３７】昇降体３０内下部にはアブソーバ３３が収
容され、このアブソーバ３３にスリット３４が形成され
る。アブソーバ３３のスリット部は、コリメータ１３の
スリット２２と位置合せ可能に構成される。図１および
図２において吊設ロープ２８を上方に引いて、下方のス
トッパ３１をストッパ受け３６に当接させると、アブソ
ーバ３３のスリット３４部がコリメータ１３のスリット
部と同じ高さに位置合せされ、コリメータ１３のスリッ
ト部のスリット幅をアブソーバ３３のスリット部で絞り
込んで狭くしている。アブソーバ３３はコリメータ１３
内部のスリット機能を一部負担している。

【００３８】アブソーバ３３の背側には、昇降体３０の
高さ方向全面を内側から覆う薄いアブソーバ３７が設け
られ、この薄いアブソーバ３７は、吊設ロープ２８が下
降し、緩められた図１および図２に示す状態では、放射
線であるガンマ線の通路上に位置し、不要な低いエネル
ギのガンマ線を遮蔽している。薄いアブソーバ３７の前
面（コリメータ１３側）は密閉された空洞３８となって
おり、不要な水が介在されないようになっている。

【００３９】また、検出器容器１２は、図３および図４
に示す内部構成を有する。図３は、検出器容器１２の平
断面図であり、図４は図３のIV−IV線に沿う側断面図で
ある。

【００４０】検出器容器１２は、ボックス状あるいは筒
状の容器本体４０に蓋フランジ４１を装着して内部を密
封する一方、検出器容器１２内に放射線遮蔽体としてガ
ンマ線遮蔽体４３が収容される。ガンマ線遮蔽体４３は
鉛、鉄、あるいはコンクリート材料で構成され、ガンマ
線遮蔽体４３のコリメータ１３側に薄い内部アブソーバ
４４が収容される。この内部アブソーバ４４も放射線遮
蔽材料で形成される。

【００４１】また、検出器容器１２のガンマ線遮蔽体４
３内には、放射線検出器としてのガンマ線検出器１１と
このガンマ線検出器１１で検出された信号を増幅するプ
リアンプ４５が設置され、このプリアンプ４５からの電
気信号はケーブル４６を介して検出器容器１２外にケー
ブル引出口４７から取り出される。このケーブル４６は
ケーブルダクト４８で覆われ、ケーブル引出ホースであ
るケーブルダクト４８内を挿通されて水上へ取り出さ
れ、図示しない計測装置に接続されて信号処理され、計
測される。

【００４２】ガンマ線検出器１１の前側（コリメータ１
３側）には、内部スリット４９が形成される。内部スリ
ット４９はガンマ線遮蔽体４３間に形成され、コリメー
タ１３でコリメートされたガンマ線は、コリメータ１３
から放射線強度調節手段２７および内部アブソーバ４４
を経て内部スリット４９に案内され、この内部スリット
４９からガンマ線検出器１１に導かれる。

【００４３】内部スリット４９は、燃料集合体１８の幅
を見込むように、燃料集合体１８側から図３に示すよう
に漸次拡幅される一方、燃料集合体１８の軸方向には、
特定の高さのみを測定するため、幅狭の平行なスリット
とされる。

【００４４】図１ないし図４には、検出器容器１２のコ
リメータ１３側に放射線強度調節手段２７を設けた例を
示したが、この放射線強度調節手段２７に代えて、ま
た、放射線強度調節手段２７とともに、検出器容器１２
の燃料集合体１８側に凹部を形成し、燃料集合体１８と
凹部との間に略一様な厚さの水層を構成してもよい。

【００４５】また、検出器容器１２とコリメータ１３と
の間に介在される放射線強度調節手段２７には、図５
（Ａ）〜（Ｅ）に示すように種々の昇降体３０ａ〜３０
ｅが採用される。このうち、図５（Ａ）ないし（Ｃ）に
示される昇降体３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、図４に示さ
れる昇降体３０と外観形状を同じくし、昇降体３０はガ
イド孔５１がガイドピン５０に案内されて昇降せしめら
れる。

【００４６】図５（Ａ）に示された昇降体３０ａはガン
マ線遮蔽体等の遮蔽体５２を内部背側にスペーサ５３を
用いて保持して構成されたアブソーバの例を示してい
る。遮蔽体５２の前側は密閉された空間５４を形成して
いる。

【００４７】図５（Ｂ）に示された昇降体３０ｂは、内
部に密閉空間５５を形成し、アブソーバ不要時の水排除
体を形成した例を示す。

【００４８】図５（Ｃ）に示された昇降体３０ｃは内部
に遮蔽体としてのアブソーバ５６を収容し、このアブソ
ーバ５６に簡易型スリット５７を形成した例を示す。

【００４９】図５（Ｄ）および（Ｅ）は図２に示された
スリッパ兼アブソーバに対応する昇降体３０ｄ，３０ｅ
を示すものである。この昇降体３０ｄ，３０ｅは、いず
れも上側と下側にストッパ５８，５９が形成され、これ
らのストッパ５８，５９により昇降位置が規制される。

