JP4316338B2 - Criticality safety monitoring method and criticality safety monitoring device - Google Patents
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Description
本発明は、核分裂性物質を含む物質、あるいは核分裂性物質を含む可能性のある物質を収納する領域の臨界安全性監視に関する。 The present invention relates to criticality safety monitoring of an area containing a substance containing a fissile substance or a substance possibly containing a fissile substance.
核分裂性物質を含む物質、あるいは核分裂性物質を含む可能性のある物質を収納する場合には、収納された物質の臨界安全性を監視する必要がある。 When storing a substance containing a fissile substance or a substance that may contain a fissile substance, it is necessary to monitor the critical safety of the contained substance.
例えば、収納ラック、使用済燃料輸送容器輸送・貯蔵容器(キャスク)に使用済燃料集合体を収納する場合には、その臨界安全性を監視する方法として、使用済燃料が放出している自発中性子を利用した測定値と計算値を併用して、未臨界度を評価する方法(自発中性子増倍方法)がある(特許文献1参照)。 For example, when storing spent fuel assemblies in storage racks, spent fuel transport containers transport / storage containers (casks), as a method for monitoring the critical safety, spontaneous neutrons released by spent fuel There is a method (spontaneous neutron multiplication method) for evaluating the subcriticality by using both the measured value and the calculated value using the method (see Patent Document 1).
この方法は、測定対象である使用済燃料集合体の燃料タイプ、初期濃縮度、燃焼度、出力密度、冷却時間などの情報を用いて中性子放出率を計算で求め、この中性子放出率と使用済燃料からの自発中性子を測定した中性子束の値(中性子計数率)とを用いて中性子実効増倍率(未臨界度)を求める方法である。 This method calculates the neutron emission rate using information such as the fuel type, initial enrichment, burnup, power density, and cooling time of the spent fuel assembly to be measured. This is a method for obtaining the effective neutron multiplication factor (subcriticality) using the value of neutron flux (neutron counting rate) obtained by measuring spontaneous neutrons from fuel.
また、再処理工程の共除染(核分裂生成物(FP)やキュリウムを除染する工程)、分配工程及び/又は精製工程において、設置されたPu濃度による臨界管理を行う機器へ再処理燃料を収納する場合に、その臨界安全性を監視する方法として、再処理燃料が放出している自発中性子を利用して臨界安全性を監視する方法(自発中性子増倍法)が知られている(特許文献2参照)。 In addition, in the reprocessing process co-decontamination (process for decontamination of fission products (FP) and curium), distribution process and / or purification process, reprocessed fuel is supplied to the equipment that performs criticality control by Pu concentration installed. As a method for monitoring the criticality safety when storing, a method for monitoring the criticality safety using spontaneous neutrons released from reprocessed fuel (spontaneous neutron multiplication method) is known (patented) Reference 2).
この方法は、Pu同位体組成とPu単位重量当りの中性子放出率との関係を計算で求め、再処理燃料に受入れ可能な最大のPu濃度と受入れる再処理燃料のPu同位体組成の範囲から、計測される可能性のある中性子計数率の範囲を計算し、その最小値にさらにバックグラウンド計数などを考慮して中性子計数率の警報値を求め、その警報値と再処理燃料からの自発中性子を計測した中性子計数率を比較して監視するものである。
自発中性子増倍法において、中性子放出率と中性子計数率を用いて未臨界度を求める場合には、予め測定対象の情報を入手し、中性子放出率を求めておかなければならないという煩雑さがある。 In the spontaneous neutron multiplication method, when subcriticality is calculated using the neutron emission rate and neutron count rate, there is the complexity that it is necessary to obtain information on the measurement target in advance and obtain the neutron emission rate .
また、Pu同位体組成と中性子放出率との関係を用いて、中性子計数率の警報値を求めて監視する方法では、中性子計数率がPu同位体組成、Cm244やAm241などの中性子を放出する超Pu各種の再処理燃料への混入によっても変化するため、極めて低い中性子計数率の警報値としなければならず、本来警報を発する必要がない場合にも、警報が発せられてしまうという課題がある。 Further, in the method of obtaining and monitoring the alarm value of the neutron count rate using the relationship between the Pu isotope composition and the neutron emission rate, the neutron count rate is a super isotope that emits neutrons such as the Pu isotope composition, Cm244 and Am241. Since it also changes due to mixing with various types of Pu reprocessing fuel, it must be an alarm value with a very low neutron count rate, and there is a problem that an alarm is issued even if it is not necessary to issue an alarm originally. .
本発明は、上記目的を達成するために成された臨界安全性監視方法および臨界安全性監視装置であり、請求項1記載の臨界安全性監視方法は、中性子検出器により測定時間τ毎に測定時間当りの中性子パルスの数を複数回測定するステップと、複数回測定された中性子パルスの数の平均値n ave と分散σを測定時間τ毎に求めるステップと、平均値n ave と分散σを用いて下記(1)式で定義される係数Yを測定時間τ毎に求めるステップと、
Y τ =σ 2 /n ave −1 (1)
ステップで求められた係数Yの測定時間τによる分布が、下記(2)式で定義されるY(τ)でフィッティングされるように即発中性子減衰定数αおよび定数Y sat を求めるステップと、
Y(τ)=Y sat {1−(1−e −ατ )/ατ} (2)
下記(3)式で定義される、係数Yの値Y τ と(2)式で求められるY(τ)との差E τ を求めるステップと、
E τ =Y τ −Y(τ) (3)
E τ の分散値または、E τ の最大値と最小値との差を求めるステップと、E τ の分散値または、E τ の最大値と最小値との差が所定値以上である場合、校正線源を中性子検出器の測定領域に挿入するステップと、校正線源を挿入した状態で、中性子パルスの数を複数回測定するステップから即発中性子減衰定数αおよび定数Y sat を求めるステップまでを繰り返し、即発中性子減衰定数αを再度測定するステップと、を有することを特徴とする。
The present invention is a criticality safety monitoring method and a criticality safety monitoring device which are made to achieve the above object, and the criticality safety monitoring method according to
Y τ = σ 2 / n ave -1 (1)
Obtaining a prompt neutron decay constant α and a constant Y sat so that the distribution of the coefficient Y obtained in the step according to the measurement time τ is fitted with Y (τ) defined by the following equation (2) :
Y (τ) = Y sat {1- (1-e− ατ ) / ατ} ( 2)
A step of obtaining a difference E τ between a value Y τ of the coefficient Y defined by the following equation (3) and Y (τ) obtained by the equation (2) ;
E τ = Y τ -Y (τ ) (3)
Variance of E tau or, determining a difference between the maximum value and the minimum value of E tau, the variance of E tau or, if the difference between the maximum value and the minimum value of E tau is a predetermined value or more, calibration Repeat the steps from inserting the radiation source into the measurement area of the neutron detector and measuring the number of neutron pulses multiple times with the calibration source inserted to the step of determining the prompt neutron decay constant α and constant Y sat Measuring the prompt neutron decay constant α again.
