(57)【要約】  原子力発電所のコンポーネントが、外面（１７）を有する金属製構造体（３）と、外面（１７）に設置され、コンポーネント（１）に関する情報をコード化している、少なくとも１つのマーキング（１１）と、を含む。マーキング（１１）が、複数の発光性ナノ粒子（１３、１５）を含み、前記発光性ナノ粒子（１３、１５）が決められた励起波長を有する光放射で励起されると、決められた発光波長を有する光放射を発するように、前記各発光性ナノ粒子（１３、１５）が設けられている。
2014501919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外面（１７）を有する金属構造体（３）と、
前記外面（１７）に設置され、原子力発電所のコンポーネント（１）に関する情報をコード化している、少なくとも１つのマーキング（１１、４１、４３）と、
を備える原子力発電所のコンポーネントにおいて、
前記マーキング（１１、４１、４３）が、複数の発光性ナノ粒子（１３、１５）を含んでおり、前記発光性ナノ粒子（１３、１５）が特定の発光波長を有する光放射で励起されると、特定の発光波長を有する光放射を発するように、前記各発光性ナノ粒子（１３、１５）が設けられていることを特徴とするコンポーネント。
【請求項２】
前記発光性ナノ粒子（１３、１５）が、直線状のパターンで配置されていることを特徴とする請求項１に記載のコンポーネント。
【請求項３】
前記発光性ナノ粒子（１３、１５）が、１つの平面を越えて延在するパターンで配置されていることを特徴とする請求項１に記載のコンポーネント。
【請求項４】
前記発光性ナノ粒子（１３、１５）が、３次元のパターンで配置されていることを特徴とする請求項１に記載のコンポーネント。
【請求項５】
各発光性ナノ粒子（１３、１５）が、蛍光体（１９）と、前記蛍光体（１９）を覆うシェル（２１）と、を有し、前記シェル（２１）が、ポリシロキサンＳｉＯ２、酸化ジルコニウムＺｒＯ２、またはアルミナＡｌ２Ｏ３などのような鉱物酸化物から構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のコンポーネント。
【請求項６】
前記シェル（２１）が、原子力発電所の炉心の中での照射の下で少なくとも３年経過した後に、前記発光性ナノ粒子（１３、１５）の発光を確保するのに適した厚さを有することを特徴とする請求項５に記載のコンポーネント。
【請求項７】
前記蛍光体（１９）が、鉱物材料から構成されることを特徴とする請求項５または６に記載のコンポーネント。
【請求項８】
前記コンポーネント（１）が、
第１の決められた励起波長を有する光放射で読み取られるように、前記外面（１７）の第１の所定の場所に設置された第１のマーキング（４１）と、
第２の決められた励起波長を有する光放射で読み取られるように、前記外面（１７）の第２の場所に設置された第２のマーキング（４３）と、
を含み、
前記第１のマーキング（４１）が、前記第２の場所および前記第２の決められた励起波長に関する情報をコード化し、
前記第２のマーキング（４３）が、前記コンポーネントに関する情報をコード化していることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のコンポーネント。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の原子力発電所のコンポーネント（１）に関する情報を読み取る方法であって、
前記マーキングの前記発光性ナノ粒子（１３、１５）を励起するのに適した少なくとも１つの波長を有する光放射で、前記マーキング（１１、４１、４３）を照明するステップと、
前記照明により生じる励起効果の下で、前記マーキング（１１）の前記発光性ナノ粒子（１３、１５）によって発せられた前記光放射を獲得するステップと、
前記獲得された光放射に基づいて、前記原子力発電所のコンポーネント（１）に関する情報を再構成するステップと、
を備える方法。
【請求項１０】
前記照明するステップおよび獲得するステップが、水中で実施されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記照明のために使用される光放射が、導波管（３３）、例えば、光ファイバを使用して、前記コンポーネント（１）に送られることを特徴とする請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記発光性ナノ粒子（１３、１５）によって発せられた前記光放射が、前記マーキング（１１）の近くに設置されたカメラ（３７）または光ファイバを使用して獲得されることを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
