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この項目の情報は公開日時点(1996年12月13日)のものです。
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図面 (4)

課題

この装置は、換気ダクト(1)内に閉じ込められた粉塵放射能を実時間で測定することを可能にする。

解決手段

これには、ダクト(1)を横断するビーム(F)を生成する放射線エミッタ(4)とこのビーム(F)に向かい合って置かれた光線検出器(6)が含まれる。一方、これには、換気ダクト(1)のまわりに置かれたガンマ線検出器(9)が含まれている。収集ボックス(11)と処理ユニット(20)が、ダクト(1)内部での流体循環に際しての実時間での測定を命令し管理することを可能にしている。原子力設備解体要素の融解向けの炉の出口での粉塵の放射能の測定に応用される。

概要

背景

概要

この装置は、換気ダクト(1)内に閉じ込められた粉塵放射能を実時間で測定することを可能にする。

これには、ダクト(1)を横断するビーム(F)を生成する放射線エミッタ(4)とこのビーム(F)に向かい合って置かれた光線検出器(6)が含まれる。一方、これには、換気ダクト(1)のまわりに置かれたガンマ線検出器(9)が含まれている。収集ボックス(11)と処理ユニット(20)が、ダクト(1)内部での流体循環に際しての実時間での測定を命令し管理することを可能にしている。原子力設備解体要素の融解向けの炉の出口での粉塵の放射能の測定に応用される。

目的

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請求項1

照射を受けた要素を炉内で溶融する際に放出される粉塵放射能検査する方法において、− 炉の換気ダクト(1)内を通過中の粉塵の量を連続的に測定すること、及び− これらの粉塵に関連する放射能を測定すること、から成る方法。

請求項2

粉塵量の測定が光電池(6)での粉塵密度の測定により行なわれ、一方、放射能測定は、マルチチャンネル分析器(10)に結合された少なくとも1つのガンマ線検出器(9)で行なわれることを特徴とする、請求項1に記載の方法。

請求項3

請求項1のダクト内を進行する照射済み材料を炉内で溶融する際に放出される粉塵の放射能を検査する装置において、−換気ダクト(1)の第1の壁(2)に向かい合って置かれた光線エミッタ(4)、− 換気ダクト(1)の第1の側壁(2)と反対側の壁(3)に向かい合って置かれ換気ダクト(1)の内部で横断した環境の密度の特徴である1つの信号を送り出す光線検出器(6);− 換気ダクト(1)に向かい合って置かれ換気ダクト(1)の内部で横断した環境の放射能の特徴である1つの信号を送り出す少なくとも1つのガンマ線検出器(9);及び− 第1及び第2(単数又は複数)の検出器(6、9)に接続され、粉塵の密度及び放射能の特徴である前記信号を受理する収集・処理手段、を含んで成る検査装置

請求項4

読取り装置(4)がレーザーダイオードであることを特徴とする、請求項第3項に記載の検査装置。

請求項5

第1の検出器(6)が光電池であることを特徴とする、請求項3に記載の検査装置。

請求項6

収集・処理手段には、− 第1の検出器(6)及び第2の検出器(単複)(9)に接続された収集・制御ボックス(11)及び−信号処理及び検出器制御のための制御ユニット(20)が含まれていることを特徴とする、請求項3に記載の検査装置。

請求項7

単数又は複数の第2の検出器(9)と収集・処理ボックス(11)の間に置かれたマルチチャンネル分析器(10)を含んで成ることを特徴とする、請求項6に記載の装置。

請求項8

処理ユニット(20)がマイクロコンピュータであることを特徴とする、請求項6に記載の装置。

請求項9

収集・処理ボックスには、− 2つの電圧測定手段(12A及び12B);− 測定された電圧値を記録するための2つのメモリー(13A、13B)、− 値の平均を計算する2つの手段(14A、14B)及び−クロノメーター(15)が含まれていることを特徴とする、請求項6に記載の装置。

請求項10

ダクト(1)の内部に置かれ単数又は複数の収集・処理手段に連結された温度センサーが含まれていることを特徴とする、請求項3に記載の装置。

技術分野

0001

本発明は、特にさまざまなくず鉄融解から出てくる、原子力施設解体の際に放出される粉塵放射能検査に関する。

0002

基本的原子力施設の解体にあたっては、往々にして、高出力(6メガワット)及び大容量のアーク炉又は誘導炉を用いてくず鉄の融解が行なわれる。このタイプの炉はさらに、閉じ込められた環境での特定の機能を可能にする換気を備えている。このとき、3段階のフィルターが、このタイプの熱処理中に生成される粉塵全体を回収することを可能にする。

