JPS60224037A - 漏れ検出方法および装置 - 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】 〔利用分野〕 本発明は、原子力発電所の遮へいされた高放射性ウェッ
ト化学セルに関するものでｓｂ、とくに使用ずみ核燃料
の再処理工場の大規模なセルに関するものである。それ
らの種類のセルのことを以後「ホットセル」と呼ぶこと
にする。

トくニ、本発明は、ホットセルのシステム部のしずく漏
れの危険にさらされる区画が、少なくともしずく漏れの
通シ得る経路の領域において、光を照射され、照射され
た領域から反射された放射がしずく漏れ検出のために評
価される、しずく漏れの危険にさらされる区画における
しずく漏れを検出する方法に関するものである。

また、本発明は、ホットセルのしずく漏れの危険にさら
される区画におけるしずく漏れを検出する装置を有する
ホットセルにも関するものである。

ここで、その検出装置は、しずく漏れの可能な経路の領
域へ向けることができる光源と、しずく漏れ検出のため
に照射された領域から反射された放射の評価のための装
置とを備えている。

〔従来の技術〕

最初に述べたホットセル、および方法ならびにしずく漏
れ検出装置が本願出願人のドイツ公開特許用１ｉ３１３
８４８４に開示されている。この種のホットセルと、こ
の種の公知方法との少くとも一方においては、コンピュ
ータによシ制御されるマニピュレータに遠隔制御テレビ
ジョンカメラをとシつけ、ホットセルの漏れ点の危険の
ある領域の上をコンピュータ制御の下にテレビジョンカ
メラを移動させ、テレビジョンカメラによシ撮影された
画像を調べることによシしすく漏れが検出される。

ドイツ公開特許出願３１３８４８４　Ａｌに開示されて
いる技術には、いくつかの利点がある。その技術によシ
、漏れるおそれのある部分、たとえば、ホットセル内の
しばしば３０００〜４０００個所にもなるフランジ連結
部の検査を自動的に行うことがでキル。また、検査のた
めにホットセルの中へ入る必要なしに漏れを探すことが
できる。このようにして、予備の汚染除去作業が不必要
となシ、その結果として漏れを探すために要する時間が
かなシ短縮される。大きな漏れを探すためには公知の装
置が最も適している。しかし、テレビジョンカメラによ
シ撮影された画像による検査では、僅かなしたたるよう
な漏れは見逃されることがしばしばある０ 〔発明の概要〕 以上述べた技術状態から出発して、本発明は、従来得ら
れている諸態点をできるだけ保持して、しずく漏れを生
ずる危険のある検査領域においてかなシ小さなしずく漏
れを検出できるようにする公知の種類のホットセル、ま
たは公知の種類の方法あるいは両方を得るという問題を
解決するものである。

これは、照射される領域内に配置されて、入射する放射
を予定のようにして反射する表面を有するしずく漏れの
危険のある区画についてのみ検査を行い、照射すべき領
域の表面へ入射させる前に入射光を偏光させ、反射され
た光の偏光状態を所定の反射角度内で検査する本発明の
方法によって達成される。

また、前記解決法は、ホットセル内において、しずく漏
れの危険のある区画の領域の照射される表面が指定され
たようにして放射を反射するように、それらの表面が機
械加工され、照射すべき領域に入射させる光を入射前に
一定量だけ偏光させる偏光器が設けられ、所定の角度内
の反射光の偏光状態を決定するために、照射領域から反
射されたビームの放射経路内に装置が配置されることに
よって行われる。

