JPS60188890A - 燃料集合体における漏洩燃料棒の探知方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に原子炉に関し、特に、複数の棒を有する
原子炉燃料集合体のうちの漏洩を発生している燃料棒を
識別もしくは同定するための方法および装置に関するも
のである。本発明による方法および装置は、燃料棒また
はかかる燃料棒によって形成されている複合燃料集合体
に対する変史を必要とすることなく現存の原子炉燃料集
合体に使用することができる。

発電に用いられている原子炉の炉心は、典型的に、水を
加熱して発電機を回転するための水蒸気を発生するよう
に適当な形態で配列された多数の燃料集合体を備えてい
る０このような燃料集合体の各々は、典皇的に、核燃料
を収納している’７９本ないしａＯＯ本にも達する燃料
棒を含んでいる。さらに、大型原子炉は、ｑ万ないし５
万本にも達する燃料棒を格納し得る。

１つの燃料集合体内の各燃料棒は、動作上、他の燃料棒
から独立しており、基本的には、典型例としてｔフィー
トないし／Ｓフィート（λ．ｌ３ｍないしａ．ｓ？ｍ）
の長さに渡り延在し直径が約Ｏ．Ｓインチ（／．λ？０
Ｉ）の金属管である。燃料棒内には、円筒状の燃料ペレ
ットの形態にある酸化ウランのような適当な核分裂性物
質が積み重ねられて配置されている。管の上端部には燃
料ペレットは存在せず，この上端部は、密閉された場合
ガスのプレナムを形成する。燃料ペレットの周囲には、
燃料の膨張、即ちスエリングを吸収するために小さい隙
間空間が設けられている。燃料棒内の核燃料は、運転中
，放射能が極めて高くなり然も燃料棒の金属管ζこよっ
て閉じ込められているに過ぎないものであるから、燃料
棒の密閉健全性を確かめるための点検方法および装置は
極めて重要である。長期に渡る運転中、燃料棒は、亀裂
、ピンホールその他の欠陥の結果として漏洩を発生し、
その結果として、冷却材が燃料棒内に侵入したり或いは
また燃料棒から放射性生成物が漏洩する事態が起り得る
。

原子炉の運転中、燃料棒から漏洩する核分裂生成ガスお
よび他の放射性物質は、原子炉の冷却系内に流入し得る
。原子炉設備の冷却材浄化系によって或る量の放射性核
分裂生成物を処理することができるが、放射能レベルは
可能な限り低く保っておくのが望ましい。

初期の燃料集合体の構造においては、個々の燃料棒は、
一体化された集合体の部分であって、燃料棒は欠陥燃料
棒の交換を非常に困難にする仕方で燃料集合体案内部の
溶接により相互に結合されていた。最近の構造によれば
、燃料集合体は、核分裂性物質が消費される前に欠陥が
生じた燃料棒を除去したり或いは新しい燃料棒と交換す
ることができるような仕方で構成されている。一般に再
構成可能な集合体と称されるこのような燃料集合体構造
によれば、燃料棒の除去および交換が容易になり、従来
、燃料棒のうちの単一の燃料棒の欠陥が原因で燃料集合
体全体の早期の取出しの結果として招来されていた相当
大きな費用が節減されることになる。

燃料集合体再構成プロセスにおける重要なステップは、
燃料棒の管もしくはクラツド（被覆）の亀裂、ピンホー
ルその他の侵入部が原因で故障もしくは欠陥を被った燃
料集合体のうちの特定の燃料棒（単数または複数）の識
別もしくは同定である。このようなプロセスにおける第
ｌのステップは７つまたは複数の漏洩燃料棒を含む燃料
集合体の識別である。この作業は、典型的審こは、原子
炉の燃料交換中に行われる。燃料交換作業中は、原子炉
は停止され、原子炉の燃料集合体は、通例、所謂「吸水
試験（ｓｉｐｐｉｎｇｔｅｓｔ）Ｊを受ける。この場合
、被験燃料集合は水で充満された貯蔵タンク内に入れら
れる。燃料集合体の燃料棒ならびに貯蔵タンク内の水は
残留崩壊により加熱する。燃料集合体が欠陥燃料棒を有
している場合には、当該燃料棒から核分裂生成物が欠陥
部を通って水中に逃げる。この水をサンプル採取するこ
とにより、燃料集合体が欠陥燃料棒を含んでいるかどう
かを決定することができる。このようなシツピング試験
（吸水試験）は、燃料集合体全体が欠陥燃料棒を有して
いるか否かに関してのみ判定を下す総括的方法であって
、欠陥の位置もしくは場所或いは欠陥の有る燃料棒自体
を識別もしくは同定することはできない。従来、単独の
燃料棒欠陥を検出し探知するために多数の方法および装
置が用いられて来ているが、このような従来の方法には
、一般に、所望の簡潔性、信頼性、速度、安全性ならび
にこのような作業の費用効率性は実現されていない。

望ましい燃料棒欠陥検出方法は、燃料、燃料棒自体また
は燃料集合体に顕著な設計変更を必要とすること無く、
欠陥燃料棒の識別もしくは同定を行う事ができるべきで
ある。言い換えるならば、燃料棒欠陥検出機構は、現存
の燃料集合体および燃料棒構造で動作することができる
のが最も望才しいことである。才た、用いられる試験装
置および方法は、燃料棒丈たは燃料集合体に対し損傷を
与えるべきではないし、また損傷の危険性を高めるよう
なものであるべきではない。さらに．燃料棒検出方法は
、欠陥燃料棒と良好な燃料棒とを容易に高い確度で識別
でき、試験を行うために燃料集合体を分解する場合でも
その分解を極力不要にし、然も、好ましくは燃料集合体
が冷却材中ζこ浸漬されている間に合理的に短時間内に
燃料集合体全体を試験することができる方法とすべきで
ある。

本発明は、燃料棒における漏洩の結果として運動したり
あるいは物理的状態またはパラメータを変える検出可能
な構造または部材を含むとか、特定の仕方で燃料棒自体
を構成することを必要とするといった燃、料棒欠陥検出
に関する従来技術とは異なるものである。このような従
来技術としては、例えば米国特許第３μ６６，６２５号
および米国特許第’１．２／７，／？Ｊ号明細書が挙げ
られる。前者の特許発明によれば、燃料棒は、故障もし
くは欠陥が生じた場合に燃料棒内で運動する磁気デバイ
スを備えている燃料棒構造が提案されている。また後者
の特許発明においては、放射プローブを燃料棒から出る
放射能を測定するために燃料棒端栓と整列する位置に下
降して燃料棒の構造的健全性の表示を与えるようにする
ために、燃料集合体のためのセル形端取付け物と組合せ
て用いられる中空構造の特殊設計の燃料棒端栓が必要と
される。これら従来技術とは対照的に、本発明は、細長
い燃料棒が燃料集合体内にほぼ平行な離間関係で配列さ
れている限りにおいて、任意標準形態の燃料棒窓よび該
燃料棒からなる燃料集合体と共に使用することができる
。

他の従来技術として、特殊な構造の燃料棒あるいは顕著
に変更された燃料集合体を必要とすることなく燃料集合
体内の漏洩している燃料棒を探知する装置および方法が
提案されている。

しかしながら、このような方法および装置は一般に、こ
の種の装置に対し上に述べたような基準を満足してはい
ない。例えば、米国特許第＃，／？Ｊ，ＫＧｊｊ号明細
書には、燃料棒に超音波を加えて燃料棒の共振応答を測
定し、その測定結果で故障燃料棒に侵入する水の表示を
与えると言う漏れ検出装置が記述されている。この方法
においては、漏れが生じている燃料棒はその下端部に冷
却水を集積していることを前提条件とするものであり、
燃料棒の下部における燃料棒の試験しか行なえない。ま
た、この種の試験は大きな燃料棒欠陥の場合には正確で
あり得るが、燃料棒内に相当量の冷却材が集積していな
い小さな棒久陥の場合には必ずしも欠陥燃料棒を検出し
得ない。また，米国特許第＃，０／６，クａｔ号および
第ｆ，０．？？，Ｊ７Ａ号各明細書には、欠陥棒から放
逐される気泡の放出を検出するための装置および方法が
記述されている。この場合、燃料棒は液体浴よりも大き
い圧力を受けるような仕方で液体浴内に配置される。そ
して、棒から放出される気泡を検出して液体浴の表面上
の気泡の位置を浴内に浸漬されている欠陥棒の位置に相
関する検知手段が設けられる。漏洩棒を識別するこの装
置の精度は、液浴中を垂直方向に浴面へと移動する気泡
ならびに相関装置の精度に依存する。燃料集合体内の隣
接する燃料棒間の横方向間隔はＯ．ＯＳインチ（Ｏ．／
コクｃＩＩＬ）ほどに小さいので、気泡検出装置の検知
精度は極めて正確でなければならず、そして冷却材表面
に到る直線路からの気泡の経路偏差で装置の信頼性は損
われる。