請求項2に記載の臨界安全性監視方法は、汎用核計算コードシステムを用いて求められた全遅発中性子割合βおよび即発中性子寿命Lと、EThe criticality safety monitoring method according to
ρ=β−αLρ = β−αL
(4)(4)
下記(5)式により中性子実効増倍率kを求めるステップと、Obtaining a neutron effective multiplication factor k by the following equation (5);
k=1/(L−ρ)k = 1 / (L-ρ)
(5)(5)
中性子実効増倍率kが予め設定された値より大きい場合にスクラム信号を発生するステップと、をさらに有することを特徴とする。Generating a scram signal when the effective neutron multiplication factor k is larger than a preset value.
請求項3に記載の臨界安全性監視方法は、校正線源を挿入した状態で測定された測定時間当りの中性子パルスの数が、前回計測された測定時間当りの中性子パルスの数より減少した場合に、校正線源を中性子検出器の測定領域から排出するステップと、をさらに有することを特徴とする。
The criticality safety monitoring method according to
請求項4に記載の臨界安全性監視装置は、中性子を検出し電気パルスを発生する中性子検出器と、電気パルスを矩形パルスに変換する計測回路と、矩形パルスの数であるパルス計測値を測定するマルチチャネルスケーラーと、マルチチャネルスケーラーにパルス計測値の測定時間τと測定回数を設定する時間幅測定回数設定手段と、マルチチャネルスケーラーのパルス計測値から中性子パルスの数の平均値n ave と分散σを測定時間τ毎に求め、平均値n ave と分散σを用いて下記(1)式で定義される係数Yを測定時間τ毎に求める統計計算手段と、
Y=σ 2 /n ave −1 (1)
ステップで求められた係数Yの測定時間τによる分布が、下記(2)式で定義されるY(τ)でフィッティングされるように即発中性子減衰定数αおよび定数Y sat を求める減衰定数算出手段と、
Y(τ)=Y sat {1−(1−e −ατ )/ατ} (2)
下記(3)式で定義される、係数Yの値Y τ と(2)式で求められるY(τ)との差E τ を求めた後、E τ の分散値または、E τ の最大値と最小値との差を求め、E τ の分散値または、E τ の最大値と最小値との差が所定値以上である場合、校正線源を中性子検出器の測定領域に挿入を指示する信号を発生するチェッキングソース挿入信号発生手段と、
E τ =Y τ −Y(τ) (3)
チェッキングソース挿入信号発生手段からの信号に応じて、校正線源を中性子検出器の測定領域に挿入するチェッキングソース起動手段と、を有し、統計計算手段は、校正線源を挿入した状態でのマルチチャネルスケーラーのパルス計測値から中性子パルスの数の平均値n ave と分散σを測定時間τ毎に求め、平均値n ave と分散σを用いて(1)式で定義される係数Yを測定時間τ毎に求め、
減衰定数算出手段は、校正線源を挿入した状態での統計計算手段により求められた測定時間τ毎の平均値n ave と分散σの分布が(2)式でフィッティングされるように即発中性子減衰定数αおよび定数Y sat を求めることを特徴とする。
The criticality safety monitoring device according to
Y = σ 2 / n ave −1 (1)
An attenuation constant calculating means for determining the prompt neutron attenuation constant α and the constant Y sat so that the distribution of the coefficient Y determined in the step according to the measurement time τ is fitted with Y (τ) defined by the following equation (2): ,
Y (τ) = Y sat {1- (1-e− ατ ) / ατ} (2)
(3) below is defined by the equation, after obtaining the difference E tau between the value Y tau coefficient Y and (2) determined by the equation Y (tau), the variance of E tau or the maximum value of E tau obtains the difference between the minimum value and the dispersion value of E tau or, if the difference between the maximum value and the minimum value of E tau is a predetermined value or more, to direct insertion of the calibration radiation source to the measurement region of the neutron detector A checking source insertion signal generating means for generating a signal;
E τ = Y τ -Y (τ ) (3)
Checking source activation means for inserting a calibration source into the measurement region of the neutron detector according to a signal from the checking source insertion signal generation means, and the statistical calculation means is in a state in which the calibration source is inserted. The average value n ave of the number of neutron pulses and the variance σ are obtained for each measurement time τ from the pulse measurement values of the multichannel scaler in FIG. 1, and the coefficient Y defined by the equation (1) using the average value n ave and the variance σ For each measurement time τ,
The attenuation constant calculation means is a prompt neutron attenuation so that the distribution of the mean value n ave and dispersion σ for each measurement time τ obtained by the statistical calculation means with the calibration source inserted is fitted by the equation (2). A constant α and a constant Y sat are obtained.
請求項5に記載の臨界安全性監視装置は、汎用核計算コードシステムを用いて全遅発中性子割合βおよび即発中性子寿命Lを求める全遅発中性子割合算出手段と、全遅発中性子割合算出手段を用いて求められた全遅発中性子割合βおよび即発中性子寿命Lと、E τ の最大値と最小値との差が所定値以上であるか否かに応じて、校正線源を挿入しない状態または校正線源を挿入した状態で測定された即発中性子減衰定数αのいずれかを用いて下記(4)式により未臨界度ρを求め、下記(5)式により中性子実効増倍率kを求める中性子実効増倍率算出手段と、
ρ=β−αL (4)
k=1/(L−ρ) (5)
中性子実効増倍率kが予め設定された値より大きい場合にスクラム信号を発生するスクラム信号発生手段と、をさらに有することを特徴とする。
請求項6に記載の臨界安全性監視装置は、校正線源を挿入した状態で測定された測定時間当りの中性子パルスの数が、前回計測された測定時間当りの中性子パルスの数より減少した場合に、校正線源を中性子検出器の測定領域から排出する信号を発生するチェッキングソース排出信号発生手段をさらに具備し、チェッキングソース起動手段は、チェッキングソース排出信号発生手段からの信号に応じて、校正線源を中性子検出器の測定領域から排出することを特徴とする。
The criticality safety monitoring device according to
ρ = β−αL (4)
k = 1 / (L−ρ) (5)
And scram signal generating means for generating a scram signal when the effective neutron multiplication factor k is larger than a preset value.
The criticality safety monitoring device according to
本発明によれば、測定対象の情報を用いて中性子放出率を求める必要がないので、簡便であり、本来十分な臨界安全性が確保されている場合に、危険と判断した信号が発生する頻度を低減し、かつ臨界安全性に問題がある場合には、正しく判断して臨界安全性の監視を行うことができる。 According to the present invention, since it is not necessary to obtain the neutron emission rate using the information to be measured, it is simple and the frequency at which a signal judged to be dangerous is generated when sufficient critical safety is originally secured. If there is a problem with criticality safety, criticality safety can be monitored with proper judgment.
