JP2800930B2 - Method for detecting leak of fuel element for nuclear reactor and fuel element for nuclear reactor - Google Patents
Method for detecting leak of fuel element for nuclear reactor and fuel element for nuclear reactorInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、原子炉用燃料要素の
リーク検出方法及び原子炉用燃料要素に関し、更に詳し
くは、原子炉運転時等に原子炉用燃料要素に生じうるピ
ンホール等のリーク箇所の有無を、容易にかつ簡便に、
しかも確実に検出することができる原子炉用燃料要素の
リーク検出方法及び原子炉用燃料要素に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for detecting leakage of a fuel element for a nuclear reactor and a fuel element for a nuclear reactor, and more particularly, to a method for detecting a pinhole or the like which may occur in a fuel element for a nuclear reactor during operation of the nuclear reactor. Easily and easily check for leaks
Further, the present invention relates to a method for detecting a leak of a fuel element for a nuclear reactor and a fuel element for a nuclear reactor that can be reliably detected.
【０００２】[0002]
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】一般に、
原子炉用燃料要素はその使用により、フレッティング破
損、水素化破損等の種々の破損原因による損傷を受け
る。かかる損傷により、原子炉用燃料要素にリーク箇所
が発生すると、その内部に封入されていた放射性のガス
が冷却水中へ漏出し、そこに冷却水が侵入する。通常、
リーク箇所が発生するのは原子炉運転時であり、このと
きの原子炉用燃料要素の温度は高温であるので、原子炉
用燃料要素内に侵入した冷却水は直ちに気化し水蒸気と
なって拡散する。この水蒸気は原子炉用燃料要素内の燃
料ペレットに接触して、水素と酸素とに分解する。この
酸素は原子炉用燃料要素における燃料ペレットや燃料被
覆管内面の酸化反応に消費され、水素はその一部が燃料
被覆管に吸収され、残りが原子炉用燃料要素内に残存す
る。2. Description of the Related Art In general,
Reactor fuel elements are damaged by their use due to various causes such as fretting damage, hydrogenation damage and the like. When such damage causes a leak location in the reactor fuel element, the radioactive gas sealed therein leaks into the cooling water, into which the cooling water enters. Normal,
The leak location occurs during reactor operation, and the temperature of the reactor fuel element is high at this time, so the cooling water that has entered the reactor fuel element is immediately vaporized and diffused as steam. I do. This water vapor contacts fuel pellets in the reactor fuel element and is decomposed into hydrogen and oxygen. This oxygen is consumed in the oxidation reaction of the fuel pellets and the inner surface of the fuel cladding tube in the reactor fuel element, and part of the hydrogen is absorbed by the fuel cladding tube, and the remaining hydrogen remains in the reactor fuel element.
【０００３】ところで、原子炉用燃料要素は、例えば、
これを正方格子状に縦横それぞれ１７本ずつ配列・保持
してなる原子炉用燃料要素集合体として、一般に取り扱
われている。かかる原子炉用燃料集合体中に、リーク箇
所が生じた原子炉用燃料要素が含まれている場合、この
原子炉用燃料集合体を継続的に使用すると、そのリーク
箇所から放射性物質が漏出することによる放射能汚染等
を招くおそれがある。したがって、原子炉用燃料要素集
合体を再使用する場合には、その原子炉用燃料要素集合
体における各原子炉用燃料要素にリーク箇所が生じてい
ないかどうかを検出する作業が必須となる。[0003] By the way, the fuel element for a nuclear reactor is, for example,
This is generally treated as a fuel element assembly for a nuclear reactor in which 17 pieces each of which are arranged and held in a square lattice in each of vertical and horizontal directions. When the reactor fuel assembly includes a reactor fuel element having a leak location, the radioactive material leaks from the leak location when the reactor fuel assembly is continuously used. This may lead to radioactive contamination. Therefore, when the fuel element assembly for a nuclear reactor is reused, an operation of detecting whether or not a leak portion has occurred in each fuel element for a nuclear reactor in the fuel element assembly for a nuclear reactor becomes essential.
