(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
核燃料を気体とともに収容するキャニスタと、該キャニスタを収容するキャスクとから構成された核燃料保存容器において、
前記キャスクを貫通する検査孔を経由した電磁波を前記キャスクの外部で検出して前記キャニスタの表面温度を検出する温度検出手段を設け、
前記温度検出手段によって検出した前記キャニスタの表面温度と、前記キャニスタの高さ方向の位置に対して予め設定された表面温度との温度差に基づいて前記気体の漏洩を判断する核燃料保存容器であって、
前記温度検出手段は、前記キャニスタの表面から放射されるわずかに波長の異なる二種の赤外線を測定する二色温度計であり、
前記検査孔の途中に屈曲部を設け、該屈曲部に設けられた反射鏡を介して前記赤外線を前記二色温度計へ導く
ことを特徴とする核燃料保存容器。
【請求項２】
核燃料を気体とともに収容するキャニスタと、該キャニスタを収容するキャスクとから構成された核燃料保存容器において、
前記キャスクを貫通する検査孔を経由した電磁波を前記キャスクの外部で検出して前記キャニスタの表面温度を検出する温度検出手段を設け、
前記温度検出手段によって検出した前記キャニスタの表面温度と、前記キャニスタの高さ方向の位置に対して予め設定された表面温度との温度差に基づいて前記気体の漏洩を判断する核燃料保存容器であって、
前記温度検出手段は、前記キャニスタの表面から放射される赤外線を測定する放射温度計であり、
前記検査孔の途中に屈曲部を設け、該屈曲部に設けられた反射鏡を介して前記赤外線を前記放射温度計へ導く
ことを特徴とする核燃料保存容器。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記温度検出手段により、高さの異なる複数個所でそれぞれ前記キャニスタの温度を測定する
ことを特徴とする核燃料保存容器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかにおいて、前記電磁波を検出すべき個所のキャニスタ表面に黒体を設けた
ことを特徴とする核燃料保存容器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用済み核燃料などの発熱体を保存する核燃料保存容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子炉で所定の核反応を終えた核燃料集合体、いわゆる使用済み核燃料集合体は、原子力発電所の冷却ピットで所定期間冷却された後、貯蔵用の容器に収容されて、所定以下の放射線発生量となる迄長期貯蔵される。
【０００３】
前記使用済み核燃料は、貯蔵中にあっても種々の放射性同位体から崩壊熱が発生するため、発生する熱を適切に分散して、局所的な温度上昇を防止し、使用済み核燃料貯蔵システムの健全性を維持することが求められている。
【０００４】
このような核燃料集合体の貯蔵容器の冷却システムとして、容器内に封入した気体の対流を利用する方式が提案されている。即ち、棒状の使用済み核燃料を貯蔵容器内に縦に収容するとともに、容器内に対流が容易なヘリウムガスを封入する方式である。この方式によれば、前記核燃料の局所的な発熱に対し、該燃料棒やこれを支持するバスケットと呼ばれる温度検出体を通じた熱伝導のみならず、前記ヘリウムガスを容器内で対流させることにより、容器全体への分散を図ることが企画されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ヘリウムガスの対流を利用する冷却方式では、貯蔵容器の密閉性が確保されて初めて所定の冷却能力が発揮されるから、万一のヘリウムガスの漏洩を確実に検出して貯蔵システムの健全性を確保することが求められている。
【０００６】