第１の決められた励起波長を有する光放射で読み取られるように、前記外面（１７）の第１の決められた場所に設置された第１のマーキング（４１）を照明するステップと、
前記照明により生じる励起効果の下で、前記第１のマーキング（４１）の前記発光性ナノ粒子によって発せられた第１の光放射を獲得するステップと、
前記獲得された第１の光放射に基づいて、第２のマーキング（４３）が配置されている前記外面（１７）の第２の場所を示し、かつ、前記第２のマーキング（４３）を読み取るのに適した少なくとも１つの第２の励起波長を示す、第１の情報を再構成するステップと、
少なくとも前記第２の励起波長を有する第２の光放射で、前記第２のマーキング（４３）を照明するステップと、
前記照明により生じる励起効果の下で、前記第２のマーキング（４３）の前記発光性ナノ粒子（１３、１５）によって発せられた第２の光放射を獲得するステップと、
前記獲得された第２の光放射に基づいて、前記原子力発電所のコンポーネント（１）に関する情報を再構成するステップと、
を備えることを特徴とする請求項９から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記発光性ナノ粒子（１３、１５）によって発せられた前記光放射の強度を表す値を評価するステップと、
前記値に基づいて、前記発光性ナノ粒子（１３、１５）によって発せられた放射量、および／または受けた放射量を決定するステップと、
を備えることを特徴とする請求項９から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
請求項９から１４のいずれか一項に記載のマーキングを読み取るのに適切なアセンブリであって、
前記発光性ナノ粒子（１３、１５）に励起するのに適した少なくとも１つの波長を有する光放射で、前記マーキング（１１、４１、４３）を照明するためのエレメント（２５）と、
前記照明により生じる前記励起効果の下で、前記マーキング（１１、４１、４３）の前記発光性ナノ粒子（１３、１５）によって発せられた前記光放射を集めるのに適したエレメント（２７）と、
前記獲得された光放射に基づいて、前記原子力発電所のコンポーネント（１）に関する情報を再構成するようにプログラムされたコンピュータ（２９）と、
を備えることを特徴とするアセンブリ。
【請求項１６】
前記原子力発電所のコンポーネント（１）は、核燃料集合体であり、それによって、前記マーキング（１１、４１、４３）を照明するための前記エレメント（２５）、および、発せられた前記光放射を獲得するための前記エレメント（２７）が、前記核燃料集合体を把持および移送するためのデバイス（３９）に装着されていることを特徴とする請求項１５に記載のアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して原子力発電所のコンポーネント、特に核燃料集合体または交換部品の識別および追跡に関する。
【０００２】
より具体的には、本発明の第１の態様は、原子力発電所のコンポーネントに関し、コンポーネントが、
−  外面を有する金属構造体と、
−  外面に設置され、コンポーネントに関する情報をコード化している、少なくとも１つのマーキングと、
を含む。
【背景技術】
【０００３】
今日、核燃料集合体は、何も特定の識別マーカを有していない。集合体は、本質的に、サイクルにわたって、一方では、炉心の中への装填の前後に、その貯蔵設備の一部の正確な場所によって追跡され、他方では、運転中の原子炉の炉心の中のそれらの位置によって追跡される。したがって、取り扱いエラーは、そのライフサイクルにわたって集合体を正確に追跡することに関連して、リスクを伴う可能性がある。特に、炉心を再装填する場合、集合体が、事前に確立された正確な位置に応じて、位置付けおよび／または再設置されるということを確実にする必要がある。操作者による取り扱いエラーは、炉心のアンバランスを、ひいては、運転事故のリスクを、結果として生じさせる可能性がある。
【０００４】
