JP2013217857A - 中性子照射量分布推定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】原子炉圧力容器等の中性子照射量の周方向分布を精度よく推定する。
【解決手段】中性子照射量の周方向分布を計算するステップＳ０１と、計算結果に基づきニュートロンドジメータの設置位置を選定するステップＳ０２と、運転停止中にドジメータ装置を設置するステップＳ０４と、原子炉施設の運転によってニュートロンドジメータが照射を受けるステップＳ０５と、運転停止中にドジメータ装置を回収するステップＳ０６と、中性子照射量を計測するステップＳ０７と、中性子照射量の周方向分布の計算結果と中性子照射量の計測結果とから中性子照射量の周方向分布を補正して補正後中性子照射量周方向分布を得るステップＳ０８と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、中性子照射量分布推定方法に関する。

原子炉施設の経年化対策として、監視試験片を用いた原子炉圧力容器の中性子照射脆化評価が行われている。監視試験片の中性子照射量を測定するためにニュートロンドジメータも合わせて設置しているが、監視試験片設置方位以外の中性子照射量の周方向分布は、一般的に、別途、解析で求めた中性子照射量の周方向分布を、ニュートロンドジメータの測定値で補正をして求めている。

中性子照射量の周方向分布の最大値を用いて原子炉圧力容器の中性子照射量を評価しているが、ノズルなどの不連続部では、最大値を用いると、供用期間中に照射量が判定値を超える可能性があるという評価結果となり運転管理が厳しくなる場合がある。このため、現実的な周方向分布に基づいて中性子照射量を評価することが求められている。

特開２００５−３５１８０５号公報 特開平８−２７１６７４号公報

ＪＮＥＳ−ＳＳ−０５０７−０３ 高経年化技術評価審査マニュアル 原子炉圧力容器の中性子照射脆化 ＪＥＡＣ ４２０１−２００７ 原子炉構造材の監視試験方法

中性子照射量の周方向分布は炉心燃料配置の規則性により、４５°もしくは９０°毎の角度を軸として対称性を示す。上述した中性子照射量評価では監視試験片設置方位以外の中性子照射量が測定されず、解析の中性子照射量の周方向分布で推測している。このため、測定で得られる測定点における中性子照射量と、解析で得られる周方向の中性子照射量の分布曲線上の測定点に対応するとした位置とで、周方向分布がずれていることは検知できない。この場合、監視試験片設置方位以外の中性子照射量の推定が正確に行われないため、正確な中性子照射量の周方向分布を測定から知ることが課題であった。

また、上述した中性子照射量評価では監視試験片設置方位以外の中性子照射量が測定されず、解析の中性子照射量の周方向分布から監視試験片設置方位以外の中性子照射量を推測するため、測定と解析で中性子照射量の周方向分布の最小値から最大値への幅（「振幅」）が異なる場合を検知できない。この場合、監視試験片設置方位以外の中性子照射量の推定が正確に行われないため、正確な最大値を測定から知ることが課題であった。

特許文献１には、中性子照射量の周方向分布を精度よく求めるために、予め解析した中性子照射量分布に基づき、中性子照射量の最大値と最小値を取ると推定される位置で、シュラウド等の原子炉構造物から試料を採取して最大値と最小値を測定することにより、解析の中性子照射量の周方向分布を補正するという技術が、開示されている。

しかしながら、原子炉圧力容器は原子炉の耐圧バウンダリであるため、板厚を減少させる試料採取は容器の強度を低下させるため技術的に困難であり、現実的ではない。また、最大値及び最小値を取る方位を解析の中性子照射量の周方向分布から推定しており、解析と測定で最大値及び最小値を取る方位がずれている場合は正しく補正できない。

また、特許文献２には、炉内計装管あるいはチャンネルボックスに装着した中性子ドジメータを使用して原子炉内各部の中性子照射量を把握し炉内構造物の経年劣化を予測して原子炉の余寿命を診断する技術が開示されている。しかし、原子炉圧力容器の中性子照射量の周方向分布の検討はなされていない。