【００５０】図５（Ｄ）に示された昇降体３０ｄは、吊
設ロープを上方に引くと、コリメータ１３のスリット２
２部と同じ高さのガンマ線通路に遮蔽体であるアブソー
バ６０が位置し、吊設ロープを緩めると、密閉空間６１
が位置して水排除体を構成している。

【００５１】また、図５（Ｅ）に示された昇降体３０ｅ
は、吊設ロープ２８を上方に引くと、遮蔽体であるアブ
ソーバ６２のスリット６３部がコリメータのスリット部
と同じ高さのガンマ線通路に位置する。吊設ロープ２８
を緩めるとガンマ線通路に密閉空間６４を形成した薄い
ガンマ線遮蔽体６５が位置するようになっている。な
お、昇降体３０ａ〜３０ｅ内の内部構成は、必要に応じ
て種々の変形が考えられる。

【００５２】次に、燃料集合体１８の回転角度とガンマ
線計数率との相関関係を図６に示す。

【００５３】図６（Ａ）は、燃料集合体１８の中心軸Ｃ
廻りの回転角度θと放射線検出器であるガンマ線検出器
１１との配置関係を示す平面図であり、燃料集合体１８
の中心軸Ｃとガンマ線検出器１１とを結ぶ直線（基準
線）Ｓと燃料集合体１８の外側面に対する法線Ｔとのな
す角度（回転角度）θとする。

【００５４】燃料集合体１８の中心軸Ｃ廻りの回転角度
θによるガンマ線計数率は図６（Ｂ）の計数率変化曲線
Ａに示すように変化する。ガンマ線計数率の変化特性
は、燃料集合体１８の内部から放出されるガンマ線が、
外周側の燃料棒で遮蔽される具合によって生じる。図１
において、燃料集合体１８が中心軸廻りにほぼ４５℃回
転した位置を選択した理由は、４５度付近でガンマ線計
数率が高く、回転角度の設定誤差が生じても、ガンマ線
計数率の変化が小さく、測定誤差を小さく抑えることが
できるためである。

【００５５】逆に、燃料集合体１８は回転角度が０度付
近や９０度付近でガンマ線計数率の落込みが９０度毎に
大きく、回転角度の設定誤差に起因するガンマ線計数率
の変動が大きい。カンマ線計数率の大きな変動が生じる
ことにより、測定誤差が著しく大きくなり、好ましくな
い、この測定誤差を小さくするために、燃料集合体はほ
ぼ４５度付近で計測が行なわれる。

【００５６】放射線測定装置１０に燃料集合体１８の外
側面に係合可能な係合凹部１９を設けたのは、角度設定
誤差に伴うガンマ線計数率の測定誤差を小さくすること
にある。この測定誤差を小さくする観点から評価すると
燃料集合体１８の回転角度が略４５°付近が好適である
が、最適な角度は図６（Ｂ）からむしろ、所定角度回転
した角度ａ1 〜ａ2 、またはａ3 〜ａ4 の範囲である。
具体的には、３０°〜４０°、５０°〜６０°であり、
特にほぼ３５°付近あるいはほぼ５５°付近が最適とな
る。

【００５７】図７は、使用済燃料集合体から放出される
ガンマ線の測定例を示すものである。

【００５８】この使用済燃料集合体は、原子炉から取り
出されて５年程度冷却されていたものであり、使用済燃
料集合体からのガンマ線の測定に当り、「水中に設置さ
れた使用済燃料集合体とコリメータとの間に形成される
水層をほぼ一定の３cm程度に抑制し、水によるガンマ線
散乱でエネルギを落としたガンマ線の割合を小さくした
測定条件」を適用した。ガンマ線検出器１１にはＣｄＴ
ｅ半導体検出器の放射線検出器を用いた。

【００５９】このガンマ線検出器１１に測定されたガン
マ線スペクトルは図７に実線Ｂで示したように表わさ
れ、散乱ガンマ線の寄与割合が大きい条件で測定した破
線Ｃで示すガンマ線スペクトルと対比される。図７に実
線Ｂで示されているように、使用済燃料集合体は原子炉
から取り出されて５年程度冷却されているため、Ｃｓ−
１３７から放出される６６２ＫｅＶのガンマ線とＣｓ−
１３４から放出される７９６ＫｅＶの低いエネルギのガ
ンマ線の割合が大きい。使用済燃料集合体からの放射線
には、７９６ＫｅＶより高いエネルギである１〜１．５
ＭｅＶのガンマ線も含まれている。

【００６０】７９６ＫｅＶのガンマ線より高いエネルギ
のガンマ線が散乱してエネルギを失うと、低いエネルギ
のガンマ線となる。このガンマ線は、散乱ガンマ線の寄
与割合が大きい条件で測定すると、破線Ｃに示すよう
に、高いガンマ線計数率となり、Ｃｓ−１３７やＣｓ−
１３４からの低いエネルギのガンマ線（６６２ＫｅＶと
７９６ＫｅＶ）との区別がつかない。

【００６１】しかし、この放射線測定装置においては、
散乱ガンマ線の寄与割合を排除することで、実線で示す
ように、低エネルギのガンマ線計数率の増大が抑制さ
れ、Ｃｓ−１３７から放出される６６２ＫｅＶのガンマ
線フォトピークとＣｓ−１３４から放出される７９６Ｋ
ＥＶのガンマ線フォトピークが明瞭に表われ、良好に測
定されることがわかる。