0003

溶融の間に起こる事象を検査するか又は少なくとも評価する必要があると思われる。これらの作業は、溶融段階との関係における上流及び下流の収支によって行なうことができる。現在のところ、冷却波に対する温度測定だけが常設であり、溶融中に実施されている。放出された粒子及び粉塵の溶融中の分析は、採取によって行なわれる。

0004

ところで、これらの粉塵の放出の動特性そしてできればこの放出との関係における放射能の状況について実時間での情報を利用できるようにすることが非常に有用であると思われる。実際、これにより除染をもたらすメカニズムが何であるかを理解し、かくして問題の溶融の経過に対し動作を起こすことが可能となるだろう。

0005

従って本発明の目的は、このような分析を利用することにより、この欠点を補正することにある。

課題を解決するための手段

0006

このため、本発明の第1の主要な目的は、照射を受けた要素を炉内で溶融する際に、放出される粉塵の放射能を検査する方法において、
− 炉の換気ダクト内を通過中の粉塵の量を連続的に測定すること、及び
− これらの粉塵に関連する放射能を測定すること、から成る方法にある。

0007

粉塵の量の測定は、好ましくは光電池を用いて、密度の測定によって行なうことができ、一方、放射能の測定は、マルチチャンネル分析器に結合されたガンマ線検出器を用いて行なうことができる。

0008

本発明の第2の主要な目的は、換気ダクト内を進行する照射済み材料を炉内で溶融する際に放出される粉塵の放射能を検査する装置において、
ダクトの第1の壁と向かい合って置かれた光線エミッタ
− ダクトの第1の側と反対側の壁に向かい合って置かれダクトの内部で横断した環境の密度の特徴である信号を送り出す第1の光線検出器
− ダクトに向かい合って置かれダクトの内部で横断した環境の放射能の特徴である1つの信号を送り出す、少なくとも1つの第2のガンマ線検出器;及び
− 前記特徴的信号受理するため第1の及び第2の(単複)検出器に接続された収集・処理手段、を含んで成る検査装置にある。

0009

好ましくは、エミッタは、レーザーダイオードである。

0010

同様に、第1の検出器は有利には光電池で構成されている。

0011

これに対応して、第2の検出器(単複)と収集・処理手段の間にマルチチャンネル分析器を利用することが可能である。

0012

これらの収集・処理手段は好ましくは、
−検出器(単複)に直接接続された収集・制御ボックス;及び
−受理した信号の処理及び検出器の制御のための制御ユニット、で構成されている。

0013

収集・処理ボックスは、好ましくは、各検出器について、
電圧測定手段;
電圧値を記録するためのメモリー
− 電圧値の平均の計算手段;及び
クロノメーター、で構成されている。

0014

ダクト内に置かれた温度センサーが、この装置を補完できる。

0015

本発明及びその技術的特徴は、3つの図面で補完される以下の記述読むことにより、より良く理解できることだろう。

0016

図1を参照すると、本発明の方法の実施は、溶融の時点での粉塵の放出動特性の試験に基づいている。実際、溶融の際の時間に応じた粉塵の温度を表わす曲線Aが50又は60分前後の水平部を記し、その後上昇を再開して約400℃の最高温度で頭打ちになることがわかる。これに対応して、粉塵の放射能を表わす破線の曲線Bは、温度がこの水平部を記す時点すなわち約60分で優越した明確なピークを示している。従って、このことから、粉塵の放射能が経時的に比較的局在化していること、そしてそのためにその測定が容易になっていることが推論される。実際、放射能の放出が溶融時間全体に均等に分布していたならば、その検出は困難であっただろう。

0017

従って、この放射能の変化の同時連続検出により、粉塵をその放射能に応じて選択的なフィルターに向かって方向づけすることが可能となり、ここで汚染されていない粉塵は鉄を回収し廃棄物の量を低減するべく再循環させられる。

0018

現象全体は、汚染を含む酸化された層とその固体支持体すなわち金属の間の溶融の時点での分離として解釈することができる。従って本発明に従った方法は、望まれる温度水平部の時点で、炉から出る粉塵の最大放射能を測定できるように、溶融を連続的に測定することを提案している。