本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、原子炉圧力容器等の中性子照射量の周方向分布を精度よく評価する方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明は、炉心の外側に配設された対象物の中性子照射量の周方向分布を推定する中性子照射量分布推定方法において、解析モデルに基づき中性子照射量の周方向分布を計算する中性子照射量分布解析ステップと、前記中性子照射量分布解析ステップで得られた中性子照射量の周方向分布の計算結果に基づき、ドジメータ装置の設置位置を選択するドジメータ装置設置位置選択ステップと、原子炉施設の運転停止状態において、前記ドジメータ装置設置位置選択ステップで選択したドジメータ装置の設置位置の状況に合わせて製作したドジメータ装置を、ドジメータ装置設置位置選択ステップで選択した位置に設置するドジメータ装置設置ステップと、前記ドジメータ装置設置ステップの後に、原子炉施設の運転によって前記ドジメータ装置のニュートロンドジメータが照射を受けるドジメータ照射ステップと、前記ドジメータ照射ステップの後に、前記ドジメータ装置を取り外し、回収するドジメータ装置回収ステップと、前記ドジメータ装置回収ステップの後に、回収した前記ドジメータ装置の各前記ニュートロンドジメータの中性子照射量を計測する照射量計測ステップと、前記中性子照射量分布解析ステップで得られた中性子照射量の周方向分布と、前記照射量計測ステップで得られた中性子照射量の計測結果とから、中性子照射量の周方向分布を補正して補正後中性子照射量周方向分布を得る照射量分布補正ステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、原子炉圧力容器等の中性子照射量の周方向分布を精度よく評価する方法を提供することができる。

本発明に係る原子炉圧力容器の中性子照射量分布推定方法の第１の実施形態を示すフロー図である。 本発明に係る原子炉圧力容器の中性子照射量分布推定方法の第１の実施形態を説明するための炉心の外形を示す平面図である。 本発明に係る原子炉圧力容器の中性子照射量分布推定方法の第１の実施形態を説明するための原子炉圧力容器の中性子照射量の周方向の分布図である。 本発明に係る原子炉圧力容器の中性子照射量分布推定方法の第１の実施形態のニュートロンドジメータの配置を示す原子炉圧力容器の水平断面図である。 本発明に係る原子炉圧力容器の中性子照射量分布推定方法の第１の実施形態の照射量分布補正ステップを説明するための原子炉圧力容器の中性子照射量の解析結果と計測結果を示す周方向の分布図である。 本発明に係る原子炉圧力容器の中性子照射量分布推定方法の第１の実施形態の照射量分布補正ステップの詳細を示すフロー図である。 本発明に係る原子炉圧力容器の中性子照射量分布推定方法の第１の実施形態の照射量分布補正方法を説明するためのグラフである。 本発明に係る原子炉圧力容器の中性子照射量分布推定方法の第２の実施形態のニュートロンドジメータの配置を示す原子炉圧力容器の水平断面図である。 本発明に係る原子炉圧力容器の中性子照射量分布推定方法の第３の実施形態のニュートロンドジメータの配置を示す原子炉圧力容器の水平断面図である。 本発明に係る原子炉圧力容器の中性子照射量分布推定方法の第３の実施形態の原子炉圧力容器の中性子照射量の解析結果と計測結果を示す径方向の分布図である。 本発明に係る原子炉圧力容器の中性子照射量分布推定方法の第４の実施形態のドジメータ装置の正面図である。 本発明に係る原子炉圧力容器の中性子照射量分布推定方法の第４の実施形態のドジメータ装置の取り付箇所を示す原子炉圧力容器の水平断面図である。 本発明に係る原子炉圧力容器の中性子照射量分布推定方法の第４の実施形態を示すフロー図である。 本発明に係る原子炉圧力容器の中性子照射量分布推定方法の第５の実施形態のドジメータ装置の正面図である。 本発明に係る原子炉圧力容器の中性子照射量分布推定方法の第５の実施形態のドジメータ装置の取り付箇所を示す原子炉圧力容器の水平断面図である。 本発明に係る原子炉圧力容器の中性子照射量分布推定方法の第５の実施形態を示すフロー図である。

以下、図面を参照して本発明に係る原子炉圧力容器の中性子照射量分布推定方法の実施形態について説明する。ここで、同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明に係る原子炉圧力容器の中性子照射量分布推定方法の第１の実施形態を示すフロー図である。以下、図２以降も参照しながら、フローを説明する。