【０００４】従来においては、かかる検出を、原子炉
用燃料要素の外観検査をする、原子炉用燃料要素にお
ける燃料被覆管の歪量を測定することにより原子炉用燃
料要素内の放射性ガス量を評価する、原子炉用燃料要
素に超音波を照射した際の反射波の有無により原子炉用
燃料要素内に侵入した水を検出する、等の手段により行
なっていた。Conventionally, such detection is carried out by measuring the amount of radioactive gas in the reactor fuel element by measuring the amount of strain of the fuel cladding in the reactor fuel element by inspecting the appearance of the reactor fuel element. It has been performed by such means as evaluating, detecting the water that has entered the reactor fuel element based on the presence or absence of a reflected wave when the reactor fuel element is irradiated with ultrasonic waves.
【０００５】しかしながら、前記の外観検査では、原
子炉用燃料要素の全面を検査することは困難である。ま
た、原子炉用燃料要素集合体の内部に配列・保持された
原子炉用燃料要素について外観検査を行なうことは非常
に困難である。更に、リーク箇所がピンホール等の微細
な孔の場合には、その場所を特定することは困難を極め
る。前記の原子炉用燃料要素内の放射性ガス量の評価
では、歪量の変化量が小さいので、放射性ガス量を正し
く評価することができない。また、検査装置が大掛りに
なる。前記の原子炉用燃料要素内に侵入した水の検出
では、リーク箇所の全てに水が侵入しているとは限ら
ず、水が侵入していないリーク箇所については検出する
ことができない。したがって、従来におけるリーク箇所
の検出方法にはそれぞれ問題がある。[0005] However, it is difficult to inspect the entire surface of the fuel element for a nuclear reactor by the above-mentioned appearance inspection. Further, it is very difficult to perform an appearance inspection on the reactor fuel elements arranged and held inside the reactor fuel element assembly. Further, when the leak location is a fine hole such as a pinhole, it is extremely difficult to specify the location. In the evaluation of the amount of radioactive gas in the fuel element for a nuclear reactor, the amount of change in the amount of strain is small, so that the amount of radioactive gas cannot be correctly evaluated. Further, the inspection device becomes large-scale. The detection of water that has entered the fuel element for a nuclear reactor does not necessarily mean that water has entered all the leak locations, and cannot detect a leak location where water has not entered. Therefore, each of the conventional methods for detecting a leak location has a problem.
【０００６】一方、複数の原子炉用燃料要素集合体につ
いてリーク箇所の検出を行なう場合、１つの原子炉用燃
料要素集合体には複数の原子炉用燃料要素が含まれてい
るので、検出対象の数は膨大である。実際の検出作業に
おいては、かかる膨大な数の原子炉用燃料要素につい
て、それらの内どの原子炉用燃料要素にリーク箇所が発
生したかを特定する必要がある。したがって、検査すべ
き原子炉用燃料要素の数の多少に関わらず、簡便かつ容
易に、しかも確実にリーク箇所の有無を検知することが
できる、原子炉用燃料要素のリーク検出方法及び原子炉
用燃料要素が望まれている。On the other hand, when detecting a leak location for a plurality of reactor fuel element assemblies, one reactor fuel element assembly includes a plurality of reactor fuel elements. The number is huge. In an actual detection operation, it is necessary to specify which of the enormous number of reactor fuel elements has a leak location in which of the reactor fuel elements. Therefore, regardless of the number of reactor fuel elements to be inspected, a method for detecting a leak of a reactor fuel element and a method for detecting a leak of a reactor fuel element which can easily and easily and surely detect the presence or absence of a leak portion are provided. Fuel elements are desired.
【０００７】この発明は、前記問題を解消し、原子炉運
転時等に原子炉用燃料要素に生じうるピンホール等のリ
ーク箇所の有無を、容易にかつ簡便に、しかも確実に検
出することができる原子炉用燃料要素のリーク検出方法
及び原子炉用燃料要素を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems and makes it possible to easily and simply and surely detect the presence or absence of a leak such as a pinhole which may occur in a fuel element for a reactor during operation of the reactor. It is an object of the present invention to provide a method for detecting a leak of a fuel element for a nuclear reactor and a fuel element for a nuclear reactor.