0019

これらの測定は、酸化特性を保つべく最初黒鉛無しの、標準溶融(予め「karcherisees」された、Co60及びCs137での汚染を受けたくず鉄)及び酸化溶融(同一の要領で処理されたウランの汚染を受けたくず鉄)について行なわれた。細い線の曲線は、Cs137の変化を視覚化しており、一方斜線入りゾーンはCo60の変化を視覚化している。

0020

記録された実験の最初の結論は、かなり驚くべきものである。先験的に、我々はCs137がその熱力学特性のためにより高い不安定さを得ていること、従ってこれはCo60に比べ最初に現われるはずである、ということを推論することができた。しかしこの系についてこれは全くあてはまらない。実際、我々は予めkarcheriseesされたくず鉄を処理しており、不安定な汚染が無くなってしまっていると推論することができる。存続するのは、吸蔵された孔のための深い酸化だけであろう。一方、活発な放出は、溶融が起こった時点で発生する。従って、孔の中味解放状態変化の時点で発生すると考えるのが妥当である。

0021

この仮定は、現象の位置によって堅固なものとなっている。炉の機能のモデル化研究の枠内で、固体状態から液体状態への移行が発生する時点と時間が粉塵内の放射能の記録と一致することが観察できる。

0022

ここで挙げられている実施例は、出願人により2つのMARCOULEユニットのアーク炉の機能の際に利用されたものである。この炉は、解体すべき基本的原子力施設から出たくず鉄を融解させるためのものである。このアーク炉は、6GWの最大出力と14トンの容量をもつ。これには、密閉された環境内での炉の機能を可能にする換気が備わっている。これらの換気ダクトのうちの1本は、図2に横断面図で表わされ、1という番号のついたものである。

0023

その断面は、相対する2つの側壁2及び3を伴う正方形として表わされている。粉塵はここでこの図2の平面との関係において垂直方向循環している。

0024

ダクト1の内部を循環する粉塵の密度の測定は、対応する光線検出器に結びつけられた光線エミッタといった数多くの異なるタイプの測定器具を用いて行なうことができる。ここで記述する実施例では、ダクト1の外部で、このダクト1の第1の側面2に向かい合って置かれたレーザーダイオード4により発出される光ビームFが利用される。このレーザーダイオードは、ダクト1の第1の側壁2上に固定された管5を用いて位置づけされている。従って、光ビームFはダクト1の一方から他方へ横断して、反対側の第2の側面3から再び出る。この第2の側面3に向かい合って、ダクト1を横断した後の光ブームFの放射の強さを受理し検出することができるような位置において、光電池6である第1の光線検出器が設置されている。第2の管7により、第2の側壁3上に固定された状態で、このタイプの光電池を設置することができる。かくして、ダクト1の中を循環する粉塵がビームFを横断した時点で、その一部が吸収され、ビームの放射が変調される。光電池6は従って、結果として得られた放射線束を検出し、これらの光の変動に続く電圧の変動を送り出す。

0025

これらの表示は、収集・制御ボックス11へと送られる。

0026

従って、このダクトの中にあるこの粉塵密度の特徴である電圧の形で、ダクト1の内部の粉塵率に関する情報を利用することが可能となる。一例として、Itがダクト1内を横断するビームの強さであるとし、Vをフォトダイオードにより提供される電圧であるとすると、測定の活用は、以下の公式を用いて実施されるということができる:
V=k.Log(1+a.It/Io)

0027

なお式中、Ioは、粉塵の無い状態でビームにより伝送される強さであり、kは係数である。

0028

近似の後、重なり現象を無視すると、粉塵の濃度Cは以下の式で定義づけされるものと仮定できる:
C=A.(1−V/Vmax)

0029

かくして、長さ1メートル断面積平方センチメートルのレーザービームを用いて、約30g/m3 の粉塵濃度を測定することができる。

0030

これらの粉塵の放射能の検出は、この実施例においては、ダクト1のまわりに置かれた単数又は複数の第2のガンマ線検出器9を用いて行なわれる。これらの検出器は各々、検出された放射線の特徴である1つの信号を送り出す。この信号は、マルチチャンネル分析器10へと送られる。この分析器は、単数又は複数の検出器9の選択を可能にし、かくして選択された表示は、収集ボックス11へと差し向けられる。

