粉体サンプリング装置
【課題】使用済核燃料再処理過程で生じた放射性粉体を再処理設備や安全に悪影響を与えないでサンプリングする。
【解決手段】使用済核燃料再処理設備の残渣回収容器５に、ケーシング１０で密封したサンプリング装置２０をガイド管２２を介して取付け、ガイド管２２に管路を開閉する隔離装置２１を設け、ケーシング１０に不活性ガス（例えばアルゴンガス）の注入設備が接続され、ケーシング１０内をアルゴンガス圧にて残渣回収容器５の内圧よりも高く維持する構成を備える。隔離装置２１を開けてケーシング１０内からガイド管２２を通じてサンプリング装置２０のサンプラーを残渣回収容器５内に刺し入れてサンプラーに放射性粉体を捕捉させる際に、残渣回収容器５内の雰囲気がケーシング１０側に漏洩することをアルゴンガス圧で阻止し、さらにケーシング１０側から湿気が残渣回収容器５内に侵入しないようにケーシング内の雰囲気をアルゴンガスで置換できる。
【解決手段】使用済核燃料再処理設備の残渣回収容器５に、ケーシング１０で密封したサンプリング装置２０をガイド管２２を介して取付け、ガイド管２２に管路を開閉する隔離装置２１を設け、ケーシング１０に不活性ガス（例えばアルゴンガス）の注入設備が接続され、ケーシング１０内をアルゴンガス圧にて残渣回収容器５の内圧よりも高く維持する構成を備える。隔離装置２１を開けてケーシング１０内からガイド管２２を通じてサンプリング装置２０のサンプラーを残渣回収容器５内に刺し入れてサンプラーに放射性粉体を捕捉させる際に、残渣回収容器５内の雰囲気がケーシング１０側に漏洩することをアルゴンガス圧で阻止し、さらにケーシング１０側から湿気が残渣回収容器５内に侵入しないようにケーシング内の雰囲気をアルゴンガスで置換できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力プラントから発生する使用済核燃料の再処理において処理過程でのフッ化物の放射性粉体をサンプリングする装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、原子力プラントである原子力発電所から発生する使用済核燃料の再処理技術として、ＰＵＲＥＸ法と称せられる手法が当業者間で知られている。
【０００３】
溶媒抽出法を用いたＰＵＲＥＸ法では、製品であるウランＵ（以下、単にＵとのみ表記する。）、酸化金属燃料ＭＯＸ（またはプルトニウムＰｕ）は高精製度で回収されるものの、そのＰＵＲＥＸ法は主工程において溶媒抽出という大型の分離体系を必要とすることや大量の液体廃棄物が発生することから再処理コストが高い傾向であるとされ、経済性を向上させるために施設の小型化や廃棄物量の低減を図る必要がある。
【０００４】
一方、使用済核燃料の再処理技術として、乾式再処理法の一つであるフッ化物揮発法が当業者間で知られている。この方法は小型の設備で高精製度のＵを回収できるという利点があるが、プルトニウムＰｕ（以下、単にＰｕとのみ表記する。）の単独分離精製が難しいことが知られている。
【０００５】
そこで、ＰＵＲＥＸ法の上流にフッ化物揮発法によるＵの分離精製工程を設けることで、ＰＵＲＥＸ法を実施する設備を小型化するとともに、Ｐｕの精製が難しいというフッ化物揮発法の課題を補う相補的なハイブリット再処理法であるＦＬＵＯＲＥＸ法の開発が行われている（特許文献１及び非特許文献１を参照）。
【０００６】
このＦＬＵＯＲＥＸ法では原子炉の形式の一つである軽水炉の使用済核燃料の大部分を占めるＵの内、９０％以上をフッ化反応により気体状の六フッ化ウランＵＦ6に（以下、単にＵＦ6とのみ表記する。）転換して揮発させ、分離する。即ち、脱被覆工程で、軽水炉の使用済燃料を粉体状にする。この粉体状の酸化物と高濃度のフッ素Ｆ2ガス（以下、単にＦ2ガスとのみ表記する。）を塔状のフレーム炉に導入し、１２００℃程度の温度で核燃料中のＵをＵＦ6に転換する。このＵＦ6は蒸留器や吸着材によって精製することができる。
【０００７】
この再処理製品としてのＵはＵ濃縮に用いるＵＦ6の化学形態であるため、転換施設を介することなくＵ濃縮、転換施設で使用でき、燃料として再利用できる。Ｕの大部分を除去した残りの１０％以下のＵとＰｕおよび不揮発性の放射性核分裂生成物ＦＰ（以下、単にＦＰとのみ表記する。）のフッ化物は、可溶性の酸化物に転換した後、硝酸に溶解し、ＰＵＲＥＸ法の手法を用いて精製する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２５７９８０号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】火力原子力発電 Vol.54 No.12 (Dec.2003) 第４６頁〜第５４頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このように使用済核燃料の再処理過程で組み込まれているフッ化工程では、フッ素を利用するため、空気の混入により生成されたフッ化水素ＨＦ（以下、単にＨＦとのみ表記する。）等の腐食生成物による使用済核燃料のフッ化挙動への影響及び材料腐食への影響を小さくする必要がある。また、フッ化水素は生体に対して極めて浸透性が強いので、例え希薄でも再処理過程で生成されたＨＦの吸入やＨＦに接触することのないように格別の注意が必要とされている。
【００１１】
従って、フッ素雰囲気であるフッ化工程において、計量管理及び工程管理を目的として不揮発性Ｕ，Ｐｕ及びＦＰの放射性粉体が滞留した粉体容器からフッ化物のサンプリングを行う際にも放射性物質及びフッ素雰囲気と再処理系統外との隔離を可能とするサンプリング装置が必要とされる。
【００１２】
従って、本発明の目的は、使用済核燃料の再処理過程で生成されたフッ化物の放射性粉体を安全にサンプリングすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記発明の目的を達成するための基本的手段は、使用済核燃料の再処理工程中で生成された不揮発性のフッ化物の放射性粉体を滞留する粉体容器に対して設けられ、前記粉体容器内の前記放射性粉体を採取するサンプリング装置と、前記サンプリング装置の外郭を囲うケーシング内と前記粉体容器内との間を隔離及び連通自在とする隔離装置と、前記ケーシング内への不活性ガス（例えばアルゴンガス。以下、単にＡｒガスとのみ表記する。）の注入手段と、前記ケーシング内の圧力を前記粉体容器内の圧力より高くする圧力調整手段とを備えた粉体サンプリング装置である。
【００１４】