本発明はこのような問題を解決するものであって、使用済み核燃料を貯蔵する容器からのヘリウムガスの漏洩及びこれを伴う局所的な温度上昇を確実に検出可能な核燃料保存容器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための請求項１の発明の核燃料保存容器は、核燃料を気体とともに収容するキャニスタと、該キャニスタを収容するキャスクとから構成された核燃料保存容器において、前記キャスクを貫通する検査孔を経由した電磁波を前記キャスクの外部で検出して前記キャニスタの表面温度を検出する温度検出手段を設け、前記温度検出手段によって検出した前記キャニスタの表面温度と、前記キャニスタの高さ方向の位置に対して予め設定された表面温度との温度差に基づいて前記気体の漏洩を判断する核燃料保存容器であって、前記温度検出手段は、前記キャニスタの表面から放射されるわずかに波長の異なる二種の赤外線を測定する二色温度計であり、前記検査孔の途中に屈曲部を設け、該屈曲部に設けられた反射鏡を介して前記赤外線を前記二色温度計へ導くことを特徴とするものである。
請求項２の発明の核燃料保存容器では、核燃料を気体とともに収容するキャニスタと、該キャニスタを収容するキャスクとから構成された核燃料保存容器において、前記キャスクを貫通する検査孔を経由した電磁波を前記キャスクの外部で検出して前記キャニスタの表面温度を検出する温度検出手段を設け、前記温度検出手段によって検出した前記キャニスタの表面温度と、前記キャニスタの高さ方向の位置に対して予め設定された表面温度との温度差に基づいて前記気体の漏洩を判断する核燃料保存容器において、前記温度検出手段は、前記キャニスタの表面から放射される赤外線を測定する放射温度計であり、前記検査孔の途中に屈曲部を設け、該屈曲部に設けられた反射鏡を介して前記赤外線を前記放射温度計へ導くことを特徴としている。
【０００８】
請求項３の発明の核燃料保存容器では、前記温度検出手段により、高さの異なる複数個所でそれぞれ前記キャニスタの温度を測定することを特徴としている。
【００１８】
請求項４の発明の核燃料保存容器では、前記赤外線を検出すべき個所のキャニスタ表面に黒体を設けたことを特徴としている。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
図１に本発明の第１実施形態に係る核燃料保存容器の概略構成、図２に加圧水型原子炉の使用済み燃料棒を収容したキャスクの温度分布を表すグラフを示す。
【００２８】
第１実施形態の核燃料保存容器において、図１に示すように、符号１は筒状に形成された金属製のキャニスタであって、このキャニスタ１内には、燃料集合体２がセル３に各々挿入された状態で収容されている。そして、キャニスタ１の上部には一次蓋４及び二次蓋５が設けられ、二重に密閉されている。また、キャニスタ１は、コンクリート製のキャスク１０に収容されており、このキャスク１０は、支持体１１と側壁１２と蓋体１３とから構成されている。側壁１２には空気流通孔１４が形成されており、この空気流通孔１４によって、キャスク１０内とキャスク１０の保管施設の建屋の内部空間とが連通されている。
【００２９】
側壁１２及び蓋体１３には、これらを厚さ方向へ貫通する検査孔１５が形成されており、これらの検査孔１５には、それぞれ熱量対を利用した棒状の温度検出体１６が挿入されている。この温度検出体１６は全体として棒状をなし、先端に設けられた温度検出素子（図示略）の電気的特性が温度に依存して変化する性質を利用して、キャニスタ１表面の温度を測定している。なお、温度検出素子として、ペルチェ効果を利用した熱電対や、温度に依存して電気抵抗が変化する測温抵抗体（ＲＴＤ）などの温度により電気的特性が変化する素子が用いられる。
【００３０】
温度検出体１６は、作動方向が上下方向へ向けられたアクチュエータ１７に支持されている。実施形態では、アクチュエータ１７としてニューマチックシリンダが用いられており、切替弁１８の操作によって、温度検出体１６を往復動させるとともに、所定圧力でキャニスタ１の表面に接触させるようになっている。即ち、上部に設けられたアクチュエータ１７は温度検出体１６を上下動させ、側部に設けられたアクチュエータ１７は温度検出体１６をキャスクの半径方向へ移動させるようになっている。
【００３１】
上記構成の核燃料貯蔵容器にあっては、内部に封入されたヘリウム等のガスが図中矢印で示すように対流することにより、内部の局所的な発熱を吸収して貯蔵容器内で全体を循環する。２つの温度検出体１６によって、キャニスタ１の上面と側面との２個所（高さの異なる２個所）の温度を測定することができる。この測定にあっては、上記温度検出体１６の接触圧力を任意に設定することができるから、この接触圧力を所定値に管理することにより、より正確にキャニスタ１の温度を検出することができる。
【００３２】
