(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状をなしており、内部に燃料デブリを収容する金属製の容器と、
前記容器の径方向外側に配置されており、燃料デブリから放出されて当該容器を透過したガンマ線を検出可能な、少なくとも一つのガンマ線検出器と、
前記ガンマ線検出器に対応して設けられており、前記容器の軸心に垂直な横断面において、燃料デブリを収容可能な収容領域のうち当該軸心を中心とする円形をなしている所定の部分からのガンマ線を、対応するガンマ線検出器に入射させる、少なくとも一つの遮蔽体と、
を備え、
前記容器は、その軸心を中心に前記ガンマ線検出器に対して相対回転可能に構成されており、
前記容器が所定の角速度で相対回転している間に前記ガンマ線検出器により検出された前記収容領域全体からのガンマ線の数と前記所定の部分からのガンマ線の数とをそれぞれ計数し、当該所定の部分からのガンマ線の数に前記所定の部分に対応する予め設定された重み係数を乗じる重み付けを行って、前記容器内に収容されている燃料デブリの平均燃焼度を算出するデータ処理装置を、
さらに備えることを特徴とする燃料デブリ測定システム。
【請求項２】
複数の前記遮蔽体のうち一つは、前記収容領域全体からのガンマ線が、対応するガンマ線検出器に入射可能に構成されており、
当該遮蔽体のうち少なくとも一つは、前記所定の部分からのガンマ線が、対応するガンマ線検出器に入射可能に構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料デブリ測定システム。
【請求項３】
前記ガンマ線検出器は、
前記収容領域全体からのガンマ線が入射するよう対応する遮蔽体が構成されており、当該収容領域全体からのガンマ線を検出する全体測定用ガンマ線検出器と、
前記所定の部分からのガンマ線が入射するよう対応する遮蔽体が構成されており、当該所定の部分からのガンマ線を検出する部分測定用ガンマ線検出器と、
を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料デブリ測定システム。
【請求項４】
複数の前記ガンマ線検出器と、当該ガンマ線検出器にそれぞれ対応する複数の遮蔽体は、前記軸心を中心として周方向に配列されており、
各遮蔽体は、前記軸心と垂直な横断面において、対応するガンマ線検出器に入射可能なガンマ線の当該ガンマ線検出器に対する入射角度が、それぞれ異なるように構成されている
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の燃料デブリ測定システム。
【請求項５】
対応するガンマ線検出器に対して移動可能に構成された前記遮蔽体である可動遮蔽体を含み、当該可動遮蔽体を移動させることにより、対応するガンマ線検出器に入射するガンマ線が放出される所定の部分を変更可能な遮蔽装置を、
さらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の燃料デブリ測定システム。
【請求項６】
複数の前記可動遮蔽体は、前記軸心に垂直な横断面において、対応するガンマ線検出器と前記容器との間に配置されており、それぞれ所定の方向に移動可能に構成されており、且つ互いに近接又は離間することが可能に構成されており、
前記遮蔽装置は、前記可動遮蔽体を互いに近接又は離間させることにより、前記所定の部分を変更する
ことを特徴とする請求項５に記載の燃料デブリ測定システム。
【請求項７】
前記容器を保持しており、且つ前記軸心を中心として所定の角速度で当該容器を回転駆動可能なハンドリング装置を、さらに備え、
前記容器は、当該ハンドリング装置により回転駆動されて、前記軸心を中心に回転する
ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の燃料デブリ測定システム。
【請求項８】
前記ガンマ線検出器及び前記遮蔽体が結合されており、前記容器のうち少なくとも一部を収容可能な本体と、
前記本体に設けられており、前記容器と接することにより当該容器を所定の径方向位置に導くガイド機構と、
をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の燃料デブリ測定システム。
【請求項９】
前記容器は、その周壁が前記ガンマ線検出器と対向するように、当該ガンマ線検出器に対して、前記軸心を中心に相対回転しながら、当該軸心に沿う軸方向に一定の速度で相対移動する
ことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の燃料デブリ測定システム。
【請求項１０】
前記データ処理装置は、前記収容領域全体からのガンマ線の数に基いて算出された平均燃焼度に、複数の前記所定の部分からのガンマ線の数の加重平均に基づいて算出された補正係数を乗じることにより、前記容器内に収容されている燃料デブリの平均燃焼度を算出する
ことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の燃料デブリ測定システム。
【請求項１１】
筒状をなしており、内部に燃料デブリを収容する金属製の容器と、前記容器の径方向外側に配置されており、燃料デブリから放出されて当該容器を透過したガンマ線を検出可能な、少なくとも一つのガンマ線検出器と、前記ガンマ線検出器に対応して設けられており、前記容器の軸心に垂直な横断面において燃料デブリを収容可能な収容領域のうち当該軸心を中心とする円形をなしている所定の部分からのガンマ線を、対応するガンマ線検出器に入射させる、少なくとも一つの遮蔽体と、前記ガンマ線検出器により検出されたガンマ線に関するデータを取得するデータ処理装置とを用いて、前記容器内に収容されている燃料デブリの平均燃焼度を測定する燃料デブリ測定方法であって、
前記データ処理装置が、前記容器がその軸心を中心に前記ガンマ線検出器に対して所定の角速度で相対回転している間に前記ガンマ線検出器により検出された前記収容領域全体からのガンマ線の数と前記所定の部分からのガンマ線の数とをそれぞれ計数するステップと、
前記データ処理装置が、当該所定の部分からのガンマ線の数に前記所定の部分に対応する予め設定された重み係数を乗じる重み付けを行って、前記容器内に収容されている燃料デブリの平均燃焼度を算出するステップと、
を含むことを特徴とする燃料デブリ測定方法。
【請求項１２】
前記平均燃焼度を算出するステップは、
前記データ処理装置が、前記収容領域全体からのガンマ線の数に基いて平均燃焼度を算出するステップと、
