Beispielsweise ist die Oberfläche eines Brennstabs oder eines schwer zugänglichen Bereichs eines Fußstücks oder eines Ab- standhalters inspizierbar.

Zur Inspektion eines Brennelements eines Kernreaktors wird das Brennelement in der Regel in Augenschein genommen und vi- suell inspiziert. Die visuelle Inspektion kann vor dem ersten Einsatz eines Brennelements in einem Kernreaktor, nach einem Einsatzzyklus oder beim Austausch eines Brennelements erfol- gen. Aufgrund des Zerfalls der im Brennstoff vorhandenen Nu- klide tritt radioaktive Strahlung aus dem Brennelement aus.

Die visuelle Inspektion von Brennelementen erfolgt deshalb in der Regel unter Wasser in einem Becken eines Kernkraftwerks zumeist in einer Wassertiefe von mehr als 10 m, zum Teil bis 30 m.

Bei der Endabnahme in der Brennelement-Fertigung oder bei der Qualitätsprüfung der Brennelemente nach der Einlieferung am Kernreaktor kann die Inspektion auch in einem Prüfraum und nicht unter Wasser erfolgen. Prinzipiell kann eine Vorrich- tung zur Inspektion von Brennelementen eines Kernreaktors auch für diese Zwecke eingesetzt werden.

Neben der Inspektion der Außenflächen ist insbesondere auch eine visuelle Inspektion innerer Bereiche von Vorteil.

Eine Vorrichtung mit einem Boroskop-d. h. ein Rohrleitungs- system, in dem eine Bildübertragung über Spiegel erfolgt- ist in US 4,036,686 beschrieben. Das Boroskop kann beispiels- weise in die Brennelementgassen eines Brennelements einge- führt werden und Bilder aus dem Inneren eines Brennelements übermitteln. Es ist allerdings nicht flexibel und zu sperrig um beliebige (insbesondere schwer zugängliche) Bereiche eines Brennelements, beispielsweise eines Fußstücks oder eines Ab- standhalters, zu inspizieren.

In US 4,229,069 wird ein Endoskop zur Benutzung in ionisie- renden Strahlungsfeldern, insbesondere zur Beobachtung von stark strahlendem, radioaktivem Material, vorgeschlagen. Es kann jedoch nicht ferngesteuert werden und ist damit zur In- spektion eines Brennelements nicht geeignet. Allerdings wer- den hier Maßnahmen angegeben das Endoskop besonders resistent gegen radioaktive Strahlung zu machen. Dazu gehört beispiels- weise eine vorteilhafte Zusammensetzung des Glasfibermateri- als. Zudem wird eine Heizvorrichtung zur Temparaturstabili- sierung eines dem Brennelement zugewandten Teils des Endo- skops vorgeschlagen. Ausserdem soll sich das Endoskop zum Schutz vor radioaktivber Strahlung in einem festen Rohr oder einem flexiblen Metallgehäuse befinden.

Ein Endoskop nach US 5,152,957 ist Teil einer Säuberungsein- richtung zum Auffinden und Beseitigen von Fremdkörpern insbe- sondere in Brennelementgassen. Es ist starr und leitet er- zeugte Bilder der Fremdkörper und einer Säuberungseinrichtung über eine lange Glasfaser bis zu einer Kamera oberhalb des Wasserspiegels. Das Endoskop ist damit zur Inspektion aller Bereiche eines Brennelements, insbesondere schwer zugängli- cher Bereiche, ungeeignet. Außerdem sind schwere Schäden an der Glasfaser durch radioaktive Strahlung nicht zu vermeiden, worunter eine Inspektion der Brennelemente leidet. Die Glas- faser ist zu lang und wird entlang der gesamten Lange eines zu inspizierenden Brennelements geführt. Somit ist die Faser über einen großen Teil ihrer Lange radiochemischer Zersetzung

aufgrund ionisierender Strahlung ausgesetzt. Dies führt zu einer Schwächung des Bildes, das beim langen Laufweg durch die Faser seine Helligkeit verliert.

Es ist damit Aufgabe der Erfindung auch innenliegende (insbe- sondere schwer zugängliche) Bereiche eines Brennelements auch bei starker radioaktiver Strahlung inspizierbar zu machen.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Inspektion eines Bereichs eines Brennelements eines Kernreaktors, insbe- sondere zur Inspektion der Oberfläche eines Brennstabs oder eines schwer zugänglichen Bereichs eines Fußstücks oder eines Abstandhalters, die in einer ersten Variante der Erfindung umfaßt : <BR> -ein Endoskop, insbesondere ein Miniaturendoskop, mit einem ein Endoskopobjektiv tragenden, auswechselbaren Endstück, und -ein wasserdichtes Behaltnis. In dem wasserdichten Behalt- nis sind mindestens eine elektronische Bildempfangsein- richtung einer Bilderzeugungseinrichtung, eine Lichtquelle und ein Stellmotor einer Stelleinrichtung an einem anderen Ende des Endoskops angeschlossen. Sie sind ausserdem in dem Behältnis vor radioaktiver Strahlung geschützt ange- ordnet.

Die Erfindung geht bei dieser ersten Variante von der Er- kenntnis aus, daß das Endoskop bei der visuellen Inspektion in direkter Nähe des Brennelements im wesentlichen nicht aus- reichend vor radioaktiver Strahlung geschützt werden kann.

Zwar lassen sich Maßnahmen zur Erhöhung der Strahlenresistenz ergreifen, wie sie in US 4,229,069 bereits grundsätzlich be- schrieben wurden. Eine Zerstörung des Endoskops durch die ra- dioaktive Strahlung ist jedoch unvermeidlich. Zumindest der am meisten beanspruchte Teil des Endoskops, also derjenige, der in das Brennelement hineinragt (nämlich das Endstück des Endoskops), ist daher auswechselbar. Vorzugsweise ist das auswechselbare Teil auf einfache Weise und schnell auszuwech-

seln und preiswert zu ersetzen. Herkömmliche Endoskope ermög- lichen beispielsweise eine hinreichend lange Nettonutzzeit zur Inspektion mit hochwertiger Qualität in unmittelbarer Nä- he eines Brennelemets von wenigstens einer Stunde.