【０００８】[0008]
【前記課題を解決するための手段】前記課題を解決する
ための前記請求項１に記載の発明は、リーク箇所から侵
入する水に由来する水蒸気又は水素と反応して体積変化
を生ずる物質を、その上部端栓及び下部端栓の少なくと
も１箇所に有してなる原子炉用燃料要素における前記物
質に超音波を照射し、その反射波を測定し、前記物質の
体積変化の有無を検知することにより、前記原子炉用燃
料要素におけるリーク箇所の有無を検出することを特徴
とする原子炉用燃料要素のリーク検出方法であり、前記
請求項２に記載の発明は、リーク箇所から侵入する水に
由来する水蒸気又は水素と反応して体積変化を生ずる物
質を、その上部端栓及び下部端栓の少なくとも１箇所に
有してなることを特徴とする原子炉用燃料要素であり、
前記請求項３に記載の発明は、前記物質をその内部に中
空形状に有してなる前記請求項２に記載の原子炉用燃料
要素であり、前記請求項４に記載の発明は、前記物質が
ウランメタル及びその合金である前記請求項２又は３に
記載の原子炉用燃料要素である。According to the first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems, a substance which changes its volume by reacting with water vapor or hydrogen derived from water invading from a leak site is provided . At least the upper and lower end plugs
Also irradiated with ultrasonic waves in the material in a nuclear reactor fuel element ing have in one place, to measure the reflected wave, by detecting the presence or absence of a change in volume of the material, fuel element for a nuclear reactor A method for detecting a leak of a fuel element for a nuclear reactor, characterized by detecting the presence or absence of a leak point in the reactor, wherein the invention according to claim 2 reacts with water vapor or hydrogen derived from water entering from the leak point. The material causing the change in volume in at least one of its upper and lower end plugs.
A fuel element for a nuclear reactor, characterized in Rukoto such have,
The invention is claimed in claim 3, a nuclear reactor fuel element according to the material to the claim 2 comprising a hollow shape inside thereof, the invention described in claim 4, wherein The reactor fuel element according to claim 2 or 3 , wherein the substance is uranium metal or an alloy thereof.
【０００９】[0009]
【作用】この発明に係る原子炉用燃料要素のリーク検出
方法においては、燃料要素における、リーク箇所から侵
入する水に由来する水蒸気又は水素と反応して体積変化
を生ずる物質を含有する、上部端栓及び下部端栓の少な
くとも１箇所に超音波を照射する。すると、前記超音波
はリーク箇所が発生していない場合は、前記物質により
反射され、リーク箇所が発生している場合は、前記物質
以外によりあるいは体積変化を起こした前記物質により
反射される。次に、この反射波を測定することにより、
前記物質の体積変化の有無が検知され、原子炉用燃料要
素におけるリーク箇所の有無が検出される。In the method for detecting a leak of a fuel element for a nuclear reactor according to the present invention , the upper end of the fuel element contains a substance which reacts with water vapor or hydrogen derived from water intruding from a leak point to produce a volume change. Few plugs and lower end plugs
At least one location is irradiated with ultrasonic waves. Then, the ultrasonic wave is reflected by the substance when no leak point is generated, and is reflected by a substance other than the substance or the substance whose volume has changed when the leak point is generated. Next, by measuring this reflected wave,
The presence or absence of a change in the volume of the substance is detected, and the presence or absence of a leak location in the fuel element for a nuclear reactor is detected.
【００１０】[0010]
【実施例】以下にこの発明に係る原子炉用燃料要素のリ
ーク検出方法の実施例につき、この発明に係る原子炉用
燃料要素の実施例と共に、図面を参照しながら説明す
る。なお、この発明は以下の実施例に何ら限定されるも
のではない。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a method for detecting a leak of a fuel element for a nuclear reactor according to the present invention will be described below together with an embodiment of a fuel element for a nuclear reactor according to the present invention with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments.
