JP2937538B2 - 原子炉透視用の超音波トランスジューサ - Google Patents
原子炉透視用の超音波トランスジューサInfo
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- JP2937538B2 JP2937538B2 JP3113103A JP11310391A JP2937538B2 JP 2937538 B2 JP2937538 B2 JP 2937538B2 JP 3113103 A JP3113103 A JP 3113103A JP 11310391 A JP11310391 A JP 11310391A JP 2937538 B2 JP2937538 B2 JP 2937538B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/048—Transmission, i.e. analysed material between transmitter and receiver
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子炉透視用の超音波
トランスジューサに係り、特に高速増殖炉内に充満され
た液体金属ナトリウム中に浸漬されて容器内部を透視す
る原子炉透視用の超音波トランスジューサに関する。
トランスジューサに係り、特に高速増殖炉内に充満され
た液体金属ナトリウム中に浸漬されて容器内部を透視す
る原子炉透視用の超音波トランスジューサに関する。
【０００２】
【従来の技術】高速増殖炉には、その原子炉容器内の各
種機器の位置や形状等を透視観察するために透視器が設
置されている。この透視器は原子炉容器に充満された高
温の液体金属ナトリウムに浸漬されるので、耐食性に優
れた高温用の超音波トランスジューサが広く使用されて
いる。
種機器の位置や形状等を透視観察するために透視器が設
置されている。この透視器は原子炉容器に充満された高
温の液体金属ナトリウムに浸漬されるので、耐食性に優
れた高温用の超音波トランスジューサが広く使用されて
いる。
【０００３】図３はこのような高温用超音波トランスジ
ューサを具備した高速増殖炉を示したもので、原子炉容
器１の上部開口は固定プラグ２と回転プラグ３とによっ
て閉塞され、この原子炉容器１内には炉心４が配置さ
れ、この炉心４は多数本の燃料集合体及び制御棒等の炉
心構成要素５から構成される。炉心４には入口管６から
流入した液体金属ナトリウム７が通流し、熱を奪って出
口管８から流出する。回転プラグ３には炉心上部機構９
が貫通し、固定プラグ２には超音波透視器１０が貫通し
ている。この超音波透視器１０の先端には高温用の超音
波トランスジューサ１１が取付けられている。この超音
波トランスジューサ１１は液体金属ナトリウム７に浸漬
され、超音波を矢印１２方向に放出して、燃料集合体の
ハンドリングヘッドの浮き上がり状態を観察し、燃料集
合体が正しい位置に装荷されているか否かを検査する。
ューサを具備した高速増殖炉を示したもので、原子炉容
器１の上部開口は固定プラグ２と回転プラグ３とによっ
て閉塞され、この原子炉容器１内には炉心４が配置さ
れ、この炉心４は多数本の燃料集合体及び制御棒等の炉
心構成要素５から構成される。炉心４には入口管６から
流入した液体金属ナトリウム７が通流し、熱を奪って出
口管８から流出する。回転プラグ３には炉心上部機構９
が貫通し、固定プラグ２には超音波透視器１０が貫通し
ている。この超音波透視器１０の先端には高温用の超音
波トランスジューサ１１が取付けられている。この超音
波トランスジューサ１１は液体金属ナトリウム７に浸漬
され、超音波を矢印１２方向に放出して、燃料集合体の
ハンドリングヘッドの浮き上がり状態を観察し、燃料集
合体が正しい位置に装荷されているか否かを検査する。
【０００４】また、燃料集合体の交換を行う場合には回
転プラグ３を作動させる必要があり、この時に燃料集合
体と炉心上部機構９との間に回転プラグ３の作動に支障
を生ずる障害物が存在すると、燃料集合体が破損や亀裂
を生ずる。そこで、超音波トランスジューサ１１は、上
記障害物の有無を超音波の往復時間または方向で判定す
る。
転プラグ３を作動させる必要があり、この時に燃料集合
体と炉心上部機構９との間に回転プラグ３の作動に支障
を生ずる障害物が存在すると、燃料集合体が破損や亀裂
を生ずる。そこで、超音波トランスジューサ１１は、上
