TWI494949B - 纜線驅動同位素傳輸系統 - Google Patents

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TWI494949B
TWI494949B TW099127334A TW99127334A TWI494949B TW I494949 B TWI494949 B TW I494949B TW 099127334 A TW099127334 A TW 099127334A TW 99127334 A TW99127334 A TW 99127334A TW I494949 B TWI494949 B TW I494949B
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Description

纜線驅動同位素傳輸系統
本發明之範例實施例係關於一種纜線驅動同位素傳輸系統及一種使用一核能反應器照射一標的材料之方法。
鎝-99m(m係亞穩態)係用於核子醫療診斷成像中之一放射性核素。鎝-99m被注入一病人體內，當鎝-99m與某些專門設備件一起使用時，其用於使該病人之內部器官成像。
鉬-99可藉由將天然的鉬金屬或濃縮的鉬-98置入一芯體中，然後將該芯體在一核子反應器之中子通量內予以照射而產生。鉬-98在照射程序期間吸收一中子且變成鉬-99(Mo-99)。Mo-99係不穩定且以一66小時的半衰期衰變為鎝-99m(m係亞穩態)。在該照射步驟之後，可將經照射的鉬處理為一鉬酸鈦化學物且將其置於一柱狀物中供洗提。隨後，使鹽水通過該經照射之鉬酸鈦以自該經照射之鉬酸鈦移除鎝-99m離子。然而，鎝-99m具有僅六(6)小時的一半衰期，因此，期望鎝-99m之易於獲得的來源。
本發明之範例實施例提供一種纜線驅動同位素傳輸系統及一種用於將一照射標的傳輸至核子反應器之中子通量且擷取標的材料之方法。
根據範例實施例，一種同位素傳輸系統可包含一纜線，該纜線包含用於照射之至少一標的，經組態以移動該纜線之一驅動系統，及經組態以引導該纜線至一核子反應器之芯體及自該核子反應器之芯體引導該纜線之一第一引導器。
根據範例實施例，一種用於照射一標的且傳輸一標的之方法可包含使用一驅動系統推動及/或縮回具有一附接標的之一纜線通過一第一引導器且使其進入一核子反應器之中子通量中，在該核子反應器中照射該標的，朝該驅動系統縮回具有該附接的經照射標的之該纜線，使用該驅動系統朝一載入/卸載區域推動具有該經照射標的之該纜線，及將該經照射標的置於一轉移桶中，其中該纜線係由該驅動系統拉動及推動。
自結合隨附圖式之下列詳細描述，將更清楚地瞭解範例實施例。
現在將參考該等隨附圖式更完全地描述範例實施例。然而，範例實施例可體現為許多不同的形式，且不應認為其等限於本文中提出之該等實施例；而是，提供範例實施例使得本揭示內容將變得詳盡且完整，且將對熟習此項技術者完全表達發明概念。在該等圖式中，出於清楚而放大層及區域之厚度。
應瞭解的是，當在整個說明書中稱一組件(例如，一層、一區域或一基板)係在另一組件「之上」，「連接至」或「耦合至」另一組件時，該組件可直接在該另一組件「之上」，直接「連接至」或「耦合至」該另一組件或可存在插入層。另一方面，當稱一組件係「直接在」另一組件「之上」，「直接連接至」或「直接耦合至」另一組件時，應瞭解不存在插入層。相似參考符號標示相似元件。如本說明書中所使用，術語「及/或」包含所列出、對應項目之一項目或至少一項目之組合中之一。
在本描述中，諸如「第一」、「第二」等之術語係用於描述各種構件、組件、區域、層及/或部分。然而，顯然該等構件、組件、區域、層及/或部分不應由此等用語界定。該等術語僅用於區分一構件、組件、區域、層或部分與另一構件、組件、區域、層或部分。因此，在不脫離本一般發明概念之教示下，將描述之一第一構件、組件、區域、層或部分亦可稱為一第二構件、組件、區域、層或部分。
諸如「在…之下」、「下」、「底部」、「在…之上」及/或「頂部」之相對術語可在本文中用於描述如該等圖式中所繪示之一元件對另一元件之關係。應瞭解的是，意欲使相對術語包含除該等圖式中所描繪之定向以外的該裝置的不同定向。例如，若該等圖式中之裝置發生翻轉，則被描述為在其他元件之「上」側上的元件然後將被定向在該等其他元件之「下」側上。因此，取決於該圖式之特定定向，該範例術語「上」可包含一「下」定向及一「上」定向兩者。
本文中所使用之術語係僅出於描述範例實施例之目的，且並非意欲限制本發明。如本文中所使用，除非上下文另外清楚指示，否則單數形式「一」及「該」意欲亦包含複數形式。應進一步瞭解的是，當用於本說明書中時，術語「包括」及/或「包含」指定存在所陳述之特徵、整數、步驟、操作、元件及/或組件，但是不排除一或多個其他的特徵、整數、步驟、操作、元件、組件及/或其等之群組的存在或新增。
