JPS592880B2 - 標識ガス放出素子 - Google Patents
標識ガス放出素子Info
- Publication number
- JPS592880B2 JPS592880B2 JP53077240A JP7724078A JPS592880B2 JP S592880 B2 JPS592880 B2 JP S592880B2 JP 53077240 A JP53077240 A JP 53077240A JP 7724078 A JP7724078 A JP 7724078A JP S592880 B2 JPS592880 B2 JP S592880B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- marker
- marker gas
- nuclear fuel
- metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
- G21C17/02—Devices or arrangements for monitoring coolant or moderator
- G21C17/04—Detecting burst slugs
- G21C17/048—Detecting burst slugs characterised by a special construction of fuel elements, e.g. by a confined "tracer"
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、核燃料棒に封入して用いられる破損燃料検出
用の標識ガス放出素子に関し、更に詳しくは標識ガスを
金属製の薄い注入基体に注入保持させるようにした標識
ガス放出素子に関する。
用の標識ガス放出素子に関し、更に詳しくは標識ガスを
金属製の薄い注入基体に注入保持させるようにした標識
ガス放出素子に関する。
燃料破損を検出する方法として、標識ガス（タグガス、
即ち目印となるガス）によって核燃料棒を分類し、外部
に設備された検知装置によって標識ガスの漏洩、即ち核
燃料棒の被覆管の破損を感知し、かつ破損燃料棒を含む
核燃料集合体を特定する方法、所謂タギング（ｔａｇｇ
ｉｎｇ）法がある（例えば、特開昭５Ｏ−１１５５６）
。
即ち目印となるガス）によって核燃料棒を分類し、外部
に設備された検知装置によって標識ガスの漏洩、即ち核
燃料棒の被覆管の破損を感知し、かつ破損燃料棒を含む
核燃料集合体を特定する方法、所謂タギング（ｔａｇｇ
ｉｎｇ）法がある（例えば、特開昭５Ｏ−１１５５６）
。
標識ガスを核燃料棒内に導入する方法としては、標識ガ
スをカプセル内に封入し、核燃料棒を組立、密封した後
に標識ガスを解放充満させるものがある。
スをカプセル内に封入し、核燃料棒を組立、密封した後
に標識ガスを解放充満させるものがある。
例えば、特開昭４９−５０３９１号公報にみられるよう
に、標識ガスを難融物質で形成されたカプセルに入れて
各燃料棒の中に配置し、該カプセルは原子炉内の燃料棒
操作温度よりも低い融点を有する易融シールによって遮
断された通路を有し、この通路を経て標識ガスが燃料棒
内に解放されるようにしたものである。
に、標識ガスを難融物質で形成されたカプセルに入れて
各燃料棒の中に配置し、該カプセルは原子炉内の燃料棒
操作温度よりも低い融点を有する易融シールによって遮
断された通路を有し、この通路を経て標識ガスが燃料棒
内に解放されるようにしたものである。
しかし、このような従来の標識ガス放出素子は、カプセ
ルの構造が複雑で製造が難しいこと、所要容積が大きく
核燃料棒の設計上不都合があること、などの欠点がある
。
ルの構造が複雑で製造が難しいこと、所要容積が大きく
核燃料棒の設計上不都合があること、などの欠点がある
。
本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、構造簡単で製造容易であり、かつ小型化でき、核燃料
棒設計上の制約を軽減することのできるような標識ガス
放出素子を提供することにある。
、構造簡単で製造容易であり、かつ小型化でき、核燃料
棒設計上の制約を軽減することのできるような標識ガス
放出素子を提供することにある。
即ち本発明は、金属製の薄い注入基体に希ガスからなる
標識ガスを注入させてなる破損燃料検出用の標識ガス放
出素子である。
標識ガスを注入させてなる破損燃料検出用の標識ガス放
出素子である。
本発明において、金属製注入基体としては、チタン、ア
ルミニウム、ジルコニウム、ニッケル、ステンレス鋼等
の金属あるいは合金、これらの金属や合金の薄膜等を用
いることができる。
ルミニウム、ジルコニウム、ニッケル、ステンレス鋼等
の金属あるいは合金、これらの金属や合金の薄膜等を用
いることができる。
また、標識ガスとしては、キセノン、クリプトン、ネオ
