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温度測定装置、温度測定方法 NEW

国内特許コード P210017433
整理番号 14179
掲載日 2021年2月19日
出願番号 特願2019-100962
公開番号 特開2020-193925
出願日 令和元年5月30日(2019.5.30)
公開日 令和2年12月3日(2020.12.3)
出願人
  • 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
発明の名称 温度測定装置、温度測定方法 NEW
発明の概要 【課題】試料における中性子共鳴吸収を利用して試料の温度を非接触かつ高精度で測定する。
【解決手段】この温度測定装置1においては、白色スペクトル、パルス状の中性子線N0を発する中性子源100が用いられ、中性子線N0は、温度が測定される対象となる試料S0に照射される。試料S0を透過後の中性子線N1は、材料構成が既知であるインディケータS1に照射される。γ線検出器20によってインディケータS1から中性子線N1の照射に伴って発せられるγ線が検出される。γ線検出器20によって測定された飛行時間スペクトルには温度依存性が存在し、これを解析することによって、試料S0の温度を算出することができる。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要 試料の温度を測定する方法として、試料と温度センサとを接触させる接触型の測定方法と、試料と非接触の状態で試料の温度を測定する非接触型の測定方法の2種類がある。試料と温度センサとを接触させることが困難な状況の場合には、特に非接触型の測定方法が好ましい。

非接触型の測定方法としては、例えば試料から発せられる熱赤外線の強度を基にして温度を測定する方法が広く用いられている。一方、例えば放射性廃棄物の温度を測定する場合には、試料と温度センサとを接触させることが困難な上に、更にこの試料が他の物質(キャニスタ等)で覆われている場合もあるが、放射性廃棄物の管理上、その温度を認識することは重要である。この場合には試料が発した熱赤外線を外部で検知することが困難であるため、熱赤外線により試料の温度を検知することが困難である。

このため、このようにキャニスタ等で覆われた内部の試料の温度を非接触で測定する方法として、非特許文献1に記載されたように、キャニスタ及び試料を透過するX線を用いる方法が知られている。この測定方法においては、温度の変化に伴う試料の密度の変化が、透過X線を用いて認識される。プローブとして使用されるX線としては、高強度の放射
光が特に好ましく用いられる。しかしながら、この方法においては、キャニスタにおけるX線の透過率が十分に高い場合にのみ温度測定が可能となるため、キャニスタの厚さや材料に対する制限が大きい。
産業上の利用分野 本発明は、中性子の共鳴吸収を用いて非接触で試料の温度を測定する温度測定装置、温度測定方法に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】
試料における中性子の共鳴吸収を用いて前記試料の温度を非接触で測定する温度測定装置であって、
前記試料における前記共鳴吸収が発生するエネルギーを含むエネルギー範囲のスペクトルをもつ中性子で構成されたパルス状の中性子線を発生させる中性子源と、
前記試料において前記共鳴吸収が発生するエネルギー領域で前記共鳴吸収をおこす核種を含んで構成され、前記試料を透過後の前記中性子線が照射されるインディケータと、
前記インディケータからの前記共鳴吸収に伴う即発γ線、又は前記中性子線の光軸から外れた散乱中性子線の強度の経時変化である飛行時間スペクトルを検出する検出部と、
前記飛行時間スペクトルから前記試料の温度を算出する解析部と、
を具備することを特徴とする温度測定装置。

【請求項2】
前記インディケータは、前記試料と共通の核種を含んで構成されることを特徴とする請求項1に記載の温度測定装置。

【請求項3】
前記解析部は、前記飛行時間スペクトルと、予め記憶された参照スペクトルからの差分の積分値を算出し、当該積分値に基づいて前記温度を算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の温度測定装置。

【請求項4】
請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の温度測定装置において、異なる共鳴吸収エネルギーを有する複数の核種を含有する前記試料に対して、前記複数の核種を含有する前記インディケータを用い、
前記複数の核種の各々に対して前記温度を算出することを特徴とする温度測定方法。

【請求項5】
前記複数の核種は、前記試料における別体とされた複数の部分にそれぞれ別に含有され、当該部分毎に前記温度を算出することを特徴とする請求項4に記載の温度測定方法。
画像

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thum_JPA 502193925_i_000002.jpg
出願権利状態 公開
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