燃料集合体内のｌつまたは複数の燃料棒欠陥を検出する
ための従来の別の方法が米国特許第３，ｔ？ｇ，０１’
０号明細書に開示されている。この米国特許の装置は、
燃料集合体の底部にストリッピンクカス（抽出ガス）を
供給し、このガスが燃料集合体中を上方向ζこ拡散する
際に冷却材中に含有されている気相核分裂生成物を連行
するようにしている。ストリッピングガスおよび連行さ
れたガスは、そこで、燃料集合体の上部に備えられてい
るフードにより収集されて放射能に関し測定される。こ
の装置は、漏れが生じている燃料集合体を検出すること
はできるが、燃料集合体中どの燃料棒に欠陥があるかは
決定することはできない。

米国特許Ｍｑ．ｔｑコ，．７ｔ．２号明細書には、特殊
な構造の燃料棒および燃料集合体を必要とする別の漏洩
検出装置が開示されている。この構造においては、各燃
料棒に永久的に設けられた物理的漏洩検出接続部が備え
られていて、漏洩状態に関し周期的に監視が行なわれる
。この装置は、漏洩検出系を完成するために、二重壁燃
料棒構造ならびに管および孔の比較的複雑な連絡通路を
必要とし、再構成可能な燃料集合体構造ｌこは適してい
ない。

上に述べたような従来の燃料棒の漏洩を検出するための
構造および方法は、構造に要求される所望の基準の内の
種々な基準をそれぞれ個別的に満たずように構成されて
はいるが、単一の装置もしくは方法で先に述べた基準総
てを同時に満足するものはない。一般に、従来の漏れ検
出構造は非常に複雑であるかまたは高価な検知もしくは
検出設備を必要としたりあるいは信頼性が低かったり正
確でなかったり、さらに試験を行なうのに大きな時間消
費を伴なうものであった。本発明は、従来の燃料棒漏れ
検出器および燃料棒漏れ探知装置および方法の上述のよ
うな欠点の殆んどのものを効果的に克服するものである
。本発明の検出装置および方法は、現存の燃料棒あるい
は燃料集合体にいかなる設計変更をも必要とすることな
く燃料集合体の欠陥燃料棒の位置を正確に決定すること
ができ、そして燃料棒欠陥の態様あるいは場所に関する
予測や前提を行なうことなく漏洩棒を探知するために実
際的な漏れ測定方法を用いるものである。

本発明の他の原理は、燃料集合体が通常浸漬されている
原子炉設備の冷却材浴から燃料集合体を取出す必要なし
に燃料集合体の試験に採用することができる。

本発明は、単純で信頼性があり、安全で効率が良く効果
的な核燃料集合体内の漏洩燃料棒を探知するための方法
および装置を提案するものである０本発明の方法および
装置は現存の燃料集合体と共に使用することができ、試
験される燃料、燃料棒または燃料集合体に設計変更を行
なうことを必要としない◇本発明の方法および装置は、
試験される集合体のうち漏れを発生している燃料棒ある
いは無事な燃料棒のいずれにも損傷を与える危険を高め
ることなく使用することができる。本発明は、試験を実
施するために、燃料集合体の分解を必要とすることなく
、該燃料集合体内の良好な棒から漏れを発生している燃
料棒を隔離するための信頼性の高い方法を提案するもの
である。本発明の試験ブローブ装置は、原子炉設備内で
燃料集合体を動かすのに用いられる現存の構造と共に使
用することができるよう容易に適応可能である。

本発明の一実施例によれば、周囲冷却材中に放射性生成
物を漏洩している核燃料集合体の欠陥燃料棒を探知する
方法は、放射性生成物が燃料集合体の燃料棒から放出さ
れつつある燃料集合体の近似的な縦方向区分を決定し、
そして該縦方向区分で燃料棒を取巻いている冷却材を選
択的にサンプリングして、周囲冷却材中に放射性生成物
を実際に放出している燃料棒を隔離するステップを含む
。本発明においては、漏洩燃料棒を隔離するために、一
連の逐次論理試験ステップで１つまたは複数の試験プロ
ーブ部材を使用することが企図される。

本発明の試験ブローブ装置は、燃料集合体が実際にその
周囲冷却材中に核分裂性生成物を漏洩している燃料棒（
単数または複数）を含んでいるか否かを決定するのに用
いることができるが、その奸才しい適用においては、本
発明によつて試験される燃料集合体が任意の７つまたは
複数の漏洩燃料棒を含んでいることを判定した試験が予
め行なわれていることを前提とする。

したがって、漏洩燃料棒を含んでいることが知られてい
る燃料集合体の試験に際して、本発明の方法を実施する
上の第ｌのステップでは、燃料集合体内の欠陥燃料棒（
単数または複数）から放射性生成物が放出されつつある
燃料集合体の縦方向区分が決定される。本発明の一実施
例によれば、漏洩が生じている縦方向の位置もしくは場
所は、燃料集合体の複数個の縦方向に整列した区分にお
ける漏洩放射性生成物に関する試験下で燃料集合体の燃
料棒を取り巻く冷却材を採取し、試験下の冷却材がサン
プリングされた最も高い放射性生成物含量を有している
被検縦方向区分を決定することによりめられる。

本発明の一実施例においては，これは、容積試験領域を
画定する試験プローブ部材を、燃料集合体の或る縦方向
区分が該プローブ部材の容積試験領域を貫通するように
して燃料集合体と近接関係で配置することにより達成さ
れる。該容積試験領域から冷却材のサンプルを抽出し、
抽出されたザンブルの放射性生成物含量を測定すること
により、試験中の燃料集合体の縦方向区分内に燃料棒漏
洩が存在するか否かに関する判定を行なうことができる
。試験プローブを燃料集合体の縦方向に移動させて逐次
燃料集合体の隣接縦方向区分を試験することにより、燃
料集合体の漏洩燃料棒（単数または複数）からの放射性
生成物の漏洩（単数または複数）の縦方向位置（単数才
たは複数）が決定される。

燃料棒の漏洩縦方向位置が決定されたならば、漏れが生
じている燃料棒（単数または複数）そのものを、該縦方
向位置において各種燃料棒を取巻いている冷却材を選択
的にサンプリングし、燃料集合体を構成する前記燃料棒
の断面マＩ−ＩＪツクスにおける漏洩燃料棒の正確な座
標をめることにより決定する。本発明の一実施例によれ
ば，燃料集合体の漏れが生じていると判定された縦方向
区分で、燃料棒を取巻く冷却材を選択的Ｃこサンプリン
グする段階において、上記燃料棒マトリックスを識別可
能な燃料棒の下位マトリックスもしくはサブマトリック
スに分割し、該サブマトリックス内の燃料棒を論理的な
仕方で放射性生成物に関してサンプリングして、論理的
に、漏洩している燃料棒（単数または複数）を隔離する
ことが行なわれる。本発明の一実施例によれば、このサ
ンプル試験は、漏洩燃料棒を含む燃料棒マｌ−ＩＪック
スの象限を最初に隔離し、しかる後に同定もしくは識別
された象限を燃料棒の秩序化された群に再分割して、こ
れら燃料棒群を取巻く冷却材を系統的に採取して漏洩し
ている燃料棒を隔離するように実行される。

本発明の一実施例によれば、燃料棒マＩ−’Ｊツクスを
サブマトリックスに再分割する段階は、マトリックス内
の燃料棒の隣接列間に／つ談たは複数の邪魔板部材を選
択的に挿入して１つのサブマトリックス内の燃料棒の外
部環境を隣接のサブマトリックスの外部環境から分離す
ることを含む。

