JPH11311677A - Radioactive gas monitor and fuel rod surveillance device - Google Patents

Radioactive gas monitor and fuel rod surveillance device

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JPH11311677A
JPH11311677A JP11909898A JP11909898A JPH11311677A JP H11311677 A JPH11311677 A JP H11311677A JP 11909898 A JP11909898 A JP 11909898A JP 11909898 A JP11909898 A JP 11909898A JP H11311677 A JPH11311677 A JP H11311677A
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JP
Japan
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gas
rays
fuel rod
detector
abnormality
Prior art date
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Pending
Application number
JP11909898A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shohei Matsubara
昌平 松原
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
Aloka Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11311677A publication Critical patent/JPH11311677A/en
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To exclude the effect of<13> N gas produced by activation during monitoring offgas taken out of reactor and existing in a large quantity and determine abnormality of fuel rod. SOLUTION: On both sides of a gas chamber 12 in which offgas is introduced, a first detector 16 and a second detector 18 are provided. For each annihilation of a positron emitted from<13> N, two annihilation γ-rays are emitted in directions opposite to each other, which are simultaneously detected by both the first detector 16 and the second detector 18. Such a specific annihilation γ-rays are eliminated by anticoincidence count, so that the γ-rays from rare gas are measured with good sensitivity. In an operation part 54, each of species concentration is operated based on the spectrum. In a determining part 56, abnormality of fuel rod is determined and the degree of leakage is determined, based on the concentration ratio of at least two species with different half lives.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、原子力発電所等で
利用される放射性ガスモニタ及び燃料棒監視装置に関す
る。
[0001] The present invention relates to a radioactive gas monitor and a fuel rod monitoring device used in a nuclear power plant or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術及びその課題】エネルギー需要が年々増加
する中で、核分裂によりエネルギーを取り出す原子力発
電所は欠かせない存在となっている。原子力の平和利用
を推進するためにより安全な設備が要望されている。
2. Description of the Related Art As the demand for energy increases year by year, a nuclear power plant that extracts energy by nuclear fission has become indispensable. There is a need for safer equipment to promote the peaceful use of nuclear energy.

【0003】原子炉内には多数の燃料棒が挿入されてお
り、その燃料棒内での核分裂によりそれを取り囲む冷却
水に熱が伝達され、熱サイクルが形成される。燃料棒は
核分裂生成物を封じ込める第1の要となっており、それ
が破損することがないように万全の設計がなされてい
る。万が一にも燃料棒が破損した場合、それによる影響
が外界に生じないように二重、三重の安全システムが完
備されている。
[0003] A large number of fuel rods are inserted into a nuclear reactor, and nuclear fission in the fuel rods transfers heat to cooling water surrounding the fuel rods to form a thermal cycle. The fuel rods are the primary key to containment of fission products and are well designed to prevent them from breaking. Double and triple safety systems are in place to prevent any possible damage to the fuel rods from affecting the outside world.

【0004】上記のように燃料棒は重要な機能を果たし
ており、その健全性を常に監視しておくのが望ましい。
このため原子炉内部から排気されるガス(以下、オフガ
ス)のモニタリングが行われている。従来のガスモニタ
は、ガスが導入されるチェンバの近傍に設けられ、ガス
から出るγ線が電離箱の電流出力として検出されてい
る。
[0004] As described above, the fuel rods perform important functions, and it is desirable to constantly monitor the health of the fuel rods.
For this reason, monitoring of the gas exhausted from inside the reactor (hereinafter referred to as off-gas) is being performed. A conventional gas monitor is provided near a chamber into which a gas is introduced, and a gamma ray emitted from the gas is detected as a current output of the ionization chamber.

