JP2008281525A - モニタシステム - Google Patents

Abstract

【課題】検出器の実装数や、検出器とチャンネル処理部との関連付けの登録を容易に変更して、システムの運用性を向上できること。
【解決手段】使用済燃料集合体からのグロスガンマ線を検出する複数の検出器１と、これらの検出器からの検出信号を増幅しデジタル信号に変換する前置増幅器２と、複数の検出器のそれぞれに個別に関連付けられる複数のチャンネル処理部４を備えた監視ユニット５とを有し、チャンネル処理物が、前置増幅器からのデジタル信号をモニタレベル値に単位換算処理するグロスガンマモニタ１０であって、監視ユニット５には、検出器１とチャンネル処理部４との関連付けの登録を変更可能とする検出器情報可変処理部１１が設けられたものである。
【選択図】 図１

Description

本発明はモニタシステムに係り、特に、使用済燃料集合体から放出される放射線を計測する燃焼度計測装置のグロスガンマモニタに適用されて好適なモニタシステムに関する。

一般に、燃焼度計測装置は再処理施設内に設置され、搬入される使用済燃料集合体の放射線測定を行い、その計測値から使用済燃料集合体の燃焼度、残留濃縮度等を導出し、臨界管理のためのデータの提供を行う(特許文献１、２、３参照)。

燃焼度計測装置は、使用済燃料集合体の集合体平均燃焼度、端部平均燃焼度、及び集合体残留濃縮度を導出するため、使用済燃料集合体の放射線計測としてグロスガンマ線測定、放出中性子測定及びガンマ線スペクトル測定を行う。このうち、グロスガンマ線測定は、燃料集合体における軸方向の燃焼度の相対値を導出するための測定であり、放射線モニタとしてのグロスガンマモニタを用いて実施される。

このグロスガンマモニタ９は、図６に示すように、使用済燃料集合体から放出されるグロスガンマ線を検出する複数の検出器１と、これらの検出器１からの検出信号を増幅してデジタル信号に変換する前置増幅器２を備える現場ユニット３と、複数の検出器１のそれぞれに個別に関連付けられた複数のチャンネル処理部４を備えた監視ユニット５と、を有して構成される。各チャンネル処理部４は、前置増幅器２からのデジタル信号のカウント値をモニタレベル値、つまり検出器１からの検出信号と同じのアンペア値に単位換算するものである。

図６に示すグロスガンマモニタ９では、監視ユニット５が１台、検出器１が２０個それぞれ配置されたものを示しているが、実際の従来のグロスガンマモニタ９では、監視ユニット５が２台配置され、検出器１が合計４０個設置されている。また、このグロスガンマモニタ９では、各検出器１は監視ユニット５において、検出器固定情報によりチャンネル処理部４との関連付けが固定して登録されている。例えば、検出器１Ａはチャンネル処理部Ｃ１に、検出器Ａ２はチャンネル処理部Ｃ２それぞれ固定して関連付けられている。
特開平９−２５１０９２号公報 特開平８−８２６９３号公報 特開平８−８２６９２号公報

上述した燃焼度計測装置のグロスガンマモニタ９においては、ユーザ(使用者)の要望として、検出器１の台数を１／２以下に減らしたいとの要望がある。また撤去した（または実装予備の）任意の検出器を予備品としたいとの要望もある。しかし、現状の検出器１は、チャンネル処理部４との関連付けが固定して登録されており、ユーザが検出器１の実装／非実装を任意に設定することができないという課題があった。