しかも、原子力の復活という背景において、新しい国は、民生用原子力を利用できなければならない。責任および保証の理由のために、原子力発電所の製造者および供給者にとって、それらのコンポーネントの真正性を確かめて保証することができることが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／００９５７１５号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１０／０００６６３７号明細書
【特許文献３】仏国特許出願公開第２９１８５８５号明細書
【特許文献４】国際公開第２００８／１３２２２３号パンフレット
【特許文献５】米国特許出願公開第２００８／０１５９６５７号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００９／０２５８２００号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この点に関して、本発明は、原子炉の環境、特に、水中および照射下において使用可能なパーツの真正性の確認を可能にするマーキングを有する原子力発電所のコンポーネントを提案しようとしている。
【０００７】
しかも、このマーキングは、カスタマイズすることが可能である。標準的な読み取りデバイスに関連付けられて、その運転のライフサイクルおよび／または貯蔵ライフサイクルの様々な局面におけるその位置に基づくのではなく、コンポーネントそれ自体のライフサイクルの追跡を可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このため、本発明は、上述したタイプの原子力コンポーネントに関し、マーキングが、複数の発光性ナノ粒子を含み、発光性ナノ粒子が特定の発光波長を有する光放射で励起されると特定の発光波長を有する光放射を発するように、各発光性ナノ粒子が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
ナノ粒子によって全体的に発せられた光放射スペクトルは、マーキングを構成する様々なタイプのナノ粒子の発光波長についてのピークを含むこととなる。それぞれのピークの高さは、対応する発光波長を有するナノ粒子の数に依存する。マーキングが、異なる発光波長で発光するいくつかのタイプの発光性ナノ粒子を含む場合、全体的な光放射が、異なる高さを有する様々なピークを含むこととなる。このスペクトルは、原子力発電所のコンポーネントの特徴を示しており、コンポーネントに関する情報に１対１で関連付けることが可能である。例えば、コンポーネントの識別番号は、所与のスペクトルに１対１で関連付けることが可能である。
【００１０】
このタイプのマーキングは、とりわけ有利である。何故なら、発光性ナノ粒子のサイズが非常に小さいことにより肉眼では見えないからである。マーキングは、適切なデバイスでのみ読み取ることが可能である。読み取りは、使用するための励起波長の知識を必要とする。コンポーネントについての情報は、ルールを知っている場合にのみ、決定することが可能であり、そのルールにしたがって、収集されたスペクトルは、情報に対応する。したがって、このタイプのマーキングを改ざんすることは極めて困難であり、その結果、コンポーネントの真正性がより容易に確保される。
【００１１】
マーキングは、高い信頼性で、水中で読み取ることが可能である。ナノ粒子を励起させる光放射、および、ナノ粒子によって発せられた光放射は、水中伝播に適合する波長を有する。
【００１２】
マーキングのナノ粒子は、金属構造体の外面に堅固に付着されており、したがって、燃料集合体が原子炉の炉心の中に設置された後に、および、燃料集合体のライフサイクルの全ての段階において、読み取ることが可能である。したがって、そのようなマーキングは、そのようなマーキングを持つ核燃料集合体、より全体的には、全てのコンポーネントが、集合体またはコンポーネントの全体のライフサイクルにわたって追跡されることを可能にする。
【００１３】
このタイプのマーキングは、比較的単純な機器（光放射源、発せられた光放射を捕らえるのに適したカメラ）で読み取ることが可能であるが、光放射スペクトルをコンポーネントについての情報に関連付けることは、セキュリティ上の理由から高機能ソフトウェアによって実施することが可能である。したがって、発せられた光放射に基づいて、マーキングによってコード化された情報を決定しようとする人は、その人が、関連付けを作り出すために何のソフトウェアが使用されたかを知らない場合には、および、ソフトウェアによって使用されるパスワードを所有していない場合には、大きな困難を有することとなる。
【００１４】