圖1係可與範例實施例及範例方法一起使用之一習知的反應器壓力容器10的一圖解。反應器壓力容器10可用於至少一100 MWe的商用輕水核子反應器(其習知係於全世界用於發電)中。反應器壓力容器10可定位在用於在一事故情況下容納放射性且防止在反應器之芯體15的操作期間進入反應器壓力容器10之一圍阻體結構411內。該反應器壓力容器10下方之一穴(稱為一乾井20)用於容置維修該容器之設備，諸如泵、排水器、儀錶管道及/或控制棒驅動器等。如圖1中所示，至少一儀錶管道50垂直延伸進入該反應器壓力容器10中且充分進入或通過在該反應器之芯體15的操作期間含有核燃料束及相對高量的中子通量之該反應器之芯體15。儀錶管道50一般可為圓筒形且隨著該反應器壓力容器10之高度予以加寬；然而，工業中通常會遇到其他的儀錶管道幾何形狀。例如，一儀錶管道50可具有一內直徑及/或直徑中之近似0.3英吋的間隙。
該等儀錶管道50可端接於該反應器壓力容器10下之該乾井20中。通常，儀錶管道50可允許中子通量偵測器及其他類型的偵測器通過該乾井20中之一下端處的一開口插入其中。此等偵測器可通過儀錶管道50向上延伸以監測該反應器之芯體15中的狀況。習知的監測器類型之範例包含寬範圍偵測器(WRNM)、源範圍監測器(SRM)、中等範圍監測器(IRM)及/或局部功率範圍監測器(LPRM)。
圖2繪示可將該等儀錶管道50用於將一照射標的傳輸進入該反應器壓力容器10中之纜線驅動同位素傳輸系統1000的一第一範例實施例。如稍後將繪示，該纜線驅動同位素傳輸系統1000能夠自一載入/卸載區域2000轉移一照射標的至該反應器壓力容器10之一儀錶管道50，及自該反應器壓力容器10之該儀錶管道50轉移一照射標的至該載入/卸載區域2000。如圖2中所顯示，該纜線驅動同位素傳輸系統1000可包含一纜線100，管道200a、200b、200c及200d，一驅動機構300，一第一引導器400及一第二引導器500。該管道200a、200b、200c及200d可經組態以允許該纜線100滑入其中。因此，該管道200a、200b、200c及200d可作為一加強體以協助將該纜線100自該纜線驅動同位素傳輸系統1000中之一點引導至該纜線驅動同位素傳輸系統1000中之另一點。
圖3及圖4中繪示該纜線100之一範例。該範例纜線100類似於具有兩部分之一繩：(1)一相對長的驅動部分110；及(2)一標的部分120。該纜線100之該驅動部分110可由具有一低核子截面之一材料(諸如鋁、矽及/或不銹鋼)製成。該纜線100之該驅動部分110可經編織以增加該纜線100之撓性及剛度及/或強度，使得該纜線100可容易彎曲且能夠圍繞一捲盤(例如圖6之纜線儲存捲盤320)纏繞。雖然該纜線100可容易彎曲，但是該纜線應經組態以在該纜線之一軸向上足夠剛硬，使得可推動及/或縮回該纜線100通過上文提及之管道200a、200b、200c及200d而不屈曲。
該纜線100之該驅動部分110可包含該驅動部分110外側上之一螺旋繞組112。如稍後將解釋，該螺旋繞組112可經組態以與可存在於該驅動系統300(參見圖6)中之一螺旋齒輪330協作。然而，本發明不受該螺旋繞組112限制，因為各種模式(例如一多螺旋模式)或無模式可替換該螺旋繞組112。該驅動部分110亦可經組態以前進至一儀錶管道50中。因此，該驅動部分110之外直徑可小於1英吋，例如該纜線100之該驅動部分110之該外直徑可為約0.27英吋。
該驅動部分110可進一步包含可由一計數器追蹤之該纜線100上或中的標記116。該計數器可基於該等標記116決定該纜線100之一部分已行進至該驅動系統300多少距離及/或離該驅動系統300多少距離。此特徵在一操作者期望知道纜線100已行進進入該反應器壓力容器10多少距離的情況下可為有用。此特徵在一操作者期望知道該纜線已行進進入該載入/卸載區域2000多少距離的情況下亦可為有用。此特徵可防止或減小系統損壞及停機時間。然而，本發明並不限於具有該等以上提及之標記的一纜線100，因為其他裝置可用於追蹤該纜線100之位置。例如，一編碼裝置可耦合至該驅動機構300之該螺旋齒輪330以將一纜線位置關聯為該齒輪330之旋轉移動的一函數，或耦合至可用於驅動該纜線100之馬達340。
如圖4中所示，該範例纜線100之該標的部分120可包含附接至該驅動部分110之一第一端114(參見圖3)的複數個照射標的122。該複數個照射標的122可(例如)包含具有大於3之一原子量的照射標的。該複數個照射標的122可(例如)包含由一線狀或可撓的纜線材料124穿成一串的複數個鉬丸。該線狀或可撓的纜線材料124亦可由與該照射標的122相同之材料製成，因此，該線狀或可撓的纜線材料124亦可由額外的標的材料製成。如圖4中所示，該等照射標的122可以類似於一串珍珠之一方式串接在一起。因此，該等照射標的122可經串接以便於形成一可撓結構。圖4中顯示十六個照射標的122，然而，本發明並不限於此，因為任意數目的標的可串接在一起。該標的部分120之長度可取決於許多因素(諸如正被照射之材料、該等照射標的之大小、該標的預期被曝露至的照射量，或該等儀錶管道50之幾何形狀)而變化。作為一實例，該標的部分120可為至多12英尺長。
應強調的是，一照射標的係為了產生放射性同位素而予以照射之一標的。因此，可由一核子反應器照射及可產生放射性同位素之感測器不落於如本文中所使用之術語「標的」之範疇內，因為其等之目的係偵測該反應器之狀態，而非產生放射性同位素。