0031

従って、これらの信号の処理及び活用は、収集ボックス11と信号制御処理ユニット20から成る収集・処理手段により確保される。このユニットは、実時間「パワーブック」タイプのマイクロコンピュータで構成されていてよい。

0032

このような信号制御・処理ユニットを用いると、オペレータ始動を制御し、分析の時間を調節し、測定の収集条件同期化することを実時間で行なうことができるようになる。

0033

吸収ボックスには、それぞれ、光電池から出る信号と、ガンマ線検出信号で構成されたマルチチャンネル分析器10から出る信号を受理する2つの電圧測定手段12a及び12bが含まれている。同様に、それぞれ測定手段12a及び12bに接続された2つのメモリー13a及び13bも利用する。かくしてこれらのメモリーは、2つのタイプの信号に関する一連測定値を記録することができる。

0034

有利にも、一定の与えられた持続時間にわたって測定された現象の特徴である表示を提供するためメモリー13a及び13bの出力端に接続された平均計算手段14a及び14bで、ボックスが補完される。

0035

有利には、この収集ボックスは、電圧測定手段12a及び12b及び平均計算手段14a及び14bを制御するクロノメーター15で補完される。

0036

これらの平均計算手段14a及び14bの出力端は、ここでは「パワーブック」マイクロコンピュータである処理ユニット20の入力端に接続されている。

0037

アセンブリは、ダイオード4の給電装置21で補完されている。この装置は、信号制御・処理ユニット20により制御されているが、同様に、収集・制御ボックス11によっても制御され得る。

0038

同様に、場合によって、電圧測定手段12a及び12bのレベルで測定値を補正するためにダクト1の内部に置かれた温度センサー22を利用することもできる。

0039

このような装置の作動の経緯は次の通りであり得る。これは図3フローチャートによって概略的に示され、同様にこの図に記されている収集・制御ボックス11ならびに信号制御・処理ユニット20により確保されている。

0040

収集プログラムは、制御ユニット20を構成するマイクロコンピュータの中に記憶されている。かくして、測定された電圧の平均が計算される時間的間隔ならびに測定合計時間を規定することが可能である。

0041

フローチャートの右側では、データ収集がひとたび行なわれると、クロノメーターによって調節された電圧の読みとりが起こることがわかる。情報処理伝送条件RS232に応じて、情報は記憶される。

0042

クロノメーターは、情報の記憶をタイムコトロールする。規定の同期値の後、これらの情報はマイクロコンピュータへと送られる。フローチャートの右側では、マイクロコンピュータが収集・制御ボックスと直接対話状態にあることがわかる。このマイクロコンピュータは、収集・制御ボックスにより蓄積された値を受理し、規定の時間的間隔により平均が計算されている。このサイクルは、演算が終了するまで続く。

0043

実際、測定すべき粉塵タイプに応じて、粉塵密度測定のタイプを変えることが可能である。前述の例では、可視領域内でのレーザーの利用について記述した。測定されたのは、粉塵により形成されたスクリーンである。同様に、光学密度つまりレーザー光線が横断した体積の密度を測定することによって、粉塵の密度を測定しようとすることもできる。この場合、放射線及び光電池の波長を変えるだけで充分である。かくして、完全に気体の、つまり蒸気の形で存在する放射性廃棄物の特徴である光学的測定システムを選択することができるだろう。

0044

赤外線レーザーによると、酸化ルテニウムの測定の場合に密度と放射能を同時に見ることが可能となる。

0045

本発明に従ったシステムを用いると、オペレータは換気ダクト上で実時間で行なった測定に応じて換気の作動条件を実時間で操作することが可能となる。このシステムで使用される要素は、比較的単純であり、マイクロコンピュータによって容易に管理可能である。

図面の簡単な説明

0046

図1材料の溶融の際の、測定すべき放射能の放出の経過に関する2つのグラフを示す。
図2本発明に従った装置の概略図である。
図3本発明に従った方法のフローチャートである。

--

0047

1換気ダクト
2 第1の壁
3 反対側の壁
4光線エミッタ
6光電池
9ガンマ線検出器
10マルチチャンネル分析器
11収集・処理ボックス
12A、12B電圧測定手段
13A、13Bメモリー
14A、14B平均計算手段
15クロノメーター
20 制御・処理ユニット

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