ホットセルのしずく漏れの危険のある領域の本発明に従
って処理される表面を光測定装置内に含ませること、お
よび入射光として偏光された光を使用することによって
、照射される領域の偏光を元に戻す活動表面（ｄｅｐｏ
ムｒｉｊｉｎｇ−ａｃｔｉｎｇ　５ｕｒｆａｃｅ）の変
化を高い確度で直ちに検出できる。それらの種類の偏光
を元に戻す表面の変化は、漏れしずくか、それらの漏れ
しずくの酸化層のような粗い残渣（ｃｒｕｓｔｙ　ｒｅ
ｓｉｄｕｅ　）の少々くとも一方が現われることによっ
てひき起される。残渣は向けられた入射光をもはや反射
しないで、拡散して弱める。こうすることによシ、粗い
残渣は偏光を元に戻す作用を同時に行う。同じことが漏
れしずく自体に対しても言える。更に、本発明に従って
、先行技術と同様に、漏れを自動的に探すことができる
。したがって、漏れを探すためにホットセルの中へ人が
入る必要がなくなる。

反射されて戻された放射が、偏光器に対して阻止する向
きに選択的に配置される分析器を通った後で、その強さ
が、たとえば観測カメラによって光度計のようにして検
出される。しずく漏れを自動的に検出するために、光度
計のようにして検出された光の強さ分布を所定の基準強
さ分布となるべく比較して、２つの強さ分布の間の差が
所定のしきい値をこえた時に警報を発生させる。こうす
ることによシ、強さ分布のデジタル処理のためにデータ
を迅速に処理できる。

本願発明者の研究によシ、光源としては白色光源がとく
に適することが判明している。しかし、基本的にはレー
ザ光源を使用することもできる。

レーザ光源は一般的に偏光を発生するという利点を有す
る。

本発明の好適な実施例に従って、照射される領域の最下
部の位置において、落下する漏れしずくの通シ得る経路
のうしろで、入射光に向けて補助反射器を配置すること
によシ、「落下する」漏れしずくを迅速に検出できる。

また、補助反射器の表面が光を定められたようにして反
射するように、その表面が処理される。

本発明の別の好適な実施例に従って、生ずるかも知れな
い漏れしずくが強制的々経路へ案内されるように構成さ
れる。たとえば、しずく漏れの危険のある領域がフラン
ジであるとすると、封じ領域の外部のフランジ部分に収
集溝を設けることによシ、強制的々経路を実現できる。

その収集溝は、鉛直方向の下側に出口を有する穴に連結
される。

水平に位置させられたフランジ連結の場合にはとくに有
利である。

大きい反射角度の場合には、入射ビームの細光を元へ戻
すことは常に避けられない。この理由から、本発明の別
の好適な実施例に従って、反射されて戻される放射は、
小さな反射角内でのみ測定される。また、観測カメラと
光源とが、狭い間隔をおいて互いに固定される。

本発明の更に別の実施例においては、ホットセルの内部
で漏れを自動的に探知するために、たとえば、ホットセ
ル用のマニピュレータとしても知られているようなコン
ピュータ制御可動運搬装置に、照明装置と映像発生装置
が固着される。本発明の更に別の実施例においては、照
明装置、映像発生装置および画像評価装置のそれぞれの
動作パラメータを、なるべく前記制御コンピュータで、
遠隔制御できるように、それらの装置のうちの少なくと
も１つが構成される。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図に示す本発明の一実施例に従って、ホットセルの
しずく漏れの危険のある区域の１つは、フランジ連結部
１０である。このフランジ連結部１０には、２本の送シ
チューブ端部１２がフランジ部１４．１６を介して一緒
に連結される。ここで説明している実施例では、送シチ
ュープ端部１２は水平に延び、したがってフランジ連結
部１ｏは垂直方向に延びる。フランジの材料としては表
面を削られたステンレス鋼である。そのステンレス鋼の
表面が入射光を指向性をもって反射するようにその表面
を機械加工する。それらの表面の特性は、２つのフラン
ジ部１４．１６の継目の部分に対しても少なくとも適用
される。

パイプ系の内部で送られる液体としては、酸溶液（ｍｏ
３）に溶解されたウラニルニトレー）　（Ｕｒ−ａｎｉ
ム１ｔｒａｔｅ）が挙げられる。

ここで、フランジ連結部１０に漏れがあるとすると、そ
の中に見出される物質をおそらく含んでいる送シ液体が
２つのフランジ部１４．１６の継目に来て、はぼ垂直方
向にしたたシ落ちる。フランジ連結部の上には、漏れた
しずく１８の落下経路上に表面が粗くて硬い残渣２０が
堆積する。その堆積は前記継目の部分に選択的に行われ
る。本願出願人が行った観察によれば、表面が粗くて硬
い残渣２０は入射光をもはや一定の向きに反射せず、入
射光を乱反射する。また、表面が粗くて硬い残渣２０は
入射した偏光された光を偏光してい力い光にする。