本発明によれば、燃料集合体内の漏洩燃料棒の位置を探
知する方法ばかりではなく、試験を実行するための試験
プローブ装置が提案される。

本発明の一実施例によれば、この試験プローブ装置は、
第ｌおよび第一の端間で縦方向に延在し第ｌの端でコレ
クタ（捕集部材）により連結されて邪魔板と該コレクタ
との間に画定される容積もしくはスペースが容積試験領
域を形成するようにした一対の対向する邪魔板を有する
。

コレクタは、容積試験領域から取出される液相冷却材を
収集するように構成される。邪魔板およびコレクタを有
するプローブ構造は、邪魔板が燃料集合体の７つまたは
複数の燃料棒の両側で側方向に突出して、燃料集合体の
１つまたは複数の燃料棒の縦方向区分が選択的にプロー
ブ装置の容積試験領域内に位置出しされるように、核燃
料棒集合体と動作上整列もしくは整合するように構成さ
れる。試験プローブ装置はまた、容積試験領域からコレ
クタを介して液相冷却材を取出すための手段ならびにコ
レクタを介して抽出された冷却材サンプルの放射性生成
物含量を測定するための手段を備えることができる。

また、試験プローブ装置は、該装置に動作上連結されて
試験プローブを動かし，それにより容積試験領域を燃料
集合体の燃料棒に対し縦方向および横方向に運動させて
、任意時点で容積試験領域内に配置すべき燃料棒を選択
するための手段をも備えることができる。

本発明の好ましい応用例においては、複数個の試験ブロ
ープを用いて、燃料集合体の漏洩燃料棒の位置もしくは
場所を決定する論理試験動作が行なわれる。任意特定の
応用例で用いられる試験ブローブの実際の数は、試鋏さ
れる燃料集合体の構造形態、燃料集合体内の燃料棒の数
ならびに燃料集合体マトＩＪツクス内の漏洩燃料棒の正
確な位置を決定するのに用いられる論理的試験シーケン
スに依存する。奸才しい実施例においては、この様なプ
ローブ部材は３つ用いられる。しかしながら，本発明の
範囲内で任意数のプローブ部材を使用し得ることは理解
されるであろう。本発明の好ましい実施例においては、
第ｌのプローブ部材は、その容積試験領域内に総ての燃
料棒を包入ずるような寸法および構造で実現され、そし
て漏れが実際に生じているか或いは漏れが識別可能に検
出することができる燃料集合体の縦方向区分を決定する
のに用いられる。ここに記述される好ましい実施例にお
ける第コの試験プローブは、第ｌの試験プローブの容積
試験領域の一分の／にほぼ等しい容積試験領域を有し、
燃料棒マトリックスをＶつの象限に分割してどの象限が
漏洩燃料捧を含んでいるかを識別するような仕方で用い
られる。

この好ましい実施例においてはｓｌｉｔ’の試験プロー
プ部材が用いられて識別された漏洩が生じている象限を
さらに小さい試験サブマトリックスに再分割し、これを
、漏洩燃料棒の正確な位置が決定されるまで繰返す。本
発明の試験プローブ部材の好ましい構造によれば、邪魔
板部材は、燃料集合体内で燃料棒の隣接列間に容易に摺
動挿入され、サンプル採集動作中試験ブローブによって
画定される容積試験領域から冷却材を抽出する際に上記
隣接燃料棒を互いに隔離するのに適した厚さを有する薄
肉の準剛性シート材料から構成される。

本発明の奸才しい実施例の詳細な説明から容易に明らか
となるように、本発明の方法および装置を用いれば、燃
料集合体内の漏洩が生じている燃料棒を迅速且つ高い信
頼性をもって検出することが可能となり、したがって欠
陥燃料集合体の修膳に関する判定を高い信頼性をもって
行なうことができる。また、本発明の奸才しい実施例の
記述に当たって特定の逐次的方法および試験ブローブ装
置が開示されるが、本発明はこのような特定の方法また
は構造に制限されるものでないことは理解されるであろ
う。例えば、好ましい実施例の試験プローブは特定の寸
法才たは材料と関連して説明されるが、本発明はこの様
な特定の材料または寸法に制限されるものではない０さ
らに、本発明は、矩形の燃料集合体が試゛験される例と
関連して説明されるが、本発明は、矩形断面の燃料集合
体マトリックスを有する燃料集合体での使用に限定され
るものではない。さらに、好丈しい実施例による試験プ
ローブは「Ｕ字形」の邪魔板／コレクタ構造を有してい
るが、本発明は、好才しい実施例と関連して図面に示し
記述されている構造の邪魔板またはコレクタ部材を有す
る試験プローブの構造または使用に制限されるものでは
ない。本発明の奸才しい実施例に関する以下の説明に照
して当業者には他の種々な変更および変形を容易に想到
し得るであろう。

以下、図面を参照して説明する。なお、幾つかの図面中
、同じ参照記号は同じ部分を表す。

第ｌ図には、典型的な原子炉設備の一部が略図で示され
ている。原子炉容器（麿示せず）は，一般に、水が充填
されているトンネル（図示せず）を介して、参照数字λ
コで概略的に示す使用済み燃料貯蔵プールに連結された
隣接の建屋内に配設されている。当該技術分野の専門家
には容易に理解されるように、使用済み燃料貯蔵プール
は任意適当な構造もしくは通例の構造のものであり、こ
こでは詳述しない０プール浴コ弘は、通常原子炉運転中
は空であるが、燃料交換作業中は、燃料集合体（後述す
る）が冷却材中に浸漬された状態に保たれるように、参
照数字２ｊで示す水位まで冷却材で満たされる。

好ましを）実施例においては、冷却材は水である。

しかしながら、本発明の原理は、冷却材として水以外の
ものを用いる原子炉での使用にも同等に適用されるもの
であることは理解に難くない０燃料交換作業中、参照数
字３０で示すような燃料集合体は、追って詳述する適当
なリフト機構により原子炉から持上げられる０即ち，燃
料集合体は原子炉容器から垂直方向に持上げられて、横
たえられ、そして使用済み燃料貯蔵プール浴ＪＦに向か
い水が充填されているトンネルを通って水平方向に搬送
される０この使用済み燃料貯蔵プール浴，２グにおいて
は、燃料集合体は、原子炉容器から燃料集合体を持上げ
るのに用いられるものと実質的に同じリフト機構により
垂直位置に戻される。リフト機構は、一般に、垂直方向
に燃料集合体３０を動かすホイストもしくはクレーン装
置２７から垂下している入れ子式掴み工具．２６を備え
ている。ホイスト装置．２７は、掴み工具を、取扱うべ
き燃料集合体Ｊθと垂直方向に整列した関係になるよう
に横方向に位置決めするため且つまた燃料集合体を横方
向に動かすために、参照数字一ｔで総括的に示されてい
るトラック上に装着されている。

なお、第ｌ図には、ホイスト装置コ７を、図面の平面内
にある横方向に動かすための唯一つの上記のようなトラ
ック２ｔしか示されていな１，）が、ホイスト装置を第
ｌ図の図面の平面に対して垂直な横方向に動かすための
他の適当なトラック手段（図示せず）も設けられるもの
であることは理解されるであろう。

第ａ図には、典型的な燃料集合体ａＯがより詳細に示さ
れている。第ａ図を参照するに、燃料集合体３０は、互
いに平行に組合されて、燃料集合体の長さ方向に離間し
た複数個の支持格子ＪＦ，Ｊ．ｔおよび３６により互い
に離間関係で保持されている複数個の燃料棒Ｊ２を有す
る０なお、第λ図には、上記のような支持格子のうち３
つの格子しか示されていないが、燃料棒３２をその長さ
方向に沿い適切に支持するためには、より多くの上記の
ような支持構造が要求され得るものであることは理解さ
れるであろう。

燃料棒３．２はその全長に沿い支持格子ＪＧ１，Ｊ５お
よび３６により緻密な間隔で離間されており、互いにほ
ぼ０．／Ｊないし０．２θインチ（ほぼｏ．３ｏｓ傭な
いし０．ｓＯｔｃａ）だけしか離間されてＧ１な（，Ｎ
。

