JPS61210941A - 核燃料棒中の二酸化ウラン含量の測定方法 - Google Patents
核燃料棒中の二酸化ウラン含量の測定方法Info
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- JPS61210941A JPS61210941A JP60050398A JP5039885A JPS61210941A JP S61210941 A JPS61210941 A JP S61210941A JP 60050398 A JP60050398 A JP 60050398A JP 5039885 A JP5039885 A JP 5039885A JP S61210941 A JPS61210941 A JP S61210941A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
（ｆｌ！業上の利用分針〕
本５！Ｉ明は原子炉用の核＃！輌棒中の二酸化ウラン含
量の測定方法に関し、更に詳しくは、＃１輛ペレット中
に含有される強磁性属在物および＃！柄被覆管ｔｃ＃ａ
因する測定ａｌｌ！！を実質的に除去して、Ｉ！料棒申
の二酸化ウラン含量を長さ方向の任意の点で電磁的暑ζ
非破ｌＩ関建する方決に関する。 〔従来技術と解決すべき１１ 原子が用の核＃！！輌捧は、二酸化ウランｍ判御レット
をｗＩ数個積み重ねてシルカａイ舎命などの金属製の陣
＄ｌｉＩ！ｌ覆管内に充填して膳立てられる。ｍ輌ペレ
ットとしてはυＯａ＊＄１度はｎしでも中空状や中実状
など、実質的な二酸化ウラン含量の興なるものを用いる
ことがあり、完成した＃ｌ輌棒に長さ方向で異なる二酸
化ウラン含量の帯域を持たせることもある。このため、
完成後の＃！科帰の内部のｊ！輌ペレットが中空ベレッ
トなのか中実ベレットなのかを識別するため、および燃
柄棒中の二酸化ウランの含量とその長さ方向の分布状態
の判定のために、＃１輌帰の二酸化ウラン含量の非破壊
検査が行われる。 従来、核＃Ｉ！輌棒に装填された状態で燃柄ベレット中
の二酸化９ラン含量を非破壊測定する実用度の高い手織
は少なく、一方、交流磁界中でＩ！柄帰の磁化率を測定
することによりｆｉ！！謁ベレット中の添加毒物（ガド
リニ１）の含有量を知る方法が提案されている。即ち、
ｄドリエ１は常磁性体であって１４１１．１ＩＸ１０４
龜ＩＩ＆ｌ１ｇ−０・の磁化率をもちその含有量に応し
てａ輌ベレットの磁化率が変化することに基づいて交ａ
ｍ化亭の関定儂ζよってガドリニア含量の非破壊測定を
行うが、ここで同層とぎれたのは、不純物としてベレッ
ト中億ζ屁在する強磁性体の存在であり、一般的ｔｃｌ
ｌ料ベレットの加工ＩＣ＠ ｌ、ては、通常仕様値とし
てｓｏｏｐｐ−ｍ度の元素状麩あゐいは強磁性合金が不
純物として導入され、従って、ｗｉｎ性真在物の含量に
比例した磁化率が加わるのでＩドリエ１の定量が面倒で
あるとされていた。 ゛ この間照点に対して鍔えば待ＷＩＷ８５Ｍ−１８４ｓ４
号公報には、ｌ！ｉ輌ペレットを強いＷ流パイ１ス磁昇
中にＩｆき、強磁性糞在物の磁９に螢−メントを飽和さ
せることによって二酸化ウランｍｓｑ・ベレット中のガ
ドリニ１の含量を電磁誘導技術１ζ基づいて非破壊約６
ζ測定する方決が開示きれている。 また本発明者等は、上記特開昭ｌ３−１！！４５１４号
公報による測定方法の６つ欠点を解決して磁化率測定時
に強い直流パイ１ス磁昇を与えなくても強磁性屍在物に
起因する測定誤差を実質的に除去することのできる電磁
的なガドリ＝ｙｋ量測定ｍｅ待１！Ｉｔｓ ８−！ ！
ＯＩ Ｉ ８号（［ｍＳ １＄１１月°２ｓ日出願）
ｋよって脚案してい石。 ところで、二酸化ウランは磁気的にみれば常磁性体であ
り、従ってｍａ枠棒中二酸化ウラン含量が増加すればそ
の磁化率も増大するが、二酸化ウラン自体の磁化率はＩ
、 ？ ４ Ｘ １０ ”＠ａ＠／ｇ−０＠と比較的