本願に係る発明の実施の形態の臨界安全性監視方法は、まず、核分裂性物質を含む物質、あるいは核分裂性物質を含む可能性のある物質を収納する測定領域からの中性子について自発中性子増倍法を用いて測定し、中性子計数率が測定した値より大きい場合にアラーム信号を発生させる。 In the criticality safety monitoring method according to the embodiment of the present invention, first, a spontaneous neutron multiplication method is applied to a neutron from a measurement region containing a substance containing a fissile substance or a substance possibly containing a fissile substance. And an alarm signal is generated when the neutron count rate is greater than the measured value.
このとき、中性子についての測定およびアラーム信号の発生については、特開平4−256897号公報に開示された発明と同様に行うことができる。 At this time, measurement of neutrons and generation of an alarm signal can be performed in the same manner as the invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-256897.
ただし、本実施の形態では、アラーム信号の発生により警報を発生させて対応するのではなく、アラーム信号が発生した場合には、中性子の計測結果(中性子パルス)の統計的な性質より即発中性子減衰定数αを求める。このように中性子の計測結果の統計的な性質から即発中性子減衰定数αなどを求める方法は、炉雑音(ノイズ)計測法と呼ばれており、例えば、「炉雑音計測の高度化と新しい応用」研究専門委員会著、「ノイズ ザ リバイバル 炉雑音研究の新しい展開を目指して」日本原子力学会 2001年11月、p.12−56に開示されている。 However, in this embodiment, an alarm signal is not generated to deal with an alarm, but when an alarm signal is generated, prompt neutron decay occurs due to the statistical nature of the neutron measurement result (neutron pulse). Find the constant α. This method of determining the prompt neutron decay constant α from the statistical properties of neutron measurement results is called the reactor noise measurement method. For example, “Advanced reactor noise measurement and new applications” Research Expert Committee, “Noise the Revival: Toward New Developments in Furnace Noise Research” Japan Atomic Energy Society, November 2001, p. 12-56.
また、別途、汎用核計算コードシステム、例えば、JAERI−Data/Code 96-015(1996)に開示されている「日本原子力研究所 SRAC95;汎用核計算コードシステム」などを用いて全遅発中性子割合βおよび即発中性子寿命Lを求める。そして、(1)式により、未臨界度ρを求める。
ρ=β−αL (1)
次に、求められた未臨界度ρを用いて、(2)式から中性子実効増倍率kを求める。
k=1/(L−ρ) (2)
In addition, the rate of total delayed neutrons using a separate general-purpose nuclear calculation code system, for example, “Japan Atomic Energy Research Institute SRAC95; general-purpose nuclear calculation code system” disclosed in JAERI-Data / Code 96-015 (1996) Determine β and prompt neutron lifetime L. And subcriticality (rho) is calculated | required by (1) Formula.
ρ = β−α L (1)
Next, the neutron effective multiplication factor k is obtained from the equation (2) using the obtained subcriticality ρ.
k = 1 / ( L− ρ) (2)
求められた中性子実効増倍率kが設定した値より大きい場合、すなわち、未臨界度が浅くなったと判断した場合に、スクラム信号を発生させる。このスクラム信号を発生させることにより、適切な対処方法を講じることができる。 A scram signal is generated when the obtained neutron effective multiplication factor k is larger than a set value, that is, when it is determined that the subcriticality has become shallow. By generating this scram signal, an appropriate countermeasure can be taken.
また、スクラム信号の発生を、中性子実効増倍率が設定値より大きくなった場合に行う替りに、未臨界度ρが設定した値より小さくなった場合、すなわち、未臨界度が浅くなったと判断した場合に行うようにしてもよい。 In addition, instead of performing scram signal generation when the neutron effective multiplication factor becomes larger than the set value, it is determined that the subcriticality ρ is smaller than the set value, that is, the subcriticality is shallow. You may make it perform in a case.
炉雑音計測法としては、ロッシ・アルファ(Rossi-α)法や、ファインマン・アルファ(Feynman-α)法を用いることができる。 As the furnace noise measurement method, the Rossi-α method or the Feynman-α method can be used.
ロッシ・アルファ(Rossi-α)法は、時刻t=0に中性子パルスが検出されたとすると、時刻tに中性子パルスが検出される確率P(t)が、一点炉近似のもとで、c,dを定数とした時に、次式で表されることを用いる方法である。
P(t)=c+d・exp(−α・t) (3)
中性子パルスの検出結果から確率P(t)を求め、(3)式にフィッティングするように即発中性子減衰定数αを求めるものである。
In the Rossi-α method, if a neutron pulse is detected at time t = 0, the probability P (t) that a neutron pulse is detected at time t is c, This is a method using what is expressed by the following equation when d is a constant.
P (t) = c + d · exp (−α · t) (3)
The probability P (t) is obtained from the detection result of the neutron pulse, and the prompt neutron attenuation constant α is obtained so as to fit the equation (3).
一方、ファインマン・アルファ法は、中性子パルスの測定時間(ゲート幅)τと中性子計数値の平均およびその分散と即発中性子減衰定数αの関係を用いて求めるものであるが、詳細については後述する。 On the other hand, the Feynman alpha method is obtained by using the relationship between the measurement time (gate width) τ of the neutron pulse, the average of the neutron count value and the dispersion thereof, and the prompt neutron decay constant α, which will be described in detail later.
本実施の形態の臨界安全性監視方法によれば、中性子計数率が、Pu同位体組成、Cm244やAm241などの中性子を放出する超Pu各種の再処理燃料への混入により設定した中性子計数率を越えた場合でも、炉雑音計測法を用いて求めた中性子実効増倍率の増加が確認されなければスクラム信号(警報)が発生されないので、不要な警報の発生を抑制することができる。 According to the criticality safety monitoring method of the present embodiment, the neutron count rate is set based on the Pu isotope composition, the neutron count rate set by mixing in various types of reprocessed fuels that emit neutrons such as Cm244 and Am241. even if it exceeds, the scram signal if an increase in the effective neutron multiplication factor was determined using Rozatsu sound measurement method is confirmed (alarm) is not generated, it is possible to suppress the occurrence of unnecessary alarms.
一方、炉雑音計測法では、中性子計数率が低い場合には統計的精度が不足し、精度の問題により警報が誤って発生されることが考えられる。しかし、本実施の形態の臨界安全性監視方法によれば、中性子計数率が設定値を越えた場合にのみ、炉雑音計測法を用いて求めた中性子実効増倍率の増加を監視してスクラム信号(警報)を発生させるので、上述の精度の問題は解消し、誤った警報が発生することを抑制することができる。 On the other hand, in the reactor noise measurement method, when the neutron count rate is low, the statistical accuracy is insufficient, and it is considered that an alarm is erroneously generated due to a problem of accuracy. However, according to the criticality safety monitoring method of the present embodiment, only when the neutron count rate exceeds the set value, the increase in the effective neutron multiplication factor obtained by using the reactor noise measurement method is monitored to detect the scram signal. Since (alarm) is generated, the above-mentioned accuracy problem can be solved, and the occurrence of an erroneous alarm can be suppressed.