參考圖3至圖4，該標的部分120可包含該標的部分120之一第一端127處之一第一端罩126及該標的部分120之一第二端129處之一第二端罩128。該標的部分之該第一端罩126可經組態以附接至該驅動部分110之一第一端114。該標的部分之該第一端罩126及該驅動部分110之該第一端114可形成一快速的連接/斷開之連接。例如，該第一端罩126可包含具有內部螺紋126A之一中空部分。該驅動部分110之該第一端114可包含具有可經組態以與該第一端罩126之該等內部螺紋126A嚙合之外部螺紋的一結構113。雖然圖3及圖4中所繪示之該範例連接係描述為一螺紋連接，但是本發明並不限於此，因為熟習此項技術者將認知將該纜線100之該標的部分120連接至該纜線100之該驅動部分110的各種其他方法。
參考圖5至圖6，該纜線驅動同位素傳輸系統1000之該驅動系統300可包含支撐一纜線儲存捲盤320之一框架310、一蝸桿驅動器330，及用於驅動該蝸桿驅動器330之一馬達340。該纜線儲存捲盤320可類似於一垂直定向的圓形輪或一類似鼓的裝置(該纜線100可圍繞其纏繞)。該纜線儲存捲盤320可包含通過該纜線儲存捲盤320之中心以允許該纜線儲存捲盤320旋轉之一纜線儲存捲盤軸322。該纜線儲存捲盤軸322可由密封的軸承台或其他類型的軸承(未顯示)支撐。因此，纜線儲存捲盤320可在一順時針(CW)或在一逆時針(CCW)方向上旋轉(如圖6中所顯示)。
該蝸桿驅動器330可包含具有經組態以與該纜線100之該螺旋繞組112嚙合之齒335的一螺旋齒輪333。因此，若該螺旋齒輪333在該(CCW)方向上旋轉(如圖6中所示)，則該纜線100可自該纜線儲存捲盤320展開，且前進遠離該驅動系統300。若該螺旋齒輪333在該(CW)方向上旋轉(如圖6中所示)，則該纜線100可被朝該驅動系統300拉動以將其儲存回至該纜線儲存捲盤320上。
該纜線100可繞組在該纜線儲存捲盤320上。該纜線100亦可由該螺旋齒輪333部分支撐。如熟習此項技術者易於認知，一螺旋齒輪333具有傾斜及/或彎曲的齒。因此，在一驅動系統之此範例中，該螺旋齒輪333之該等齒335可經組態以與該纜線100之該驅動部分110的外側上的螺旋繞組112互補。因此，該纜線100可藉由操作該蝸桿驅動器330及該馬達340朝該驅動系統300移動或遠離該驅動系統300移動。
該驅動系統300可進一步包含可操作地連接至該纜線儲存捲盤320之一線圈彈簧324或配重物。該線圈彈簧324或配重物可經組態以偏壓該儲存捲盤320以使其在一順時針方向(如圖8中所示之(CW))上旋轉，因此保持該螺旋齒輪333與該纜線儲存捲盤320之間的纜線100拉緊，以減小該纜線驅動系統300內之齒隙。另外，該線圈彈簧324或配重物可用作為若該馬達340在該標的材料已定位在該反應器之該芯體15內之後出故障時對於自該反應器芯體15移除該纜線100之一安全性備份系統。
雖然該範例驅動系統300係繪示為具有將該纜線100移動至該驅動系統300或自該驅動系統300移動該纜線100之一蝸桿驅動器330，但是本發明並不限於此。例如，一對壓緊滾輪可取代一螺旋齒輪333用於壓緊該纜線100並將其移動至該驅動系統300或自該驅動系統300移動該纜線100。作為另一範例，一手動搖把可附接至該螺旋齒輪333或纜線儲存捲盤軸322以提供插入及/或提取該纜線100之一手動控制方法(未圖示)。
參考圖2、圖7及圖8，該第一引導器400可經組態以將該纜線100引導至一載入/卸載區域2000或該核子反應器壓力容器10之該等儀錶管道50。該第一引導器400可包含一水平基板410，接近該水平基板410之一第一端的一第一垂直板420，接近該水平基板410之一第二端的一第二垂直板430，該第一垂直板420與該第二垂直板430之間的一多直徑軸440，一組斜齒輪446A及446B，一纜線引導管道460，及使該多直徑軸440旋轉之一旋轉齒輪驅動的氣缸448。
參考圖7，該水平矩形基板410可具有在一第一水平方向上之一相對長的長度，在一第二水平方向上之一相對短的長度，及在一垂直方向上之一厚度。該第一垂直板420及該第二垂直板430可附接至該水平基板410之一圍阻體結構411。如圖7及圖8中所示，該第一垂直板420及該第二垂直板430可經定向使得該第一垂直板420及該第二垂直板430之厚度在該基板410之該第一水平方向內延伸。該第一垂直板420及該第二垂直板430可使用(例如)機器托架422及螺絲424附接至該水平基板410。然而，該範例第一引導器400並不限於此。例如，作為一替代的附接方法，可將該第一垂直板420及該第二垂直板430焊接至該基板410。
該第一垂直板420可包含一單一纜線進入點490，該纜線100可通過該單一纜線進入點490行進，且該第二垂直板430可包含至少兩個纜線退出點492及494，其中之一退出點將該纜線100引至該載入/卸載區域2000，且該等纜線退出點492及494之另一退出點將該纜線100引至該反應器壓力容器10。例如，纜線退出點492可將該纜線100引至該載入/卸載區域2000，且纜線退出點494可將該纜線100引向該反應器壓力容器10。