先ず、運転履歴および今後の運転計画に基づき、原子炉圧力容器１の中性子照射量分布を解析により算出する（Ｓ０１）。

図２は、本実施形態を説明するための炉心の外形を示す平面図である。図中の角度は、原子炉圧力容器１の中心から見た方位を、基準の方位を０°として、右回りの角度で示している。

図３は、本実施形態を説明するための原子炉圧力容器の中性子照射量の周方向の分布図である。横軸は、図２と同様に、基準方位を０°とした角度であり、縦軸は０°における値に対する相対的な中性子照射量である。

炉心２の外形を周方向でみると、図２に示すように、原子炉圧力容器１に相対的に近い場所と相対的に離れている場所がある。このため、原子炉の運転中に原子炉圧力容器１に到達する中性子束は原子炉圧力容器１の周方向に分布を持つ。この結果、原子炉圧力容器１の周方向の中性子照射量分布は、原子炉圧力容器１に相対的に近い場所では高く、相対的に離れている場所では低くなる。図２に示すような炉心の場合、炉心２と原子炉圧力容器１とが相対的に近い場所は周方向の角度に４５°方向、１３５°方向、２２５°方向および３１５°方向と４か所あるので、周方向の中性子照射量分布は図３に示すように、４か所にピークを持つ分布となる。

一般的に、中性子照射量分布Ｆは、周方向角度θを変数とした多項式の足し合わせによって次式（１）のように表される。

Ｆ（θ）＝Σ（ｉ）Ｃｉ・Ｇｉ（θ―ｄ） （１）
（ただし、Ｇｉは要素関数、Ｃｉは要素関数の重みを表わす係数、ｄは周方向の角度のずれ、Σ（ｉ）はｉについての総和を表わす。）
ステップＳ０１の解析により、このような周方向の中性子照射量分布が得られるので、この結果に基づき、評価を必要とする位置を考慮して、ドジメータ装置１０を設置する位置を選択する（Ｓ０２）。

ここで、ドジメータ装置１０とは、運転中にその場所で受ける中性子照射量を測定するために必要なニュートロンドジメータ１１と、ニュートロンドジメータ１１をその位置に設置するために必要な部材等を含む一式をいう。

なお、ドジメータ装置１０の設置位置としては、ノズルの溶接部が存在する箇所等の特別な評価が必要な場所や、設置のしやすさなど、各種要因を考慮して決定する。

図４は、本実施形態のニュートロンドジメータ１１の配置を示す原子炉圧力容器１の水平断面図である。本実施形態により、解析結果と実測結果とを対応させ照射量分布の補正を行うためには、図４に示すように、複数のニュートロンドジメータ１１を設ける必要があり、ニュートロンドジメータ１１の数が多いほど、補正の精度は向上する。図４は、最大値を与えると考えられる箇所を狙って設置した例を示す。

ステップＳ０２の後に、ステップＳ０２で選択したニュートロンドジメータ１１を設置しようとする箇所の状況に応じてドジメータ装置１０を製作する（Ｓ０３）。

ステップＳ０３の後に、原子炉の運転停止期間に、設置しようとする箇所にドジメータ装置１０を設置する（Ｓ０４）。

ステップＳ０４の後に、原子炉の運転により、ニュートロンドジメータ１１を照射する（Ｓ０５）。

ステップ０５の後に、原子炉の運転が停止したら、ドジメータ装置１０を回収する（Ｓ０６）。

ステップＳ０６の後に、ニュートロンドジメータ１１に照射された中性子照射量の計測を行う（Ｓ０７）。

ステップＳ０７の後に、照射量分布の補正を行う（Ｓ０８）。

図５は、本実施形態の照射量分布補正ステップを説明するための原子炉圧力容器の中性子照射量の解析結果と計測結果を示す周方向の分布図である。図５の破線で示す曲線は、ステップＳ０１で得られた解析結果を示す。丸印で表示した部分は、ステップＳ０７で得られた測定結果を示す。

実線で表示した曲線は、解析結果と同一の曲線が周方向にずれてかつ中性子照射量を示す縦軸方向に延びた曲線で、かつ測定結果の丸印を含むものとして、説明のために便宜的に図示したものであり、当初はこの曲線は与えられていない。

