(57)【要約】【課題】  高放射線環境下及び高温度環境下で長期間に亘りケーブルと案内管との絶縁が維持されると共に、据え付け及び交換が簡単に実施可能である中性子検出器構体を得る。【解決手段】  外壁が導電性を有した円柱状の中性子検出器と、この中性子検出器に接続され内導体と外導体とで構成される同軸構造を有したケーブルと、前記中性子検出器の外壁を覆う中性子減速材と、この中性子減速材の長手方向外周を覆う導電性の外筒と、この外筒の開放された一方の端部を密閉し、前記ケーブルを外部に引き出す穴部を設けた導電性の第１の蓋と、前記外筒の前記一方の端部に対向した他方の端部を密閉する導電性の第２の蓋と、前記第１の蓋から外部に引き出された前記ケーブルの外導体の表面に周設した無機絶縁体とを備えている。【選択図】  図１
2011117900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外壁が導電性を有し、長手方向に延在した円柱状の中性子検出器と、この中性子検出器に接続され、内導体と外導体とで構成される同軸構造を有し、電圧を印加して検出信号を取り出すケーブルと、誘電体で構成され、前記中性子検出器の外壁を覆うことにより周囲から入射する中性子を減速させる中性子減速材と、この中性子減速材の長手方向外周を覆う導電性の外筒と、この外筒の開放された一方の端部を密閉し、前記ケーブルを外部に引き出す穴部を設けた導電性の第１の蓋と、前記外筒の前記一方の端部に対向した他方の端部を密閉する導電性の第２の蓋と、前記第１の蓋から外部に引き出された前記ケーブルの外導体の表面に周設した無機絶縁体とを備えた中性子検出器構体。
【請求項２】
前記無機絶縁体は、細い糸状のセラミックスで薄い筒状に織られ筒状にケーブルに覆い被せられたセラミックス紡織体である請求項１に記載の中性子検出器構体。
【請求項３】
前記無機絶縁体は、細い糸状のセラミックスで薄い帯状に織られ螺旋状にケーブルに巻き付けられたセラミックス紡織体である請求項１に記載の中性子検出器構体。
【請求項４】
前記無機絶縁体は、ケーブルを中心に同心円状に積層されたセラミックスである請求項１に記載の中性子検出器構体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉から放出される高速中性子を検出し電気信号として出力する中性子検出器構体に関する。
【背景技術】
【０００２】
中性子を計測する中性子検出器構体においては、中性子検出器に接続されたケーブルは同軸構造とし、外導体を電気的に一点接地する処置を行うことで、設置環境下に存在する電磁波によってＳ／Ｎ比が悪化することを抑えている。
【０００３】
原子炉の運転及び安全保護に使用する中性子検出器構体は、原子炉容器の外部に設けられた案内管に納められ、中性子検出器構体は案内管と電気的に絶縁され、中性子検出器に接続されたケーブルの他方が接続される計測系で一点接地される構成としている。
【０００４】
中性子検出器構体においては、ケーブルの絶縁体は例えばポリイミドテープで形成された伸縮性のある有機絶縁物を使用することで、ケーブルの柔軟性を維持し、設置環境に併せたケーブル整形を可能にしていた。
【０００５】
しかしながら、中性子検出器構体が設置される環境においては、計測系から中性子検出器に近づくにつれて放射線が高くなるため、無機絶縁物に比べて放射線耐性が低い有機絶縁物（例えばポリイミドの放射線耐性はおおよそセラミックスの１／１００以下）をケーブルの絶縁体として使用している限り、高放射線環境下で長期間に亘り使用することは困難であった。
【０００６】
さらに、高速増殖炉などの新型の原子炉では、例えば最高６５０度の高温度で安定に動作する中性子検出器構体が求められている。しかしながら有機絶縁物の耐熱温度が最高２５０度であるため、有機絶縁物が絶縁劣化を起こしケーブルの絶縁性が損なわれてしまう。
【０００７】
上記課題を解決するため、特開平４−２３５３９６号公報（特許文献１参照）では、原子炉容器の近傍に配置した案内管内に設置された中性子検出器と、該中性子検出器を上記案内管内に支持し、該中性子検出器に接続されたケーブルを案内するチャネル部とを備えた中性子検出器のアッセンブリ構造において、上記チャネル部を構成する鋼材からなるチャネル構造材と、該チャネル構造材に取り付けられて、上記ケーブルを絶縁支持するセラミックのケーブル支持材とを設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平４−２３５３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載の中性子検出器のアッセンブリ構造では、高放射線環境下及び高温度環境下におけるケーブルの絶縁性は維持される。しかしながら、ケーブルがチャネル構造材に取り付けられたセラミックのケーブル支持材で支持されているため、中性子検出器を交換するときは、セラミックのケーブル支持材を除去しなければ中性子検出器の案内管からの取り出し及び案内管への据え付けができず、保守性が劣る問題があった。
【００１０】