低り、城輌捧中の二酸化ウラン含量の変化輻暑ζ対して
磁化率変化は僅かであり、また！！１ｍ性胤在物による
磁化率の影響以外暑ζも、被覆管自体の磁化率や測定用
交流ｉｌＩ界中マの１Ｓｔｔｔ流による影響が無視でき
ないので、・前述のガドリエ１含量のｔｔｔ磁的芹破詞
定手織では二酸化ウラン含量の測定に不充分であった。 本発明の！ＩＷ１は、強磁性魔在物および被覆電覆ζそ
れぞれ起因する測定ｗ４差を実質的に除去して核燃料棒
中の二酸化ウラン含量を電磁誘導技ｖＩＪＲζよ抄非破
ｔｌＩｌｌｌ定することのできる測定方法を提供するこ
とである。 〔発明の構成と作Ｊ’Ｏ） 前述のｆｉ順を連成するために、本発明の核燃料棒中の
二酸化ウラン含量の非破ｔＩｉ測定方流１？は、基本的
（ζ、被覆管の肉厚を測定するｔｎｌのステップと、ｆ
ｉｌ詞棒の交流磁化率を測定する第２のステップとを含
んで粘り、ざらに交流磁化率の測定出力信号中からその
基本波成分と高Ｗ！４波成分とをモれぞれ検出するｔｓ
３のステップと、検出された基本波成分から、前記！ｌ
ｌ′ｍ性悶在物に起因す−る関定緘差を前記高！１ｌＩ
ＩＩ１．成分検出値による補正で実質的１ζ除去すると
共に、前記被Ｗ管に起因する用窓誤差をＷ１ステップの
肉厚測定値による補正で実質的に除去する第４のステッ
プとを含んでいる。 第１ステップにおけるｍａｒの肉厚測定ＬｔＭ々の方式
で行うことができるが、一般的にはａｔ技厚さ計による
非破ＩＩｉ測定でｆｌ！！餌棒長さ方向に位置マーカを
得ながら連続ｊ１建でｉるようにするのがよい。 第２ステップにおける燃料棒の交流磁化率の測ｔも好ま
しくは＃！輌帰の長さ方向に連続測定できａようにして
行い、例えば交流磁界中で互いの誘起電圧を打消し合う
向き暑ζ相禎接ＩＩされた一対のコイルのうちの一方の
コイｋｋａ燃輌棒を電磁結合し、これによりてｎｇ一方
のコイル中５ｅｌｌ＠きれる交流不平衡電圧を測定出力
として取出すよう１ζする。 ひとつの寅ｊｌ［１！！様において前記一対の１４ルの
各軸心は１配交ＩＩｍ界と平行に向けられ、まＦ：別の
態様ではさらに前記ｗａ＄Ｉｌｌ棒が１１１ｇ一方のコ
イルと互いの軸心を平行に、して電磁結合され、この場
合、好ましくはＩｌ＄ｌｌ帰が前記一方のコイル内に同
軸的に挿入される。 さらに別のｎ撮ｇζおいて前記交流磁界は、７ｓＨ竺、
。 ＩＩＲ数信呼信号ｉｍコイルＣζよりて発生され１．こ
の、場、合好ましくは前記１＆ｉｌ：１イルとしてソレ
ノイド−イル内 対のコイルが互いの軸心を平行にして配置される。 この場合、ｎＩａＷ］１１周紋数信号の周波数信号覆管
の肉厚よりも大きい通過度を生じるように選定される。 今、常磁性体÷ある二酸化ウランを含む核燃柄棒を交流
磁界中のｎｇ一方のコイルの延命に置いて該一方のコイ
ルとｍｍ結合さ電ると、この一方のコイルｕ−ＬｔＲＦ
ＩＩ＆磁界の基本波（ω）ｋよる誘起電圧がＲ導きれ、
その錬は禽−Ｗされる常磁性体の量にほぼＭ棹的な関係
で依存する０、一方、履判ベレット中に含まれるＦ龜や
Ｎｉなどの賎磁性体健その磁化持性也ζヒステリシスを
もっているため、鉤記交＃ｌＥｉ！ｉ界中での前記一方
のコイルとの電磁結合により、該＝イル中暑ζ前ｌｉ！
葛本波（勿）以外にも高Ｗ４波成分（２ω、３ω、・・
・・・・）を伴った誘起電圧をＸ＊ｔ、、この高ＷＲ液
成分の電圧値はやはりペレット中に含有されるＩ！１ｌ
ＩＩ性体の量に依存する。 さらに被ＷＩ管の磁化率及びその導電率化基づく烏ｍｍ
の電磁的影響の大きさは、ｍａｒ管の材質が定まりてい
ればその肉厚のＨ数として表すことができる。 そこで１紀一方の一イルの誘起電圧をフーリエ。 解析して宵ＩＩ波成分の大きさを測定すれば強磁性翼在
物の含量が求まり、求めた強磁性関在物の含量からｎ紀
ＩＩＩＢ電圧の基本波成分中の強磁性体の寄与分が逆算
でき、また肉厚測定値から被覆管の彰響分も求められる
ので、基本波成分に基づく測定値から高ｌｌ紋成分６ζ