このような基本的手段を備えることにより、フッ素雰囲気であるフッ化工程において、不揮発性フッ化物の放射性粉体が滞留した粉体容器からサンプリングを行うに際して、Ａｒガスの注入手段でサンプリング装置のケーシング内にＡｒガスを注入してサンプリング装置のケーシング内をＡｒガスに置換し、隔離装置は、粉体容器の粉体サンプリング時に「開」としてサンプリング作業を可能とし、サンプリング終了後に「閉」としてフッ素雰囲気である粉体容器内とフッ素雰囲気ではないサンプリング装置のケーシング内とを隔離可能とし、また、粉体サンプリング時には、圧力調整手段でサンプリング装置のケーシング内の圧力を粉体容器内の圧力より高く保つようにして、サンプリング時に隔離装置が「開」でも、サンプリング装置のケーシング内側へ粉体容器内の雰囲気が流れ込むことを阻止し、フッ素雰囲気である粉体容器からのガスの漏えいを防止する。
【発明の効果】
【００１５】
フッ素雰囲気であるフッ化工程から不揮発性のフッ化物の放射性粉体をサンプリングするに当たり、フッ素雰囲気系外へのフッ素ガス，放射性物質の漏えいを防止することができるとともに、フッ素雰囲気系内へ系統外からＡｒガス以外に湿分が混入しＦ2ガスと湿分の反応によりＨＦを生成することや、ＨＦによる材料腐食の発生に関して抑制ないしは防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施列１に係る粉体サンプリング装置を備えた使用済核燃料の再処理工程の系統フロー図である。
【図２】図１の粉体サンプリング装置の全体概要図である。
【図３】図２の粉体サンプリング装置におけるサンプラー挿入装置及びサンプル容器取扱装置の概要図である。
【図４】図１，図２のサンプラーのサンプラー採取口取扱装置の概要図である。
【図５】図１，図２，図３のサンプラーのサンプラー採取口の開閉状態を示す断面図にして、（ａ）図は閉鎖状態を、（ｂ）図は開状態を示している図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
ＦＬＵＯＲＥＸ法におけるフッ化工程の系統フローは、図１のように、使用済核燃料は予め粉体化されて使用済核燃料粉体とされ、その使用済核燃料粉体は粉体供給ライン１を通じてフレーム炉４に供給される。なお、使用済核燃料粉体のキャリアガスとしてＡｒガスをＡｒガス供給ライン２より供給する。使用済核燃料粉体をフッ化させるためのＦ2ガスは、Ｆ2ガス供給ライン３よりフレーム炉４に供給する。
【００１９】
このように、フレーム炉４に使用済核燃料粉体とＦ2ガスを導入し、フッ化反応により粉体中の大部分のＵを気体状のＵＦ6に転換し揮発させ分離する。また、粉体中の一部のＦＰもフッ化反応により気体状のフッ化物に転換し揮発され分離される。揮発したＵＦ6等のガスは、ＵＦ6精製工程を司る設備に供給され、そこで精製され、次工程のＵＦ6回収工程を司る設備に移送される。
【００２０】
フレーム炉４内でのフッ化反応にてＵの大部分は揮発するが、不揮発性Ｕ，Ｐｕ及びＦＰのフッ化物の放射性粉体は、残渣として粉体容器である残渣回収容器５に回収される。
回収された残渣は、残渣搬送装置８により、酸化物転換処理工程を司る設備へ搬送される。
【００２１】
ここで、計量管理及びフレーム炉４の運転状態を確認する工程管理のために残渣回収容器５に回収されて滞留している残渣をサンプリングする必要がある。そのサンプリングに際しては次のような課題が伴う。即ち、フッ化工程においては、フッ素を利用するため、空気の混入により生成される腐食生成物ＨＦによる使用済核燃料のフッ化挙動への影響及び材料腐食への影響を小さくする必要がある。また、ＨＦは生体に対して極めて浸透性が強いので、例え希薄でもＨＦの吸入や接触することのないようフッ素漏えいには格別の注意が必要である。
【００２２】
よって、残渣回収容器５から残渣をサンプリングする際には、フッ化工程を司る設備内への空気の流入がなく、また、放射性物質及びフッ素の漏えいがないような隔離機能をもった粉体サンプリング装置を用いる必要がある。
【００２３】
そのようなサンプリング装置は本実施例では以下のようになっている。即ち、図２や図３の粉体サンプリング装置の構成のように、サンプリング装置２０は装置の外郭を密閉するように囲うケーシング１０と、そのケーシング１０と残渣回収容器５内とを連通接続する円筒状のガイド管２２とを備えている。このようにして、サンプリング装置２０は作為的に開口部を開かない限りはサンプリング装置２０の外周囲の雰囲気から遮蔽されている。
【００２４】
そのガイド管２２は、サンプリング装置２０と残渣回収容器５との間を抜き差しされるサンプラー２３の通路及び保護する機能を担う。そのガイド管２２の途中部位には、放射性粉体及びフッ素雰囲気系内の残渣回収容器５と、その系外であるサンプリング装置２０を隔離するための隔離装置２１を有する。その隔離装置２１は、一例としてボール弁が採用でき、そのボール弁を電動で遠隔駆動できるようにすることが好ましい。
【００２５】
その隔離装置２１は開かれたときには隔離が解除されてサンプラー２３が上下にガイド管２２と隔離装置２１内を通過して残渣回収容器５内へ到達することができる。また、その隔離装置２１が閉じられて仕切られると、サンプリング装置２０と残渣回収容器５との間は雰囲気が通じ合えない隔離状態となる。
【００２６】
図２，図３のように、Ａｒガスの注入手段がサンプリング装置２０に装備されている。
即ち、Ａｒガスの高圧ガス源からガス供給配管がＡｒガス導入ライン２５としてケーシング１０内と連通するように接続されている。そのＡｒガス導入ライン２５のガス供給配管の途中には圧力調整弁２４が圧力調整手段として備えられている。この圧力調整弁２４には、ケーシング１０内の圧力を検知する圧力計Ｐによる検知結果に基づいて予め知られている残渣回収容器５内の圧力よりもケーシング１０内の圧力が大きな圧力となるようにフィードバック制御がかけられている。
【００２７】
ケーシング１０には、排気装置２６が連通接続され、ケーシング１０内の雰囲気をケーシング１０外へ排気することができるようにされ、ケーシング１０内の雰囲気をＡｒガス導入ライン２５からのＡｒガスの雰囲気に置換することがスムーズに行うことができるようになっている。
【００２８】
このように、サンプリング装置２０内、即ちケーシング１０内の圧力を調整するための圧力計Ｐ、圧力調整弁２４及びＡｒガス導入ライン２５を有し、サンプリング装置２０内の雰囲気を置換するために、サンプリング装置２０内を排気する排気装置２６を有するサンプリング装置である。
【００２９】
