(57)【要約】【課題】  高気密性を満足したうえで、放射線照射による機能障害もなく、弁装荷のためのスペースが小さいうえに、閉止栓作動後には、正常に動作しているかどうかの確認機能を有する閉止栓の構造。【解決手段】  閉止対象とする配管の途中に、配管内径と同一内径の低融点金属チューブを設け、それを保持する金属製メッシュ素材、外容器、低融点金属を加熱するためのヒータ、及び閉止栓挙動を確認するための熱電対を配置した閉止栓。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線照射による影響を受けないスズ（Ｓｎ）やインジウム（Ｉｎ）といった低融点金属を配管内部に設置し、配管外側に設けたヒータにより低融点金属を溶かすことで、配管内部に固着させ、配管を密封することを特徴とする閉止栓。
【請求項２】
閉止栓外部に取り付けたヒータを炉外から遠隔操作によって稼働させることで、閉止栓内部の低融点金属を溶融させ、配管を閉止する機能を有することを特徴とする閉止栓。
【請求項３】
溶融前の低融点金属の保持及び溶融後の低融点金属流出を防止するために、金属製のメッシュ素材を用いることを特徴とする閉止栓。
【請求項４】
閉止栓内部に金メッキを施すことにより、低融点金属の固着性を高め、高い密封性を実現することを特徴とする閉止栓。
【請求項５】
閉止栓外部に熱電対を取り付け、その信号により閉止栓内部の低融点金属の状態を監視し、閉止栓作動確認を行うことが可能とすることを特徴とする閉止栓。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トリチウムガスの漏洩防止といった、高気密性と耐放射線性を併せ持ち、かつ、装荷のためのスペースが小さい場合にも適用可能で、さらに、遠隔によって動作可能な小型の閉止栓に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
配管を高い密封度で閉止するためには、一般的には真空用の弁や栓などを用いる。しかしながら、それらの弁や栓では弁本体が取り付け配管に比べて構造が大きくなりすぎて、配管の大きさに対して何倍もの設置スペースが必要である。
【０００３】
既存機器の中でも、弁操作を小型の電磁石で行う電磁弁は、設置スペースが比較的小さいが、放射線照射下では弁操作を行う電磁石は、高分子絶縁材料を内包することから、弁が機能しなくなる欠点を有し、信頼性に欠けるといった問題点があった。
【０００４】
又、高エネルギー陽子加速器では、そのビームラインの周辺に加速器の制御機器、電磁石（高分子材料を含む）、高エネルギー実験用の粒子検出器等があり、運転時に高放射線場に曝されて放射線損傷が発生することがそれらの故障の主な原因の一つになっていた（非特許文献１）。
【非特許文献１】川久保忠通、沼尻正晴、佐波俊哉著、ＰＳトンネル内の放射線被曝線量測定、Accelerator Study Note, ASN-461(2002) p.4、高エネルギー加速器研究機構（ＫＥＮ）発行（August 7, 2002）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、高気密性を満足したうえで、放射線照射による機能障害もなく、弁装荷のためのスペースが小さいうえに、閉止栓作動後には、正常に動作しているかどうかの確認機能を有する閉止栓の構造と操作方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、これらの問題を解決するための試験開発を実施し、閉止対象とする配管の途中に、配管内径と同一内径の低融点金属チューブを設け、それを保持する金属製メッシュ素材、外容器、低融点金属を加熱するためのヒータ、及び閉止栓挙動を確認するための熱電対を配置した構造である。
【０００７】
高密封性の保持方法については、低融点金属固着部の濡れ性を向上させるために金メッキを閉止栓内面に施し、低融点金属と閉止栓内面との間に間隙を生じることなく固着できる構造とした。
【０００８】
また、溶融した低融点金属が金メッキ部で固着するよう、低融点金属下部に溶融金属流出を防ぐための金属製のメッシュ材を設け、溶融した低融点金属が流出しない構造とした。
【０００９】