基づく測定値゛と徽覆ｗＰｌ厚に基づ（測定値とを差し
引けば、生栗な常磁性体即ち二酸化ウランの正味のＩＩ
Ｉ起電圧値を知ることができ、この正味の値化よって測
定部位のｍ柄ベレフト中の二酸化ウランの含有量をｓ１
建誠艶なく求めることがｉｑ鎗である。 本５８司のひとつの特徴は被覆管の肉厚測定値Ｃζよる
補正を行うことであ抄、またもうひとつの特徴は、測定
に際して油いｉｆ流Ｉ訃イ１ス磁界をかける必要がない
ことであり、＃Ｉ！詞ペレット中の強磁性ｎ在物を飽和
させるほどに°強い磁界は一切不要なことである。一般
的儒ζ本発司の測定で要求されるｙｉｊｌ！ＦＩｉ界の
殉きは不綺物すなわち強磁性屁在物°として含まれるＦ
・の化学形１ζよりて真なるが、縛定Ｖ、望まし＆％磁
場の強さは、大＠１０〜ｓｏ。 （Ｃａｓｓｍ）である。 交流磁界の周波数は磁界の試料への通過度に影響し、周
波数が°低いほど通過度が大さくなる。 本発明で１、現用ｓｉｐノ複ｉｌ！管ノ゛肉厚（ｏ、ｓ
〜（１，１ｍ ）を考慮して交流磁界、従つてその励磁
コイル（ソレノイドコイル）の励磁電流の周′ＩＲ敵は
大略１０ ＝ １０００ （Ｈｚ ）であれば充分測定
可能である。 （寅ｊｌｌ＃１） −本発
明を＊ｍ−例面と共に詳述すれば、９１図には！！！輌
棒中の二酸化ウラン含有量とその１分布を測定すゐため
の本発明による測定系の構成がブロック図の形式て示さ
れている。 第１図において、可聴周波数＊＊響ｌの出力を電力増幅
Ｈ！で増幅してソレノイドコイル３を励磁し、該ソレノ
イドコイに３内にコイル軸心方向。 ｋ一様な交流Ｉｉ界を生じるようになりでいる。この交
流磁界の周波数は発振−１の発振周波数で建まり、前述
のようＩｃｌ０〜１００ＯＨ！の範囲内の−周波数ａζ
固定されている。また交流磁界の強さは、測定対象の＃
１輌ペレット中の強磁性関在物の磁化が飽和しない種皮
に選ばれ、これは通常、電ガ′増輻記２の利ｓｓｔ＊ｔ
ζより定められる。ソレノ儲°４ドコイに３内の交流磁
昇−中には、面積・Ｉ！数値（ＮＡ値）の等しい一対の
コイに４，５が量れも−の軸心をソレノイドクイル３の
“軸心と平行暑ζ向けて配置され、コイに４とＳｔｔｇ
き方向が互いに逆向きになるようＩｃ１ｌＰｊｌｌｌｌ
されている。従ってコイに４と５とが同し交流磁界にあ
って両共αζ同一の？１ｉｆｉ的条件にある場合、両コ
イル４．Ｓは平衡してお勢、これらコイル４．Ｓの直列
撞統体の両端には交流ａ界によるｉ１１起電圧は現れな
−１，一対のコイに４．！ｉのうち一方のコイル４は検
出用に用いられ、他方のコイルＳは上述の補償動作のた
めの誘起電圧打消用に用いられている。検出用のコイル
４の近隣に磁性物体を置いた場合、その１１磁率に依存
した電圧がコイル４ＩｃＷ４８＃れ、両コイルの直列潰
統体の平衡が崩れて前置増幅ｌｌ遭に交流不平衡電圧が
入力される。前置増幅−６の出力信号は位１ｉｔｕツク
増暢響７と高ｍ＊成分検出１１１Ｊ：ＩＣ入力されてい
るφ位１１ａツク増暢Ｉ１１は、前置増幅Ｉ１６の出力
信号と１１１１ｍ１１１の可聴周波数信号とを入力に受
けて、前ｌＩａＷＮｍ増幅−６の出力信号中の基本波成
分を検出す１．また高調波成分検出Ｉ１８は前置増幅Ｉ
１６の出力信号と発１！１１１の可聴周波数信号とを入
力に受けて、鰭ＩＩｉ！前置増輻Ｉ１６の出力信号中の
基本波成分を除いた高調波成分を検出する。 一方、ソレノイド２４４ｍ４０前方（或−１は後方でも
可）において＃１！１量１１は水槽ｌ！の水中を通過し
、水槽中にはｊｌＩ輌棒軸棒軸心交する方向に超音波ビ
ームを発す’１１Ｍ音波揮触子１３が配置されている。 探触子１３１ζよる超音波ビームの送受信は超音波肉厚
計１４によって行われ、肉厚計１４は燃料棒１１の被覆
管肉厚に対応した出力信号を生じる。この肉厚出力信号
と、前記交流磁化測定において位相四ツク増幅Ｗ１と高
調波成分検出−８とからそれぞれ出力された基本波成分