可在該第一垂直板420與該第二垂直板430之間提供一多直徑軸440。如圖7至圖8中所示，該多直徑軸440可具有一第一部分442(其具有接近該第一垂直板420之一第一直徑d1 )及一第二部分444(其具有接近該第二垂直板430之一第二直徑d2 )。可在該第一部分442與該第二部分444之間的介面處之該多直徑軸440中提供一斜齒輪446A。該多直徑軸440之諸端可由該第一垂直板420及該第二垂直板430旋轉支撐，使得該多直徑軸440可容易圍繞其之軸旋轉。
該纜線引導管道460可包含由該多直徑軸440之該第一部分442支撐的一第一端462。該纜線引導管道460亦可包含由一搖把480支撐之一第二端464，該搖把480繼而堅固地連接至該多直徑軸440之該第二部分444。如圖7至圖8中所示，該多直徑軸440之該第一部分442可包含容納該纜線引導管道460之一槽450，使得該纜線引導管道460之該第一端462可與該第一纜線進入點490對齊以收納該纜線100。
該旋轉式氣缸448可經組態以使一斜齒輪446B旋轉。例如，該旋轉式氣缸448可附接至斜齒輪446B，其具有經組態以與該多直徑軸440之該斜齒輪446A的齒335嚙合之齒。因此，該旋轉式氣缸448可操作以使該斜齒輪446B旋轉，其繼而使附接至該多直徑軸440之該斜齒輪446A旋轉，藉此使由該等垂直板420及430支撐之該多直徑軸440旋轉。因為該纜線引導管道460係附接至該多直徑軸440，所以該多直徑軸440之旋轉導致該纜線引導管道460移動，藉此允許該纜線引導管道460之該第二端464與該等纜線退出點492、494之任一點對齊。因此，一操作者可組態該第一引導器400以藉由操作該旋轉式氣缸448而將該纜線100引至該等纜線退出點492、494之一者。根據範例實施例，該操作者可遙控地控制該旋轉式氣缸448之操作。
參考圖9及圖10，該第二引導器500可經組態以將該纜線100引導至該核子反應器壓力容器10中之許多儀錶管道50之任一者。如圖9及圖10中所示，該第二引導器500可為圓筒形狀，其具有與該圓筒形狀的第二引導器500之一端關聯的一第一圓形端板510及與該圓筒形狀的第二引導器500之另一端關聯的一第二圓形端板520。
該第一圓形端板510可具有經組態以收納該纜線100之一纜線進入點550。如圖9及圖10中所示，該纜線進入點550可位於該第一圓形端板510之中心。該第二圓形端板520可包含可連接至位於該反應器芯體15內之許多儀錶管道50之任一者的複數個纜線退出點560。該等纜線退出點560可配置為該第二圓形端板520上之一圓形圖案，使得該圓形圖案之中心與該第二圓形端板520之中心重合。
該第二引導器500亦可包含一軸530，該軸530具有大體上由該第一圓形端板510支撐之該軸530的一第一端532及大體上由該第二圓形端板520支撐之該軸530的一第二端534。如圖10中所示，該軸530之該第一端532可包含可連接至一馬達(未顯示)之旋轉齒輪562，使得該軸530可經由該馬達之操作而旋轉。另外，該軸530之該第二端534可附接至可隨著該軸530圍繞其之中心旋轉而旋轉之一鎖定齒輪570。
該第二引導器500可進一步包含經組態以收納該纜線100之一纜線引導管道540。如圖10中所示，該軸530之一第一端532可經開槽以容納該纜線引導管道540之一第一端542，使得該纜線引導管道540之該第一端542可與該纜線進入點550對齊以收納該纜線100。該纜線引導管道540之一第二端544可附接至該鎖定齒輪570，使得該纜線引導管道540之該第二端544可與該等纜線退出點560之至少一退出點對齊。
如上文所論述，可提供一馬達及/或一手動手搖把裝置(未顯示)以使該旋轉齒輪562旋轉，藉此使該軸530旋轉。該軸530之旋轉繼而導致該纜線引導管道540旋轉，藉此允許該纜線引導管道540之該第二端544與該等纜線退出點560之任一退出點對齊。因此，一操作者可組態該第二引導器500以藉由操作該馬達及/或該手動手搖把裝置(未顯示)以使該纜線引導管道540旋轉進入一期望的位置而將該纜線100引導至該多重纜線退出點560之任意退出點。因此，該操作者可將該纜線100引至該反應器壓力容器10內之一期望的儀錶管道50。根據範例實施例，該操作者可遙控地控制該馬達之操作。
如圖2中所繪示，該纜線驅動同位素傳輸系統1000可包含一纜線100，管道200a、200b、200c、200d，一驅動系統300，一第一引導器400，及一第二引導器500。可在該驅動系統300與該第一引導器400之間提供該管道200a。可在該第一引導器400與該第二引導器500之間提供該管道200c。可在該第二引導器500與該反應器壓力容器10內之入口之間提供該管道200d，且然後向前進入一儀錶管道50。可在該第一引導器400與該載入/卸載區域2000之間提供該管道200b。可提供該管道200a、200b、200c及200d以支撐且引導該纜線100，因此，該管道200a、200b、200c及200d可經組態以具有一相對低的摩擦係數且抵抗腐蝕。