ン、ヘリウム等の希ガス（同位体を含む）を単独で、あ
るいはそれらを所定の混合比で混合したものでよい。
ン、ヘリウム等の希ガス（同位体を含む）を単独で、あ
るいはそれらを所定の混合比で混合したものでよい。
更に、標識ガスの金属製注入基体への注入は、イオン注
入、高圧拡散注入、加熱拡散注入など、またはそれらの
組合せによって行うことができる。
入、高圧拡散注入、加熱拡散注入など、またはそれらの
組合せによって行うことができる。
以下、図面に基づき本発明について詳述する。
第１図は本発明に係る標識ガス放出素子の一実施例を示
している。
している。
標識ガス放出素子１は、円形薄板２を多層に積層密着し
た構造であって、該円形薄板２は注入基体３０表面に標
識ガス注入層４を形成したものである。
た構造であって、該円形薄板２は注入基体３０表面に標
識ガス注入層４を形成したものである。
注入基体３としては、例えハチタン、アルミニウム、ジ
ルコニウム、二ッケル、ステンレス鋼等の金属またはこ
れらの合金、もしくはこれら金属あるいは合金をメッキ
、蒸着、爆着、イオンブレーティングその他の方法によ
り同種または異種の金属その他の固体の表面に形成した
金属薄膜等を用いることができる。
ルコニウム、二ッケル、ステンレス鋼等の金属またはこ
れらの合金、もしくはこれら金属あるいは合金をメッキ
、蒸着、爆着、イオンブレーティングその他の方法によ
り同種または異種の金属その他の固体の表面に形成した
金属薄膜等を用いることができる。
標識ガスは、キセノン、クリプトン、ネオン、ヘリウム
等の希ガスの同位体２種以上の組合せで構成されるが、
それぞれ単独ガスでも、あるいは所定の混合比をもった
混合カスでもよい。
等の希ガスの同位体２種以上の組合せで構成されるが、
それぞれ単独ガスでも、あるいは所定の混合比をもった
混合カスでもよい。
次に、注入方法としては、イオン注入、高圧拡散注入、
加熱拡散注入等の方法、あるいはこれらを組合せた方法
を採用することができる。
加熱拡散注入等の方法、あるいはこれらを組合せた方法
を採用することができる。
注入基体として金属薄膜を用いると、膜厚を自由に決定
できる利点がある。
できる利点がある。
この場合、蒸着法、イオンブレーティング法を用いると
、真空装置、イオン発生装置をイオン注入法と共用でき
るので好都合である。
、真空装置、イオン発生装置をイオン注入法と共用でき
るので好都合である。
またメッキ法とイオンブレーティング法によるときは非
晶質金属薄膜ができる。
晶質金属薄膜ができる。
更に、薄膜製作と標識ガス注入の操作を交互に連続して
数回繰り返してカス注入基金属膜を積み重ねていっても
よい。
数回繰り返してカス注入基金属膜を積み重ねていっても
よい。
注入法としては、イオン注入法が最適である。
これは、標識ガスを低圧気体放電などの電離方法により
イオン化し、電界によりイオンを加速し、固体に注入保
持させるものであり、金属原子との比率で最高約５０％
程度まで注入することが可能であり、注入量が他法に比
較してはるかに犬だからである。
イオン化し、電界によりイオンを加速し、固体に注入保
持させるものであり、金属原子との比率で最高約５０％
程度まで注入することが可能であり、注入量が他法に比
較してはるかに犬だからである。
更に具体的に述べると、クリプトン−８４を５０ＫｅＶ
で加速してアルミニウムにイオン注入した場合、面密度
で１×１０１７個／Ｃａまで注入できる。
で加速してアルミニウムにイオン注入した場合、面密度
で１×１０１７個／Ｃａまで注入できる。
従って、直径５ｍｍ厚さ６μのアルミニウム箔を用いる
と、２７４０層で５．４×１０１９個のクリプトン、即
ち０℃、１気圧で２ｍｌのクリプトンが保持され、標識
ガス放出素子の高さは約１６朋となり、保持されたクリ
プトンは約３４０℃以上で放出される。
と、２７４０層で５．４×１０１９個のクリプトン、即
ち０℃、１気圧で２ｍｌのクリプトンが保持され、標識
ガス放出素子の高さは約１６朋となり、保持されたクリ
プトンは約３４０℃以上で放出される。
それ故、第２図に示すように、核燃料棒１０のガスプレ
ナム１１の中にこの標識ガス放出素子１を装着しておけ
ば、高速炉の運転温度で標識ガスが放出され、核燃料棒
１０の内部に充満させることができる。
ナム１１の中にこの標識ガス放出素子１を装着しておけ
ば、高速炉の運転温度で標識ガスが放出され、核燃料棒
１０の内部に充満させることができる。
なお、同図において、１２は下部端栓、１３は被覆管、
１４は上部端栓、１５は核燃料ペレット、１６はプレナ
ムスプリングである。
１４は上部端栓、１５は核燃料ペレット、１６はプレナ
ムスプリングである。
標識ガスの放出は、原子炉運転状態での熱拡散放出、注
入基体金属の溶融や放射線等の作用による放出機構、あ
るいはこのような様々な放出機構の組合せを利用できる
。