典型的な燃料集合体３０においては、燃料俸３２は約０
．３６ないしｏ．ｇｏインチ（約θ．？／傭ないし八コ
クー）の外径と．Ｃないし／Ｓフィート（Ｊ．ｌ’Ｊｆ
ｉないしｑ．ｒ７ｍ）の範囲内の典型的な長さを有して
いる。各燃料棒３コは、追って詳述するように適当な核
分裂性物質を含んでＧ１る０なお第λ図には、最酌列の
燃料桿３２しか示されていないが、完全な燃料集合体ｓ
ｏｌこおＧ）では、典麗的には、燃料集合体内に弘９な
ｂ％Ｌ３００本にも達つする燃料棒が含まれており、ギ
して典型例においては、第参図の断面図に見られるよう
にマトリックス形態で配列されている。

総括的に参照数字グ０で示す複数個の制御棒は、原子炉
内の各選択された燃料集合体内で予め定められた位置に
おいて制御棒案内管ダコ内で可逆的に運動可能である。

制御棒は核分裂過程を制御するのに用いられる。制御棒
案内管’７２は、支持格子３４ｔ，３３およびＪ６に取
付けられており，（第ダ図の横断面図に示すように）燃
料棒３２間に散在して設けられている。第Ｖ図を参照す
るに、この図には，第３図を参照し後述するような標準
の燃料棒を表わす白抜きの円と対比して、制御棒は黒抜
きの円で略示されている。なお、第Ｖ図の制御棒の図示
は単に簡略な例示的目的のためのものに過ぎず、制御棒
構造の物理的性質を表わすものではないことは理解され
るであろう。燃料集合体はまた上部ノズル弘３および下
部ノズルＦｌｌを備えており、これらノズルには制御棒
案内管ダコの両端がそれぞれ取付けられていて、それに
より、燃料集合体の構成要素に損傷の危険を伴うことな
く適宜取扱うことができる一体化された燃料集合体が形
成されている。案内管ク一は、典型的には、上側および
下側支持格子３ＩＩおよび３６ならびに上部ノズルｌＩ
３および下部ノズルｔＩｔＩに溶接されるスリーブ部材
から構成されている。なお、制御棒構造は、第ダ図に示
した燃料棒に対する制御棒の物理的間隔を除き、本発Ｅ
！Ａを構成するものではないので、該制御棒構造のこれ
以上の詳細な説明は不要であろう。但し、当該技術分野
の専門家には、原子炉で適切に用いられるように、専門
家によく知られている典型的な適切な仕方で構成される
ものである事は理解されるであろう。

典型的な仕方で構成された燃料棒３．２の１つが第３図
に拡大図で示されている。第３図を参照するに、各燃料
棒は円筒状の形状にあり、上端ｔＯＬおよび下端！θｂ
間に延在して内部空洞を画定している外側のジャケット
もしくはケーシングＳθを有している。ケーシングＳＯ
の下端ｓｏｂは下部端栓５ｌにより密閉されている。ケ
ーシング５０により画足される内部空洞内には、複数個
の円柱状の燃料ペレットｓｓが黄み重ねて収容されてお
り、これらペレットは該ペレットとケーシングとの間に
燃料一被覆間ギャップ！６を形成するようにケーシング
ＳＯの内径よりも僅かに小さい内径を有している。

最上位の燃料ペレットｓｓは、ケーシング５０の上側開
端ｊ０ａを密閉する上部端栓５コから離間されており、
それにより、最上位ペレットＳＳと端栓５コとの間にプ
レナムｊ７が形成されている。上部端栓ｊ２の下面と最
上位燃料ペレットの上面との間に、バ不ｓｇが圧縮され
た状態で介装されていて、ケーシング空洞内に燃料ペレ
ットを順序化された位置で保持する。

典型例においては、ケーシングｇｏならびに上部、下部
端栓ｓｉおよび！コは，ジルコニウム合金材料から形成
されている。上部、下部端栓！／および！λは、典型例
においては、ケーシングＳＯの上端ＳＯａおよび下端ｓ
ｏｂにそれぞれ溶接される。圧縮バネｓｒも、典型例に
おいては、Ｊｏｙステンレス鋼のような材料か．ら造ら
れている。燃料ペレットｓｓは適当な核分裂性物質から
形成されており、典型的には酸化ウランから形成される
。燃料一被覆間ギャップｊ６は、運転中、ペレットｓｓ
の半径方向のスエリングを吸収する。ブレナムＳクは、
燃料棒の稼働中、燃刺棒の内部空洞内の流体と外部冷却
材浴との間の差圧が最φとなるようにヘリウムのような
不活性ガスで予め加圧されている場合が多い。上ｌこ述
べた燃料棒構造は、周囲の冷却材（典型的には水）が燃
料棒の内部空洞内に漏大したり或いは逆に燃料棒内に収
容されている放射性物質の漏洩を惹起するような被橿ケ
ーシングＳＯの亀裂もしくはひび割れを検出するための
特殊な装置を備えてはいない。９れと関連して、本発明
は，このような燃料棒の被穏の亀裂を探知するための関
連の装置および方法を提案するものであるが、第ダ図に
概略的｛ζ示したようなほぼマトリックス形態の燃料集
合体構造が採用されている限りにおいて、上に述べた以
外の内部構造形態、被覆および冷却材を有する燃料棒の
被覆の故障の検出にも同尋に適用し得るものであること
は理解されるであろう。

本発明は、試験プローブ装置ならびに該プローブ装置を
用いて、健全な燃料棒を除外しつつ逐次試験中の燃料棒
の数を狭めてゆき、最終的に欠陥の有る燃料棒（単数も
しくは複数）を探知するように燃料集合体を系統的に試
験する仕方で上記プローブ装置を使用する方法を提案す
るものである。該試験プローブ装置は、第／図に参照数
字６０で総括的に示されている。第ｌ図および第ｉｔ図
に示すように、プローブ装置６０は、共通のカップリン
グ６Ｓにより支持柱６６に取付けられた３つのブローブ
ヘッド６．２，６３および６修を備えている。なお、図
示の例として、／’）Ｘ／クの燃料棒マトリックスを試
験するのに使用するために２つのプローブへッドが図示
されているが、他の大きさの燃料集合体においては、そ
れよりも多い数または少ない数のブローブヘッドが必要
とされ得る場合もあることは理解されるであろう。３プ
ローブヘッド構造は、第／／図に詳細に示してある。な
お、ここで述べる好ましい実施例においては、特定の３
ブローブヘッド形態もしくは構造について説明するが、
本発明の詳細な説明から、他の適当なブローブヘッドお
よび取付け構造もしくは形態を採用し得ることならびに
図示のように、複数のプローブを共通に単一の支持柱も
しくはカップリングに取付ける必要もないことは理解さ
れるであろう。しかしながら、図示の構成によれば、試
験手順の如何なる特定面においても現在用いられていな
いプローブヘッドからの干渉もしくは妨害を最小限度に
して、試験手順全体を通し複プローブヘッドを割出し位
置決めするための技術的手段が単純化されるのである。

支持柱６６は、参照数字６クで機能的に略示されている
ブローブ位置制御モジュールに動作上関連して取付けら
れる。なお第ｌ図には、別個のこのような制御モジュー
ル６クが示されているが、このような制御モジュールの
いろいろな機能は他の手段によって行うことも可能であ
ることは理解されるであろう。制御モジュールは、試験
プローブ装置６０を燃料棒集合体３０に対して位置合わ
せしたり運動させるために，支持柱６６および取付けら
れている該試験ブローブ装置を所望の３つの直交する運
動方向（即ち「ｘ」，ｒｙＪおよびｌ”ｚＪ直交軸方向
）において動かすように、当該技術分野の専門家には良
く知られており且つ（または）専門家により実現するこ
とができる適当な装置を備えている。