【００１１】図１は、リーク箇所が発生する前後におけ
る、中空円柱形状に成形したウランメタルを上部端栓内
に有してなる原子炉用燃料要素についてリーク箇所の検
出を行なっている状態を示す概略説明図である。なお、
図１における、ａはリーク箇所が発生する前の状態を示
し、ｂはリーク箇所が発生した後の状態を示している。FIG. 1 shows a state in which a leak point is detected in a fuel element for a nuclear reactor having uranium metal formed in a hollow cylindrical shape in an upper end plug before and after the leak point occurs. FIG. In addition,
In FIG. 1, a shows the state before the leak location occurs, and b shows the state after the leak location occurs.
【００１２】図１のａに示す通り、この発明に係る原子
炉用燃料要素のリーク検出方法においては、試験対象た
る原子炉用燃料要素１と、超音波センサー９とを用い
る。As shown in FIG. 1A, in the method for detecting a leak of a fuel element for a reactor according to the present invention, a fuel element 1 for a reactor to be tested and an ultrasonic sensor 9 are used.
【００１３】前記原子炉用燃料要素１は、通常の原子炉
用燃料として使用されるものであり、その燃料被覆管１
１に接続される上部端栓２に、リーク箇所から侵入する
水に由来する水蒸気又は水素と反応して体積変化を生ず
る物質を含有する。この実施例においては、前記物質は
ウランメタル３である。The fuel element 1 for a nuclear reactor is used as ordinary fuel for a nuclear reactor.
The upper end plug 2 connected to 1 contains a substance which reacts with water vapor or hydrogen derived from water invading from a leak point to cause a volume change. In this embodiment, the substance is uranium metal 3.
【００１４】前記ウランメタル３は、燃料被覆管１１に
接続される上部端栓２内に配置された、貫通孔５を有す
るプラグ４の上に中空孔６を有する中空円柱形状に形成
される。このとき、前記中空孔６の中心軸と前記貫通孔
５の中心軸とが一致するように前記ウランメタル３は前
記プラグ４の上に配置される。The uranium metal 3 is formed in a hollow cylindrical shape having a hollow hole 6 above a plug 4 having a through hole 5 disposed in an upper end plug 2 connected to a fuel cladding tube 11. At this time, the uranium metal 3 is arranged on the plug 4 so that the center axis of the hollow hole 6 and the center axis of the through hole 5 match.
【００１５】前記超音波センサー９は、原子炉用燃料要
素１における上部端栓２の上部であって前記ウランメタ
ル３に超音波を照射することができる場所に配置され
る。The ultrasonic sensor 9 is disposed above the upper end plug 2 of the nuclear reactor fuel element 1 and at a location where the uranium metal 3 can be irradiated with ultrasonic waves.
【００１６】前記超音波センサー９は、前記ウランメタ
ル３に超音波を照射すると共にその照射波のピークを測
定することができ、前記ウランメタル３からの反射波の
ピークを測定することができる機能を有する。また、体
積変化を起こす前の前記ウランメタル３からの反射波の
ピークと、体積変化を起こした後の前記ウランメタル３
の反射波にピークとを比較し、両ピークの差異を検知
し、警報を発する機能を有する。この実施例において
は、それ自体公知の超音波センサーを用いる。The ultrasonic sensor 9 is capable of irradiating the uranium metal 3 with an ultrasonic wave and measuring the peak of the irradiation wave, and measuring the peak of the reflected wave from the uranium metal 3. Having. Further, the peak of the reflected wave from the uranium metal 3 before the volume change occurs, and the peak of the uranium metal 3 after the volume change occurs.
Has a function of comparing a reflected wave with a peak, detecting a difference between the two peaks, and issuing an alarm. In this embodiment, a known ultrasonic sensor is used.
【００１７】次に、この発明に係る原子炉用燃料要素の
リーク検出方法における測定原理について説明する。Next, the principle of measurement in the method for detecting a leak of a fuel element for a nuclear reactor according to the present invention will be described.
