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JP2863482B2 - 放射線照射試験用キャプセル - Google Patents
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JP2863482B2 - 放射線照射試験用キャプセル - Google Patents

放射線照射試験用キャプセル

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JP2863482B2
JP2863482B2 JP8037296A JP3729696A JP2863482B2 JP 2863482 B2 JP2863482 B2 JP 2863482B2 JP 8037296 A JP8037296 A JP 8037296A JP 3729696 A JP3729696 A JP 3729696A JP 2863482 B2 JP2863482 B2 JP 2863482B2
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隆 横山
正章 鉄
河村  弘
勝 中道
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、中性子線やガンマ
線等の放射線照射試験を行うため、試料を収納する放射
線照射試験用キャプセルに関し、特に所望の条件で試料
に放射線を照射することができる放射線照射試験用キャ
プセルに関する。
【0002】
【従来の技術】原子炉等に装架される材料の放射線によ
る照射劣化等の影響を検査するため、中性子線やγ線等
の放射線照射試験が行われる。このような放射線照射試
験は、原子炉等の放射線が発生するところに試料を装架
し、原子炉の運転中に試料に放射線を照射し、その後原
子炉から試料を取り出し、その放射劣化の検査を行う等
の試験がなされる。このような放射線照射試験は、試料
をキャプセルと呼ばれる円筒形の容器の中に収納し、原
子炉等に装架する。
【0003】
【発明が解決しようとしている課題】材料の放射性照射
劣化は、主として材料への照射温度と放射線照射量に依
存する。また、放射線照射量が同じでも放射線束が異な
ると材料の照射劣化の度合が異なることも知られてい
る。従って、放射線照射による試料の放射劣化を正確に
解析するには、試料への放射線照射時の照射温度や照射
放射線量等の照射条件を所望の条件に設定したうえで照
射試験を行うことが必要である。
【0004】ところが原子炉を運転した場合、原子炉の
出力は運転開始の時から除々に立ち上がり、ある程度の
時間を経過した後一定の出力が維持される定格状態とな
り、その後運転停止時に出力が除々に低下し、ある程度
の時間を経過した後出力がゼロとなる。従来のキャプセ
ルを使用した放射線照射試験では、放射線源から発生す
る放射線を試料にそのまま照射するため、試料は前記の
ような原子炉起動及び停止時の希望照射条件以外の過渡
的な放射線の影響、例えばその熱的、放射線的な来歴を
受けてしまう。このため、所望の照射条件で放射線照射
試験を行うことができず、試験結果をもとに照射温度や
照射放射線量をパラメーターとした材料の照射劣化等の
解析を効率よく行うことができないという課題あった。
【0005】本発明では、このような従来の放射線照射
試験用キャプセルの課題に鑑み、試料に原子炉の起動時
や停止時の熱的、放射線的な来歴を与えず、所望の照射
条件で試料の放射線試験を行うことができるようにし、
照射温度や照射放射線量をパラメーターとした材料の照
射劣化等の解析を効率よく行うことができるようにする
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明では、放射線照射
試験用キャプセルにおいて、試料を収納する試料ホルダ
ー8の周囲に一部円筒形状の固定遮蔽体9aと回転遮蔽
体9bとを設け、遠隔操作により回転遮蔽体9bを回転
することで、放射線源側をシャッター状に開閉するよう
にした。これにより放射線源側から試料に照射される放
