JP3274206B2 - 臨界検出装置 - Google Patents

臨界検出装置

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JP3274206B2
JP3274206B2 JP01992693A JP1992693A JP3274206B2 JP 3274206 B2 JP3274206 B2 JP 3274206B2 JP 01992693 A JP01992693 A JP 01992693A JP 1992693 A JP1992693 A JP 1992693A JP 3274206 B2 JP3274206 B2 JP 3274206B2
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Emergency Alarm Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、核燃料物質等を取り扱
う場合に利用される臨界検出装置に係わり、特に複数の
異なる放射線線量率の変化傾向に応じて適切に臨界事故
となる臨界状態を検出する臨界検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の臨界検出装置においては、図4に
示すように現場側に放射線検出器1が設置され、この放
射線検出器1には伝送路10を介して中央監視側のロジ
ック判定回路11が接続されている。
【0003】この放射線検出器1は、放射線の線量率を
電圧値に換算したアナログ信号を出力するシンチレーシ
ョン検出器2と、このアナログ信号を所定の信号レベル
に増幅するアンプ3と、このアンプ3から出力される出
力電位4と基準電位5とを比較し、出力電位4が基準電
位5を越えたときトリップ信号6を出力するアナログ比
較回路7とを有し、このアナログ比較回路7からのトリ
ップ信号6でケーブルドライバー8を駆動する。そし
て、このケーブルドライバー8から所定のロジックレベ
ル信号を出力し、伝送路10を介してロジック判定回路
11に送出する。
【0004】ここで、中央監視側のロジック判定回路1
1は、放射線検出器1から所定のロジックレベル信号が
伝送されてきたとき、放射線検出器1による放射線線量
率がトリップレベルに達していると判定し、その判定結
果に基づいて所要とする警報信号を出力し、或いは所要
とする機器を自動的にトリップし、事故を未然に防止し
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような臨界検出装置は、シンチレーション検出器2によ
って検出される放射線線量率のうち、立上りの早い応答
特性をもつアナログ信号レベルのファースト臨界を検出
することは可能であるが、緩慢な応答特性をもつスロー
臨界を検出することができない。
【0006】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、1個の検出器を用いてファースト臨界だけでなく、
スロー臨界も同時に検出可能とする臨界検出装置を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に対応する発明は、放射線の線量率を検出
し、この検出された放射線線量率のアナログ信号に基づ
いてトリップ信号を出力する臨界検出装置において、
【0008】放射線を放射線線量率のアナログ信号に変
換する放射線検出器と、この放射線検出器に接続され、
この放射線検出器から得た信号が第1の所定レベルを超
えたときファースト臨界信号を出力するファースト臨界
検出手段と、放射線検出器に接続され、この放射線検出
器から得た信号を所定時間積算して記憶する積算記憶手
段と、この積算記憶手段の積算値が第2の所定レベルを
超えたときスロー臨界信号を出力するスロー臨界検出手
段とを設けた臨界検出装置である。
【0009】
【作用】従って、請求項1に対応する発明は以上のよう
構成とすることにより、放射線検出器にて検出された
放射線線量率に応じたアナログ信号のうち、比較的急峻
な立上り特性を示すファースト臨界のうち、ファースト
臨界検出手段にて前記放射線検出器の出力であるアナロ
グ信号レベルと所定のアナログレベルとを比較し、アナ
ログ信号レベルが所定のアナログレベルを越えたときフ
ァースト臨界検出信号,例えばトリップ信号を出力す
る。
【0010】一方、放射線検出器の出力側には、A−D
変換手段、積算記憶手段およびデジタル記憶手段を設
け、放射線検出器から出力される放射線線量率に応じた
アナログ信号を前記A−D変換手段でデジタル信号に変
換し、所定の期間毎に当該デジタル信号を前記積算記憶
手段で積算すれば、緩慢な応答特性を示すスロー臨界を
とらえて記憶することができる。そして、この記憶され
た積算値と予め設定された所定のデジタル積算値レベル
とをデジタル比較手段で比較し、記憶積算値が所定のデ
ジタル積算値レベルを超えたときスロー臨界、例えばト
リップ信号を出力するものである。従って、1個の放射