Desweiteren wird das Endoskop erfindungsgemäß so kurz wie eben nötig gehalten und vorwiegend senkrecht zum Brennelement angeordnet. Eine radiochemische Zerstörung des Endoskops, wie sie etwa bei einer Führung des Endoskops entlang der gesamten Länge des Brennelements bis zu einem Okular oberhalb einer Wasserfläche verstärkt auftritt, wie in US 5,152,957 be- schrieben, wird damit weitestgehend unterdrückt.

Erfindungsgemäß wird also das Behältnis mit den darin ange- ordneten Einrichtungen zusammen mit dem Endoskop zur Inspek- tion an das Brennelement herangeführt. Während das Endoskop nach einer zu langen Strahlungseinwirkung leicht zu ersetzen ist, sind die genannten Einrichtungen in dem wasserdichten Behältnis vor radioaktiver Strahlung geschützt und brauchen also nicht regelmäßig ersetzt werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der genannten ersten Va- riante der Erfindung ist eine Beleuchtungseinrichtung vorge- sehen, die das Licht der Lichtquelle von einem objektivseiti- gen Ende des Endoskops her abstrahlt. Dies hat den Vorteil, daß zur visuellen Inspektion eines Bereichs eines Brennele- ments der interessierende Bereich in einem Sichtfeld des En- doskops direkt beleuchtet werden kann. Gegenüber einer indi- rekten Beleuchtung, beispielsweise durch eine Lampe, die ihr Licht aus einer von der in Blickrichtung des Endoskops ver- schiedenen Richtung einstrahlt, wird bei dieser erfindungsge- mäßen Lösung Schattenwurf vermieden, und so die Qualität der visuellen Inspektion verbessert.

Insbesondere umfaßt eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Stelleinrichtung, die wenigstens zur Bewe- gung und/oder zur Drehung mindestens des Endstücks des Endo-

skops vorgesehen ist. In der genannten ersten Ausführungsform der Erfindung ist nämlich die Verwendung eines starren Endo- skops nicht ausgeschlossen. Die Bewegung, beispielsweise durch Kippung oder Schwenkung mindestens des Endstücks des Endoskops über die genannte Stelleinrichtung, vergrößert so- mit den erreichbaren Sichtwinkel des Endoskops und damit den durch die Vorrichtung inspizierbaren Bereich eines Brennele- ments, auch wenn das Endoskop starr ist. Ebenso bewirkt die Drehung mindestens des Endstücks des Endoskops eine Vergröße- rung des Sichtwinkels Reichweite, wenn das vorzugsweise star- re Endoskop mit einem Prisma am objektivseitigen Ende ausge- stattet ist.

Besonders vorteilhaft ist die genannte erste Variante der Er- findung mit einem Endstück ausgestattet, das in sich flexibel ist. Insbesondere eine Vorrichtung mit einem Endoskop minde- stens mit einem flexiblen Endstück ist zur Inspektion eines schwer zugänglichen Bereichs eines Brennelements, beispiels- weise eines Fußstücks oder eines Abstandhalters, vorgesehen, da das Endoskop sich insbesondere in Abstandhalterzellen oder Gitterzellen des Fußstücks hineinbiegen läßt. Die Inspektion kann also erfolgen, ohne daß das Brennelement geöffnet werden muß. Dabei kann je nach Bedarf ein starres Endoskop durch ein Endoskop ausgetauscht werden, bei dem mindestens das End- stück flexibel ist.

Dadurch ergibt sich nach einer zweiten Variante der Erfindung eine Vorrichtung, die umfaßt : -ein Endoskop, mit einem in sich flexiblen, ein Endoskopob- jektiv tragenden Endstück, -eine Stelleinrichtung, die zur Biegung zumindest des End- stücks vorgesehen ist, und -eine Beleuchtungseinrichtung, die zur Abgabe von Licht vom Endstück her vorgesehen ist, und einer Bilderzeugungsein- richtung an einem anderen Ende.

Die Erfindung geht bei dieser zweiten Variante von der Er- kenntnis aus, daß beim Einführen eines Endoskops, insbesonde- re eines starren Endoskops, in ein Brennelement sowohl das Brennelement als auch das Endoskop beschädigt werden können.

Diese Gefahr kann sich beim zufälligen Anstoßen oder Verkan- ten des Endoskops im Brennelement ergeben, falls auf beide relativ starke mechanische Kräfte einwirken. Dieses ist manchmal praktisch unvermeidlich. Der Einsatz des Endoskops erfordert nämlich häufig, daß das Endoskop auf einer Entfer- nung von 10 bis 30 m oder mehr mit einer Genauigkeit von 2 bis 3 mm genau justiert werden muß. Demgegenüber läßt sich ein in sich flexibles Endoskop weniger anfällig in ein Bren- nelement einführen und justiert sich beim Einführen praktisch von selbst, indem es sich entsprechend der Situation ver- formt, beispielsweise beim Einführen in eine Brennelementgas- se. Vorteilhaft wird dazu ein bis zu einem gewissen Grad fle- xibles, beispielsweise metallenes Rohr benutzt. Die Steifig- keit eines solchen Rohres ist beispielsweise ausreichend, das Eigengewicht des Endoskops zu tragen, so daß das Rohr nach einer Verbiegung in seiner aktuellen Form verharrt. Dieses Rohr braucht nicht nennenswert gegen die radioaktive Strah- lung zu schützen und kann daher so flexibel wie nötig ausge- führt werden. Im übrigen kann das Endoskop wie ein medizini- sches Endsokop aufgebaut sein. Allerdings wird vorteilhaft für das Faserbündel eines solchen bekannten Endoskops ein Ma- terial verwendet, das möglichst unempfindlich ist, gegenüber radioaktiver Strahlung. Solche Materialien, wie beispielswei- se Gläser, sind in US 4,229,069 beschrieben.