したがって、これらの誤った警報の発生を抑制しつつ、中性子実効増倍率が増加し、中性子計数率が増加して未臨界度の余裕が少なくなった場合には、確実にスクラム信号を発生することができる。 Therefore, while suppressing the occurrence of these false alarms, if the effective neutron multiplication factor increases, the neutron count rate increases and the margin of subcriticality decreases, the scram signal must be generated reliably. Can do.
また、本実施の形態で、解析により求める全遅発中性子βと即発中性子寿命LはU235やPu239,Pu241などの核分裂性物質の量に大きく依存している。一方、中性子放出率は、Pu239などの高次Puや超Pu元素の種別によって変化する。そして、この高次Puや超Pu元素の同位体組成比の解析誤差は、U235やPu239,Pu241などの核分裂性物質の量の解析誤差より大きい。 Further, in this embodiment, the total delayed neutron β and prompt neutron lifetime L obtained by analysis greatly depend on the amount of fissile material such as U235, Pu239, Pu241 and the like. On the other hand, the neutron emission rate varies depending on the type of higher Pu and ultra Pu elements such P u 239. And the analysis error of the isotopic composition ratio of this higher-order Pu or super-Pu element is larger than the analysis error of the amount of fissile material such as U235, Pu239, Pu241.
したがって、中性子放出率として解析で求めた値を用いる従来の自発中性子増倍法による臨界安全性監視方法と比較して、本実施の形態で求める全遅発中性子割合βと即発中性子寿命Lは、解析誤差が少ないので、本実施の形態によれば、臨界安全性監視の精度を向上させることができる。 Therefore, as compared with the critical safety monitoring method by the conventional spontaneous neutron multiplication method using the value obtained by analysis as the neutron emission rate, the total delayed neutron ratio β and prompt neutron lifetime L obtained in this embodiment are: Since there are few analysis errors, according to this Embodiment, the precision of critical safety monitoring can be improved.
本発明の実施例1に係る臨界安全性監視装置を図1および図2を用いて説明する。図1は、実施例1の臨界安全性監視装置のブロック図であり、図2は、実施例1の臨界安全性監視装置を用いた臨界安全性監視方法のフローを説明するための図である。本実施の形態の臨界安全性監視装置では、ファインマン・アルファ法を用いた場合について説明する。 The criticality safety monitoring device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG 1 and FIG 2. Figure 1 is a block diagram of the criticality safety monitoring device of Example 1, FIG. 2 is a diagram for explaining the flow of criticality safety monitoring method using a criticality safety monitoring device of Example 1 is there. In the criticality safety monitoring apparatus of the present embodiment, a case where the Feynman Alpha method is used will be described.
核分裂性物質を含む物質、あるいは核分裂性物質を含む可能性のある物質を収納する燃料領域などの臨界安全性監視が必要な測定領域1に、中性子検出器2を配置する。この測定領域1は、使用済燃料集合体が装荷される使用済燃料収納ラック、キャスクあるいはミキサセトラなどが対象になる。また、測定領域1からの中性子が測定できればよいので、測定領域1の外側、例えば燃料領域の外側に中性子検出器2を配置してもよい。
A
中性子検出器1で中性子が検出されると、電気パルス信号が発生する。通常、1個の中性子を検出すると1個の電気パルスが発生する。この中性子検出器1からの電気パルスは、アンプ3で増幅され、増幅された電気パルスは、計測回路4において電気信号の波形を成形され、矩形パルスに変換される。
When neutron is detected by the
この計測回路4からの矩形パルスは、レートメータ5に入力され、単位時間当たりのパルス数である中性子計数率が求められる。ここまでの中性子検出器2での電気パルスの発生からレートメータ5で計数率を求めるところまでが、図2に示す中性子計数率計測ステップ(S1)である。以後の説明において、中性子計数率計測(ステップS1)と記載した場合には、同様の動作により測定領域から発生した中性子を中性子計数率として測定することを意味する。
The rectangular pulse from the
レートメータ5で求められた計数率は、計数率表示手段6に送られ、計数率表示手段6において計数率が表示される(ステップS2)。
The count rate obtained by the
また、レートメータ5で求められた中性子計数率の信号は、計算機7に送られる。計算機7は、通常の計算機が有する入力手段(キーボードやマウスなど)、出力手段(モニタやプリンタなど)、記憶手段(メモリやハードディスクなど)、通信手段(レートメータ5などからの信号の送受信や、他の計算機と情報などの交換を行うネットワークなど)を有しており、計算機7を機能させる各手段は、上記記憶手段などからデータの入力および出力を行うことができる。また、計算機7は、複数の計算機により構成することが可能で、計算機7に機能させる各手段が、異なる計算機で実現されてもよい。また、計算機7に機能させる各手段は、一般的に汎用計算機に計算機プログラムをロードして実現されるが、一部の手段、あるいは全部の手段を専用の装置で実現するように構成することもできる。
The signal of the neutron count rate obtained by the
計算機7に入力された計数率は、アラーム信号発生手段8で、予め設定されたアラーム信号発生の数値と比較され(ステップS3)、計数率が予め設定された値より大きい場合には、アラーム信号9が発生される。この時、アラーム信号発生手段8は、時間幅測定回数設定手段にアラーム信号の発生を通知する(ステップS4)。アラーム信号発生手段8での設定値などの計数率に基づくアラーム信号の発生に関しては、特開平4−265897に開示された発明と同様に行うことができる。
The entered count rate to the
次に、アラーム信号の発生の通知を受けた時間幅測定回数設定手段10は、計算機7の記憶手段に記憶された情報などに基づき、マルチチャネルスケーラー(MCS)11による測定の回数および1回の測定時間(ゲート幅)τを求め、マルチチャネルスケーラー11に求めた回数および測定時間τを設定する(ステップS5)。回数および測定時間は予めどのように設定するか記憶手段に記憶させておいてもよく、あるいはアラーム信号発生手段8などから計数率を受け取り、その値に基づいて算出するように構成してもよい。
Next, the time width measurement number setting means 10 having received the notification of the occurrence of the alarm signal, based on the information stored in the storage means of the
次に、マルチチャネルスケーラー11は、測定時間τの間の計測回路4からの矩形パルス(中性子パルスに相当する)の数(パルス計測値)を、設定された回数測定し記憶する。記憶された計測値は、その計測条件ととともに計算機7に送られる(ステップS6)。
Next, the
計算機7の統計計算手段12は、同一の計算条件(同一の測定時間τ)の計測値(測定時間τの間の矩形パルスの数)の平均値n ave と分散σを求める(ステップS7)。
統計計算手段12は、計算された平均値n ave と分散σから次式によりYを求める(ステップS8)。
Y=σ2/n ave −1 (4)
Y = σ 2 / n ave −1 (4)
統計計算手段7は、計算機7の記憶手段などに記憶された情報に基づき、複数の測定時間τについての所定のサンプル数の測定が完了したか判断し、完了していない場合には、時聞幅測定回数設定手段10に測定されていない計測値について計測するように通知する。
The statistical calculation means 7 determines whether measurement of a predetermined number of samples for a plurality of measurement times τ has been completed based on the information stored in the storage means of the
通知を受けた時間幅測定回数設定手段10は、ステップS5の処理に戻って計測値を計測する(ステップS9)。 Upon receiving the notification, the time width measurement count setting means 10 returns to the process of step S5 and measures the measurement value (step S9).