当該データ処理装置が、複数の前記所定の部分からのガンマ線の数の加重平均に基づいて当該平均燃焼度に乗じる補正係数を算出するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１１に記載の燃料デブリ測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、容器内に収容された燃料デブリの平均燃焼度を測定するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所において冷却材喪失事故等が生じて炉心溶融に至った場合、炉心にある核燃料が、被覆管や炉内構造物等と共に溶融して冷えて固まったもの、いわゆる燃料デブリが生じる。このような燃料デブリは、通常、原子力圧力容器等から取り出され、金属製の容器内に収容される。当該容器は、燃料デブリを構成する核燃料が臨界とならないように、その形状及び寸法が定められている。当該容器は、一般的に、細長い円筒状をなしている。
【０００３】
燃料デブリは、通常、上述した容器内に収容された状態で、移送、保管、処分されており、加えて、核燃料物質（放射性物質）の残存量を管理することが求められている。容器内に収容された燃料デブリに含まれる核燃料物質の残存量を評価する技術には、当該容器の径方向外側に放射線検出器を配置し、当該容器を、当該放射線検出器に対して一定の角速度で相対的に回転させながら、燃料デブリからの放射線を当該放射線検出器により検出するものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２２７８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
燃料デブリは、炉内構造物等を構成する金属と核燃料物質が溶け合った状態で固化している。燃料デブリを原子炉から取り出す際に、マニピュレータ等により燃料デブリを細かく解体し、上述した容器に収容することは困難である。
【０００６】
原子炉から取り出した燃料デブリを細かく解体することなく容器内に収容した場合、燃料デブリやこれに含まれる核燃料物質が、当該容器内において不均一に分布することが考えられる。例えば、容器の軸心に垂直な横断面において、燃料デブリが収容される領域のうち軸心の近傍と、その径方向外側（すなわち周壁の近傍）で、核燃料物質が不均一に存在する場合がある。
【０００７】
このような場合において、燃料デブリが収容された容器をその軸心を中心に回転させながら、燃料デブリから放出されるガンマ線を、当該容器の径方向外側にあるガンマ線検出器により検出する場合、軸心の近傍にある核燃料物質から放出されたガンマ線のうち一部は、その径方向外側にある核燃料物質により吸収されてしまい、当該ガンマ線検出器に到達できないことがある。
【０００８】
したがって、容器の径方向外側にあるガンマ線検出器に入射するガンマ線の計数に基いて、容器内の燃料デブリの燃焼度を測定する場合、軸心近傍の核燃料物質から放出されたガンマ線が、その径方向外側にある核燃料物質に吸収される、いわゆる自己吸収の影響を極力排除する必要がある。
【０００９】
本発明の実施形態は、上記事情に鑑みてなされたものであって、容器内に収容された燃料デブリの平均燃焼度を、より高い精度で当該容器の外側から測定可能なシステム及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するため、本発明の実施形態の燃料デブリ測定システムは、筒状をなしており、内部に燃料デブリを収容する金属製の容器と、前記容器の径方向外側に配置されており、燃料デブリから放出されて当該容器を透過したガンマ線を検出可能な、少なくとも一つのガンマ線検出器と、前記ガンマ線検出器に対応して設けられており、前記容器の軸心に垂直な横断面において、燃料デブリを収容可能な収容領域のうち当該軸心を中心とする円形をなしている所定の部分からのガンマ線を、対応するガンマ線検出器に入射させる、少なくとも一つの遮蔽体と、を備え、前記容器は、その軸心を中心に前記ガンマ線検出器に対して相対回転可能に構成されており、前記容器が所定の角速度で相対回転している間に前記ガンマ線検出器により検出された前記収容領域全体からのガンマ線の数と前記所定の部分からのガンマ線の数とをそれぞれ計数し、当該所定の部分からのガンマ線の数に前記所定の部分に対応する予め設定された重み係数を乗じる重み付けを行って、前記容器内に収容されている燃料デブリの平均燃焼度を算出するデータ処理装置を、さらに備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の実施形態の燃料デブリ測定方法は、筒状をなしており、内部に燃料デブリを収容する金属製の容器と、前記容器の径方向外側に配置されており、燃料デブリから放出されて当該容器を透過したガンマ線を検出可能な、少なくとも一つのガンマ線検出器と、前記ガンマ線検出器に対応して設けられており、前記容器の軸心に垂直な横断面において燃料デブリを収容可能な収容領域のうち当該軸心を中心とする円形をなしている所定の部分からのガンマ線を、対応するガンマ線検出器に入射させる、少なくとも一つの遮蔽体と、前記ガンマ線検出器により検出されたガンマ線に関するデータを取得するデータ処理装置とを用いて、前記容器内に収容されている燃料デブリの平均燃焼度を測定する燃料デブリ測定方法であって、前記データ処理装置が、前記容器がその軸心を中心に前記ガンマ線検出器に対して所定の角速度で相対回転している間に前記ガンマ線検出器により検出された前記収容領域全体からのガンマ線の数と前記所定の部分からのガンマ線の数とをそれぞれ計数するステップと、前記データ処理装置が、当該所定の部分からのガンマ線の数に前記所定の部分に対応する予め設定された重み係数を乗じる重み付けを行って、前記容器内に収容されている燃料デブリの平均燃焼度を算出するステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の実施形態によれば、収容領域のうち軸心近傍の部分から放出されたガンマ線が、その径方向外側にある燃料デブリ（核燃料物質）に吸収される、いわゆる自己吸収の影響を抑制することにより、高い精度で容器内に収容された燃料デブリの平均燃焼度を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態の燃料デブリ測定システムの構成を示す模式図である。
【図２】第１の実施形態の燃料デブリ測定システムのうち、容器に対する、ガンマ線検出器及び遮蔽体の配置関係を説明する図であり、図１のII−II線による横断面を示している。
【図３】第２の実施形態の燃料デブリ測定システムの構成を示す模式図である。