本発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、高放射線環境下及び高温度環境下で長期間に亘りケーブルと案内管との絶縁性が維持されると共に、据え付け及び交換が簡単に実施可能である中性子検出器構体を得る。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る中性子検出器構体は、外壁が導電性を有し、長手方向に延在した円柱状の中性子検出器と、この中性子検出器に接続され、内導体と外導体とで構成される同軸構造を有し、電圧を印加して検出信号を取り出すケーブルと、誘電体で構成され、前記中性子検出器の外壁を覆うことにより周囲から入射する中性子を減速させる中性子減速材と、この中性子減速材の長手方向外周を覆う導電性の外筒と、この外筒の開放された一方の端部を密閉し、前記ケーブルを外部に引き出す穴部を設けた導電性の第１の蓋と、前記外筒の前記一方の端部に対向した他方の端部を密閉する導電性の第２の蓋と、前記第１の蓋から外部に引き出された前記ケーブルの外導体の表面に周設した無機絶縁体とを備えている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、中性子検出器構体が高放射線環境及び高温度環境の下において長期間に亘りケーブルと案内管との絶縁性が維持されて使用されると共に、ケーブルと案内管との絶縁性を損なうことなく中性子検出器構体の据付および取り出しが簡単に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１における中性子検出器構体の断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１における中性子検出器構体において、図１のＡ部で示されるセラミックス紡織体で覆われたケーブルの断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１における中性子検出器構体において、図１のＢ部で示されるケーブル固定部の断面図である。
【図４】中性子検出器構体の原子炉近傍への据え付け状態を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態２における中性子検出器構体の断面図である。
【図６】この発明の実施の形態２における中性子検出器構体において、図５のＣ部で示されるセラミックス紡織体が巻き付けられたケーブルの断面図である。
【図７】この発明の実施の形態２における中性子検出器構体において、図５のＤ部で示されるケーブル固定部の断面図である。
【図８】この発明の実施の形態３における中性子検出器構体の断面図である。
【図９】この発明の実施の形態３における中性子検出器構体において、図８のＥ部で示されるセラミックスが同心円状に積層されたケーブルの断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態３における中性子検出器構体において、図８のＦ部で示されるケーブル固定部の断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態３における中性子検出器構体において、ケーブル固定部の他の実施例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における中性子検出器構体１００の断面図である。図１において、中性子検出器構体１００は、中性子有感物質として例えばボロン(１０Ｂ)が使用され、例えばアルミニウム製の外壁を有した円柱形状の中性子検出器１に、例えばステンレス製の内導体と外導体とで構成される同軸構造を有し、電圧を印加して中性子が検出されたことの検出信号を取り出すケーブル２が接続されている。また、ケーブル２の他方には、計測器などと接続するコネクタ３が設けられている。
【００１５】
中性子検出器１の全ての外壁は、周囲から入射する中性子を減速させる例えばポリエチレン製の誘電体で構成された中性子減速材４で覆われており、中性子減速材４の長手方向外周は例えばアルミニウム製の外筒５で覆われ、外筒５はケーブル２が穴部を通り外部へ引き出される例えばアルミニウム製の上蓋６と、例えばアルミニウム製の下蓋７とをそれぞれねじ８及びねじ９で外筒５に固定することで、密閉している。
【００１６】
上蓋６の穴部を通り外筒５の外部へ引き出されたケーブル２の外導体の表面は細い糸状のセラミックスで薄い筒状に織られたセラミックス紡織体１０で覆われている。
【００１７】
中性子検出器構体１００において、外筒５の長手方向の長さは約２ｍ、直径は約１７ｃｍである。また、ケーブル２の上蓋６からコネクタ３までの長さは約６ｍである。
【００１８】