ステップＳ０８により、解析モデルが補正された後に、この解析モデルに基づき、必要な箇所の中性子照射量を決定する（Ｓ０９）。

次に、照射量分布の補正を行うステップＳ０８の詳細を説明する。

図６は、本実施形態の照射量分布補正ステップの詳細を示すフロー図である。また、図７は、本実施形態の照射量分布補正方法を説明するためのグラフである。

説明を分かり易くするために、いま、測定箇所が２か所の場合を例にとる。この場合、未知数が２の場合であるから、式（１）の項数は、１項となる。すなわち、次式（２）で表される。

Ｆ（θ）＝Ｃ・Ｇ（θ―ｄ） （２）
それぞれの測定位置の角度をθ１およびθ２とし、それぞれの計測結果のポイントが、図７のＭ１、Ｍ２であるとする。破線と実線の曲線は、図５と同様の意味の解析結果と実際の周方向の中性子照射量分布である。

角度θ１およびθ２に設置したニュートロンドジメータ１１の測定値Ｆ（θ１）およびＦ（θ２）を用いて、
Ｆ（θ１）＝Ｃ・Ｇ（θ−ｄ） （３）
Ｆ（θ２）＝Ｃ・Ｇ（θ−ｄ） （４）
と表される。θ１、θ２、Ｆ（θ１）、Ｆ（θ２）および関数形Ｇ（θ）は予めわかっているため、式（３）、（４）を満たすＣおよびｄが一義的に決まる。Ｃおよびｄを求めることができれば、これを使用して解析による中性子照射量の周方向分布曲線を補正することができる。

Ｃおよびｄは、具体的には、たとえば、以下のような繰り返し計算によって求めることができる。

図７のように、測定結果であるＭ１、Ｍ２は、解析結果を示す曲線上にはない。このため、角度ずれ量ｄと係数Ｃの初期設定を行う（Ｓ８１）。

ステップＳ８１で設定した角度ずれ量ｄと係数Ｃを用いて式（１）により周方向の中性子照射量分布を計算する（Ｓ８２）。この結果、周方向の中性子照射量分布の解析結果は、実際の中性子照射量分布である実線の曲線に近づくことになる。

解析による周方向の中性子照射量分布を、実線で示される実際の中性子照射量分布に一致させる際に維持すべき維持条件は、次の式（５）、（６）で与えられる。

Ｍ１の中性子照射量とＭ２の中性子照射量の比を維持 （５）
Ｍ１とＭ２間の周方向角度間隔δθ_０を維持 （６）
この条件を維持しながら、角度ずれ量ｄと係数Ｃを操作し、破線の曲線が、Ｍ１およびＭ２を通るような補正を繰り返す。ただし、Ｍ１およびＭ２に対応する点が仮にＮ１およびＮ２であるとしても、Ｎ１およびＮ２が破線の曲線上のどこに位置しているかは当初不明である。

したがって、補正の具体的な方法としては、Ｍ１およびＭ２を起点として、Ｍ１およびＭ２が破線の曲線上に乗るように近づける補正、すなわち、図７のようにＭ１およびＭ２の値をＣ倍し、かつ横軸方向に角度をｄだけずらす。いま、当初のＭ１からＭ２へのベクトルをベクトルＡ０とする。また、補正した結果、ベクトルＡ０がベクトルＡ１になったとする。

また、角度をｄだけずらした位置の破線の曲線上のベクトルをＢとする。ベクトルＡ１とベクトルＢとが規定値以内で重なった場合に補正が完了したといえる。

ステップＳ８２の後に、ベクトルＡ１とベクトルＢとを比較し、比較結果が規定値以内にあるかどうかの判定を行う（Ｓ８３）。具体的には、ベクトルＡ１の起点Ｍ１の中性子照射量と終点Ｍ２の中性子照射量との比と、ベクトルＢの対応する値とを比較する。なお、規定値との比較は、対応する値の比、あるいは対応する値の差によることでよい。