【００６２】放射線測定装置で使用済燃料集合体１８と
コリメータ１３との間に形成される水層を２〜５cm程度
以下に抑制すると、水によるガンマ線散乱でエネルギを
落とした低いエネルギのガンマ線割合を小さくすること
ができ、かつコリメータ１３に形成されたスリット２
２，２３、放射線強度調節手段２７に形成されたスリッ
ト３４および検出器容器１２内に形成される内部スリッ
ト４９により、燃料集合体１８の軸方向位置分解能が向
上し、低いエネルギのガンマ線計数率の増大が抑制さ
れ、Ｃｓ−１３４やＣｓ−１３７から放出される低いエ
ネルギのガンマ線を正確に精度よく測定することができ
る。

【００６３】次に、使用済燃料集合体の放射線測定装置
の作用を説明する。

【００６４】この放射線測定装置１０は、測定対象の使
用済燃料集合体１８が置かれた水中に吊り降されて装置
支持部１７により所要位置に設置される。次に、水中に
設置された放射線測定装置１０に対して使用済燃料集合
体１８が相対的に移動せしめられ、燃料集合体１８の外
側面を放射線測定装置１０の空洞容器１４先端部に形成
された係合凹部１９を当接させ、係合させる。この係合
により、燃料集合体１８を放射線測定装置１０の測定位
置に簡単に位置決めし、セットすることができる。

【００６５】燃料集合体１８を放射線測定装置１０に対
し位置決めセットさせることにより、燃料集合体１８の
外表面（外側面）から検出器容器１２のガンマ線検出器
に至る直線状のガンマ線通路に存在する水の厚さ（水
層）を一様化し、ほぼ一定とすることができる。

【００６６】ところで、使用済燃料集合体１８から放出
される高いエネルギのガンマ線は、介在される水によっ
て散乱され、低いエネルギとなってガンマ線検出器１１
に入射し、測定対象のＣｓ−１３４やＣｓ−１３７から
の比較的低いエネルギのガンマ線と混合してしまい、測
定精度を低下させる原因となる。

【００６７】しかし、この放射線測定装置１０において
は、ガンマ線検出器１１に至るガンマ線通路に介在され
る水の層は厚さがほぼ一定であるため、カンマ線検出器
１１に入射するガンマ線の散乱によるガンマ線スペクト
ルの歪みが燃料集合体１８の場所によってほぼ一定とな
る。しかも水の層の厚さを０から５cm程度以下となるべ
く小さくなるように設定されているため、使用済燃料集
合体１８が放出する特定エネルギのガンマ線の測定精度
が向上する。

【００６８】放射線測定装置１０の係合凹部１９を測定
対象の使用済燃料集合体１８の断面形状に合せて構成
し、その係合凹部１９を燃料集合体１８の外側面に当接
させる構造を採用することにより、水層がほとんど無く
なるため、散乱ガンマ線の影響を大幅に排除でき、主目
的とする低いエネルギのガンマ線測定精度が大幅に向上
する。係合凹部１９の形状の代表的な一例では、コリメ
ータ１３やエアボックスの空洞容器１３の燃料集合体１
８側は、水平方向中心線に致してほぼ対称に９０度の切
り込み状として横断面方形の燃料集合体１８を測定す
る。

【００６９】また、放射線測定装置１０の係合凹部１９
は、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）や加圧水型原子炉（ＰＷ
Ｒ）の燃料集合体１８以外の断面形状の燃料集合体を取
扱う場合には、この燃料集合体の断面形状に対応する補
形形状に構成される。

【００７０】例えば、高速増殖炉や旧ソ連で開発された
加圧水型炉の燃料集合体のように横断面が六角形の燃料
集合体がある。この燃料集合体の場合にはガンマ線検出
器１１と燃料集合体中心軸を結ぶ直線に対して、燃料集
合体の一側面を正面から見るように形成しても、また見
るコーナ部を見るように形成してもよい。新型転換炉や
カナダで開発されたＣＡＮＤＵ炉の燃料バンドルで代表
される断面円形の燃料集合体では、係合凹部１９は半円
形に構成される。

【００７１】また、この放射線測定装置１０には、Ｃｄ
Ｔｅ半導体検出器のような非常に小型のガンマ栓検出器
１１が用いられる。放射線測定装置１０は使用済燃料に
蓄積しているＣｓ−１３７およびＣｓ−１３４などから
放出される比較的低いガンマ線を中心としたガンマ線ス
ペクトルをガンマ線検出器１１により正確に精度よく測
定できる。このガンマ線スペクトルの測定には、ガンマ
線通路の水層を一様化し、かつ水層を小さくあるいは無
くすことにより、高いエネルギのガンマ線がエネルギを
失って生じた低いエネルギのガンマ線の妨害をあまり受
けないので、測定精度を向上させることができる。

【００７２】図８および図９は本発明に係る放射線測定
装置の第２実施形態を示す図である。

【００７３】図８は使用済燃料集合体の放射線測定装置
を示す平断面図であり、図９は図８のIX−IX線に沿う縦
方向の側断面図である。放射線測定装置１０Ａは、コリ
メータを取り除いた構成が、図１および図２に示された
放射線測定装置１０と異なり、他の構成は実質的に異な
らないので同一符号を付して説明を省略する。