【0005】ところが、原子炉内での中性子の作用によ
り酸素原子が放射化され、放射性をもった13Nガスが大
量に生成される。その13Nから出る陽電子の消滅により
511keVのγ線が生ずるが、上記のガスモニタでの
検出はそれが支配的になってしまう。更に当該γ線のコ
ンプトン散乱などが観測をより困難にする。仮に燃料棒
にリークが発生し、核分裂生成物としての希ガスが発生
してもそれが微量であればそのγ線を検出するのは困難
で、よって現状のガスモニタ単体でリーク検出を行うの
は難しい。
[0005] However, oxygen atoms emitted by the action of neutrons in a nuclear reactor, 13 N gas having radioactive are mass produced. The annihilation of the positron emitted from the 13 N generates a 511-keV gamma ray, but the detection by the gas monitor becomes dominant. Furthermore, Compton scattering of the γ-rays makes observation more difficult. Even if a fuel rod leaks and noble gas as a fission product is generated, it is difficult to detect the γ-ray if the amount is small, so it is difficult to detect the leak with the current gas monitor alone. difficult.

【0006】なお、核分裂生成物としての希ガスとして
は、例えば、Xe−138、Kr−87、Kr−85、
Kr−88、Kr−85m、Xe−135、Xe−13
3、Xe−135m、Xe−137、Kr−89、Ar
−41などがあげられる。オフガス中でそれらの希ガス
成分は一般に3%程度であり、残りの97%はN−13
である。
The noble gas as a fission product includes, for example, Xe-138, Kr-87, Kr-85,
Kr-88, Kr-85m, Xe-135, Xe-13
3, Xe-135m, Xe-137, Kr-89, Ar
-41 and the like. The noble gas components in the off-gas are generally about 3%, and the remaining 97% is N-13.
It is.

【0007】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、核分裂で生成された希ガスを
13Nガスの存在下で測定することにある。
[0007] The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to remove a rare gas generated by fission.
It is to measure in the presence of 13 N gas.

【0008】また、本発明の他の目的は、希ガスをモニ
タして燃料棒の異常を判定することにある。
It is another object of the present invention to monitor a rare gas and determine an abnormality of a fuel rod.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】(1)上記目的を達成す
るために、本発明は、原子炉内部で発生したガスが導入
されるガスチェンバ近傍に設けられた放射性ガスモニタ
において、前記ガスチェンバを挟んで対向配置され、前
記ガスチェンバからのγ線を検出する一対の放射線検出
器と、前記一対の放射線検出器でγ線の同時検出が行わ
れた場合に、それを13Nから出る陽電子の消滅により生
ずる511keVのγ線とみなして検出結果から除外す
る信号処理回路と、含み、核分裂生成物である希ガスか
ら出るγ線の感度を向上させたことを特徴とする。
(1) In order to achieve the above object, the present invention provides a radioactive gas monitor provided near a gas chamber into which a gas generated inside a nuclear reactor is introduced. A pair of radiation detectors that are disposed opposite to each other and that detect γ-rays from the gas chamber; and, when simultaneous detection of γ-rays is performed by the pair of radiation detectors, the positrons emitted from 13 N are detected. It is characterized in that the signal processing circuit is regarded as 511 keV γ-rays generated by the annihilation and is excluded from the detection result, and the sensitivity of γ-rays emitted from the noble gas which is a fission product is improved.

【0010】上記構成によれば、原子炉(特に軽水炉)
内部において酸素原子の放射化により多量の13Nが生成
されても、放射性ガスとしてのオフガスの検出に当たっ
て、13Nから放出される陽電子の消滅により生ずる51
1keVのγ線を弁別検出して、検出結果から除外でき
る。すなわち、陽電子が消滅すると、2つの消滅γ線
(511keV)が互いに反対方向に飛び出すので、そ
れを互いに対向配置された一対の放射線検出装置により
検出してアンチコインシデンスを利用して511keV
のγ線を特定し、かつ除去するものである。希ガスに関
しては基本的にそのような消滅γ線は観測されないの
で、結果として希ガスの検出感度を向上できる。なお、
原子炉内部から取り出されたオフガスは、一般に原子炉
内へ再び導入される。
According to the above configuration, the nuclear reactor (particularly the light water reactor)
Even if a large amount of 13 N is generated inside by the activation of oxygen atoms, the detection of off-gas as a radioactive gas causes the positrons emitted from 13 N to be extinguished.
1 keV γ-rays can be discriminated and detected and excluded from the detection results. That is, when the positron is annihilated, the two annihilated γ-rays (511 keV) fly out in opposite directions.
Γ-rays are specified and removed. Such annihilation gamma rays are basically not observed for rare gases, and as a result, the detection sensitivity of rare gases can be improved. In addition,
The off-gas taken out of the reactor is generally re-introduced into the reactor.