検出器１とチャンネル処理部４との関連付けの登録を変更するためには、検出器１の前置増幅器２への接続位置を変更するか、チャンネル処理部４のソフトウェアを改造する必要がある。例えば、検出器Ａ１とチャンネル処理部Ｃ１との関連付けを、検出器Ａ１とチャンネル処理部Ｃ２との関連付けに変更し、検出器Ａ２とチャンネル処理部Ｃ２との関連付けを、検出器Ａ２とチャンネル処理部Ｃ１との関連付けに変更するためには、次のように実施する。つまり、検出器Ａ１を前置増幅器Ｂ２に接続し、且つ検出器Ａ２を前置増幅器Ｂ１に接続する。または、チャンネル処理部Ｃ１のソフトウェアをチャンネル処理部Ｃ２のソフトウェアに改造して、チャンネル処理部Ｃ１をチャンネル処理部Ｃ２とし、且つ、チャンネル処理部Ｃ２のソフトウェアをチャンネル処理部Ｃ１のソフトウェアに改造して、チャンネル処理部Ｃ２をチャンネル処理部Ｃ１とする。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、検出器の実装数や、検出器とチャンネル処理部との関連付けの登録を容易に変更して、システムの運用性を向上させることができるモニタシステムを提供することにある。

本発明は、監視対象物の状態を検出する複数の検出器と、これらの検出器からの検出信号をデジタル信号に変換する変換器と、複数の前記検出器のそれぞれに個別に関連付けられる複数のチャンネル処理部を備えた監視ユニットとを有し、前記チャンネル処理部が、前記変換器からのデジタル信号をモニタレベル値に単位換算処理するモニタシステムであって、前記監視ユニットには、前記検出器と前記チャンネル処理部との関連付けの登録を変更可能とする検出器情報可変処理部が設けられたことを特徴とするものである。

本発明によれば、監視ユニットには、検出器とチャンネル処理部との関連付けの登録を変更可能とする検出器情報可変処理部が設けられたことから、検出器の実装数の変更や、検出器とチャンネル処理部との関連付けの変更を、検出器の接続変更やチャンネル処理部におけるソフトウェアの改造等を実施することなく、検出器情報可変処理部を用いて容易に実施できる。このため、モニタシステムの仕様の変更に柔軟に対応でき、当該システムの運用性を向上させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。但し、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。

［Ａ］第１の実施の形態（図１）
図１は、本発明に係るモニタシステムの第１の実施の形態が適用された放射線モニタとしてのグロスガンマモニタを示す構成図である。この第１の実施の形態において、背景技術と同様な部分は、同一の符号を付す。

再処理施設内に設置された燃焼度計測装置における放射線モニタとしてのグロスガンマモニタ１０は、使用済燃料集合体から放出される放射線としてのグロスガンマ線を監視するものである。このグロスガンマモニタ１０は、複数の検出器１と、変換器としての複数の前置増幅器２を備える現場ユニット３と、複数のチャンネル処理部４、検出器情報可変処理部１１及び入力装置１２を備えた監視ユニット５と、を有して構成される。前記前置増幅器２に、模擬信号発生器６が内蔵して具備される。

検出器１は、監視対象物としての使用済燃料集合体から放出されるグロスガンマ線を検出する。検出器１のそれぞれは、複数の前置増幅器２のそれぞれに接続される。この前置増幅器２は、検出器１にて検出された検出信号を増幅してデジタル信号に変換する。複数のチャンネル処理部４のそれぞれは、複数の検出器１のそれぞれに個別に関連付けられている。各チャンネル処理部４は、関連付けられた検出器１からの検出信号で前置増幅器２によりデジタル化されたデジタル信号（カウント値）を、モニタレベル値（つまり、検出器１からの検出信号と同じアンペア値）に単位換算処理する。

模擬信号発生器６は、検出器１から出力される検出信号を模擬した模擬信号を発生する。監視ユニット５にて校正が選択されると、模擬信号発生器６から一定の模擬信号が発生し、その信号が前置増幅器２にて増幅されデジタル化されて、このデジタル信号がチャンネル処理部４にてモニタレベル値に換算処理される。このモニタレベル値の適否から、前置増幅器２及びチャンネル処理部４を含めた前置増幅器２以降の機器などの校正が実施されて、これらの機器の健全性が確認される。