【００７４】この放射線測定装置１０Ａは検出器容器１
２にエアボックスとしての偏平ボックス形状の空洞容器
１４が設けられ、この空洞容器１４と検出器容器１２の
間に形成される収納空間に放射線強度調節手段２７が設
けられ、この放射線強度調節手段２７にて入射放射線で
あるガンマ線強度が調節される。この放射線測定装置１
０Ａにはコリメータが設けられていない。

【００７５】放射線測定装置１０Ａからコリメータを取
り除くと、燃料集合体の長手方向に沿う軸方向位置分解
能が第１実施形態に示された放射線測定装置１０より劣
る。しかし、この放射線測定装置１０Ａは、検出器容器
１２内部に、遮蔽体４３間に内部スリット４９が形成さ
れ、また、放射線強度調節手段２７の昇降体３０にもア
ブソーバ３３間に外部スリット３４が形成されているた
め、コリメーション機能を備えており、軸方向位置分解
能の大幅な低下はない。

【００７６】この放射線測定装置１０Ａではコリメータ
の取付を不要としたので、その分放射線測定装置１０Ａ
の構成が簡素化、あるいは簡略化され、一層小型化させ
ることができる。放射線測定装置１０Ａにコリメータを
必要とするか、必要としないかは、放射線測定の目的に
従って選択される。

【００７７】放射線測定装置１０Ａの構成を簡略化した
他の構成として、エアボックス等の空洞容器１４の取付
を不要とし、検出器容器１２の放射線入射側（ガンマ線
入射側）に凹部を設けるだけであってもよく、燃料集合
体の軸方向位置分解能を下げて良い場合には、検出器容
器１２内に形成される内部スリットは、単にガンマ線入
射窓と考えて設計してもよい。また、検出器容器１２に
図１および図２に示されたコリメータ１３を設けて空洞
容器を不要としてもよい。この場合には、コリメータ１
３の先端に燃料集合体の外側面に当接可能な係合凹部が
形成される。

【００７８】図１０および図１１は本発明に係る使用済
燃料集合体の放射線測定装置の第３実施形態を示すもの
である。

【００７９】この実施形態に示された放射線測定装置１
０Ｂは全体的には図８および図９に示された第２実施形
態の放射線測定装置１０Ａに類似している。第２実施形
態に示された放射線測定装置１０Ａと異なる内容は、エ
アボックスである空洞容器１４が燃料集合体側の前部７
０と検出器容器１２側後部７１とに分割される。分割さ
れ、区画された前部７０と後部７１との境界面７２は地
震における断層面のようにスライドガイド手段７３によ
り斜めに摺動可能な摺動面として構成される。スライド
ガイド手段７３は、空洞容器１４の側方に装着される。
好ましくは、スライドガイド手段７３は空洞容器１４の
両側に対をなしてそれぞれ装着される。

【００８０】空洞容器１４の前部７０は後部７１の厚み
より厚く形成され、斜めの境界面７２に沿って摺動自在
に支持される。空洞容器１４の前部７０が後部７１に対
して相対的に摺動しても、前部７０は２つの復帰スプリ
ング７５のばね力（復元力）により原位置である標準位
置に復帰する機能を有する。

【００８１】スライドガイド手段７３は、空洞容器１４
の後部７１に固定された例えばコ字状の基部ガイド枠７
６に復帰スプリング７５でばね付勢されたスライドロッ
ド７７が境界面７２沿いにスライド自在に弾性支持され
る。

【００８２】スライドロッド７７はスライド枠７８に固
定されており、このスライド枠７８が空洞容器１４の前
部７０に固定される。しかして、空洞容器１４の前部７
０はスライドガイド手段７３に案内されて、空洞容器１
４の後部７１に対しスライド自在に支持される。

【００８３】空洞容器１４の前部７０がその後部７１に
対し傾斜した境界層（摺動面）７２に沿って摺動自在と
することにより、空洞容器１４の前部７０は衝撃緩和手
段を構成している。空洞容器１４の前部７０が万一燃料
集合体に衝突しても、この衝突による衝撃を衝撃緩和手
段で緩和させることができる。その際、空洞容器１４の
前部７０に形成される係合凹部１９は可動式に構成さ
れ、その後部７１に対し進退自在とされる。

【００８４】空洞容器１４の前部７０がその後部７１に
対し境界面７２に沿って摺動すると、燃料集合体と放射
線検出器であるガンマ線検出器１１との距離が変化し、
ガンマ線測定の感度が変化する。このため、空洞容器１
４の前部７０の摺動距離による測定感度の変化特性を予
め求めておき、図示しない移動距離測定装置の読みに応
じてガンマ線計数率（放射線計数率）を補正すればよ
い。移動距離測定装置は空洞容器１４の前部７０のスラ
イド量（移動量）を測定するようになっている。

【００８５】なお、図１０および図１１に示す第３実施
形態の放射線測定装置１０Ｂはコリメータを装着しない
例を示したが、第１実施形態の放射線測定装置１０Ａの
場合と同様に、検出器容器１２と空洞容器１４との間に
コリメータを配置してもよい。第３実施形態の放射線測
定装置１０Ｂの他の構成は、第１実施形態の放射線測定
装置１０Ａと異ならないので同じ符号を付して説明を省
略する。

