JPH04115193A - 核燃料集合体の平均燃焼度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 核分裂により熱エネルギーを発生させることにより、燃
焼させた核燃料集合体の非破壊による平均燃焼度測定装
置に関するものである。

［従来の技術］ 原子炉て燃焼させた、核燃料集合体の燃焼度を、非破壊
的に測定する方法には、■燃焼度か核分裂数に比例する
ことを利用し、核分裂により生成される核分裂生成物中
の特定の核種（例えば”’　ｃｓ）より発する特性γ線
の計数率を測定する方法、■Ｕ、ＰＵ等の重元素同位体
の炉心での高中性子束基における中性子吸収反応（（ｎ
、ｒ）反応）とβ崩壊反応の連鎖により生成される”２
ＣＭ、　２４４Ｃ１等の自発核分裂性核種より放出され
る中性子数の燃焼度との相関を利用する方法（「原子力
化学工学第■分冊」−使用済燃料とプルトニウムの化学
工学−日刊工業新聞社発行参照）等、種々あり、このよ
うな手法を単独にまたは組み合わせて核燃料集合体の局
所的、又は平均の燃焼度を測定する装置か種々開発され
ている。

この内、核燃料集合体の平均燃焼度を測定するためには
、核燃料集合体の全長か４〜４．５ｍと長い形状のため
、少数の検出器ては第２図に示すように検出器２０又は
核燃料集合体１の何れか一方を固定、他方を可動するこ
とにより多点で測定を行なう方式をとり、したかつて測
定時間は長くなる。これを改善するには、第３図に示す
ように軸方向に多数の検出器３０を配置し、−度に測定
を行なう方式か考えられるか、検出系のコンパクトさに
欠け、装置費用かかさむ。

［発明か解決しようとする課題］ 大部分の核燃料集合体は、長尺（全長駒４ｍ）の棒状燃
料要素を数十から数百本について一定のピッチで支持格
子等を用いて束ねた縦長の構造をしている。

このため、核燃料集合体の平均燃焼度を短時間のうちに
測定するためには、第３図に示すように多数の検出器を
軸方向に配置して一度に測定する必要かあり、装置の構
成か複雑となり、必要となるスペースも大きくなり、デ
ータ処理系も複雑化する。更に、多数の検出器を設置す
るため、総費用は高くなり、加えて故障の発生率か高ま
るなどメンテナンス性か問題となる。

このため、装置の設置スペースか十分てない場合、多数
の核燃料集合体について短時間で平均燃焼度を測定する
ことは困難である。

この発明はかかる課題を解決するためになされたものて
、核燃料集合体の軸方向に最少限の検出器を設置するこ
とにより、短時間のうちに平均燃焼度を測定することか
てき、安価で、かつ故障の発生率の少い核燃料集合体の
平均燃焼度測定装置を提供することを目的とする ［課題を解決するための手段］ ト記の目的を達成するために、この発明の装置は核燃料
集合体の軸方向に沿って、燃焼度データを得るためのｎ
個（但し６≧ｎ≧３）の検出器と、またこれらの軸方向
データか相対分布測定の場合、平均燃焼度決定に用いる
燃焼度データを得るための少くとも１個の検出器とから
なる検出部を配置し、この検出部で測定した燃焼度デー
タと横方向の平均燃焼度データとから平均燃焼度を算出
する手段と、前記検出部で得られた各データから補間処
理を行う補間処理プログラム部と、この補間処理プログ
ラム部で得られたデータか予想される分布の範囲を逸脱
しているか否かをチェックする測定データチェックプロ
グラム部と、前記補間処理か完了したデータを、核燃料
集合体平均燃焼度算出プログラム部により、核燃料集合
体の平均燃焼度を求める手段と、この手段て得られた核
燃料集合体の平均燃焼度を外部出力として出力するアウ
トプット部とをそれぞれ有し、かつ補間処理プログラム
部の出力の一部を軸方向分布プロット用データ生成プロ
グラム部を介してモニタする手段とを具備したものであ
る。

［作用］ 加圧木型原子炉ては、制御棒かほとんど引き抜いた状態
で運転され、しかも軸方向出力分布の上Ｖ：分及び下半
分に２分割した領域間の出力の偏差であるアキシャルオ
フセット（Ａ、Ｏ，＝Ｐア。２Ｐ　ｌｌ０Ｔ　／　Ｐ　
ＴＯＦ’　＋　Ｐ　ＢＯＴ　、但しＰ：出力、Ｔ。

Ｐ、上部、ＢＯＴ：下部）か一定となるようなＣＡＯＣ
（Ｃｏｎｓｔａｎｔ　Ａｘｉａｌ　０ｆｆｓｅｔ　Ｃｏ
ｎｔｒｏｌ）運転か採用され、出力分布変動を抑えた運
転かなされているため、出力の積算である軸方向燃焼度
分布は、概ね第４図に示したような形状をなす、比較的
滑らかな曲線を描く。

この場合には、検出器によるデータの得られる領域間を
燃焼度分布の再現性の良い補間方法を用いることにより
、必要とされる軸方向の検出器個数を減らすことかでき
、しかも軸方向燃焼度分布を精度を落すことなく、測定
することか可能となる。また一方では、この事実を逆に
利用して、各測定点の示す測定値の異常の有無を判定す
ることも可能となる。

［実施例］ 使用済核燃料集合体の平均燃焼度を測定する装置として
、加圧木型原子炉のＣＡＯＣ運転の結果書られる、滑ら
かな変化をした軸方向燃焼度分布の性質を利用し、各検
出器間の燃焼度は補間法を用いて求めることにより、軸
方向に設置されるべき検出器の個数を減らした装置の構
成概念図を第１図に示す。