検出器情報可変処理部１１は、検出器１とチャンネル処理部４との関連付けの登録を変更可能とするものであり、例えば検出器Ａ１とチャンネル処理部Ｃ１との関連付けの登録、検出器Ａ２とチャンネル処理部Ｃ２との関連付けの登録をそれぞれ、検出器Ａ１とチャンネル処理部Ｃ２との関連付けの登録、検出器Ａ２とチャンネル処理部Ｃ１との関連付けの登録に変更する。検出器Ａ２とチャンネル処理部Ｃ１が関連付けられたとき、検出器Ａ２からの検出信号は、前置増幅器Ｂ２を経てチャンネル処理部Ｃ１において処理される。同様に、検出器Ａ１とチャンネル処理部Ｃ２が関連付けられたとき、検出器Ａ１からの検出信号は、前置増幅器Ｂ１を経てチャンネル処理部Ｃ２において処理される。

検出器１とチャンネル処理部４との関連付けに関する関連付けデータは、入力手段としての入力装置１２または検出器可変情報送信装置１３から検出器情報可変処理部１１へ入力される。ここで、入力装置１２は、例えば監視ユニット５内に設置されたファンクションキーなどが用いられる。また、検出器可変情報送信装置１３は、汎用の通信機器などが用いられる。これらの入力装置１２または検出器可変情報送信装置１３を用いて入力された、検出器１とチャンネル処理部４との関連付けデータに基づき、検出器情報可変処理部１１は、検出器１とチャンネル処理部４との関連付けを登録する。

従って、本実施の形態によれば、次の効果（１）〜（３）を奏する。

（１）検出器１とチャンネル処理部４との関連付けの登録を変更可能とする検出器情報可変処理部１１が設けられたことから、検出器１の実装数の変更や、検出器１とチャンネル処理部４との関連付けの変更を、検出器１の接続変更やチャンネル処理部４におけるソフトウェアの改造等を実施することなく、検出器情報可変処理部１１を用いて容易に実施できる。このため、グロスガンマモニタ１０の仕様の変更に柔軟に対応でき、当該グロスガンマモニタ１０の運用性を向上させることができる。

（２）検出器１とチャンネル処理部４との関連付けの登録を、検出器情報可変処理部１１を用いて容易に変更できるので、検出器１の実装数を変更する際に、チャンネル処理部４においてソフトウェアを改造する必要がなく、ソフトウェア改造に伴う不適合の発生を未然に防止できる。

（３）特定のチャンネル処理部４や検出器１に異常が発生した場合、問題箇所を特定するために、検出器１とチャンネル処理部４との関連付けを入れ替えることがある。本実施の形態では、検出器情報可変処理部１１を用いて、検出器１とチャンネル処理部４との関連付け登録を容易に変更できるので、検出器１と前置増幅器２との接続を変更することなく、検出器１とチャンネル処理部４との関連付けを入れ替えることができる。この結果、チャンネル処理部４や検出器１の健全性の検証を容易に実施でき、保守性を向上させることができる。

［Ｂ］第２の実施の形態（図２）
図２は、本発明に係るモニタシステムの第２の実施の形態が適用された放射線モニタとしてのグロスガンマモニタを示す構成図である。この第２の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。

本実施の形態のグロスガンマモニタ２０が前記第１の実施の形態のグロスガンマモニタ１０と異なる点は、検出器１と前置増幅器２とが一体化された点と、検出器情報可変処理部１１へ関連付けデータを入力するための入力装置１２及び検出器可変情報送信装置１３が省略された点とである。

つまり、本実施の形態のグロスガンマモニタ２０では、検出器１と前置増幅器２とが一体化されて検出ユニット２１が構成され、この検出ユニット２１が監視ユニット５に対し２０〜３０メートル程度離れた位置に配置される。この検出ユニット２１の前置増幅器２が、ケーブル２２を用いて監視ユニット５に接続されている。