ステップＳ８３による判定の結果、規定値以内ではない場合は、係数Ｃの補正を行う。（Ｓ８４）。この場合、Ｍ１、Ｍ２を、ステップＳ８２で得られた最新の破線の解析結果に近づけるために、たとえば０．８倍とする必要がある場合は、逆に、解析モデルの係数Ｃを１／０．８すなわち１．２５倍とする補正を行う。

ステップＳ８４で係数Ｃの補正を行った後に、ステップＳ８２に戻り、新たな係数Ｃに基づき中性子照射量分布を計算する（Ｓ８２）。

このようにして、判定のステップＳ８３で規定値以内にあると判定されるまでステップＳ８２からステップＳ８４までのステップを繰り返す。

ステップＳ８３で規定値以内にあると判定押された場合は、照射量の比較、判定を行う（Ｓ８５）。具体的には、Ｍ１の照射量、Ｍ２の照射量と、ベクトルＢの対応する値とをそれぞれ比較する。

比較した結果、規定値以内にないと判定された場合は、角度ずれ量ｄの補正を行う。角度ずれ量の補正についても、Ｍ１、Ｍ２の値を、ステップＳ８２で得られた最新の破線の解析結果に近づけるために必要な角度ずれ量ｄによる補正を行う（Ｓ８６）。たとえば、Ｍ１、Ｍ２側をマイナス１°ずらして最新の破線の解析結果に近づく場合は、逆に解析モデルにおいて角度ずれ量をプラス１°ずらす補正を行う。

ステップＳ８６の後に、ステップＳ８２に戻り、新たな角度ずれ量を用いたモデルにより中性子照射量分布を計算し、同様にステップを繰り返す。

ステップＳ８５での比較の結果、規定値以内にあると判定された場合には、ステップＳ８３における判定においても規定値以内であるとの判定結果であるので、測定結果であるＭ１およびＭ２は、解析結果である中性子照射量分布曲線上にあるとみなしてよく、補正が適切になされたことになり、ステップ０９に移行する。

なお、係数Ｃおよび角度ｄの判定に使用する規定値は各ステップ繰り返し毎に変えてもよい。また、ステップＳ８３の判定の後にステップＳ８６の角度ずれ量補正を行い、ステップＳ８５の判定の後にステップＳ８４の係数補正を行ってもよい。

以上のような本実施形態に係る中性子照射量分布の推定方法により、原子炉圧力容器１等の中性子照射量の周方向分布を精度よく評価することができる。

［第２の実施形態］
図８は、本発明に係る原子炉圧力容器の中性子照射量分布推定方法の第２の実施形態のニュートロンドジメータの配置を示す原子炉圧力容器の水平断面図である。

本実施形態は、第１の実施形態において、ニュートロンドジメータ１１の設置位置が、特定の場所にある場合の実施形態である。

図８に示すニュートロンドジメータ１１が設置されている位置は、図３の周方向の展開の角度では３１５°に相当する。この場所は、図３に示すように、最大値を与える場所であり、中性子照射に関して最も厳しい場所である。測定結果は、絶対値が大きいことから測定精度ももっともよい場所であり、この測定結果に基づいて、例えば係数Ｃの補正をはじめ、さらに精度のよい推定を行うことができる。

なお、原子炉圧力容器１の中性子脆化評価では周方向分布の最大値を使用する必要がある。最大値を与えると予想される場所にニュートロンドジメータ１１を設置して実測値を取得することにより、解析で求めた補正前の周方向分布が実際の分布と大きくずれていても最大値付近でニュートロンドジメータ１１による実測値が与えられているために、最大値については精度よく解析の周方向分布を補正することができる。

以上のような本実施形態に係る中性子照射量分布の推定方法により、原子炉圧力容器１等の中性子照射量の周方向分布を精度よく評価することができる。

［第３の実施形態］
図９は、本発明に係る原子炉圧力容器の中性子照射量分布推定方法の第３の実施形態のニュートロンドジメータの配置を示す原子炉圧力容器の水平断面図である。

第２の実施形態と同様に、最大の中性子照射量となる角度にニュートロンドジメータ１１が設置されている。また、この周方向の位置の、原子炉圧力容器１の内面側のみならず、外面側にもニュートロンドジメータ１１が設置されている。内面側のニュートロンドジメータ１１と外面側のニュートロンドジメータ１１は、それぞれの組で、原子炉圧力容器１の中心から径方向の同一線上、すなわち、周方向の同一角度に設置されている。

