JPH06273572A - 原子炉未臨界度測定装置 - Google Patents

原子炉未臨界度測定装置

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JPH06273572A
JPH06273572A JP5058359A JP5835993A JPH06273572A JP H06273572 A JPH06273572 A JP H06273572A JP 5058359 A JP5058359 A JP 5058359A JP 5835993 A JP5835993 A JP 5835993A JP H06273572 A JPH06273572 A JP H06273572A
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neutron source
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Seiji Tamura
誠司 田村
Toshio Kimura
敏雄 木村
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Hitachi Ltd
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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Abstract

(57)【要約】 【目的】原子炉が未臨界または中性子源の影響を受ける
低出力において、精度の良い反応度を測定する。 【構成】中性子束信号から中性子源の項を省略した反応
度を計算する手段と、中性子束信号の時系列データと中
性子源の項を省略して算出される反応度の時系列データ
を一時記憶する記憶装置と、その2つの時系列データに
ついて回期分析を実行して中性子源強度と真の反応度を
計算する手段を具備している。 【効果】反応度を測定精度に影響を与える中性子源強度
を、中性子束信号の変化より算出することにより、中性
子源の影響を考慮した精度の良い反応度測定を実現でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、原子炉未臨界度測定装
置に係り、特に、BWR,PWR,ATR,FBR等の
原子炉のタイプ、及び原子炉の大きさに係らず、臨界近
接時の臨界予測,停止余裕反応度測定等の中性子源の影
響を避けられない低出力領域において効果を発揮する原
子炉未臨界度測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、反応度の測定は原子炉出力の
信号について逆動特性方程式を解くことにより行われて
いる。この逆動特性方程式(数3)は、原子炉動特性方程
式(数1)及び(数2)を反応度について解くことにより
得られる。
【0003】
【数1】
【0004】
【数2】
【0005】
【数3】
【0006】ここでnは中性子束(原子炉出力に比
例)、ρは反応度、ρ′は中性子源の項を省いた反応
度、βは全遅発中性子の割合、βiはi群の遅発中性子
の割合、Ciはi郡の遅発中性子先行核密度、λi はi
郡の遅発中性子先行核の崩壊定数、Lは即発中性子寿
命、Sは中性子源強度である。
【0007】反応度の測定は、中性子束の信号を順時取
り込んで、(数3)を順次計算することにより反応度が得
られる。ここで(数3)の最後の項に含まれる中性子源強
度は、中性子束信号測定のための中性子検出器に中性子
源から入射する中性子束の量となるが、核分裂によって
生じる中性子束と、中性子源からの中性子束の量を分離
して定量することは困難である。そのため、一般には、
島津洋一郎他、ディジタル反応度計と炉物理データ処理
装置の使用経験、日本原子力学会誌、vol.32,N
o.3(1990)、及び千崎年彦他、DSPを用いた
デジタル型反応度計、日本原子力学会「1991春の年
会」、E14のように(数3)の最後の項を無視して、中
性子源の影響の少ない高い出力領域で測定している。ま
た、未臨界領域での測定の場合のように中性子源の影響
を無視できない領域での測定においては、他の炉物理試
験により中性子源強度の推定値を用いて(数3)により反
応度を計算している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】原子炉の炉心に装荷さ
れている中性子源は、γ線線源とBeのように(γ,n)
反応を起こす物質とより構成されているが、γ線線源の
強度は時間とともに変化し、また原子炉の運転に伴う炉
内構造物の放射化により炉内のγ線強度は一定ではない
ため中性子源から発生する中性子束の量も一定ではな
い。
【0009】本発明は、中性子源を無視できない低出力
及び未臨界領域において、反応度測定時における中性子
源の強度を短時間で精度よく推定できる原子炉未臨界度
測定装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、未臨界の
一定出力の炉心に正または負の一定の反応度が投入され
た時の原子炉出力が変動している状態における原子炉未
臨界度測定装置において、原子炉出力の信号の一定時間
長の時系列データと該原子炉出力の信号について中性子
源の項を省略した反応度計算式により得られる反応度の
一定時間長の時系列データとの2つの時系列データか
ら、回帰分析により未知数の真の未臨界度を算出するこ
とによって、達成できる。
【0011】
【作用】中性子源の強度が一定とみなせる状態において
一定の反応度を投入した場合では、それぞれ中性子源の
強度と反応度を未知の定数として取り扱うことができる
ため、この間の中性子束信号の時系列データと中性子源
の項を省略した反応度の時系列データの回期分析でこれ
らの未知数を解くことにより、真の反応度を求めること
ができる。また、ここで得られた中性子源強度を用いて
連続的に中性子源の項を考慮した真の反応度を測定でき
る。
【0012】
【実施例】中性子源の強度は時間の経過とともに変化す
るが、原子炉停止直後の数日の期間を除けば短半減期の
γ線線源は消滅するため、反応度を測定する間の数十時
間のオーダーでは中性子源強度は一定と考えることがで
きる。
【0013】このように、中性子源強度が未知ではある
が一定と考えられる状況において、ある一定出力(未臨
界,臨界出力を問わず)の炉心に、一定の反応度を投入
した場合においては、原子炉出力(中性子束)は変化す
るが、反応度と中性子源強度は一定の未知数である。こ
のような条件下において、「数3」の最後の項を無視し
た反応度ρ′の計算を一定時間(数分)実行し、その