【００８６】図１０および図１１に示された放射線測定
装置１０Ｂでは、空洞容器１４の前部７１をその後部７
２に対して摺動面に沿ってスライド可能に構成し、進退
自在とすることにより、空洞容器１４の先端部に形成さ
れる係合凹部１９を可動式とすることができる。この可
動式の係合凹部１９で燃料集合体への衝突衝撃を緩和さ
せることができる一方、可動式係合凹部１９はスライド
ガイド手段７３の復帰スプリング７５により標準位置
（原位置）側に常時押圧され、燃料集合体への当接が確
実になるようにセットされる。一方、燃料集合体への当
接を確実に行なうことにより、燃料集合体を正しい測定
位置に位置決めでき、かつ介在される水を排除するの
で、優れたガンマ線スペクトルを得ることができる。

【００８７】図１２および図１３は、本発明に係る使用
済燃料集合体の放射線測定装置の第４実施形態を示すも
のである。

【００８８】この実施形態に示された放射線測定装置１
０Ｃは、第３実施形態に示された放射線測定装置１０Ｂ
と近似している。同一部材には同じ符号を付して説明を
省略する。

【００８９】放射線測定装置１０Ｃは空洞容器１４が前
部７０と後部７１とに区画され、両者は伸縮自在の蛇腹
状の伸縮ベローズ８０で接続される。空洞容器１４の前
部７０はその後部７１に対し、伸縮ベローズ８０により
進退自在に設けられ、空洞容器１４前部７０の進退作動
は、両側に設けられたスライドガイド手段７３により案
内される。スライドガイド手段７３の構成は、図１０お
よび図１１に示されたスライドガイド手段と構成を同じ
くする。伸縮ベローズ８０内は空洞にされるが、このベ
ローズ内部に液体あるいは塑性変形可能なペースト状物
質を充填させてもよい。

【００９０】空洞容器１４の前部７０はその後部７１に
対し蛇腹状の伸縮ベローズ８０によりスライドガイド手
段７３に案内されて進退自在に支持されるが、空洞容器
１４の前部７０は後部７１に対し標準的な相対位置に復
帰スプリング７５により位置決めされる。スライドガイ
ド手段７３には復帰スプリング７５がスライドロッド７
７に装着されており、空洞容器１４の前部７０がその後
部７１に対して伸縮すると標準位置（原位置）への復元
力が働くようになっている。復帰スプリング７５のスラ
イドロッド７７への装置位置は、種々の変形が考えら
れ、復帰スプリング７５の一方を空洞容器１４の前部７
０側でスライロッド７７に装着してもよい。またスライ
ド枠７８が固定の基部ガイド枠７６を跨ぐように設置し
た場合には、スライドロッド７７の両側に復帰スプリン
グ７５を対をなしてそれぞれ介装させてもよい。

【００９１】また、空洞容器１４の前部７０には燃料集
合体の外側面に当接可能に係合する係合凹部１９が形成
され、この係合凹部１９に中性子検出手段（中性子検出
器）としての核分裂計数管８２が装着される。核分裂計
数管８２は燃料集合体の外側面に近接する位置に装着さ
れる。角筒状燃料集合体は、通常対角線に対し対称に燃
料設計されているので、係合凹部１９の両側に核分裂計
数管８２を線対称配置とすることで、燃料集合体の隣接
する２外側面を同時に測定することができ、燃料集合体
の平均的な特性を測定することができる。

【００９２】核分裂計数管８２では、燃料集合体から放
出される中性子が計測される。中性子はガンマ線の場合
とは異なり、燃料集合体の内部で放出された中性子でも
外部へ容易に出てくるために、図６（Ｂ）に示された特
性は表れないので、燃料集合体の外側面に近接させて核
分裂計数管８２を配置するのが好適である。燃料集合体
の外側面から２〜３cm程度の位置に熱中性子束のピーク
が形成されるために、燃料集合体の外側面の近くに核分
裂計数管８２を配置するのが好ましい。

【００９３】また、空洞容器１４の前部７０に形成され
る係合凹部１９に対向して集合体押え腕８３が進退自在
に設けられる。この集合体押え腕８３により、燃料集合
体（図示せず）を空洞容器１４の係合凹部１９側に押圧
し、係合凹部１９に安定的に当接させることができる。

【００９４】第４実施形態に示された放射線測定装置１
０Ｃにおいては、使用済燃料集合体に当接可能な係合凹
部１９に中性子検出手段（中性子検出器）としての核分
裂計数管８２を設けたので、使用済燃料集合体から放出
される中性子を測定することができ、この中性子測定に
より使用済燃料集合体の燃焼度やプルトニウム濃度など
を非破壊的に評価することができる。

【００９５】使用済燃料の中にはＣｍ−２４４などの中
性子を放出する核種が蓄積しており、本発明者らはこれ
らの核種から放出される中性子束分布は燃料集合体表面
から２〜３cmの辺りで最大（ピーク）となる。したがっ
て、中性子束分布がピークとなる付近に中性子検出手段
である核分裂計数管８２を正確に配置できれば位置ずれ
誤差が無くなり、しかも高い中性子計数率が得られ、そ
の結果精度の高い測定結果が得られる。この放射線測定
装置１０Ｃでは燃料集合体に当接する係合凹部１９の近
傍に核分裂計数管８２を装着して中性子測定を行なうと
共に、ガンマ線も並行して測定することができる。