記障害物の有無を超音波の往復時間または方向で判定す
る。
【０００５】図４は高温用の超音波トランスジューサ１
１の構造を示したもので、円筒形のステンレス鋼製金属
ケース１３の上部開口部にはカバー１４が溶接によって
取付けられ、金属ケース１３の内部を密封している。金
属ケース１３の底部１３ａの内面にはニオブ酸リチウム
からなる円板状の高温用超音波振動子１５が接合材であ
るペースト１６によって接合されている。この超音波振
動子１５はキュリー点が１２００°Ｃ、電気機械結合係
数Ｋｔが０．１７、周波数が２．５ＭＨｚ、パルス幅が
約５０μ秒である。超音波振動子１５の電極１７にはシ
リコーンゴムチューブで被覆された電線１８が接続さ
れ、この電線１８はカバー１４を貫通したハーメチック
タイプのシールコネクタ１９によって無機絶縁ケーブル
２０に接続されている。
１の構造を示したもので、円筒形のステンレス鋼製金属
ケース１３の上部開口部にはカバー１４が溶接によって
取付けられ、金属ケース１３の内部を密封している。金
属ケース１３の底部１３ａの内面にはニオブ酸リチウム
からなる円板状の高温用超音波振動子１５が接合材であ
るペースト１６によって接合されている。この超音波振
動子１５はキュリー点が１２００°Ｃ、電気機械結合係
数Ｋｔが０．１７、周波数が２．５ＭＨｚ、パルス幅が
約５０μ秒である。超音波振動子１５の電極１７にはシ
リコーンゴムチューブで被覆された電線１８が接続さ
れ、この電線１８はカバー１４を貫通したハーメチック
タイプのシールコネクタ１９によって無機絶縁ケーブル
２０に接続されている。
【０００６】超音波振動子１５は無機絶縁ケーブル２０
と電線１８とを介して所定の電圧が印加されると、周波
数が２．５ＭＨｚ、パルス幅が約５０μ秒の超音波を発
振し、この超音波は金属ケース１３の底部１３ａを介し
て外に送り出される。
と電線１８とを介して所定の電圧が印加されると、周波
数が２．５ＭＨｚ、パルス幅が約５０μ秒の超音波を発
振し、この超音波は金属ケース１３の底部１３ａを介し
て外に送り出される。
【０００７】ところが、超音波トランスジューサ１１は
ステンレス鋼製金属ケース１３の外表面と液体金属ナト
リウム７との濡れ性が悪く、このため金属ケース１３の
外表面に不純物が付着したり、薄いガス層が形成され
る。このような不純物や薄いガス層が超音波送出面であ
る金属ケース１３の底部１３ａに生ずると、超音波のパ
ワー、即ちエネルギーが不純物やガス層に吸収されて液
体金属ナトリウム７に伝搬され難くなったり、受信され
難くなるといった問題が生ずる。このような濡れ性の悪
さは液体金属ナトリウム７の温度が約２００°Ｃ以下の
時に著しく、短時間で完全な濡れ性を確立することが困
難であった。
ステンレス鋼製金属ケース１３の外表面と液体金属ナト
リウム７との濡れ性が悪く、このため金属ケース１３の
外表面に不純物が付着したり、薄いガス層が形成され
る。このような不純物や薄いガス層が超音波送出面であ
る金属ケース１３の底部１３ａに生ずると、超音波のパ
ワー、即ちエネルギーが不純物やガス層に吸収されて液
体金属ナトリウム７に伝搬され難くなったり、受信され
難くなるといった問題が生ずる。このような濡れ性の悪
さは液体金属ナトリウム７の温度が約２００°Ｃ以下の
時に著しく、短時間で完全な濡れ性を確立することが困
難であった。
【０００８】そこで、図５に示されたように金やニッケ
ルなどのコーティング層２１を金属ケース１３の底部１
３ａの表面に被覆し、金属ケース底部１３ａと液体金属
ナトリウム７との濡れ性を良好にしている。
ルなどのコーティング層２１を金属ケース１３の底部１
３ａの表面に被覆し、金属ケース底部１３ａと液体金属
ナトリウム７との濡れ性を良好にしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の超音
波トランスジューサ１１では金やニッケルなどのコーテ
ィング層２１は、に金属ケース底部１３ａに被覆されて
いるだけであるため、一回の浸漬の間に液体金属ナトリ
ウム７中に溶出してしまう。従って、超音波トランスジ
ューサ１１を液体金属ナトリウム７中から一度引き上げ
て、再度浸漬する場合には、その浸漬前に金やニッケル
などのコーティング層２１を再度形成しなければならな
いという問題があった。
波トランスジューサ１１では金やニッケルなどのコーテ
ィング層２１は、に金属ケース底部１３ａに被覆されて
いるだけであるため、一回の浸漬の間に液体金属ナトリ
ウム７中に溶出してしまう。従って、超音波トランスジ