【００１８】前記超音波センサー９から前記ウランメタ
ル３に超音波を照射すると、その照射から一定時間後に
前記ウランメタル３からの反射波が前記超音波センサー
９に到達する。超音波センサー９が超音波を照射したと
きの照射波のピークと、その照射から一定時間後に前記
超音波センサー９に到達する反射波のピークとを、前記
超音波センサー９が測定する。このときの測定結果は図
２のａに示す通りであり、前記照射波の大きいピークが
現われてから一定時間後に反射波の小さな２つのピーク
が確認される。When the ultrasonic sensor 9 irradiates the uranium metal 3 with an ultrasonic wave, a reflected wave from the uranium metal 3 reaches the ultrasonic sensor 9 after a predetermined time from the irradiation. The ultrasonic sensor 9 measures a peak of an irradiation wave when the ultrasonic sensor 9 irradiates an ultrasonic wave, and a peak of a reflected wave reaching the ultrasonic sensor 9 after a predetermined time from the irradiation. The measurement result at this time is as shown in FIG. 2A, and two small peaks of the reflected wave are confirmed after a certain time from the appearance of the large peak of the irradiation wave.
【００１９】前記原子炉用燃料要素１にリーク箇所が発
生していない場合には、前記ウランメタル３は反応しな
いので、その体積に変化はなく、常に図２のａに示すピ
ークが検知される。If no leaking point occurs in the reactor fuel element 1, the uranium metal 3 does not react, so that its volume does not change and the peak shown in FIG. 2A is always detected. .
【００２０】ところで、例えば原子炉使用時に前記原子
炉用燃料要素１にリーク箇所が発生すると、そのリーク
箇所から内部に封入していた放射性ガスが漏出すると共
に冷却水が内部に侵入する。このとき前記原子炉用燃料
要素１は高温であるので、前記冷却水は直ちに気化し、
水蒸気となって前記原子炉用燃料要素１内を拡散する。
また、前記水蒸気の一部は原子炉用燃料要素１内の燃料
ペレットに接触し、酸素と水素とに分解した状態で前記
原子炉用燃料要素１内を拡散する。前記水蒸気及び水素
の内、前記原子炉用燃料要素１の上部端栓２の位置にま
で拡散し上昇移動してきたものは、続いてプラグ４にお
ける貫通孔５を通過し、前記ウランメタル３と接触し、
次々に反応する。なお、前記ウランメタル３には中空孔
６が形成されているので、前記接触・反応が容易であ
る。すると、前記ウランメタル３は、前記水蒸気との間
で下記反応式（１）で示される反応により、体積変化を
起こし、微粉末状の物質であるＵ3 Ｏ8 に容易に変化す
る。また、前記水素との間で下記反応式（２）で示され
る反応により、体積変化を起こし、微粉末状の物質であ
るＵＨ3 に容易に変化する。If, for example, a leak occurs in the fuel element 1 for a nuclear reactor during use of the nuclear reactor, the radioactive gas sealed inside leaks from the leak and the cooling water enters the inside. At this time, since the reactor fuel element 1 is at a high temperature, the cooling water is immediately vaporized,
It becomes steam and diffuses in the reactor fuel element 1.
In addition, a part of the water vapor contacts the fuel pellets in the reactor fuel element 1 and diffuses in the reactor fuel element 1 while being decomposed into oxygen and hydrogen. Among the water vapor and hydrogen, those that have diffused and moved up to the position of the upper end plug 2 of the fuel element 1 for a reactor subsequently pass through the through hole 5 in the plug 4 and come into contact with the uranium metal 3. And
React one after another. In addition, since the uranium metal 3 has the hollow holes 6, the contact and reaction are easy. Then, the uranium metal 3 changes its volume with the steam by the reaction represented by the following reaction formula (1), and easily changes to U 3 O 8 which is a fine powdery substance. In addition, the reaction with the hydrogen causes a change in volume due to the reaction represented by the following reaction formula (2), and easily changes to UH 3 which is a fine powdery substance.
【００２１】 ３Ｕ＋８Ｈ2 Ｏ → Ｕ3 Ｏ8 ＋８Ｈ2 ・・・（１） ２Ｕ＋３Ｈ2 → ２ＵＨ3 ・・・（２） かかる反応により、体積変化を起こし微粉末状化したウ
ランメタル３は、図１のｂに示すように、前記プラグ４
における貫通孔５より下方に剥落する。この状態におけ
る前記照射波及び反射波の測定結果は図２のｂに示す通
りであり、照射波の大きいピークが現われてから一定時
間後に反射波の大きな１つのピークが確認される。[0021] 3U + 8H 2 O → U 3 O 8 + 8H 2 ··· (1) 2U + 3H 2 → 2UH 3 ··· (2) by such a reaction, the uranium metal 3 were finely powdered Joka cause volume change, FIG. 1 As shown in FIG.