このように、Yは、測定時間τごとに求められ、τとの相関を持つ。そして、Y(τ)は、即発中性子減衰定数αを用いて次式で表すことができる。
Y(τ)=Ysat{1−(1−e−ατ)/ατ} (5)
Thus, Y is obtained for each measurement time during tau, with the correlation between tau. Y (τ) can be expressed by the following equation using the prompt neutron decay constant α.
Y (τ) = Y sat {1- (1-e− ατ ) / ατ} (5)
所定のサンプル数が終了した場合(ステップS9)に、統計計算手段12から計算機7の記憶手段などを介してYτ(測定時間τのYをYτと表記する)の値が減衰定数算出手段13に引き渡され、減衰定数算出手段13は、このYτの分布が(5)式でフィッティングされるように、即発中性子減衰定数αおよびYsatを求める(ステップS10)。
When the predetermined number of samples is completed (step S9), the value of Y τ (Y of the measurement time τ is expressed as Y τ ) from the statistical calculation means 12 via the storage means of the
この時、全遅発中性子割合算出手段14は、汎用核計算コードシステムにより全遅発中性子割合βおよび即発中性子寿命Lを求める。全遅発中性子割合算出手段14は、減衰定数算出手段13を実行する計算機と別の計算機で実行するように構成してもよいし、予め汎用核計算コードシステムにより計算した全遅発中性子割合βおよび即発中性子寿命Lをその計算条件とともに計算機7の記憶手段に記憶しておき、減衰定数算出手段13で即発中性子減衰定数αを計算した条件に適合する全遅発中性子割合βおよび即発中性子寿命Lを、計算機7の記憶手投から引き出すように構成してもよい(ステップSl1)。
At this time, the total delayed neutron ratio calculating means 14 obtains the total delayed neutron ratio β and the prompt neutron lifetime L by a general-purpose nuclear calculation code system. The total delayed neutron ratio calculating means 14 may be configured to be executed by a computer different from the computer that executes the attenuation constant calculating means 13, or the total delayed neutron ratio β calculated in advance by a general-purpose nuclear calculation code system. and prompt neutron lifetime L a is stored in the storage means of the
次に、中性子実効増倍率算出手段15は、減衰定数算出手段13で求めた即発中性子減衰定数αと全遅発中性子割合算出手段14で求めた全遅発中性子割合βおよび即発中性子寿命Lを用いて、前述した(1)式により未臨界度ρを算出する(ステップS12)。 Next, the effective neutron multiplication factor calculation means 15 uses the prompt neutron attenuation constant α obtained by the attenuation constant calculation means 13, the total delayed neutron ratio β obtained by the total delayed neutron ratio calculation means 14, and the prompt neutron lifetime L. Then, the subcriticality ρ is calculated by the above-described equation (1) (step S12).
次に、中性子実効増倍率算出手段15は、求めた未臨界度ρより(2)式により中性子実効増倍率kを求める(ステップS13)。
Next, effective neutron multiplication
中性子実効増倍率算出手段15により求められた中性子実効増倍率kは、中性子実効増倍率表示手段16に送られ、中性子実効増倍率表示手段16では、求められた中性子実効増倍率kを表示する(ステップS14)。 The neutron effective multiplication factor k obtained by the neutron effective multiplication factor calculation means 15 is sent to the neutron effective multiplication factor display means 16, and the neutron effective multiplication factor display means 16 displays the obtained neutron effective multiplication factor k ( Step S14).
また、中性子実効増倍率算出手段15により求められた中性子実効増倍率kは、スクラム信号発生手段I7にも送られる。スクラム信号発生手段17では、求められた中性子実効増倍率kを予め設定された中性子実効増倍率設定値と比較し(ステップS15)、スクラム信号発生手段17により設定された値を越えている場合には、スクラム信号発生手段17によりスクラム信号18が発生される(ステップS16)。
Further, the neutron effective multiplication factor k obtained by the neutron effective multiplication factor calculating means 15 is also sent to the scram signal generating means I7. The scram signal generation means 17 compares the determined neutron effective multiplication factor k with a preset neutron effective multiplication factor setting value (step S15), and if the value exceeds the value set by the scram signal generation means 17 The
中性子実効増倍率の設定値は、測定領域1で越えられたら危険であると判断される中牲子実効増倍率の値を、設定すればよい。
Set value of the effective neutron multiplication factor, the value of牲子effective multiplication factor in where it is determined as a dangerous When exceeded the
発生したスクラム信号18そのものを警報として用いたり、またスクラム信号18に基づいて警報を発生するように構成することができる。また、スクラム信号18に基づき、測定領域で危険と判断された場合に取るべき処置が開始されるようにすることもできる。例えば、使用済燃料収納ラックあるいはキャスクが測定領域1にある場合、スクラム信号18が発生した時に、使用済燃料収納ラックあるいはキャスクヘの使用済燃料集合体の装荷を禁止するように処置することができる。
The generated
一方、スクラム信号発生手段17により、中性子実効増倍率が設定された値以下であると判断された場合には、ステップS1に戻って臨界安全監視が継続される。 On the other hand, when the scram signal generation means 17 determines that the effective neutron multiplication factor is not more than the set value, the process returns to step S1 and the critical safety monitoring is continued.
本発明の実施例2について図3を用いて説明する。実施例1と同一の機器などには同一の符号を付して説明を省略する。 A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same devices as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
使用済燃料集合体28が8行7列で配置できる使用済燃料収納ラック27へ整列して収納されている。使用済燃料収納ラック27が使用済燃料収納キャスクであっても、本実施例を適用することができる。
中性子検出器2aおよび中性子検出器2bを、使用済燃料収納ラック27の両側に配置する。中性子検出器2aおよび中性子検出器2bからの電気パルスは、それぞれアンプ3aおよびアンプ3bで増幅される。増幅されたぞれぞれの電気パルスは、混合器19で1つの電気パルスに変換される。例えば、混合器19は、アンプ3aの電気パルスとアンプ3bの電気パルスを受け、それらを加算した電気パルスに変換する。
The
混合器19により変換された電気パルスは、計測回路4に送られ、計測回路4で矩形パルスに変換される。
The electric pulse converted by the
計測回路4以降については実施例1と同様であるので、図3による図示およびその説明については省略する。
Since the
使用済燃料収納ラック27への使用済燃料集合体28の装荷は、先ず、F1で示す使用済燃料集合体28を装荷し、それ以降は、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9、…という順で装荷する。この装荷方法は、検出器周辺の中性子スペクトルを安定させ、かつ増倍率を低くした状態から中性子増倍率を監視しやすいように装荷していく方法である。
Loading the spent
この時、中性子検出器2aに近い位置に使用済燃料集合体28が装荷された場合には、中性子検出器の中性子計数率は増加する。しかしながら、中性子検出器2aから遠い位置に使用済燃料集合体28が装荷された場合には、中性子検出器の中性子計数率はほとんど増加しない。したがって、使用済燃料集合体28が装荷される場所によって中性子計数率の増加が大きく異なり、この中性子計数率に基づいて使用済燃料収納ラック27の臨界安全性を判断することはできない。
At this time, when the spent
一方、中性子検出器2bは、使用済燃料収納ラック27の反対側に配置されているので、使用済燃料集合体が中性子検出器2aに近い位置に装荷された場合には、ほとんど増加せず、使用済燃料集合体が中性子検出器2aに遠い位置に装荷された場合には、その位置は中性子検出器2bに近くなるため、中性手計数率は増加する。すなわち、中性子検出器2aの電気パルスと中性子検出器2bの電気パルスを加算した電気パルスに基づいて中性子計数率を求めれば、使用済燃料集合体の装荷位置による変化を抑制して、中性子計数率を求めることができる。
On the other hand, since the
したがって、実施例2によれば、中性子検出器から使用済燃料集合体を装荷する距離が変わった場合にも、その距離の影響を軽減して適切な臨界安全性の監視を行うことができる。 Therefore, according to the second embodiment, even when the distance at which the spent fuel assembly is loaded from the neutron detector is changed, the influence of the distance can be reduced and appropriate criticality safety can be monitored.