また、ブローブ位置制御モジュール６クは、追って詳細
に述べるように、燃料集合体ＪＯの燃料棒３２と動作整
列関係に所望のプローブヘッド（６．２，４Ｊまたは６
弘）を位置決めするために、垂直もしくはｌ”ｚＪ軸線
を中心とする支持柱６６およびそれに取付けられている
プローブ装置６０の回転位置割出しを制御する制御機能
（第ｌ図に参照数字４７ａで概略的に示されてぃる）を
も備えている。なお、プローブ装置６ｏの運動を行うた
めに別個のプローブ位置制御モジュール６クが示されて
いるが，このようなプローブ位置制御を遂行するここで
述べる仕方は独特のものではなく、当該技術分野の専門
家には他の運動制御方法を容易に想到し得るものである
ことは理解されよう。例えば、運動制御機能の或るもの
を、一般に、ホイスト装置の運動制御機能丈たは入れ子
式掴み工具．２６と直接関連させることも可能であるし
またこのようにするのが一般の慣行でもある。

プローブヘッド６λ，６３および６弘は、第５図ないし
第ｌＯ図に詳細に示されている。プローブヘッド６コ，
６３および６リは、構造および機能に関して互いに類似
であるが、その相対寸法および材料の点で異なっており
、そして燃料集合体のうち漏洩燃料棒（単数または複数
）を探知するための試験シーケンスにおいて異なった時
点で用いられる。プローブ装置の好談しい構造を、第Ｓ
図および第６図に示してあるブローブヘッド６，２と関
連してｉｉｔｌ＋！明するが、寸法および材料に関する
パラメータを除いて、プローブヘッド６３および６ダも
ブローブヘッド６２と同じ機能要素を有するものと理解
されたい。

第ｊ図および第６図を参照するに、ブローブヘッド６２
は、参照数字６．２．．？で全体的に示されている拡散
板により一端で連結された準剛性のシート状材料からな
る一対の対置する閉込め板もしくは邪魔板部材６．２．
／および６．２．．２を有する。拡散板＆２．３ｉこは
、邪魔板６．２．／および６．２．．２が、横方向もし
くは側方向離間距ＦｅｌｔｒＳｔＪだけ分離されたほぼ
平行の離間関係で取付けられている。閉込め板もしくは
邪魔板６．２．／および６コ．．２ならびに拡散部材６
２．３の各材料は、板６Ｊ．／および６２．２がそれぞ
れの固定端から片持ちぼり態様でそれぞれの末端（図に
はｒＡＪで示してある）まで延び、各末端ｒＡＪにおい
て板間間隔「Ｓｌ」を実質的に維持する準剛性構造が相
互連結によって実現されるように選択される０図示の好
ましい実施例においては、閉込め板もしくは邪魔板ぶコ
．ｌおよび乙コ．コは、ステンレス鋼製のシート材料か
ら造られている。しかしながら、放射性汚染に対し抵抗
を有し且つ所望の剛性を有する任意適当な材料を用い得
ることは理解されるであろう。さらに、閉込め板６２．
ｌおよび６コ．コは、この奸才しい実施例においては、
ほぼ矩形の形状を有するものとして示されているが、本
発明の精神および範囲を逸脱することなく他の適当な形
状を採用し得るものであることも理解されるであろう。

拡散板部材６コ．３は、閉込め板もしくは邪魔板６．２
．７および６コ．コをほぼ平行な離間関係で維持するの
に必要とされる構造支持を付与すると共に、該拡散板を
通る流体の実質的に自由な流れを許容するように穿孔さ
れている。拡散板部材＆２Ｊは、参照数字６コ．４Ｌで
総括的に示したコレクタ（捕集）部材の７つの壁を形成
する。該コレクタ部材＆Ｊ．Ｆは、拡散板６２．３に形
成されている穿孔を通って流れる流体のための捕集室を
画定するように、拡散板６２．３ならびに（または）邪
魔板部材６．２．／および６．２．．２と一体的に接続
された１つまたは複数の表面を有する。コレ〉タ部材６
．２．Ｊの壁もしくは表面は、出口ボート６コ，！で終
端しており、この出口ボートは、コレクタ壁６２．クに
よって画定される内室もしくは空洞（キャビテイ）に開
口するオリフイスを形成し、拡散板６．２．．？の穿孔
を経る連続した通路を付与する。この出口ポート６．２
．ｓは、後述する「サンプル管路」に接続されるように
適応されている。

プローブヘッド６３および６９の構造は、プローブヘッ
ド６２の構造と機能的に同じであり、図面においてブロ
ーブヘッド６３および６ダの類似の部分は、主たるプロ
ーブ識別数字ｂ３および６ｑに続く類似の小数点参照数
字で識別されている。この識別と関連して、プローブヘ
ッド６Ｊの邪魔板６３．ｌおよび６３．λ間の横方向間
隔は、「ｓａＪで表されており、他方、プローブヘッド
６ダの邪魔板部材６ｙ．／および６９ｔ，Ｊ間の横方向
間隔は符号「Ｓ３」で表されている。

第３図ないし第ｉｏ図、特に第Ｓ図、第６図、第９図お
よび第１０図を参照するに、プローブヘッド６コおよび
６グは同じ尺度で描かれていない点に注意されたい。第
Ｓ図および第６図に図示の例では，プローブヘッド６２
は、第９図および第ｉｏ図に示してあるブローブヘッド
６ダの尺度の約２分の７の尺度で描かれている。

したがって、ｒｓ図、第６図、第デ図および第ｌ０図そ
れぞれに示されているプローブヘッド６コおよび６グ間
の寸法比較はこれらの図から推定すべきではなく、追っ
て参照する第ｌ３図ないし第ｌ！図と関連して行うべき
である。

第ｌ図および第／／図を参照するに、ブローブ．ヘッド
６２．６３および６ダのそれぞれの出口開口６２Ｊ，６
ＪＪおよび６ダ．．ｔは、それぞれカップリング６Ｓに
取付けられており、それぞれ、サンプル管路＆＆Ａ，ｔ
ｒｌ３およびｔ．ｔａに連続的曇こ接続されている。サ
ンプル管路６ｔは、支持柱６６内に取付けられていて、
図示のようｔこホイスト装置２７に取付けられ、参照数
字ｂｔで総括的に示したポンプ組立体該で上記支持柱６
６を貝通して上方に延びている。しかしながら、ボンプ
６デおよびそれに関連のセンサもしくは検知器７０は、
一般には、使用済み燃料貯蔵プール２２を取巻く歩行路
上のさらに便利な場所に配設し得るものである。ポンプ
６？と関連して設けられるかまたは支持柱６６またはカ
ップリング（継手）ｉｔ組立体に組込まれる適当な弁も
しくはサンプル管路選択手段（図示せず）が、任意時点
において、サンプル管路６ｆＡないしｂｔｃのうち、ポ
ンプ６９に動作上接続されるサンプル管路を選択する。

参照数字７０で総括的に示されているセンサ（検知）装
置もホイスト装置コ７上に取付けられており、追って詳
述するように、ヨウ素一／．７／，キセノンー／３３、
セシウムーｌ３弘、セシウムーｌ３７等のような放射性
核分裂生成物に関し、通流する液体を連続的にモニタし
上記のような生成物を検知するようにサンプル管路６ｔ
と動作上接続されている。

プローブ装置に関係のある動作要素の機能プロツクダイ
アグラムが第／．１図に示されている。

第ｌコ図を参照するに、プローブ装置６ｏは、その物理
的操作がプローブ位置制御モジュール６７によって制御
される機能ブロックとして示されている。ブローブ装置
６０は、サンプル管路ｂｔｒにより、ポンプ６タに動作
上接続されている。ボンプ６デが付勢されると、冷却材
サンプルはプローブ装置６０を介して抽出される。

冷却材サンプルは、ボンプ６？を介して関連のサンプル
管路６１ｒ（Ａ，ＢまたはＣ）を貫流して、第ｌ一図に
参照数字？／で示す適当なフィードバック管路を介し冷
却材浴ζこ戻される。センサク０は、サンプル管路６ｔ
を通流する冷却材サンプルを連続的にモニタもしくは監
視するように動作関連的に接続されている。このセンサ
は、放射性核分裂生成物のための任意適轟な複チャンネ
ル分析器とすることができる。他の図面には図示してな
いが、プローブ位置制御モジユール６ク、ボンプ６ヂ、
センサクＯの動作を相関したり、試験の結果として受け
るデータおよび情報を処理し操作するために適当な制御
手段クλが設けられることは理解されよう。