また、検出ユニット２１の前置増幅器２には、検出器１の識別データと、当該検出器１とチャンネル処理部４との関連付けに関する関連付けデータとを含む検出データ２３が格納されている。前置増幅器２は、検出ユニット２１がケーブル２２を用いて監視ユニット５に接続されたときに、上記検出データ２３を、ケーブル２２を経て監視ユニット５へ送信する。監視ユニット５は、検出データ２３の受信により検出器情報可変処理部１１を動作させ、この検出器情報可変処理部１１によって検出データ２３に基づき、検出器１とチャンネル処理部４との関連付けの登録を実行させる。

従って、本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態の効果（１）及び（２）を奏するほか、次の効果（４）及び（５）を奏する。

（４）検出ユニット２１が監視ユニット５に接続されたときに、検出ユニット２１の前置増幅器２が検出データ２３を監視ユニット５へ送信し、この検出データ２３に基づき検出器情報可変処理部１１が検出器１とチャンネル処理部４との関連付けを登録することから、グロスガンマモニタ２０の使用者は、検出ユニット２１を監視ユニット５に接続するだけで、検出器１の実装数の変更や、検出器１のチャンネル処理部４に対する入れ替えを容易に実施できる。この結果、入力装置１２や検出器可変情報送信装置１３を用いた、検出器１とチャンネル処理部４との関連付けに関する関連付けデータの入力ミスを解消することができる。

（５）検出器１が前置増幅器２と一体化されて検出ユニット２１を構成し、この検出ユニット２１がケーブル２２を用いて監視ユニット５に接続されたことから、検出ユニット２１と監視ユニット５とが離れて配置されていても、ケーブル２２に伝送される信号がデジタル信号であることから、信号の減衰やノイズの混入が発生しにくい。この結果、監視ユニット５のチャンネル処理部４において算出されるモニタレベル値の精度を向上させることができる。

［Ｃ］第３の実施の形態（図３）
図３は、本発明に係るモニタシステムの第３の実施の形態が適用された放射線モニタとしてのグロスガンマモニタを示す構成図である。この第３の実施の形態において、前記第１及び第２の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。

本実施の形態のグロスガンマモニタ３０が前記第２の実施の形態のグロスガンマモニタ２０と異なる点は、検出ユニット２１が二重化されて、実装された本設用の検出ユニット２１と、予備実装されたバックアップ用の検出ユニット２１とを有する点である。つまり、例えば、検出器Ａ１を含む検出ユニット２１が本設用の検出ユニットであり、検出器Ａ２を含む検出ユニット２１がバックアップ用の検出ユニットである。同様に、検出器Ａ３を含む検出ユニット２１が本設用の検出ユニットであり、検出器Ａ４を含む検出ユニット２１がバックアップ用の検出ユニットである。

監視ユニット５は、本設用の検出ユニット２１の故障等によって、この本設用の検出ユニット２１からのデジタル信号、またはこのデジタル信号をチャンネル処理部４にて換算処理したモニタレベル値が下限設定値以下になったときに、当該本設用の検出ユニット２１からの信号によるチャンネル処理部４の処理を停止し、この本設用の検出ユニット２１を非実装とする。次に、監視ユニット５は、検出器情報可変処理部１１を動作させて、当該本設用の検出ユニット２１に対するバックアップ用の検出ユニット２１の検出器１と、当該本設用検出ユニット２１の検出器１に関連付けられたチャンネル処理部４との関連付けの登録を実行させて、このバックアップ用の検出ユニット２１を実装とする。その後、監視ユニット５は、バックアップ用の検出ユニット２１からのデジタル信号を上記チャンネル処理部４によってモニタレベル値に換算処理する。

上述の監視ユニット５の動作の一例を、図４を用いて説明する。

監視ユニット５は、検出器Ａ１を含む本設用の検出ユニット２１からのデジタル信号を入手し（Ｓ１）、このデジタル信号をチャンネル処理部Ｃ１によりモニタレベル値に換算処理させる（Ｓ２）。監視ユニット５は、このモニタレベル値が下限設定値以下であるか否かを判断し（Ｓ３）、モニタレベル値が下限設定値を超えているときに、ステップＳ１及びステップＳ２を順次実行させる。