At the bottom of the through hole 5 at The measurement results of the irradiation wave and the reflected wave in this state are as shown in FIG. 2B, and one large peak of the reflected wave is confirmed a certain time after a large peak of the irradiation wave appears.
【００２２】したがって、この反射波の大きな１つのピ
ークを測定することにより、前記原子炉用燃料要素１に
リーク箇所が発生したことを示す前記ウランメタル３の
体積変化を検知し、原子炉用燃料要素１にリーク箇所が
発生したことを検出することができる。Therefore, by measuring one large peak of the reflected wave, a change in volume of the uranium metal 3 indicating that a leak point has occurred in the reactor fuel element 1 is detected, and the It is possible to detect that a leak point has occurred in the element 1.
【００２３】この発明に係る原子炉用燃料要素のリーク
検出方法によると、リーク箇所が発生していない状態を
示す反射波の小さな２つのピークと異なる、反射波の大
きな１つのピークを検知するだけで、容易にかつ簡便
に、しかも確実に原子炉用燃料要素におけるピンホール
等のリーク箇所の発生の有無を検出することができる。According to the method for detecting a leak of a fuel element for a nuclear reactor according to the present invention, only one large peak of a reflected wave, which is different from two small peaks of a reflected wave indicating a state where no leak portion is generated, is detected. Thus, it is possible to easily and simply and surely detect the occurrence of a leak location such as a pinhole in the fuel element for a nuclear reactor.
【００２４】この発明においては、前記原子炉用燃料要
素１に代えて、図３のａに示すような円錐台形状に成形
したウランメタル３を上部端栓２内に有してなる原子炉
用燃料要素１を用いてもよい。この場合、原子炉用燃料
要素１にリーク箇所が発生すると、前記ウランメタル３
が体積変化を起こすと共に微粉末化して、図３のｂに示
すようにプラグ４における貫通孔５を通って下方に剥落
する。測定原理は前述の通りである。また、図４のａに
示すような一端有底中空円柱形状に成形されると共に、
その底面及び周側面を銀ロウで固着されたウランメタル
３を下部端栓８内に有してなる原子炉用燃料要素１を用
いてもよい。この場合、原子炉用燃料要素１にリーク箇
所が発生すると、前記ウランメタル３は前記反応式
（１）及び／又は（２）で示される反応により変化し、
微粉末化し、その体積が膨張する。ここで生じた前記微
粉末は、図４のｂに示すように下部端栓８内にそのまま
収容される。測定原理は前述の通りである。In the present invention, in place of the nuclear fuel element 1, a uranium metal 3 formed in a truncated cone shape as shown in FIG. The fuel element 1 may be used. In this case, if a leak occurs in the reactor fuel element 1, the uranium metal 3
Causes a change in volume and is pulverized, and peels downward through the through hole 5 in the plug 4 as shown in FIG. The measurement principle is as described above. In addition, while being formed into a hollow cylindrical shape having one end as shown in FIG.
A nuclear reactor fuel element 1 having a uranium metal 3 having a bottom surface and a peripheral side surface fixed by silver brazing in a lower end plug 8 may be used. In this case, when a leak occurs in the reactor fuel element 1, the uranium metal 3 is changed by the reaction represented by the reaction formulas (1) and / or (2),
It is pulverized and its volume expands. The fine powder generated here is stored as it is in the lower end plug 8 as shown in FIG. The measurement principle is as described above.
【００２５】なお、この発明においては、前記ウランメ
タル３の代わりに、ウランメタルの合金、窒化ウラン、
炭化ウラン等を用いることができる。前記ウランとして
は、劣化ウラン、天然ウラン等を用いるのが好ましい。In the present invention, instead of the uranium metal 3, an alloy of uranium metal, uranium nitride,
Uranium carbide or the like can be used. As the uranium, it is preferable to use depleted uranium, natural uranium and the like.