Die zweite Variante der Erfindung nutzt weiter aus, daß die Biegung eines in sich flexiblen Endoskops mittels einer Stel- leinrichtung steuerbar ist. Mit Hilfe der Stelleinrichtung zur Biegung zumindest des Endstücks des Endoskops läßt sich, wie bereits erläutert, der erreichbare Sichtwinkel des Endo- skops wesentlich vergrößern, insbesondere zur Inspektion schwer zugänglicher Bereiche eines Brennelements. Durch die Biegung des Endoskops in Nischen oder Ecken eines-Brennele-

ments werden aber auch Teilbereiche des Brennelements, die mit einem starren Endoskop nicht erreichbar sind, in das Sichtfeld gerückt.

Schließlich umfaßt die Variante der Erfindung eine Beleuch- tungseinrichtung, die zur Abgabe von Licht vom Endstück her vorgesehen und damit, beispielsweise durch die Vermeidung von Schattenwurf, zur Verbesserung der Inspektionsqualität geeig- net ist. Eine Bilderzeugungseinrichtung an einem anderen Ende des Endoskops dient der Aufnahme des vom Endoskop erzeugten Bildes. Diese Variante wird vor allem eingesetzt, um auch Fremdkörper aufzuspüren, die sich im Fuß, in einem Abstand- halter oder zwischen den Brennstäben verfangen haben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung sieht vorteilhaft ein End- stück vor, daß auf einer Lange von wenigstens 10 mm, vorzugs- weise etwa 50 mm in sich flexibel ist. Insbesondere ist es günstig, wenn das Endstück zur Biegung mit einem Krümmungsra- dius größer als 10 mm geeignet ist. Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn das Endstück in zwei Richtungen, vorzugsweise allseitig, biegsam ist. Die biegbare Lange des Endstücks, der Krümmungsradius des Endstücks und die Biegerichtungen sind nach der Erfindung den Erfordernissen der Situation bei der Inspektion anzupassen und durch die Wahl verschiedener aus- wechselbarer Endoskope möglich.

Vorzugsweise ist die genannte Stelleinrichtung mindestens zur Biegung des Endstücks des Endoskops mit einem am Endoskopob- jektiv befestigten mechanischen Zug ausgeführt. Der mechani- sche Zug kann beispielsweise 2 Zugseile oder bis zu 4 Zugsei- le umfassen. Zur Betätigung dieses Zuges dient mindestens ein Stellmotor. Dieser wird vorteilhaft ferngesteuert betrieben, beispielsweise über eine Steuereinrichtung, wie sie später beschrieben wird. Eine weitere Ausführungsform der Stellein- richtung umfaßt beispielsweise eine starre Konstruktion und einen Stellmotor zur Drehung der starren Konstruktion zusam- men mit dem Endoskopobjektiv. Letztere Ausführungsform der

Stelleinrichtung ist insbesondere bei einem starren Endoskop angebracht, vorzugsweise bei einem Endoskop mit einem Endoko- pobjektiv oder einem Prisma an der Stirnseite des Endstücks des Endoskops.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein starres Teil zur Führung eines Mittelstücks eines Endoskops, so daß dieses zweckmäßig stabilisiert wird. Dazu ist beispielsweise ein fester Ring oder eine Führungsschiene zur Auflage des En- doskops vorgesehen. Es kann aber auch ein vorzugsweise metal- lener Schlauch, etwa ein Wellschlauch, vorgesehen sein, der nicht vollkommen starr ist, sondern sich biegen läßt und an- schließend in der gebogenen Form verharrt. Dies ist insbeson- dere vorgesehen, bei einem auf seiner gesamten Länge biegsa- men Endoskop.

Die weitere Gestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung um- faßt eine elektronische Kamera in der Bilderzeugungseinrich- tung zur Aufnahme eines vom Endoskop gelieferten Bildes. Dies kann beispielsweise eine Schwarz/Weiß-aber auch eine Farbka- mera sein. Vorteilhaft ist diese Kamera robust und rauscharm.

Geeignet sind eine Vidicon-Kamera, eine CCD-oder eine CMOS- Kamera. Vorteilhaft ist auch jede Art von Kamera mit minde- stens 400 Zeilen Bildauflösung.

Weiterhin sieht die erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt eine stirnseitige optische Öffnung am objektivseitigen Ende des Endoskops vor. Diese dient auch zur Abgabe von Licht vom Endstück her. Dieses Licht wird von einer Lichtquelle einer Beleuchtungseinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ge- liefert. Vorzugsweise umfaßt die Beleuchtungseinrichtung und die Bilderzeugungseinrichtung mindestens eine Lichtführung, vorzugsweise mindestens ein Bündel aus Einzelfasern. Weiter- hin ist es nach der Erfindung günstig, daß für die Übertra- gung von Bildern und Licht getrennte Lichtführungen vorgese- hen sind. So ist für die Übertragung von Bildern und Licht zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe vorzugsweise minde-

stens ein Bündel aus Einzelfasern vorgesehen. Vorteilhaft um- faßen diese Bild-und Lichtleiter bis zu 10000 Einzelfasern aus Quarz. Nach der Erfindung ist die Beleuchtungseinrichtung zur Abgabe von praktisch weißem Licht, vorzugsweise von Ta- geslicht ähnlichem Licht, ausgelegt. Dies wird beispielsweise durch eine geeignete Wahl einer Gasdrucklampe realisiert, beispielsweise einer Xenon-Lampe,. deren Spektrum durch eine Temperatur im Bereich von etwa 5000 bis 7000 Kelvin charakte- risiert werden kann. Die Leistung der Lampe sollte etwa 100 W betragen.