【0011】(2)上記目的を達成するために、本発明
は、原子炉内部で発生したガスが導入されるガスチェン
バ近傍に設けられた放射性ガスモニタと、前記放射性ガ
スモニタからの出力信号に基づいて原子炉内部の燃料棒
の異常を監視する異常監視部と、を有する燃料棒監視装
置であって、前記放射性ガスモニタは、前記ガスチェン
バを挟んで対向配置され、前記ガスチェンバからのγ線
を検出する一対の放射線検出器と、前記一対の放射線検
出器でγ線の同時検出が行われた場合に、それを13Nか
ら出る陽電子の消滅により生ずる511keVのγ線と
みなして検出結果から除外する信号処理回路と、を含
み、前記異常監視部は、前記放射性ガスモニタからの出
力信号に基づいて核分裂生成物である希ガスの濃度を演
算する濃度演算手段と、前記希ガスの濃度に基づいて燃
料棒の異常を判定する異常判定手段と、を含むことを特
徴とする。
(2) In order to achieve the above object, the present invention provides a radioactive gas monitor provided near a gas chamber into which gas generated inside a nuclear reactor is introduced, and an output signal from the radioactive gas monitor. An abnormality monitoring unit that monitors an abnormality of a fuel rod inside the nuclear reactor, wherein the radioactive gas monitor is disposed to face the gas chamber across the gas chamber, and detects γ-rays from the gas chamber. When the simultaneous detection of γ-rays is performed by a pair of radiation detectors and the pair of radiation detectors, the detection is regarded as 511 keV γ-rays generated by annihilation of positrons emitted from 13 N and is excluded from the detection result. A signal processing circuit, wherein the abnormality monitoring unit calculates the concentration of a noble gas that is a fission product based on an output signal from the radioactive gas monitor, Characterized in that it comprises an abnormality determination means for determining abnormality of the fuel rods, the based on the concentration of the rare gas.

【0012】上記構成によれば、希ガスの濃度又は希ガ
スを構成する1又は複数の核種の濃度が測定され、その
濃度に基づいて燃料棒の異常が判定される。すなわち、
燃料棒の容器が欠損すると、その中に閉じこめられてい
た希ガスが原子炉内部へ放出されるので、それを希ガス
濃度の上昇により判定し、燃料棒の異常を間接的に判定
するものである。
According to the above configuration, the concentration of the rare gas or the concentration of one or more nuclides constituting the rare gas is measured, and the abnormality of the fuel rod is determined based on the measured concentration. That is,
When the fuel rod container is damaged, the noble gas trapped in it is released into the reactor, which is determined by the increase in the concentration of the noble gas, and the abnormality of the fuel rod is determined indirectly. is there.

【0013】望ましくは、前記燃料棒監視装置は、前記
放射性ガスモニタからの出力信号に基づいて希ガスにつ
いての核種分析を行う核種分析手段と、前記核種分析結
果に従って、半減期の異なる少なくとも2つの核種の濃
度からリーク度合いを判定するリーク度合い判定手段
と、を含むことを特徴とする。燃料棒に形成された穴が
ピンホールであれば希ガス成分中において半減期の長い
核種の存在比が増加し、一方、燃料棒に形成された穴が
比較的大きいものであれば希ガス成分中において半減期
の短い核種の存在比が増加する。よって、半減期の異な
る少なくとも2つの核種の濃度比から燃料棒に形成され
た穴の大きさ(リーク度合い)を推定できる。
Preferably, the fuel rod monitoring device includes a nuclide analyzing means for performing a nuclide analysis of a rare gas based on an output signal from the radioactive gas monitor, and at least two nuclides having different half-lives according to the nuclide analysis result. And a leakage degree determining means for determining the degree of leakage from the density. If the hole formed in the fuel rod is a pinhole, the abundance ratio of nuclides with a long half-life in the rare gas component increases, while if the hole formed in the fuel rod is relatively large, the rare gas component The abundance ratio of nuclides with short half-life increases in the medium. Therefore, the size of the hole (the degree of leakage) formed in the fuel rod can be estimated from the concentration ratio of at least two nuclides having different half-lives.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】図1には、本発明に係る燃料棒監視装置の
好適な実施形態が示されており、図1はその全体構成を
示す概念図である。この燃料棒監視装置は、原子炉、特
に軽水炉から出るオフガスをモニタリングし、燃料棒の
異常を検出する装置である。
FIG. 1 shows a preferred embodiment of a fuel rod monitoring device according to the present invention, and FIG. 1 is a conceptual diagram showing the entire configuration. This fuel rod monitoring device is a device that monitors off-gas emitted from a nuclear reactor, particularly a light water reactor, and detects an abnormality of the fuel rod.

