JPS5877694A - 核燃料破損検出法および装置 - 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】 び装置に係る。

原子炉の核燃料の破損を検出するには、燃料破損時に冷
却材中に混入する核分裂性物質（ＦＰ）のうち、Ｉ，　
　Ｂｒから放出される遅発中性子（ＤＮ）を、冷却材循
環路の炉心出口近傍で検出する方法（ＤＮ法）が採用さ
れている。ところが、ＤＮを検出する検出器には、炉心
側から直接入来する中性子、冷却材または冷却材中の不
純物が放射化されて放出するβ線、γ線等がパノクグラ
ウ／トとして入感じており、これらのバンクグラウンド
（ｄかなりの大きさを有するため、大きなパンクグラウ
ンド下で微弱なりＮを検出することが要求される。

検出精度を高めるためには、検出器にバンクグラウンド
を遮断し得る遮蔽層を施せばよいが、スペース上の制約
もあり測定精度を十分に向上させ得る程に遮蔽層を設け
ることは困難である。

従って、核燃料破損検出を高精度で行うことは困難であ
った。

本発明は上記の事情に基きなされたもので、検出器に十
分な放射線遮蔽を施すことなく、高精度で核燃料の破損
を検出し得る核燃料破損検出法および装置を得ることを
目的と・している。

本発明は以下に述べる知見に基きなされている。

すなわち、例えばナトリウムを冷却材とする高速増殖炉
（ＦＢＲ）において、ＤＮ法と実施する検出器に入来す
るバックグラウンド放射線は、炉心から直接に到達する
中性子と、炉心での（ｎ、　２ｎ）反応の結果生じた”
　Ｎａ　（半減期１５時間）から放出されるγ線が大部
分であわ、また（旧γ）反応の結果生じた　Ｎａ（半減
期２．６年）から放出されるγ線がこれらに次いで大き
いことが知られている。

上記の中、炉心から直接入来する中性子による計数率Ｘ
１は原子炉出力ｎに比例しｓ　　”Ｎａの放出するγ線
による計数率χ２は原子炉出力および”　Ｎａの崩壊定
数λ２に関係し、前記両者は下記各式で示される。

ｘ　！＝　Ｃ，ｎ　　−゛−（１） ｘ２ 、〒＝Ｃ２ｎ−λ２Ｘ２°−−−−−゛（２）なお、上
記各式中、Ｃ１、Ｃ２は比例定数を示す。

る簡単な一次遅れモデルにより、炉出力ｎから算出され
る。２２　Ｎａの放出するγ線についても同様にして算
出されるが、その崩壊係数λ３は破損検出に対し要求さ
れる時間に比し無視できる程小である値に比例すると近
似することができる。

上記を総合すると、パックグラウンド計数率の大部分は
、 によって算出し得る。

検出器出力の計数率ｙとモデルによるパックグラウンド
計数率との偏差 ｙ−（Ｘｌ＋ｘ２＋Ｘ３） は、ｙに比し十分小となり、燃料破損時のＤＮの発生に
よるｙの変化を、バックグラウンド放射線の影響を除去
した状態で高感度で検出し得ることとなる。

第１図は上記本発明を実施するだめの装置のブロックダ
イヤグラムである。第１図において、ＤＮ検出器１の出
力は前置増巾器２、主増巾器３、計数率計４を経由して
偏差算定器５に入力され、また原子炉出力測定系６の出
力すなわち原子炉出力信号は、計数率モデル７に入力さ
れ、計数率モデル７は、前記出力に依存するバックグラ
ウンドの計数率を偏差算定器５に入力させる。偏差算定
器５の出力は、比較器８において検出閾値設定器９によ
る設定閾値と比較され、比較器８出力が設定閾値より大
である時、比較器８は警報器または安全保護系１０を作
動させる。

上記構成の装置において、計数率モデル７は原子炉出力
測定系６の出力により、前記した所に従いｓ　ＸＩ＋　
Ｘ２　＋　Ｘ３を算出しこれを偏差算定器５に出力・す
る。

すなわち、第１図の装置のＤＮ検出器ｌの出力計数値は
、第２図の曲線Ａで示す如くバックグラウンドによる計
数値とＦＰによる計数値が重塁されたものである。今、
同図曲線Ｂで示す如く炉出力が変動したとすれば、計数
率モデル７は同図曲線Ｃで示す如く炉出力変動に応じて
、パックグラウンド計数率Ｘｌ　”　Ｘ２　十Ｘ３を算
出し、偏差算定器５に送る。

偏差算定器５では”／　　（Ｘ４　＋Ｘ２　＋Ｘ３　）
が算出される。この偏差は第２図曲線りで示されている
。

第２図のＴ時点すなわち、原子炉出力上昇中に燃料破損
が生じたとすれば、燃料破損にょるＦＰの計数率の上昇
は、出力上昇に基〈パックグラウンド上昇にかくされ、
検出することは困難であるが、本発明においては検出器
出力からバックグラウンドを除去して、検出閾値と比較
しているので、高成度且つ正確に燃料破損を検出するこ
とができる。

なお、本発明は上記実施例のみに限定されない。

計数率モデルに若干の変更を加えることにより例示のＦ
ＢＨのほか、沸騰水型原子炉にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例のプロノクダイヤグラｌ４、第
２図はその作動を説明するだめの線図である。 １　・ＤＮ検出器、　　　２・・前置増巾器、３・・・
主増巾器、　　　　４　・計数率計、５・偏差算定器、
　　　６・・・原子炉出力測定系、７・・・計数率モデ
ル、　　８・比較器、９・・・検出閾値設定器、 １０・・・警報または安全保護系 出願代理人　弁理士　　菊　池　五　部手続補正書（自
　発） 特許庁長官　島　１）春樹殿 １、事件の表示 昭和５６年　特許　願第１０２０７８１；３、　補正を
する者 事件との関係　　特許出願人 （ほか　ｌ　名） ４、代理人 ５、　補正命令の日付 （１）　明細書中、第３頁第７行目にｒＤＮ法と実施す
る検出器」とあるのを、ｒＤＮ法を実施する検出器」と
訂正する。 （２）　　明細書中、第５頁最終行目乃至第６頁第１行
目て「・・・・　・・計数値が重塁されたものである。 」とあるのを、「　・・　　計数値が重畳されたもので
ある。」と訂正する。 （３）明細書中、第６頁第１４行目に「萬成度且つ正確
に・・　・　」とあるのを、「高感度且つ正確に・・・
　　」と訂正する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ｔ　　料破損により冷却材中に混入する核分裂性
   物り　放出する遅発中性子により核燃料の破損を検Ｌ　
   るに際して、連発中性子検出器の出力計数率ア　、原子
   炉出力によりその出力に応じたバンク、　　ランド計数
   率を算出する計数率モデルの出力　ユ引き、この差引い
   た値を設定閾値と比較する。　　したことを特徴とする
   核燃料破損検出法。
2. （２）邑中性子を検出しその計数率を求める一連の千　
   二、原子炉出力測定系と、この原子炉出力測定　）出力
   によりその出力に応じたバノクグラウン　け数率を与え
   る計数率モデールと、前記一連の手　り出力である計数
   率から計数率モデルの出力を　引く偏差算定器と、この
   偏差算定器の出力と設　閾値を比較する比較器とを有す
   ることを特徴と　、核燃料破損検出装置。