図２は、この発明の実施の形態１における中性子検出器構体において、図１のＡ部で示されるセラミックス紡織体１０で覆われたケーブル２の断面図である。図２において、ケーブル２は、内導体２１と、第１の絶縁体２２と、第１の外導体２３と、第２の絶縁体２４と、第２の外導体２５を備えた同軸構造となっている。内導体２１、第１の外導体２３、及び第２の外導体２５は例えばステンレスで構成され、第１の絶縁体２２及び第２の絶縁体２４は例えば酸化マグネシウムで構成されている。さらに、ケーブル２の第２の外導体２５の表面は細い糸状のセラミックスで薄い筒状に織られた厚さが約０．５ｍｍのセラミックス紡織体１０で覆われている。
【００１９】
図３は、この発明の実施の形態１における中性子検出器構体において、図１のＢ部で示されるケーブル固定部の断面図である。図３において、ケーブル２が例えばアルミニウム製の中空円筒を軸方向に半分に切断した形状のケーブル固定具６１で挟持され、ケーブル２と共にセラミックス紡織体１０が例えばアルミニウム製の中空円筒を軸方向に半分に切断した形状のセラミックス紡織体固定具６２で挟持された状態で、上蓋６の穴部に挿入され、ねじ６３にてケーブル固定具６１及びセラミックス紡織体固定具６２を上蓋６に固定することにより、ケーブル２及びセラミックス紡織体１０が上蓋６に固定される。
【００２０】
セラミックス紡織体１０の上蓋６との固定部に対する他の一方は、ケーブル２とコネクタ３との接続部において、セラミックス紡織体１０を接着剤にてケーブル２に接着することにより固定される。
【００２１】
この発明の中性子検出器構体の設置方法について、図４を用いて説明する。図４（ａ）は、中性子検出器構体の原子炉近傍への据え付け状態を示す断面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＧ部の拡大図である。図４において、原子炉容器１０１の近傍に中性子検出器構体１００を設置する案内管１０２が設けられる。案内管１０２は開口部１０２ａの直径が約２０ｃｍで、深さは約７ｍである。
【００２２】
中性子検出器構体１００は案内管１０２の開口部１０２ａから案内管１０２の内部へと挿入され、中性子検出器構体１００の下蓋７が案内管１０２の管底に着床する。案内管１０２の管底と中性子検出器構体１００の下蓋７とはセラミックス１０３にて絶縁されている。
【００２３】
中性子検出器構体１００のケーブル２は、セラミックス紡織体１０で外導体２５の表面が覆われているため、ケーブル２の第２の外導体２５と案内管１０２との間は絶縁される。このようにして、中性子検出器構体１００は案内管１０２から絶縁される。
【００２４】
なお、図１においては、セラミックス紡織体１０は上蓋６とコネクタ３との間のケーブル２の全長を覆っているが、ケーブル２が案内管１０２の内部に挿入されている区間の長さを覆うものでも良い。
【００２５】
案内管１０２が屈曲している場合においては、セラミックス紡織体１０は細い糸状のセラミックスで薄い筒状に織られているため柔軟性があるので、ケーブル２の柔軟性は阻害されることはなく、設置環境に併せたケーブル２及びセラミックス紡織体１０の整形が実施される。
【００２６】
また、セラミックス紡織体１０は耐摩耗性がよいため、絶縁の維持を目的としたケーブル支持機構も不要である。そのため、中性子検出器構体１００の交換は案内管１０２の内部への挿抜作業のみとなり簡単に実施できるため、保守性が向上する。
【００２７】
さらに、セラミックス紡織体１０は、耐熱温度が１０００度以上であるので、高速増殖炉などの高温度環境下においても絶縁性が維持できる。加えて、無機絶縁体であるセラミックス紡織体１０は、放射線耐性がポリイミドなどの有機絶縁体の１００倍であるので、ケーブル２の絶縁性の長寿命化が可能となる。
【００２８】
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２における中性子検出器構体２００の断面図である。図５において、図１と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。図５において、細い糸状のセラミックスで薄い帯状に織られたセラミックス紡織体２１０がケーブル２に螺旋状に巻き付けられている。
【００２９】
図６は、この発明の実施の形態２における中性子検出器構体２００において、図５のＣ部で示されるセラミックス紡織体２１０が巻き付けられたケーブル２の断面図である。図６において、図２と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。図６において、ケーブル２の第２の外導体２５の表面は、細い糸状のセラミックスで薄い帯状に織られた厚さが約０．５ｍｍのセラミックス紡織体２１０が螺旋状に巻き付けられている。
【００３０】
図７は、この発明の実施の形態２における中性子検出器構体２００において、図５のＤ部で示されるケーブル固定部の断面図である。図７において、図３と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。図７において、ケーブル２が例えばアルミニウム製の中空円筒を軸方向に半分に切断した形状のケーブル固定具６１で挟持され、ケーブル２と共にセラミックス紡織体２１０が例えばアルミニウム製の中空円筒を軸方向に半分に切断した形状のセラミックス紡織体固定具６２で挟持された状態で、上蓋６の穴部に挿入され、ねじ６３にてケーブル固定具６１及びセラミックス紡織体固定具６２を上蓋６に固定することにより、ケーブル２及びセラミックス紡織体２１０が上蓋６に固定される。