線検出器を用いてファースト臨界とスロー臨界とを同時
に検出することができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0012】図1は本発明に係わる臨界検出装置の一実
施例を示す構成図である。この臨界検出装置は、特に
義の放射線検出器自体の構成を改良したものであり、そ
の他の部分については従来装置とほぼ同一の構成となっ
ている。従って、本装置において従来装置と同一部分に
は同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【0013】すなわち、本発明装置に使用する放射線検
出器20は、放射線を検出し、放射線の線量率を電圧に
換算したアナログ信号に変換する狭義の放射線検出器で
ある放射線検出手段21が設けられている。この放射線
検出手段21には、例えばシンチレーション検出器が用
いられるが、他の種々の放射線検出器であっても良いこ
とは言うまでもない。
【0014】そして、この放射線検出手段21の出力側
には、立上りの早い応答特性をもつアナログ信号レベル
からファースト臨界を検出するファースト臨界検出手段
22と、緩慢な応答特性を示すスロー臨界を検出するス
ロー臨界検出手段23とが設けられている。
【0015】このファースト臨界検出手段22は、放射
線検出手段21によって得られる放射線線量率を電圧に
換算したアナログ信号レベルと予め設定された基準レベ
ル,つまりアナログトリップレベルEとを比較し、トリ
ップ信号を出力するアナログ比較回路24を備え、必要
に応じて前記アナログ比較回路24の出力に応じて所定
レベルのロジック信号を出力するケーブルドライバー2
5が設けられている。
【0016】一方、スロー臨界検出手段23は、放射線
検出手段21から出力される放射線線量率に応じたアナ
ログ信号をデジタル信号に変換するA−D変換手段26
の他、基準となるクロックを発生するクロック信号源2
7、PLD(プログラム ロジック デバイス:Progra
m-able Logic Device )28が設けられている。このP
LD28は、基準クロックに基づいてAD変換、後述す
るメモリ保存およびデジタル比較等の各種のタイミング
信号を出力する機能をもっている。
【0017】また、このスロー臨界検出手段23は、P
LD28からのタイミング信号に基づいてA−D変換手
段26にて所定の期間にわたって放射線線量率に応じた
アナログ信号から変換して得られるデジタル信号を積算
記憶するメモリ29、このPLD28からのタイミング
信号を受けてメモリ29に記憶された積算値と予め設定
されたデジタル積算値トリップレベルFとを比較するデ
ジタル比較回路30が設けられており、必要に応じて前
記デジタル比較回路30の出力に応じて所定レベルのロ
ジック信号を出力するケーブルドライバー24が設けら
れている。次に、上記装置の動作について説明する。
【0018】通常、ファースト臨界は、図2の(イ)に
示すように早い応答特性を示す波形となっている。従っ
て、放射線検出手段21から出力される放射線線量率ア
ナログ信号をアナログ比較回路24に導入し、かつ、こ
のアナログ比較回路24の他方入力端に予めアナログト
リップレベル(E)を基準電位として設定しておけば、
放射線線量率アナログ信号レベルがアナログトリップレ
ベル(E)を越えたとき、前記アナログ比較回路24か
らトリップ信号を出力できる。すなわち、ファースト臨
界については、放射線線量率のアナログ信号レベルがア
ナログトリップレベル(E)を越えるか否かに応じて臨
界検出が可能となる。
【0019】しかし、図2に示すごとくバックグラウン
ドレベルBGよりも僅かな変化しかなく、かつ、その持
続時間によって臨界状態を判断する,いわゆる図2の
(ロ),(ハ)に示すようなスロー臨界の場合、上述し
たような放射線線量率のアナログ信号レベル値の比較だ
けではスロー臨界の臨界検出,ひいてはトリップ検出を
行うことができない。
【0020】そこで、PLD28からのタイミング信号
を受けつつ、ある一定期間ごとにA−D変換手段26に
て放射線線量率アナログ信号をデジタル信号に変換し、
そのアナログ信号レベルが予め定めたBG+α以上とな
ったとき、そのデジタル信号を順次積算してメモリ29
で記憶していく。ここで、デジタル信号の初期積算しき
い値をBG+αとしたのは、例えば初期積算しきい値を
BG以上とすれば、放射線線量率アナログ信号レベルが
BGを越えている限り、ある時間を経過したときに必ず
スロー臨界の警報或いはトリップ信号が出てしまうため
である。
【0021】そこで、かかる不具合を回避するために、
予めBG+α以上のときに積算を実行する一方、ある一
定期間積算してもその積算値が予めシステム的に定めた
デジタル積算値トリップレベルF(図3参照)を越えな
いときにはリセットを実行し、再度新たにある一定期間
積算動作を実行するものである。また、放射線線量率ア
ナログ信号レベルが一定期間以上にわたってBG+α以