【図４】第２の実施形態の燃料デブリ測定システムのうち、容器に対する、ガンマ線検出器及び遮蔽体の配置関係を説明する図であり、図３のIV−IV線による横断面を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態により、本発明が限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【００１５】
〔第１の実施形態〕
まず、本実施形態の燃料デブリと、容器に収容された燃料デブリの平均燃焼率を測定する燃料デブリ測定システムの構成について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、本実施形態の燃料デブリ測定システムの全体構成を示す模式図である。図２は、実施形態の燃料デブリ測定システムのうち、容器に対する、ガンマ線検出器及び遮蔽体の配置関係を説明する図であり、図１のII−II線による横断面を示している。
【００１６】
本実施形態の燃料デブリは、原子炉（図示せず）の炉心が溶融して生じたもの、いわゆる炉心溶融物であり、より詳細には、核燃料が、図示しない被覆管や炉内構造物と共に溶融し、冷えて固まったものである。燃料デブリは、主に酸化した核燃料で構成されており、比較的高い濃度の放射性物質（核燃料物質）を含んでいる。燃料デブリは、原子炉から取り出されて容器５内に収容される。
【００１７】
燃料デブリを収容する容器５は、金属製であり、具体的には、ガンマ線のうち少なくとも一部を透過可能な金属材料で構成されている。容器５は、略円筒状をなしており、その周壁５ｃの内側には、燃料デブリを収容する内部空間が形成されている。すなわち、内部空間は、略円柱状をなしている。容器５は、当該内部空間に燃料デブリが収容されて、その両側にある端部５ａ，５ｅが閉じられて内部空間が封止される。
【００１８】
なお、各図において、容器５の軸心を一点鎖線Ａ又は点Ａで示す。当該軸心Ａに沿う方向を「軸方向」と記す。燃料デブリを収容する空間及び周壁５ｃの軸心は、当該軸心Ａと一致している。すなわち、容器５の内部空間と周壁５ｃは、当該軸心Ａに沿って軸方向に延びている。
【００１９】
また、当該軸方向と直交する方向を「径方向」と記す。径方向内側を矢印Ｒ１で示し、径方向外側を矢印Ｒ２で示す。また、当該軸心Ａを中心とする周方向を、図２に矢印Ｃで示す。
【００２０】
本実施形態の燃料デブリ測定システム１は、容器５の軸方向と鉛直方向が一致するように構成されている。各図において、鉛直方向の上側すなわち軸方向の引抜き側を図に矢印Ｕで示し、鉛直方向の下側すなわち軸方向の挿入側を図に矢印Ｄで示す。
【００２１】
容器５は、内部空間にある燃料デブリに含まれる核燃料物質が臨界とならないよう、その形状及び寸法が定められている。容器５の内部空間の径すなわち周壁５ｃの内径は、例えば、２００ｍｍとすることができる。容器５は、その軸方向に細長い形状をなしている。燃料デブリは、容器５内に収容された状態で移送され、保管される。
【００２２】
図１に示す径方向位置にある容器５内に収容された燃料デブリは、比較的高い濃度で放射性物質を含んでおり、当該燃料デブリ（放射性物質）からは、ガンマ線を含む放射線が放出される。ガンマ線のうち大部分は、当該容器５を透過して、容器５外に放出される。
【００２３】
燃料デブリ測定システム１は、容器５を保持しており且つ当該容器５を駆動するための装置（以下、ハンドリング装置と記す）６を有している。本実施形態において、ハンドリング装置６は、容器５のうち鉛直上側の端部５ａを保持している。なお、図には、ハンドリング装置６のうち容器５を保持する部分のみが図示されている。ハンドリング装置６は、容器５の軸方向と鉛直方向が一致するように当該容器５を保持している。
【００２４】
ハンドリング装置６は、容器５の軸心Ａを中心として所定の角速度で当該容器５を回転駆動可能に構成されている。加えて、ハンドリング装置６は、軸方向に所定の速度で容器５を駆動可能に構成されている。本実施形態において、ハンドリング装置６は、容器５を一定の角速度で周方向に回転させながら、一定の速度で軸方向に駆動することが可能である。本実施形態において、容器５は、当該ハンドリング装置６により回転駆動されて、軸心Ａを中心に回転する。
【００２５】
また、燃料デブリ測定システム１は、容器５のうち少なくとも一部を収容可能な本体１０を有している。後述するガンマ線検出器２１，２２，２３，２４及び遮蔽体３１，３２，３３，３４は、当該本体１０に結合されている。本実施形態において、本体１０は、水中に配置されており、より具体的には、使用済燃料プールの底３の鉛直上側に配置されている。
【００２６】
本体１０は、容器５の径方向外側において軸方向（すなわち鉛直方向）に延びている部分（以下、軸方向延伸部と記す）１１と、鉛直下側を構成しており、使用済燃料プールの底３と接する部分（以下、底部と記す）１３と、鉛直上側を構成しており、容器５を受け入れる開口１６を画定する部分（以下、開口縁部と記す）１５とを有している。また、本体１０は、軸方向延伸部１１から径方向外側に突出する部分（以下、外側突出部と記す）１２を有している。
【００２７】
軸方向延伸部１１は、容器５の径方向外側を囲うように構成されている。本実施形態において、軸方向延伸部１１は、容器５と軸心Ａが一致する略円筒状をなしている。
【００２８】
底部１３は、使用済燃料プールの底３の鉛直上側に設置されており、略円板状をなしている。軸方向延伸部１１の径方向内側であって底部１３の鉛直上側には、容器５の鉛直下側の端部５ｅを受け入れて当該容器５を支持する支持部材１４が設けられている。
【００２９】
開口縁部１５は、軸方向延伸部１１の鉛直上側の端から径方向内側に広がる部分であり、容器５が通る開口１６を画定する部分である。容器５は、開口１６を通して本体１０内への挿入又は引抜きが行われる。容器５は、上述したハンドリング装置６により軸方向に駆動される。
【００３０】
本体１０のうち開口縁部１５の鉛直上側には、軸心Ａの径方向において容器５を位置決めするためのガイド機構１８が設けられている。ガイド機構１８は、当該容器５と接することにより、容器５を所定の径方向位置に導く。ガイド機構１８は、容器５を受け入れる開口１６の径方向外側に配置されており、本実施形態においては、開口１６に沿って周方向に複数配列されている。複数のガイド機構１８は、図１に示すように容器５が所定の径方向位置にあるとき、容器５の周壁５ｃとの間にそれぞれ隙間が生じるように配列されている。
【００３１】
ガイド機構１８は、径方向位置にある容器５の本体１０に対する軸方向の移動と、軸心Ａを中心とする容器５の回転を許容するよう構成されている。加えて、ガイド機構１８は、容器５の周壁５ｃと接することにより、当該容器５が、所定の径方向位置から径方向外側に移動することを制限する。ガイド機構１８は、容器５が開口１６から本体１０内に挿入される際、周壁５ｃに接することにより、当該容器５を所定の径方向位置に導くことが可能である。