このような構成であるから、サンプリングを実施していない時、即ちサンプラー２３がサンプリング装置２０内に収まっている時（図３参照。）は、隔離装置２１によりガイド管２２内の流路を仕切ることで放射性物質及びフッ素雰囲気系内の残渣回収容器５から系外へのＦ2ガス，放射性物質の漏えいを防止することができると共に、系内への湿分混入を防止することができ、湿分とＦ2ガスとの反応によるＨＦ生成及びＨＦによる腐食を防止できる。
【００３０】
サンプリングを実施している時、即ち隔離装置２１によりガイド管２２内の流路を仕切らずにサンプラー２３が残渣回収容器５に挿入されている時は、圧力計Ｐ，圧力調整弁２４及びＡｒガス導入ライン２５によりサンプリング装置２０内の圧力を残渣回収容器５の圧力より高くすることで、ガスの流れが残渣回収容器５側へとなることにより残渣回収容器５から系外へのＦ2ガス，放射性物質の漏えいを防止することができる。また、残渣回収容器５へＡｒガスが流れ込むことになるが湿分を含む空気ではないことから系内への湿分混入が防止でき、湿分が混入しＦ2ガスとの反応によりＨＦ生成及びＨＦによる腐食を防止できる。サンンプリング装置２０は、圧力計Ｐ，圧力調整弁２４及びＡｒガス導入ライン２５により、残渣回収容器５内の圧力より高くなるように圧力管理を行う。
【００３１】
また、サンプリングを実施している時にフッ素雰囲気である残渣回収容器５からガスがサンプリング装置２０側に流入した時、排気装置２６にてサンプリング装置２０内、即ちケーシング１０内を真空にして、Ａｒガス導入ライン２５よりＡｒガスを供給し、サンプリング装置２０のケーシング１０内を残渣回収容器５からのガスに代えてＡｒガスに置換できる。
【００３２】
サンプリング装置２０のケーシング１０内に収められている機器構成は以下のとおりである。即ち、図３のように、ケーシング１０内には、サンプラー挿入装置３０及びサンプル容器取扱装置３１及びサンプラー２３及びサンプラー採取口取扱装置４０が納められている。
【００３３】
そのサンプラー挿入装置３０は、サンプラー２３を残渣回収容器５に挿入，引抜きを行うもので、その際、垂直方向に移動するためのサンプラー挿入装置駆動装置３０ａ，２本のレール３０ｂ及び垂直方向に移動する補助となるガイド３０ｃを有する。その駆動装置は、レール３０ｂに設けたラックにかみ合わせたピニオンを電動モータ等で回転駆動させるものや、レール３０ｂを螺子としてそれに螺合させたナットを回転させる螺子送り装置などが採用でき、その駆動装置は、ケーシング１０の外側から遠隔制御できるように構成される。
【００３４】
サンプラー挿入装置３０は、片方にレール３０ｂを移動できる駆動装置３０ａ，反対側には垂直方向の移動を補助するガイド３０ｃにより、残渣回収容器５へのサンプラー２３のスムーズな挿入及び引抜きを可能とする。
【００３５】
なお、サンプラー２３の垂直方向への移動に関して、サンプラー２３を引抜く際シリンダ等利用した場合にサンプリング装置２０の上部に上部引抜きスペースが必要となることから、その引抜きスペースを必要とせずサンプリング装置２０を小型化するために、２本のレール３０ｂを移動できる駆動装置３０ａを有した移動方法とした。
【００３６】
サンプル容器取扱装置３１は、サンプル容器３２をサンプリング装置２０のケーシング１０内からサンプル容器搬送装置１１へ移送する機能を有する。その機能は、一例として、サンプル容器３２を搭載したアーム１２を水平回転させてケーシング１０外に配置されたサンプル容器搬送装置１１へ移動させ移し変えることで排出する事で成される。この排出の際には、サンプル容器搬送装置１１のサンプル容器受け入れ部に面するケーシング１０の一部分はサンプル容器３２やアーム１２の部分が通過できるように電動シャッター１３で開かれたりケーシング１０の密閉性を確保するために閉鎖されたりする。また、サンプル容器取扱装置３１のアーム１２を水平回転させる電動モータ等の駆動装置は、ケーシング１０の外側から遠隔制御できるように構成される。電動シャッター１３は、ケーシング１０の一部を開閉する機能を提供するものであるから、そのような機能を持つものであればどのような形式の開閉手段であっても良い。
【００３７】
サンプラー２３は、図５のように、円筒状の本管１４の下端にサンプラー先端部採取口２３ａが設けられている。そのサンプラー先端部採取口２３ａは円筒状の本管１４の中を上下動自在に挿入してあるサンプラー先端部採取口支持棒２３ｂで、その下端に固定したこま１５を上方に引上げることで図５（ａ）のように閉じたり、逆に下方に押し下げることで図５（ｂ）にように開いたりすることができる。
【００３８】
そのこま１５は一部分がくびれている構造を有し、残渣回収容器５内の放射性粉体中で図５の（ａ），（ｂ）のようにサンプラー先端部採取口２３ａを開閉することで、そのくびれた部分と本管１４内壁面との間に放射性粉体を挟みこんで本管内に採取できる。
【００３９】
そのサンプラー先端部採取口支持棒２３ｂを上下に駆動する装置がサンプラー採取口取扱装置４０である。サンプラー採取口取扱装置４０は、レール３０ｂに沿って上下移動する駆動装置３０ａに設置され、ピストンシリンダー装置或いはねじ送り装置などの駆動装置でサンプラー先端部採取口支持棒２３ｂを上下に駆動可能とし、その駆動によってサンプラー先端部採取口２３ａは開閉する。その駆動装置はケーシング１０の外側から遠隔制御できるように構成されている。
【００４０】
このように、サンプラー採取口取扱装置４０は、サンプラー２３の先端部採取口２３ａを開閉するもので、そのサンプラー採取口取扱装置４０に固定してサンプラー２３の本管１４を押さえるサンプラー押さえ４１を有する。
【００４１】
駆動装置３０ａや電動シャッター１３やサンプル容器取扱装置３１やサンプラー採取口取扱装置４０はケーシング１０の外側から遠隔操作できるように構成する。
【００４２】
残渣回収容器５内に回収されて滞留している放射性粉体をサンプリングする際には次のようにして行われる。即ち、隔離装置２１や電動シャッター１３を閉じておき、排気装置２６を駆動してケーシング１０内を負圧として、その後ＡｒガスをＡｒガス導入ライン２５を通じてケーシング１０内に注入しケーシング１０内の雰囲気をＡｒガスに置換する。その置換の後には、排気装置２６の駆動を停止して、圧力計Ｐでケーシング１０内の圧力が残渣回収容器５内側の圧力よりも高くなるように監視し、圧力調整弁２４の駆動部にそのようになるようにフィードバック制御をかける。
【００４３】
このようにして、ケーシング１０内の圧力が残渣回収容器５内側の圧力よりも高くなるように維持した状態で、隔離装置２１を開き、次に駆動装置３０ａを駆動して駆動装置３０ａ自体をレール３０ｂにそって降下させる。このようにすると、サンプラー採取口取扱装置４０も降下すので、サンプラー２３がガイド管２２内を下方へ通過し、ついにはサンプラー２３の下端が、図２のように、残渣回収容器５内の放射性粉体内に差し入れられる。