監視ユニット５は、ステップＳ３においてモニタレベル値が下限設定値以下であると判断した時に、検出器情報可変処理部１１により、検出器Ａ２を含むバックアップ用の検出ユニット２１のその検出器Ａ２とチャンネル処理部Ｃ１との関連付けを登録させた後に、このバックアップ用検出ユニット２１からの信号を入力する（Ｓ４）。その後、監視ユニット５は、検出器Ａ２を含むバックアップ用検出ユニット２１からのデジタル信号をチャンネル処理部Ｃ１でモニタレベル値に換算して処理する（Ｓ５）。

従って、本実施の形態によれば、前記第１及び第２の実施の形態の効果（１）、（２）、（４）及び（５）を奏するほか、次の効果（６）を奏する。

（６）本設用の検出ユニット２１が故障した場合に、この本設用の検出ユニット２１の検出器１と関連付けられたチャンネル処理部４を、検出器情報可変処理部１１を用いてバックアップ用の検出ユニット２１の検出器１と関連付け、このバックアップ用の検出ユニット２１からのデジタル信号を上記チャンネル処理部４がモニタレベル値に換算処理する。このことから、本設用の検出ユニット２１が故障した場合にも、グロスガンマモニタ３０に影響を与えずに処理を継続できるので、このグロスカムモニタ３０の信頼性を高めることができる。

［Ｄ］第４の実施の形態（図５）
図５は、本発明に係るモニタシステムの第４の実施の形態が適用された放射線モニタとしてのグロスガンマモニタを示す構成図である。この第４の実施の形態において、前記第１及び第２の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。

本実施の形態のグロスガンマモニタ４０が前記第２の実施の形態のグロスカムモニタ２０と異なる点は、模擬信号発生器４１が前置増幅器２に対して着脱可能に構成された点と、校正証明を受けた模擬信号発生器４１を用いて算出された補正値により、チャンネル処理部４で処理されたモニタレベル値を補正する点である。

つまり、模擬信号発生器４１は、前述の模擬信号発生器６とは異なり、検出ユニット２１の前置増幅器２に内蔵されず、この前置増幅器２に着脱自在に接続される。このため、この模擬信号発生器４１は、計量法に基づく校正事業者登録制度（ＪＣＳＳ）によって登録された校正事業者により校正証明を受けることが可能となる。

監視ユニット５にて校正が選択されると、校正証明を受けた模擬信号発生器４１から模擬信号が発生し、この模擬信号が前置増幅器２にて増幅されデジタル化されて、このデジタル信号がチャンネル処理部４にてモニタレベル値に換算処理される。このときチャンネル処理部４には、校正証明を受けた模擬信号発生器４１の模擬信号と同一の値が校正レベル設定値４２として入力されているので、チャンネル処理部４は、算出したモニタレベル値と校正レベル設定値４２との比を、補正値として次式のごとく演算する。
［数１］
Ｘ＝Ｙ／Ａ
但し、Ｙ：模擬信号発生器からの模擬信号値（アンペア）＝校正レベル設定値
Ａ：チャンネル処理部にて算出されたモニタレベル値（アンペア）
Ｘ：補正値

上記補正値は、前置増幅器２やチャンネル処理部４の機器劣化及びケーブル２２の劣化による信号の低下を修正するものである。従って、検出器１からの検出信号が前置増幅器２にて増幅されデジタル信号に変化され、このデジタル信号がチャンネル処理部４にてモニタレベル値に換算処理される際に、このチャンネル処理部４は、このモニタレベル値に上記補正値を乗じてモニタレベル値を補正する。

従って、本実施の形態によれば、前記第１及び第２の実施の形態の効果（１）、（２）、（４）及び（５）を奏するほか、次の効果（７）及び（８）を奏する。

（７）校正証明された模擬信号発生器４１を用いて補正値を算出し、検出器１からの検出信号を前置増幅器２を経てチャンネル処理部４にてモニタレベル値に換算処理する際に、このモニタレベル値を上記補正値を用いて補正することから、前置増幅器２やチャンネル処理部４の機器劣化及びケーブル２２の劣化によるモニタレベル値の誤差を補正でき、グロスガンマモニタ４０の精度を向上させることができる。