プローブヘッド６２，．ｂ３および６Ｑの各々は、閉込
め邪魔板、拡散板および邪魔板の開端ｒＡＪ間に画定さ
れる容積により定められる容積試験領域を形成する。図
面に示したプローブヘッドの好ましい形態においては、
この容積試験領域は矩形形状であり、第Ｓ図には「Ｔ」
で略示してある。試験プローブの容積試験領域ｒＴＪと
は、プローブをボンプ６タに動作関連的に接続した時に
ブローブが冷却材標本を抽出する領域もしくは帯域であ
る。プローブを、燃料棒がプローブの対向する邪魔板と
ほぼ平行に整列するようにｌつまたは複数の燃料棒の周
囲に配置すると、該プローブは、ボンプ６９に動作上接
続された場合に、プローブの容積試験領域ｒＴＪ内に位
置する燃料棒部分の周囲から冷却材を取込む。冷却材は
プローブの拡散部材、コレクタおよび出ロポー？トを介
してサンプル管路６ｇへと流れセンサクＯにより分析さ
れる。プローブの容積試験領域ｒＴＪ内に位置する燃料
棒の部分に洩れがあって、核分裂性物質が該漏洩部を介
して燃料棒を取巻く冷却材中に放逐されつつある場合に
は、核分裂性物質は、試験プローブの拡散板コレクタを
介して取込すれてセンサ７０により検出されることにな
る。したがって、ここに述べている仕方で燃料集合体の
燃料棒間にブローブヘッドを選択的に位置付けることに
より、洩れが生じている燃料棒の位置もしくは場所を容
易に且つ正確に決定することができるのである。

各プローブヘッドの寸法は、各プローブ毎の容積試験領
域「ＴＪの所望の寸法に依存し、一方、後者は試験プロ
ーブが用いられる特定の燃料集合体の寸法に依存する。

本発明の以降の説明を簡略にするために、以下、プロー
ブヘッド６コ，６３および６ダは、第リ図に概略的に示
してあるように、ｌク×／ク列（即ち２ｔ２本）の燃料
棒断面マトリックスを有する典型的な燃料集合体３０の
試験でｂ使用と関連して述べることにする。しかしなが
ら、本発明の原理は、燃料集合体が正方形または長方形
の横断面形状を有するか否かに関係なく、任意数の燃料
棒を有する燃料集合体の試験にも同等に適用可能である
ことは理解されるであろう。

第グ図を参照するに、典型的な／７×／ク列の燃料棒集
合体においては、制御棒クラスタ＜ｔｙおよび制御棒相
互接続用アーム構造タク（第コ図参照）の構造形態に依
存し、制御棒案内管が秩序ある仕方でマトリックス全体
に亘り配置される。本発明の記述の対象となる典型的な
／７Ｘ／７マトリックス形態もしくは構造の場合には、
制御棒グ０ならびに関連の案内管ダコは第Ｖ図に示すよ
うにマトリックス全体に亘り配置される。第Ｖ図を参照
するに、燃料棒マ｝ＩＪツクスの或る隣接列は制御棒ま
たは関連の案内管を含んでいない点に注意されるであろ
う。

説明の簡略さを期して、制御棒および案内管は、集合的
に、単に制御棒と称することにする。

例えば第ダ図に示した配列においては、隅から内側に数
えて、燃料棒のク番目またはｔ番目の列のいずれ番ども
制御棒は存在しない。これら７番目およびｊ番目の各列
間の区画線はｒＸ．Ｊ．，ｒｘｔＪ，ｒｙ．」および「
Ｙ２」で示してある。これは、制御棒案内管の直径が標
準の燃料棒の直径よりも若干大きいので、隣接列間の棒
間隔は、制御棒を含んでいない列におけるよりも制御棒
を含んでいる列の場合の方が狭いことを意味する。即ち
第Ｖ図のｒｘ＋Ｊ＃ｒｘｔＪ＋ｒＹＪおよび「Ｙ，」で
印した位置における棒間隔は、燃料棒と制御棒を含む任
意の他の隣接列との間の間隔よりも若干広い。したがっ
て、プローブヘッド特に燃料棒および制御棒の隣接列間
に滑り入れられるプローブヘッドの邪魔板もしくは閉込
め壁部材の部分の設計に当っては、棒間隔ばかりではな
く、マ｝ＩＪツクスの制御棒を含まない隣接列間の間隔
を知ることが望ましい。この点に関しては本発明の以降
の説明、特にブローブヘッド６．２，ｂＪおよび６ダを
使用する方法に関する説明に続く記述から一層明瞭に理
解されよう。

プローブヘッド６２は、３つのプローブヘッドのうち最
も大きく、その容積試験領域ｒＴＪ内に１つの燃料集合
体（／ク本の燃料棒の側辺全体）を完全に包入するのに
適したパラメータ「Ｓ，」の容積試験領域を有すように
構成されている。このことは、燃料集合体３０を頂面図
で示す＃ｇｔ３ａ図に略示してある。対置する邪魔板部
材６２．ｌおよびｌ，．２．２の（拡散板部材６２．３
からその末端ｒＡＪに測足した）容量試験領域「Ｔ」の
長さは、プローブ６コを、第／Ｊａ図に示すように燃料
集合体の断面領域を包入するように配置した時に燃料集
合体の燃料棒の最も外側の列を若干越えて延びるように
充分に大きく併はれる。邪魔板６２．／および６２．コ
ならびにコレクタ拡散部材６２．３の「高さ」寸法は変
、動じ得るが、邪魔板６．２．／および６２．２の［長
さＪとほぼ同じ寸法かまたはそれよりも大きい寸法とす
るのが好ましい。この高さ寸法は、コレクタ６２．ケに
取込まれる冷却材サンプルが主として容積試験領域ｒＴ
Ｊの中心領域から抽出され試験プローブの上側開端およ
び下側開端部から到来するものでないことを確保するの
に充分な寸法とすべきである。プローブヘッド６．２の
邪魔板部材６２．ｌおよび６２．λは、燃料集合体３０
の燃料棒の外側の列から外方に延びていて、燃料集合体
の燃料棒の隣接の列間に配置するように形成する必要は
ないので、邪魔板６２．ｌまたは６２．コの最大壁厚に
は特定の制限は課せられない。

本発明の装置は、主として、既に漏洩燃料棒を含んでい
ることが判明している燃料集合体３０の漏洩燃料棒（単
数才たは複数）を隔離するのに企図されている。しかし
ながら、本発明の原理、特にプローブヘッド６．２は、
燃料集合体３０が漏洩燃料棒を含んでいるかいないかを
判定するための事例においても採用することができよう
。

ブロープヘッド６コを使用する目的は、核分裂性物質を
冷却材中に放出している燃料集合体の１つまたは複数の
燃料棒における漏れもしくは欠陥の縦方向位置く即ち、
「垂直方向」または１’−ｚ」方向の位置）を決定する
ことにある。プローブヘッド６．２は、第／．？ａ図に
示すように、その使用に当たって、燃料集合体の垂直部
分もしくは区分の全横断面積がブローブヘッド６．２の
容積試験領域ｒＴＪ内に収容されるように燃料集合体３
０と協働整列関係になるように動かされる。その場合、
燃料集合体３θが第ｌ図゛に示すようにホイスト装置コ
７により冷却材通路内に懸持されている状態で燃料棒３
コの下端部で試験を開始するために、プローブをｒＺＪ
方向に下降するのが好ましい。上記試験位置に設定した
ならば、ボンプ６９を付勢して、プローブヘッド６．２
の容積試験領域ｒＴＪ内に包入されている燃料棒の縦方
向の部分を通し冷却材をコレクタ６コ．弘内に取り入れ
る。次いで、冷却材サンプルをサンプル管路６ｔを介し
てセンサ７０に送り、該センサにより核頒性物質の検出
を行なう。ブローブヘッド６コの垂直（「２」方向）位
置を、センサが冷却材中の放射線量の相対的増加を検出
するまで燃料集合体３０の長さ方向に沿い縦方向に変位
する。該放射線量の増加は、漏洩燃料棒の存在を指示す
る。プローブは、燃料集合体３０に対するこの垂直（縦
方向）位置で固定する。かくして、本方法は次のプロー
ブヘッド６３を使用する段階となる。別法として、燃料
集合体が１つ以上の欠陥燃料棒を含んでいる場合には、
燃料集合体の縦方向長さ全体をプローブヘッド６λで試
験して、漏洩が検出された縦方向位置をそれぞれ記録し
ておき、爾後にブローブヘッドル３および６ダによりこ
れら各位置で試験を行なう仁ともできる。