【0016】図1において、原子炉から取り出されたオ
フガスは、ガス管10を介してガスチェンバ12内に導
入される。ガスチェンバ12は、オフガスの検出効率を
高めるために一定の容積を有している。ガスチェンバ1
2から排出されるオフガスは、原子炉内部へ再び導入さ
れる。
In FIG. 1, off-gas taken out of a nuclear reactor is introduced into a gas chamber 12 through a gas pipe 10. The gas chamber 12 has a certain volume in order to increase the efficiency of detecting off-gas. Gas chamber 1
The off-gas discharged from 2 is re-introduced into the reactor.

【0017】検出部14は、オフガスから出る放射線、
特にγ線を検出する手段であり、本実施形態において、
検出部14は、ガスチェンバ12を間において互いに対
向配置された第1検出器16及び第2検出器18で構成
される。第1検出器16はオフガス中の各核種からのγ
線を主として検出する検出器であり、第2検出器18は
13Nから出る陽電子の消滅により生ずるγ線を主として
検出する装置である。第1検出器16は、大別して、鉛
コリメータ20と、シンチレータ22と、光電子増倍管
24と、で構成される。一方の第2検出器18は、鉛コ
リメータ26と、シンチレータ28と、光電子増倍管3
0と、で構成される。
The detection unit 14 detects radiation emitted from the off-gas,
In particular, it is means for detecting γ-rays, and in this embodiment,
The detection unit 14 includes a first detector 16 and a second detector 18 which are arranged to face each other with the gas chamber 12 therebetween. The first detector 16 detects γ from each nuclide in the off-gas.
The second detector 18 is a detector mainly detecting a line.
This device mainly detects gamma rays generated by the annihilation of positrons emitted from 13N. The first detector 16 is roughly composed of a lead collimator 20, a scintillator 22, and a photomultiplier tube 24. One of the second detectors 18 includes a lead collimator 26, a scintillator 28, and the photomultiplier tube 3.
0.

【0018】上述したように、オフガス中において13
は97%程度存在しているので、第1検出器16におい
て単にγ線の検出を行うと、13Nから放出される陽電子
の消滅により生ずる511keVのγ線の検出が支配的
になってしまう。そこで、第1検出器16のγ線検出に
おける511keVγ線の計数効率を対向する検出器と
のアンチコインシデンスによる除去で1/100程度に
設定するのが望ましい。そのため、第2検出器18は、
できる限り13Nから出る陽電子の消滅により生ずる51
1keVのγ線を検出するため第1検出器16よりもよ
り大きな計数効率を有するように設計するのが望まし
い。
As described above, 13 N in the off-gas
Since about 97% is present, if the first detector 16 simply detects γ-rays, the detection of 511-keV γ-rays caused by annihilation of positrons emitted from 13 N becomes dominant. Therefore, it is desirable that the counting efficiency of the 511 keV γ-rays in the γ-ray detection of the first detector 16 be set to about 1/100 by the removal by anticoincidence with the opposing detector. Therefore, the second detector 18
As much as possible due to the annihilation of positrons from 13 N
It is desirable to design so as to have a larger counting efficiency than the first detector 16 for detecting 1 keV γ-rays.