ューサ１１を液体金属ナトリウム７中から一度引き上げ
て、再度浸漬する場合には、その浸漬前に金やニッケル
などのコーティング層２１を再度形成しなければならな
いという問題があった。
【００１０】そこで、本発明の目的は液体金属ナトリウ
ムに繰り返し浸漬しても長期間にわたって良好な濡れ性
を維持することができる原子炉透視用の超音波トランス
ジューサを提供することにある。
ムに繰り返し浸漬しても長期間にわたって良好な濡れ性
を維持することができる原子炉透視用の超音波トランス
ジューサを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、原子炉に充満されている液体金属ナトリ
ウムに浸漬される金属ケースと、上記金属ケース内に収
容され、上記液体金属ナトリウムに浸漬された上記金属
ケースの壁を介して超音波を上記液体金属ナトリウムに
送出する超音波振動子とを具備する原子炉透視用の超音
波トランスジューサにおいて、上記金属ケースの壁は、
上記液体金属ナトリウムに接触する表面に上記液体金属
ナトリウムと濡れ性の良い金属がイオン注入されている
ことを特徴とするものである。
に、本発明は、原子炉に充満されている液体金属ナトリ
ウムに浸漬される金属ケースと、上記金属ケース内に収
容され、上記液体金属ナトリウムに浸漬された上記金属
ケースの壁を介して超音波を上記液体金属ナトリウムに
送出する超音波振動子とを具備する原子炉透視用の超音
波トランスジューサにおいて、上記金属ケースの壁は、
上記液体金属ナトリウムに接触する表面に上記液体金属
ナトリウムと濡れ性の良い金属がイオン注入されている
ことを特徴とするものである。
【００１２】この構成にあっては、上記液体金属ナトリ
ウムと濡れ性の良い金属は、金またはニッケルであるこ
とが望ましい。
ウムと濡れ性の良い金属は、金またはニッケルであるこ
とが望ましい。
【００１３】
【作用】液体金属ナトリウムに浸漬された金属ケース
は、その表面に液体金属ナトリウムと濡れ性の良い金属
がイオン注入されているため、短時間で液体金属ナトリ
ウムに密着し、ガス層や不純物の発生が充分に抑制され
る。
は、その表面に液体金属ナトリウムと濡れ性の良い金属
がイオン注入されているため、短時間で液体金属ナトリ
ウムに密着し、ガス層や不純物の発生が充分に抑制され
る。
【００１４】また、イオン注入された良濡れ性の金属が
たとえ金属ケース表面から液体金属ナトリウム中に溶出
しても、より内部にイオン注入されていた良濡れ性の金
属が表面に現れるため、金属ケース表面は常に液体金属
ナトリウムと濡れ性の良い状態に維持される。
たとえ金属ケース表面から液体金属ナトリウム中に溶出
しても、より内部にイオン注入されていた良濡れ性の金
属が表面に現れるため、金属ケース表面は常に液体金属
ナトリウムと濡れ性の良い状態に維持される。
【００１５】
【実施例】以下に、本発明に係る原子炉透視用の超音波
トランスジューサの実施例を図３乃至図５と同部分には
同一符号を付して示した図１及び図２とを参照して説明
する。
トランスジューサの実施例を図３乃至図５と同部分には
同一符号を付して示した図１及び図２とを参照して説明
する。
【００１６】図１において、円筒形のステンレス鋼製金
属ケース１３の上部開口部にはカバー１４が溶接によっ
て取り付けられ、金属ケース１３の内部を密封してい
る。金属ケース１３の底部１３ａの内面にはニオブ酸リ
チウムからなる円板状の高温用超音波振動子１５が銀ペ
ースト１６によって接合されている。超音波振動子１５
の電極１７にはシリコーンゴムチューブで被覆された電
線１８が接続され、この電線１８はカバー１４を貫通し
たハーメチックタイプのシールコネクタ１９によって無
機絶縁ケーブル２０に接続されている。
属ケース１３の上部開口部にはカバー１４が溶接によっ
て取り付けられ、金属ケース１３の内部を密封してい
る。金属ケース１３の底部１３ａの内面にはニオブ酸リ
チウムからなる円板状の高温用超音波振動子１５が銀ペ
ースト１６によって接合されている。超音波振動子１５
の電極１７にはシリコーンゴムチューブで被覆された電
線１８が接続され、この電線１８はカバー１４を貫通し
たハーメチックタイプのシールコネクタ１９によって無
機絶縁ケーブル２０に接続されている。
【００１７】超音波振動子１５が接合された金属ケース
１の底部１３ａには、表面に金やニッケル等の液体金属
ナトリウムと濡れ性の良い金属のイオン注入層２２が形
