"炉内核計装シンブル集合体16を含む原子炉炉内検出器システムであって、原子炉炉心44の状態を示す原子炉炉心パラメータを監視し、前記監視パラメータを表す電気出力を提供する自己給電型の固定型炉内検出器10と、前記電気出力を受信するように接続された無線送信器122と、より成り、前記炉内核計装シンブル集合体16はほぼ全体が原子燃料集合体80内の計装シンブル92の内部に収納され、前記炉内検出器システムが位置する原子炉容器40の内部で、前記計装シンブルの外側には、炉内検出器の配線が全く存在しないことを特徴とする、原子炉炉内検出器システム。前記無線送信器122が多数の電子コンポーネントより成り、前記電子コンポーネントのうちの少なくとも1つが真空マイクロエレクトロニクスデバイスであることを特徴とする、請求項1に記載の原子炉炉内検出器システム。前記真空マイクロエレクトロニクスデバイスが、前記自己給電型の固定型炉内検出器10の前記電気出力に接続され、ほぼ対数の応答特性を有する増幅器112の格子回路に設置された真空ダイオードであるため、前記電子コンポーネントは、前記炉内検出器システムが位置する原子炉44の起動から出力全開まで監視された前記中性子束に追従できることを特徴とする、請求項2に記載の原子炉炉内検出器システム。前記電子コンポーネントは、前記増幅器112に加えて、電流-電圧変換器114及び電圧制御型発振器118を含み、前記増幅器の出力が前記電流-電圧変換器の入力に接続され、前記電流-電圧変換器の出力が前記電圧制御型発振器の入力に接続され、前記電圧制御型発振器が前記入力の電圧に比例する周波数出力を提供するため、前記増幅器に接続された前記監視パラメータを表す前記電気出力である電流が対応する周波数に変換され、前記無線送信器が前記対応する周波数を無線送信できることを特徴とする、請求項3に記載の原子炉炉内検出器システム。前記電圧制御型発振器118がマイクロエレクトロニクスリアクタンス管より成ることを特徴とする、請求項4に記載の原子炉炉内検出器システム。前記電子コンポーネントが、前記自己給電型の固定型炉内検出器10の前記電気出力に接続された第1の増幅器112の入力と、前記増幅器の出力に接続された電流-電圧変換器114の入力と、前記電流-電圧変換器の出力に接続された電圧制御型発振器118の入力と、前記電圧制御型発振器の出力に接続された第2の増幅器120の入力と、前記第2の増幅器の出力に接続されて前記第2の増幅器の前記出力を無線送信する無線送信回路122と、より成ることを特徴とする、請求項2に記載の原子炉炉内検出器システム。無線受信回路116と、前記原子炉容器40から離れて設置するよう設計され、実質的に従来のソリッドステートコンポーネントを含む信号調整コンポーネント106,108とを含むことを特徴とする、請求項2に記載の原子炉炉内検出器システム。少なくとも一部が前記原子炉容器40の外側でその近傍に配置され、前記無線送信器から信号を受信する無線受信器138と、前記無線送信器から受信した前記信号を前記原子炉容器から離れた領域へ送信する再送信器と、を含むことを特徴とする、請求項2に記載の原子炉炉内検出器システム。前記再送信器は、前記無線送信器122から受信した前記信号を、前記無線受信器及び前記再送信器を経て前記原子炉容器から離れた処理回路106,108へと伝達する第2の無線受信器116に送信する第2の無線送信回路138であることを特徴とする、請求項8に記載の原子炉炉内検出器システム。前記第2の無線受信器116が、前記炉内検出器システムが配置された原子炉出力施設を遮蔽する格納容器壁28の近くに位置することを特徴とする、請求項9に記載の原子炉炉内検出器システム。