【００２６】前記ウランメタル３の原子炉用燃料要素１
内における形状としては、特に制限はなく適宜選択する
ことができる。前記超音波センサー９の配置は、原子炉
用燃料要素１における上部端栓及び下部端栓の少なくと
も１箇所に配置された前記ウランメタル３の位置に応じ
て適宜選択することができる。例えば、図３及び図４に
示すように、前記ウランメタル３とほぼ同じ高さの位置
の原子炉用燃料要素１における周側面に配置し、原子炉
用燃料要素１の中心軸と照射する超音波の進行方向とが
直交するように構成してもよい。Reactor fuel element 1 of uranium metal 3
Is the shape of the inner can be appropriately selected without any restriction. The arrangement of the ultrasonic sensor 9 is based on a nuclear reactor.
Of the upper end plug and the lower end plug in the fuel element 1 for use
Can be appropriately selected according to the position of the uranium metal 3 arranged at one place . For example, as shown in FIG. 3 and FIG. 4, the uranium metal 3 is disposed on the peripheral side surface of the reactor fuel element 1 at substantially the same height as the uranium metal 3, and is irradiated with the central axis of the reactor fuel element 1. You may comprise so that the advancing direction of a sound wave may be orthogonal.
【００２７】この発明に係る原子炉用燃料要素のリーク
検出方法は、例えば、縦横に１４本ずつ正方格子状に配
列された加圧水型原子炉用の原子炉用燃料要素につき同
時に実施することもできる。かかる場合、各原子炉用燃
料要素毎に配置された超音波センサーによる検出操作及
び検出結果をコンピュータ等の手段を用いて集中制御・
管理し、リークの発生した原子炉用燃料要素の位置、番
号等を画像表示し、更に警報を発するように構成しても
よい。このように構成すると、測定すべき原子炉用燃料
要素の数が多いときに極めて便利である。The method of detecting leaks of fuel elements for a nuclear reactor according to the present invention can be carried out, for example, simultaneously for the fuel elements for a nuclear reactor for a pressurized water reactor, which are arranged in a square lattice in 14 rows and 4 rows. . In such a case, the detection operation and the detection result by the ultrasonic sensor arranged for each fuel element for each nuclear reactor are centrally controlled by means of a computer or the like.
It may be configured to manage and display the position, number, etc. of the reactor fuel element in which the leak has occurred, and to issue an alarm. This configuration is very convenient when the number of reactor fuel elements to be measured is large.
【００２８】[0028]
【効果】この発明によると、原子炉運転時等に原子炉用
燃料要素に生じうるピンホール等のリーク箇所の有無
を、容易にかつ簡便に、しかも確実に検出することがで
きる原子炉用燃料要素のリーク検出方法及び原子炉用燃
料要素を提供することができる。According to the present invention, it is possible to easily and simply and surely detect the presence or absence of a leak such as a pinhole which may occur in a fuel element for a reactor during operation of the reactor. An element leak detection method and a reactor fuel element can be provided.
【図１】図１は、リーク箇所が発生する前後における、
中空円柱形状に成形したウランメタルを上部端栓内に有
してなる原子炉用燃料要素についてリーク箇所の検出を
行なっている状態を示す概略説明図である。FIG. 1 is a diagram showing a state before and after a leak point occurs.
FIG. 3 is a schematic explanatory view showing a state in which a leak point is detected in a nuclear reactor fuel element having uranium metal formed in a hollow cylindrical shape in an upper end plug.
【図２】図２は、原子炉用燃料要素に照射した超音波の
ピークと原子炉用燃料要素からの反射波のピークとを示
す概略説明図である。FIG. 2 is a schematic explanatory diagram showing a peak of an ultrasonic wave applied to a reactor fuel element and a peak of a reflected wave from the reactor fuel element.
【図３】図３は、リーク箇所が発生する前後における、
円錐台形状に成形したウランメタルを上部端栓内に有し
てなる原子炉用燃料要素についてリーク箇所の検出を行
なっている状態を示す概略説明図である。FIG. 3 is a diagram showing a state before and after a leak point occurs.