フランジ連結部１０の下端部に補助反射鏡２２が垂直方
向に設けられる。その反射鏡２２の表面はフランジ連結
部１００表面の光学的特性とほぼ同じ光学的特性を示す
。したがって、入射光をとくに指向性をもって反射する
。補助反射鏡２２は、光源２６からフランジ連結部へ向
けて送られた放射のビーム経路の方向で、落下するしず
く１８の背後に配置される。

光源２６としてはノ・ロゲン灯が用いられる。光源２６
には投写光学装置（スライド投写機）を用いて、光ビー
ムをフランジ連結部１０と補助反射鏡２２へ向けて送る
。光源２６の次に入射光を直線偏光させる偏光フィルタ
２８が設けられる。

コンピュータによシ動きを制御される可動機構３２の腕
部材３０に、光源２６は回転および移動できるようにし
てとシつけられる。可動機構３２は、たとえばホットセ
ル内のモジュレータ用の公知の可動機構とすることがで
きる。光源２６の移動運動と回転運動は制御コンピュー
タ３４によシ制御できる。光源２６は可動機構３２によ
シ動かされて、ホットセル内の滴下する漏れのおそれが
ある区域を最適に照射する。

腕部材３０には、光源２６から狭い間隔をへだてて観測
カメラ３６がとシつけられる。この観、測カメラとして
は標準の工業用テレビジョンカメラを使用できる。観測
カメラ３６は制御コンピュータ３４によシ移動させたシ
、回したシできる。観測カメラの対物レンズ３８は、広
い範囲にわたって調節できるものでなければならないか
ら、たとエバマイクロズームレンズ（ｊ＝７５〜２１０
ｍｍ　）　トして作られる。対物レンズ３８の焦点距離
と、観測カメラ３６に含まれるシャッタのシャッタ速度
および絞シとは制御コンピュータによって変えることも
できる。また、対物レンズ３８の前方に配置されて分析
器４０として機能する偏光フィルタはその光を受ける向
きをコンピュータ３６によシ変えることができる。分析
器４０は、偏光器２８に対して光を阻止する位置に配置
される。

腕部材３０の上で光源２６と観測カメラ３６との位置を
制御できるから、画像発生装置の公称倍率と、ホットセ
ルの内部のしずく漏れの危険のある各領域に対する、予
め定められている画像発生条件および照明条件における
偏光フィルタの位置とを維持するようにもできる。それ
らの予め定められている画像発生条件および照明条件は
、それぞれ画像発生装置と照明装置において設定される
ものであって、監視される各しずく漏れの危険のある領
域ごとに格納される。これについては、信号処理および
画像評価についての説明の時に説明する。

光源２６と観測カメラ３６の間隔が狭いから、反射され
た放射は小さい角度だけで対物レンズ３８に入射する。

ホットセルの部品、ここではフランジ連結部１０を含め
て、選択さ゛れた光学系の動作を次に説明する。

光源２６から出た光は偏光器２８によシ直線偏光されて
からフランジ連結部１０に入射させられ、そのフランジ
連結部１０の表面と補助反射鏡２２によシ、対物レンズ
３８へ向って指向性をもって反射される。この場合には
、小さい反射角が維持されるならば光の偏光状態は常に
ほぼ不変である。

その結果として、偏光器２８に対してそれからの光を阻
止する向きに分析器すなわち偏光フィルタ４０が配置さ
れているから、フランジ連結部１０に漏れがない時は光
は対物レンズ３８に入射しない。しかし、フランジ連結
部１０に漏れが存在すると、それの表面には粗い残渣２
０が存在するから、その粗い残渣２０に入射した光は偏
光の向きが完全に狂わされ、その結果として、偏光が狂
わされた光の一部、一般的に２分の１、が分析器すなわ
ち偏光フィルタ４０を通って対物レンズ３８に達する。