設置スペースの制約に対しては、閉止制御を閉止栓外周部に設置したヒータで実施することにより、従来利用されてきた弁や栓の閉止操作のための機器スペースを極端に縮小するとともに、閉止栓作動をヒータ稼働とすることで閉止操作を簡略化した。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、設置スペースが少なく、高い気密性を必要とするトリチウムガス配管の密封を、簡便な遠隔操作で実施することができ、閉止栓自体の作動確認も容易である。
また、原子炉及び核融合炉での炉内構造部材の交換を行う際に、配管の切り離し等を行う場合には、本発明の閉止栓を設けることによって、トリチウムガス等の漏洩を容易に遮断して交換作業を行える利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明品である閉止栓の実施例について図面で詳しく説明する。
図１に本発明の閉止栓構造図を、図２に閉止栓作動後の状態図を示す。また、図３及び図４に作動状態を確認する熱電対の取付位置及び温度チャート示す。
【００１２】
図１に示した閉止栓は、閉止対象とする配管（１）の途中に、配管内径と同一内径の低融点金属チューブ（２）を設け、それを保持する金属製メッシー素材（３）、内面に金メッキを施した外容器（４）、低融点金属を加熱するためのヒータ（５）、及び閉止栓挙動を確認するための熱電対（６）を用いた構造を有している。
【００１３】
本発明の閉止栓は、図１及び図２に示されるように、放射線照射による影響を受けないスズ（Ｓｎ）やインジウム（Ｉｎ）といった低融点金属（２）で構成され、それを配管（１）内部に設置し、配管外側に設けたヒータ（５）により低融点金属を溶かすことで、配管内部に固着させ、配管を密封するものである。低溶融点金属の下端には、溶融前の低融点金属を保持し、且つ溶融後の低融点金属流出を防止するために、金属製のメッシュ素材が配置されている。
本発明の閉止栓の外部には、図３に示されるように、数個の熱電対（Ｔ/Ｃ１〜５）が取り付けられており、それからの信号により閉止栓内部の低融点金属の温度状態を監視することができ、又ヒータで加熱して低融点金属を溶かすことによる閉止栓での配管の閉塞作動状態を確認することができる。熱電対により測定された、閉止栓で配管を閉止する際の低融点金属の時間経過とともに変化する温度状態が図４に示されている。
【実施例１】
【００１４】
低融点金属としてスズ（Ｓｎ）を用い、低融点金属を加熱するためのヒータとしてセラミックヒータを用いた閉止栓を製作し、実際に作動させて閉止栓による密封性をヘリウム漏洩試験で実施した。その結果、照射試験体内配管に要求されているヘリウム漏洩量１×１０-8Ｐａ  ｍ3／ｓｅｃ以下を満足する密封を有することが確認された。
【実施例２】
【００１５】
閉止栓にいくつか熱電対を取り付け、その温度を測定することで閉止栓作動状態の確認が可能かどうか、また、最適な熱電対取り付け位置について試験を行った。
閉止栓の内部に、低融点金属を保持する金属製メッシュ材（フィルタ：４０μｍ）の下流側に熱電対を設置することで、閉止栓内部の低融点金属の溶融挙動及び溶融した低融点金属が配管を閉止するために移動する挙動を確認できた。
【００１６】
以上の結果から、閉止栓外部に取り付けた熱電対により、閉止栓挙動の監視を行うことができることを確認した。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の閉止栓の構造を示した断面図である。
【図２】本発明の閉止栓が作動後の状態を示した断面図である。
【図３】実施例２において、閉止栓での熱電対の取り付け位置を示したものである。
【図４】本発明の閉止栓の作動状態を確認する熱電対の温度チャートを示したものである。
【符号の説明】
【００１８】
１  閉止対象とする配管      ４  外容器
２  低融点金属チューブ      ５  ヒータ
３  金属製メッシュ素材      ６  熱電対
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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