と高調波成分とは、所定のプログラムを与えられたマイ
ク費コンピュータ９に入力され、被Ｗ宮と強磁性厘在物
の寄与分の除去、二酸化ウラン含量への換算などのデー
タ処理が行われたのち記録計１０で記録される。 以上の測定を、鍔えば９に力四イ製の被Ｗ＃Ｉｔ内ＩＣ
！輌ベレットを積重ねてな２６Ｍ！輌棒１１をコイル４
内に挿入してその軸心方向（Ｘ）ｔＣ沿って相対移動さ
曹つつ、図示しない位置検出手段ａζよるＸ方向の位置
検出と共に行うことて、ｌｌｉ料棒の長さ方向に関する
二酸化ウラン含量の分布をＷｓｌＩに知ることができる
。 第２図には、本発明に従って測定した結果の一例が示さ
れている。第２図の横軸は燃料棒１１の軸方向位置（Ｐ
ｇ）％縦軸はｍｉｎ性翼在物と被覆管の各々の宵与分を
除去した二酸化・ウランの正味の含有量に対応した出力
電圧である。Ｈ定試料のｍ四棒は軸方向中央部に中空ｍ
輯°ペレットを、両嶋部化中寅の燃料ペレットをぞれぞ
れ装填して＃ｊす、またこのときの交流ｉＩｌ界の強さ
は約５ｏｏｃ口■である。第２１１からは＃！！輌ベレ
ットの二酸化ウラン含量と被覆管内での二酸化ウランの
分布が−ｄで判別できる。
量の測定方法に関し、更に詳しくは、＃１輛ペレット中
に含有される強磁性属在物および＃！柄被覆管ｔｃ＃ａ
因する測定ａｌｌ！！を実質的に除去して、Ｉ！料棒申
の二酸化ウラン含量を長さ方向の任意の点で電磁的暑ζ
非破ｌＩ関建する方決に関する。 〔従来技術と解決すべき１１ 原子が用の核＃！！輌捧は、二酸化ウランｍ判御レット
をｗＩ数個積み重ねてシルカａイ舎命などの金属製の陣
＄ｌｉＩ！ｌ覆管内に充填して膳立てられる。ｍ輌ペレ
ットとしてはυＯａ＊＄１度はｎしでも中空状や中実状
など、実質的な二酸化ウラン含量の興なるものを用いる
ことがあり、完成した＃ｌ輌棒に長さ方向で異なる二酸
化ウラン含量の帯域を持たせることもある。このため、
完成後の＃！科帰の内部のｊ！輌ペレットが中空ベレッ
トなのか中実ベレットなのかを識別するため、および燃
柄棒中の二酸化ウランの含量とその長さ方向の分布状態
の判定のために、＃１輌帰の二酸化ウラン含量の非破壊
検査が行われる。 従来、核＃Ｉ！輌棒に装填された状態で燃柄ベレット中
の二酸化９ラン含量を非破壊測定する実用度の高い手織
は少なく、一方、交流磁界中でＩ！柄帰の磁化率を測定
することによりｆｉ！！謁ベレット中の添加毒物（ガド
リニ１）の含有量を知る方法が提案されている。即ち、
ｄドリエ１は常磁性体であって１４１１．１ＩＸ１０４
龜ＩＩ＆ｌ１ｇ−０・の磁化率をもちその含有量に応し
てａ輌ベレットの磁化率が変化することに基づいて交ａ
ｍ化亭の関定儂ζよってガドリニア含量の非破壊測定を
行うが、ここで同層とぎれたのは、不純物としてベレッ
ト中億ζ屁在する強磁性体の存在であり、一般的ｔｃｌ
ｌ料ベレットの加工ＩＣ＠ ｌ、ては、通常仕様値とし
てｓｏｏｐｐ−ｍ度の元素状麩あゐいは強磁性合金が不
純物として導入され、従って、ｗｉｎ性真在物の含量に
比例した磁化率が加わるのでＩドリエ１の定量が面倒で
あるとされていた。 ゛ この間照点に対して鍔えば待ＷＩＷ８５Ｍ−１８４ｓ４
号公報には、ｌ！ｉ輌ペレットを強いＷ流パイ１ス磁昇
中にＩｆき、強磁性糞在物の磁９に螢−メントを飽和さ
せることによって二酸化ウランｍｓｑ・ベレット中のガ
ドリニ１の含量を電磁誘導技術１ζ基づいて非破壊約６
ζ測定する方決が開示きれている。 また本発明者等は、上記特開昭ｌ３−１！！４５１４号
公報による測定方法の６つ欠点を解決して磁化率測定時
に強い直流パイ１ス磁昇を与えなくても強磁性屍在物に
起因する測定誤差を実質的に除去することのできる電磁
的なガドリ＝ｙｋ量測定ｍｅ待１！Ｉｔｓ ８−！ ！
ＯＩ Ｉ ８号（［ｍＳ １＄１１月°２ｓ日出願）
ｋよって脚案してい石。 ところで、二酸化ウランは磁気的にみれば常磁性体であ
り、従ってｍａ枠棒中二酸化ウラン含量が増加すればそ
