JPS599594A - 放射線監視装置 - Google Patents

放射線監視装置

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JPS599594A
JPS599594A JP57117925A JP11792582A JPS599594A JP S599594 A JPS599594 A JP S599594A JP 57117925 A JP57117925 A JP 57117925A JP 11792582 A JP11792582 A JP 11792582A JP S599594 A JPS599594 A JP S599594A
Authority
JP
Japan
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signal
detector
neutron flux
gamma rays
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP57117925A
Other languages
English (en)
Inventor
英治 関
田井 一郎
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS599594A publication Critical patent/JPS599594A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は原子炉圧力容器内の放射線を監視する装置に関
する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来、原子炉圧力容器内の放射線である中性子束および
ガンマ線量を計測するためには、それぞれ独自の検出器
を計測点に設置して計測する必要があった。ずなわぢ原
子炉圧力容器内のガンマ線量を計測するには炉内にガン
マ線検出器を設置シ、また中性子束レベルを計測するに
は、炉内に中性子検出器を設置して、それぞれの検出器
の出力信号レベルからガンマ線1および中性子束を求め
ていた。
ここで中性子束を開側する中性子検出器としては、一般
に電離箱形検出器が用いられている3この電離箱形検出
器は第1図に示すようにチタン等からなる円筒秋の外囲
器10両端の開口2.3を、電極絶縁性の良好寿、例え
ばアルミナ磁器製端板4,5によシ気密に閉塞して形成
されている。
外囲器1の軸部には、例えばステンレス鋼などの導電体
からなる陽極6が固定されている。
この陽極6にはリード線7が接続され、端板4に設けら
れた貫通孔から外に導出されている。
また、外囲器1は陰極を兼ねておシ、リード線2と外囲
器1との間には図示し々い電源によシ所定の電圧が印加
されるよう構成されている。
また、外囲器1の内周面には、中性子の照射によシ核分
裂する核分裂性物質、例えばウラン−235が伺着され
ている。
そして、陽極−陰極間の空間には不活性ガス9、例えば
アルゴンガスが封入されている。
このような検出器に中性子が照射されると、ウラン−2
35が中性子を吸収して核分裂反応を起こし、これによ
って生成された核分裂破片が上記空間に封入された不活
性ガス9を電離する。
このとき、陽極−陰極間に電圧を印加しておけば、電離
作用によって生じたガス中の電子およびイオンを電流と
してとシ出すことができる。
このとき、電離箱形検出器の信号成分としては、中性子
による信号だけでなく、原子炉圧力容器内のガンマ線に
よる信号も一部含まれている。すなわち、炉内のガンマ
線が検出器に入射し、検出器内の電離ガスが電離される
。この電離による信号成分も中性子による信号に加わシ
、出力信号となる。このため、検出器の出力信号をすべ
て中性子による信号として計測すると、ガンマ線による
信号成分の割合だけの誤差が生じ、測定精度が低下する
従って、中性子束の測定精度を向上させるには、このガ
ンマ線による信号成分を補正する必要があシ、装置を大
型化し、構造を複雑化せざるを得なかった。特に高速増
殖炉尋炉内のガンマ線量が高い場合には、その誤差も大
きくなり、補正も電離であった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、単一の検出器から信号によシ中性子束
とガンマ線量とを監視することができる放射線監視装置
を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明による放射線監視装置は、原子炉設備の運転林態
にしたがって変化する放射線のうち中性子束およびガン
マ線量を検出器で検出するようにし、この検出器からの
信号をプリアンプニ入力し、このプリアンプで前記放射
線からの直流成分と交流成分とを分離して出力するよう
5− にし、直流測定部を設けて前記直流成分をい変換するよ
うにし、交流測定部を設けて前記交流信号を所定時間に
わたって2乗平均するようにし、これら両測定部からの
出力信号を信号処理部に入力し、この信号処理部で中性
子束による信号電流とガンマ線による信号電流とを算出
するようにし、この算出値にもとづいて表示部で中性子
束とガンマ線量とを表示するようにしたものである。
〔発明の実施例〕
第2図力いし第3図を参照して本発明の一実施例を説明
する。第2図中102は原子炉圧力容器内の中性子束を
検出する検出器であって、例えば電離箱形検出器を用い
る。この検出器102の出力側には同軸ケーブル104
を介してプリアンプ106が接続される。このプリアン
プ106は、・入力抵抗R1y結合コンデンサC1から
なる低入力インピーダンス回路と、保護抵抗’R1を直
流電源HVからなる高入力インピーダンス回路とを有し
、低入力インビーダン6− ス回路側に低入力インピーダンス型高周波帯域増幅用能
な直流アンプ10Bを接続し、他方の高入力インピーダ
ンス回路側に高入力インピーダンス型低ノイズ中間周波
帯域増幅可能なキャンペルアンプ110を接続した構成
である。
以上のような構成のものでは、検出器102から出力さ
れた中性子束信号は同軸ケーブル104を介して所定場
所に伝送された後、同軸ケーブル104端部に接続され
るプリアンプ106によって周波数帯域を分ける。そし
て、直流信号測定系では、直流信号成分のみ直流アンプ
108によシ低インピーダンスで受けて増幅し、キャン
ペル測定系では、交流成分のみキャンペルアンプ110
によシ高入力インピーダンスで受けて増幅し、S/N比
を上げて中性子束を測定するものである。
よって、このプリアンプ106では前記放射線による直
流成分と交流成分とを分離してそれぞれ直流測定部11
2.交流測定部114へ出力するように構成されている
。直流測定部112はい交換器116からなシ、A/D
交換器116ノ出力は匍f lllTl回蕗とl−での
マイクロ・コンピータ118に入力される。マイクロ・
コンピュータ118は出力レベルを基準値以上に維持す
るために必要な増幅器を演算し、演算結果をフィードバ
ック信号として前記直流アンプ110へ入力し増幅率を
制御するように構成されている。
そして、交流測定部114はレンジ切換増幅器120.