【0019】第1検出器16において、鉛コリメータ2
0は円筒形状を有しており、その内部空洞にはシンチレ
ータ22及び光電子増倍管24が配置されている。シン
チレータ22としては2インチ×2インチ程度の大きさ
をもったNaIシンチレータ等を用いることができる。
シンチレータ22内部にγ線が入射すると、そこで光子
が発生し、それが光電子増倍管24にて検出される。
In the first detector 16, the lead collimator 2
Numeral 0 has a cylindrical shape, and a scintillator 22 and a photomultiplier tube 24 are arranged in an inner cavity thereof. As the scintillator 22, a NaI scintillator having a size of about 2 inches × 2 inches can be used.
When gamma rays enter the scintillator 22, photons are generated there, and the photons are detected by the photomultiplier tube 24.

【0020】第2検出器18において、円筒形状の鉛コ
リメータ26の内部空洞内にはシンチレータ28と光電
子増倍管30が配置されている。シンチレータ28は、
例えばNaI、CsI、BGOのような無機シンチレー
タが用いられ、あるいはプラスチックシンチレータが用
いられる。この場合、無機シンチレータとしては10〜
15センチメートル程度の深さをもたせるのが望まし
く、プラスチックシンチレータを用いる場合、50セン
チメートルぐらいの深さをもたせるのが望ましい。例え
ば、シンチレータ28としては4インチ×3インチの大
きさを持ったCsIシンチレータを用いるのが望まし
い。
In the second detector 18, a scintillator 28 and a photomultiplier tube 30 are arranged in an internal cavity of a cylindrical lead collimator 26. The scintillator 28
For example, an inorganic scintillator such as NaI, CsI, or BGO is used, or a plastic scintillator is used. In this case, as the inorganic scintillator, 10
It is desirable to have a depth of about 15 cm, and when using a plastic scintillator, it is desirable to have a depth of about 50 cm. For example, it is desirable to use a CsI scintillator having a size of 4 inches × 3 inches as the scintillator 28.

【0021】いずれにしても第1検出器16において
は、上述した511keVのγ線によるパイルアップ等
を考慮して広いエネルギー範囲に渡ってγ線の検出が行
われるように設計する必要があり、一方、第2検出器1
8においては上記の511keVのγ線をできる限り検
出するように検出器を構成するのが好ましい。
In any case, the first detector 16 needs to be designed to detect γ-rays over a wide energy range in consideration of the pile-up by 511 keV γ-rays described above. On the other hand, the second detector 1
In 8, it is preferable to configure the detector to detect the 511 keV γ-rays as much as possible.

【0022】高電圧電源32は、光電子増倍管24に対
して高電圧の電源を供給する装置である。光電子増倍管
24から出力される検出パルスは、アンプ34によって
増幅された後に波高弁別器36に入力され、一定の波高
値以上の検出パルスのみが抽出される。その抽出された
検出パルスは逆同時計数部40に入力される。一方、高
電圧電源42は、光電子増倍管30に対して高電圧を供
給している。光電子増倍管30から出力される検出パル
スは、アンプ44によって増幅された後に、波高弁別器
46に送られ、そこで一定波高値以上の検出パルスが抽
出されている。
The high voltage power supply 32 is a device for supplying a high voltage power to the photomultiplier tube 24. The detection pulse output from the photomultiplier tube 24 is amplified by the amplifier 34 and then input to the pulse height discriminator 36, and only the detection pulse having a certain peak value or more is extracted. The extracted detection pulse is input to the inverse coincidence unit 40. On the other hand, the high voltage power supply 42 supplies a high voltage to the photomultiplier tube 30. The detection pulse output from the photomultiplier tube 30 is amplified by an amplifier 44, and then sent to a pulse height discriminator 46, where a detection pulse having a certain peak value or more is extracted.

【0023】逆同時計数部40は、アンチコインシデン
スを実行する回路であり、第1検出器16から出力され
る検出パルスと第2検出器18から出力される検出パル
スが同時に入力された場合、それを計数対象から除外す
る回路である。上述したように、13Nから放出された陽
電子が消滅すると、互いに反対方向に2つの消滅γ線
(511keV)が生じ、それらがそれぞれ第1検出器
16及び第2検出器18で検出されると、この逆同時計
数部40によって当該γ線が特定排除される。
The inverse coincidence unit 40 is a circuit for executing anti-coincidence. When the detection pulse output from the first detector 16 and the detection pulse output from the second detector 18 are input simultaneously, Is excluded from the counting. As described above, when the positron emitted from 13 N is annihilated, two annihilation γ-rays (511 keV) are generated in opposite directions, and these are detected by the first detector 16 and the second detector 18, respectively. The inverse coincidence unit 40 specifically excludes the γ-rays.