本発明の実施例3について図4ないし図7を用いて説明する。実施例1と同一の機器およびステップなどには同一の符号を付して説明を省略する。 A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The like same equipment and steps as in Example 1 will not be described are denoted by the same reference numerals.
本実施例は、本実施の形態をミキサセトラヘ適用し、即発中性子減衰定数αを算出するための中性子パルスの統計的な値の精度が十分でないと判断された場合に、チェッキングソース(校正線源)、例えばカリフォルニウム252(Cf252)などを挿入して中性子パルスの計測を行うようにしたものである。 In this example, when the present embodiment is applied to the mixer setra and it is determined that the accuracy of the statistical value of the neutron pulse for calculating the prompt neutron attenuation constant α is not sufficient, the checking source (calibration source) ), For example, californium 252 (Cf252) or the like is inserted to measure neutron pulses.
図4に示すように、ミキサセトラ23は、中性子吸収体(カドミウム)25を挟んで、上部に燃料溶液部24と、下部に中性子検出部26が配置されている。中性子検出部26は、通常中性子減速材29の内部に中性子検出器2が配置されている。そして、統計的な値の精度が十分でないと判断された場合に、チェッキングソース起動装置20によりチェッキングソース19が挿入できる位置が、ミキサセトラ23内に設けられている。
As shown in FIG. 4, the
中性子計数率の測定(ステップS1)から、中性子パルスの計測値(測定時間τの間の矩形パルスの回数)を用いて即発中性手減衰定数αの計算(ステップS10)までは、実施例1と同様な手段による同様なステップであるので詳細な説明を省略する。 From the measurement of the neutron count rate (step S1) to the calculation of the prompt neutral hand attenuation constant α (step S10) using the measured value of the neutron pulse (the number of rectangular pulses during the measurement time τ) (step S10), Example 1 The detailed steps are omitted because they are the same steps by the same means.
本実施例では、減衰定数算出手段13から測定値Yτと即発中性子減衰定数αおよびYsatの値が、計算機7の記憶手段などを介してチェッキングソース挿入信号発生手段21に引渡されると、チェッキングソース挿入信号発生手段21は、フィッティングされた(5)式と実際の測定値との差Eτを次式から求める(ステップS17)。
Eτ=Yτ−Ysat{1−(1−e−ατ)/ατ} (6)
In this embodiment, the value of the prompt neutron decay constants α and Ysat the measurements Y tau from decay constant calculating
E τ = Y τ -Y sat { 1- (1-e -ατ) / ατ} (6)
次に、チェッキングソース挿入信号発生手段21のEτの分散値を求め、Eτの分散値が所定の値より小さい場合に、統計値の精度が十分であると判断する(ステップS18)。 Next, the variance value of E τ of the checking source insertion signal generation means 21 is obtained, and when the variance value of E τ is smaller than a predetermined value, it is determined that the accuracy of the statistical value is sufficient (step S18).
Eτの分散値を求める代わりに、Eτの最大値と最小値の差を求め、その値が所定の値より小さい場合に、統計値の精度が十分であると判断するように構成してもよい。 Instead of obtaining the variance value of E τ , the difference between the maximum value and the minimum value of E τ is obtained, and when the value is smaller than a predetermined value, it is determined that the accuracy of the statistical value is sufficient. Also good.
チェッキングソース挿入信号発生手段21で統計値の精度が十分であると判断した蝪合には、中性子実効増倍率算出手段15にそのことを通知する。その後は、実施例1のステップS12以降と同様な処理を行う。なお、全遅発中性子割合算出手段14でのステップS11の処理も実施例1と同様である。 When the checking source insertion signal generation means 21 determines that the accuracy of the statistical value is sufficient, the neutron effective multiplication factor calculation means 15 is notified of this. Thereafter, processing similar to that in step S12 and subsequent steps in the first embodiment is performed. The same applies to the process of step S 11 in all Osohatsu neutron ratio calculating means 14 as in Example 1.
チェッキングソース挿入信号発生手段21で統計値の精度が十分でないと判断された場合には、チェッキングソース挿入信号発生手段21は、チェッキングソース起動装置20にチェッキングソース挿入信号を送る。チェッキングソース挿入信号を受けたチェッキングソース起動装置20は、チェッキングソース19をミキサセトラ23の所定位置に挿入する(図7中のステップS19)。
If the accuracy of the statistical value is determined to be not sufficient in checking the source insertion signal generating means 21, checking the source insertion signal generating means 21 sends the switch E Tsu King source insertion signal to checking the
チェッキングソース19が、ミキサセトラ23の所定位置に挿入された後に、実施例1のステップS1と同様に中性子計数率を測定し、その計数率が計算機7に送られる(ステップS1)。
After the checking
計算機7のチェッキングソース排出信号発生手段22は、この計数率を計算機7の記憶手段に記憶する(ステップS20)。
The checking source discharge signal generation means 22 of the
チェッキングソース排出信号発生手段22は、マルチチャネルスケーラーでの測定を時間幅測定回数設定手段に指示する。その後は、実施例1のステップS5からステップS13までと同様な手段により同様な処理を行う。
The checking source discharge signal generation means 22 instructs the time width measurement number setting means to perform the measurement with the multi-channel scaler. Thereafter, it performs the same process by the same means as
スクラム信号発生手段17は、中性子実効増倍率が設定された値を越えていると判断した場合には、実施例1のステップS16と同様の処理を行う。 When the scram signal generation means 17 determines that the effective neutron multiplication factor exceeds the set value, the scram signal generation means 17 performs the same process as step S16 in the first embodiment.