【００４４】
その後に、サンプラー採取口取扱装置４０でサンプラー先端部採取口支持棒２３ｂを下方へ押すように駆動して、図５のように、サンプラー先端部採取口２３ａを開き、引き続いて逆に駆動してサンプラー先端部採取口２３ａを閉じる。このようにすると、本管１４とこま１５のくびれの間に放射性粉体を収納することができる。
【００４５】
次に、駆動装置３０ａを逆方向に駆動してサンプラー２３とともにサンプラー採取口取扱装置４０を駆動装置３０ａとともに上昇させて、ケーシング１０内にサンプラー２３を収納する。その後に、隔離装置２１を閉じてケーシング１０内と残渣回収容器５内との間を仕切ることにより両者間を相互に隔離する状態とする。
【００４６】
この際に、残渣回収容器５内の放射性粉体や雰囲気がケーシング１０内に侵入したと思われる状況があった場合には、排気装置２６を駆動してそれらを排気して排気処理側に送る。
【００４７】
次に、サンプル容器取扱装置３１を駆動してサンプル容器３２を搭載したアーム１２を水平回転させてサンプル容器３２をサンプラー２３の下端の下方に位置させる。次に、サンプラー採取口取扱装置４０を駆動して、図５（ｂ）のように、サンプラー先端部採取口２３ａを開いて本管１４とこま１５との間に収納してあった放射性粉体をサンプル容器３２内に落とし込む。
【００４８】
サンプル容器３２に放射性粉体を受けた後に、電動シャッター１３を開き、アーム１２を回転させてサンプル容器３２をサンプル容器搬送装置１１に移動させて渡す。その後にはアーム１２をケーシング１０内に回転して戻し、電動シャッター１３を閉じてケーシング１０内を密閉状態に戻し、Ａｒガスのケーシング１０内への供給も止める。
【００４９】
本発明の実施例は以上のとおりであるから、本発明の実施例では、以下のような（１）〜（５）項の特徴を備えている。
（１）フッ素雰囲気であるフッ化工程において、不揮発性Ｕ，Ｐｕ及びＦＰのフッ化物の放射性粉体が滞留した粉体容器からサンプリングを行うサンプリング装置において、粉体容器とサンプリング装置との隔離を可能とするような隔離装置をもつものとする。本隔離装置は、粉体容器の粉体サンプリング時に「開」とし、サンプリング終了後に「閉」とする。本隔離装置を持つことでフッ素雰囲気である粉体容器とフッ素雰囲気ではないサンプリング装置を隔離可能とする。
（２）上記（１）項の内容を有するサンプリング装置において、サンプリング装置内の圧力を粉体容器内圧力より高く保つようにするため、Ａｒガス導入ライン，圧力計及び圧力調整弁をもつものとする。これによりサンプリング装置からサンプラーを挿入，引抜きを行う粉体サンプリング時に隔離装置が「開」でも、Ａｒガスがサンプリング装置から粉体容器へ流れることから、フッ素雰囲気である粉体容器からのガスの漏えいを防止できる。
（３）上記（１）項の内容を有するサンプリング装置において、サンプリング装置内を置換できるようにするため、排気装置を持つものとする。これによりサンプリング装置からサンプラーを挿入，引抜きを行う粉体サンプリング時に隔離装置が「開」でフッ素雰囲気である粉体容器からガスがサンプリング装置に流入しても、サンプリング装置内をＡｒガスに置換ができる。
（４）上記（１）項〜（３）項の内容を有するサンプリング装置において、放射性粉体をサンプリングするサンプラーを粉体容器に挿入，引抜きするためのサンプラー挿入装置及びサンプラー先端部の採取口を開閉するサンプラー採取口取扱装置をもつものとする。サンプラー挿入装置及びサンプラー採取口取扱装置を持つことで作業員が手作業でフッ素雰囲気である粉体容器から放射性粉体をサンプリングしなくてもよくなる。
（５）上記（１）項〜（４）項の内容を有するサンプリング装置において、上記（４）の装置で採取した放射性粉体を回収するサンプル容器及びサンプル容器をサンプリング装置から排出するためのサンプル容器取扱装置をもつものとする。サンプル容器取扱装置を持つことで作業員が手作業で放射性粉体を回収したサンプル容器を扱わなくてもよくなる。
【００５０】
本実施例によれば、フッ素雰囲気であるフッ化工程から不揮発性Ｕ，Ｐｕ及びＦＰのフッ化物の放射性粉体をサンプリングするに当たり、隔離装置，フッ素雰囲気と圧力管理機能及び排出装置による置換機能をもつサンプリング装置を提供することにより、フッ素雰囲気系外へのフッ素ガス，放射性物質の漏えいを防止することができるとともに、フッ素雰囲気系内へ湿分が混入しＦ2ガスとの反応によりＨＦ生成及びＨＦによる材料腐食を防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、使用済核燃料の再処理過程で生成された放射性粉体状の残渣等をサンプリングするための粉体サンプリング装置に利用可能性がある。
【符号の説明】
【００５２】
１ 粉体供給ライン
２ Ａｒガス供給ライン
３ Ｆ2ガス供給ライン
４ フレーム炉
５ 残渣回収容器
６ ＵＦ6ガス精製ライン
７ 残渣回収ライン
８ 残渣搬送装置
１０ ケーシング
２０ サンプリング装置
２１ 隔離装置
２２ ガイド管
２３ サンプラー
２３ａ サンプラー先端部採取口
２３ｂ サンプラー先端部採取口支持棒
２４ 圧力調整弁
２５ Ａｒガス導入ライン
２６ 排気装置
３０ サンプラー挿入装置
３０ａ サンプラー挿入装置駆動装置
３０ｂ レール
３０ｃ ガイド
３１ サンプル容器取扱装置
３２ サンプル容器
４０ サンプラー採取口取扱装置
４１ サンプラー押さえ
Ｐ 圧力計
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力プラントから発生する使用済核燃料の再処理において処理過程でのフッ化物の放射性粉体をサンプリングする装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、原子力プラントである原子力発電所から発生する使用済核燃料の再処理技術として、ＰＵＲＥＸ法と称せられる手法が当業者間で知られている。
【０００３】
溶媒抽出法を用いたＰＵＲＥＸ法では、製品であるウランＵ（以下、単にＵとのみ表記する。）、酸化金属燃料ＭＯＸ（またはプルトニウムＰｕ）は高精製度で回収されるものの、そのＰＵＲＥＸ法は主工程において溶媒抽出という大型の分離体系を必要とすることや大量の液体廃棄物が発生することから再処理コストが高い傾向であるとされ、経済性を向上させるために施設の小型化や廃棄物量の低減を図る必要がある。
【０００４】