図３に示したように、原子炉圧力容器１の中心に対して対称な４か所に中性子照射量の最大値が生ずることから、ニュートロンドジメータ１１の設置個所は、この対称性を考慮して選択することができる。すなわち、ある角度については配置上干渉物が有り、同一角度において内面側と外面側の両方にニュートロンドジメータ１１を設置することが困難な場合、９０°の倍数の角度ずれた位置に設置しても同様の結果が得られると考えられる。

また、内面側にニュートロンドジメータ１１が設置されていることにより、外面側のニュートロンドジメータ１１による計測結果に、その影響が出ることが考えられる。同一角度上ではなく、９０°の倍数の角度ずれた位置の内面側に設置することにより、このような影響を排除することができる。

図１０は、本実施形態の原子炉圧力容器の中性子照射量の解析結果と計測結果を示す径方向の分布図である。縦軸は中性子照射量を原子炉圧力容器１の内側近傍位置の中性子照射量で規格化した値を、また、横軸は、原子炉圧力容器１の内面近傍位置からの径方向の距離を示す。

図１のステップＳ０８において、周方向の中性子照射量分布の補正を行うのは、第１の実施形態および第２の実施形態と同様であるが、本実施形態においては、周方向の中性子照射量分布の補正は、原子炉圧力容器１の内表面近傍に設けられたニュートロンドジメータ１１の中性子照射量計測値と内表面近傍の解析結果との比較に基づく補正と、同様に原子炉圧力容器１の外表面近傍についての補正の両ケースについて実施する。

また、本実施形態においては、さらに、解析で求めた中性子照射量の径方向分布曲線と原子炉圧力容器１の内表面近傍位置および外表面近傍位置の計測値と解析による径方向の中性子照射量分布曲線との比較による補正も実施する。

なお、この際、ニュートロンドジメータ１１の計測結果には、９０°の倍数だけ角度がずれたものの計測結果も含まれるものとする。

以上のように、中性子照射量の計測と、解析による中性子照射量分布曲線との比較に基づく補正を、周方向分布と、径方向分布の両方について行うことにより、さらに精度のよい中性子照射量の径方向分布の推定をすることが可能となる。

［第４の実施形態］
図１１は、本発明に係る原子炉圧力容器の中性子照射量分布推定方法の第４の実施形態のドジメータ装置の正面図である。

本実施形態は、すでに供用期間中となっている原子炉圧力容器１の中性子照射量分布推定方法である。

本実施形態におけるドジメータ装置１０は、複数のニュートロンドジメータ１１と、これらを連結させる連結部１２および既設の原子炉圧力容器１の各部構造と取り合うための取合部１３を有する。これらの構成要素は、原子炉圧力容器１への取り付位置を考慮し、原子炉圧力容器１の内面側に設置する場合には、流路を妨げないような構造とする。

図１２は、本実施形態のドジメータ装置の取り付箇所を示す原子炉圧力容器の水平断面図である。たとえば、最大の中性子照射量を生ずる箇所が中央になるように設置する。

図１３は、本実施形態を示すフロー図である。

本実施形態のステップＳ０１は、第１の実施形態のステップＳ０１と同じ内容である。

ステップＳ０１の後に、ニュートロンドジメータ１１、連結部１２および取合部１３の設置位置を選択する（Ｓ１２）。

ステップＳ１２の後に、ニュートロンドジメータ１１、連結部１２および取合部１３を製作し、ドジメータ装置１０を組立てる（Ｓ１３）。

原子炉の運転停止時に、連結部１２により一体となった複数のニュートロンドジメータ１１を、取合部１３により、原子炉圧力容器１の近傍に取り付ける。あるいは、すでに取合部１３も一体となっている場合は、ドジメータ装置１０を取り付ける（Ｓ１４）。