原子力発電所のコンポーネントは、一般に、核燃料集合体であり、または、炉心内部のエレメント（グリッド、バッフル、減衰エレメント等）などのような原子力発電所のコンポーネントである。また、コンポーネントは、１本の配管、主要ポンプのエレメント、蒸気発生器のエレメント、または、原子力発電所の任意の他のエレメントであってもよい。
【００１５】
金属構造体は、任意の金属、または、金属の合金、特に、鋼鉄、銅等から構成することが可能である。
【００１６】
第１の実施形態によれば、ナノ粒子が、バーコードの場合と同様に、一列に配置されている。この配置は、単純であり、容易に実施される。この実施形態では、ナノ粒子をスキャニングによって読み取ることが可能であり、使用されるカメラまたは光ファイバは、移動しなければならない。読み取りデバイスが、この移動を可能にするための追加の部品を装備していない集合体の把持ツールの端部に装着されている場合には、これが、欠点を構成する可能性がある。
【００１７】
一変形形態では、ナノ粒子が、平面に延在するモチーフにしたがって配置される。そのような配置は、直線状の配置よりも、幅の広いスペクトルの範囲を可能にすることができる。
【００１８】
さらなる別の変形形態によれば、ナノ粒子は、３次元のパターンで配置されている。これは、さらに幅の広いスペクトルの範囲を可能にする。
【００１９】
この場合、ナノ粒子は、外面に対して異なる点において、例えば、様々な深さのキャビティの中に配置されているか、または、外面に穿孔されたはしごの形式の中空突起部（hollow protrusion）の異なる段（rung）に配置されている。
【００２０】
マーキングによってコード化されたコンポーネントに関する情報は、一般に、コンポーネントの識別番号である。しかし、マーキングは、識別番号に加えて、または、識別番号の代わりに、他の情報をコード化することが可能である。この情報は、例えば、コンポーネントの製造場所、製造日、または、任意の他の関連情報に対応するコードとすることが可能である。
【００２１】
発光性ナノ粒子は、一般に、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、または特許文献６に記載されているタイプのナノ粒子である。
【００２２】
有利には、それぞれのナノ粒子が、蛍光体と、蛍光体を覆うシェルと、を有し、シェルが、ポリシロキサンＳｉＯ２、酸化ジルコニウムＺｒＯ２、またはアルミナＡｌ２Ｏ３などのような鉱物酸化物から構成されている。
【００２３】
好ましくは、蛍光体が、鉱物材料から作製されており、有機材料から作製されていない。これは、蛍光体が、照射に対してより良好な抵抗力を有することを可能にする。
【００２４】
蛍光体は、典型的には、１ナノメートルと１００ナノメートルとの間のサイズ、好ましくは、１ナノメートルと５０ナノメートルとの間のサイズを有する。
【００２５】
鉱物酸化物シェルは、典型的には、選択された波長範囲の光放射に対する透明性の限度内において、５０〜５００ｎｍ以上の厚さを有する。
【００２６】
シェルは、赤外線、可視光線、または紫外線に対して透明な材料から構成されている。したがって、蛍光体によって発せられた光放射を妨害しない。
【００２７】
第１の実施形態によれば、蛍光体が、ナノ粒子の中心部を構成し、シェルが、この中心部を完全に覆っている。換言すれば、蛍光体は、上述の成分を有する鉱物酸化物マトリクスで入れ子にされている（nested）。
【００２８】
この場合、それぞれのナノ粒子が、外面に設置されており、かつ、任意の適した手段によって、それに付着されている。
【００２９】
別の実施形態では、金属構造体の外面は、中空突起部を含み、中空突起部の内側に蛍光体が配置されている。鉱物酸化物シェルが、蛍光体を覆い、中空突起部を閉じている。この場合、蛍光体は、シェルによって、完全には覆われていない。その代わりに、蛍光体およびシェルが、２つの層を構成し、２つの層は、互いに重ねられており、中空突起部を満たしている。
【００３０】
特に有利な実施形態では、コンポーネントが、
−  第１の決められた励起波長を有する光放射で読み取られるように、外面の上の第１の所定の場所に設置された第１のマーキングと、
−  第２の決められた励起波長を有する光放射で読み取られるように、外面の上の第２の場所に設置された第２のマーキングと、
を含み、
−  第１のマーキングが、第２の場所および第２の励起波長に関する情報をコード化し、
−  第２のマーキングが、コンポーネントに関する情報をコード化している。