上部ノズル84及び下部ノズル82と、前記上部ノズルと前記下部ノズルとの間に延びて前記上部ノズル及び前記下部ノズルに実質的に接続された複数のシンブル管86とを有する原子燃料集合体80であって、前記シンブル管のうち少なくとも1つが固定型炉内検出器システムを収納する計装シンブル92より成り、前記固定型炉内検出器システムが、原子炉炉心44の状態を示す原子炉炉心パラメータを監視し、監視された前記パラメータを表す電気出力を提供する自己給電型の固定型炉内検出器10と、前記電気出力を受信するように接続された無線送信器122と、より成り、前記炉内核計装シンブル集合体16はほぼ全体が原子燃料集合体80内の計装シンブル92の内部に収納され、前記炉内検出器が位置する原子炉容器40の内部で、前記計装シンブルの外側には、炉内検出器の配線が全く存在しないことを特徴とする、原子燃料集合体。前記無線送信器122が多数の電子コンポーネントより成り、前記電子コンポーネントのうちの少なくとも1つが真空マイクロエレクトロニクスデバイスであることを特徴とする、請求項11に記載の原子炉炉内検出器システム。前記真空マイクロエレクトロニクスデバイスが、前記自己給電型の固定型炉内検出器10の前記電気出力に接続され、ほぼ対数の応答特性を有する増幅器112の格子回路に設置された真空ダイオードであるため、前記電子コンポーネントは、前記炉内検出器システムが位置する原子炉44の起動から出力全開まで監視された前記中性子束に追従できることを特徴とする、請求項12に記載の原子炉炉内検出器システム。前記電子コンポーネントは、前記増幅器112に加えて、電流-電圧変換器114及び電圧制御型発振器118を含み、前記増幅器の出力が前記電流-電圧変換器の入力に接続され、前記電流-電圧変換器の出力が前記電圧制御型発振器の入力に接続され、前記電圧制御型発振器が前記入力の電圧に比例する周波数出力を提供するため、前記増幅器に接続された前記監視パラメータを表す前記電気出力である電流が対応する周波数に変換され、前記無線送信器が前記対応する周波数を無線送信できることを特徴とする、請求項13に記載の原子炉炉内検出器システム。前記電圧制御型発振器118がマイクロエレクトロニクスリアクタンス管より成ることを特徴とする、請求項14に記載の原子炉炉内検出器システム。前記電子コンポーネントが、前記自己給電型の固定型炉内検出器10の前記電気出力に接続された第1の増幅器112の入力と、前記増幅器の出力に接続された電流-電圧変換器114の入力と、前記電流-電圧変換器の出力に接続された電圧制御型発振器118の入力と、前記電圧制御型発振器の出力に接続された第2の増幅器120の入力と、前記第2の増幅器の出力に接続されて前記第2の増幅器の前記出力を無線送信する無線送信回路122と、より成ることを特徴とする、請求項12に記載の原子炉炉内検出器システム。無線受信回路116と、前記原子炉容器40から離れて設置するよう設計され、実質的に従来のソリッドステートコンポーネントを含む信号調整コンポーネント106,108とを含むことを特徴とする、請求項12に記載の原子炉炉内検出器システム。少なくとも一部が前記原子炉容器40の外側でその近傍に配置され、前記無線送信器から信号を受信する無線受信器138と、前記無線送信器から受信した前記信号を前記原子炉容器から離れた領域へ送信する再送信器と、を含むことを特徴とする、請求項12に記載の原子炉炉内検出器システム。前記再送信器は、前記無線送信器122から受信した前記信号を、前記無線受信器及び前記再送信器を経て前記原子炉容器から離れた処理回路106,108へと伝達する第2の無線受信器116に送信する第2の無線送信回路138であることを特徴とする、請求項18に記載の原子炉炉内検出器システム。前記第2の無線受信器116が、前記炉内検出器システムが配置された原子炉出力施設を遮蔽する格納容器壁28の近くに位置することを特徴とする、請求項19に記載の原子炉炉内検出器システム。