考慮到所描述的纜線驅動同位素傳輸系統1000，參考圖1至圖10描述當使用圖11中所示之一流程圖時照射一標的之一方法。照射一標的之該範例方法並不限於使用上文所述之該纜線驅動同位素系統的範例實施例，該方法亦不限於下文所陳述之操作。此外，照射一標的之該範例方法並不限制該纜線驅動同位素系統之範例實施例。而是，純粹出於範例目的而提供照射一標的之該範例方法，且不應認為其限制本發明。
最初，一操作者可組態該第一引導器400及該第二引導器500，使得該纜線前進至合適的目的地。例如，如操作5000中所顯示，一操作者可組態該第一引導器400以將該纜線100發送至該載入/卸載區域2000，且可組態該第二引導器500以將該纜線100發送至該期望的儀錶管道50。例如，該操作者可組態第一引導器400以藉由控制該旋轉式氣缸448以使該多直徑軸440旋轉以將該纜線引導管道460定位在適合的定向上，而將該纜線100發送至該載入/卸載區域2000。例如，該操作者可控制該旋轉式氣缸448以使該多直徑軸440旋轉以使該纜線引導管道460旋轉，使得該纜線引導管道460之該第二端464與可連接至導向該載入/卸載區域2000之管道200b的一纜線退出點492對齊。類似地，該操作者可組態該第二引導器500以藉由控制該第二引導器500中之一馬達及/或一手動手搖把裝置(未顯示)以使該纜線引導管道540在適合的定向上旋轉而將該纜線100發送至期望的儀錶管道50。例如，該操作者可控制該馬達及/或該手動手搖把裝置以使該軸530旋轉，使得該纜線引導管道540之該第二端544與可連接至導向該期望的儀錶管道50之管道200d的一期望的纜線退出點560對齊。
在組態該第一引導器400及該第二引導器500之後，一操作者可操作該驅動系統300以使該纜線前進通過管道200a、該第一引導器400及該第二管道200b，以將該纜線100之該驅動部分110的該第一端114置入該載入/卸載區域2000中(如操作5100中所描述)。在此操作期間，該操作者可藉由控制該蝸桿齒輪330以使其在如圖6中所示之一逆時針方向(CCW)上旋轉而使該纜線100前進。該操作者可經由該纜線100上之標記116追蹤該纜線100之該驅動部分110的該第一端114之位置。在替代例中，可由自可連接至該蝸桿驅動器330之一編碼器334收集的資訊得知該纜線100之該驅動部分110的該第一端114之位置。
在已將該纜線100定位在該載入/卸載區域2000中之後，該操作者可使該蝸桿驅動器330停止旋轉，藉此停止該纜線100之移動。然後可將該等照射標的122連接至該纜線100(操作5200)。該等照射標的122可由如圖4中所示之可連接至該纜線100之該驅動部分110的該第一端114的一線狀材料124串接在一起。
在將該等照射標的122連接至該纜線100之後，一操作者可操作該驅動系統300以自該載入/卸載區域2000拉動該纜線100通過該管道200b及通過該第一引導器400(操作5300)。在此操作期間，該操作者可控制該蝸桿驅動器330以使該螺旋齒輪333在如圖6中所示之一順時針方向(CW)上旋轉，因此自該載入/卸載區域2000拉動該纜線100。該操作者可經由該纜線100上之該等標記116追蹤該纜線100之位置。在替代例中，可由自可連接至該螺旋齒輪333之一編碼器334收集的資訊得知該纜線100之該驅動部分110的該第一端114之位置。
在拉動該纜線100(包含該等照射標的122)通過該第一引導器400之後，該操作者可使該蝸桿驅動器330停止旋轉，藉此停止該纜線100之移動。該操作者然後可重新組態該第一引導器400以將具有該等照射標的122之該纜線100發送至該反應器壓力容器10(操作5400)。可藉由控制該旋轉式氣缸448以使該多直徑軸440旋轉而重新組態該第一引導器400以將該纜線引導管道460定位在適合的定向上。例如，該操作者可控制該旋轉式氣缸448以使該多直徑軸440旋轉以使該纜線引導管道460旋轉，使得該纜線引導管道460之該第二端464與可連接至導向該第二引導器500之管道200c的一纜線退出點494對齊。
在重新組態該第一引導器之後，該操作者可使具有該等照射標的122之該纜線100前進通過該第三管道200c，該第二引導器500將需要一操作者組態該第二引導器500以便於允許具有標的122之該纜線100在該第四管道200d內前進，且進入該期望的儀錶管道50中(操作5500)。在此操作期間，該操作者可藉由控制該蝸桿驅動器330以使該螺旋齒輪333在如圖6中所示之一逆時針方向(CCW)上旋轉而使該纜線100前進。該操作者可經由該纜線100上之標記116追蹤該纜線100之該驅動部分110的該第一端114之位置。在替代例中，可由自可連接至該螺旋齒輪333之一編碼器334收集的資訊得知該纜線100之該驅動部分110的該第一端114之位置。
在具有該等照射標的122之該纜線100已前進至該儀錶管道50內之合適位置以後，該操作者可使該蝸桿驅動器330停止旋轉，因此將該等照射標的122固持於該儀錶管道50中。此時，可照射該等標的達到適合的時間(操作5600)。在該等照射標的122已經照射之後，該操作者可操作該驅動系統300以縮回具有該等經照射標的122之該纜線100通過該儀錶管道50、該第四管道200d、該第二引導器500、該第三管道200c及該第一引導器400(操作5700)。例如，該操作者可控制該蝸桿驅動器330以使該螺旋齒輪333如圖6中所示順時針(CW)旋轉直到通過該第一引導器400抽出具有該等照射標的122之該纜線100。在此操作期間，該操作者可使用該纜線100上之該等標記116追蹤該等照射標的122之位置。在替代例中，該操作者可利用來自連接至該螺旋齒輪333之一編碼器334的資訊來追蹤該等照射標的122之位置。