Vorzugsweise ist die Vorrichtung durch einen Flansch zum Aus- wechseln mindestens des Endstücks des Endoskops ausgeführt.

Vorteilhaft ist dieser Flansch auch zur Ankopplung des Endo- skops an die Bilderzeugungseinrichtung, an die Beleuchtungs- einrichtung und an mindestens einen Stellmotor vorgesehen.

Nach der Erfindung ist es von Vorteil, wenn das Endoskop, die Bilderzeugungs-, die Beleuchtungseinrichtung und die Stel- leinrichtung resistent gegen radioaktive Strahlung sind. Ins- besondere ist das Endoskop wasserdicht. Weiterhin ist es nach der Erfindung günstig, wenn die Bildempfangseinrichtung und/oder die Beleuchtungseinrichtung durch eine Abschirmung vor radioaktiver Strahlung geschützt sind. Vorteilhaft schützt nach der Erfindung ein Behältnis und eine Abschirmung vor radioaktiver Strahlung mindestens auf eine Entfernung von 0,5 m zum Brennelement. Außer dem Endoskop sind auch die Bil- derzeugungseinrichtung, die Stelleinrichtung und die Beleuch- tungseinrichtung wasserdicht. Nach der Erfindung ist es von Vorteil, daß die elektrischen Teile der Bilderzeugungsein- richtung, der Stelleinrichtung und der Beleuchtungseinrich- tung insbesondere bei einer Wassertiefe von mehr als 10 m, vorteilhaft wenigstens bis zu einer Wassertiefe von 30m, vor Wasser geschützt sind. So sind außerdem vorteilhaft alle re- levanten Komponenten bei einer Entfernung von etwa 0,5 m zum Brennelement gegen eine radioaktive Strahlenleistung von etwa 108 bis 101° mrad/h resistent oder geschützt.

Zu diesem Zweck werden rauscharme Komponenten, betreffend et- wa die Bildempfangs-und Beleuchungseinrichtung, verwendet.

Außerdem werden radiochemisch resistente Materialien, das En- doskop betreffend, verwendet, beispielsweise Cer dotierte Linsen beim Endoskopobjektiv und/oder Endoskopokular.

Beispielsweise bieten Bleiplatten oder ein strahlensicherer Kasten ausreichenden Schutz. Dabei werden bevorzugt weniger strahlungsempfindliche Teile (z. B. die Lichtquelle) näher am Brennelement angeordnet, um Raum für die Kamera oder andere emfpindliche Teile zu schaffen, für die eine größere Entfer- nung im Sinne der Strahlenabschirmung günstig ist.

Der Flansch wird wasserdicht ausgeführt, mindestens für eine Wassertiefe von mehr als 10m, vorteilhaft wenigstens bis 30m.

Außerdem ist für einen hinreichend guten Betrieb der Vorrich- tung eine Wärmeableitung des wasserdichten Gehäuses infolge der Wärmeabgabe der Gasdrucklampe notwendig.

Die Vorrichtung umfaßt vorzugsweise einen Montagerahmen, der mindestens die Bilderzeugungseinrichtung, die Stelleinrich- tung und die Beleuchungseinrichtung trägt. Dieser Montagerah- men ist zweckmäßig an einem Positionsmanipulator befestigt, der ferngesteuert ist, beispielsweise vom Rand eines Bren- nelemente-Lagerbeckens in einem Kernreaktor. Auf diese Weise sind also alle direkt zum Betrieb des Endoskops notwendigen Einrichtungen zusammen mit dem Endoskop an das Brennelement herangeführt, befinden sich also bei der Inspektion unter Wasser. Vorzugsweise sind auch ein Bildaufzeichnungs- und/oder ein Bilddarstellungsgerät zum Festhalten und/oder zur Wiedergabe der von der Bilderzeugungseinrichtung erzeug- ten Bilder vorgesehen. Diese sind insbesondere oberhalb der Wasseroberfläche angeordnet. Diese Einrichtungen werden dann vom Beobachter, der das Brennelement inspiziert, eingesehen und die Bilder der Teilbereiche eines Brennelements werden etwa auf einem Monitor gezeigt oder aufgezeichnet, etwa auf einer Videocassette.

Entsprechend umfaßt die Vorrichtung nach einer Weiterbildung der Erfindung auch eine Steuereinrichtung zur Fernsteuerung des Endoskops. Ebenso kann die Vorrichtung eine elektrische Energieversorgungseinrichtung umfassen, die zur Speisung ei- ner Lichtquelle, einer Bilderzeugungseinrichtung und minde- stens eines Stellmotors vorgesehen ist. Vorzugsweise ist die genannte Steureinrichtung und die genannte Energieversor- gungseinrichtung ebenfalls oberhalb der Wasseroberfläche an- geordnet und durch den Beobachter bedienbar. Vorteilhaft wird lediglich eine elektrische Leitung oder eine Steuerleitung, welche praktisch nicht anfällig für radioaktive Strahlung sind, entlang des Brennelements unterhalb des Wassers zum ge- nannten Behältnis geführt.

Es ist Teil der Erfindung, ein in sich flexibles Endoskop zur Oberflächeninspektion eines Bereichs eines in einem Kernreak- tor unter Wasser angeordneten Brennelements zu verwenden, insbesondere in Verbindung mit einer unter Wasser angeordne- ten Kamera. Wie bereits erläutert, erlaubt die Verwendung in sich flexibler Endoskope eine Vergrößerung des inspizierbaren Bereichs eines Brennelements und eine Erhöhung der Inspekti- onsqualität. Die vergleichsweise preiswerte Auswechselbarkeit mindestens eines Endoskop-Endstücks umgeht die zunehmende ra- diochemische Zersetzung des Endoskopmaterials. Diese tritt zwangsläufig auf, selbst bei aufwendig geschützten Endoskop- materialien, wie etwa nach US 4,036,686.