したがって、本発明の目的は、燃料交換プロセスの過程で取り外したり再接続したりしなければならない、原子炉蓋体に取り付けられたケーブルの数を有意に削減することによって、原子炉燃料交換のクリティカルパスを改善することにある。本発明のさらなる目的は、原子炉炉心内に挿入可能であり、また、ケーブル及びコネクタを原子炉容器に通すことなく計装体を作動させるための動作状態にすることができる内蔵式計装シンブル集合体を備えた燃料集合体を提供することにある。本発明のさらなる目的は、プラントのオペレータに送信される炉内出力分布データの量を増大させることにある。上記及び他の目的は、炉内計装物に接続し付勢するための原子炉蓋体及び原子炉炉内構造物を貫通する高価な電気ケーブルを必要としない本発明の装置により達成される。本発明によれば、ほぼ全体が原子燃料集合体内の計装シンブルの内部に収納される炉内核計装シンブル集合体を含む原子炉炉内検出器システムが提供される。この炉内核計装シンブル集合体は、原子炉炉心の状態を示す原子炉炉心パラメータを監視し、監視パラメータを表す電気出力を提供する自己給電型の固定型炉内検出器を含む。炉内核計装シンブル集合体はまた、自己給電型の固定型炉内検出器から電気出力を受信するように接続された無線送信器を含む。望ましくは、無線送信器は、少なくとも1つが真空マイクロエレクトロニクスデバイスである多数の電子コンポーネントと、好ましくは、自己給電型の固定型炉内検出器の電気出力に接続され、ほぼ対数の応答特性を有する増幅器の格子回路に設置された真空ダイオードとより成るため、電子コンポーネントは、炉内検出器システムが位置する原子炉の起動から出力全開まで監視された中性子束に追従できる。別の実施形態において、電子コンポーネントは、増幅器に加えて、電流-電圧変換器及び電圧制御型発振器を含み、増幅器の出力が電流-電圧変換器の入力に接続され、電流-電圧変換器の出力が電圧制御型発振器の入力に接続され、電圧制御型発振器が入力の電圧に比例する周波数出力を提供する。このようにして、増幅器に接続された監視パラメータを表す電気出力である電流が対応する周波数に変換され、無線送信器が対応する周波数を無線送信できる。さらに別の実施形態において、電圧制御型発振器はマイクロエレクトロニクスリアクタンス管より成る。電子コンポーネントは、好ましくは、自己給電型の固定型炉内検出器の電気出力に接続された第1の増幅器の入力と、増幅器の出力に接続された電流-電圧変換器の入力と、電流-電圧変換器の出力に接続された電圧制御型発振器の入力と、電圧制御型発振器の出力に接続された第2の増幅器の入力と、第2の増幅器の出力に接続されて第2の増幅器の出力を無線送信する無線送信回路とより成る。望ましくは、原子炉炉内検出器システムは、無線受信回路と、原子炉格納容器の高放射能環境の外側に設置するように設計され、従来型ソリッドステートコンポーネントを含む信号調整コンポーネントとを含む。さらに別の実施形態において、原子炉炉内検出器システムは、原子炉容器の外側でその近傍に配置され、無線送信器から信号を受信する無線受信器と、無線送信器から受信した信号を原子炉格納容器の外部へ送信する再送信器とを含む。望ましくは、再送信器は、無線送信器から受信した信号を、無線受信器及び再送信器を経て原子炉格納容器の外側の処理回路へと伝達する第2の無線受信器に送信する第2の無線送信回路である。望ましくは、第2の無線受信器は、炉内検出器システムが配置された原子炉出力施設の一次回路を遮蔽する格納容器壁の近くに位置させる。さらに別の実施形態において、本発明は、上部ノズル及び下部ノズルと、上部ノズルと下部ノズルとの間に延びて上部ノズル及び下部ノズルに実質的に接続された複数のシンブル管とを有する原子燃料集合体を備える。シンブル管の少なくとも1つは、本発明の検出器の固定型炉内監視コンポーネントを収容し、ほぼ完全に格納する計装シンブルを備える。