入基体金属の溶融や放射線等の作用による放出機構、あ
るいはこのような様々な放出機構の組合せを利用できる
。
第３図は本発明の他の実施例を示す断面図である。
標識ガスを注入基体金属の溶融により放出する場合、あ
るいは注入基体と核燃料ペレットとの両立性が良くない
場合には、難溶性あるいは核燃料ペレットと両立性のよ
い金属からなる円筒体５０両端に、それらと同質で多孔
質の壁６でカプセルを構成し、該カプセルの中に第１図
で述べたような円形薄板２の積層体を挿入する。
るいは注入基体と核燃料ペレットとの両立性が良くない
場合には、難溶性あるいは核燃料ペレットと両立性のよ
い金属からなる円筒体５０両端に、それらと同質で多孔
質の壁６でカプセルを構成し、該カプセルの中に第１図
で述べたような円形薄板２の積層体を挿入する。
一般に、標識ガスの保持量は、注入基体の表面積に比例
するから、上記各実施例のように、多層状とすると保持
量が多く、有利である。
するから、上記各実施例のように、多層状とすると保持
量が多く、有利である。
しかし、必ずしも多層にする必要はなく、機能により形
状、寸法を任意に変更できる。
状、寸法を任意に変更できる。
例えば、第４図に示すように、核燃料ペレット１５０表
面に金属被膜１７を設け、その金属被膜１７を注入基体
とし、その外表面に標識ガスを注入することもできる。
面に金属被膜１７を設け、その金属被膜１７を注入基体
とし、その外表面に標識ガスを注入することもできる。
あるいは第５図に示すように、外表面に標識ガスを注入
した金属箔１８を核燃料ペレット１５の外表面に渦巻状
に巻付けてもよい。
した金属箔１８を核燃料ペレット１５の外表面に渦巻状
に巻付けてもよい。
本発明によれば、標識ガスは金属製の薄い注入基体に保
持されており、その解放は専ら金属製注入基体で特定さ
れる温度に依存するため、構造は簡単で製造容易である
。
持されており、その解放は専ら金属製注入基体で特定さ
れる温度に依存するため、構造は簡単で製造容易である
。
また、標識ガスは、金属製注入基体内で実質的に加圧状
態で存在するから、金属製注入基体の容積を要しても、
全体としては小型化でき、核燃料棒設計上の制約が軽減
され、技術的困難を克服できるしく例えば、ガスプレナ
ムのデッドスペースを小さくできる）、同時に堅牢でか
つ操作性が良好であり、標識ガス解放の確実性も高い。
態で存在するから、金属製注入基体の容積を要しても、
全体としては小型化でき、核燃料棒設計上の制約が軽減
され、技術的困難を克服できるしく例えば、ガスプレナ
ムのデッドスペースを小さくできる）、同時に堅牢でか
つ操作性が良好であり、標識ガス解放の確実性も高い。
単なる物理吸着と異なるので製造・保存時に他のガスで
置換されてしまう可能性がなく、取扱いや保存が容易で
ある。
置換されてしまう可能性がなく、取扱いや保存が容易で
ある。
更には、多種の標識ガスをそれぞれの成分の保持固体を
単位として任意に組合せることができ、識別も容易で、
タギング法の適用範囲を増大できる等、様々なすぐれた
効果を奏しうるものである。
単位として任意に組合せることができ、識別も容易で、
タギング法の適用範囲を増大できる等、様々なすぐれた
効果を奏しうるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る標識ガス放出素子の一実施例を示
す断面図、第２図は第１図の標識ガス放出素子を装着し
た核燃料棒の断面図、第３図は本発明の他の実施例を示
す断面図、第４図、第５図はそれぞれ本発明の更に他の
実施例の説明図である。 １・・・・・・標識ガス放出素子、２・・・・・・円形
薄板、３・・・・・・注入基体、４・・・・・・標識ガ
ス注入層、５・・・・・・円筒体、６・・・・・・多孔
質の壁、１５・・・・・・核燃料ペレット、１７・・・
・・・金属被膜、１８・・・・・・金属箔。
す断面図、第２図は第１図の標識ガス放出素子を装着し
た核燃料棒の断面図、第３図は本発明の他の実施例を示
す断面図、第４図、第５図はそれぞれ本発明の更に他の
実施例の説明図である。 １・・・・・・標識ガス放出素子、２・・・・・・円形
薄板、３・・・・・・注入基体、４・・・・・・標識ガ
ス注入層、５・・・・・・円筒体、６・・・・・・多孔
質の壁、１５・・・・・・核燃料ペレット、１７・・・
・・・金属被膜、１８・・・・・・金属箔。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 金属製の薄い注入基体に希ガスからなる標識ガスを
注入させてなる破損燃料検出用の標識ガス放出素子。 ２ 金属製の薄い注入基体が金属薄膜である特許請求の
範囲第１項記載の標識ガス放出素子。 ３ 標識ガスがキセノンの安定同位体、クリプトンの安
定同位体またはそれらの混合物である特許請求の範囲第