【００３２】
また、燃料デブリ測定システム１は、容器５内から放出されたガンマ線を検出可能な放射線検出器（以下、ガンマ線検出器と記す）２１，２２，２３，２４を有している。ガンマ線検出器２１，２２，２３，２４は、容器５の径方向外側に配列されており、より具体的には、容器５の周壁５ｃから径方向外側に所定の間隔をあけて配列されている。各ガンマ線検出器２１，２２，２３，２４は、容器５内の燃料デブリに含まれる核燃料物質から放出された放射線のうち周壁５ｃを透過した放射線、主にガンマ線を検出する。
【００３３】
本実施形態において、各ガンマ線検出器２１，２２，２３，２４は、ゲルマニウム単結晶を用いる半導体検出器、いわゆるゲルマニウム検出器（germanium detector）で構成されている。また、各ガンマ線検出器２１，２２，２３，２４は、本体１０のうち外側突出部１２の鉛直上側にそれぞれ設置されている。
【００３４】
また、燃料デブリ測定システム１は、上述した複数のガンマ線検出器２１，２２，２３，２４と一対一で対応する複数の遮蔽体３１，３２，３３，３４を有している。各遮蔽体３１，３２，３３，３４は、鉛等、ガンマ線を遮蔽可能な材料で構成されており、且つ対応するガンマ線検出器２１，２２，２３，２４に向かうガンマ線のうち一部を遮蔽可能である。すなわち、各遮蔽体３１，３２，３３，３４は、対応するガンマ線検出器２１，２２，２３，２４に入射するガンマ線を制限することが可能である。
【００３５】
図１に示すように、遮蔽体３１，３２，３３，３４は、容器５の径方向外側に配列されており、本実施形態においては、本体１０のうち外側突出部１２の鉛直上側であって、本体１０の軸方向延伸部１１の径方向外側に配置されている。
【００３６】
図２に示すように、遮蔽体３１，３２，３３，３４と、これらに対応するガンマ線検出器２１，２２，２３，２４は、容器５の径方向外側に配置されており、容器５の周壁５ｃと対向している。各遮蔽体３１，３２，３３，３４は、対応するガンマ線検出器２１，２２，２３，２４よりも径方向内側において、容器５内の燃料デブリの核燃料物質から放出され、当該周壁５ｃを透過したガンマ線の一部を遮蔽する。
【００３７】
図２に示すように、容器５の軸心Ａに垂直な横断面において、複数の遮蔽体３１，３２，３３，３４のうち一つの遮蔽体３１は、容器５の周壁５ｃの径方向内側にある燃料デブリが収容可能な領域（以下、収容領域と記す）の全体から放出されたガンマ線が、対応するガンマ線検出器２１に入射するよう構成されている。このような遮蔽体３１に対応するガンマ線検出器２１は、容器５内の収容領域全体からのガンマ線を検出することが可能であり、以下に「全体測定用ガンマ線検出器２１」と記す。
【００３８】
また、全体測定用ガンマ線検出器２１に対応する遮蔽体３１を、以下に「第１遮蔽体３１」と記す。第１遮蔽体３１は、容器５内の収容領域から放出されたガンマ線が、全体測定用ガンマ線検出器２１に入射するよう構成されている。第１遮蔽体３１は、容器５より径方向外側から放出されたガンマ線が、全体測定用ガンマ線検出器２１に入射することを制限している。
【００３９】
周壁５ｃの径方向内側にある収容領域は、容器５の軸心Ａを中心とする同心円状をなしており、それぞれ外径の異なる複数の部分５１，５２，５３，５４に分割することができる。
【００４０】
複数のガンマ線検出器２１，２２，２３，２４のうち全体測定用ガンマ線検出器２１以外のガンマ線検出器２２，２３，２４は、それぞれ対応する遮蔽体３２，３３，３４により入射するガンマ線が制限されることにより、収容領域（５１，５２，５３，５４）のうち所定の部分からのガンマ線を検出するもの、いわゆる「部分測定用ガンマ線検出器」であり、特に、「第２ガンマ線検出器２２」、「第３ガンマ線検出器２３」、「第４ガンマ線検出器２４」と記す。
【００４１】
また、上述した遮蔽体３１，３２，３３，３４のうち、第２ガンマ線検出器２２に対応して設けられているものを「第２遮蔽体３２」と記し、第３ガンマ線検出器２３に対応して設けられているものを「第３遮蔽体３３」と記し、第４ガンマ線検出器２４に対応して設けられているものを「第４遮蔽体３４」と記す。
【００４２】
第２遮蔽体３２は、収容領域のうち所定の部分５２，５３，５４から放出されたガンマ線が、これに対応する第２ガンマ線検出器２２に入射するように構成されている。第２遮蔽体３２は、部分５１及びその径方向外側から放出されたガンマ線が、第２ガンマ線検出器２２に入射することを制限している。このような第２遮蔽体３２を備えた第２ガンマ線検出器２２は、容器５内にある収容領域のうち、軸心Ａを中心とする所定の部分５２，５３，５４からのガンマ線を検出することが可能となる。
【００４３】
同様に、第３遮蔽体３３は、収容領域のうち所定の部分５３，５４から放出されたガンマ線が、これに対応する第３ガンマ線検出器２３に入射するように構成されている。第３遮蔽体３３は、部分５１，５２及びその径方向外側から放出されたガンマ線が、第３ガンマ線検出器２３に入射することを制限している。このような第３遮蔽体３３を備えた第３ガンマ線検出器２３は、収容領域のうち、軸心Ａを中心とする所定の部分５３，５４からのガンマ線を検出することが可能となる。
【００４４】
第４遮蔽体３４は、収容領域の所定の部分５４から放出されたガンマ線が、これに対応する第４ガンマ線検出器２４に入射するように構成されている。第４遮蔽体３４は、部分５１，５２，５３及びその径方向外側からのガンマ線が、第４ガンマ線検出器２４に入射することを制限している。このような第４遮蔽体３４を備えた第４ガンマ線検出器２４は、収容領域のうち、軸心Ａを中心とする最も径方向内側にある部分５４からのガンマ線を検出することが可能となる。
【００４５】
本実施形態において、遮蔽体３１，３２，３３，３４及びガンマ線検出器２１，２２，２３，２４は、図２に示す容器５の軸心Ａと垂直な横断面において、周方向（図に矢印Ｃで示す）に等しい間隔をあけて配列されている。より具体的には、遮蔽体３１，３２，３３，３４は、容器５の軸心Ａを中心として約９０度の角度を付けて周方向に配列されている。
【００４６】
図２に示す容器５の軸心Ａと垂直な横断面において、各遮蔽体３１，３２，３３，３４は、対応するガンマ線検出器２１，２２，２３，２４に入射可能なガンマ線の当該ガンマ線検出器２１，２２，２３，２４に対する角度（以下、入射角度と記す）が、それぞれ異なるように構成されている。図２には、第１遮蔽体３１により制限される全体測定用ガンマ線検出器２１の入射角度をＥ１で示し、第２遮蔽体３２により制限される第２ガンマ線検出器２２の入射角度をＥ２で示し、第３遮蔽体３３により制限される第３ガンマ線検出器２３の入射角度をＥ３で示し、第４遮蔽体３４により制限される第４ガンマ線検出器２４の入射角度をＥ４で示している。