在該等照射標的122已經照射且經由該驅動系統300之一操作而被抽回進入到該第一引導器400中時，該操作者可使該蝸桿驅動器330停止旋轉，藉此停止具有該附接之標的部分120的該纜線100的移動。一操作者然後可重新組態該第一引導器400，使得該纜線100可前進至該載入/卸載區域2000(操作5800)。例如，該操作者可重新組態第一引導器400以藉由控制該旋轉式氣缸448以使該多直徑軸440旋轉以將該纜線引導管道460定位在適合的定向上，而將該纜線100發送至該載入/卸載區域2000。例如，該操作者可控制該旋轉式氣缸448以使該多直徑軸440旋轉以使該纜線引導管道460旋轉，使得該纜線引導管道460之該第二端464與可連接至導向該載入/卸載區域2000之管道200b的一纜線退出點492及494對齊。
在重新組態該第一引導器400之後，一操作者可操作該驅動系統300以使該纜線100前進通過該第一引導器400及該第二管道200b，以將該纜線100之該驅動部分110的該第一端114及該等照射標的122置入該載入/卸載區域2000中(如操作5900中所描述)。在此操作期間，該操作者可藉由控制該蝸桿驅動器330以使該螺旋齒輪333在如圖6中所示之一逆時針方向(CCW)上旋轉而使該纜線100前進。該操作者可經由該纜線100上之該等標記116追蹤連接至該纜線100之該驅動部分110的該等照射標的122之位置。在替代例中，可由自可連接至該螺旋齒輪333之一編碼器334收集的資訊得知該纜線100之該驅動部分110的該第一端114之位置。
一旦在該載入/卸載區域2000中之後，可將該等照射標的122自該纜線100移除且儲存在一轉移桶中(操作6000)。根據本發明之一範例實施例，該轉移桶可由鉛、鎢及/或耗乏鈾製成以使該等經照射標的與人員充分屏蔽。該轉移桶亦可經組態以配合進入一習知的運輸桶中。該載入/卸載區域可經組態以允許該轉移桶可為一升降機構接達以促進移動該轉移桶。該轉移桶亦經組態具有一遙控蓋，使得可遙控地密封該轉移桶。另外，可藉由使用可置於該載入/卸載區域2000中以允許一操作者在操作期間可視地檢驗該設備之攝影機系統而促進照射標的122之附接及卸除。
以上方法係僅繪示使用該纜線驅動同位素傳輸系統1000之一方法，然而，本發明並不受限於此。例如，一操作者可在該纜線100進入該第二引導器500之前的任意時間組態該第二引導器500。作為另一實例，該系統可為自動且由一電腦輔助程式化系統控制。
雖然以上系統可實施為許多既有或未來的核能電廠內之一完全新穎的系統，但是本發明概念並不受限於此。例如，本發明概念可用以結合已以導向一儀錶管道50之一管道系統組態之習知的系統。
例如，一些習知的發電廠使用一探入核芯探針(TIP)系統3000來監測一反應器內之中子熱通量。圖12中繪示一習知的TIP系統3000。如圖12中所示，該TIP系統3000可包含用於驅動一纜線3100之一驅動機構3300，該驅動系統3300與一腔室屏蔽罩3400之間的管道3200a，該腔室屏蔽罩3400與閥3600之間的管道3200b，該等閥3600與一引導器3500之間的管道3200c，及該第二引導器3500與一儀錶管道50之間的管道3200d。該纜線3100可類似於上文所述之該纜線100，除該纜線100之該標的部分120以一TIP感測器替換以外。與一習知的TIP系統3000一起使用之該驅動機構3300可在結構上及操作上類似於上文所述之該驅動系統300。因此，出於簡潔而省略對其之一描述。一習知的TIP系統3000之該引導器3500可將該TIP感測器引導至一期望的儀錶管道50。該引導器3500可在結構上及操作上類似於上文所述之該第二引導器500，因此，出於簡潔起見省略對引導器3500之一描述。該腔室屏蔽罩3400係在此項技術中眾所周知，且類似於充滿鉛丸之一桶。該腔室屏蔽罩3400係用於在該TIP感測器未用於該反應器壓力容器10中時儲存該TIP感測器。該等閥3600係與該TIP系統3000一起利用之一安全性特徵。
因為該TIP系統3000已包含管道系統(3200a、3200b、3200c及3200d)及用於引導一纜線100進入一儀錶管道50中之一引導器(3500)，所以可以一既有的TIP系統3000應用本發明概念。