Die Erfindung gibt des weiteren ein Verfahren zur Inspektion eines Bereichs eines in einem Kernreaktor unter Wasser ange- ordneten Brennelements an, beispielsweise zur Inspektion ei- ner Oberfläche eines Brennstabs oder eines schwer zugängli- chen Bereichs eines Fußstücks oder eines Abstandhalters : -Nach der Erfindung wird dabei zunachst ein Endoskop mit einem in sich flexiblen, ein Endoskopobjektiv tragenden Endstück zusammen mit einer Stelleinrichtung, einer Be- leuchtungs-und einer Bilderzeugungseinrichtung unter Was- ser an das Brennelement herangebracht.

-In einem weiteren Schritt wird das Endstück derart an ei- nen Teilbereich des Brennelements herangeführt, daß dieser in das Sichtfeld des Endoskops gelangt. Vorzugsweise ist das Sichtfeld des Endoskops durch eine Tiefenschärfe von etwa 1 bis 3 cm und eine Objektivapertur von bis zu 60° bestimmt. Desweiteren kann das Sichtfeld des Endoskops, beispielsweise durch ein Zoomobjektiv, erweitert oder fle- xibel eingestellt werden. Eine weitere Einrichtung zur Veränderung des Sichtfeldes ist ein auswechselbares opti- sches System zwischen einer Lichtführung und einer Bilder- zeugungseinrichtung (sogenannter"Coupler") gesetzt wird.

Dies betrifft beispielsweise ein flexibel austauschbares Okular des Endoskops.

-Dann werden der genannte Teilbereich und weitere Teilbe- reiche des Brennelements inspiziert. Nach der Erfindung sind dies solche, die wahlweise durch Verschieben des En- doskops und/oder durch Krümmen des Endstücks in Sichtfeld des Endoskops gelangen, wobei das Sichtfeld von der Be- leuchtungseinrichtung erleuchtet wird.

Auf diese Weise werden praktisch alle Bereiche eines Bren- nelements der visuellen Inspektion zugänglich.

Anhand einer Zeichnung werden vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert. Die Figuren zeigen in schema- tischer Darstellung : FIG 1 eine Vorrichtung zur Inspektion eines Brennelements, die mit einem Positionsmanipulator an das Brennelement herangebracht wird ; FIG 2 ein an einen schwer zugänglichen Bereich eines Fuß- stücks herangeführtes, in sich flexibles Endoskop ; FIG 3 ein in sich flexibles, auswechselbares Endoskop mit wasserdichtem Behältnis, das vor radioaktiver Strah- lung schützt ; FIG 4 ein auswechselbares, starres Endstück eines Endoskops ; FIG 5 ein auswechselbares, in sich flexibles Endstück eines Endoskops ;

FIG 6 Querschnitt eines Endoskop mit einer Bilderzeugungs- einrichtung und einer Beleuchtungseinrichtung ; FIG 7 schematische Darstellung eines Verfahrens zur Inspek- tion der Oberfläche eines Brennstabs ; FIG 8 schematische Darstellung eines Verfahrens zur Inspek- tion eines schwer zugänglichen Bereichs eines Fuß- stücks.

Gleiche Elemente tragen in den Figuren jeweils gleiche Be- zugszeichen.

Figur 1 zeigt den Aufbau einer Vorrichtung 1 zur Inspektion eines Brennelements 3. Die Inspektionsvorrichtung 1 umfaßt im wesentlichen ein Endoskop 5 und ein wasserdichtes strahlenge- schütztes Behältnis 7, die von einem Montagerahmen 9 getragen werden. Der Montagerahmen 9 ist an einem Positionsmanipulator 11 befestigt, der zum Heranbringen des Endoskops 5 und des wasserdichten Behältnisses 7 an das Brennelement 3 vorgesehen ist. Das Endoskop hat in dieser Ausführungsform ein in sich flexibles Endstück 13B und wird in einem Mittelteil 15 von einem starren Teil 17, in diesem Fall einer Führungsschiene 17, gehalten. Es ist über einen Flansch 19 wasserdicht an das Behältnis 7 angekoppelt. Dieser Flansch 19 dient zum Auswech- seln des Endoskops 5 und zur Ankopplung der in dem wasser- dichten Behältnis 7 untergebrachten Einrichtungen, die in Fi- gur 3 näher beschrieben sind.

Das Endoskop 5 ist also zur Inspektion, gemeinsam mit dem wasserdichten Behältnis 7 zum Heranbringen an das Brennele- ment 3 bis in eine Wassertiefe 21 aber den Manipulator 11, vorgesehen. Alle erforderlichen Teile sind dementsprechend vor Wasser und radioaktiver Strahlung 23 geschützt. Dieses sind mindestens die Bildempfangseinrichtung 43, die Beleuch- tungseinrichtung 45 (Fig. 3) und mindestens ein Stellmotor 47A, 47B, (Fig. 4,5). Die Inspektionsvorrichtung 1 ist damit zur Inspektion eines Bereichs eines Brennelements 3 vorgese- hen, insbesondere der Oberfläche eines Brennstabs 25 oder ei-

nes anderen Bereichs eines Brennelements, beispielsweise ei- nes schwer zugänglichen Bereichs, wie er in Figur 2 gezeigt wird.

Eine Leitung 27 zur Steuerung des Endoskops 5 und der elek- trischen Energieversorgung der Einrichtungen im Behältnis 7 bildet bei dieser Ausführungsform vorteilhaft die einzige Verbindung zur Energieversorungseinrichtung 29 und zur Steue- rungseinrichtung 31. Die letzteren sind beispielsweise am Rand eines Brennelemente-Lagerbeckens eines Kernreaktors an- geordnet. Dort ist vorteilhaft auch ein Bildaufzeichnungs- und Bilddarstellungsgerät 33 angeordnet, so daß von dort aus die Fernsteuerung des Endoskops 5 und die visuelle Inspektion desselben durch Servicepersonal vorgenommen werden kann.