【００４７】
入射角度Ｅ１は、容器５内の収容領域全体から放出されたガンマ線が全体測定用ガンマ線検出器２１に到達可能に設定されている。入射角度Ｅ２は、収容領域のうち最も径方向外側の部分５１を除く所定の部分５２，５３，５４から放出されたガンマ線が第２ガンマ線検出器２２に到達可能に設定されている。同様に、入射角度Ｅ３は、収容領域のうち所定の部分５３，５４から放出されたガンマ線が第３ガンマ線検出器２３に到達可能に設定されており、入射角度Ｅ４は、収容領域のうち所定の部分５４のみから放出されたガンマ線が第４ガンマ線検出器２４に到達可能に設定されている。このように各遮蔽体３１，３２，３３，３４は、それぞれ対応する入射角度Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４が異なるように構成されている。
【００４８】
本実施形態においては、遮蔽体３１，３２，３３，３４により制限されるガンマ線の入射角度を異ならせることにより、容器５内の収容領域のうちガンマ線検出器２１，２２，２３，２４が検出可能な部分を異ならせている。本実施形態においては、容器５内のうち燃料デブリが収容される収容領域を、軸心Ａを中心とする同心円状をなしている４つの部分５１，５２，５３，５４に分割して、各部分５１，５２，５３，５４についてそれぞれ異なる重み付けを行って加重平均を算出しており、以下に詳細を説明する。
【００４９】
また、燃料デブリ測定システム１は、図１に示すように、各ガンマ線検出器２１，２２，２３，２４により検出されたガンマ線に関するデータを取得して、各種の演算処理を行うことが可能な装置（以下、データ処理装置と記す）７を有している。データ処理装置７は、各種の演算を実行可能なプロセッサ（図示せず）と、各種の定数や数式を格納可能なメモリ（図示せず）を有している。以下に、データ処理装置７のデータの処理内容については、後述する。
【００５０】
以上に説明した燃料デブリ測定システム１における容器５のガンマ線検出器２１，２２，２３，２４及び遮蔽体３１，３２，３３，３４に対する相対移動について、図１及び図２を用いて説明する。
【００５１】
本実施形態の燃料デブリ測定システム１は、ハンドリング装置６により容器５を駆動することにより、当該容器５を、ガンマ線検出器２１，２２，２３，２４及び遮蔽体３１，３２，３３，３４に対して、その軸心Ａを中心に一定の角速度で相対回転させながら、当該容器５の周壁５ｃを透過したガンマ線を、ガンマ線検出器２１，２２，２３，２４によりそれぞれ検出する。
【００５２】
図２に示す容器５の軸心Ａに垂直な横断面において、全体測定用ガンマ線検出器２１には、燃料デブリが収容可能な収容領域の全体（５１，５２，５３，５４）から放出されたガンマ線が入射する。
【００５３】
このとき、第２ガンマ線検出器２２には、収容領域のうち最も径方向外側の部分５１を除く、部分５２，５３，５３から放出されたガンマ線が入射する。同様に、第３ガンマ線検出器２３には、収容領域のうち部分５３，５４から放出されたガンマ線が入射し、第４ガンマ線検出器２４には、収容領域のうち軸心Ａを含む最も径方向内側にある部分５４から放出されたガンマ線が入射する。
【００５４】
加えて、容器５は、その周壁５ｃのほぼ全てが、各ガンマ線検出器２１，２２，２３，２４と対向するように、これらガンマ線検出器２１，２２，２３，２４に対して、軸心Ａを中心に相対回転しながら、一定の速度で軸方向に相対移動する。本実施形態において、容器５は、ハンドリング装置６により、軸心Ａを中心とする螺旋状に駆動される。
【００５５】
これにより、各ガンマ線検出器２１，２２，２３，２４は、容器５の周壁５ｃの全てと対向して容器５内に収容された全ての燃料デブリから放出され、周壁５ｃを透過したガンマ線を検出することができる。このようにして、各ガンマ線検出器２１，２２，２３，２４により検出されたガンマ線の数は、データ処理装置７により計数（カウント）される。
【００５６】
データ処理装置７は、上述した容器５の相対移動により各ガンマ線検出器２１，２２，２３，２４により検出されたガンマ線の数の加重平均に基づいて、容器５内に収容されている燃料デブリの平均燃焼度を算出しており、以下にその算出手法について説明する。
【００５７】
なお、「燃焼度」とは、核燃料が原子炉に装荷され、原子炉から取り出されるまでに発生した熱量を、核燃料１トンあたりの熱量で示したものである。一方、「平均燃焼度」とは、容器５内に収容された燃料デブリを核燃料とみなした場合の燃焼度である。
【００５８】
まず、データ処理装置７は、容器５内の収容領域全体（５１，５２，５３，５４）から放出され、全体測定用ガンマ線検出器２１に入射したガンマ線の数、すなわち全体測定用ガンマ線検出器２１により検出されたガンマ線の数に基づいて、燃料デブリの平均燃焼度の仮の値（以下、補正前の平均燃焼度と記す）Ｃ’を算出する。
【００５９】
補正前の平均燃焼度Ｃ’を算出する手法は、特開２０１５−２２７８１７号公報、及び特開２０１４−１８５９９３号公報等に開示されており、本明細書においては、記載を省略する。
【００６０】
補正前の平均燃焼度Ｃ’は、容器５の軸心Ａに垂直な横断面において、軸心Ａ近傍の核燃料物質から放出されたガンマ線が、その径方向外側にある核燃料物質に吸収される、いわゆる自己吸収の影響を受けており、特に、収容領域（５１，５２，５３，５４）のうち、軸心Ａを含む部分５４から放出されたガンマ線は、その径方向外側にある周壁５ｃ近傍の部分５１から放出されたガンマ線に比べて、自己吸収等により全体測定用ガンマ線検出器２１に入射しにくいという問題がある。
【００６１】
そこで、本実施形態のデータ処理装置７は、収容領域全体に加えて、当該収容領域のうち所定の部分５１，５２，５３，５４から放出されたガンマ線の数をそれぞれ計数し、これら部分５１，５２，５３，５４から放出されたガンマ線の数の加重平均に基いて、容器５内に収容されている燃料デブリの平均燃焼度Ｃを算出している。本実施形態において、平均燃焼度Ｃは、以下の数式を用いて表すことができる。
【００６２】
【数１】
0006639292.tif 000002
【００６３】
上記の数式において、
Ｃ  ：容器５内に収容された燃料デブリの平均燃焼度（補正後の平均燃焼度）
Ｃ’：容器５内のうち燃焼デブリを収容可能な収容領域全体からのガンマ線が入射可能な全体測定用ガンマ線検出器により検出されたガンマ線の数に基づいて算出された平均燃焼度（補正前の平均燃焼度）
α  ：全てのガンマ線検出器により検出されたガンマ線の数の加重平均に基づいて算出された、平均燃焼度の補正係数（変数）
ｎ（ｉ）  ：容器の軸心Ａに垂直な横断面において、燃料デブリが収容される収容領域を構成する（径方向に分割されている）部分の数（定数）