成されている。このイオン注入層２２は図２に示したよ
うに金属ケース１３の底部１３ａにその表面、即ち液体
金属ナトリウムに接触する面から金やニッケル等を所定
の深さまでイオン注入して形成される。
１の底部１３ａには、表面に金やニッケル等の液体金属
ナトリウムと濡れ性の良い金属のイオン注入層２２が形
成されている。このイオン注入層２２は図２に示したよ
うに金属ケース１３の底部１３ａにその表面、即ち液体
金属ナトリウムに接触する面から金やニッケル等を所定
の深さまでイオン注入して形成される。
【００１８】次に、この実施例の作用を説明する。
【００１９】液体金属ナトリウムに浸漬された金属ケー
ス１３のイオン注入層２２は、液体金属ナトリウムと濡
れ性の良い金属がイオン注入されているため、短時間で
液体金属ナトリウムに密着する。従って、金属ケース１
３の底部１３ａの表面にガス層や不純物が発生すること
が防止され、超音波トランスジューサ１１は確実に超音
波を液体金属ナトリウム中に送信でき、かつ受信するこ
とができる。
ス１３のイオン注入層２２は、液体金属ナトリウムと濡
れ性の良い金属がイオン注入されているため、短時間で
液体金属ナトリウムに密着する。従って、金属ケース１
３の底部１３ａの表面にガス層や不純物が発生すること
が防止され、超音波トランスジューサ１１は確実に超音
波を液体金属ナトリウム中に送信でき、かつ受信するこ
とができる。
【００２０】また、イオン注入された金やニッケル等の
金属が金属ケース表面から液体金属ナトリウム中に溶出
しても、より内部にイオン注入されていた金やニッケル
等の金属が表面に現れるため、金属ケース表面は常に液
体金属ナトリウムと濡れ性の良い状態に維持される。従
って、超音波トランスジューサ１１を液体金属ナトリウ
ムから引き上げても、そのままの状態で再度液体金属ナ
トリウムに浸漬しても液体金属ナトリウムとの良好な濡
れ性を得ることができる。
金属が金属ケース表面から液体金属ナトリウム中に溶出
しても、より内部にイオン注入されていた金やニッケル
等の金属が表面に現れるため、金属ケース表面は常に液
体金属ナトリウムと濡れ性の良い状態に維持される。従
って、超音波トランスジューサ１１を液体金属ナトリウ
ムから引き上げても、そのままの状態で再度液体金属ナ
トリウムに浸漬しても液体金属ナトリウムとの良好な濡
れ性を得ることができる。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よると、金属ケースの壁は、液体金属ナトリウムに接触
する表面に液体金属ナトリウムと濡れ性の良い金属がイ
オン注入されているため、短時間で液体金属ナトリウム
に密着し、ガス層や不純物の発生を充分に抑制すること
ができると共に、濡れ性の良い金属が金属ケース表面か
ら液体金属ナトリウム中に溶出しても、より内部にイオ
ン注入されていた良濡れ性の金属が表面に現れるため、
金属ケース表面は常に液体金属ナトリウムと濡れ性の良
い状態に保たれる。従って、本発明の超音波トランスジ
ューサは液体金属ナトリウムに浸漬の後、速やかな起動
が可能となり、かつ信頼性も向上する。
よると、金属ケースの壁は、液体金属ナトリウムに接触
する表面に液体金属ナトリウムと濡れ性の良い金属がイ
オン注入されているため、短時間で液体金属ナトリウム
に密着し、ガス層や不純物の発生を充分に抑制すること
ができると共に、濡れ性の良い金属が金属ケース表面か
ら液体金属ナトリウム中に溶出しても、より内部にイオ
ン注入されていた良濡れ性の金属が表面に現れるため、
金属ケース表面は常に液体金属ナトリウムと濡れ性の良
い状態に保たれる。従って、本発明の超音波トランスジ
ューサは液体金属ナトリウムに浸漬の後、速やかな起動
が可能となり、かつ信頼性も向上する。
【００２２】また、超音波トランスジューサを液体金属
ナトリウムから引き上げても、そのまま再度液体金属ナ
トリウムに浸漬することができるので、超音波透視作業
の所要時間を短縮でき、ひいては原子炉の運転時間を延
長することができる。
ナトリウムから引き上げても、そのまま再度液体金属ナ
トリウムに浸漬することができるので、超音波透視作業
の所要時間を短縮でき、ひいては原子炉の運転時間を延
長することができる。
【図１】本発明に係る原子炉透視用の超音波トランスジ
ューサの実施例を示した縦断面図。
ューサの実施例を示した縦断面図。
【図２】図１の要部を拡大して示した断面図。
【図３】超音波トランスジューサを具備した一般的な高
速増殖炉を示した断面図。