第コのブローブヘッド６Ｊは、ブロープヘッド６コｌこ
よって垂直もしくは縦方向位置が決定された慇燃料棒が
位置する特定の「象限」を局限するように寸法付けられ
ている。即ち、ブローブヘッド６３の寸法「Ｓ２」は、
燃料棒マトリックスの幅寸法の約一分のｌ（寸法「ｓｌ
Ｊの約コ分のｌ）の大きさである。才た、邪魔板部材６
３．ｌおよび６３，２の厚さは，燃料集合体の燃料棒の
隣接列管における邪魔板部材の自由な摺動が可能なよう
な寸法にある。既に第Ｖ図を参照して説明したように、
プローブヘッドが用いられる燃料集合体が、制御棒を含
談ないマトリックスの中心に近い特定の隣接する列を有
している場合には、これら列間に邪魔板部材６３．ｌま
たは６３．コを摺動挿入するのが望丈しい０と言うのは
、邪魔板部材６３．ｌおよび６３．２は、制御棒を含む
列間の棒間間隔を横切ることが要求される場合の厚さよ
りも若干大きい厚さの材料から形成することができるか
らである。一例とＬ，Ｔ、「ｘｓＪ，ｒＸＪ−ｒＹ＋Ｊ
および「Ｙ，」の路に沿い第Ｖ図の／？ｘ／？マトリッ
クスに摺動挿入されるように設計されたブロープヘッド
６３の好韮しい構造においては、邪魔板６３．／および
６３．２は、０．／０インチ（０．２ｓｅｃｒｎ）の厚
さのシート材料から形成することができ、それにより狭
い棒間間隔を横切るように邪魔板部材を薄肉にすること
が必要な場合と比較して、ブローブ構造に大きい剛性を
付与するこきができる。したがって、第ｑ図に示したｔ
ク×ｌクマトリックス構造に適用されるプローブヘッド
６３の好ましい構造においては、邪魔板間間隔寸法「ｓ
２」は、容積試験領域ｒＴＪ内に７０本の燃料棒を収容
し得る大きさもしくは寸法にある。邪魔板６Ｊ。／およ
び６３．一の長さは、一般に、プローブヘッド６コの邪
魔板６２．ｌおよび６コ．コの長さと同じでありｓｌｆ
ｒｔｑａ図に示すように燃料集合体の燃料棒間に挿入し
た場合には、邪魔板ｔ，．ｙ．ｉおよび４Ｊ．コの末端
ｒＡＪは、燃料棒の最も外側の列を若干越えて突出する
。

第／ｐａ図を参照するに、漏洩燃料棒が位置する燃料集
合体の象限を探知するのにブローブヘッド６Ｊが用いら
れる。この象限は、漏洩燃料棒を含む象限（Ｑ／−Ｑｌ
ｌ）を隔離するような仕方でプローブヘッド６３を弘回
才たはそれより少ない回数だけ燃料集合体マトリックス
３θ内に挿入することにより決定される。プローブヘッ
ド６Ｊの挿入は、漏洩が生じている垂直（縦方向）位置
としてプローブヘッド６コによって決定された垂直位置
で行われる。実際、プローブヘッド６コによって決定さ
れるこのような漏洩位置は、実際に漏れが生じている位
置の欠陥燃料棒の部分より実際上若干高い位置にある場
合がある。これは、漏洩している核分裂生成物が、欠陥
燃料棒から出た後に冷却材中を「上昇」することから生
じ得るものである。第１ａ図に示されているプローブヘ
ッド６３の位置で、該ブローブヘッド６３を介して抽出
される冷却材サンプルの試験は、漏洩の生じている燃料
棒が象限「Ｑ３」内に存在するか或いは象限ｒＱＩＪに
存在するかを決定する。プローブヘッド６ＪをｒＸＪ方
向に動かして邪魔板部材＆３．ｌを燃料棒集合体３０か
ら離脱することにより、プローブヘッド６３を続いてｒ
ｙＪ方向に移動し、邪魔板部材６Ｊ．．２を燃料集合体
内に挿入して、燃料集合体の象限ｒＱＩＪおよび「Ｑコ
」がプローブヘッド６３の容積試験領域ｒＴＪ内に包入
されるようにすることができる。象限「Ｑ／」および「
Ｑ２」から抽出された冷却材をサンプリングすることに
より、漏洩燃料棒がこれら象限内に存在するか否かを決
定することができる。同様にして、プローブヘッド６３
を、続いて、燃料集合体３０から取出し、該燃料集合体
３ｏを回転制御部Ｊ？ｂにより回転させて、ブローブヘ
ッド６Ｊを該燃料集合体内に再挿入し、逐次類似の仕方
で，象限（Ｑ．２，Ｑグ）および（Ｑ／，Ｑ．？）をそ
れぞれ試験することができる。漏洩が検出されたグつの
試験結果に対する単純な論理的演鐸により、漏れが生じ
ている棒が存在する特定の象限が決定される。典型的な
試験手順の一例が次表に示されている。表中、ｒＸＪは
漏れもしくは漏洩が検出される被験象限を指し、ｒｏＪ
は、漏洩が検出されない試験された象限を表わす。

また横線「一コは、各プローブヘッド挿入段階中に当該
特定象限に対して漏洩試験が行われなかった事を表わす
。象限Ｑ〆およびＱ−２がプローブヘッド６３の容積試
験領域内に含まれている試験ｌにおいては、象限ｒＱｙ
Ｊおよび「Ｑ．２」において漏洩が検出されている。試
験コおよびダでは漏洩は検出されていない。試験３では
、象限ｒＱｌ」および「Ｑ３」における漏洩が検出され
ている。試験ｌおよび３に共通の象限はＱ／だけである
ので、象限Ｑ／が、漏洩管を含む象限であると演綽され
る。

表 象限Ｑ／ＧＬ．２Ｑ３Ｑｌ 一 試験 押入 試験／ＸＸ一− 試験．２−−θθ 試験３Ｘ−Ｘ− 試験Ｖ−二−０ニョー９一 結果：漏洩廟漏洩無漏洩無漏洩無 註：「一」は試験を行わなかった象限を指す「×」は試
験した象限内に漏れが存在することを表わす 「Ｏ」は試験した象限における漏れの不在を表わす 漏れが生じている燃料棒が存在する象限が同定されたな
らば、プローブヘッド６３と関連して上に述べたのと類
似の仕方で第３のプローブヘッド６弘を用いて遂次試験
を行い、漏れが生じている燃料棒の正確な位置を決定す
る。好ましい実施例においては、第３のブローブヘッド
６４１は、邪魔板間間隔「Ｓ３」が容積試験領域ｒＴＪ
の幅内にコつの燃料棒の列を収容できる寸法を有するよ
うに構成されている。邪魔板ルダ．ｌおよび６Ｆ．コは
、被験象限の長さを若干越える大きさの長さを有してい
る（第ｌタａ図参照）。