次いで、キャスクの上部と側部の温度測定によってキャスク内部に密閉されたヘリウムガス等の漏洩を検知する原理を説明する。図２に示すように、グラフ中、□のプロットは内部に板を設けて対流を抑止した状態であって、内部圧力を２ｋｇ／ｃｍ2 とした場合、○のプロットは、同じく対流を抑止し、圧力を１ｋｇ／ｃｍ2 とした場合、△のプロットは同じく対流を抑止し、圧力を０ｋｇ／ｃｍ2 とした場合、黒の△のプロットは、対流を抑止せず、内部圧力を０ｋｇ／ｃｍ2 とした場合、黒の□のプロットは、対流を抑止せず、内部圧力を１ｋｇ／ｃｍ2 とした場合の容器上下方向への温度を示す。
【００３３】
このグラフから明らかなように、容器の内部圧力を高くするほど、対流により移動するエネルギが大きくなるため、温度のピークが上方へ変位し、また、同じ圧力ならば、対流抑止板を設けない方が対流が促進されて温度のピークが上方へ変位する。即ち、上記実施形態において高さの異なる２個所（上面と側面）で温度を測定し、その差を判断することにより、容器内部のヘリウムガスの漏洩を知ることができる。図示の場合、本来黒の□のプロットのような温度分布となるべきところが、黒の△のような温度分布となることによりヘリウムガスの漏洩を判断することができる。このような温度分布の特性には、一般に、ヘリウムガスの漏洩によって対流が不十分となることにより、温度分布における最高温度の個所が下方へ移動する傾向があるものと推定される。
なお、図中鎖線で示すように、キャニスタ１の表面を所定厚さにわたって断熱材１９で覆い、温度検出体１６の接触個所近くを保温することにより、その周囲の空気流の影響による温度変化を防止して、より正確な温度測定を行うことができる。
【００３４】
なお、上記熱電対に代えて測温抵抗体を用いる場合にあっては、アクチュエータによって被測定面に所定の接触圧で接触させる方式に代え、測温抵抗体をキャスクの表面に接着等の手段により直接固定するようにしてもよい。
【００３５】
図３に本発明の第２実施形態に係る核燃料保存容器の概略構成、図４に本発明の第３実施形態に係る核燃料保存容器の概略構成、図５に第３実施形態の受信用レーザ光の信号波形、図６に第３実施形態の温度測定点の説明、図７に第４実施形態に係る核燃料保存容器の概略構成、図８に第４実施形態の核燃料保存容器の平面視、図９にスリーブの概略、図１０に第５実施形態に係る核燃料保存容器の概略構成、図１１に第５実施形態の核燃料保存容器の平面視、図１２に検査孔の概略、図１３に第６実施形態に係る核燃料保存容器の概略構成、図１４にスライド板の概略、図１５に第７実施形態に係る核燃料保存容器の概略構成、図１６に第６実施形態の核燃料保存容器の平面視、図１７に図１６のXVI部の拡大及び温度測定値表を表すグラフ、図１８に第８実施形態に係る核燃料保存容器の概略構成、図１９に検査ヘッドの概略、図２０に検査ヘッドの送り量に対する温度を表すグラフ、図２１に第９実施形態に係る核燃料保存容器の概略構成を示す。なお、前述した実施形態で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００３６】
第２実施形態の核燃料保存容器は、図３に示すように、キャスク１０の上部及び側部にそれぞれ二色温度計２０を設け、検査孔１５を介して、キャニスタ１の表面から放射される波長の異なる２種の赤外線を検出し、この２種の赤外線の強度比によってキャニスタ１の表面の温度を測定するようにしている。このように２種の赤外線を測定することにより、キャニスタ１の表面状態による誤差を相殺し、より正確にキャニスタ１の表面温度を測定することができる。
【００３７】
即ち、被測定物表面から輻射される赤外線量の絶対値は、表面の赤外線輻射率の影響を受けるから、長期間に亘る貯蔵によってキャスク表面の輻射率が変化すると、温度測定に誤差を生じるおそれがある。このように、二色温度計を用いることによって、波長の異なる複数の赤外線を用いることによって、キャスク表面の輻射率の変化による誤差を補正して、より正確な温度測定を行うことができる。
【００３８】