ｍ（ｊ）  ：容器のガンマ線検出器及び遮蔽体に対する相対回転数、すなわち容器の軸心Ａに沿う軸方向において分割されている部分の数（定数）
Ｒ  ：収容領域の各部分ごとに予め設定された定数（重み付け係数）
Ａ  ：収容領域の各部分から放出され、いずれかのガンマ線検出器に入射したガンマ線の数（変数）
【００６４】
なお、上述した数式と、当該数式を構成する各種の定数は、データ処理装置７のメモリ（図示せず）に予め格納されている。本実施形態において、収容領域は、軸心Ａを中心とする同心円状の４つの部分５１，５２，５３，５４から構成されており、上記の数式においてｎ＝４である。
【００６５】
容器５が、ガンマ線検出器２１，２２，２３，２４及び遮蔽体３１，３２，３３，３４に対して１回転、相対的に回転する度に、データ処理装置７は、収容領域を構成する各部分５１，５２，５３，５４からそれぞれ放出され、ガンマ線検出器に検出されたガンマ線の数Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４を算出する。
【００６６】
具体的には、部分５１から放出されたガンマ線の数Ａ１は、収容領域の全てすなわち部分５１，５２，５３，５４からのガンマ線が入射する全体測定用ガンマ線検出器２１により検出されたガンマ線の数と、部分５１を除く部分５２，５３，５４からのガンマ線が入射する第２ガンマ線検出器２２により検出されたガンマ線の数との差分から求められる。
【００６７】
同様にして、部分５２から放出されたガンマ線の数Ａ２は、第２ガンマ線検出器２２により検出されたガンマ線の数と、第３ガンマ線検出器２３により検出されたガンマ線の数との差分から求められる。部分５３から放出されたガンマ線の数Ａ３は、第３ガンマ線検出器２３により検出されたガンマ線の数と、第４ガンマ線検出器２４により検出されたガンマ線の数との差分から求められる。なお、部分５４から放出されたガンマ線の数Ａ４は、第４ガンマ線検出器２４により検出されたガンマ線の数である。
【００６８】
このようにして、データ処理装置７は、ガンマ線検出器２１，２２，２３，２４及び遮蔽体３１，３２，３３，３４に対して、容器５が１回転、相対回転する度に、収容領域を構成する各部分５１，５２，５３，５４にそれぞれ対応するガンマ線の数（いわゆる計数）Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４を算出する。
【００６９】
データ処理装置７は、これらガンマ線の数Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に、それぞれ対応する定数Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を乗じることにより、各部分５１，５２，５３，５４ごとに重み付けを行なっている。定数Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は、収容領域を構成する各部分と、対応するガンマ線検出器との距離及び容器５の周壁５ｃの透過等によるガンマ線の減衰を考慮した任意の値に、予め設定されている。
【００７０】
これら定数Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は、収容領域のうち軸心Ａの近い部分に対応するものほど大きな値に設定されている。具体的には、収容領域のうち最も径方向内側にある部分５４に対応する定数Ｒ４は、定数Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のうち最も大きい値に設定されており、最も径方向外側にある部分５１に対応する定数Ｒ１は、定数Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のうち最も小さい値に設定されている。本実施形態において、定数Ｒ１は、１．０に設定されており、定数Ｒ２は、１．０より大きく且つ２．０未満の値に設定されている。これら定数Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は、シミュレーション等を行うことにより予め求めることができる。
【００７１】
本実施形態においては、各ガンマ線検出器２１，２２，２３，２４が、周壁５ｃのほぼ全面と対向するように、容器５を軸心Ａを中心に１回転、相対回転させながら、ガンマ線検出器２１，２２，２３，２４の一個分、軸方向に移動させている。すなわち、上述の数式に示すように、容器５をｍ回転、相対回転させながら、ガンマ線検出器のｍ個分、軸方向に移動させて、各ガンマ線検出器２１，２２，２３，２４が、それぞれ周壁５ｃの全面と対向するように容器５を駆動している。
【００７２】
このようにして、各ガンマ線検出器２１，２２，２３，２４により、容器５の周壁５ｃのほぼ全面をスキャンする。収容領域を構成する各部分５１，５２，５３，５４に対応するガンマ線の数Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に、それぞれ異なる重み付け、すなわち、それぞれ異なる定数Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を乗じ、これを軸方向にｍ回繰り返して積算する。この積算値を、上記の数式で示すように、各ガンマ線検出器２１，２２，２３，２４により検出されたガンマ線の総数で除することにより、平均燃焼度の補正係数（無次元数）αを算出する。
【００７３】
データ処理装置７は、上述のように算出された補正係数αを、収容領域全体からのガンマ線が入射可能な全体測定用ガンマ線検出器２１のみにより検出されたガンマ線の数に基づいて算出された平均燃焼度、すなわち「補正前の平均燃焼度Ｃ’」に乗ずることにより、容器５内に収容された燃料デブリの平均燃焼度Ｃを算出する。
【００７４】
本実施形態によれば、収容領域全体からのガンマ線が入射可能な全体測定用ガンマ線検出器２１のみにより検出されたガンマ線の数に基づいて平均燃焼度Ｃ’を算出する場合に比べて、収容領域のうち軸心Ａ近傍の部分から放出されたガンマ線が、その径方向外側にある燃料デブリ（核燃料物質）に吸収される、いわゆる自己吸収の影響を抑制することができ、より高い精度で容器５内に収容された燃料デブリの平均燃焼度を推定して評価することができる。
【００７５】
なお、本実施形態の燃料デブリ測定システム１は、容器５の軸心に沿う方向である軸方向と、鉛直方向が一致するように構成されているものとしたが、本発明に係る燃料デブリ測定システムは、この態様に限定されるものではない。容器５の軸心が延びている軸方向は、例えば、水平方向のうち所定の向きに延びているものとしても良い。
【００７６】