【００９６】図１４は使用済燃料集合体の放射線測定装
置の第５実施形態を示すものである。

【００９７】この実施形態に示された放射線測定装置１
０Ｄは、第４実施形態に示された放射線測定装置１０Ｃ
を２台用いたものであり、燃料集合体を挟むように両側
に２台の放射線測定装置が配置される。このため、集合
体押え腕が不要となる。

【００９８】図１４に示された放射線測定装置値１０Ｄ
により、燃料集合体１８を全方向から同時測定を行なう
ことができ、放射線測定を迅速に行なうことができる。
燃料集合体１８とガンマ線検出器１１との間に相対的位
置ずれが生じても、測定値を平均化することにより、精
度の高い測定値が得られる。

【００９９】なお、本発明の各実施形態の説明では、沸
騰水型原子炉や加圧水型原子炉に適用される横断面正方
形の燃料集合体を対象としたが、燃料集合体の断面形状
は正方形に限定されない。高速炉のように六角形のよう
な多角形やＡＴＲやＣＡＮＤＵ炉のように円形の燃料集
合体であってもよい。この場合には、係合凹部は燃料集
合体の断面形状に対応した形状が選択される。ただ、係
合凹部はガンマ線の通路位置に形成した例を示したが、
必ずしもこれに限定されない。カンマ線検出器へのガン
マ線通路を避けて係合凹部を配設してもよい。

【０１００】また、放射線測定装置は、使用済燃料集合
体のガンマ線測定に適しているが、必ずしも使用済燃料
集合体に限定されず、未使用や使用中の燃料集合体であ
ってもよい。

【０１０１】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明に係る使用
済燃料集合体の放射線測定方法および測定装置において
は、使用済燃料に蓄積されているＣｓ−１３７やＣｓ−
１３４などから放出される比較的低いエネルギのガンマ
線を中心としたガンマ線スペクトルを精度よく非破壊で
測定することができる一方、放射線測定装置の係合凹部
に燃料集合体の外側面を係合させるので、燃料集合体を
放射線測定装置に対して正確に位置決めでき、精度の高
い測定が可能となり、燃焼度や蓄積したプルトニウム濃
度を非破壊的に評価することができる。

【０１０２】請求項１に係る発明においては、係合凹部
を使用済燃料集合体の外側面を当接させたので、放射線
測定装置に対して使用済燃料集合体を正確に位置決めさ
せることができ、燃料集合体からガンマ線検出器に至る
ガンマ線通路上に存在する水の量がほぼ一定となるた
め、ガンマ線検出器に入射するガンマ線の散乱によるガ
ンマ線スペクトルの歪みがほぼ一様化され、使用済燃料
集合体から放出される特定エネルギのガンマ線の測定精
度を向上させることができる。

【０１０３】請求項２に係る発明においては、使用済燃
料集合体に当接可能な係合凹部を可動式としたので、燃
料集合体との当接を確実なものとして水を排除でき、優
れたガンマ線スペクトルを得ることができる一方、係合
凹部が可動式であるため、万一の場合にも、燃料集合体
への衝突衝撃を大幅に緩和させることができる。

【０１０４】請求項３に係る発明においては、可動式係
合凹部の移動距離を測定して放射線計数率（ガンマ線計
数率）を補正したので、予め距離変化に対する感度変化
特性を求めておくことにより、距離変化の影響を較正で
き、測定精度をより一層向上させることができる。

【０１０５】請求項４に係る発明においては、２台の放
射線測定装置を用いて燃料集合体を両側から挟み込んで
放射線測定装置を当接させて放射線を測定したので、測
定能率が向上するのみならず、燃料集合体と放射線測定
装置の相対的位置ずれが生じても、位置ずれの効果が相
殺されて測定精度が一段と向上する。

【０１０６】請求項５に係る発明においては、空洞容器
あるいは燃料集合体に形成された係合凹部により、燃料
集合体を正しく位置決めさせることができる一方、燃料
集合体とガンマ線検出部とを結ぶ直線上に存在する水の
厚さをほぼ一定とすることにより、高いエネルギのガン
マ線のエネルギ低下による散乱ガンマ線の悪影響を排除
し、比較的低いエネルギのガンマ線を精度よく測定する
ことができ、燃料集合体から放出される特定エネルギの
ガンマ線の測定精度が向上する。

【０１０７】請求項６に係る発明においては、請求項２
に係る発明と同様、係合凹部を可動式に構成したので、
燃料集合体との当接を確実なものとして水を排除でき、
優れたガンマ線スペクトルを得ることができる一方、万
一の場合にも衝突衝撃を大幅に緩和させることができ
る。

【０１０８】請求項７に係る発明においては、係合凹部
を燃料集合体のコーナ部に密接させるように当接させる
ことができるので、燃料集合体の当接部から水を排除し
て優れたガンマ線スペクトルを得ることができ、測定精
度が大幅に向上する。