【００３１】
第１のマーキングは、上記に説明されたタイプのものであり、いくつかの発光性ナノ粒子を含む。第１のマーキングを読み取ることによって、第２のマーキングの場所についての情報、および、第２のマーキングが読み取られることを可能にする励起波長に関する情報にアクセスすることが可能である。第１のマーキングが設置されている第１の場所は、例えば、全ての核燃料集合体について同じである。他方では、第２の場所は、それぞれの核燃料集合体に特有であり、核燃料集合体ごとに変化させることが可能である。同様に、第１のマーキングが読み取られることを可能にする励起波長は、全ての核燃料集合体に対して共通とすることが可能であり、一方、第２のマーキングが読み取られることを可能にする励起波長は、異なっていることが可能であり、それぞれの核燃料集合体に特有である。
【００３２】
したがって、マーキングによってコード化された情報へのアクセスを得ることは一層困難である。これは、セキュリティを向上させる。
【００３３】
それぞれのマーキングは、以下のように読み取られる。
−マーキングの発光性ナノ粒子を励起するのに適した少なくとも１つの波長を有する光放射で、マーキングを照明し、
−照明により生じる励起効果の下で、マーキングの発光性ナノ粒子によって発せられた光放射を獲得し、
−獲得された光放射に基づいて、原子力発電所のコンポーネントに関する情報を再構成する。
【００３４】
マーキングを照明するために使用される光放射は、単一の波長を有するか、または、発光性ナノ粒子を励起させるのに適した波長の周辺の狭い範囲の中の複数の波長を有する。
【００３５】
光放射源は、例えば、コンポーネントからある距離に配置されており、そのマーキングを読み取らなければならない。光放射は、導波管によって、典型的には光ファイバによって、マーキングへ送信される。光放射は、マーキングのすぐ近くの、例えば、マーキングから数ミリメートルの光ファイバの一端部から、マーキングに発射される。光放射の性質は、放射がマーキングに到達する前に実質的に変化しないので、これは、測定が水中で実施されるときに、とりわけ有利である。
【００３６】
第１の実施形態では、ナノ粒子によって発せられた光放射は、カメラによって獲得される（すなわち収集される）。カメラは、例えば、２Ｄカメラである。マーキングを有するコンポーネントが放射を発する場合、例えば、核燃料集合体が原子炉の炉心から出る場合、カメラは、核放射線に耐える保護ケーシングの中に設置することが可能である。
【００３７】
代替的に、カメラは、読み取られることとなるマーキングを有するコンポーネントからある距離に設置することが可能である。この場合、ナノ粒子によって発せられた光放射は、その一端部がマーキングのすぐ近くに設置された導波管によって、典型的に光ファイバによって獲得される。導波管は、獲得された光放射をカメラに送信する。
【００３８】
獲得された光放射に基づいて、原子力発電所のコンポーネントに関する情報を再構成することは、コンピュータによって実施される。コンピュータは、典型的には、この目的のためにプログラムされる。典型的には、コンピュータは、獲得された光放射のスペクトル中のピークの数、ピークが中心を置いている波長、および、ピークのそれぞれの高さを特定することとなる。この情報に基づいて、コンピュータは、例えば、コンピュータのメモリの中に置かれたテーブルを使用して、求める情報を決定する。テーブルは、核燃料集合体の特定の数の識別番号を、収集された光放射スペクトルの性質に、１対１で関連付けている。これらの性質は、本質的に、ピークが中心を置いている波長、および、ピークの高さである。
【００３９】
代替的に、コンポーネントに関する識別番号または情報は、ピークの位置および高さに基づいて、テーブルを使用せずに、より複雑な計算式を使用して、決定されることが可能である。
【００４０】
コンポーネントが２つのマーキングを含み、上記に説明されているように、第１のマーキングが、第２のマーキングの設置場所、および、第２のマーキングに適切な励起波長をコード化している場合、上記に記載された方法が、２度実施される。最初に、第１のマーキングが、適した励起波長を有する光放射で照明され、第１のマーキングによって発せられた光放射が収集され、求められる情報が、収集された第１の光放射に基づいて再構成される。次いで、第２のマーキングが、適した励起波長を有する第２の光放射で照明され、第２のマーキングによって発せられた第２の光放射が収集され、コンポーネントについての情報が、収集された第２の光放射に基づいて、計算によって再構成される。