圖13繪示其中可應用本發明概念之一經修改的TIP系統4000。如圖13中所示，該經修改的TIP系統4000係大體上類似於圖13中所繪示之該TIP系統3000，除了在該習知的TIP系統3000之腔室屏蔽罩壁3400與該等閥3600之間引入一引導器4100以外。該引導器4100可用作為用於在本TIP系統3000不使用中時將一纜線(例如，纜線100)引入該TIP系統3000中之一進入點。如圖13中所示，該纜線驅動同位素系統1000之該驅動系統300可與該TIP系統3000之該驅動系統3300平行放置。該驅動系統300可包含其中可纏繞該纜線100之該纜線儲存捲盤320。該驅動系統300亦可包含如先前所描述之用於朝該驅動系統300移動該纜線100或移動該纜線100遠離該驅動系統300之蝸桿驅動器330及該螺旋齒輪333。如先前所述，一管道200a可自該驅動系統300延伸至可將該纜線100引至一期望位置的該引導器400。例如，一操作者可組態該第一引導器400以藉由控制該第一引導器400之該旋轉式氣缸448以使該纜線引導管道460之該第二端464與合適的退出點(例如，退出點492及494)對齊而經由管道200b以將該纜線100引至一載入/卸載區域2000。然而，與先前實施例不同，與其具有可將該纜線100引至第二引導器500的一退出點不同，而是可使此實施例中之該第一引導器400經組態以將該纜線100引至該引導器4100。因此，此實施例之該第一引導器400可經由該引導器4100引導該纜線100進入當前採用的TIP系統3000管道中。
圖14中繪示該引導器4100之一截面。如圖14中所示，該引導器可類似於具有兩個進入點4200及4300及一個退出點4400之一Y型件。該進入點4200可經組態以收納該纜線100，且該進入點4300可經組態以收納通常採用該TIP系統3000之用法的該纜線3100。該退出點4400可允許該TIP系統之纜線3100或如由該纜線驅動同位素傳輸系統1000使用之該纜線100退出該引導器4100，因此允許進入該管道3200-B2內及進入該習知的TIP管道3200c、該習知的TIP引導器3500及該習知的TIP管道3200d以進入該等儀錶管道50內。
熟習此項技術者應明瞭，若該纜線驅動同位素系統1000將與一習知的TIP系統3000一起使用，則該纜線100應經定大小以與既有的管道一起發揮作用。在習知的TIP系統3000中，該管道之內直徑可為近似0.27英吋。因此，該纜線100可經定大小使得橫向於該纜線100之尺寸不超過0.27英吋。
另外，熟習此項技術者應瞭解，可以落於本發明之範疇內的其他方式修改一系統，諸如該TIP系統3000。例如，可在該等閥3600與該引導器3500之間而非在該屏蔽罩3400與該等閥3600之間安裝該引導器4100。另外，可類似地修改除該習知的TIP系統3000以外之熟習此項技術者已知的其他系統。
雖然已參考本發明之範例實施例特定顯示且描述範例實施例，但是此項技術之一般技術者應瞭解，在不脫離下列申請專利範圍之精神及範疇下，可在其中進行形式及細節上之各種變化。
10．．．反應器壓力容器
15．．．反應器芯體
20．．．乾井
50．．．儀錶管道
100．．．纜線
110．．．纜線之驅動部分
112．．．纜線上之螺旋繞組
113．．．纜線之驅動部分上的結構
114．．．纜線之驅動部分的第一端
116．．．纜線上之標記
120．．．纜線之標的部分
122．．．照射標的
124．．．可撓纜線材料
126．．．纜線之標的部分之一第一端處的第一端罩
126A．．．第一端罩之內部螺紋
127．．．纜線之標的部分的第一端
128．．．標的部分之一第二端處的第二端罩
129．．．纜線之標的部分的第二端
200a．．．管道
200b．．．管道
200c．．．管道
200d．．．管道
300．．．驅動系統
310．．．用於支撐一纜線儲存捲盤之一框架
320．．．纜線儲存捲盤
322．．．纜線儲存捲盤軸
324．．．線圈彈簧
330．．．蝸桿驅動器
333．．．螺旋齒輪
334．．．編碼器
335．．．螺旋齒輪之齒
340．．．用於驅動蝸桿驅動器之馬達
400．．．第一引導器
410．．．水平矩形基板
411．．．一團阻體結構
420．．．第一垂直板
422．．．機器托架
424．．．螺絲
430．．．第二垂直板
440．．．多直徑軸
442．．．多直徑軸之第一部分
444．．．多直徑軸之第二部分
446A．．．斜齒輪
446B．．．斜齒輪
448．．．旋轉式氣缸
450．．．多直徑軸中之槽
460．．．纜線引導管道
462．．．纜線引導管道之第一端
464．．．纜線引導管道之第二端
480．．．搖把
490．．．纜線進入點
492．．．纜線退出點
494．．．纜線退出點
500．．．第二引導器
510．．．第一圓形端板
520．．．第二圓形端板
530．．．第二引導器之軸
532．．．第二引導器之軸的第一端
534．．．第二引導器之軸的第二端
540．．．第二引導器之纜線引導管道
542．．．第二引導器之纜線引導管道的第一端
544．．．第二引導器之纜線引導管道的第二端
550．．．纜線進入點
560．．．纜線退出點
562．．．旋轉齒輪
570．．．鎖定齒輪
1000．．．纜線驅動同位素傳輸系統
2000．．．載入/卸載區域
3000．．．一習知搖把(TIP)系統
3100．．．驅動纜線
3200a．．．管道
3200b．．．管道
3200c．．．管道
3200d．．．管道
3300．．．驅動機構
3400．．．腔室屏蔽罩
3500．．．引導器
3600．．．閥
4000．．．一經修改的TIP系統
4100．．．引導器
4200．．．Y型進入點