【０１０９】請求項８に係る発明においては、係合凹部
に中性子検出手段を設け、この中性子検出手段を燃料集
合体の外側面の隣接可能な位置に装着したので、使用済
燃料の核種から放出される中性子をピーク付近で測定で
き、高い中性子計数率が得られ、中性子測定を行なうと
ともに、ガンマ線も並行して測定されるので、燃料集合
体の燃焼度や蓄積したプルトニウム温度を非破壊的に精
度よく測定できる。

【０１１０】請求項９および１０に係る発明において
は、空洞容器を燃料集合体に当接可能な前部と、検出器
容器側に固定される後部とに分割し、空洞容器の前部を
後部に対して進退自在としたので、係合凹部を燃料集合
体に確実に当接させて位置決めすることができる。

【０１１１】請求項１１に係る発明においては、距離測
定装置により空洞容器の前部の移動量を測定したので、
請求項３と同様の作用効果が得れる。

【０１１２】請求項１２に係る発明においては、検出器
容器とコリメータおよび空洞容器の一方との間に放射線
強度調節手段を設け、この放射線強度調節手段により、
放射線強度（ガンマ線強度）を調節できるので、精度の
よい測定を能率的に行なうことができる。

【０１１３】請求項１３に係る発明においては、コリメ
ータに設けられたスリットにより、燃料集合体の軸方向
位置分解能を調節できるので、正しい位置決めができて
精度のよい測定を能率的に行なうことができる。

【０１１４】請求項１４に係る発明においては、放射線
測定装置にコリメータと空洞容器を設け、空洞容器の先
端に形成された係合凹部が燃料集合体の外側面に係合し
て燃料集合体の相対的位置決めが容易にかつ精度よく行
ない得る一方、前記コリメータで燃料集合体の軸方向位
置分解能を向上させることができ、さらに、放射線強度
調節手段で放射線強度調整を行なうことができるので、
燃料集合体を正しく相対的に位置決めできて精度の高い
放射線測定を効率よく、能率的に行なうことができる。

【０１１５】請求項１５に係る発明においては、請求項
１４に係る発明の作用効果を有する他、係合凹部を可動
式として衝撃緩和手段を構成したので、万一の場合の衝
突衝撃を大幅に緩和させることができる。

【０１１６】請求項１６に係る発明においては、複数の
放射線測定装置により燃料集合体からの放射線を測定し
たので、請求項４の発明と同じ作用効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る使用済燃料集合体の放射線測定装
置の一実施形態を示す平断面図。

【図２】図１のII−II線に沿う縦方向の側断面図。

【図３】図１に示された放射線測定装置に備えられる検
出器容器の平断面図。

【図４】図３のIV−IV線に沿う側断面図。

【図５】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）および（Ｅ）
は図１に示された放射線測定装置に備えられる放射線強
度調節手段の各変形例をそれぞれ示す側断面図。

【図６】（Ａ）は燃料集合体の中心軸廻りの回転とガン
マ線検出器との配置関係を示す図、（Ｂ）は燃料集合体
の回転によるガンマ線計数率（ガンマ線検出感度）の変
化を示す説明図。

【図７】使用済燃料から放出されるガンマ線のスペクト
ルの測定例を示す図。

【図８】本発明に係る使用済燃料集合体の放射線測定装
置の第２実施形態を示す平断面図。

【図９】図８のIX−IX線に沿う側断面図。

【図１０】本発明に係る使用済燃料集合体の放射線測定
装置の第３実施形態を示す平断面図。

【図１１】図１０に示された放射線測定装置に備えられ
る空洞容器の側面図。

【図１２】本発明に係る使用済燃料集合体の放射線測定
装置の第４実施形態を示す平断面図。

【図１３】図１２に示された放射線測定装置に備えられ
る空洞容器の側面図。

【図１４】本発明に係る使用済燃料集合体の放射線測定
装置の第５実施形態を示す平断面図。

【符号の説明】

１０放射線測定装置１１ガンマ線検出器（放射線検出器）１２検出器容器１３コリメータ１４空洞容器（エアボックス）１５係合突起１６係合プレート１７装置支持部１８燃料集合体（使用済燃料集合体）１９係合凹部２０中央角部２２，２３スリット２４スペーサ２５ガンマ線遮蔽体（遮蔽体）２７放射線強度調節手段２８吊設ローラ３０昇降体３１ストッパ３３アブソーバ３４スリット３６ストッパ受け３７薄いアブソーバ３８空洞４０容器本体４１蓋フランジ４３ガンマ線遮蔽体（放射線遮蔽体）４４内部アブソーバ４５プリアンプ４６ケーブル４７ケーブル引出口４８ケーブルダクト４９内部スリット５０ガイドピン５１ガイド孔５２遮蔽体（ガンマ線遮蔽体）５３スペーサ５４，５５，６１，６４密閉空間５６，６０アブソーバ（遮蔽体）５７スリット５８，５９ストッパ６５薄いガンマ線遮蔽体（遮蔽体）７０前部（衝撃緩和手段）７１後部７２境界面（摺動面）７３スライドガイド手段７６基部ガイド枠７７スライドロッド７８スライドガイド枠８０伸縮ベローズ８２核分裂計数管（中性子検出手段）８３集合体押え腕