【００４１】
原子力発電所のコンポーネントが核燃料集合体である場合、マーキングを照明するためのデバイス、および、発せられた光放射を獲得するためのデバイスを、核燃料集合体を把持および移送するためのデバイスに設置することが、とりわけ有利である。この場合、読み取りは、典型的には、プールの中において水中で行われる。把持するデバイスは、典型的には、核燃料集合体のノズルに連結するのに適した爪である。マーキングが、ノズルの表面に、例えば、ノズルの外側面に設置されている。
【００４２】
本発明の他の性質および利益が、単に例として、添付の図面を参照して、以下に提供される詳細な説明から理解されることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る核燃料集合体の上部の概略側面図である。
【図２】図１の核燃料集合体のノズルのマーキングの拡大図である。
【図３】様々なタイプのマーキングの概略図である。
【図４】様々なタイプのマーキングの概略図である。
【図５】様々なタイプのマーキングの概略図である。
【図６】図１〜図５のマーキングのナノ粒子の概略切断図である。
【図７】図１〜図５のマーキングのナノ粒子の概略切断図である。
【図８】図１の核燃料集合体のマーキングの測定に適した集合体の概略図である。
【図９】図１のマーキングによって発せられた光放射スペクトルのグラフ表示である。
【図１０】集合体の把持ツールに装着された核燃料集合体のマーキングを読み取るために設けられた集合体の概略図である。
【図１１】２つのマーキングを有する核燃料集合体の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図１に示されている核燃料集合体１は、上側ノズル３と、下側ノズル（図示せず）と、２つのノズルを互いに接続するスケルトン５と、スケルトン５によって所定の位置に保持された核燃料ロッド７と、を含む。上側ノズル３は、４つの平坦な側面９によって境界を定められた断面を有する。
【００４５】
集合体１は、上側ノズルの面９のうちの１つにマーキング１１を有している。このマーキングは、核燃料集合体の識別番号をコード化している。
【００４６】
図２から理解することができるように、マーキング１１は、ノズル３の外面１７に付けられた複数の発光性ナノ粒子１３、１５を含む。
【００４７】
各ナノ粒子は、ナノ粒子が決められた励起波長を有する光放射で励起されると、決められた発光波長を有する光放射を発するように設けられた材料を含むか、または、前記材料から構成されている。
【００４８】
図３に示された第１の実施形態において、ナノ粒子１３、１５が、一列に配置されている。図４の変形形態において、また、図１および図２に示されているように、ナノ粒子が、平坦な表面に配置されている。
【００４９】
図５の変形形態において、ナノ粒子が、３次元のパターンで配置されている。ナノ粒子は、例えば、はしごの形式の中空突起部の段に配置され、表面１７に穿孔されている。
【００５０】
マーキングによって全体的に発せられた光放射（マーキングのナノ粒子のうちのそれぞれによって発せられた光放射の総和に相当する）が、ナノ粒子が配置されているパターンによって影響を受ける。したがって、３次元のパターンで配置されたナノ粒子は、全体的に、２次元のパターンで配置された同じ粒子とわずかに異なる光放射を発することとなる。
【００５１】
各ナノ粒子が、蛍光体１９と、蛍光体１９を覆うシェル２１と、を含む。蛍光体１９は、鉱物材料、例えば、着色された鉱物顔料から作られている。蛍光体は、発光によって、赤外線、可視光線、または紫外線を発するのに適した粒子である。変形形態（図示せず）において、ナノ粒子は、蛍光体１９に関連付けられた追加エレメントであって、蛍光体によって発せられた放射の波長を修正するように意図された追加エレメントを含む。シェル２１は、鉱物酸化物、例えば、ポリシロキサンＳｉＯ２、酸化ジルコニウムＺｒＯ２、またはアルミナＡｌ２Ｏ３から構成されている。この材料は、蛍光体によって発せられた赤外線、可視光線、または紫外線に対して透明である。この材料は、５０〜５００ｎｍの厚さを有する。そのような厚さは、蛍光体を照射から保護するのに十分であり、例えば、原子炉の炉心の中で３年経過した後に、蛍光体がその発光特性を維持することを可能にする。
【００５２】