ρ′の時系列データと中性子束の時系列データを一時保
存する。ここに得られた2つの時系列データを用いて回
期分析により、未知数の中性子源強度S、と真の反応度
ρ、を求める。つまり、(数3)は、
【0014】
【数4】 ρ′n=ρn−S …(数4) のように未知数ρとSを含む線形の式に書き直すことが
できるため、一時保存されたnとρ′の時系列データを
用いて回期分析により、これらの未知数を算出できる。
【0015】ここで得られる真の反応度ρは、反応度投
入後の値であり、未臨界であれば未臨界度を表すことに
なる。請求項1は、この回期分析で反応度を求める方法
によるものである。
【0016】ここで得られた中性子源強度を(数3)に代
入して反応度計算を行うことにより、以降、真の反応度
が連続的に計算できる。また、保存された中性子束信号
の時系列データについて、同様の反応度計算を行うこと
により、測定開始時の反応度を算出できる。請求項2
は、この回期分析により得られた中性子源強度を用いて
反応度の測定をするものである。
【0017】(数4)のρとSは、ρ′とnのそれぞれ2
つのデータがあれば連立方程式を解くことにより求まる
が、実際の中性子束の信号はゆらぎがあるため2つのデ
ータでの処理では誤差が大きくなる。そのため、数百点
の時系列データについて回期分析による統計処理で誤差
を低減している。この時の時系列データの時間長は、中
性子束信号においてエルゴード性が保証されるに足る時
間長とする。
【0018】上記の概念を達成する本発明の実施例を以
下に説明する。
【0019】本発明の好適な一実施例である原子炉未臨
界度測定装置の構成を図1に示す。本実施例の装置を作
動した場合の信号および処理の時間関係を図2に示す。
【0020】原子炉が一定出力にある状態で本実施例の
原子炉未臨界度測定装置を時間t1に起動する。起動と
ともにサンプリング装置1により中性子束の信号を一定
間隔で取り込む。この中性子束信号を記憶装置4に時系
列に記憶させるとともに、この中性子束信号を用い演算
装置2で順次(数3)のρ′の計算を実行する。ある一定
量の反応度(この例では、正の反応度)を時間t2 に投
入することにより、中性子束の信号は変化する。反応度
投入後、時間t3 のタイミングで外部より反応度が投入
されたことを、入力装置3に入力する。時間t3より数
分後の時間t4までの間、演算装置2の演算結果ρ′の
時系列データを順次、記憶装置4に記憶する。時間t4
経過後、t3−t4間の中性子束信号とρ′の時系列デー
タを用いて、演算装置2により(数4)の反応度ρと中性
子源強度Sを回期分析で解き、の表示装置5または、印
字装置6により、その結果を出力する。
【0021】ここで、中性子束信号は原子炉未臨界度測
定装置が起動された時間t1 から記憶装置4に記憶され
ているため、この時系列データについて中性子源強度を
考慮した真の反応度の計算を演算装置2で行うことによ
り測定開始時の反応度を求めることができる。
【0022】図2では、回期分析後、演算装置2により
回期分析で得られた中性子源強度Sを(数3)に代入して
連続的に(オンーラインで)反応度を算出して、表示装
置5に反応度を表示する場合を示している。
【0023】
【発明の効果】中性子源の影響を受ける出力領域で反応
度測定を行う場合において、測定精度に影響を与える中
性子源強度の定量は、今まで困難であったり、複雑な計
算を必要としていた。本発明により、その時の中性子源
強度の定量が、中性子束信号の測定値から数分程の時間
で可能となり、その中性子源の強度を考慮して精度の良
い反応度測定ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適な一実施例である未臨界度測定装
置の構成図である。
【図2】図1の実施例における処理動作と処理によって
得られる信号との関連を示す説明図である。
【符号の説明】
1…信号サンプリング装置、2…演算装置、3…入力装
置、4…記憶装置、5…表示装置、6…印字装置。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】未臨界の一定出力の炉心に正または負の一
    定の反応度が投入された時の原子炉出力が変動している
    状態における原子炉未臨界度測定装置において、原子炉
    出力の信号の一定時間長の時系列データと該原子炉出力
    の信号について中性子源の項を省略した反応度計算式に
    より得られる反応度の一定時間長の時系列データとの2
    つの時系列データから、回帰分析により未知数の真の未
    臨界度を算出することを特徴とした原子炉未臨界度測定
    装置。
  2. 【請求項2】一定出力の炉心に正または負の一定の反応
    度が投入された時の原子炉出力が変動している状態にお
    ける原子炉未臨界度測定装置において、原子炉出力の信
    号の一定時間長の時系列データと該原子炉出力の信号に
    ついて中性子源の項を省略した反応度計算式により得ら
    れる反応度の一定時間長の時系列データとの2つの時系
    列データから、回帰分析により未知数の中性子源の強度
    を算出する機能を備え、その中性子源強度を考慮した反
    応度計算式を用いて以降の原子炉出力の信号より連続的
    に真の反応度を算出することを特徴とした原子炉未臨界
    度測定装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2829281A1 (fr) * 2001-09-06 2003-03-07 Commissariat Energie Atomique Mesure absolue de la reactivite d'un systeme sous-critique
JP2008157669A (ja) * 2006-12-21 2008-07-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 未臨界度測定方法及び未臨界度測定用プログラム、並びに未臨界度測定装置
JP2011247854A (ja) * 2010-05-31 2011-12-08 Central Res Inst Of Electric Power Ind 照射燃料集合体の未臨界増倍率測定方法、測定装置および測定用プログラム、並びに照射燃料集合体の核種組成の予測精度の確証方法
JP2014137259A (ja) * 2013-01-16 2014-07-28 Toshiba Corp 未臨界度測定装置

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