一方、使用済核燃料の再処理技術として、乾式再処理法の一つであるフッ化物揮発法が当業者間で知られている。この方法は小型の設備で高精製度のＵを回収できるという利点があるが、プルトニウムＰｕ（以下、単にＰｕとのみ表記する。）の単独分離精製が難しいことが知られている。
【０００５】
そこで、ＰＵＲＥＸ法の上流にフッ化物揮発法によるＵの分離精製工程を設けることで、ＰＵＲＥＸ法を実施する設備を小型化するとともに、Ｐｕの精製が難しいというフッ化物揮発法の課題を補う相補的なハイブリット再処理法であるＦＬＵＯＲＥＸ法の開発が行われている（特許文献１及び非特許文献１を参照）。
【０００６】
このＦＬＵＯＲＥＸ法では原子炉の形式の一つである軽水炉の使用済核燃料の大部分を占めるＵの内、９０％以上をフッ化反応により気体状の六フッ化ウランＵＦ6に（以下、単にＵＦ6とのみ表記する。）転換して揮発させ、分離する。即ち、脱被覆工程で、軽水炉の使用済燃料を粉体状にする。この粉体状の酸化物と高濃度のフッ素Ｆ2ガス（以下、単にＦ2ガスとのみ表記する。）を塔状のフレーム炉に導入し、１２００℃程度の温度で核燃料中のＵをＵＦ6に転換する。このＵＦ6は蒸留器や吸着材によって精製することができる。
【０００７】
この再処理製品としてのＵはＵ濃縮に用いるＵＦ6の化学形態であるため、転換施設を介することなくＵ濃縮、転換施設で使用でき、燃料として再利用できる。Ｕの大部分を除去した残りの１０％以下のＵとＰｕおよび不揮発性の放射性核分裂生成物ＦＰ（以下、単にＦＰとのみ表記する。）のフッ化物は、可溶性の酸化物に転換した後、硝酸に溶解し、ＰＵＲＥＸ法の手法を用いて精製する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２５７９８０号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】火力原子力発電 Vol.54 No.12 (Dec.2003) 第４６頁〜第５４頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このように使用済核燃料の再処理過程で組み込まれているフッ化工程では、フッ素を利用するため、空気の混入により生成されたフッ化水素ＨＦ（以下、単にＨＦとのみ表記する。）等の腐食生成物による使用済核燃料のフッ化挙動への影響及び材料腐食への影響を小さくする必要がある。また、フッ化水素は生体に対して極めて浸透性が強いので、例え希薄でも再処理過程で生成されたＨＦの吸入やＨＦに接触することのないように格別の注意が必要とされている。
【００１１】
従って、フッ素雰囲気であるフッ化工程において、計量管理及び工程管理を目的として不揮発性Ｕ，Ｐｕ及びＦＰの放射性粉体が滞留した粉体容器からフッ化物のサンプリングを行う際にも放射性物質及びフッ素雰囲気と再処理系統外との隔離を可能とするサンプリング装置が必要とされる。
【００１２】
従って、本発明の目的は、使用済核燃料の再処理過程で生成されたフッ化物の放射性粉体を安全にサンプリングすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記発明の目的を達成するための基本的手段は、使用済核燃料の再処理工程中で生成された不揮発性のフッ化物の放射性粉体を滞留する粉体容器に対して設けられ、前記粉体容器内の前記放射性粉体を採取するサンプリング装置と、前記サンプリング装置の外郭を囲うケーシング内と前記粉体容器内との間を隔離及び連通自在とする隔離装置と、前記ケーシング内への不活性ガス（例えばアルゴンガス。以下、単にＡｒガスとのみ表記する。）の注入手段と、前記ケーシング内の圧力を前記粉体容器内の圧力より高くする圧力調整手段とを備えた粉体サンプリング装置である。
【００１４】
このような基本的手段を備えることにより、フッ素雰囲気であるフッ化工程において、不揮発性フッ化物の放射性粉体が滞留した粉体容器からサンプリングを行うに際して、Ａｒガスの注入手段でサンプリング装置のケーシング内にＡｒガスを注入してサンプリング装置のケーシング内をＡｒガスに置換し、隔離装置は、粉体容器の粉体サンプリング時に「開」としてサンプリング作業を可能とし、サンプリング終了後に「閉」としてフッ素雰囲気である粉体容器内とフッ素雰囲気ではないサンプリング装置のケーシング内とを隔離可能とし、また、粉体サンプリング時には、圧力調整手段でサンプリング装置のケーシング内の圧力を粉体容器内の圧力より高く保つようにして、サンプリング時に隔離装置が「開」でも、サンプリング装置のケーシング内側へ粉体容器内の雰囲気が流れ込むことを阻止し、フッ素雰囲気である粉体容器からのガスの漏えいを防止する。
【発明の効果】
【００１５】
フッ素雰囲気であるフッ化工程から不揮発性のフッ化物の放射性粉体をサンプリングするに当たり、フッ素雰囲気系外へのフッ素ガス，放射性物質の漏えいを防止することができるとともに、フッ素雰囲気系内へ系統外からＡｒガス以外に湿分が混入しＦ2ガスと湿分の反応によりＨＦを生成することや、ＨＦによる材料腐食の発生に関して抑制ないしは防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施列１に係る粉体サンプリング装置を備えた使用済核燃料の再処理工程の系統フロー図である。
【図２】図１の粉体サンプリング装置の全体概要図である。
【図３】図２の粉体サンプリング装置におけるサンプラー挿入装置及びサンプル容器取扱装置の概要図である。
【図４】図１，図２のサンプラーのサンプラー採取口取扱装置の概要図である。
【図５】図１，図２，図３のサンプラーのサンプラー採取口の開閉状態を示す断面図にして、（ａ）図は閉鎖状態を、（ｂ）図は開状態を示している図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
ＦＬＵＯＲＥＸ法におけるフッ化工程の系統フローは、図１のように、使用済核燃料は予め粉体化されて使用済核燃料粉体とされ、その使用済核燃料粉体は粉体供給ライン１を通じてフレーム炉４に供給される。なお、使用済核燃料粉体のキャリアガスとしてＡｒガスをＡｒガス供給ライン２より供給する。使用済核燃料粉体をフッ化させるためのＦ2ガスは、Ｆ2ガス供給ライン３よりフレーム炉４に供給する。
【００１９】
このように、フレーム炉４に使用済核燃料粉体とＦ2ガスを導入し、フッ化反応により粉体中の大部分のＵを気体状のＵＦ6に転換し揮発させ分離する。また、粉体中の一部のＦＰもフッ化反応により気体状のフッ化物に転換し揮発され分離される。揮発したＵＦ6等のガスは、ＵＦ6精製工程を司る設備に供給され、そこで精製され、次工程のＵＦ6回収工程を司る設備に移送される。