テレビジョンカメラ３６によシその光が走査され、その
結果発生されたテレビジョンカメラ３６の出力が画像処
理器４２によ多処理される。補助反射鏡２２によシ反射
された光がしずく１８を通った時も上記と同様の現象が
起き、画像処理器によってその光が処理される。また、
そのしずく１８の形によシレンズ作用が起ることがあシ
、そのために効果が増大される。したがって、大きくな
シつつあるしずく１８、または落下中のしずく１８も明
るい変化する光点として検出できる。それらの反射光を
テレビジョンカメラ３６で処理して得られた信号が画像
処理装置４２によシ処理できる。

補助反射鏡２２を半円筒形として構成することによシ、
別の光増幅作用を生じさせることができる。

第２図に示す実施例においては、フランジ連結部１０が
ホットセルの内部で水平に配置され、上側フランジ部１
６′と下側フランジ部１４′を介して２本の送シチュー
ブの端部１２′を互いに連結する。

この場合に、起シ得る漏れのシール面の外部での観測に
都合の良い領域を得るために、下側フランジ部１４′に
液体集め溝４４をフライス加工で形成する。収集溝４４
は、それの鉛直方向下側に設けられている出口４８へ穴
４６によ多連結される。

第１図に示す実施例の場合と同様に、入射光の方向で出
口４８の背後に補助反射鏡２２′が設けられる。この補
助反射鏡２２′も補助反射鏡２２（第１図）と同様に中
空円筒形に作られる。補助反射鏡２２′は鈍い（研磨さ
れていない）ＶＡ＠または白色セラミックで作られる。

しずく漏れの自動検出を行うために、照明装置と画像発
生装置がとシつけられている可動機構３２が、コンピュ
ータによシ制御されてホットセルの中を、基準設定段階
において、動かされる。このようにして各制御位置の上
を動かされ、照明装置および画像発生装置にとって最適
な位置が決定される。その位置の座標と、対象とする画
像の部分の座標とが決定される。更に、依然として存在
するかも知れない邪魔な反射光が対話式にマークされる
。このようにして決定された全てのデータは基準データ
として格納され、依然として存在している邪魔な反射、
または空間的な諸条件が基準強度パターンとして格納さ
れる。その格納は制御コンピュータ３４に付属するメモ
リ内に行われる。

たとえば、ホットセル内のマニピュレータ用のようなコ
ンピュータ制御可動機構を今日では利用できるから、対
物レンズに対するくシ返えし位置ぎめを約プラスマイナ
ス１ｌｃｒ＋＋の確度で行うことができる。

画像処理器においては、観測カメラ３６の出力信号はま
ず可変２進しきい値回路５０へ与えられ、それからデジ
タル処理される。２進しきい値回路５０は、所定のしき
い値以下であるたとえば周囲光、ノイズ等によ多発生さ
れた光信号を除去する。

２進しきい値回路５０は画像信号窓回路５２の出力側に
接続される。画像信号窓回路５２は、観測カメラ３６の
実物大の画像からの画像の興味のある部分をとシだすた
めに構成される。画像信号窓回路５２の出力側に接続さ
れている画像前処理回路５４が、画像のとシ出された部
分の大きさが可　２変の明るい光点を統計的に記録する
。検出された明るい光点がある寸法以上、またはある明
るさ以上であると善報回路５６が画像前処理回路５４に
よシトリガされて可聴警報または可視善報が発生される
。