第１図において、ｌは核燃料集合体てあり、この核燃料
集合体１の平均燃焼度測定装置は検出部２、補間処理プ
ログラム部３、核燃料集合体平均燃焼度算出プログラム
部４、軸方向分布プロット用データ生成プログラム部５
、測定データチェックプログラム部６、及びモニタ用の
ＣＲＴ７、及びプリンタ等のアウトプット部８より構成
される。

検出部２からは核燃料集合体ｌの平均燃焼度の算出法に
応じ、一方はｎ個の検出器（６≧ｎ≧３）からの軸方向
相対燃焼度分布測定データと、ｌもしくは数個の集合体
平均燃焼度決定用燃焼度データを、もう一方は、ｎ個の
検出器（６≧ｎ≧３）からの燃焼度測定を行ったデータ
か各検出器毎に次の処理部に送られる。そして、軸方向
相対分布処理用のデータは、軸方向のあるポイント（１
又は数点）でのみ求めた横方向平均燃焼度を、別途軸方
向相対分布測定したデータより、測定点での軸方向相対
値で割り算することにより、核燃料集合体の平均燃焼度
を算出する場合の軸方向相対値決定に用いられる。また
、燃焼度測定を行ったデータは、実際に軸方向各点で測
定された横方向平均燃焼度データより、直接的に軸方向
平均化を行なう事により、核燃料集合体の平均燃焼度を
算出する場合に用いられる。

なお、相対測定の代表例はグロスγ線測定法であり、絶
対測定の代表例はＣ１等からの自発核分裂中性子測定法
、及び特定の核分裂生成核種のγ線スペクトル測定法で
ある。勿論、絶対測定法は規格化により相対測定に利用
しうる。

検出部２の次の補間処理プログラム部３ては、数次多項
式近似又は数次のフーリエ級数近似により関数近似する
ことにより、測定されていない軸方向位置の相対値又は
燃焼度を得る演算処理を行なう。

尚、補間処理を行なった際に、分布の平均値を１．０に
規格化した後の各検出器位置の相対値かＣＡＯＣ運転の
結果として予想される分布の範囲を逸脱していないかど
うかのチエラフを、測定データチェックプログラム部６
て実施する。

又、これを目視て確認するため、軸方向分布プロット用
データ生成プログラム部５を通し、ＣＲＴ７の出力等て
表示させる。

補間処理か完了した後は、集合体平均燃焼度算出プログ
ラム部４て、測定された核燃料集合体ｌの平均燃焼度か
求められ、ＣＲＴ７ならびにプリンタ等のアウトプット
部８でアウトプット処理かなされる。平均燃焼度の算出
は、検出部２の説明て述べた２種類の方法のそれぞれで
手法は異なり、ある位置での横方向平均実測燃焼度と別
に実施した軸方向相対分布測定を補間処理して得られた
その位置ての相対値を利用する、最初に述べた方法では
、 （ある位置での横方向平均実測燃焼度）／（その位置て
の燃焼度相対値） により平均燃焼度を求め、もう一つの軸方向各点で測定
された横方向平均燃焼度データより、補間処理を行なっ
た後、直接的に軸方向平均、すなわち核燃料集合体の平
均燃焼度を求める方法ては、関数近似式の数値積分（シ
ンプソンの公式等）を行なった後、軸方向平均を求める
ことで集合体平均燃焼度を求める。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、原子炉で燃焼させた核燃料集合体
の平均燃焼度を短時間の内に非破壊的に測定する場合に
は、軸方向について従来は多くの点（２０〜４０点程度
）ての測定を必要とするか、本発明によれば、加圧木型
原子炉におけるＣＡＯＣ運転のように、ｍ定される軸方
向燃焼度分布か滑らかな変化をし、比較的類似した形状
をとることか示される使用済核燃料集合体の燃焼度測定
ては、検出器間の燃焼度を補間法により推定することに
より、軸方向に必要となる検出器の個数を３≦ｎ≦６個
程度まで減らすことか可能となり、装置の構成かより簡
単化され、コストならびにメンテナンス上もより有利と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す装置のブロック図、第
２図及び第３図は従来の装置の概略を示す図、第４図は
加圧木型原子炉における軸方向燃焼度分布を示す図であ
る。 図中。 ■ ：核燃料集合体　　　２：検出部 ：補間処理プログラム部 ：核燃料集合体の平均燃焼度算出 プログラム部 ・軸方向分布プロット用データ生成 プログラム部 ：測定データチェックプログラム部 ：ＣＲＴ　　　　８ニアウドプツト部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 核燃料集合体の軸方向に沿って、燃焼度データを得るた
   めのｎ個（但し６≧ｎ≧３）の検出器と、集合体平均燃
   焼度決定用燃焼度データを得るための少くとも１個の検
   出器とからなる検出部を配置し、この検出部で測定した
   燃焼度データと横方向の平均燃焼度データとから平均燃
   焼度を算出する手段と、前記検出部で得られた各データ
   から補間処理を行う補間処理プログラム部と、この補間
   処理プログラム部で得られたデータが予想される分布の
   範囲を逸脱しているか否かをチェックする測定データチ
   ェックプログラム部と、前記補間処理が完了したデータ
   を、核燃料集合体平均燃焼度算出プログラム部により、
   核燃料集合体の平均燃焼度を求める手段と、この手段で
   得られた核燃料集合体の平均燃焼度を外部出力として出
   力するアウトプット部とをそれぞれ有し、かつ補間処理
   プログラム部の出力の一部を軸方向分布プロット用デー
   タ生成プログラム部を介してモニタする手段とを具備し
   たことを特徴とする核燃料集合体の平均燃焼度測定装置
   。