Figur 2 zeigt zwei beispielhafte Vorgehensweisen zur Inspek- tion schwer zugänglicher Bereiche eines Brennelements 3, bei- spielsweise eines Abstandhalters 35 oder eines Fußstücks 37.

Die Inspektion beispielsweise einer Abstandhalter-Zelle 39 oder einer Zelle eines Fußstücks 41 wird vorgenommen, indem das in sich flexible Endstück 13B eines Endoskops 5 in die entsprechende Zelle 39 oder 41 hineingebogen wird. So können beispielsweise korrodierte Oberflächen auch in diesen schwer zugänglichen Bereichen ausgemacht oder Fremdteile aufgefunden werden.

Figur 3 zeigt das Endoskop 5 und das wasserdichte, strahlen- sichere Behältnis 7 sowie die im Behältnis 7 untergebrachten Einrichtungen im einzelnen. Zu sehen ist wiederum der untere Teil des Positionsmanipulators 11 und der daran angebrachte Montagerahmen 9, der das Behältnis 7 und das Endoskop 5 trägt. Ebenso ist wie in Figur 1 die Leitung 27 zur Steuerung und elektrischen Energieversorgung, die nach oben zu einer Steuer-und Energieversorgungseinrichtung 31,33,29 oberhalb der Wasseroberfläche führt, zu sehen.

Das Endoskop 5 hat in dieser Ausführungsform wiederum ein in sich flexibles Endstück 13B und ist in seinem Mittelstück 15 von einem starren Teil 17 unterstützt. Weiter ist in dieser Ausführung das Endoskop über einen Flansch 19 zum Auswechseln des Endoskops an das Gehäuse 7 gekoppelt. Der Flansch 19 ist wasserdicht, ebenso wie das Behältnis 7 mindestens bis zu ei- ner Tiefe von 10m, vorteilhaft bis wenigstens 30m. Ebenso dient der Flansch 19 zur Ankopplung des Endoskops 5 an eine Lichtquelle 45, an eine elektronische Bildempfangseinrichtung 43, in diesem Falle eine elektronische Kamera 43, und an zwei Stellmotore 47B.

Die Stellmotoren 47B sind über einen mechanischen Zug 51B zur Biegung des in sich flexiblen Endstücks 13B des Endoskops 5 vorgesehen. Der mechanische Zug 51B ist zu diesem Zweck mit einem Endoskopobjektiv 53 (Fig. 4,5) am stirnseitigen Ende 49 des Endstücks 13B des Endoskops 5 verbunden und wird über die Stellmotoren 47B betätigt. Von der Lichtquelle 45 geht eine Lichtführung 55A für Licht aus. Zusammen mit der in die elek- tronischen Bildempfangseinrichtung 43 einmündende Lichtfüh- rung 55B für Bilder werden die beiden Lichtführungen 55A und 55B als Bündel aus Einzelfasern 57 bis zum Endoskopobjektiv 53 (Fig. 4,5) geführt. So werden zum einen die vom Endoskop 5 gelieferten Bilder zur elektronischen Kamera 43 geleitet, und zum anderen das von der Lichtquelle 45 abgegebene Licht zur stirnseitigen optischen Öffnung 59 (Fig. 5) am stirnseitigen Ende 49 des Endstücks 13B des Endoskops 5 geleitet.

Neben dem Behältnis 7 dienen weitere Schutzvorrichtungen bzw.

Abschirmungen 61 innerhalb des Behältnisses 7 zur Abschirmung von radioaktiver Strahlung 23 zum Schutze mindestens der Lichtquelle 45 und der elektronischen Kamera 43. Als Abschir- mung 61 kann beispielsweise eine Bleiplatte dienen. Darüber hinaus ist auch die Anordnung der Einrichtungen innerhalb des Behältnisses so vorgenommen, daß die empfindlichsten Teile, in diesem Fall die elektronische Kamera 43, am weitesten ent-

fernt von der Strahlungsquelle, also dem Brennelement 3, liegt.

Wie bereits erwähnt dient hier beispielsweise eine Xenon- Gasdrucklampe als Lichtquelle 43 mit einem Spektrum, das durch eine Temperatur von etwa 6000 Kelvin,, also ähnlich dem Tageslicht, charakterisiert ist. Dementsprechend breitbandig muß das Transparenzfenster der verwendeten Lichtleiter 55A, 55B, 57 zur Übermittlung des Lichts der Lichtquelle 45 und der Bilder zur Kamera 43 sein. Darüber hinaus sind vorzugs- weise wenigstens in der Nähe der Lichtquelle 45 an dem Gehäu- se 7 Kühlrippen 63 angebracht, die zur besseren Wärmeablei- tung der von der Lichtquelle erzeugten Wärmeleistung dienen.

Die Führungsschiene 17 unterstützt nach der Ausführung in Fi- gur 3 nicht nur das Mittelstück 15 des Endoskops 5, sondern vorteilhaft auch das im Gehäuse fortgesetzte Faserbündel 57 zur Übermittlung von Bildern und Licht.

Figur 4 zeigt beispielhaft eine vorteilhafte Ausführungsform eines Endstücks 13A eines Endoskops mit einer vorteilhaften Ausführungsform einer Stelleinrichtung 67A. Das Endoskop 5 mit Endstück 13A ist umschlossen von einem starren Rohr 69, das beispielsweise aus Metall oder PVC-Material gefertigt ist. In der in Figur 4 gezeigten Ausführungsform ist das En- doskop 5 an seinem stirnseitigen Ende 49 geschlossen, umfaßt aber dafür eine seitliche optische Öffnung 75. Durch diese seitliche optische Öffnung 75 soll Licht zur Erleuchtung des Sichtfeldes 65 austreten, und durch diese Öffnung 75 soll das vom Endoskop erzeugte Bild einer Teilansicht, beispielsweise eines Brennelements, aufgenommen werden. Innerhalb des Rohres 69 dient ein Bündel aus optischen Einzelfasern 57 zur Über- tragung von Bildern und Licht. Bei dieser Ausführung dient weiter eine Linse 53 und ein Prisma 73 als Endoskopobjektiv.