最後に、画像処理装置４２は、フランジ部１゜に漏れの
ない状態を表す基準強度パターンと測定された強度分布
を比較する。このような画像処理装置は、たとえばボッ
シュ社（ＢＯ８ＣＨＣＯＭＰＡＮＹ）、ハイマン−ＭＢ
Ｖ−シスｆ　ム（ＨＥ　ＩＭＡＮＮ　−ＭＢＶ　−ＳＹ
ＳＴＥＭ　）のＳ、Ａ、Ｍ、という商品名で市販されて
おシ、また、ＢＢＣ、シーメンス（Ｓ　Ｉ　ＥＭＥＮＳ
　）　、ツァイス（ＺＥＩＳＳ）、コントｏ　ン（ＫＯ
ＮＴＲＯＮ　）その他の企業からも販売されている。

２進しきい値回路５０と、画像信号窓口路５２と、画像
前処理回路５４と、警報回路５６との動作パラメータも
制御コンピュータ３４で制御できる。砂測カメラ３６に
より発生された画像はモニタ５８で見ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の一実施例の一部をブロックで示
す略図、第２図は本発明のホットセルの一部のための別
の実施例を示す。 ２２・・・・補助反射鏡、２６・・・・光源、２８・・
・・偏光フィルタ、３２・・・・可動機構、３４・・・
・制御コンピュータ、３６・・Φ・観測カメラ、４０・
・・・分析器（便光フィルタ）、３８＠・・・対物レン
ズ、５０・９畢・２進しきい値回路、５２・・・・画像
信号窓回路、５４・・・・画像前処理回路、５６・・・
・養報回路。 代理人　山川政樹（ほか２名） 第１頁の続き ｏ発　明　者　ベルンハルトφシュナ　ドイダー　イ ０発　明　者　フリーデル・ズインゼ　ドル　ゼ イツ連邦共和国　デー６２３８・ホツフハイム／ランゲ
ンハン・ヴアイルベツヒヤー　ヴエルグ−１２ア一エム
イソ連邦共和国　デー６０００・フランクフルト／マイ
ン・ヴエルスシュトラーセ・４９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）シずく漏れの危険のある部分（１０）、少なくと
   も漏れたしず＜　（１８）の通シ得る経路の領域に光を
   照射し、 光を照射された領域から反射された光によシ、しずく漏
   れを調べるために、検出を行う、原子カニ場の遮へいさ
   れた高放射性ウェット化学セル、とくに照射ずみ燃料の
   再処理工場の大型セル（ホットセル）の部品（１２）に
   おけるしずく漏れの危険のある部分（１０）にてしずく
   漏れを検出する方法において、 ａ）照射すべき領域に配置されて、漏れるしずくがない
   状態では放射を予定のようにして反射する表面を有する
   しずく漏れの危険のある部分だけを検査し、 ｂ）前記光は、一定の偏光を行ってから前記照射すべき
   表面に入射させ、 Ｃ）前記表面によシ反射された放射の状態を所定の反射
   角度内で検出することを特徴とする漏れ検出方法。 （２、特許請求の範囲第１項記載の方法であって、反射
   されて戻された光の分析器（４０）を通った後の強度を
   光度針によシ検出することを特徴とする方法。 （３）特許請求の範囲第２項記載の方法であって、光度
   計によシ検出した放射の強度分布を所定の基準分布と比
   較し、基準強度分布と測定された強度分布の間のしきい
   値の所定のずれをこえた場合に警報器をトリガすること
   を特徴とする方法。 （４）特許請求の範囲第２項または第３項記載の方法で
   あって、反射されて戻された放射の光度計によシ検出さ
   れた強度をデジタル化することを特徴とする方法。 （５）特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載
   の方法であって、しずく漏れの危険のある部分（１のに
   白色光を照射することを特徴とする方法。 （６）ホットセルのしずく漏れの危険のある部分（１０
   ）におけるしずく漏れを検出する装置と、漏れたしず＜
   　（１８）の通シ得る経路の領域へ向けることができる
   光源（２６）と、 しずく漏れを検出するために、照射された領域から反射
   された放射を測定する装置と を備える、原子カニ場の遮へいされた高放射性ウェット