【0024】よって、逆同時計数部40から13N以外の
核種に対応した検出パルスが出力され、それがA/D変
換器50においてデジタル信号に変換される。スペクト
ル測定部52では、各エネルギーごとに検出パルスの個
数をカウントすることによってエネルギースペクトルを
測定する。
Therefore, a detection pulse corresponding to a nuclide other than 13 N is output from the inverse coincidence unit 40, and the detection pulse is converted into a digital signal in the A / D converter 50. The spectrum measuring unit 52 measures an energy spectrum by counting the number of detection pulses for each energy.

【0025】演算部54は、測定されたスペクトルに基
づき、各核種ごとの濃度を演算する回路である。その演
算結果が表示部58に送られており、各核種の濃度が表
示部58に表示される。例えば、オフガス中に含まれる
希ガスXe−138,Kr−87,Kr−88,Ar−
41,Kr−85m,Xe−135,Xe−135m,
Xe−133,Xe−137,Kr−89等の濃度が表
示される。
The calculating section 54 is a circuit for calculating the concentration of each nuclide based on the measured spectrum. The calculation result is sent to the display unit 58, and the concentration of each nuclide is displayed on the display unit 58. For example, the rare gases Xe-138, Kr-87, Kr-88, and Ar-
41, Kr-85m, Xe-135, Xe-135m,
The concentrations of Xe-133, Xe-137, Kr-89, etc. are displayed.

【0026】判定部56は、本実施形態においてオフガ
ス中に含まれる希ガスの濃度あるいは希ガス中の1又は
複数の核種の濃度に基づき燃料棒の異常を判定する機能
と、互いに異なる2つの半減期をもった少なくとも2つ
の核種の濃度比に基づき燃料棒に形成された孔の大きさ
を推定する機能と、を有している。すなわち、燃料棒に
欠損が生じ、その結果、燃料棒内に閉じ込められていた
核分裂生成物としての希ガスがオフガス中に現れた場
合、希ガスの濃度が上昇するため、それを検出して、結
果として燃料棒の異常を判定するものである。また、燃
料棒に形成された孔が比較的小さな孔であれば比較的半
減期の長い核種の濃度が相対的に上昇し、一方、燃料棒
に形成された孔が比較的大きなものであれば比較的短い
半減期の核種の濃度が上昇する。そこで、そのような性
質を利用して半減期の差に基づく濃度比にしたがってリ
ークの度合いを判定する。
The determination unit 56 has a function of determining an abnormality of the fuel rod based on the concentration of the rare gas contained in the off-gas or the concentration of one or more nuclides in the rare gas in the present embodiment, and two different halving methods. A function of estimating the size of a hole formed in the fuel rod based on the concentration ratio of at least two nuclides having a period. In other words, when a defect occurs in the fuel rod, and as a result, a rare gas as a fission product confined in the fuel rod appears in the offgas, the concentration of the rare gas increases, so that it is detected. As a result, the abnormality of the fuel rod is determined. Also, if the holes formed in the fuel rods are relatively small, the concentration of nuclides having a relatively long half-life will increase relatively, while if the holes formed in the fuel rods are relatively large, The concentration of nuclides with a relatively short half-life increases. Therefore, utilizing such properties, the degree of leakage is determined according to the concentration ratio based on the difference in half-life.

【0027】したがって、表示部58には、上述したよ
うに各核種の濃度が表示され、これと共に必要に応じて
アラームやリークの度合い等を表す数値が表示されるこ
とになる。なお、リークの度合い判定にあたっては、で
きる限り半減期が異なる少なくとも2つの核種の濃度を
比較するのが望ましい。また、ガスチェンバ12へのオ
フガスの導入に当たってオフガス中の蒸気等を除去する
ために除湿剤等を設けるのが望ましい。
Accordingly, the concentration of each nuclide is displayed on the display section 58 as described above, and a numerical value representing the alarm, the degree of leak, and the like is displayed as necessary. In determining the degree of leakage, it is desirable to compare the concentrations of at least two nuclides having different half-lives as much as possible. When introducing the off-gas into the gas chamber 12, it is desirable to provide a dehumidifying agent or the like in order to remove vapor or the like in the off-gas.