Als Objektivblende funktioniert die seitliche optische Off- nung 75. Im Bedarfsfall kann anstelle dieses Objektivs bei- spielsweise auch ein Zoom-Objektiv sitzen, um die optischen Eigenschaften, wie Tiefenschärfe oder Vergrößerung des Endo-

skops, variabel einzustellen. An einem anderen Ende des Endo- skops befindet sich ein Flansch 19, zur Ankopplung an ein wasserdichtes Gehäuse 7. Der Flansch 19 in Figur 4 trägt da- bei schematisch dargestellte Durchführungen 58 zur Kopplung des Glasfaserbündels 57, des mechanischen Zugs 51A innerhalb und außerhalb des wasserdichten, strahlensicheren Gehäuses 7.

Bei der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform des mechani- schen Zugs 51A handelt es sich um einen starren mechanischen Zug, der beim vorliegenden Beispiel zur Drehung des Endstücks 13A des Endoskops 5 mit Endoskopobjektiv 53 um einen Winkel 9 vorgesehen ist. Wie in Figur 4 dargestellt, wird die Drehung <BR> <BR> <BR> um die Achse des starren Endoskops 5 um diesen Winkel 8 durch einen Stellmotor 47A als Teil der Stelleinrichtung 67A be- wirkt. Auf diese Weise ist das Sichtfeld 65 dieses Endoskops 5 mit starrem auswechselbaren Endstück 13A drehbar, so daß der Sichtwinkel im wesentlichen durch Einstellen des Drehwin- kels 8 veränderbar ist.

Auf ähnliche Weise kann auch eine Stellvorrichtung 67A zur Kippung eines starren Endoskops dienen. Bei der genannten <BR> <BR> <BR> Kippung um einen Kippwinkel 6 wird ebenfalls der Sichtwinkel des Endoskops verändert.

Figur 5 zeigt beispielhaft eine günstige Ausführungsform ei- nes Endoskops 5 mit einem flexiblen auswechselbaren Endstück 13B zur Inspektion eines Brennelements. Eine geeignete Stel- leinrichtung 67B für solch ein flexibles Endstück 13B ist ebenfalls dargestellt. In diesem Fall ist das flexible End- stück 13B durch einen flexiblen Schlauch 71 umgeben. Dieses ist vorzugsweise ein in sich flexibler PVC-Schlauch 71 oder ein metallischer Wellschlauch 71. Das Endoskop ist darüber hinaus durch diesen Schlauch 71 wasserdicht abgeschlossen.

In dieser Ausführungsform trägt das flexible Endstück 13B an seinem stirnseitigen Ende 49 eine stirnseitige optische Off- nung 59. Durch diese optische Öffnung 59 tritt das zum stirn- seitigen Ende geführte Licht und wird das vom Endoskop 5 er-

zeugte Bild aufgenommen. Das Sichtfeld 65 dieses Endoskops mit flexiblem Endstück 13B geht also vom stirnseitigen Ende des Endoskops her aus. Hinter der stirnseitigen optischen Öffnung 59 des Endoskops ist das Endoskopobjektiv 53 angeord- net, welches hier schematisch durch eine Linse dargestellt ist. An diese schließt sich ein Bündel von, einzelnen Glasfa- sern 57 an, die der Lichtführung und der Bildführung dienen.

In dem in sich flexiblen Schlauch 71 des Endstücks 13B des Endoskops 5 wird neben dem Glasfaserbündel 57 auch ein in sich flexibler mechanischer Zug 51B geführt, der am Endoskop- objektiv 53 befestigt ist. Im Gegensatz zum starren mechani- schen Zug 51A, wie er in Figur 4 dargestellt ist, dient die- ser flexible Zug 51B der Biegung mindestens des Endstücks 13B des Endoskops. Er ist deshalb zur allseitigen Biegung des Endstücks 13B an vier Punkten 56 mit dem Endoskopobjektiv 53 verbunden. Die Befestigungspunkte 56 liegen jeweils an einem Ende zweier rechtwinklig zueinander ausgerichteten kartesi- schen Achsen am Endoskopobjektiv 53. Analog zu der in Figur 4 dargestellten Weise dient auch in Figur 5 ein Flansch 19 zur Ankopplung des Endoskops mit flexiblem Endstück 13B an ein wasserdichtes, strahlensicheres Gehäuse 7 bzw. zum Auswech- seln des Endoskops 5 mit in sich flexiblem Endstück 13B. Au- ßerdem besitzt der in Figur 5 dargestellte Flansch 19 geeig- nete Durchführungen 58 zur Ankopplung des Glasfaserbündels 57 und des flexiblen mechanischen Zugs 51B an die Einrichtungen innerhalb des Gehäuses 7.

Die vorteilhafte Ausführung einer Stelleinrichtung 67B fur ein Endoskop mit flexiblem Endstück 13B ist ebenfalls in Fi- gur 5 schematisch dargestellt. In diesem Fall umfaßt die Stelleinrichtung 67B einen flexiblen, mechanischen Zug 51B zur allseitigen Biegung des Endstücks 13B. Der mechanische Zug 51B umfaßt bei dieser Ausführung vier Zugseile, vorzugs- weise aus Metall, von denen jeweils ein Paar durch einen Stellmotor 47B gestellt wird. Alternativ sind auch Ausführun- gen mit 2 Zugseilen vorgesehen. Die zwei Seilzüge eines Paa- res sind an gegenüberliegenden Seiten des Endoskopobjektivs

53 jeweils auf einer der kartesisch zueinander angeordneten Achsen befestigt. Werden die Seilzüge eines Paares durch ei- nen der beiden Stellmotore 47B jeweils um einen Weg Sv bzw. einen Weg Sh gegeneinander verstellt, so bewirkt dies eine Kippung des Objektivs um eine horizontale bzw. vertikale Ach- se, und dementsprechend bewirkt dies eine Biegung des End- stücks 13B des Endoskops 5.