第３実施形態の核燃料保存容器では、図４に示すように、キャスクの表面にパルス状のレーザを照射することにより超音波を発生させ、この超音波による振動が別のレーザ光の反射に与える影響に基づいてキャスク表面の温度を測定している。符号２１は超音波発生用レーザ発振器であって、この超音波発生用レーザ発振器２１は、ＹＡＧレーザなどによる赤外領域あるいは可視領域のパルス状のレーザ光を発信する。このレーザ光は、レンズ２２を介して光ファイバ２３へ集光され、更に、この光ファイバ２３及びレンズ２４を経由して被測定物２５（具体的にはキャスク）の表面に照射される。このようなパルス状のレーザの照射により、被測定物２５に熱伸縮による振動が生じ、この結果、被測定物２５内に超音波が発生する。
【００３９】
この超音波は、厚さｌを有する被測定物２５中を伝播し、反対側で反射する。一方、符号２６は超音波受信用レーザ発振器であって、この超音波受信用レーザ発振器２６は、ＹＡＧレーザ、Ａｒレーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザなどによる赤外領域あるいは可視領域の連続的なレーザ光を発信する。このレーザ光は、超音波発生用レーザの場合と同様に、レンズ２２、光ファイバ２３、及びレンズ２４を経由して被測定物２５の表面に照射され、その表面で反射した後、レンズ２４、光ファイバ２３を経由して干渉計２７へ導かれ、超音波受信用レーザ発振器２６との間の干渉が測定され、これに基づいて、発信されたレーザ光との位相差が測定される。さらに、測定された位相差に基づき、信号処理制御装置２８が被測定物２５の温度を演算する。なお干渉計２７には、ファブリペロー式、マイケルソン式、フォトリフラクティブ式など、公知の干渉計が用いられる。
【００４０】
被測定物２５の表面で反射した受信用レーザ光は、被測定部２５が前述の超音波によって振動していることにより、反射に際して照射光との間に位相差を生じ、この位相差が干渉計２７により検出される。ここに、超音波発生用のパルスレーザのトリガのタイミングと、受信された超音波信号との間には、図５に示すように、位相差に対応して遅延時間Ｔが生じる。また、この遅延時間Ｔとキャニスタ厚ｌと超音波の音速ｖとの間には、
ｖ＝２ｌ／Ｔ
なる関係が存在しているから、測定された遅延時間Ｔを信号処理制御装置２８において演算処理することにより、音速ｖを求めることができる。
【００４１】
一方、音速ｖは、被測定物２５の温度によって変化するから、音速ｖの温度特性を予め求めておき、この特性と音速ｖとの関係から、信号処理制御装置２８が被測定物２５の温度を求めることができる。なお、超音波発生用レーザの送信及び超音波受信用レーザの送受信は、キャスク１０に設けられた検査孔１５を介して、大気中を伝播させて、あるいは、光ファイバーを用いて被測定物たるキャニスタへ導くことにより行われる。
【００４２】
なお、上記レーザを用いた超音波伝播特性変化による温度の測定は、図６に示すような被測定物表面の面方向への温度分布の測定にも利用することができる。即ち、図６(ａ)に示すように、レーザパルスを照射点３０に照射すると、発生
した超音波が半径方向外方へ伝播し、この超音波を受信用レーザの検出点３１において各々測定すれば良い。被測定物の面方向への温度分布が一定なら、超音波の伝播速度も一定になるため、検出点３１から同一の速度が検出される。一方、温度分布が不均一であると、図６(ｂ)に示すように、照射点３０から検出点３
２までの伝播速度も不均一となる。即ち、照射点３０の周囲の複数の検出点からのレーザ光の反射の位相差に基づいて温度分布を測定することができる。
【００４３】
第４実施形態の核燃料保存容器において、図７及び図８に示すように、符号４０は放射温度計であって、この放射温度計は、被測定物（図におけるキャニスタ１）の表面から放射される赤外線を検知し、その強度に応じたレベルの電気信号を出力する。図示の場合、キャニスタ１の上部と中間部分との温度をそれぞれ側方から測定すべく、キャスクの側壁部１２の２個所に検査孔１５が設けられている。検査孔１５は、例えば、図９に示すような筒状のスリーブ４１を側壁部１２に埋め込むことによって、その内側に形成されるもので、その内面は、鏡面状に仕上げられている。
【００４４】
このように、赤外線等の通過経路となる検査孔１５の内面を鏡面状とすることにより、検査孔１５の内面における電磁波の放射係数をできるだけ小さくし、これにより、検査孔１５から放射される赤外線等による誤差の発生が防止されている。
【００４５】
放射温度計４０の出力は、マルチプレクサ４２を介して、パーソナルコンピュータ等からなる監視装置４３へ入力されている。
【００４６】