一方、スクラム信号発生手段17は、中性子実効増倍率が設定された値以下と判断した場合には、その旨をチェッキングソース排出信号発生手段22に通知する。この時、実施例1のステップS1と同様に新たな計数率が測定され、計算機7に送られる(ステップSl)。
On the other hand, scram signal generating means 17, when the effective neutron multiplication factor is determined to be equal to or less than the set value, notifies the switch E Tsu King source
スクラム信号発生手段17からの通知を受けたチェッキングソース排出信号発生手段22では、新にステップS1により計測された計数率を、チェッキングソースを挿入直後に測定した計数率から求められた設定値、例えばチェッキングソースを挿入直後の測定値の0.8倍の値と比較し、この値より新に計測された計数率が小さければ、計数率が減少したと判断する(ステップS21)。
In scram signal generating means 17 switch notifies the received from E Tsu King source outlet signal generating means 22, setting the count rate measured by the
計数率が減少したと判断したチェッキングソース排出信号発生手段22は、判断結果をチェッキングソース起動装置20に送り、チェッキングソース起動装置20は、ミキサセトラ23からチェッキングソース19を排出する(ステップS22)。
そして、図6に示す最初のステップS1に戻り、臨界安全性監視が継続される。
Checking the source
Then, the process returns to the first step S1 shown in FIG. 6 and the critical safety monitoring is continued.
一方、チェッキングソース排出信号発生手段22は、計数率が減少していないと判断した場合には、マルチチャネルスケーラーでの測定を時間幅測定回数設定手段10に指示し、図7のステップS5に戻り、臨界安全性監視が継続される。 On the other hand, if it is determined that the counting rate has not decreased, the checking source discharge signal generation means 22 instructs the time width measurement number setting means 10 to perform measurement with the multi-channel scaler, and the process proceeds to step S5 in FIG. Return and criticality safety monitoring continues.
本実施例によれば、自発中性子が増加し、中性子計数率が増加しているにも関わらず、計測値(測定時間τの間の矩形パルスの回数)の統計的精度が十分でなく、即発中牲子減衰定数αを精度よく求められない場合であっても、安価で取り扱いの容易なチェッキングソースをミキサセトラに挿入することにより、中性子計数率を増加させ、計測値(測定時間τの間の矩形パルスの回数)の統計的精度および即発中性手減衰定数αの精度を向上させ、結果として監視精度を向上させた臨界安全性の監視を行うことができる。 According to this embodiment, spontaneous neutron increases, despite the neutron count rate is increasing, the statistical accuracy of the measurement value (the number of the rectangular pulses during the measurement time between tau) is not sufficient, Even if the prompt neutron decay constant α cannot be obtained accurately, a neutron count rate is increased by inserting an inexpensive and easy-to-handle checking source into the mixer setra, and the measured value (measurement time τ The critical accuracy can be monitored by improving the statistical accuracy of the number of rectangular pulses between) and the accuracy of the prompt neutral hand attenuation constant α, and as a result, the monitoring accuracy is improved.
本発明の臨界安全性監視装置は、自発中性子を用いて臨界安全性監視を行うことができるものであれば適用することができ、例えば再処理工程では、ミキサセトラのみでなく、各種の計量槽、調整槽、蒸発缶、貯蔵槽、濃縮液収納槽、製品貯蔵槽(例えばプルトニウムの粉末あるいは溶液の貯蔵槽)などにも適用することができる。 The criticality safety monitoring device of the present invention can be applied as long as it can perform criticality safety monitoring using spontaneous neutrons.For example, in the reprocessing step, not only mixer-settler but also various measuring tanks, The present invention can also be applied to an adjustment tank, an evaporator, a storage tank, a concentrate storage tank, a product storage tank (for example, a plutonium powder or solution storage tank), and the like.
1…測定領域、2…中性子検出器、3…アンプ、4…計測回路、5…レートメータ、6…計数率表示手段、7…計算機、8…アラーム信号発生手段、9…アラーム信号、10…時間幅測定回数設定手段、11…マルチチャネルスケーラー(MCS)、12…統計計算手段、13…減衰定数算出手段、14…全遅発中性子割合算出手段、15…中性子実効増倍率算出手段、16…中性子実効増倍率表示手段、17…スクラム信号発生手段、18…スクラム信号、19…チェッキングソース(校正線源)、20…チェッキングソース起動装置、21…チェッキングソース挿入信号発生手段、22…チェッキングソース排出信号発生手段、23…ミキサセトラ、24…燃料溶液部、25…中性子吸収体(カドミウム)、25…中性子検出部、27…使用済燃料収納ラック、28…使用済燃料集合体、29…中性子減速材。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記複数回測定された中性子パルスの数の平均値nAverage value n of the number of neutron pulses measured a plurality of times aveave と分散σを前記測定時間τ毎に求めるステップと、And calculating dispersion σ for each measurement time τ,
前記平均値nThe average value n aveave と分散σを用いて下記(1)式で定義される係数Yを前記測定時間τ毎に求めるステップと、And a step of obtaining a coefficient Y defined by the following equation (1) using the variance σ for each measurement time τ:
YY ττ =σ= Σ 22 /n/ N aveave −1-1 (1)(1)
前記ステップで求められた係数Yの測定時間τによる分布が、下記(2)式で定義されるY(τ)でフィッティングされるように即発中性子減衰定数αおよび定数YPrompt neutron decay constant α and constant Y so that the distribution of coefficient Y obtained in the above step according to measurement time τ is fitted with Y (τ) defined by the following equation (2). satsat を求めるステップと、A step of seeking
Y(τ)=YY (τ) = Y satsat {1−(1−e{1- (1-e −ατ-Ατ )/ατ}) / Ατ} (2)(2)
下記(3)式で定義される、前記係数Yの値Y The value Y of the coefficient Y defined by the following equation (3) ττ と(2)式で求められるY(τ)との差EAnd the difference E from Y (τ) obtained by equation (2) ττ を求めるステップと、A step of seeking
EE ττ =Y= Y ττ −Y(τ)-Y (τ) (3)(3)
前記EE ττ の分散値または、前記EVariance value or E ττ の最大値と最小値との差を求めるステップと、Determining the difference between the maximum and minimum values of,
前記EE ττ の分散値または、前記EVariance value or E ττ の最大値と最小値との差が所定値以上である場合、校正線源を前記中性子検出器の測定領域に挿入するステップと、If the difference between the maximum value and the minimum value is equal to or greater than a predetermined value, inserting a calibration source into the measurement region of the neutron detector;
前記校正線源を挿入した状態で、前記中性子パルスの数を複数回測定するステップから前記即発中性子減衰定数αおよび定数YFrom the step of measuring the number of neutron pulses a plurality of times with the calibration radiation source inserted, the prompt neutron decay constant α and constant Y satsat を求めるステップまでを繰り返し、前記即発中性子減衰定数αを再度測定するステップと、Repeating the steps up to determining the prompt neutron decay constant α,
を有することを特徴とする臨界安全性監視方法。A criticality safety monitoring method characterized by comprising:
ρ=β−αLρ = β−αL (4)(4)
下記(5)式により中性子実効増倍率kを求めるステップと、Obtaining a neutron effective multiplication factor k by the following equation (5);
k=1/(L−ρ)k = 1 / (L-ρ) (5)(5)
前記中性子実効増倍率kが予め設定された値より大きい場合にスクラム信号を発生するステップと、Generating a scram signal when the neutron effective multiplication factor k is greater than a preset value;
をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の臨界安全性監視方法。 The criticality safety monitoring method according to claim 1, further comprising:
をさらに有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の臨界安全性監視方法。The criticality safety monitoring method according to claim 1 or 2, further comprising:
前記電気パルスを矩形パルスに変換する計測回路と、A measurement circuit for converting the electric pulse into a rectangular pulse;
前記矩形パルスの数であるパルス計測値を測定するマルチチャネルスケーラーと、A multi-channel scaler for measuring a pulse measurement value that is the number of the rectangular pulses;
前記マルチチャネルスケーラーに前記パルス計測値の測定時間τと測定回数を設定する時間幅測定回数設定手段と、Time width measurement number setting means for setting the measurement time τ and measurement number of the pulse measurement value in the multi-channel scaler,
前記マルチチャネルスケーラーの前記パルス計測値から中性子パルスの数の平均値nThe average value n of the number of neutron pulses from the pulse measurement values of the multichannel scaler aveave と分散σを前記測定時間τ毎に求め、前記平均値nAnd variance σ are determined for each measurement time τ, and the average value n aveave と分散σを用いて下記(1)式で定義される係数Yを前記測定時間τ毎に求める統計計算手段と、And statistical calculation means for obtaining the coefficient Y defined by the following equation (1) using the variance σ for each measurement time τ:
Y=σY = σ 22 /n/ N aveave −1-1 (1)(1)
前記ステップで求められた係数Yの測定時間τによる分布が、下記(2)式で定義されるY(τ)でフィッティングされるように即発中性子減衰定数αおよび定数YPrompt neutron decay constant α and constant Y so that the distribution of coefficient Y obtained in the above step according to measurement time τ is fitted with Y (τ) defined by the following equation (2). satsat を求める減衰定数算出手段と、A damping constant calculating means for obtaining
Y(τ)=YY (τ) = Y satsat {1−(1−e{1- (1-e −ατ-Ατ )/ατ}) / Ατ} (2)(2)
下記(3)式で定義される、前記係数Yの値YThe value Y of the coefficient Y defined by the following equation (3) ττ と(2)式で求められるY(τ)との差EAnd the difference E from Y (τ) obtained by equation (2) ττ を求めた後、前記EE ττ の分散値または、前記EVariance value or E ττ の最大値と最小値との差を求め、前記EThe difference between the maximum value and the minimum value of ττ の分散値または、前記EVariance value or E ττ の最大値と最小値との差が所定値以上である場合、校正線源を前記中性子検出器の測定領域に挿入を指示する信号を発生するチェッキングソース挿入信号発生手段と、If the difference between the maximum value and the minimum value is equal to or greater than a predetermined value, a checking source insertion signal generating means for generating a signal instructing insertion of a calibration source into the measurement region of the neutron detector,
EE ττ =Y= Y ττ −Y(τ)-Y (τ) (3)(3)
前記チェッキングソース挿入信号発生手段からの信号に応じて、前記校正線源を前記中性子検出器の測定領域に挿入するチェッキングソース起動手段と、In response to a signal from the checking source insertion signal generating means, checking source activation means for inserting the calibration source into the measurement region of the neutron detector;
を有し、Have
前記統計計算手段は、前記校正線源を挿入した状態での前記マルチチャネルスケーラーの前記パルス計測値から中性子パルスの数の平均値nThe statistical calculation means calculates an average value n of the number of neutron pulses from the pulse measurement value of the multichannel scaler with the calibration source inserted. aveave と分散σを前記測定時間τ毎に求め、前記平均値nAnd variance σ are determined for each measurement time τ, and the average value n aveave と分散σを用いて前記(1)式で定義される係数Yを前記測定時間τ毎に求め、And a coefficient Y defined by the equation (1) using the variance σ and for each measurement time τ,
前記減衰定数算出手段は、前記校正線源を挿入した状態での前記統計計算手段により求められた測定時間τ毎の平均値nThe attenuation constant calculating means has an average value n for each measurement time τ obtained by the statistical calculation means with the calibration source inserted. aveave と分散σの分布が前記(2)式でフィッティングされるように即発中性子減衰定数αおよび定数YAnd neutron decay constant α and constant Y so that the distribution of σ and dispersion σ is fitted by the above equation (2) satsat を求めることを特徴とする臨界安全性監視装置。A criticality safety monitoring device characterized by:
前記全遅発中性子割合算出手段を用いて求められた全遅発中性子割合βおよび即発中性子寿命Lと、前記Eτの最大値と最小値との差が所定値以上であるか否かに応じて、前記校正線源を挿入しない状態または前記校正線源を挿入した状態で測定された前記即発中性子減衰定数αのいずれかを用いて下記(4)式により未臨界度ρを求め、下記(5)式により中性子実効増倍率kを求める中性子実効増倍率算出手段と、
ρ=β−αL (4)
k=1/(L−ρ) (5)
前記中性子実効増倍率kが予め設定された値より大きい場合にスクラム信号を発生するスクラム信号発生手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項4に記載の臨界安全性監視装置。 A total delayed neutron ratio calculating means for obtaining a total delayed neutron ratio β and prompt neutron lifetime L using a general-purpose nuclear calculation code system;
Depending on whether or not the difference between the total delayed neutron ratio β and the prompt neutron lifetime L obtained using the total delayed neutron ratio calculating means and the maximum value and the minimum value of E τ are not less than a predetermined value. Then, using either the prompt neutron decay constant α measured with the calibration source not inserted or with the calibration source inserted, the subcriticality ρ is obtained by the following equation (4), 5) a neutron effective multiplication factor calculating means for obtaining an effective neutron multiplication factor k according to equation (5),
ρ = β−αL (4)
k = 1 / (L−ρ) (5)
Scram signal generating means for generating a scram signal when the neutron effective multiplication factor k is larger than a preset value;
The criticality safety monitoring device according to claim 4, further comprising:
前記チェッキングソース起動手段は、前記チェッキングソース排出信号発生手段からの信号に応じて、前記校正線源を前記中性子検出器の測定領域から排出することを特徴とする請求項4または請求項5に記載の臨界安全性監視装置。The said checking source starting means discharges | emits the said calibration source from the measurement area | region of the said neutron detector according to the signal from the said checking source discharge | emission signal generation means, The Claim 4 or Claim 5 characterized by the above-mentioned. The criticality safety monitoring device described in 1.
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JP2003340063A JP4316338B2 (en) | 2003-09-30 | 2003-09-30 | Criticality safety monitoring method and criticality safety monitoring device |
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