   化学セル、とくに照射ずみ燃料の再処理工場の大型セル
   （ホットセル）における部品のしずく漏れの危険のある
   部分におけるしずく漏れを検出する装置において、 ａ）照射すべきしずく漏れの危険のある部分（１０）の
   領域は放射を一定の向きへ反射する表面を有し、ｂ）　
   Ｌずく漏れを検出する装置は、 照射すべき領域へ入射させる前に光を定められた向きに
   偏光させるための偏光器（２８）と、所定の角度内で反
   射されて戻された光の偏光状態を決定するために、照射
   される領域から反射される放射ビームの経路中に配置さ
   れる装置（３６゜３Ｂ、４０．４２）と を備えることを特徴とする原子カニ場とくに再処理工地
   の大型セルにおける部品の放射物質の漏れ検出装置。 （力特許請求の範囲第６項記載の漏れ検出装置であって
   、照射すべき領域は、鉛直方向におけるそれの最低点に
   補助反射器（２２，２２つを有し、この補助反射器は、
   入射する放射の方向で落下する漏れしずく（１８）の通
   シ得る経路の背後に配置されることを特徴とする装置。 （８）特許請求の範囲第６項または第７項に記載の漏れ
   検出装置であって、しずく漏れの危険のある部分（１０
   ，１０つはフランジ連結部であシ、そのフランジの一方
   （１４つはその封止面内に収集溝（４４）を有し、その
   収集溝は出口（４８）に通じる鉛直方向の穴（４６）に
   連通していることを特徴とする装置。 （９）特許請求の範囲第６項乃至第８項のいずれか１項
   に記載の漏れ検出装置であって、細光状態を検出する装
   置（３６，３Ｂ、４０．４２　）は観測カメラ（たとえ
   ばテレビジョンカメラ’）　（３Ｂ）を有し、この観測
   カメ・うの前方に分析器（４ｏ）が設けられ、観測カメ
   ラに画像処理器（４２）が接続されることを特徴とする
   装置。 α０）特許請求の範囲第９項記載の漏れ検出装置であっ
   て、観測カメラ（３６）と光源（２６）は狭い間隔をお
   いて互いに固定されていることを特徴とする装置。 （ＩＩ）特許請求の範囲第９項または第１０項記載の漏
   れ検出装置であって、偏光器（２８）に対して光を阻止
   する位置に分析器（４のが配置されることを特徴とする
   装置。 α渇特許請求の範囲第６項〜第１１項のいずれかに記載
   の漏れ検出装置であって、光源（２６）は白色光源であ
   ることを特徴とする装置。 ｕ〜特許請求の範囲第９項〜第１２項のいずれかに記載
   の漏れ検出装置であって、画像処理器（４２）は、所定
   のしきい値以下の放射強度を抑制するためのしきい値回
   路（５０）を入力側に有することを特徴とする装置。 ０４特許請求の範囲第９項〜第１３項のいずれかに記載
   の漏れ検出装置であって、画像処理装置は、前もって格
   納されている基準強度分布パターンと測定された強度分
   布を比較し、両方の強度パター　：ンの間のずれが所定
   値をこえた時に異常信号を発生する比較回路（５２，５
   ４，５６）を有することを特徴とする装置。 ａ！１９特許請求の範囲第１０項〜第１４項のいずれか
   に記載の漏れ検出装置であって、光源（２６）と、偏光
   器（２８）と、分析器（４のと、観測カメラ（３６）と
   は、ホットセルの内部の；−ンビュータ制御可動機構（
   ３２）の上に配置されることを特徴とする装置。 （ＩＱ特許請求の範囲第１５項記載の漏れ検出装置であ
   って、観測カメラ（３６）の（シャッタ又は絞シ、焦点
   距離、鮮鋭さのような）光パラメータと、偏光器（２８
   ）の光を受ける向きと、分析器（４のの光を受ける向き
   と、画像処理装置　（４２）の動作パラメータとのうち
   の少なくとも１つは外部よ多制御可能であるとともに、
   観測カメラ（３６）と、偏光フィルタ（２８）と、分析
   器（４０）と、画像処理器（４２）との少なくとも１つ
   は制御コンピュータ（３４）の制御出力端子へ制御入力
   側で接続されることを特徴とする装置。