4300．．．Y型進入點
4400．．．Y型退出點
圖1係一習知的反應器壓力容器之一視圖；
圖2係顯示根據範例實施例之一纜線驅動同位素傳輸系統的一視圖；
圖3係具有與根據範例實施例之一纜線驅動同位素系統一起使用之若干連接器之一纜線的一部分視圖；
圖4係根據範例實施例之該纜線及端連接器之一標的部分的一特寫視圖；
圖5係根據範例實施例之一纜線驅動同位素傳輸系統之一驅動系統的一視圖；
圖6係顯示根據範例實施例之一齒輪減速之蝸桿驅動系統的前視圖，其具有與一纜線之螺旋繞組嚙合的一螺旋齒輪；
圖7至圖8係根據範例實施例之一纜線引導器之視圖；
圖9至圖10係根據範例實施例之一額外的纜線引導器之視圖；
圖11係繪示照射根據範例實施例之一標的之一方法的一流程圖；
圖12係一習知的探入核芯探針系統之一視圖；
圖13係根據範例實施例之一修改的探入核芯探針系統之一視圖；及
圖14係根據範例實施例之一Y型引導器之一視圖。
50．．．儀錶管道
100．．．纜線
200a．．．管道
200b．．．管道
200c．．．管道
200d．．．管道
300．．．驅動系統
400．．．第一引導器
500．．．第二引導器
1000．．．纜線驅動同位素傳輸系統
2000．．．載入/卸載區域

Claims (20)

  1. 一種同位素傳輸系統，其包括：一纜線，其包含用於照射之至少一標的；一驅動系統，其經構形以移動該纜線；及一第一引導器，其經組態以引導該纜線至一核子反應器及自該核子反應器引導該纜線；其中該標的為鉬金屬或濃縮的鉬-98的其中之一。
  2. 如請求項1之同位素傳輸系統，其中該纜線包含一驅動部分及一標的部分，該標的部分包含該至少一標的。
  3. 如請求項2之同位素傳輸系統，其中該纜線之該驅動部分係經組態以包含一螺旋繞組。
  4. 如請求項3之同位素傳輸系統，其中該驅動系統包含接合該螺旋繞組以將該纜線朝該核子反應器移動之一裝置。
  5. 如請求項2之同位素傳輸系統，其中該標的部分包含由一線狀材料穿成一串的複數個標的。
  6. 如請求項5之同位素傳輸系統，其中該線狀材料包含具有大於3之一原子量的標的材料，且該複數個標的係具有大於3之一原子量的複數個標的。
  7. 如請求項5之同位素傳輸系統，其中該標的部分之一第一端係附接至該驅動部分之一端。
  8. 如請求項7之同位素傳輸系統，其中該標的部分包含在該第一端處附接至該驅動部分之該端的一罩及在一第二端處經組態以導引該標的部分至該核子反應器之一罩。
  9. 如請求項1之同位素傳輸系統，其中該驅動系統包含經組態以纏繞該纜線之一捲盤。
  10. 如請求項9之同位素傳輸系統，其中該驅動系統包含一裝置，其係附接至該捲盤以使該捲盤旋轉，藉此導致該捲盤拉動該纜線且圍繞該捲盤纏繞該纜線。
  11. 如請求項10之同位素傳輸系統，其中該裝置係一彈簧或配重物。
  12. 如請求項10之同位素傳輸系統，其中該驅動系統包含一第二裝置，其朝該核子反應器推動該纜線以藉此使該纜線自該捲盤展開。
  13. 如請求項12之同位素傳輸系統，其中該第二裝置係一輸出軸上之一蝸桿驅動器及一螺旋齒輪。
  14. 如請求項1之同位素傳輸系統，其進一步包括：一第二引導器，其介於該第一引導器與該核子反應器之間以引導該纜線進入該核子反應器；一第三引導器，其介於該驅動系統與該第一引導器之間以將該纜線引至一載入/卸載區域與該核子反應器之一者；及管道，其介於該核子反應器與該第二引導器之間，介於該第二引導器與該第一引導器之間，介於該第一引導器與該第三引導器之間，介於該第三引導器與該驅動系統之間，及介於該載入/卸載區域與該第三引導器之間以支撐並引導該纜線。
  15. 如請求項14之同位素傳輸系統，其進一步包括： 一轉移桶，其係在該載入/卸載區域中以收納該標的。
  16. 如請求項14之同位素傳輸系統，其進一步包括：該載入/卸載區域中之一攝影機。
  17. 一種用於照射一標的且傳輸一標的之方法，該方法包括：使用一驅動系統推動具有一附接標的之一纜線通過一第一引導器且進入至一核子反應器中；在該核子反應器中照射該標的；朝該驅動系統拉動具有該附接的經照射標的之該纜線；使用該驅動系統將具有該經照射標的之該纜線朝一載入/卸載區域推動；及將該經照射標的置於一轉移桶中，其中該纜線係由該驅動系統推動及拉動。
  18. 如請求項17之方法，其中該標的包含由一線狀材料穿成一串的複數個標的。
  19. 如請求項17之方法，其中該纜線包含具有一螺旋繞組之一驅動部分，該螺旋繞組經組態以接合連接至一蝸桿驅動系統之一螺旋齒輪，且推動該纜線係藉由操作該蝸桿驅動器以使該螺旋齒輪之齒與該螺旋繞組接合而完成。
  20. 如請求項17之方法，其進一步包括：推動該纜線通過一第二引導器以將具有該標的之該纜線引至該第一引導器；推動該纜線通過一第三引導器以引導該纜線進入一選 定的儀錶管道中；拉動該纜線通過該第三引導器、該第一引導器，且進入該第二引導器中；推動該纜線通過該第二引導器以將具有該經照射標的之該纜線引至該載入/卸載區域；及自該纜線移除該經照射標的。
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