取合部１３の取付先は、たとえば、供用期間中となっている原子炉圧力容器１にすでに設置されている監視試験片固定用の装置に取り付ける。

なお、供用中の監視試験片とニュートロンドジメータ１１がある場合には、定期検査等で原子炉の運転が停止しているときに、監視試験片とニュートロンドジメータ１１を収納しているバスケットやホルダから監視試験片とニュートロンドジメータ１１を取出し、本ドジメータ装置１０に組み直して設置することで、供用中の監視試験片がある原子炉圧力容器１においても複数箇所で中性子照射量を測定することが可能になる。

また、たとえば、周方向分布の最大値を取得するためにニュートロンドジメータ１１を設置していたが、供用中の燃料配置の変更等で当初想定された周方向分布の最大値をとる角度がずれた場合であっても、ステップＳ１２で設置する角度を選択することで対応ができる。

この後に、ステップＳ０５〜ステップＳ０９に移るが、これらは第１の実施形態のステップＳ０５〜ステップＳ０９と同じ内容である。

このような本実施形態による方法により、供用期間中の原子炉圧力容器１に直接溶接等を施すことなく、かつ確実に固定し、複数個所測定することができる。

以上のように、精度のよい中性子照射量の推定をすることが可能となる。

［第５の実施形態］
図１４は、本発明に係る原子炉圧力容器の中性子照射量分布推定方法の第５の実施形態のドジメータ装置の正面図である。

本実施形態は、新設の原子炉圧力容器１の中性子照射量分布推定方法である。

本実施形態におけるドジメータ装置１０は、複数のニュートロンドジメータ１１と、これらを連結させる連結部１２および原子炉圧力容器１と取り合うためのドジメータホルダ１４を有する。これらの構成要素は、原子炉圧力容器１への取り付位置を考慮し、原子炉圧力容器１の内面側に設置する場合には、流路を妨げないような構造とする。

図１５は、本実施形態のドジメータ装置１０の取り付箇所を示す原子炉圧力容器の水平断面図である。たとえば、最大の中性子照射量を生ずる箇所が中央になるように設置する。

図１６は、本実施形態を示すフロー図である。

本実施形態のステップＳ０１は、第１の実施形態のステップＳ０１と同じ内容である。

ステップＳ０１の後に、ニュートロンドジメータ１１、連結部１２およびドジメータホルダ１４の設置位置を選択する（Ｓ２２）。

ステップＳ２２の後に、ニュートロンドジメータ１１、連結部１２およびドジメータホルダ１４を製作し、ドジメータ装置１０を組立てる（Ｓ２３）。

原子炉が運転を開始する前に、連結部１２により一体となった複数のニュートロンドジメータ１１を、ドジメータホルダ１４により、原子炉圧力容器１に設けられた取り合い部に取り付ける。すでにドジメータホルダ１４も一体となっている場合は、ドジメータ装置１０を取り付ける（Ｓ２４）。

この後に、ステップＳ０５〜ステップＳ０９に移るが、これらは第１の実施形態のステップＳ０５〜ステップＳ０９と同じ内容である。

このような本実施形態による方法により、計画的に最適な取り付け場所を選択し、取付構造も最適なものとすることができ、確実に固定することができる。

以上のように、精度のよい中性子照射量の推定をすることが可能となる。

［その他の実施形態］
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。たとえば、９０°おきに４つのピークが生ずるような炉心形状について説明したが、ピークの数が４以外であってもよい。このように中性子照射量の周方向の分布が、複数のピークを生ずるような場合には、炉型によらず適用できる。

また、各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。さらに、これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…原子炉圧力容器
２…炉心
１０…ドジメータ装置
１１…ニュートロンドジメータ
１２…連結部
１３…取合部
１４…ドジメータホルダ

Claims (7)