本発明は、以下の好適な実施形態の説明を、添付の図面を参照しながら読むことにより、より良く理解することができる。加圧水で冷却される原子力発電システムの一次側は、二次側から隔離され二次側と熱交換関係にあって有用エネルギーを発生させる閉回路を含む。一次側は、核分裂性物質を含む複数の燃料集合体を支持する炉心を囲む原子炉容器、熱交換蒸気発生器内の一次回路、加圧器の内部容積、加圧水を循環させるポンプおよび配管類を含み、これらの配管類は蒸気発生器およびポンプをそれぞれ独立に原子炉容器に接続する。原子炉容器と接続する蒸気発生器、ポンプおよび配管系から成る一次側の各部は一次側ループを形成する。説明の目的のために、図4は炉心44を包む蓋体42を備えたほぼ円筒形の原子炉圧力容器40を有する原子炉一次系を簡略化して示す。水のような液状原子炉冷却材がポンプ46によって容器40内へ圧入され、炉心44を通過する間に熱エネルギーが吸収され、一般的に蒸気発生器と呼ぶ熱交換器48へ放出される。この蒸気発生器では、熱が、蒸気駆動タービン発電機のような利用回路図示しないへ転送される。次いで、原子炉冷却材はポンプ46へ還流することで一次ループが完成する。典型的には、複数の上述した蒸気ループが原子炉冷却材配管50を介して単一の原子炉容器40と接続する。本発明を組み込んだ設計の原子炉を図5に例示する。複数の、互いに平行で、垂直に延びる燃料集合体80から成る炉心44だけでなく、説明の目的で、その他の容器内部構造も下部炉心構造物52と、上部炉心構造物54とに区分することができる。従来設計では、下部炉心構造物の機能は炉心コンポーネントおよび計装体を支持し、整合させ、案内するとともに、容器内の流れ方向を決定することにある。上部炉心構造物54は燃料集合体80簡略化のため2つだけ図示するを拘束する、または燃料集合体の二次的拘束手段を提供するとともに、計装体および例えば、制御棒56のようなコンポーネントを支持し案内する。図5に例示する原子炉の場合、冷却材は1つまたは2つ以上の入口ノズルから容器40に流入し、容器40と炉心槽60の間に画定される環状部を流下し、下部原子炉容器プレナム61において180°方向変換し、燃料集合体80が着座する下部支持板および下部炉心板64を上向きに貫流し、集合体の中および周りを流動する。下部支持板62および下部炉心板64の代わりに、62と同じ位置に単一構造、即ち、下部炉心支持板を配置する設計もある。炉心44を出た冷却材は上部炉心板66の下側に沿って流動し、上部炉心板66の複数の細孔68を通って上昇する。次いで、冷却材は1つまたは2つ以上の出口ノズル70に向かって上方および半径方向へ流動する。上部炉心構造物54は容器40または容器蓋体42から支持することができ、上部支持集合体72を含む。荷重は主として複数の支柱74により上部支持集合体72と上部炉心板66の間で伝達される。各支柱は特定の燃料集合体80および上部炉心板66の細孔68の上方で一直線に延びている。駆動シャフト76及び中性子毒物棒のスパイダ集合体78を含み、直線的に移動可能な制御棒56は上部炉心構造物54を貫通する制御棒案内管79によって案内され、この制御棒と整列関係にある燃料集合体80内に進入する。図6は、一括して参照番号80を付した典型的な燃料集合体を上下方向に短縮した形で立面図で示す。燃料集合体80は加圧水型原子炉に用いられるタイプであり、下部ノズル82を下端に含む骨格構造を有する。下部ノズル82は、原子炉の炉心領域において下部炉心支持板64の上に燃料集合体80を支持する。下部ノズル82に加えて、燃料集合体80の骨格構造は、上部ノズル84をその上端に含むとともに、多数の案内管又はシンブル86を含む。案内シンブルは、下部ノズル82と、上部ノズル84との間で長手方向に延び、両端においてそれらに堅固に取り付けられている。