の磁化率も増大するが、二酸化ウラン自体の磁化率はＩ
、 ？ ４ Ｘ １０ ”＠ａ＠／ｇ−０＠と比較的
低り、城輌捧中の二酸化ウラン含量の変化輻暑ζ対して
磁化率変化は僅かであり、また！！１ｍ性胤在物による
磁化率の影響以外暑ζも、被覆管自体の磁化率や測定用
交流ｉｌＩ界中マの１Ｓｔｔｔ流による影響が無視でき
ないので、・前述のガドリエ１含量のｔｔｔ磁的芹破詞
定手織では二酸化ウラン含量の測定に不充分であった。 本発明の！ＩＷ１は、強磁性魔在物および被覆電覆ζそ
れぞれ起因する測定ｗ４差を実質的に除去して核燃料棒
中の二酸化ウラン含量を電磁誘導技ｖＩＪＲζよ抄非破
ｔｌＩｌｌｌ定することのできる測定方法を提供するこ
とである。 〔発明の構成と作Ｊ’Ｏ） 前述のｆｉ順を連成するために、本発明の核燃料棒中の
二酸化ウラン含量の非破ｔＩｉ測定方流１？は、基本的
（ζ、被覆管の肉厚を測定するｔｎｌのステップと、ｆ
ｉｌ詞棒の交流磁化率を測定する第２のステップとを含
んで粘り、ざらに交流磁化率の測定出力信号中からその
基本波成分と高Ｗ！４波成分とをモれぞれ検出するｔｓ
３のステップと、検出された基本波成分から、前記！ｌ
ｌ′ｍ性悶在物に起因す−る関定緘差を前記高！１ｌＩ
ＩＩ１．成分検出値による補正で実質的１ζ除去すると
共に、前記被Ｗ管に起因する用窓誤差をＷ１ステップの
肉厚測定値による補正で実質的に除去する第４のステッ
プとを含んでいる。 第１ステップにおけるｍａｒの肉厚測定ＬｔＭ々の方式
で行うことができるが、一般的にはａｔ技厚さ計による
非破ＩＩｉ測定でｆｌ！！餌棒長さ方向に位置マーカを
得ながら連続ｊ１建でｉるようにするのがよい。 第２ステップにおける燃料棒の交流磁化率の測ｔも好ま
しくは＃！輌帰の長さ方向に連続測定できａようにして
行い、例えば交流磁界中で互いの誘起電圧を打消し合う
向き暑ζ相禎接ＩＩされた一対のコイルのうちの一方の
コイｋｋａ燃輌棒を電磁結合し、これによりてｎｇ一方
のコイル中５ｅｌｌ＠きれる交流不平衡電圧を測定出力
として取出すよう１ζする。 ひとつの寅ｊｌ［１！！様において前記一対の１４ルの
各軸心は１配交ＩＩｍ界と平行に向けられ、まＦ：別の
態様ではさらに前記ｗａ＄Ｉｌｌ棒が１１１ｇ一方のコ
イルと互いの軸心を平行に、して電磁結合され、この場
合、好ましくはＩｌ＄ｌｌ帰が前記一方のコイル内に同
軸的に挿入される。 さらに別のｎ撮ｇζおいて前記交流磁界は、７ｓＨ竺、
。 ＩＩＲ数信呼信号ｉｍコイルＣζよりて発生され１．こ
の、場、合好ましくは前記１＆ｉｌ：１イルとしてソレ
ノイド−イル内 対のコイルが互いの軸心を平行にして配置される。 この場合、ｎＩａＷ］１１周紋数信号の周波数信号覆管
の肉厚よりも大きい通過度を生じるように選定される。 今、常磁性体÷ある二酸化ウランを含む核燃柄棒を交流
磁界中のｎｇ一方のコイルの延命に置いて該一方のコイ
ルとｍｍ結合さ電ると、この一方のコイルｕ−ＬｔＲＦ
ＩＩ＆磁界の基本波（ω）ｋよる誘起電圧がＲ導きれ、
その錬は禽−Ｗされる常磁性体の量にほぼＭ棹的な関係
で依存する０、一方、履判ベレット中に含まれるＦ龜や
Ｎｉなどの賎磁性体健その磁化持性也ζヒステリシスを
もっているため、鉤記交＃ｌＥｉ！ｉ界中での前記一方
のコイルとの電磁結合により、該＝イル中暑ζ前ｌｉ！
葛本波（勿）以外にも高Ｗ４波成分（２ω、３ω、・・
・・・・）を伴った誘起電圧をＸ＊ｔ、、この高ＷＲ液
成分の電圧値はやはりペレット中に含有されるＩ！１ｌ
ＩＩ性体の量に依存する。 さらに被ＷＩ管の磁化率及びその導電率化基づく烏ｍｍ
の電磁的影響の大きさは、ｍａｒ管の材質が定まりてい
ればその肉厚のＨ数として表すことができる。 そこで１紀一方の一イルの誘起電圧をフーリエ。 解析して宵ＩＩ波成分の大きさを測定すれば強磁性翼在
物の含量が求まり、求めた強磁性関在物の含量からｎ紀
ＩＩＩＢ電圧の基本波成分中の強磁性体の寄与分が逆算