Eine weitere vorteilhafte Detailausführung einer Inspektions- vorrichtung 1 für Brennelemente ist in Figur 6 dargestellt.

Skizziert ist der Querschnitt eines in sich flexiblen End- stücks 13B, sowie schematisch die Teile der Bilderzeugungs- einrichtung 81 und der Beleuchtungseinrichtung 83. Der Quer- schnitt des Endstücks 13B des Endoskops zeigt die in sich flexible Endoskopummantelung 71 sowie die Seilzüge 51B, die Lichtführungen 55A und den entlang der Endoskopachse angeord- neten Bildleiter 55B im Schnitt. Im Unterschied zu den zuvor gezeigten Ausführungsformen der Inspektionsvorrichtung, ins- besondere des Endoskops 5 ist hier eine Ausführungsform dar- gestellt, die zur allseitigen Biegung des Endstücks des Endo- skops drei Seilzüge 51B umfaßt und bei der drei getrennte Glasfaserbündel als Lichtführung 55A separat vom Bildleiter 55B dienen. Die Lichtführungen 55A werden innerhalb der Endo- skopummantelung 71 durch den hier nicht dargestellten Flansch 19 bis zu einer Lichtquelle 45 innerhalb eines Behältnisses 7 geführt. Dementsprechend wird auch der Bildleiter 55B bis zu einer Bildempfangseinrichtung 43, ebenfalls innerhalb eines Gehäuses 7 geführt. Die Bildempfangsvorrichtung 43 dient zur Aufnahme eines von der Bildführung 55B übermittelten Bildes 79. Schematisch dargestellt ist in Figur 6 ebenfalls ein Oku- lar 77, das zwischen Bildführung 55B und Bildempfangseinrich- tung 43 angeordnet ist und dessen Linsensystem hier schema- tisch durch zwei Linsen angedeutet ist. Vorteilhaft kann die- ses Okular, je nach Anwendung, zur Optimierung des Sichtfel- des 65, beispielsweise die Tiefenschärfe oder den Fokus be- treffend, gegen ein anderes Okular ausgewechselt werden.

Figur 7 zeigt schematisch eine beispielhafte Vorgehensweise bei einem Verfahren zur Inspektion eines Bereichs eines Bren- nelements 3, in diesem Fall die Verfahrensweise zur Inspekti- on der Oberfläche von Brennstäben 25 innerhalb eines Bren- nelements 3.

Wie bereits anhand von Figur 1 und Figur 2 zum Teil erläutert wird dazu ein Endoskop 5 mit einem in sich flexiblen, ein En- doskopobjektiv 53 tragenden Endstück 13A oder 13B zusammen mit einer Stelleinrichtung 67A oder 67B einer Beleuchtungs- einrichtung 83 und einer Bilderzeugungseinrichtung 81 unter Wasser an das Brennelement 3 herangebracht. Wie in Figur 7 dargestellt kann dies auch ein Endoskop mit einem starren Endstück 13A sein.

In einem zweiten Verfahrensschritt wird dann das Endstück 13A derart an einen Teilbereich 89 des Brennelements herange- führt, daß dieser in das Sichtfeld 65 des Endoskops 5 ge- langt. Diese Situation ist in Figur 7 festgehalten.

Der Teilbereich 89 und weitere Teilbereiche 85, die durch Verschieben des Endstücks 13A des Endoskops 5 entlang einer vertikalen Position 87 mit einem Positionsmanipulator 11 in das Sichtfeld 65 des Endoskops 5 gelangen, werden nun in ei- nem dritten Verfahrensschritt inspiziert, wobei das Sichtfeld 65 von der Beleuchtungseinrichtung 83 erleuchtet wird. In Fi- gur 7 ist ein starres Endoskop mit einer stirnseitigen opti- schen Blende 59 dargestellt. Beispielsweise kann jedoch auch ein starres Endoskop mit einer seitlichen optischen Blende 75, wie in Figur 4, benutzt werden. In diesem Fall kann durch Drehen des Endstücks 13A eines solchen starren Endoskops 5 der Sichtwinkel geändert, der im wesentlichen die Richtung des Sichtfeldes 65 vorgibt, und somit weitere Teilbereiche 85 des Brennelements inspiziert werden.

In Figur 8 ist eine weitere günstige Alternative zu dem ge- nannten dritten Verfahrensschritt schematisch gezeigt. Analog

zur vorhergehend erläuterten Verfahrensweise ist hier der ge- nannte dritte Verfahrensschritt mit einem Endoskop 5 mit ei- nem in sich flexiblen Endstück 13B skizziert. Hier darge- stellt ist die Inspektion einer Fußstückzelle 41 eines Fuß- stücks 37, die einer Inspektion mit einem starren Endoskop nicht zugänglich ist. Da hier jedoch ein Endoskop 5 mit fle- xiblem Endstück 13B verwendet wird, wird der schwer zugängli- che Teilbereich 89 des Fußstücks durch Biegen des Endstücks <BR> <BR> 13B des Endoskops um einen Winkel (p in das Sichtfeld 65 des Endoskops gerückt. Anschließend werden weitere Teilbereiche 85 durch Krümmen und Biegen des Endstücks 13B des Endoskops <BR> <BR> um weitere Biegewinkel (p ins Sichtfeld 65 des Endoskops ge- rückt und inspiziert. Dabei wird das Sichtfeld 65 von der hier nicht dargestellten Beleuchtungseinrichtung 83 erleuch- tet.