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガンマ線検出器を収納した検出器容器に
空洞容器およびコリメータの少なくとも一方を設けて放
射線測定装置を構成し、この放射線測定装置を使用済燃
料集合体が置かれた水中に設置し、前記空洞容器あるい
はコリメータの先端に形成される係合凹部に使用済燃料
集合体を相対的に移動させて使用済燃料集合体の外側面
を当接させ、ガンマ線を測定することを特徴とする使用
済燃料集合体の放射線測定方法。
【請求項２】使用済燃料集合体に当接可能な係合凹部
を、検出器容器のガンマ線検出器へのガンマ線通路上あ
るいはガンマ線通路を避けて進退自在に設けて可動式と
し、上記可動式の係合凹部に使用済燃料集合体を相対的
に移動させて当接させ、ガンマ線を測定する請求項１記
載の使用済燃料集合体の放射線測定方法。
【請求項３】可動式係合凹部を使用済燃料集合体に当
接させて放射線を測定する際、可動式係合凹部の移動距
離を測定して放射線計数率の値を補正する請求項２記載
の使用済燃料集合体の放射線測定方法。
【請求項４】放射線測定装置を２台用意し、２台の放
射線測定装置に形成される係合凹部を燃料集合体の両側
から挟み込んで当接させて放射線を測定する請求項１記
載の使用済燃料集合体の放射線測定方法。
【請求項５】ガンマ線検出器を収納した検出器容器
に、ガンマ線を導く空洞容器およびガンマ線をコリメー
トするコリメータの少なくとも一方を設ける一方、上記
空洞容器またはコリメータは燃料集合体に対向する側
に、燃料集合体の外側面に係合可能な係合凹部を備え、
上記燃料集合体の外側面各部と前記ガンマ線検出器とを
結ぶ直線上に存在する水の厚さをほぼ一定としたことを
特徴とする使用済燃料集合体の放射線測定装置。
【請求項６】燃料集合体の外側面に当接可能な係合凹
部は、空洞容器またはコリメータに形成され、かつ検出
器容器に向って進退可能な可動式に構成された請求項１
記載の使用済燃料集合体の放射線測定装置。
【請求項７】空洞容器またはコリメータに形成される
係合凹部は、断面形状方形の燃料集合体の外側面のコー
ナ部に当接可能なほぼ直角な係合面を有する請求項５ま
たは６記載の使用済燃料集合体の放射線測定装置。
【請求項８】空洞容器またはコリメータに形成される
係合凹部に中性子検出手段を設け、この中性子検出手段
を燃料集合体の外側面に近接した位置に装着した請求項
５または６記載の使用済燃料集合体の放射線測定装置。
【請求項９】検出器容器に直接あるいは間接的に設け
られる空洞容器は、燃料集合体に当接可能な前部と検出
器容器側に固定される後部とに分割され、空洞容器の前
部をその後部に対し傾斜摺動面に沿って案内可能なスラ
イドガイド手段を設け、このスライドガイド手段に設け
られた復帰スプリングにより、空洞容器の前部を常時標
準位置に戻す方向の復元力が付与された請求項５記載の
使用済燃料集合体の放射線測定装置。
【請求項１０】検出器容器に直接あるいは間接的に設
けられる空洞容器は、燃料集合体に当接可能な前部と検
出器容器側に固定される後部とに分割され、空洞容器の
前部と後部の間に伸縮自在な層を構成する伸縮ベローズ
を介装させた請求項５記載の使用済燃料集合体の放射線
測定装置。
【請求項１１】空洞容器の前部がその後部に対し標準
位置から移動する移動量を測定する距離測定装置を設け
た請求項９または１０記載の使用済燃料集合体の放射線
測定装置。
【請求項１２】検出器容器とこの検出器容器に固定さ
れるコリメータおよび空洞容器の一方との間に、入射放
射線の強度を調節する放射線強度調節手段を設けた請求
項５記載の使用済燃料集合体の放射線測定装置。
【請求項１３】コリメータにスリットを挿脱可能に設
けた請求項５記載の使用済燃料集合体の放射線測定装
置。
【請求項１４】放射線検出器を収納した検出器容器
と、この検出器容器に設けられ、放射線をコリメートす
るコリメータと、このコリメータの先端側に設けられ、
放射線を導く空洞容器とを列状に順次配設し、上記空洞
容器の先端に燃料集合体の外側面に係合可能な係合凹部
を形成する一方、前記検出器容器とコリメータとの間に
入射放射線強度を調節する放射線強度調節手段を設けた
ことを特徴とする燃料集合体の放射線測定装置。
【請求項１５】放射線検出器を収納した検出器容器に
空洞容器およびコリメータの少なくとも一方を設けて放
射線測定装置を構成し、上記空洞容器またはコリメータ
と検出器容器との間に入射放射線強度を調節する放射線
強度調節手段を設ける一方、前記空洞容器またはコリメ
ータに燃料集合体の外側面に係合可能な係合凹部を形成
し、この係合凹部を検出器容器に対して進退自在の可動
式にして衝撃緩和手段を構成したことを特徴とする燃料
集合体の放射線測定装置。
【請求項１６】放射線測定装置を複数台用意し、複数
台の放射線測定装置を燃料集合体の外側面にそれぞれ当
接可能に係合させた請求項１４または１５記載の燃料集
合体の放射線測定装置。