射線を随時断続することができるようにし、所望の照射
パターンで放射線の照射を可能としたものである。
【0007】すなわち、本考案による放射線照射試験用
キャプセルは、試料5を保持する試料ホルダー8と、こ
の試料ホルダー8の周りに固定して配置され、一部の角
度分だけ側面を開放した部分円筒形状の放射線を遮蔽す
る固定遮蔽体9aと、前記使用ホルダー8の周りに固定
遮蔽体9aと同心状に回転自在に配置され、同固定遮蔽
体9aの開放角度より広い角度の部分円筒体状の放射線
を遮蔽する回転遮蔽体9bと、この回転遮蔽体9bをそ
の中心軸の周りに回転させる回転機構とを有することを
特徴とする。
【0008】この放射線照射用キャプセルでは、回転遮
蔽体9bを回転させることにより、固定遮蔽体9aの開
放した側面が開閉される。すなわち、回転遮蔽体9bが
固定遮蔽体9aの開放した側面の部分にあると、その側
面が閉じられ、それらの内側にある試料ホルダー8は外
部から遮蔽される。一方、回転遮蔽体9bが固定遮蔽体
9aの開放した側面からずれていると、その側面が開
き、それらの内側にある使用ホルダー8は外部に晒され
る。このような回転遮蔽体9bの回転によって、試料5
に放射線を照射し、或はその照射を遮断することができ
る。従って、この放射線照射用キャプセルを原子炉等の
内部に装架し、固定遮蔽体9aの開放した側面側を放射
線源側に向けておくと、回転遮蔽体9bの回転により、
試料ホルダー8の内部の試料に放射線を照射したり遮断
したりすることができる。この放射線照射パターンは、
回転遮蔽体9bの回転により任意に変えることができ
る。
【0009】この放射線照射用キャプセルでは、試料ホ
ルダー8、固定遮蔽体9a及び回転遮蔽体9bを覆う外
筒3を備え、回転遮蔽体9bがこの外筒3の中心軸周り
に回転自在となるよう支持されている。さらに、外筒3
の先端部に、試料ホルダー8の中心を所定の位置に位置
決めするセンタリング部材1が設けられ、これにより原
子炉内部の所定の位置に装架することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態について具体的且つ詳細に説明する。ス
テンレスパイプ等からなる外筒3と保護管17とがステ
ンレス等からなる上部端栓4を介して中心軸が一致する
よう長手方向に気密に接続されている。保護管17の上
端には、この保護管17よりさらに径の大きなステンレ
ス管等からなる保護管18が中心軸が一致するよう長手
方向に気密に接続され、この保護管18の上端には、径
の細い長尺なステンレス管等からなる保護管19が中心
軸が一致するよう長手方向に気密に接続されている。
【0011】外筒3の下端はステンレス等からなる下部
端栓2で封止され、この下部端栓2の上面に断熱板6が
取り付けられている。さらに、こ断熱板6の上面には試
料ホルダー支持部材23が取り付けられている。他方、
下部端栓2の下にはセンタリング部材1が取り付けられ
ている。このセンタリング部材1の先端面には、原子炉
等の底面から突設した支持ピン(図示せず)に嵌合し、
外筒3の下端側を所定の位置に支持するための凹部が形
成され、この凹部の中心軸は外筒3の中心軸と一致して
いる。
【0012】図2にも示すように、外筒3の中心部に試
料ホルダー8が取り付けられ、この試料ホルダー8の内
部に放射線照射試験を行う試料5が装填される。この試
料ホルダー8は、前記外筒3の下端から下部端栓2を取
り外すことで外筒3の中心に装填され、その上下両端が
後述する継手21と前記試料ホルダー支持部材23によ
り支持され、外筒3の中心軸上に定置される。この試料
ホルダー8を囲むように外筒3の中に固定遮蔽体9aと
回転遮蔽体9bとが取り付けられており、これらの遮蔽
体9a、9bは何れも放射線を遮蔽する材料、例えばハ
フミウム(Hf)により形成されている。
【0013】固定遮蔽体9aは、180°以上の角度を
有する部分円筒形状のもので、外筒3の中心軸と一致す
るようその内部に固定されている。図示の固定遮蔽体9
aは、約200°の角度を有し、その他の約160°の
部分の側面は開放している。回転遮蔽体9bは、その外