邪魔板６ダ．ｌおよび６グ．コは、第ｌ図の「Ｘ／」お
よび「Ｙ／Ｊのような広い軌跡により与えられるような
広い間隔を有していない燃料集合体内の燃料棒および制
御棒の隣接列間に挿入しなければならないので、これら
板の壁厚寸法は、燃料棒および制御棒列間に摺動可能に
挿入されるように適切に減少しなければならない。好ま
しい実施例においては、邪魔板６Ｆ．／および＆’ｌ．
２は約Ｏ．ＯＳインチ（Ｏ．θｌ２クａ）厚さのステン
レス鋼シ一ト材から構成されていて、第７３図に示スヨ
ウに、ｌク×ｌクマトリックス集合体内にＩＯ本の棒に
相当する深さに「達する」ように構成されている。第λ
番目のプローブヘッド６Ｊの使用と関連して前に述べた
のと類似の仕方で、第３のプローブヘッド６弘も、逐次
燃料集合体内に挿入されて、漏洩の検出が燃料棒のａｘ
ｉｏマトリックスを残す所となるまで、欠陥燃料棒を有
していることが知られている象限内の燃料棒の一つの列
を順に隔離して行く。そこで燃料集合体をタθ０回転し
て、それによりプローブヘッド６ダを被験象限内に挿入
しさらにコＸ／（７７｝ＩＪツクスを．２ｘλ燃料棒区
域に再分割する。漏洩箇所が２Ｘ２マトリックスに狭め
られたならば、試験ブローブヘッド６ダを移動し、λ×
−マトリックスを再分割して漏れが生じている燃料棒そ
のものを隔離することができる。自明な事であるが、プ
ローブヘッド６ダによって行われる試験シーケンスは本
発明の範囲を逸脱することなく変更することが可能であ
る０例えば．ＡＸ／０列マトリックスにおいて漏れ状態
がプローブヘッド６弘によって検知されたならば、プロ
ーブヘッドをｌ列分だけ移動して、それにより直ちに、
漏れが生じている可能性がある燃料捧を／ｘ／５７列の
マ｝ＩＪツクスく狭める仁とができよう。

以上、本発明を実施する装置および方法の特定の実施例
および態様に関して説明したが、当該技術分野の専門家
には容易に明らかなように、他の適描なプローブ構造な
らびに該プローブを使用する方法が当業者には容易に想
到できるであろう。したがって本発明は、本発明の方法
を実施するに当たり、特定のプローブ形態もしくは構造
、材料または複プローブの取付け或いは使用方法に限定
されるものではない。例えば，プローブヘッドの壁を構
成する要素として準剛性の邪魔板もしくは閉込め板を開
示したが、この種の邪魔板部材は、プローブを燃料集合
体内に挿入する際にプローブヘッドが燃料および制御棒
の周囲で湾曲することができるような或る程度撓み性を
有する材料から形成することも可能である。同様にして
、第／図には、プローブ装置および方法が、使用済み燃
料貯蔵プールにおいて燃料集合体３０を試験するのに用
いられるものとしたが、この試験作業は、原子炉設備の
他の場所でも同様に遂行し得るものであることは理解さ
れるであろう。上の説明に照らして当業者には本発明の
他の変形を想到し得るであろう。しかしながらこれまで
の説明は、本発明を明瞭に開示する特定の装置および方
法の実施例と関連して為したものであり、したがって本
発明は、ここに開示した実施例あるいは特定要素または
材料の使用に制限されるものではなく、本発明の範囲を
逸脱することなく別の変形および変更が可能であること
を付記しておく。

【図面の簡単な説明】

第／図は、本発明による漏洩検出ブローブの燃料集合体
に対する機能的関係を図解するための原子炉設備の一部
分の簡略断面図、第コ図は、原子炉の典型的な燃料集合
体の構造を一部断面で示す立面図、第３図は、第コ図の
燃料集合体の燃料棒の内の７つを部分的に切除して示す
拡大断面図、第ダ図は、第λ図の線クーダにおける燃料
集合体の概略断面図、第Ｓ図は、本発明の原理に従って
構成された第／のプローブヘッドの斜視図、第６図は、
第ｊ図のプローブヘッドを反対側の端から見た斜視図％
ｉ７図は、本発明の原理に従って構成された第２のプロ
ーブヘッドの斜視図、第ｒ図は，第７図のブローブヘソ
ドを反対側の端から見た斜視図、第９図は、本発明の原
理に従って構成された第３のプローブヘッドの斜視図、
第ｌ０図は、第９図のブローブヘッドを反対側の端から
見た斜視図、第／／図は、第ｌ図の線／／−／／におけ
るプローブヘッド部材を示す概略図、第ｌ２図は、本発
明の種々な要素の機能関係を図解するブロックダイヤグ
ラム図、第／．？ａ図は、本発明の方法に従い第Ｓ図お
よび第６図に示した第ｌのプローブヘッドの使用時の配
置を図解する略平面図、第／３１１図は、第／Ｊ＆図の
ブローブヘッド部材の略立面図、第／ｌ’ａ図は、本発
明の方法に従い第７図および第ｇ図の第コのプローブヘ
ッドの使用時の配置を図解する略平面図、第／ｌ’ｂ図
は、第／Ｆａ図のプローブヘッドの略立面図、第ｌＳａ
図は、本発明の方法に従い第９図および第／０図の第３
のブローブヘッドの動作もしくは使用時の配置を図解す
る略平面図、第／Ｓｂ図は、第／ｊａ図に示された位置
のブローブヘッドの略立面図である。 Ｊ，２・轡使用済み燃料貯蔵プール、２グ・・プール浴
、コ６・・入れ子式掴み工具、．２７・−ホイスト装置
、．２Ｋ・・トラック、３０−−燃料集合体、３コ・・
燃料棒、３Ｑ，３ｇ，Ｊ＆・・支持格子、ａＯ・・制御
棒、グー・・制御棒案内管、ｔＩ．？・・上部ノズル、
ＦＦ・・下部ノズル、５０・拳ケーシング、Ｓｌ・●下
部端栓、．ｔｊ・・土部端栓，．１．１・・燃料ペレッ
ト、５ｔ●●バネ，ｂｏ●●プローブ装置，６コ，４．
７．４１・●ブローブヘッド、６よ・φカップリング、
６６・●支持柱、６７・・ブローブ位置制御モジュール
、６ｔ＠−サンプル管路、６９・・ポンプ、７０・・検
知装置、７λ・・制御手段，ｂ２．ｔ，ｂａ．ａ；ｂｓ
．ｔ，ｂ３．２；ｔ．ダ．ｌ，６Ｖ．２・・邪魔板、Ａ
．２．．７・・コレクタ（捕集部材）Ｃ７ら心′ ７＄′ −５５１−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ）．ほぼ平行に離間した仕方で燃料集合体内で相互結
   合された複数の燃料棒のうち、周囲冷却材中に放射性生
   成物を漏洩している欠陥燃料棒を探知する方法において
   、 （ａ）放射性生成物が燃料棒から放出されつつある前記
   燃料集合体の近似的縦方向区分を決定し、そして （１））該縦方向区分において前記複数の燃料棒を囲繞
   する冷却材を選択的にサンプリングして、放射性生成物
   をその周囲の冷却材中に放出している燃料棒を隔離する
   ステップを含む核燃料集合体内の欠陥燃料棒を探知する
   方法。 ２）．第ｌおよび第一の端間でほぼ平行に離間した関係
   で縦方向に延在し液体冷却材浴内に配置されている複数
   個の細長い燃料棒を有する型の核燃料棒集合体内の漏洩
   燃料棒を探知する方法において、 （ａ）捕集部材から片持ちぼり態様で自由端まで延在し
   、間に容積試験領域を画定する一対の邪魔板を有する型
   の冷却材サンプル採取プローブを、前記燃料集合体の燃
   料棒に対し共作用近接関係で前記第ｌおよび第コの端間
   の中央部に、前記燃料棒のうちの少なくとも１つの燃料
   棒の縦方向区分が前記容積試験領域内に位置するように
   配置し、（ｂ）該サンプル採取ブローブが上記のように
   位置付けられた時点で前記容積試験領域の液体冷却材の
   放射量をサンプリングするステップを含む原子炉燃料棒
   集合体の漏洩燃料棒を探知する方法。 の．ほぼ平行な形態で相互連結された複数個の細長い離
   間した燃料棒を有する型の核燃料棒集合体における漏洩
   燃料棒の位置を決定するための試験ブローブ装置におい
   て、 （ａ）第ｌおよび第λの端部間で縦方向に延在する一対
   の対向する邪魔板と， （ｂ）前記邪魔板を前記第ｌの端部に隣接する箇所で動
   作的に結合して前記対向する邪魔板間に容積試験領域を
   画定し、該容積試験領域から抽出される液体冷却材を捕
   集するように構成された捕集部材とを備え、 （Ｃ）前記プローブ装置は、前記邪魔板が前記燃料棒集
   合体のうちの少なくともｌつの燃料棒の対向する側部で
   横方向に突出して、前記容積試験領域内に前記燃料棒の
   縦方向区分が包入されるように前記核燃料棒集合体と動
   作上整列するように構成されている試験プローブ装置。