でき、また肉厚測定値から被覆管の彰響分も求められる
ので、基本波成分に基づく測定値から高ｌｌ紋成分６ζ
基づく測定値゛と徽覆ｗＰｌ厚に基づ（測定値とを差し
引けば、生栗な常磁性体即ち二酸化ウランの正味のＩＩ
Ｉ起電圧値を知ることができ、この正味の値化よって測
定部位のｍ柄ベレフト中の二酸化ウランの含有量をｓ１
建誠艶なく求めることがｉｑ鎗である。 本５８司のひとつの特徴は被覆管の肉厚測定値Ｃζよる
補正を行うことであ抄、またもうひとつの特徴は、測定
に際して油いｉｆ流Ｉ訃イ１ス磁界をかける必要がない
ことであり、＃Ｉ！詞ペレット中の強磁性ｎ在物を飽和
させるほどに°強い磁界は一切不要なことである。一般
的儒ζ本発司の測定で要求されるｙｉｊｌ！ＦＩｉ界の
殉きは不綺物すなわち強磁性屁在物°として含まれるＦ
・の化学形１ζよりて真なるが、縛定Ｖ、望まし＆％磁
場の強さは、大＠１０〜ｓｏ。 （Ｃａｓｓｍ）である。 交流磁界の周波数は磁界の試料への通過度に影響し、周
波数が°低いほど通過度が大さくなる。 本発明で１、現用ｓｉｐノ複ｉｌ！管ノ゛肉厚（ｏ、ｓ
〜（１，１ｍ ）を考慮して交流磁界、従つてその励磁
コイル（ソレノイドコイル）の励磁電流の周′ＩＲ敵は
大略１０ ＝ １０００ （Ｈｚ ）であれば充分測定
可能である。 （寅ｊｌｌ＃１） −本発
明を＊ｍ−例面と共に詳述すれば、９１図には！！！輌
棒中の二酸化ウラン含有量とその１分布を測定すゐため
の本発明による測定系の構成がブロック図の形式て示さ
れている。 第１図において、可聴周波数＊＊響ｌの出力を電力増幅
Ｈ！で増幅してソレノイドコイル３を励磁し、該ソレノ
イドコイに３内にコイル軸心方向。 ｋ一様な交流Ｉｉ界を生じるようになりでいる。この交
流磁界の周波数は発振−１の発振周波数で建まり、前述
のようＩｃｌ０〜１００ＯＨ！の範囲内の−周波数ａζ
固定されている。また交流磁界の強さは、測定対象の＃
１輌ペレット中の強磁性関在物の磁化が飽和しない種皮
に選ばれ、これは通常、電ガ′増輻記２の利ｓｓｔ＊ｔ
ζより定められる。ソレノ儲°４ドコイに３内の交流磁
昇−中には、面積・Ｉ！数値（ＮＡ値）の等しい一対の
コイに４，５が量れも−の軸心をソレノイドクイル３の
“軸心と平行暑ζ向けて配置され、コイに４とＳｔｔｇ
き方向が互いに逆向きになるようＩｃ１ｌＰｊｌｌｌｌ
されている。従ってコイに４と５とが同し交流磁界にあ
って両共αζ同一の？１ｉｆｉ的条件にある場合、両コ
イル４．Ｓは平衡してお勢、これらコイル４．Ｓの直列
撞統体の両端には交流ａ界によるｉ１１起電圧は現れな
−１，一対のコイに４．！ｉのうち一方のコイル４は検
出用に用いられ、他方のコイルＳは上述の補償動作のた
めの誘起電圧打消用に用いられている。検出用のコイル
４の近隣に磁性物体を置いた場合、その１１磁率に依存
した電圧がコイル４ＩｃＷ４８＃れ、両コイルの直列潰
統体の平衡が崩れて前置増幅ｌｌ遭に交流不平衡電圧が
入力される。前置増幅−６の出力信号は位１ｉｔｕツク
増暢響７と高ｍ＊成分検出１１１Ｊ：ＩＣ入力されてい
るφ位１１ａツク増暢Ｉ１１は、前置増幅Ｉ１６の出力
信号と１１１１ｍ１１１の可聴周波数信号とを入力に受
けて、前ｌＩａＷＮｍ増幅−６の出力信号中の基本波成
分を検出す１．また高調波成分検出Ｉ１８は前置増幅Ｉ
１６の出力信号と発１！１１１の可聴周波数信号とを入
力に受けて、鰭ＩＩｉ！前置増輻Ｉ１６の出力信号中の
基本波成分を除いた高調波成分を検出する。 一方、ソレノイド２４４ｍ４０前方（或−１は後方でも
可）において＃１！１量１１は水槽ｌ！の水中を通過し
、水槽中にはｊｌＩ輌棒軸棒軸心交する方向に超音波ビ
ームを発す’１１Ｍ音波揮触子１３が配置されている。 探触子１３１ζよる超音波ビームの送受信は超音波肉厚
計１４によって行われ、肉厚計１４は燃料棒１１の被覆
管肉厚に対応した出力信号を生じる。この肉厚出力信号