【００２０】
フレーム炉４内でのフッ化反応にてＵの大部分は揮発するが、不揮発性Ｕ，Ｐｕ及びＦＰのフッ化物の放射性粉体は、残渣として粉体容器である残渣回収容器５に回収される。
回収された残渣は、残渣搬送装置８により、酸化物転換処理工程を司る設備へ搬送される。
【００２１】
ここで、計量管理及びフレーム炉４の運転状態を確認する工程管理のために残渣回収容器５に回収されて滞留している残渣をサンプリングする必要がある。そのサンプリングに際しては次のような課題が伴う。即ち、フッ化工程においては、フッ素を利用するため、空気の混入により生成される腐食生成物ＨＦによる使用済核燃料のフッ化挙動への影響及び材料腐食への影響を小さくする必要がある。また、ＨＦは生体に対して極めて浸透性が強いので、例え希薄でもＨＦの吸入や接触することのないようフッ素漏えいには格別の注意が必要である。
【００２２】
よって、残渣回収容器５から残渣をサンプリングする際には、フッ化工程を司る設備内への空気の流入がなく、また、放射性物質及びフッ素の漏えいがないような隔離機能をもった粉体サンプリング装置を用いる必要がある。
【００２３】
そのようなサンプリング装置は本実施例では以下のようになっている。即ち、図２や図３の粉体サンプリング装置の構成のように、サンプリング装置２０は装置の外郭を密閉するように囲うケーシング１０と、そのケーシング１０と残渣回収容器５内とを連通接続する円筒状のガイド管２２とを備えている。このようにして、サンプリング装置２０は作為的に開口部を開かない限りはサンプリング装置２０の外周囲の雰囲気から遮蔽されている。
【００２４】
そのガイド管２２は、サンプリング装置２０と残渣回収容器５との間を抜き差しされるサンプラー２３の通路及び保護する機能を担う。そのガイド管２２の途中部位には、放射性粉体及びフッ素雰囲気系内の残渣回収容器５と、その系外であるサンプリング装置２０を隔離するための隔離装置２１を有する。その隔離装置２１は、一例としてボール弁が採用でき、そのボール弁を電動で遠隔駆動できるようにすることが好ましい。
【００２５】
その隔離装置２１は開かれたときには隔離が解除されてサンプラー２３が上下にガイド管２２と隔離装置２１内を通過して残渣回収容器５内へ到達することができる。また、その隔離装置２１が閉じられて仕切られると、サンプリング装置２０と残渣回収容器５との間は雰囲気が通じ合えない隔離状態となる。
【００２６】
図２，図３のように、Ａｒガスの注入手段がサンプリング装置２０に装備されている。
即ち、Ａｒガスの高圧ガス源からガス供給配管がＡｒガス導入ライン２５としてケーシング１０内と連通するように接続されている。そのＡｒガス導入ライン２５のガス供給配管の途中には圧力調整弁２４が圧力調整手段として備えられている。この圧力調整弁２４には、ケーシング１０内の圧力を検知する圧力計Ｐによる検知結果に基づいて予め知られている残渣回収容器５内の圧力よりもケーシング１０内の圧力が大きな圧力となるようにフィードバック制御がかけられている。
【００２７】
ケーシング１０には、排気装置２６が連通接続され、ケーシング１０内の雰囲気をケーシング１０外へ排気することができるようにされ、ケーシング１０内の雰囲気をＡｒガス導入ライン２５からのＡｒガスの雰囲気に置換することがスムーズに行うことができるようになっている。
【００２８】
このように、サンプリング装置２０内、即ちケーシング１０内の圧力を調整するための圧力計Ｐ、圧力調整弁２４及びＡｒガス導入ライン２５を有し、サンプリング装置２０内の雰囲気を置換するために、サンプリング装置２０内を排気する排気装置２６を有するサンプリング装置である。
【００２９】
このような構成であるから、サンプリングを実施していない時、即ちサンプラー２３がサンプリング装置２０内に収まっている時（図３参照。）は、隔離装置２１によりガイド管２２内の流路を仕切ることで放射性物質及びフッ素雰囲気系内の残渣回収容器５から系外へのＦ2ガス，放射性物質の漏えいを防止することができると共に、系内への湿分混入を防止することができ、湿分とＦ2ガスとの反応によるＨＦ生成及びＨＦによる腐食を防止できる。
【００３０】
サンプリングを実施している時、即ち隔離装置２１によりガイド管２２内の流路を仕切らずにサンプラー２３が残渣回収容器５に挿入されている時は、圧力計Ｐ，圧力調整弁２４及びＡｒガス導入ライン２５によりサンプリング装置２０内の圧力を残渣回収容器５の圧力より高くすることで、ガスの流れが残渣回収容器５側へとなることにより残渣回収容器５から系外へのＦ2ガス，放射性物質の漏えいを防止することができる。また、残渣回収容器５へＡｒガスが流れ込むことになるが湿分を含む空気ではないことから系内への湿分混入が防止でき、湿分が混入しＦ2ガスとの反応によりＨＦ生成及びＨＦによる腐食を防止できる。サンンプリング装置２０は、圧力計Ｐ，圧力調整弁２４及びＡｒガス導入ライン２５により、残渣回収容器５内の圧力より高くなるように圧力管理を行う。
【００３１】
また、サンプリングを実施している時にフッ素雰囲気である残渣回収容器５からガスがサンプリング装置２０側に流入した時、排気装置２６にてサンプリング装置２０内、即ちケーシング１０内を真空にして、Ａｒガス導入ライン２５よりＡｒガスを供給し、サンプリング装置２０のケーシング１０内を残渣回収容器５からのガスに代えてＡｒガスに置換できる。
【００３２】
サンプリング装置２０のケーシング１０内に収められている機器構成は以下のとおりである。即ち、図３のように、ケーシング１０内には、サンプラー挿入装置３０及びサンプル容器取扱装置３１及びサンプラー２３及びサンプラー採取口取扱装置４０が納められている。
【００３３】
そのサンプラー挿入装置３０は、サンプラー２３を残渣回収容器５に挿入，引抜きを行うもので、その際、垂直方向に移動するためのサンプラー挿入装置駆動装置３０ａ，２本のレール３０ｂ及び垂直方向に移動する補助となるガイド３０ｃを有する。その駆動装置は、レール３０ｂに設けたラックにかみ合わせたピニオンを電動モータ等で回転駆動させるものや、レール３０ｂを螺子としてそれに螺合させたナットを回転させる螺子送り装置などが採用でき、その駆動装置は、ケーシング１０の外側から遠隔制御できるように構成される。
【００３４】
サンプラー挿入装置３０は、片方にレール３０ｂを移動できる駆動装置３０ａ，反対側には垂直方向の移動を補助するガイド３０ｃにより、残渣回収容器５へのサンプラー２３のスムーズな挿入及び引抜きを可能とする。
【００３５】