また、本実施形態において、ガンマ線検出器２１，２２，２３，２４は、図２に示すように、容器５の軸心Ａの周方向に所定の間隔をあけて配列されているものとしたが、本発明に係るガンマ線検出器の配置は、この態様に限定されるものではない。ガンマ線検出器は、容器５の周壁５ｃと対向して配置されており、遮蔽体は、対応するガンマ線検出器へのガンマ線の入射を制限可能なものであれば良い。
【００７７】
〔第２の実施形態〕
本実施形態の燃料デブリ測定システムについて、図３及び図４を用いて説明する。図３は、本実施形態の燃料デブリ測定システムの構成を示す模式図である。図４は、本実施形態の燃料デブリ測定システムのうち、容器に対するガンマ線検出器及び遮蔽体の配置関係を説明する図であり、図３のIV−IV線による横断面を示している。なお、第１の実施形態と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７８】
図３及び図４に示すように、本実施形態の燃料デブリ測定システム１Ｃは、第１の実施形態と同様に、容器５の軸心Ａに垂直な横断面において収容領域全体からのガンマ線を検出可能な全体測定用ガンマ線検出器２１と、全体測定用ガンマ線検出器２１に対応して設けられた第１遮蔽体３１とを有している。第１遮蔽体３１は、容器５のうち燃料デブリの収容領域から放出されたガンマ線が全体測定用ガンマ線検出器２１に入射することを許し、且つ容器５より径方向外側からのガンマ線が全体測定用ガンマ線検出器２１に入射することを制限する。
【００７９】
また、燃料デブリ測定システム１Ｃは、当該収容領域のうち所定の部分からのガンマ線を検出するための部分測定用ガンマ線検出器として、単数のガンマ線検出器２６を有している。
【００８０】
燃料デブリ測定システム１Ｃは、当該ガンマ線検出器２６に加えて、当該ガンマ線検出器２６に対応して設けられた遮蔽装置４０とを有している。遮蔽装置４０は、当該ガンマ線検出器２６に対して移動可能に構成された遮蔽体（以下、可動遮蔽体と記す）４４，４５を含み、可動遮蔽体４４，４５を移動させることにより、対応するガンマ線検出器２６に入射するガンマ線が放出される所定の部分を変更可能に構成されている。
【００８１】
可動遮蔽体４４，４５は、図４に示す容器５の軸心Ａに垂直な横断面において、対応するガンマ線検出器２６と容器５との間に配置されており、図４に矢印Ｍで示す所定の方向に移動可能に構成されている。可動遮蔽体４４，４５は、当該ガンマ線検出器２６と軸心Ａとを結ぶ直線と垂直な方向（図に矢印Ｍで示す）において、互いに近接すること、又は互いに離間することが可能に構成されている。
【００８２】
遮蔽装置４０は、２つの可動遮蔽体４４，４５を互いに近接又は離間させることにより、可動遮蔽体４４，４５同士の間隔（以下、開度と記す）を変更可能に構成されている。本実施形態において、遮蔽装置４０は、３つの開度を変更可能に構成されている。
【００８３】
具体的には、遮蔽装置４０は、収容領域のうち部分５１からのガンマ線を遮蔽し、部分５２，５３，５４からのガンマ線をガンマ線検出器２６に入射させる開度（以下、第１開度と記す）と、収容領域のうち部分５１，５２からのガンマ線を遮蔽し、且つ部分５３，５４からのガンマ線をガンマ線検出器２６に入射させる開度（以下、第２開度と記す）と、収容領域のうち部分５１，５２，５３からのガンマ線を遮蔽し、部分５４からのガンマ線をガンマ線検出器２６に入射させる開度（以下、第３開度と記す）とを変更可能に構成されている。
【００８４】
また、燃料デブリ測定システム１Ｃは、遮蔽装置４０における可動遮蔽体４４，４５の駆動、すなわち開度の切替を制御可能な装置（以下、単に「コントローラ」と記す）９を有している。コントローラ９は、全体測定用ガンマ線検出器２１及びガンマ線検出器２６により検出されたガンマ線に関するデータを取得するデータ処理装置７と、遮蔽装置４０に電気的に接続されている。コントローラ９は、データ処理装置７からの信号を受けて、遮蔽装置４０の開度を制御することが可能である。
【００８５】
本実施形態において、コントローラ９には、遮蔽装置４０を制御するための計時、計数及び演算を実行可能なＰＬＣ（programmable logic controller）を用いることができる。
【００８６】
本実施形態においては、容器５の軸心Ａに垂直な横断面において、遮蔽装置４０が第１開度に制御された状態で、ガンマ線検出器２６及び遮蔽体４４，４５に対して容器５を１回転、相対回転させて、部分５２，５３，５４からのガンマ線をガンマ線検出器２６に入射させる。この間に、データ処理装置７は、ガンマ線検出器２６により検出された部分５２，５３，５４からのガンマ線を計数する。
【００８７】
また、遮蔽装置４０が第２開度に制御された状態で、容器５を１回転、相対回転させる間に、データ処理装置７は、部分５３，５４から放出されてガンマ線検出器２６により検出されたガンマ線を計数する。同様に、遮蔽装置４０が第３開度に制御された状態で、容器５を１回転、相対回転させる間に、データ処理装置７は、部分５４から放出されてガンマ線検出器２６により検出されたガンマ線を計数する。
【００８８】
このように、容器５を３回転（すなわち第１開度で１回転、第２開度で１回転、第３開度で１回転）相対回転させる間に、データ処理装置７は、全体測定用ガンマ線検出器２１により検出された収容領域全体（５１，５２，５３，５４）から放出されたガンマ線を計数する。
【００８９】
データ処理装置７は、全体測定用ガンマ線検出器２１により検出されたガンマ線の数と、遮蔽装置４０が第１開度にあるときにガンマ線検出器２６により検出されたガンマ線の数との差分から、収容領域のうち部分５１から放出されたガンマ線の数Ａ１を算出する。また、データ処理装置７は、遮蔽装置４０が第１開度にあるときにガンマ線検出器２６により検出されたガンマ線の数と、第２開度にあるときに検出されたガンマ線の数との差分から、収容領域のうち部分５２から放出されたガンマ線の数Ａ２を算出する。
【００９０】
同様にして、データ処理装置７は、遮蔽装置４０が第２開度にあるときにガンマ線検出器２６により検出されたガンマ線の数と、第３開度にあるときに検出されたガンマ線の数との差分から、収容領域のうち部分５３から放出されたガンマ線の数Ａ３を算出する。なお、収容領域のうち部分５４から放出されたガンマ線の数Ａ４は、遮蔽装置４０が第３開度にあるときにガンマ線検出器２６により検出されたガンマ線の数である。
【００９１】
このようにして、データ処理装置７は、全体測定用ガンマ線検出器２１及び部分測定用ガンマ線検出器２６に対して、容器５が３回転、相対回転する度に、収容領域を構成する各部分５１，５２，５３，５４にそれぞれ対応するガンマ線の数Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４を算出することができる。