速増殖炉を示した断面図。
【図４】従来の超音波トランスジューサを示した縦断面
図。
図。
【図５】従来の超音波トランスジューサの底部を拡大し
て示した断面図。
て示した断面図。
７ 液体金属ナトリウム １１ 超音波トランスジューサ １３ 金属ケース １３ａ 金属ケースの底部 １５ 超音波振動子 ２２ イオン注入層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−51708（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−129868（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−118881（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01B 17/00 G01N 29/08 507 G01N 29/24 G21C 17/08 GDF
Claims (2)
- 【請求項１】原子炉に充満されている液体金属ナトリウ
ムに浸漬される金属ケースと、上記金属ケース内に収容
され、上記液体金属ナトリウムに浸漬された上記金属ケ
ースの壁を介して超音波を上記液体金属ナトリウムに送
出する超音波振動子とを具備する原子炉透視用の超音波
トランスジューサにおいて、上記金属ケースの壁は、上
記液体金属ナトリウムに接触する表面に上記液体金属ナ
トリウムと濡れ性の良い金属がイオン注入されているこ
とを特徴とする原子炉透視用の超音波トランスジュー
サ。 - 【請求項２】上記液体金属ナトリウムと濡れ性の良い金
属は、金またはニッケルであることを特徴とする請求項
１に記載の原子炉透視用の超音波トランスジューサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3113103A JP2937538B2 (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | 原子炉透視用の超音波トランスジューサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3113103A JP2937538B2 (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | 原子炉透視用の超音波トランスジューサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04340409A JPH04340409A (ja) | 1992-11-26 |
| JP2937538B2 true JP2937538B2 (ja) | 1999-08-23 |
Family
ID=14603562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3113103A Expired - Lifetime JP2937538B2 (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | 原子炉透視用の超音波トランスジューサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2937538B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007027391B3 (de) * | 2007-06-11 | 2009-01-08 | Forschungszentrum Dresden - Rossendorf E.V. | Ultraschallsensor zur Messung von lokalen Strömungsgeschwindigkeiten in flüssigen Schmelzen |
| CN103913136B (zh) * | 2014-04-09 | 2017-01-25 | 河北工业大学 | 一种超声波纸张测厚装置 |
-
1991
- 1991-05-17 JP JP3113103A patent/JP2937538B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04340409A (ja) | 1992-11-26 |
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