なお、サンプラー２３の垂直方向への移動に関して、サンプラー２３を引抜く際シリンダ等利用した場合にサンプリング装置２０の上部に上部引抜きスペースが必要となることから、その引抜きスペースを必要とせずサンプリング装置２０を小型化するために、２本のレール３０ｂを移動できる駆動装置３０ａを有した移動方法とした。
【００３６】
サンプル容器取扱装置３１は、サンプル容器３２をサンプリング装置２０のケーシング１０内からサンプル容器搬送装置１１へ移送する機能を有する。その機能は、一例として、サンプル容器３２を搭載したアーム１２を水平回転させてケーシング１０外に配置されたサンプル容器搬送装置１１へ移動させ移し変えることで排出する事で成される。この排出の際には、サンプル容器搬送装置１１のサンプル容器受け入れ部に面するケーシング１０の一部分はサンプル容器３２やアーム１２の部分が通過できるように電動シャッター１３で開かれたりケーシング１０の密閉性を確保するために閉鎖されたりする。また、サンプル容器取扱装置３１のアーム１２を水平回転させる電動モータ等の駆動装置は、ケーシング１０の外側から遠隔制御できるように構成される。電動シャッター１３は、ケーシング１０の一部を開閉する機能を提供するものであるから、そのような機能を持つものであればどのような形式の開閉手段であっても良い。
【００３７】
サンプラー２３は、図５のように、円筒状の本管１４の下端にサンプラー先端部採取口２３ａが設けられている。そのサンプラー先端部採取口２３ａは円筒状の本管１４の中を上下動自在に挿入してあるサンプラー先端部採取口支持棒２３ｂで、その下端に固定したこま１５を上方に引上げることで図５（ａ）のように閉じたり、逆に下方に押し下げることで図５（ｂ）にように開いたりすることができる。
【００３８】
そのこま１５は一部分がくびれている構造を有し、残渣回収容器５内の放射性粉体中で図５の（ａ），（ｂ）のようにサンプラー先端部採取口２３ａを開閉することで、そのくびれた部分と本管１４内壁面との間に放射性粉体を挟みこんで本管内に採取できる。
【００３９】
そのサンプラー先端部採取口支持棒２３ｂを上下に駆動する装置がサンプラー採取口取扱装置４０である。サンプラー採取口取扱装置４０は、レール３０ｂに沿って上下移動する駆動装置３０ａに設置され、ピストンシリンダー装置或いはねじ送り装置などの駆動装置でサンプラー先端部採取口支持棒２３ｂを上下に駆動可能とし、その駆動によってサンプラー先端部採取口２３ａは開閉する。その駆動装置はケーシング１０の外側から遠隔制御できるように構成されている。
【００４０】
このように、サンプラー採取口取扱装置４０は、サンプラー２３の先端部採取口２３ａを開閉するもので、そのサンプラー採取口取扱装置４０に固定してサンプラー２３の本管１４を押さえるサンプラー押さえ４１を有する。
【００４１】
駆動装置３０ａや電動シャッター１３やサンプル容器取扱装置３１やサンプラー採取口取扱装置４０はケーシング１０の外側から遠隔操作できるように構成する。
【００４２】
残渣回収容器５内に回収されて滞留している放射性粉体をサンプリングする際には次のようにして行われる。即ち、隔離装置２１や電動シャッター１３を閉じておき、排気装置２６を駆動してケーシング１０内を負圧として、その後ＡｒガスをＡｒガス導入ライン２５を通じてケーシング１０内に注入しケーシング１０内の雰囲気をＡｒガスに置換する。その置換の後には、排気装置２６の駆動を停止して、圧力計Ｐでケーシング１０内の圧力が残渣回収容器５内側の圧力よりも高くなるように監視し、圧力調整弁２４の駆動部にそのようになるようにフィードバック制御をかける。
【００４３】
このようにして、ケーシング１０内の圧力が残渣回収容器５内側の圧力よりも高くなるように維持した状態で、隔離装置２１を開き、次に駆動装置３０ａを駆動して駆動装置３０ａ自体をレール３０ｂにそって降下させる。このようにすると、サンプラー採取口取扱装置４０も降下すので、サンプラー２３がガイド管２２内を下方へ通過し、ついにはサンプラー２３の下端が、図２のように、残渣回収容器５内の放射性粉体内に差し入れられる。
【００４４】
その後に、サンプラー採取口取扱装置４０でサンプラー先端部採取口支持棒２３ｂを下方へ押すように駆動して、図５のように、サンプラー先端部採取口２３ａを開き、引き続いて逆に駆動してサンプラー先端部採取口２３ａを閉じる。このようにすると、本管１４とこま１５のくびれの間に放射性粉体を収納することができる。
【００４５】
次に、駆動装置３０ａを逆方向に駆動してサンプラー２３とともにサンプラー採取口取扱装置４０を駆動装置３０ａとともに上昇させて、ケーシング１０内にサンプラー２３を収納する。その後に、隔離装置２１を閉じてケーシング１０内と残渣回収容器５内との間を仕切ることにより両者間を相互に隔離する状態とする。
【００４６】
この際に、残渣回収容器５内の放射性粉体や雰囲気がケーシング１０内に侵入したと思われる状況があった場合には、排気装置２６を駆動してそれらを排気して排気処理側に送る。
【００４７】
次に、サンプル容器取扱装置３１を駆動してサンプル容器３２を搭載したアーム１２を水平回転させてサンプル容器３２をサンプラー２３の下端の下方に位置させる。次に、サンプラー採取口取扱装置４０を駆動して、図５（ｂ）のように、サンプラー先端部採取口２３ａを開いて本管１４とこま１５との間に収納してあった放射性粉体をサンプル容器３２内に落とし込む。
【００４８】
サンプル容器３２に放射性粉体を受けた後に、電動シャッター１３を開き、アーム１２を回転させてサンプル容器３２をサンプル容器搬送装置１１に移動させて渡す。その後にはアーム１２をケーシング１０内に回転して戻し、電動シャッター１３を閉じてケーシング１０内を密閉状態に戻し、Ａｒガスのケーシング１０内への供給も止める。
【００４９】
本発明の実施例は以上のとおりであるから、本発明の実施例では、以下のような（１）〜（５）項の特徴を備えている。
（１）フッ素雰囲気であるフッ化工程において、不揮発性Ｕ，Ｐｕ及びＦＰのフッ化物の放射性粉体が滞留した粉体容器からサンプリングを行うサンプリング装置において、粉体容器とサンプリング装置との隔離を可能とするような隔離装置をもつものとする。本隔離装置は、粉体容器の粉体サンプリング時に「開」とし、サンプリング終了後に「閉」とする。本隔離装置を持つことでフッ素雰囲気である粉体容器とフッ素雰囲気ではないサンプリング装置を隔離可能とする。
（２）上記（１）項の内容を有するサンプリング装置において、サンプリング装置内の圧力を粉体容器内圧力より高く保つようにするため、Ａｒガス導入ライン，圧力計及び圧力調整弁をもつものとする。これによりサンプリング装置からサンプラーを挿入，引抜きを行う粉体サンプリング時に隔離装置が「開」でも、Ａｒガスがサンプリング装置から粉体容器へ流れることから、フッ素雰囲気である粉体容器からのガスの漏えいを防止できる。