別の変形形態において、この厚さは、制御された方式でガンマ放射および中性子束に露出されたナノ粒子を壊れやすくするために、意図的に減らすことができる。この変形形態において、ナノ粒子によって発せられた光強度の読み取り値は、ナノ粒子によって発せられた放射量、および／または、受けた放射量を示し、有利には、問題のコンポーネントの損耗（wear）についての検出器としての役割を果たすことが可能である。例えば、燃料集合体に関して、これは、燃料の損耗についての情報を提供することが可能である。原子炉の炉心の内部の検出器に関して、これは、損耗および破損の速度についての追加情報を提供することが可能であり、したがって、これらの検出器の信号補正および／またはメンテナンス作業を改善する。
【００５３】
図６の実施形態において、蛍光体１９は、中心部を構成し、シェルが蛍光体１９を完全に覆っている。したがって、蛍光体１９は、シェル２１の中に入れ子にされている。
【００５４】
図７の実施形態において、外面１７は、中空突起部２３を有している。蛍光体１９が、中空突起部２３の底部に設置されている。また、シェル２１が、中空突起部２３の中に設置され、かつ蛍光体１９を完全に覆っている。シェル２１が、蛍光体１９に重ねられた層を形成している。シェル２１は、中空突起部２３を完全に閉じている。
【００５５】
図１に示された燃料集合体のマーキング１１を読み取るのに適した集合体が、図８に図示されている。この集合体は、
−  マーキング１１の照明のためのデバイス２５であって、マーキング１１の発光性ナノ粒子１３、１５を励起するのに適した少なくとも１つの波長を有する光放射を備えたデバイス２５と、
−  照明により生じる励起効果の下で、マーキング１１の発光性ナノ粒子によって発せられた光放射を収集するのに適した獲得エレメント２７と、
−  エレメント２７によって収集された光放射に基づいて、マーキング１１によってコード化された情報を再構成するようにプログラムされたコンピュータ２９と、
を含む。
【００５６】
照明デバイス２５は、所望の波長を有する放射を発生させるのに適した光放射源３１と、光ファイバ３３と、を含む。線源３１は、例えば、レーザ光源である。光ファイバ３３は、線源３１によって発生させられた光放射を、マーキング１１の近くのポイントに導くのに適している。したがって、光放射は、光ファイバの一端部３５からマーキング１１へ発射される。
【００５７】
図８に示された例において、マーキング１１のナノ粒子によって発せられた光放射を収集するのに適したエレメントは、２次元カメラ３７である。
【００５８】
２次元カメラ３７は、コンピュータ２９に接続され、かつ、収集された信号をコンピュータ２９に送るように設けられている。
【００５９】
カメラ３７によって収集された信号は、図９に示されたタイプのものである。同図は、カメラによって収集された光放射のスペクトルを示している。波長が、横座標の形式になっており、それぞれの波長に関する放射の強度が、垂直軸線で示されている。示された例において、マーキングは、２つのタイプのナノ粒子を含んでいる。ナノ粒子１３は、ナノ粒子が励起波長λｅの光放射で励起されると、波長λ１の光放射を発するタイプのものである。ナノ粒子１５は、ナノ粒子が励起波長λｅの光放射で励起されると、波長λ２の光放射を発するタイプのものである。したがって、カメラ３７によって収集された信号は、２つのピークを含み、一方は、波長λ１に中心を置き、他方は、波長λ２に中心を置いている。ピークの高さは、特に、ナノ粒子１３の数およびナノ粒子１５の数に依存する。示された例において、マーキングは、ナノ粒子１５よりも大きい数のナノ粒子１３を含んでいる。
【００６０】
当然ながら、マーキングは、２つよりも多いタイプの粒子を含むことができ、その結果、信号が、２つよりも多いピークを有することがある。信号は、３つのピーク、４つのピーク、または、４つよりも多いピークを含むことが可能である。
【００６１】
コンピュータ２９は、収集された光放射に基づいて、核燃料集合体１の識別番号を決定する。例えば、識別番号をピークの位置および高さに関連付けたテーブルを含んでいる。
【００６２】
光ファイバ３３およびカメラ３７は、図１０に図示されているように、核燃料集合体の把持ツールおよび移送ツールに装着される。ツール３９は、核燃料集合体の上側ノズル３を把持するために設けられている。ツール３９が上側ノズル３に係合されると、光ファイバの端部３５およびカメラ３７が、反対側に、かつマーキング１１のすぐ近くに配置される。
【００６３】