【００３１】
セラミックス紡織体２１０の上蓋６との固定部に対する他の一方は、ケーブル２とコネクタ３との接続部において、セラミックス紡織体２１０を接着剤にてケーブル２に接着することにより固定される。なお、図５においては、セラミックス紡織体２１０は上蓋６とコネクタ３との間のケーブル２の全長に巻き付けられているが、ケーブル２が案内管１０２の内部に挿入されている区間の長さに巻き付けられているものでも良い。
【００３２】
このように構成された中性子検出器構体２００において、セラミックス紡織体２１０は、細い糸状のセラミックスで薄い帯状に織られているため柔軟性は維持されており、この発明の実施の形態１と同じ効果が得られる。
【００３３】
さらに、このように構成することにより、セラミックス紡織体２１０のケーブル２への巻き付けは、コネクタ３をケーブル２に装着した後でも作業可能であるので、中性子検出器構体２００の製造時の自由度が増す。
【００３４】
実施の形態３．
図８は、この発明の実施の形態３における中性子検出器構体３００の断面図である。図８において、図１と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。図８において、セラミックス３１０がケーブル２を中心に同心円状に積層されている。なお、セラミックス３１０は、上蓋６とコネクタ３とで抜け落ちないように保持される。
【００３５】
図９は、この発明の実施の形態３における中性子検出器構体３００において、図８のＥ部で示されるセラミックス３１０が同心円状に積層されたケーブルの断面図である。図９において、図２と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。図９において、ケーブル２の第２の外導体２５の表面は、厚さが約１ｃｍのセラミックス３１０がケーブル２を中心に同心円状に積層されている。
【００３６】
図１０は、この発明の実施の形態３における中性子検出器構体において、図８のＦ部で示されるケーブル固定部の断面図である。図１０において、図３と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。図１０において、ケーブル２が例えばアルミニウム製の中空円筒を軸方向に半分に切断した形状のケーブル固定具６１で挟持された状態で、上蓋６の穴部に挿入され、ねじ６３にてケーブル固定具６１を上蓋６に固定することにより、ケーブル２は上蓋６に固定される。
【００３７】
セラミックス３１０は、お互いに独立しているので、ケーブル２は任意形状に曲げることが出来るため柔軟性が維持されており、この発明の実施の形態１と同じ効果が得られる。
【００３８】
さらに、セラミックス３１０はセラミックス紡織体１０及びセラミックス紡織体２１０に比較して、断面が厚いことから、耐摩耗性が向上する。
【００３９】
なお、ケーブル固定部は図１１のように構成しても良い。図１１において、図３と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。図１１において、ケーブル２が例えばアルミニウム製の中空円筒を軸方向に半分に切断した形状のケーブル固定具６１で挟持され、ケーブル２と共にセラミックス３１０が例えばアルミニウム製の中空円筒を軸方向に半分に切断した形状のセラミックス固定具６２で挟持された状態で、上蓋６の穴部に挿入され、ねじ６３にてケーブル固定具６１及びセラミックス紡織体固定具６２を上蓋６に固定することにより、ケーブル２及びセラミックス３１０が上蓋６に固定される。
【００４０】
図１１のように構成した場合、セラミックス３１０が上蓋６内に固定されたセラミックス３１０に重なって積層されるので、地震などの振動によりケーブル固定具６１との摺動でセラミックス３１０が削られることもない。
【符号の説明】
【００４１】
１  中性子検出器
２  ケーブル
４  中性子減速材
５  外筒
６  上蓋
７  下蓋
１０  セラミックス紡織体
２１  内導体
２３  第１の外導体
２５  第２の外導体
１００  中性子検出器構体
２００  中性子検出器構体
２１０  セラミックス紡織体
３００  中性子検出器構体
３１０  セラミックス
【図１】
2011117900.tif 000003
【図２】
2011117900.tif 000004
【図３】
2011117900.tif 000005
【図４】
2011117900.tif 000006
【図５】
2011117900.tif 000007
【図６】
2011117900.tif 000008
【図７】
2011117900.tif 000009
【図８】
2011117900.tif 000010
【図９】
2011117900.tif 000011
【図１０】
2011117900.tif 000012
【図１１】
2011117900.tif 000013