【0028】上記構成によれば、13Nの消滅γ線という
特有の性質を利用してアンチコインシデンスにより当該
13Nの影響を排除して希ガスのみを高感度に検出するこ
とが可能である。
According to the above configuration, the characteristic of 13 N annihilation γ-ray is utilized to perform the anti-coincidence.
It is possible to detect only the rare gas with high sensitivity by eliminating the influence of 13 N.

【0029】図2には、図1に示した検出部14の構成
例が示されている。円筒形のガスチャンバ12の両側に
は第1検出器16及び第2検出器18が設けられる。鉛
コリメータ20の空洞内にはシンチレータ22及び光電
子増倍管24が配置され、一方、鉛コリメータ26の内
部にはシンチレータ28及び光電子増倍管30が配置さ
れる。ここで、上述したように、第1検出器16は13
から放出される陽電子の消滅により生ずる511keV
のγ線の影響を極力低減するため、鉛コリメータ20の
γ線入射開口の大きさが小さく設定されている。一方、
第2検出器18においては、上述の511keVのγ線
の検出効率を高めるため、鉛コリメータ26のγ線入射
開口の大きさが大きく設定されている。
FIG. 2 shows a configuration example of the detection unit 14 shown in FIG. A first detector 16 and a second detector 18 are provided on both sides of the cylindrical gas chamber 12. A scintillator 22 and a photomultiplier tube 24 are arranged in the cavity of the lead collimator 20, while a scintillator 28 and a photomultiplier tube 30 are arranged inside the lead collimator 26. Here, as described above, the first detector 16 outputs 13 N
511 keV caused by the annihilation of positrons emitted from
In order to minimize the influence of the γ-ray, the size of the γ-ray entrance aperture of the lead collimator 20 is set to be small. on the other hand,
In the second detector 18, the size of the γ-ray entrance aperture of the lead collimator 26 is set to be large in order to increase the detection efficiency of the above-mentioned 511 keV γ-ray.

【0030】図3には、図1に示した演算部54及びそ
の判定部56の動作がフローチャートとして示されてい
る。S101では、測定されたスペクトルに基づき各核
種ごとの濃度が演算される。S102では、判定部56
において希ガス濃度あるいは1又は複数の核種の濃度に
基づき燃料棒の異常が判定される。S103では、判定
部56により、互いに異なる半減期を有する少なくとも
2つの核種の濃度比に基づきリーク度合いが判定され
る。
FIG. 3 is a flow chart showing the operation of the arithmetic unit 54 and its judging unit 56 shown in FIG. In S101, the concentration of each nuclide is calculated based on the measured spectrum. In S102, the determination unit 56
In the above, abnormality of the fuel rod is determined based on the rare gas concentration or the concentration of one or more nuclides. In S103, the determination unit 56 determines the degree of leakage based on the concentration ratio of at least two nuclides having different half-lives.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
核分裂で生成された希ガスを13Nガスの存在下で高感度
測定することができる。よって、本発明によれば、燃料
棒の異常などを的確に判定することができる。
As described above, according to the present invention,
The noble gas generated by fission can be measured with high sensitivity in the presence of 13 N gas. Therefore, according to the present invention, it is possible to accurately determine the abnormality of the fuel rod and the like.

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

【図1】 本発明に係る燃料棒監視装置の好適な実施形
態を示す概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a preferred embodiment of a fuel rod monitoring device according to the present invention.

【図2】 検出部の具体的な構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a specific configuration example of a detection unit.

【図3】 演算部及び判定部の動作を示すフローチャー
トである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating operations of a calculation unit and a determination unit.