燃料集合体80は更に、軸方向に離隔し案内シンブル86案内管とも呼ぶに取り付けられた複数の横方向格子88と、格子88によって整然と横方向に離隔支持された細長い燃料棒90の配列と含む。図6からは分からないが、格子88は従来のように、卵箱パターンを形成するように相互に差し込まれた直交ストラップから成り、4つのストラップの隣接界面がほぼ方形の支持セルを画定する。燃料棒90は支持セルを貫き、横方向に離隔した関係で支持される、多くの従来設計において、支持セルを形成するストラップの対向壁には、ばね及びディンプルが打抜き加工により形成されている。ばね及びディンプルは支持セルの半径方向内方に延びてそれらの間に燃料棒を捕捉し、燃料棒の被覆に圧力をかけて燃料棒を定位置に保持する。更に、集合体80は、その中心に配置され、下部ノズル82と、上部ノズル84との間を延びて、これらノズルに取り付けられた計装管92を有する。このような部品の配置構成により、燃料集合体80は、集合体の部品を損傷することなく簡便に扱うことができる一体的な装置を形成する。上述したように、集合体80中に配列されている燃料棒90は燃料集合体の全長に沿って離隔された格子88によって互いに離隔関係に保持されている。それぞれの燃料棒90は複数の原子燃料ペレット94を含み、その両端を上下の端栓96、98が閉鎖している。上部端栓96と、積重ねたペレットの頂部との間にプレナムスプリング100が介在し、燃料ペレット94を積重ねた状態に維持する。核分裂物質から成る燃料ペレット94は原子炉の反応エネルギーを発生させるもとである。ペレットを囲む被覆は、核分裂の副生成物が冷却材に入って原子炉システムを汚染するのを防ぐバリアとして機能する。核分裂プロセスを制御するため、多数の制御棒56は燃料集合体80の所定位置に配置された案内シンブル86内を往復運動することができる。具体的には、上部ノズル84より上方に位置する棒クラスタ制御機構スパイダ集合体とも呼ぶ78が制御棒56を支持する。制御機構は雌ねじを有する円筒形ハブ部材102と、複数の半径方向に延びる鉤又はアーム104とを有し、制御棒56が図5に関して上述したスパイダ集合体78を形成する。各アーム104は制御棒56に相互接続されているため、制御棒機構78は制御棒を案内シンブル86内で上下方向に移動させるように動作可能である。制御棒ハブ102に結合された制御棒駆動シャフト76図5に示すの原動力により燃料集合体80の核分裂プロセスが制御されるが、これらは全て周知の態様で行われる。上述のように、AP1000型原子力プラントにおける炉内監視のためのアクセスは原子炉容器の最上部を介して行われるが、これは、固定型炉内検出器のケーブルを容器の底部から燃料集合体下部ノズルを介して燃料集合体計装シンブル内へケーブルを送り込んでいた前の設計からは有意な転換である。こうした設計の変更は、燃料交換の際、従来型炉内監視用ケーブルであれば、燃料にアクセスする前にすべてのケーブルを取り外さなければならないことを意味する。本発明は、炉心から外部に延びる係留手段を全く使用せずに、燃料集合体の計装シンブル内に全体が収納され、ケーブルを取り外したり再接続したりする費用と時間のかかるステップを経ることなく燃料へのアクセスを可能にする、無線炉内モニタを提供する。本発明によれば、図7においてブロック図で示す炉内計装シンブル集合体は、固定型炉内中性子検出器の他に、内蔵型電源及び無線送信回路を含む。送信回路内において、中性子検出器の出力電流が増幅器112に直接送られるため、ケーブルで繋ぐ問題はない。増幅器112内には、真空マイクロエレクトロニクスデバイスを用いて1つ以上の増幅段が設けられる。増幅器に対数応答特性を与えて、電子機器が起動から出力全開まで中性子束に追従できるようにするために、真空ダイオードを増幅器の格子回路に設けるのが好ましい。増幅された信号は、次いで電流-電圧変換器114に送られる。