下の状態を継続したとき、同様に積算値の有無にかかわ
らずリセットを実行し、再度新たに積算を実行する。こ
れは積算結果が負の値を有し、デジタル積算値トリップ
レベルFを実質的に高くするためである。
【0022】以上のようにしてPLD28の指示の下
に、A−D変換手段26の出力をある一定期間積算して
メモリ29に記憶した後、同様にPLD28からのデジ
タル比較用タイミング信号をデジタル比較回路30に送
出する。ここで、デジタル比較回路30は、メモリ29
に記憶されている積算値と予め定めたデジタル積算値ト
リップレベルFとを比較し、記憶積算値がレベルFを越
えたときトリップ信号を出力してケーブルドライバー2
5に供給する。従って、このケーブルドライバー25か
ら所定のロジックレベル信号が出力され、中央監視側に
伝送される。
【0023】なお、積算時間は、図2の(ロ),(ハ)
に示すアナログレベルに応じて図3に示すような積算値
(ロ)′、(ハ)′となるので、トリップレベル発生ま
での応答時間,デジタル積算時間は図3に示すごとくt
1,t2となる。また、ファースト臨界ではないが、図
2に示すようにアナログトリップレベルEよりも低く、
かつ、BG+αよりも高い信号レベルである図示(ニ)
に示す瞬時的なノイズが発生する場合があるが、これら
のノイズ(ニ)の発生する度に積算することとすれば、
デジタル積算値トリップレベルFを実質的に下げること
になるので、例えば予め中間レベルGを設定し、アナロ
グ値がかかる中間レベルGを越えたときには積算しない
ようにする。
【0024】従って、以上のような実施例の構成によれ
ば、臨界検出用の1個の放射線検出器20の内部に、放
射線検出用手段21から出力される放射線線量率のアナ
ログ値をデジタル値に変換するとともに、所定の期間ご
とにデジタル値を積算記憶し、かつ、この記憶された積
算値とデジタル積算値トリップレベルとを比較し、この
記憶積算値が積算値トリップレベルを越えたとき、トリ
ップ信号を出力するようにしたので、急峻な変化特性を
もつファースト臨界を監視できるだけでなく、放射線レ
ベルの低い長時間にわたるスロー臨界をも正確に判別し
て測定し、トリップ信号を出力できる。特に、スロー臨
界の場合にはBGからの微妙な変化をデジタル変換して
積算比較し、トリップ信号を出力できる。
【0025】なお、上記実施例では、放射線検出手段2
1の出力レベルがBG+α以下の状態が所定の期間より
も長く発生したときにリセットするようにしたが、この
リセットする代りに、負の値を零として積算するような
演算処理のアルゴリズムを用いてもよい。その他、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施でき
る。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、1
個の放射線検出器を用いてファーストおよびスローの両
臨界現象を検出でき、特にスロー臨界の場合にはBGか
らの微妙な変化をデジタル変換と積算比較によって正確
に測定し、かつ、トリップ状態を正確に判別できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係わる臨界検出装置の一実施例を示
す構成図。
【図2】 放射線検出手段から出力された放射線線量率
アナログ値の変化特性を示す図。
【図3】 図2に示す放射線線量率アナログ値の変化特
性のうち、スロー臨界のデジタル積算値を説明する図。
【図4】 従来の臨界検出装置の構成図
【符号の説明】
10…伝送路、11…ロジック判定回路、20…放射線
検出器、21…放射線検出手段、22…ファスト臨界検
出手段、23…スロー臨界検出手段、24…アナログ検
出回路、25…ケーブルドライバー、26…A−D変換
手段、27…クロック信号源、28…PLD、29…メ
モリ、30…デジタル比較回路。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G21C 17/06 G01T 1/17 G21C 19/40

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放射線の線量率を検出し、この検出され
    放射線の線量率信号から臨界状態を検出する臨界検出
    装置において、 前記放射線を放射線線量率のアナログ信号に変換する放
    射線検出器と、この放射線検出器に接続され、この放射線検出器から得
    た信号が第1の所定レベルを超えたときファースト臨界
    信号を出力する ファースト臨界検出手段と、前記放射線検出器に接続され、この放射線検出器から得
    た信号を所定時間積算して 記憶する積算記憶手段と、こ
    の積算記憶手段の積算値が第2の所定レベルを超えたと
    きスロー臨界信号を出力するスロー臨界検出手段とを備
    えた臨界検出装置。
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