（３）上記（１）項の内容を有するサンプリング装置において、サンプリング装置内を置換できるようにするため、排気装置を持つものとする。これによりサンプリング装置からサンプラーを挿入，引抜きを行う粉体サンプリング時に隔離装置が「開」でフッ素雰囲気である粉体容器からガスがサンプリング装置に流入しても、サンプリング装置内をＡｒガスに置換ができる。
（４）上記（１）項〜（３）項の内容を有するサンプリング装置において、放射性粉体をサンプリングするサンプラーを粉体容器に挿入，引抜きするためのサンプラー挿入装置及びサンプラー先端部の採取口を開閉するサンプラー採取口取扱装置をもつものとする。サンプラー挿入装置及びサンプラー採取口取扱装置を持つことで作業員が手作業でフッ素雰囲気である粉体容器から放射性粉体をサンプリングしなくてもよくなる。
（５）上記（１）項〜（４）項の内容を有するサンプリング装置において、上記（４）の装置で採取した放射性粉体を回収するサンプル容器及びサンプル容器をサンプリング装置から排出するためのサンプル容器取扱装置をもつものとする。サンプル容器取扱装置を持つことで作業員が手作業で放射性粉体を回収したサンプル容器を扱わなくてもよくなる。
【００５０】
本実施例によれば、フッ素雰囲気であるフッ化工程から不揮発性Ｕ，Ｐｕ及びＦＰのフッ化物の放射性粉体をサンプリングするに当たり、隔離装置，フッ素雰囲気と圧力管理機能及び排出装置による置換機能をもつサンプリング装置を提供することにより、フッ素雰囲気系外へのフッ素ガス，放射性物質の漏えいを防止することができるとともに、フッ素雰囲気系内へ湿分が混入しＦ2ガスとの反応によりＨＦ生成及びＨＦによる材料腐食を防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、使用済核燃料の再処理過程で生成された放射性粉体状の残渣等をサンプリングするための粉体サンプリング装置に利用可能性がある。
【符号の説明】
【００５２】
１ 粉体供給ライン
２ Ａｒガス供給ライン
３ Ｆ2ガス供給ライン
４ フレーム炉
５ 残渣回収容器
６ ＵＦ6ガス精製ライン
７ 残渣回収ライン
８ 残渣搬送装置
１０ ケーシング
２０ サンプリング装置
２１ 隔離装置
２２ ガイド管
２３ サンプラー
２３ａ サンプラー先端部採取口
２３ｂ サンプラー先端部採取口支持棒
２４ 圧力調整弁
２５ Ａｒガス導入ライン
２６ 排気装置
３０ サンプラー挿入装置
３０ａ サンプラー挿入装置駆動装置
３０ｂ レール
３０ｃ ガイド
３１ サンプル容器取扱装置
３２ サンプル容器
４０ サンプラー採取口取扱装置
４１ サンプラー押さえ
Ｐ 圧力計
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用済核燃料の再処理工程中で生成された不揮発性のフッ化物の放射性粉体を滞留する粉体容器等に対して設けられ、前記粉体容器内の前記放射性粉体を採取するサンプリング装置と、
前記サンプリング装置の外郭を囲うケーシング内と前記粉体容器内との間を隔離及び連通自在とする隔離装置と、
前記ケーシング内への不活性ガス（例えばアルゴンガス）の注入手段と、
前記ケーシング内の圧力を前記粉体容器内の圧力より高くする圧力調整手段と、
を備えた粉体サンプリング装置。
【請求項２】
請求項１において、前記ケーシングに、前記ケーシング内の排気を行う排気装置を接続してあることを特徴とした粉体サンプリング装置。
【請求項３】
請求項２において、前記ケーシングは、前記粉体容器との間を連通接続するガイド管を有し、
前記サンプリング装置は、前記ガイド管の延長上に配置されたサンプラーと、前記サンプラーを前記ガイド管内を通じて前記粉体容器内へ挿入及び前記粉体容器内から引抜き自在に駆動するサンプラー挿入装置と、前記サンプラーのサンプラー先端部採取口を開閉するサンプラー採取口取扱装置と、
を備えた粉体サンプリング装置。
【請求項４】
請求項３において、前記ケーシング内にサンプリングされた前記放射性粉体を回収するサンプル容器を前記ケーシング外へ移動させて排出するサンプル容器取扱装置と、
前記排出の移動経路となる前記ケーシングの一部分を開閉する開閉手段と、
を備えた粉体サンプリング装置。
【請求項１】
使用済核燃料の再処理工程中で生成された不揮発性のフッ化物の放射性粉体を滞留する粉体容器等に対して設けられ、前記粉体容器内の前記放射性粉体を採取するサンプリング装置と、
前記サンプリング装置の外郭を囲うケーシング内と前記粉体容器内との間を隔離及び連通自在とする隔離装置と、
前記ケーシング内への不活性ガス（例えばアルゴンガス）の注入手段と、
前記ケーシング内の圧力を前記粉体容器内の圧力より高くする圧力調整手段と、
を備えた粉体サンプリング装置。
【請求項２】
請求項１において、前記ケーシングに、前記ケーシング内の排気を行う排気装置を接続してあることを特徴とした粉体サンプリング装置。
【請求項３】
請求項２において、前記ケーシングは、前記粉体容器との間を連通接続するガイド管を有し、
前記サンプリング装置は、前記ガイド管の延長上に配置されたサンプラーと、前記サンプラーを前記ガイド管内を通じて前記粉体容器内へ挿入及び前記粉体容器内から引抜き自在に駆動するサンプラー挿入装置と、前記サンプラーのサンプラー先端部採取口を開閉するサンプラー採取口取扱装置と、
を備えた粉体サンプリング装置。
【請求項４】
請求項３において、前記ケーシング内にサンプリングされた前記放射性粉体を回収するサンプル容器を前記ケーシング外へ移動させて排出するサンプル容器取扱装置と、
前記排出の移動経路となる前記ケーシングの一部分を開閉する開閉手段と、
を備えた粉体サンプリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−５３１６４（Ｐ２０１１−５３１６４Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０４２５０（Ｐ２００９−２０４２５０）
【出願日】平成２１年９月４日（２００９．９．４）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月４日（２００９．９．４）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【Ｆターム（参考）】
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