電流-電圧変換器114の出力電圧は、電圧入力を周波数出力に変換する電圧制御型発振器118の入力として用いられる。中性子束が変化すると、電圧制御型発振器の電圧入力が変化し、これが出力周波数を変化させる。電圧制御型発振器118には真空マイクロエレクトロニクスリアクタンス管を用いてもよい。このような構成は、中性子検出器10により監視される中性子束と、電圧制御型発振器118の出力周波数との間において正確な相関関係を与える。その出力は次いで増幅器120により増幅され、増幅器120の出力は炉内計装シンブル集合体16内の無線送信器122に送られる。炉内計装シンブル集合体16は、中性子検出器と、電源と、送信回路とを収納する単一ユニットとして構成するか、例えば内蔵型電源、中性子検出器、及び送信回路をそれぞれモジュラーユニットとして構成してもよい。信号を送信する電気的ハードウェアための主要な電力源は、図8に例示する電源の一部として示される充電可能な電池132である。電池132のチャージは、電源130内に含まれる専用の電源自己給電型検出器要素134が発生させる電力を使用することにより維持されるので、原子炉内の放射線は、電池132を充電状態に保つ、その装置にとっての究極の電源である。電源が自己給電式である検出器134は調整回路136を介して電池132に接続され、電池は続いて、図2A,2B及び2Cについて説明したように、炉心を監視する固定型炉内検出器から受信した信号を送信する信号送信回路138に接続される。内蔵型電源は、米国特許出願第号代理人整理番号NSD2010006に詳細に説明されている。図9は、本発明により構成された自己給電型の無線炉内検出器計装炉心出力分布測定システムを示す概略配置図である。図9に示す配置図は、検出器要素の電気コネクタが無線送信信号の受信器により近くなるように炉内計装シンブル集合体が180°回転されている点と、無線送信器及び受信器122、124、138、116がケーブルに、また、格納容器28の外側に配置されたSPD信号処理システム108及び炉心出口熱電対信号処理システムがそれぞれ格納容器内の電子機器26及び32に取って代わっている点とを除き、従来型炉内監視システムにつき図3に示した配置図と一致している。他のすべての点において、両システムは同じである。また、図9からも分かるように、炉内計装シンブル集合体16の無線送信器122からの信号は、原子炉容器蓋体42の下面上にあって、原子炉蓋体42上の無線受信器と再送信器の組み合わせ138と通信するアンテナ124が受信する。このようにすると、原子炉蓋体42を取り外して、炉内計装体に妨げられることなく燃料集合体にアクセスすることが可能となる。原子炉容器上への送信アンテナの設置は原子炉の設計に依るが、その意図は、原子炉容器に極めて近いところで、燃料集合体へのアクセスを妨げないであろう場所から送信を行うことである。中性子信号は次いで再送信回路138によって格納容器の外壁に近い受信器116に送信される。受信器と再送信器との組み合わせ138は、原子炉容器に極めて近い所に位置することから、同様に真空マイクロエレクトロニクス素子から構成する必要があるが、受信器116と処理回路106及び108とは従来のソリッドステートコンポーネントにより構成することが可能であり、格納容器の内部で原子炉容器から離れたところ、あるいは格納容器の外側に位置させてもよい。このように、本発明は炉内検出器信号の送信および燃料交換作業を大幅に単純化する。本発明を特定の実施形態につき詳細に説明したが、当業者には、開示内容の全体的な教示に照らして、それらの詳細の種々の変形及び代替案を作成することができることがわかるであろう。したがって、開示されている特定の実施形態は、例示的であると意図するに過ぎず本発明の範囲を限定するものではなく、その範囲は添付の特許請求の範囲ならびにそのあらゆる均等物の全幅を与えられるべきである。"