径が固定遮蔽体9aの内径より小さく、且つ180°以
上の角度を有する部分円筒形状のもので、固定遮蔽体9
aの中心軸と一致するようその内側に配置されている。
この回転遮蔽体9bの下端は、ベアリング7を介して外
筒3の下部内周壁に回転自在に支持されており、同回転
遮蔽体9bの上端は、継手21を介して回転機構に接続
されている。
【0014】外筒3の内面と遮蔽体9a、9bとの間の
空間にはヒーター11が装着されており、このヒーター
11により、試料ホルダー8内の試料5を所要の温度に
加熱することができる。回転機構は、ステッピングモー
ター等のモーター16と回転導入機14とからなってい
る。モーター16は保護管18の中に収納され、そのシ
ャフト20が回転導入機14に接続されている。この回
転導入機14は、上部端栓4の中心を貫通すると共に、
同端栓4に支持されている。この回転導入機14のシャ
フト24は、前記継手21に接続され、この継手21は
ベアリング12により外筒3の上端部に回転自在に支持
されている。従って、モーター16の駆動により、前記
回転遮蔽体9bが外筒3の中心軸の周りに回転される。
【0015】図3にも示すように、前記上部端栓4の回
転導入機14の周囲の部分に管15、15…が貫通して
おり、これらの管15、15…の一部は保護管17側と
外筒3側との間の換気用のものであり、他の一部は保護
管17側と外筒3側との間の配線等の引出し用である。
キャプセルが原子炉に装架されるとき、最も上端側の保
護管19は原子炉外部に引き出され、この保護管19、
保護管17、18及び前記管15、15…を通して外筒
3内への空気の供給やヒーター配線の引出しが行われ
る。
【0016】このような放射線照射試験用キャプセル
は、外筒3、保護管17、18を縦にして原子炉等の内
部に装架され、外筒3の先端のセンタリング部材1を原
子炉の底面から突設した支持ピン(図示せず)に嵌合
し、外筒3の下端側を原子炉内の所定の位置に支持す
る。また、保護管19を原子炉から引き出した状態で垂
直に保持する。このとき、図2の右側の矢印で示すよう
に、固定遮蔽体9aの側面開放部が放射線源、例えば原
子炉の炉心を向くようにする。
【0017】この状態で原子炉を起動するときは、まず
回転遮蔽体9bを図2に示す位置に停止させておき、遮
蔽体9a、9bで試料ホルダー8の全体を閉じておく。
その後、原子炉の運転が定格状態に達したところで、モ
ーター16を駆動し、回転遮蔽体9bを180°矢印で
示す方向(またはその反対方向)に回転し、遮蔽体9
a、9bの放射線源側を開放する。その後、また再び回
転遮蔽体9bを180°回転し、図3に示すように遮蔽
体9a、9bで試料ホルダー8の全体を閉じる。このよ
うにすることにより、試料ホルダー8側を間欠的に放射
線源側に晒し、その内部の試料5に放射線を間欠的に照
射する。
【0018】図4は、このときの原子炉の出力と試料5
に照射される放射線照射照度との関係を示すグラフの例
である。一般的な原子炉の運転においては、運転の開始
から原子炉の出力が次第に増大し、或る時間後に定格状
態に達し、出力が一定となる。その後、運転の停止時に
は次第に出力が下降し、或る時間の経過後に出力が0と
なる。この場合、遮蔽体9a、9bを有しないキャプセ
ルを用いた場合、試料ホルダー8内の試料5には原子炉
の放射線が常に照射されるため、試料5は原子炉の起動
時及び停止時の過途的な放射線の影響をも受けることに
なる。このため、試験結果から照射温度や照射放射線量
等をパラメーターとした材料の照射劣化等の解析を効率
よく行うことができない。
【0019】一方、前述のようにして、原子炉の運転が
定格状態に達した後、回転遮蔽体9bで遮蔽体9a、9
bを開き、試料ホルダー8の内部の試料5を放射線に晒
すと、図4に示すように、原子炉の定格運転時のみに試
料ホルダー8の内部の試料5に放射線を照射することが
できる。すなわち、一定の照射条件でのみ試料5に放射
線を照射することができる。またその照射パターンも、
モーター16での回転遮蔽体9bの回転により、図4に
示すように、例えば間欠的に照射する等、任意に設定で