従って、キャニスタ１の上部及び中間部から放射される赤外線の強度が放射温度計４０によりそれぞれ測定される。このようにして検出された赤外線強度に基づいて監視装置４３が各部の温度を演算し、さらに、温度差や温度比などに基づいて、キャニスタ１の健全性を判断することができる。具体的には、キャニスタ１内のヘリウムガスの圧力が設定値である場合には、内部で正常に対流が行われるために、使用済み核燃料の局部的な温度上昇が抑制されてキャニスタ１の上部近くが高温となり、ヘリウムガスの圧力が設定値より低い場合には、使用済み核燃料の局部的な温度上昇によってキャニスタ１の高温部分が下方へ移動することとなる。
【００４７】
第５実施形態の核燃料保存容器において、図１０乃至図１２に示すように、検査孔１５を屈曲した形状としている。即ち、この実施形態の検査孔１５は、Ｌ字状に屈曲することにより、外側の開口と内側の開口とが直線的に結ばれない位置に配置されている。また、検査孔１５の屈曲部分には、図１２に示すように、検査孔１５の方向に対して４５度に傾斜した反射鏡４４が設けられていて、キャニスタ１の表面から図１２の上方へ放射された赤外線を図１２の右方向へ反射させて、検査孔１５の外方の放射温度計４０へ導くようになっている。このように、検査孔１５を屈曲させることにより、内部の核燃料からキャニスタ１を貫通して放射される放射線のキャスク１０外への漏洩を防止することができる。なお、屈曲角度は９０度に限定されるものではなく、また、屈曲回数についてもさらに多くの回数屈曲させて、放射線の漏洩をさらに確実に防止するようにしても良い。この場合において、屈曲角度、屈曲回数に応じて反射鏡の角度、数を適宜に設定するのはもちろんである。
【００４８】
キャニスタ１における被測定個所（放射温度計４０によって測定すべき個所）には、例えば炭素等の黒体４５が取り付けられている。この黒体４５は、赤外線の放射係数を高めるために設けられるもので、この被測定個所の放射係数を他の部分より高くすることにより、被測定個所の周囲から放射される赤外線の影響を小さくすることができる。
【００４９】
第６実施形態の核燃料保存容器は、図１３及び図１４に示すように、被測定物であるキャニスタ１の表面にスライド板５０を設け、このスライド板５０を上下に移動させるアクチュエータ５１をコントローラ５２によって制御するようにした構成となっている。スライド板５０は、貫通孔５３と、鏡面部５４とを有している。これら貫通孔５３と鏡面部５４は、アクチュエータ５１により駆動されて上下動することにより、被測定部から放射された赤外線等を外部に導くための上下の検査孔１５をそれぞれ臨む位置に貫通孔５３または鏡面部５４を択一的に配置するよう構成されている。
【００５０】
このように構成された温度測定器にあっては、鏡面部５４を検査孔１５に臨ませ、放射量が最少となる状態で第１回目の測定を行い、その後、貫通孔５３を検査孔１５に臨ませ、第２回目の測定として、キャニスタ１の表面からの放射を直接測定する。そして、１回目の測定値と２回目の測定値との差、あるいは比などの相対的な測定値を演算する。このような処理を行うことにより、容器内のノイズ成分を除去して、より正確に温度を測定することができる。
【００５１】
なお、上記各実施形態では、赤外線を検出する撮像素子等のカメラをキャスク１０の外に置き、監視孔１５を通して（大気を媒質として）伝播される赤外線を検出したが、光ファイバを介して導いた赤外線を検出するようにしても良い。
【００５２】
第７実施形態の核燃料保存容器では、図１５及び図１６に示すように、検査孔１５内に挿入された光ファイバからなる導波路２３を介して光電変換部６０に赤外線を導き、この光電変換部６０から出力された信号から放射温度計６１が赤外線の強度を算出し、この赤外線の強度に基づいて温度を測定するようにしたものである。
【００５３】
この実施形態において、導波路２３は、二つの光ファイバ６２，６３からなり、これらの先端には、プローブ部６４が設けられている。このプローブ部６４には、集光レンズ６５が設けられていて、キャニスタ１の表面からの放射された赤外線を一方の光ファイバ６３へ集光させるようになっている。また他方の光ファイバ６２の先端面（図１７における破線Ａ部）には、金属を蒸着することにより鏡面化されていて、光ファイバ６２の端面への外部からの赤外線の導入が遮断されるようになっている。
【００５４】