【符号の説明】 12 ガスチェンバ、14 検出部、16 第1検出
器、18 第2検出器、20 鉛コリメータ、22 シ
ンチレータ、24 光電子増倍管、26 鉛コリメー
タ、28 シンチレータ、30 光電子増倍管、40
逆同時計数部、52スペクトル測定部、54 演算部、
56 判定部。
[Description of Signs] 12 gas chamber, 14 detector, 16 first detector, 18 second detector, 20 lead collimator, 22 scintillator, 24 photomultiplier tube, 26 lead collimator, 28 scintillator, 30 photomultiplier tube , 40
Inverse coincidence unit, 52 spectrum measurement unit, 54 operation unit,
56 Judgment unit.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原子炉内部で発生したガスが導入される
ガスチェンバ近傍に設けられた放射性ガスモニタにおい
て、 前記ガスチェンバを挟んで対向配置され、前記ガスチェ
ンバからのγ線を検出する一対の放射線検出器と、 前記一対の放射線検出器でγ線の同時検出が行われた場
合に、それを13Nから出る陽電子の消滅により生ずる5
11keVのγ線とみなして検出結果から除外する信号
処理回路と、 を含み、 核分裂生成物である希ガスから出るγ線の感度を向上さ
せたことを特徴とする放射性ガスモニタ。
1. A radioactive gas monitor provided near a gas chamber into which a gas generated inside a nuclear reactor is introduced, wherein a pair of radiations which are opposed to each other with the gas chamber interposed therebetween and detect γ-rays from the gas chamber. When simultaneous detection of γ-rays is performed by the detector and the pair of radiation detectors, the detection is performed by annihilation of positrons emitted from 13 N.
A signal processing circuit which regards as 11 keV γ-rays and excludes the detection results from the detection results, and wherein the sensitivity of γ-rays emitted from a noble gas as a fission product is improved.
【請求項2】 原子炉内部で発生したガスが導入される
ガスチェンバ近傍に設けられた放射性ガスモニタと、 前記放射性ガスモニタからの出力信号に基づいて原子炉
内部の燃料棒の異常を監視する異常監視部と、 を有する燃料棒監視装置であって、 前記放射性ガスモニタは、 前記ガスチェンバを挟んで対向配置され、前記ガスチェ
ンバからのγ線を検出する一対の放射線検出器と、 前記一対の放射線検出器でγ線の同時検出が行われた場
合に、それを13Nから出る陽電子の消滅により生ずる5
11keVのγ線とみなして検出結果から除外する信号
処理回路と、 を含み、 前記異常監視部は、 前記放射性ガスモニタからの出力信号に基づいて核分裂
生成物である希ガスの濃度を演算する濃度演算手段と、 前記希ガスの濃度に基づいて燃料棒の異常を判定する異
常判定手段と、 を含むことを特徴とする燃料棒監視装置。
2. A radioactive gas monitor provided in the vicinity of a gas chamber into which gas generated inside the nuclear reactor is introduced, and an abnormality monitor for monitoring an abnormality of a fuel rod inside the nuclear reactor based on an output signal from the radioactive gas monitor. A fuel rod monitoring device comprising: a pair of radiation detectors, wherein the radioactive gas monitor is disposed opposite to the gas chamber, and detects a γ ray from the gas chamber; and the pair of radiation detection devices. When simultaneous detection of γ-rays is performed by the detector, it is caused by the annihilation of positrons emitted from 13 N.
A signal processing circuit that considers it as 11 keV γ-rays and excludes it from the detection result, wherein the abnormality monitoring unit calculates a concentration of a noble gas that is a fission product based on an output signal from the radioactive gas monitor. A fuel rod monitoring device, comprising: means; and abnormality determination means for determining an abnormality of the fuel rod based on the concentration of the rare gas.
【請求項3】 請求項2記載の装置において、 前記燃料棒監視装置は、 前記放射性ガスモニタからの出力信号に基づいて希ガス
についての核種分析を行う核種分析手段と、 前記核種分析結果に従って、半減期の異なる少なくとも
2つの核種の濃度からリーク度合いを判定するリーク度
合い判定手段と、 を含むことを特徴とする燃料棒監視装置。
3. The apparatus according to claim 2, wherein the fuel rod monitoring device is configured to perform a nuclide analysis of a noble gas based on an output signal from the radioactive gas monitor, and to reduce the nuclide in half according to the nuclide analysis result. A fuel rod monitoring device, comprising: a leak level determining means for determining a leak level from concentrations of at least two nuclides having different periods.
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