マーキング１１を読み取る方法を、以下に簡単に説明する。
【００６４】
燃料集合体１は、最初、原子炉のプールの中に貯蔵されている。ツール３９が、例えばプールの運搬用クレーンによって、移動させられ、燃料集合体の上側ノズル３を把持する。ツール３９が係合されると、コンピュータ２９が、マーキングの読み取りを開始する。コンピュータ２９が、光源３１に、読み取りに適した周波数を有する光放射を発するように命令を出す。この光放射が、光ファイバ３３によって、マーキングに送られる。ナノ粒子１３、１５は、電磁放射によって励起され、異なる波長を有する光放射を再び発する。放射は、ナノ粒子の性質、ナノ粒子の空間的な配置等に依存する。この光放射は、カメラ３７によって捕捉され、かつその信号がコンピュータ２９に送信される。コンピュータが、その信号から核燃料集合体の識別番号を決定する。
【００６５】
有利には、コンピュータ２９が、ナノ粒子によって発せられた光放射の強度を評価するようにプログラムされており、かつ、それらの強度に基づいて、発光性ナノ粒子によって受け取られた放射量および／または発せられた放射量に関する情報を決定するようにプログラムされている。この情報は、コンピュータのメモリに記録された曲線または表によって与えられることが可能である。曲線または表は、放射の強度に基づいて、例えば、グレイ（Gray）で表現された線量を提供することが可能である。この曲線または表は通常、一各マーキングに特有のものである。それは、マーキングのナノ粒子の物理的性質に依存する。
【００６６】
一変形形態において、上側ノズルは、その外面に２つのマーキングを含む。第１のマーキング４１が、第２のマーキングの場所を決定することを可能にする情報、および、第２のマーキング４３のナノ粒子を励起するのに適した光放射の波長をコード化している。第１のマーキングは、常に、全ての核燃料集合体に対して同じ場所に存在する。第１のマーキングは、既知の波長を有する光励起放射で読み取られるように設けられており、全ての核燃料集合体について同一である。
【００６７】
第２のマーキング４３は、燃料集合体ごとに変化した位置に配置されている。マーキング４３は、２つのノズルのうちの１つに設置されるか、核燃料ロッドのメンテナンス把持部に設置されるか、ガイドチューブに設置されるか、または、任意の他の場所に設置されることが可能である。さらに、第２のマーキングは、核燃料集合体ごとに変化する波長を有する光励起放射で読み取られるように提供されている。
【００６８】
この第２のマーキングは、核燃料集合体の識別番号をコード化している。したがって、図１１の集合体の識別番号を知るために、最初に、第１のマーキング４１を読み取り、次いで、第２のマーキング４３を読み取ることが必要である。光源が、調節可能な波長を有する光放射を発するのに適しているならば、これらの２つの読み取りは、同じ読み取りアセンブリで実施されることが可能である。一変形形態において、２つの異なる読み取りアセンブリを使用することが可能であり、一方は、第１のマーキング４１を読み取り、他方は、第２のマーキング４３を読み取る。
【符号の説明】
【００６９】
１  核燃料集合体
３  上側ノズル
５  スケルトン
７  核燃料ロッド
９  側面
１１  マーキング
１３  発光性ナノ粒子
１５  発光性ナノ粒子
１７  外面
１９  蛍光体
２１  シェル
２３  中空突起部
２５  照明デバイス
２７  獲得エレメント
２９  コンピュータ
３１  光放射源
３３  光ファイバ
３５  一端部
３７  カメラ
３９  ツール
４１  第１のマーキング
４３  第２のマーキング
【図１】
2014501919.tif 000003
【図２】
2014501919.tif 000004
【図３】
2014501919.tif 000005
【図４】
2014501919.tif 000006
【図５】
2014501919.tif 000007
【図６】
2014501919.tif 000008
【図７】
2014501919.tif 000009
【図８】
2014501919.tif 000010
【図９】
2014501919.tif 000011
【図１０】
2014501919.tif 000012
【図１１】
2014501919.tif 000013
【国際調査報告】
2014501919.tif 000014
2014501919.tif 000015
2014501919.tif 000016
2014501919.tif 000017