と、前記交流磁化測定において位相四ツク増幅Ｗ１と高
調波成分検出−８とからそれぞれ出力された基本波成分
と高調波成分とは、所定のプログラムを与えられたマイ
ク費コンピュータ９に入力され、被Ｗ宮と強磁性厘在物
の寄与分の除去、二酸化ウラン含量への換算などのデー
タ処理が行われたのち記録計１０で記録される。 以上の測定を、鍔えば９に力四イ製の被Ｗ＃Ｉｔ内ＩＣ
！輌ベレットを積重ねてな２６Ｍ！輌棒１１をコイル４
内に挿入してその軸心方向（Ｘ）ｔＣ沿って相対移動さ
曹つつ、図示しない位置検出手段ａζよるＸ方向の位置
検出と共に行うことて、ｌｌｉ料棒の長さ方向に関する
二酸化ウラン含量の分布をＷｓｌＩに知ることができる
。 第２図には、本発明に従って測定した結果の一例が示さ
れている。第２図の横軸は燃料棒１１の軸方向位置（Ｐ
ｇ）％縦軸はｍｉｎ性翼在物と被覆管の各々の宵与分を
除去した二酸化・ウランの正味の含有量に対応した出力
電圧である。Ｈ定試料のｍ四棒は軸方向中央部に中空ｍ
輯°ペレットを、両嶋部化中寅の燃料ペレットをぞれぞ
れ装填して＃ｊす、またこのときの交流ｉＩｌ界の強さ
は約５ｏｏｃ口■である。第２１１からは＃！！輌ベレ
ットの二酸化ウラン含量と被覆管内での二酸化ウランの
分布が−ｄで判別できる。
以上巨ζ述ぺた０ように、本発明によれ・ば、金属薄肉
製の被覆管、による測定誤差および強磁性翼在物による
測定誤差なしｔｃ ｇ料棒中のニー化つラン禽 １量
と七の分布とを芹破壊的暑ζ関定でき、また強い磁界を
かける必要がないので、励ｌ！装置も小型のものですむ
という効果を賓し掃るものである。−：
製の被覆管、による測定誤差および強磁性翼在物による
測定誤差なしｔｃ ｇ料棒中のニー化つラン禽 １量
と七の分布とを芹破壊的暑ζ関定でき、また強い磁界を
かける必要がないので、励ｌ！装置も小型のものですむ
という効果を賓し掃るものである。−：
ｔＲ１図は本発明の測定法を実施するための測定系の構
成を示すブロック図、１１に２図は測定“結果の位置を
示す線図である。 １＋可聴周波数発［Ｌｌ電力増輻幅１３ｔソレノイドコ
イル、４：検１１１Ｊ１コイル（一方のコイル）、Ｓ！
打消用コイル、６Ｉ前置増暢諸、７１位相曽ツク増輻曽
、８！高周波成分検出響、９雪・マイクロコンビ鼻−タ
、１０ｓ記録計、ｌｌｓ燃柄棒、１１！雪水槽、１３＠
超音波揮触子、１４冨超音波肉厚計。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 ４を置Ｐｘ−
成を示すブロック図、１１に２図は測定“結果の位置を
示す線図である。 １＋可聴周波数発［Ｌｌ電力増輻幅１３ｔソレノイドコ
イル、４：検１１１Ｊ１コイル（一方のコイル）、Ｓ！
打消用コイル、６Ｉ前置増暢諸、７１位相曽ツク増輻曽
、８！高周波成分検出響、９雪・マイクロコンビ鼻−タ
、１０ｓ記録計、ｌｌｓ燃柄棒、１１！雪水槽、１３＠
超音波揮触子、１４冨超音波肉厚計。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 ４を置Ｐｘ−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）二酸化ウラン及び強磁性混在物を含んでなる燃料ペ
レットを金属製の薄肉被覆管内に装填してなる核燃料棒
中の二酸化ウラン含量を非破壊測定する方法であって、 前記被覆管の肉厚を測定する第１のステップと、前記核
燃料棒の交流磁化率を測定する第２のステップと、 前記第２ステップにおける測定出力信号中からその基本
波成分と高調波成分とをそれぞれ検出する第３のステッ
プと、 前記第３ステップにおける基本波成分検出値から、前記
強磁性混在物に起因する測定誤差を前記高調波成分検出
値による補正で実質的に除去すると共に、前記被覆管に
起因する測定誤差を第１ステップの肉厚測定値による補