FIG. 5 is a schematic explanatory view showing a state in which a leak point is detected in a nuclear reactor fuel element having uranium metal formed in a truncated cone shape in an upper end plug.
【図４】図４は、リーク箇所が発生する前後における、
一端有底中空円柱形状に成形すると共にその底面及び周
側面を銀ロウで固着したウランメタルを下部端栓内に有
してなる原子炉用燃料要素についてリーク箇所の検出を
行なっている状態を示す概略説明図である。FIG. 4 is a diagram showing a state before and after a leak point occurs.
This figure shows a state in which a leak point is detected for a reactor fuel element having a uranium metal molded into a hollow cylindrical shape with one end and having a bottom surface and a peripheral side surface fixed with silver brazing in a lower end plug. FIG.
１ 原子炉用燃料要素 ２ 上部端栓 ３ ウランメタル ４ プラグ ５ 貫通孔 ６ 中空孔 ７ 体積変化を起こし微粉末化したウランメタル ８ 下部端栓 ９ 超音波センサー １０ 銀ロウ １１ 燃料被覆管 REFERENCE SIGNS LIST 1 Nuclear reactor element 2 Upper end plug 3 Uranium metal 4 Plug 5 Through hole 6 Hollow hole 7 Uranium metal that has been changed in volume and pulverized 8 Lower end plug 9 Ultrasonic sensor 10 Silver brazing 11 Fuel cladding tube
Claims (4)
蒸気又は水素と反応して体積変化を生ずる物質を、その
上部端栓及び下部端栓の少なくとも１箇所に有してなる
原子炉用燃料要素における前記物質に超音波を照射し、
その反射波を測定し、前記物質の体積変化の有無を検知
することにより、前記原子炉用燃料要素におけるリーク
箇所の有無を検出することを特徴とする原子炉用燃料要
素のリーク検出方法。1. A substance which changes its volume by reacting with water vapor or hydrogen derived from water penetrating from a leak site ,
Ultrasound irradiating the material in a nuclear reactor fuel element ing has at least one position of the upper end plug and lower end plugs,
To measure the reflected wave, the by detecting the presence or absence of change in volume of the material, leak detection method for a nuclear reactor fuel elements, characterized by detecting the presence or absence of leakage portion in the reactor fuel elements.
蒸気又は水素と反応して体積変化を生ずる物質を、その
上部端栓及び下部端栓の少なくとも１箇所に有してなる
ことを特徴とする原子炉用燃料要素。2. A substance which changes its volume by reacting with water vapor or hydrogen derived from water entering from a leak site ,
Fuel element for a nuclear reactor, characterized in Rukoto such have at least one position of the upper end plug and lower end plug.
なる前記請求項２に記載の原子炉用燃料要素。3. The fuel element for a nuclear reactor according to claim 2, wherein the substance has a hollow shape therein.
ある前記請求項２又は３に記載の原子炉用燃料要素。4. The nuclear reactor fuel element according to claim 2, wherein the substance is uranium metal or an alloy thereof.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP5060606A JP2800930B2 (en) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | Method for detecting leak of fuel element for nuclear reactor and fuel element for nuclear reactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5060606A JP2800930B2 (en) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | Method for detecting leak of fuel element for nuclear reactor and fuel element for nuclear reactor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06273574A JPH06273574A (en) | 1994-09-30 |
| JP2800930B2 true JP2800930B2 (en) | 1998-09-21 |
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ID=13147086
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP5060606A Expired - Lifetime JP2800930B2 (en) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | Method for detecting leak of fuel element for nuclear reactor and fuel element for nuclear reactor |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2800930B2 (en) |
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| CN106297919B (en) * | 2015-06-11 | 2017-09-19 | 爱德森（厦门）电子有限公司 | The detection means and method of water inlet in a kind of quick detection nuclear fuel rod |
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| DE2314650C3 (en) * | 1973-03-23 | 1978-10-12 | Kraftwerk Union Ag, 4330 Muelheim | Method and device for finding defective fuel rods |
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-
1993
- 1993-03-19 JP JP5060606A patent/JP2800930B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH06273574A (en) | 1994-09-30 |
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