１項記載の素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53077240A JPS592880B2 (ja) | 1978-06-26 | 1978-06-26 | 標識ガス放出素子 |
| US06/047,774 US4495141A (en) | 1978-06-26 | 1979-06-12 | Tagging gas releasing element |
| FR7916038A FR2430068B1 (fr) | 1978-06-26 | 1979-06-22 | Element degageant un gaz de marquage |
| DE2925755A DE2925755C2 (de) | 1978-06-26 | 1979-06-26 | Bauelement für einen Kernbrennstoffstab |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53077240A JPS592880B2 (ja) | 1978-06-26 | 1978-06-26 | 標識ガス放出素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS554544A JPS554544A (en) | 1980-01-14 |
| JPS592880B2 true JPS592880B2 (ja) | 1984-01-20 |
Family
ID=13628331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53077240A Expired JPS592880B2 (ja) | 1978-06-26 | 1978-06-26 | 標識ガス放出素子 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4495141A (ja) |
| JP (1) | JPS592880B2 (ja) |
| DE (1) | DE2925755C2 (ja) |
| FR (1) | FR2430068B1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55101893A (en) * | 1979-01-31 | 1980-08-04 | Tokyo Shibaura Electric Co | Nuclear fuel rod |
| US4657729A (en) * | 1984-06-19 | 1987-04-14 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Solid tags for identifying failed reactor components |
| US5892804A (en) * | 1997-12-02 | 1999-04-06 | The United States Of America As Represented By The Department Of Energy | One-way implodable tag capsule with hemispherical beaded end cap for LWR fuel manufacturing |
| JP2011247604A (ja) * | 2010-05-24 | 2011-12-08 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 沸騰水型原子力プラント及びタービン系の線量低減方法 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL41681C (ja) * | 1931-10-22 | |||
| GB710418A (en) * | 1951-05-11 | 1954-06-09 | Gen Electric Co Ltd | Improvements in or relating to gas-filled electric discharge devices |
| GB897145A (en) * | 1960-01-19 | 1962-05-23 | Atomic Energy Authority Uk | Improvements in or relating to fuel elements for nuclear reactors |
| GB989393A (en) * | 1962-11-20 | 1965-04-14 | Atomic Energy Authority Uk | Improvements in or relating to nuclear reactor fuel elements |