上記構成によれば、一方の光ファイバ６２の端部では、キャニスタからの放射光を除く、周囲の雰囲気の温度に基づく赤外線が検出され、他方の光ファイバ６３の端部では、キャニスタから放射された赤外線と、周囲の雰囲気の温度に基づく赤外線との和に相当する赤外線が検出される。
【００５５】
したがって、放射温度計６１において、上記両光ファイバ６２，６３の出力の差を測定することにより、図１７に示すように、キャニスタ表面温度を正確に検出することができる。
【００５６】
第８実施形態の核燃料保存容器において、図１８及び図１９に示すように、キャスク１０の上部に貫通孔７１を形成すると共に送り機構７２を装着し、送り機構７２の移動ロッド７３を貫通孔７１を介してキャスク１０内に延設し、先端部に検査ヘッド７４を装着し、キャニスタ１の側方に位置するようにしている。従って、送り機構７２により移動ロッド７３を介して検査ヘッド７４を上昇あるいは下降することで、キャニスタ１の表面温度を上下方向に沿って連続的に測定することができる。
【００５７】
そして、この検査ヘッド７４は、ケース７５内にアンプ７６、温度センサ（放射温度計）７７、反射鏡７８、集光レンズ７９が収納されて構成されている。従って、キャニスタ１の表面から放射される赤外線が集光レンズ７９及び反射鏡７８を介して温度センサ７７が検知し、その強度に応じたレベルの電気信号をアンプ７６が出力するようになっている。
【００５８】
また、送り機構７２にはパーソナルコンピュータ等からなる監視装置４３が接続されている。従って、送り機構７２により検査ヘッド７４を上昇あるいは下降したまま、検査ヘッド７４を作動して検出値を監視装置４３に出力すると、この監視装置４３は、図２０に示すように、キャニスタ１の表面温度を上下方向に沿って連続的に表示することができる。監視装置４３は、このように検出されたキャニスタ１の表面温度と予め設定された正常表面温度との温度差に基づいて、キャニスタ１の健全性を判断している。具体的には、キャニスタ１の中間部の表面温度が高くなるような温度分布となり、その表面温度が正常温度領域にあると、キャニスタ１内のヘリウムガスの圧力が設定値であり、漏洩がないと判断している。
【００５９】
更に、送り機構７２はキャスク１０に着脱自在に装着されると共に、貫通孔７１は検査ヘッド７４よりも大径に形成されている。従って、検査ヘッド７４内のアンプ７６、温度センサ７７、反射鏡７８、集光レンズ７９等が故障や破損した場合には、送り機構７２をキャスク１０から取り外し、貫通孔７１から検査ヘッド７４を抜き取ることにより、検査ヘッド７４の交換が可能となる。
【００６０】
第９実施形態の核燃料保存容器において、図２１に示すように、キャスク１０の上部に送り機構７２が装着され、移動ロッド７３を介して検査ヘッド７４がキャニスタ１の側方で上昇あるいは下降となっている。そして、送り機構７２に送受信器８１が接続されると共に、キャスク１０の設置場所から離れた会社の監視装置４３に送受信器８２が接続されている。従って、送り機構７２により検査ヘッド７４を上昇あるいは下降して、検査ヘッド７４がキャニスタ１の表面温度を連続的に検出すると、送受信器８１はこの検出結果を送受信器８２を介して監視装置４３に送信し、監視装置４３がキャニスタ１の健全性を判断することができる。
【００６１】
なお、本発明の核燃料保存容器及びその温度測定方法の構成は上述した各実施形態に限定されるものではなく、例えば、キャニスタにおける被測定面の位置、数を変更してもよいのはもちろんである。また、実施形態では赤外線放射量に基づいて温度を測定したが、物体の温度に依存して放射量が変化する他の電磁波を用いて温度を検出しても良いのはもちろんである。
【００６２】
【発明の効果】
以上、実施形態において詳細に説明したように請求項１の発明の核燃料保存容器によれば、キャスクを貫通する検査孔を経由した電磁波を前記キャスクの外部で検出してキャニスタの表面温度を検出する温度検出手段を設け、前記温度検出手段によって検出した前記キャニスタの表面温度と、前記キャニスタの高さ方向の位置に対して予め設定された表面温度との温度差に基づいて前記気体の漏洩を判断する核燃料保存容器であって、前記温度検出手段は、前記キャニスタの表面から放射されるわずかに波長の異なる二種の赤外線を測定する二色温度計であり、前記検査孔の途中に屈曲部を設け、該屈曲部に設けられた反射鏡を介して前記赤外線を前記二色温度計へ導くようにしたので、非接触でキャニスタの温度を測定すること、キャニスタの表面状態等の影響を受けることなく温度を測定すること、キャニスタに収容されたヘリウムガス等が漏洩して対流によるエネルギーの分散が損なわれたことを検出して使用済み核燃料貯蔵施設の健全性を確保することに加えて、検査孔を介した放射線の漏洩を防止することができる。