【００９２】
データ処理装置７は、これらガンマ線の数Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に、それぞれ対応する定数Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を乗じることにより、各部分５１，５２，５３，５４ごとに重み付けを行なって加重平均を算出し、上記数式に示すように当該加重平均に基いて容器５内に収容された燃料デブリの平均燃焼度Ｃを算出する。
【００９３】
本実施形態によれば、全体測定用ガンマ線検出器２１及び遮蔽体３１に加えて、単数の部分測定用ガンマ線検出器２６と、開度を変更可能な遮蔽装置４０を備えるだけで、収容領域を構成する４つの部分５１，５２，５３，５４ごとに重み付けを行って、容器５内に収容された燃料デブリの平均燃焼度Ｃを算出することができる。
【００９４】
なお、本実施形態においては、全体測定用ガンマ線検出器２１と、部分測定用ガンマ線検出器２６との２つのガンマ線検出器を用いて、容器５内に収容された燃料デブリから放出されたガンマ線を検出するものとしたが、本発明に係る燃料デブリ測定システムは、この態様に限定されるものではない。燃料デブリ測定システムは、容器５の径方向外側に配置されており、当該容器５内に収容された燃料デブリから放出され、当該容器５の周壁５ｃを透過したガンマ線を検出可能なガンマ線検出器を、少なくとも一つ備えていれば良い。
【００９５】
例えば、上述したガンマ線検出器２６に収容領域全体からのガンマ線が入射できるよう遮蔽装置４０を構成することにより、当該ガンマ線検出器２６を全体測定用ガンマ線検出器として使用することも可能である。この態様の場合、容器５を４回転、相対回転させる間に、データ処理装置７は、収容領域を構成する４つの部分からのガンマ線をそれぞれ計数することができる。
【００９６】
なお、本実施形態においては、収容領域を４つの部分に分割しており、部分測定用ガンマ線検出器２６へのガンマ線の入射を制限する遮蔽装置４０は、３つの開度を変更可能なものとしたが、本発明に係る収容領域の分割態様、及び遮蔽装置の開度切替は、この態様に限定されるものではない。遮蔽装置の開度を、より多数の変更可能なものとすれば、収容領域を、より多数の部分に分割して、より高い精度で燃料デブリの平均燃焼度を算出することも可能である。
【００９７】
〔他の実施形態〕
上述した各実施形態において、容器５内に収容された燃料デブリからのガンマ線を検出する全体測定用ガンマ線検出器２１と部分測定用ガンマ線検出器２２，２３，２４，２６には、ゲルマニウム検出器すなわち半導体検出器が用いられるものとしたが、本発明に係るガンマ線検出器は、これに限定されるものではない。ガンマ線検出器は、容器５の径方向外側に配置されており、容器５を透過した放射線のうち、主にガンマ線を検出可能なものであれば良い。
【００９８】
このようなガンマ線検出器には、例えば、シンチレーション検出器を用いることも可能である。例えば、ＮａＩの単結晶をシンチレータとし、当該シンチレータに光学的に結合されている光検知デバイス（例えば、フォトダイオード等）を有する放射線検出器、いわゆるＮａＩシンチレーション検出器を用いることも好適である。
【００９９】
また、各実施形態において、容器５は、ガンマ線検出器２１，２２，２３，２４（図１及び図２参照），ガンマ線検出器２６（図３及び図４参照）に対して、その軸心Ａを中心に一定の角速度で相対回転しながら、軸方向に一定の速度で相対移動するよう駆動されるものとしたが、本発明において、ガンマ線検出器に対して容器を相対回転させる手法は、この態様に限定されるものではない。容器は、その軸心Ａを中心に一定の角速度でガンマ線検出器に対して相対回転できれば良い。
【０１００】
例えば、容器５が、ガンマ線検出器２１，２２，２３，２４及び遮蔽体３１，３２，３３，３４に対して、１回転、相対回転するごとに、軸方向に所定の距離、相対移動するよう駆動するものとしても良い。この態様によっても、各ガンマ線検出器２１，２２，２３，２４を、容器５の周壁５ｃの全てと対向させて、容器５内に収容された全ての燃料デブリからのガンマ線を検出することが可能である。
【０１０１】
また、各実施形態において、燃料デブリ測定システム１，１Ｃは、内部に燃料デブリが収容された容器５をその軸心Ａを中心に回転駆動可能であり、且つ当該容器５を軸心Ａに沿う軸方向に駆動可能なハンドリング装置６を備えるものとしたが、本発明に係る燃料デブリ測定システムは、この態様に限定されるものではない。燃料デブリ測定システムは、各ガンマ線検出器及び各遮蔽体に対して、容器５が、その軸心Ａを中心に相対回転可能に構成されていれば良い。
【０１０２】
例えば、燃料デブリ測定システムは、各ガンマ線検出器及び各遮蔽体が、静止している容器５の軸心Ａを中心に回転駆動されるよう構成されているものとしても良い。この態様においても、容器５の周壁５ｃの全面と、ガンマ線検出器２１，２２，２３，２４が対向するように、各ガンマ線検出器及び各遮蔽体を軸方向に駆動することにより、上述した各実施形態と同等の精度で、燃料デブリの平均燃焼度を測定することができる。
【０１０３】
本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態はその他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１０４】
１，１Ｃ  燃料デブリ測定システム
３  使用済燃料プールの底
５  容器
５ａ  端部
５ｃ  周壁
５ｅ  端部
６  ハンドリング装置
７  データ処理装置
９  コントローラ
１０  本体
１１  軸方向延伸部
１２  外側突出部
１３  底部
１４  支持部材
１５  開口縁部
１６  開口
１８  ガイド機構
２１  ガンマ線検出器（全体測定用ガンマ線検出器）
２２  ガンマ線検出器（部分測定用ガンマ線検出器、第２ガンマ線検出器）
２３  ガンマ線検出器（部分測定用ガンマ線検出器、第３ガンマ線検出器）
２４  ガンマ線検出器（部分測定用ガンマ線検出器、第４ガンマ線検出器）
２６  ガンマ線検出器（部分測定用ガンマ線検出器）
３１  遮蔽体（第１遮蔽体）
３２  遮蔽体（第２遮蔽体）
３３  遮蔽体（第３遮蔽体）
３４  遮蔽体（第４遮蔽体）
４０  遮蔽装置
４４  遮蔽体（可動遮蔽体）
４５  遮蔽体（可動遮蔽体）
５１，５２，５３，５４  収容領域の所定の部分
【図１】
0006639292.tif 000003
【図２】
0006639292.tif 000004
【図３】
0006639292.tif 000005
【図４】
0006639292.tif 000006