（８）模擬信号発生器４１を用いた校正において、この模擬信号発生器４１からの模擬信号を検出器１付近の前置増幅器２に入力することから、前置増幅器２やチャンネル処理部４の劣化のみならず、ケーブル２２の劣化も考慮した校正を実現できるので、校正による健全性確認の範囲を拡大させることができる。

本発明に係るモニタシステムの第１の実施の形態が適用された放射線モニタとしてのグロスガンマモニタを示す構成図。 本発明に係るモニタシステムの第２の実施の形態が適用された放射線モニタとしてのグロスガンマモニタを示す構成図。 本発明に係るモニタシステムの第３の実施の形態が適用された放射線モニタとしてのグロスガンマモニタを示す構成図。 図３の監視ユニットにおける動作の一例を示すフローチャート。 本発明に係るモニタシステムの第４の実施の形態が適用された放射線モニタとしてのグロスガンマモニタを示す構成図。 従来の放射線モニタとしてのグロスガンマモニタを示す構成図。

符号の説明

１ 検出器
２ 前置増幅器（変換器）
４ チャンネル処理部
５ 監視ユニット
１０ グロスガンマモニタ（モニタシステム）
１１ 検出器情報可変処理部
１２ 入力装置（入力手段）
１３ 検出器可変情報送信装置（入力手段）
２０ グロスガンマモニタ（モニタシステム）
２１ 検出ユニット
２３ 検出データ
３０ グロスガンマモニタ（モニタシステム）
４０ グロスガンマモニタ（モニタシステム）
４１ 模擬信号発生器
４２ 校正レベル設定値

Claims (7)

1. 監視対象物の状態を検出する複数の検出器と、これらの検出器からの検出信号をデジタル信号に変換する変換器と、複数の前記検出器のそれぞれに個別に関連付けられる複数のチャンネル処理部を備えた監視ユニットとを有し、
   前記チャンネル処理部が、前記変換器からのデジタル信号をモニタレベル値に単位換算処理するモニタシステムであって、
   前記監視ユニットには、前記検出器と前記チャンネル処理部との関連付けの登録を変更可能とする検出器情報可変処理部が設けられたことを特徴とするモニタシステム。
2. 前記検出器情報可変処理部には、検出器とチャンネル処理部との関連付けに関する関連付けデータが入力手段を用いて入力されるよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載のモニタシステム。
3. 前記変換器は、検出器の識別データ、及び当該検出器とチャンネル処理部との関連付けに関する関連付けデータを監視ユニットへ送信し、
   当該監視ユニットの検出器情報可変処理部が、前記識別データ及び前記関連付けデータに基づき、前記検出器と前記チャンネル処理部との関連付けを登録するよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載のモニタシステム。
4. 前記検出器と変換器が一体に設けられ、監視ユニットに対して離れた位置に配置されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のモニタシステム。
5. 前記監視ユニットは、一の検出器から変換器を経て送信されたデジタル信号、または当該一の検出器に関連付けられたチャンネル処理部にて換算処理されたモニタレベル値が下限設定値以下であるときに検出器情報可変処理部を動作させて、前記検出器に対し予備実装された他の検出器と前記チャンネル処理部との関連付けを登録するよう構成されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のモニタシステム。
6. 前記変換器には、模擬信号を発生する模擬信号発生器が着脱可能に接続され、
   校正証明を有する前記模擬信号発生器からの模擬信号を、前記変換器を経てチャンネル処理部で換算処理したモニタレベル値と前記模擬信号の値との比を補正値とし、
   検出器からの検出信号を、前記変換器を経て前記チャンネル処理部でモニタレベル値に換算処理する際に、このモニタレベル値を、前記補正値を用いて補正するよう構成されたこと特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のモニタシステム。
7. 前記変換器は、使用済燃料集合体から放出される放射線を検出するものであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のモニタシステム。

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