きる。図5は遮蔽体9a、9bの変形例を示したもの
で、ここでは、固定遮蔽体9aが約225°の角度にわ
たって形成され、回転遮蔽体9bが約155°の角度に
わたって形成されている。この例では、固定遮蔽体9a
の開口幅が狭くなる結果、放射線に対する試料5の指向
性が高くなる。
【0020】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明による放射線
照射試験用キャプセルでは、原子炉の起動時及び停止時
の過渡的な放射線の影響を受けず、所望の条件でのみ試
料に放射線を照射できると共に、試料への放射線照射パ
ターンを任意に設定することが可能となる。これによ
り、試験の目的に応じて所望の照射条件で、且つ様々な
パターンで試料の放射線照射試験を行うことができ、照
射温度や照射放射線量をパラメーターとした材料の照射
劣化等の解析を効率よく行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による放射線照射試験用キャプセルの例
を示す縦断側面図である。
【図2】図1のA−A線断面図である。
【図3】図1のB−B線断面図である。
【図4】原子炉の出力と試料に照射される放射線照射照
度との関係を示すグラフの例である。
【図5】本発明による放射線照射試験用キャプセルの他
の例を示す図3と同じ位置で断面した横断平面図であ
る。
【符号の説明】
1 センタリング部材 3 外筒 5 試料 7 ベアリング 8 試料ホルダー 9a 固定遮蔽体 9b 回転遮蔽体
フロントページの続き (72)発明者 河村 弘 茨城県東茨城郡大洗町成田町新堀3607番 地 日本原子力研究所大洗研究所内 (72)発明者 中道 勝 茨城県東茨城郡大洗町成田町新堀3607番 地 日本原子力研究所大洗研究所内 (56)参考文献 特公 昭45−15600(JP,B1) 特公 昭44−12638(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G21C 23/00 G21K 5/08

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放射線を照射して試験を行う試料(5)
    を収納する放射線照射試験用キャプセルにおいて、試料
    (5)を保持する試料ホルダー(8)と、この試料ホル
    ダー(8)の周りに固定して配置され、一部の角度分だ
    け側面を開放した部分円筒形状の放射線を遮蔽する固定
    遮蔽体(9a)と、前記使用ホルダー(8)の周りに固
    定遮蔽体(9a)と同心状に回転自在に配置され、同固
    定遮蔽体(9a)の開放角度より広い角度の部分円筒体
    状の放射線を遮蔽する回転遮蔽体(9b)と、この回転
    遮蔽体(9b)をその中心軸の周りに回転させる回転機
    構とを有することを特徴とする放射線照射試験用キャプ
    セル。
  2. 【請求項2】 試料ホルダー(8)、固定遮蔽体(9
    a)及び回転遮蔽体(9b)を覆う外筒(3)を備え、
    回転遮蔽体(9b)がこの外筒(3)の中心軸の周りに
    回転自在となるよう支持されていることを特徴とする請
    求項1に記載の放射線照射試験用キャプセル。
  3. 【請求項3】 外筒(3)の先端部に、試料ホルダー
    (8)の中心を所定の位置に位置決めするセンタリング
    部材(1)が設けられていることを特徴とする請求項2
    に記載の放射線照射試験用キャプセル。
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KR100423739B1 (ko) * 2001-08-20 2004-03-22 한국수력원자력 주식회사 원자력 재료의 조사시험을 위한 계장캡슐
CN119626604A (zh) * 2024-11-07 2025-03-14 中国核动力研究设计院 一种具有自主旋转功能的带压孔道辐照装置

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