1. 炉心の外側に配設された対象物の中性子照射量の周方向分布を推定する中性子照射量分布推定方法において、
   解析モデルに基づき中性子照射量の周方向分布を計算する中性子照射量分布解析ステップと、
   前記中性子照射量分布解析ステップで得られた中性子照射量の周方向分布の計算結果に基づき、ドジメータ装置の設置位置を選択するドジメータ装置設置位置選択ステップと、
   原子炉施設の運転停止状態において、前記ドジメータ装置設置位置選択ステップで選択したドジメータ装置の設置位置の状況に合わせて製作したドジメータ装置を、ドジメータ装置設置位置選択ステップで選択した位置に設置するドジメータ装置設置ステップと、
   前記ドジメータ装置設置ステップの後に、原子炉施設の運転によって前記ドジメータ装置のニュートロンドジメータが照射を受けるドジメータ照射ステップと、
   前記ドジメータ照射ステップの後に、前記ドジメータ装置を取り外し、回収するドジメータ装置回収ステップと、
   前記ドジメータ装置回収ステップの後に、回収した前記ドジメータ装置の各前記ニュートロンドジメータの中性子照射量を計測する照射量計測ステップと、
   前記中性子照射量分布解析ステップで得られた中性子照射量の周方向分布と、前記照射量計測ステップで得られた中性子照射量の計測結果とから、中性子照射量の周方向分布を補正して補正後中性子照射量周方向分布を得る照射量分布補正ステップと、
   を有することを特徴とする中性子照射量分布推定方法。
2. 前記照射量分布補正ステップは、
   係数および角度ずれ量を用いて前記補正後中性子照射量周方向分布を表わす関数形状を設定する関数形状設定ステップと、
   前記係数および前記角度ずれ量を初期設定する係数・角度ずれ量初期設定ステップと、
   設定された前記係数および前記角度ずれ量に基づき中性子照射量分布計算を行う分布計算ステップと、
   前記照射量計測ステップで得られた周方向角度に対する実測中性子照射量データにおける照射量比と、対応する補正後の周方向角度に対する中性子照射量計算結果における照射量比を比較し、その照射量比比較結果が第１のしきい値以内であるか否かを判定する照射量比判定ステップと、
   前記照射量比判定ステップで第１のしきい値以内ではないと判定された場合に、前記係数を補正し新たな係数を設定する係数補正ステップと、
   前記係数補正ステップの後に、前記分布計算ステップに戻るステップと、
   前記照射量比判定ステップで第１のしきい値以内と判定された場合に、周方向角度に対する実測中性子照射量の値と計算結果における対応する補正後の周方向角度に対する位置における照射量の計算結果とを比較し、その照射量比較結果が第２のしきい値以内であるか否かを判定する照射量値判定ステップと、
   前記照射量値判定ステップで第２のしきい値以内ではないと判定された場合に、前記角度ずれ量を補正し新たな角度ずれ量を設定する角度ずれ量補正ステップと、
   前記角度ずれ量補正ステップの後に、前記分布計算ステップに戻るステップと、
   前記照射量値判定ステップで第２のしきい値以内と判定された場合に前記照射量決定ステップに移るステップと、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の中性子照射量分布推定方法。
3. 前記関数形状設定ステップは、次の式
   Ｆ（θ）＝Σ（ｉ）Ｃｉ・Ｇｉ（θ−ｄ）
   （ただし、Σ（ｉ）は、ｉが１からｎまでの総和、Ｃｉは各項の係数、Ｇｉは関数、θは周方向角度、ｄは周方向角度の補正分を示す。）
   により関数形状を設定することを特徴とする請求項２に記載の中性子照射量分布推定方法。
4. 前記照射量比または照射量の比較は、比較量の差によるものであることを特徴とする請求項２または３に記載の中性子照射量分布推定方法。
5. 前記照射量比または照射量の比較は、比較量の比によるものであることを特徴とする請求項２または３に記載の中性子照射量分布推定方法。
6. 前記ドジメータ装置設置位置選択ステップの後で前記ドジメータ装置設置ステップの前に、前記対象部の既設構造との取合いのための取合部の製作を行う取合部製作ステップとをさらに有し、
   前記ドジメータ装置設置ステップは、前記取合部の設置をさらに含む、
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の中性子照射量分布推定方法。
7. 前記ドジメータ装置設置位置選択ステップの後で前記ドジメータ装置設置ステップの前に、前記ニュートロンドジメータを支持するドジメータホルダの製作を行う製作ステップをさらに有し、
   前記ドジメータ装置位置選択ステップは、前記ドジメータホルダおよび前記ドジメータの設置位置の選択を行うステップであり、
   前記ドジメータ装置設置ステップは、前記ドジメータホルダおよび前記ドジメータの設置を行うステップである、
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の中性子照射量分布推定方法。

Images