| GB1112386A (en) * | 1964-09-21 | 1968-05-01 | Atomic Energy Authority Uk | Improvements in or relating to nuclear reactor fuel elements |
| US4163689A (en) * | 1965-12-03 | 1979-08-07 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Vented nuclear fuel element |
| US3356585A (en) * | 1967-05-08 | 1967-12-05 | Edwin L Zebroski | Vented fuel system |
| US3632470A (en) * | 1968-05-15 | 1972-01-04 | Gen Electric | Reactor fuel leak detection |
| US3957576A (en) * | 1972-06-28 | 1976-05-18 | Commissariat A L'energie Atomique | Method for localizing fuel can failures in nuclear reactors |
| FR2191216B1 (ja) * | 1972-06-28 | 1976-01-16 | Commissariat A En Atomique Fr | |
| US3993453A (en) * | 1973-05-09 | 1976-11-23 | General Electric Company | Getter for nuclear fuel elements |
| US3964967A (en) * | 1973-10-03 | 1976-06-22 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Tag gas capsule with magnetic piercing device |
| JPS51148193A (en) * | 1975-06-13 | 1976-12-20 | Toshiba Corp | A nuclear fuel element |
| DE2610046A1 (de) * | 1976-03-11 | 1977-09-15 | Interatom | Kapsel fuer das einbringen von markierungsstoffen in kernreaktoren |
| DE2700952C2 (de) * | 1977-01-12 | 1979-03-15 | Gesellschaft Fuer Kernenergieverwertung In Schiffbau Und Schiffahrt Mbh, 2054 Geesthacht-Tesperhude | Verfahren zur Identifikation undichter Komponenten aus einem Vielkomponentensystem |
| JPS5565194A (en) * | 1978-11-13 | 1980-05-16 | Tokyo Shibaura Electric Co | Nuclear fuel rod |
| JPS55101893A (en) * | 1979-01-31 | 1980-08-04 | Tokyo Shibaura Electric Co | Nuclear fuel rod |
-
1978
- 1978-06-26 JP JP53077240A patent/JPS592880B2/ja not_active Expired
-
1979
- 1979-06-12 US US06/047,774 patent/US4495141A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-06-22 FR FR7916038A patent/FR2430068B1/fr not_active Expired
- 1979-06-26 DE DE2925755A patent/DE2925755C2/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4495141A (en) | 1985-01-22 |
| DE2925755C2 (de) | 1985-01-10 |
| FR2430068B1 (fr) | 1986-06-20 |
| JPS554544A (en) | 1980-01-14 |
| FR2430068A1 (fr) | 1980-01-25 |
| DE2925755A1 (de) | 1980-01-10 |
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