正で実質的に除去する第４のステップ、 とを含む核燃料棒中の二酸化ウラン含量の測定方法。 ２）第１ステップにおいて超音波肉厚測定を行う特許請
求の範囲第１項に記載の方法。 ３）第２ステップにおいて、交流磁界中で互いの誘起電
圧を打消し合う向きに相補接続された一対のコイルのう
ちの一方のコイルに核燃料棒を電磁的に結合し、これに
よって前記一方のコイル中に誘導される交流不平衝電圧
を測定出力としてとり出す、特許請求の範囲第１項に記
載の方法。 ４）前記相補接続された一対のコイルの各軸心が前記交
流磁界と平行に向けられる特許請求の範囲第３項に記載
の方法。 ５）前記燃料棒が前記一方のコイルと互いの軸心を平行
にして電磁結合される特許請求の範囲第３項に記載の方
法。 ６）前記燃料棒が前記一方のコイル内に挿入される特許
請求の範囲第３項に記載の方法。 ７）前記交流磁界が、可聴周波数信号で励磁された励磁
コイルによって発生される特許請求の範囲第３項に記載
の方法。 ８）前記励磁コイルとしてソレノイドコイルを用い、該
ソレノイドコイル内に前記一対のコイルが配置される特
許請求の範囲第７項に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60050398A JPS61210941A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 核燃料棒中の二酸化ウラン含量の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60050398A JPS61210941A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 核燃料棒中の二酸化ウラン含量の測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61210941A true JPS61210941A (ja) | 1986-09-19 |
Family
ID=12857767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60050398A Pending JPS61210941A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 核燃料棒中の二酸化ウラン含量の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61210941A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005308552A (ja) * | 2004-04-21 | 2005-11-04 | Japan Science & Technology Agency | 混合物質の混合比の非破壊定量分析方法 |
| JP2007155570A (ja) * | 2005-12-07 | 2007-06-21 | Jfe Steel Kk | 混合物の混合率計測方法および計測装置 |
-
1985
- 1985-03-15 JP JP60050398A patent/JPS61210941A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005308552A (ja) * | 2004-04-21 | 2005-11-04 | Japan Science & Technology Agency | 混合物質の混合比の非破壊定量分析方法 |
| JP2007155570A (ja) * | 2005-12-07 | 2007-06-21 | Jfe Steel Kk | 混合物の混合率計測方法および計測装置 |
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