請求項２の発明の核燃料保存容器によれば、キャスクを貫通する検査孔を経由した電磁波を前記キャスクの外部で検出してキャニスタの表面温度を検出する温度検出手段を設け、前記温度検出手段によって検出した前記キャニスタの表面温度と、前記キャニスタの高さ方向の位置に対して予め設定された表面温度との温度差に基づいて前記気体の漏洩を判断する核燃料保存容器であって、前記温度検出手段は、前記キャニスタの表面から放射される赤外線を測定する放射温度計であり、前記検査孔の途中に屈曲部を設け、該屈曲部に設けられた反射鏡を介して前記赤外線を前記放射温度計へ導くようにしたので、非接触でキャニスタの温度を測定すること、装置の簡素化を図ること、キャニスタに収容されたヘリウムガス等が漏洩して対流によるエネルギーの分散が損なわれたことを検出して使用済み核燃料貯蔵施設の健全性を確保することに加えて、検査孔を介した放射線の漏洩を防止することができる。
【００６３】
請求項３の発明の核燃料保存容器によれば、温度検出手段により高さの異なる複数個所でそれぞれキャニスタの温度を測定するので、容器内の正常な対流現象の存在をさらに確実に判定することができる。
【００７３】
請求項４の発明の核燃料保存容器によれば、赤外線を検出すべき個所のキャスク表面に黒体を設けたので、被測定面の放射効率を高くして、放射された赤外線をより確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る核燃料保存容器の概略構成図である。
【図２】加圧水型原子炉の使用済み燃料棒を収容したキャスクの温度分布を表すグラフである。
【図３】本発明の第２実施形態に係る核燃料保存容器の概略構成図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る核燃料保存容器の概略構成図である。
【図５】第３実施形態の受信用レーザ光の信号波形図である。
【図６】第３実施形態の温度測定点の説明図である
【図７】第４実施形態に係る核燃料保存容器の概略構成図である。
【図８】第４実施形態の核燃料保存容器の平面図である。
【図９】スリーブの概略図である。
【図１０】第５実施形態に係る核燃料保存容器の概略構成図である。
【図１１】第５実施形態の核燃料保存容器の平面図である。
【図１２】検査孔の概略図である。
【図１３】第６実施形態に係る核燃料保存容器の概略構成図である。
【図１４】スライド板の概略図である。
【図１５】第７実施形態に係る核燃料保存容器の概略構成図である。
【図１６】第６実施形態の核燃料保存容器の平面図である。
【図１７】図１６のXVI部の拡大及び温度測定値表を表すグラフである。
【図１８】第８実施形態に係る核燃料保存容器の概略構成図である。
【図１９】検査ヘッドの概略図である。
【図２０】検査ヘッドの送り量に対する温度を表すグラフである。
【図２１】第９実施形態に係る核燃料保存容器の概略構成図である。
【符号の説明】
１  キャニスタ
２  燃料集合体
１０  キャスク
１５  検査孔
１６  温度検出体（温度検出手段）
１７  ニューマチックシリンダ
２０  二色温度計（温度検出手段）
２１，２６  超音波発生用レーザ発信器
２２  レンズ
２３，６２，６３  光ファイバ（導波路）
２４  レンズ
２５  被検出物
４０，６１  放射温度計（温度検出手段）
４１  スリーブ
４４  反射鏡
４５  黒体
５０  スライド板
５４  鏡面部
６０  光電変換部
６４  プローブ部
６５  集光レンズ
７２  貫通孔
７２  送り機構
７３  検査ヘッド
７７  温度センサ（温度検出手段）
８１，８２  送受信機
【図１】
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【図２】
0004195584.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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