fiy/D変換器122.2乗演算回路124、サンプ
リング・カウンタ126とからなる。レンジ切換増幅器
120け前記キャンペルアンプ10Bからの信号を増幅
するレンジ切換可能なものである。
レンジ切換増幅器120がらの出力信号はい変換器12
2に出力される。このAct)変換器122はレンジ切
換増幅器120からの出力を例えば8ビツトのデジタル
信号にA/D変換するものである。い変換器122がら
のデジタル信号は2乗演算回路124で2乗演算され、
サンプリング・カウンタ126で所定のサンプリング時
間にわたって積分され2乗平均値が算出されるように構
成されている。そして、サンプリング・カウンタ126
からの2乗平均値はマイクロ・コンピュータ118に入
力され、マイクロ・コンピュータ118はサンプリング
・カウンタ126からの入カレペルを基準値以上に維持
するために必要なサンプリング時間を演算し、その演算
結果をフィードバック信号としてサンプリング・カウン
タ126に出力してサンプリング時間を制御するように
構成されている。
前記直流測定部112からの出力信号である直流電流信
号IDCは、前述の如く中性子による電流信号In1)
Cとガンマ線による電流信号■γDCとの和であるので
、 ■DC=InDc十■rDc    …・・・(1)と
表わすことができる。
一方、前記交流測定部114からの出力信号である交流
信号の場合は、中性子検出器の信号はノJ?ルス電流成
分の和であるので交流成分が必9− ず存在することになる。また、その・ぐルス発生の時間
分布けIアンプ分布をしている。従って、キャンペルの
定理によシ交流成分の2乗平均は平均パルスレートすな
わち検出器出力信号に比例することになる。よって、交
流信号の2乗平均出力f Ir2m5  +平均パルス
レー)’tN、・9ルス電流の大きさをI (t)とす
ると となる。
ここで、I(t)は入力パルスによる検出器の発生電荷
定数qおよび時間関数f (t)を用いて表わすと I(t) ”’ q’ f(t)        ・・
・・・・(3)となるので(2)式は と力る。そして、(4)式において異なる複数のパルス
信号が入力された時に添字kを用いて表示すると 10− となる。(5)式よシ中性子(k=n)、ガンマ線(k
=γ)の2種類のパルス入力がある場合に、中性子の平
均パルスレートをNn、ガンマ線の平均ノ9ルスレート
をNr、中性子パルスによる検出器の発生電荷定数をq
n、ガンマ線パルスによる検出器の発生電荷定数をqr
、検出器固有の定数をKとすると前記(5)式は Ir2m5 =K (Nn”qn+Nγ・qr2)  
・・・(6)となる。さらに前記(3)式の関係を考慮
すると(6)式は Ir2m5 =K(Inpc−Qn+IγncIIqγ
) −(7)となる。(7)式において、InDCは中
性子束による信号電流、IrD(けガンマ線による信号
電流である。
なお、前記qnとc17−との関係はqn>qrであシ
、qnはqrの約4000倍に達する。また、qn+q
j、にの値は検出器の製作後計測することができるもの
である。
そして、前記(1)式と(7)式よシ■nDCおよび工
γDCを紡導すると となる。したがって、前記マイクロ・コンピュータ11
8は(8)式および(9)式による演算を行ない、In
DCおよびIrDCを算出するように構成されている。
また、中性子束φn(nv)およびガンマ線量とすると となる。よって前記マイクロ・コンピュータ118は0
()式、 (11)式の演算を行ガいφ□、Qγをも算
出するように構成されている。
そして、マイクロ・コンピュータ118の算出信号は表
示部としての中性子束表示部130゜ガンマ線表示部1
32に伝達されるように構成されている。前記両表示部
130,132は前記算出信号にもとづきInpc 、
 IrDC、φn+Qγを表示するように構成されてい
る。
前記マイクロ・コンピュータ1180行なう制御、演算
は第3図に示す流れ図に従って実行される。すなわち、
交流測定部114からの出力であるサンプリング・カウ
ンタ126の出力信号および直流測定部112からの出
力である0変換器116の出力信号が入力される。そし
て、両測定部112,114からの信号はそれぞれ入力
レベルが適切か否かを判断され、レベルの調整が必要な
場合はレンジ切換増幅器120および直流増幅器110
の増幅率切換信号が送出される。次に、内入力信号は(
入力×レンジ×定数)の演算が実行されてもとの信号1
3− に復元される。そして、交流電流と々った交流測定部1
14からの入力データは電流レベルが適切か否かを判断
され、レベル調整が必要々場合にはサンプリング・カウ
ンタ126のサンプリング時間調節信号が送出される。
このようにして適切なレベルの電流信号Irm1および
IDCとなった内入力信号は前記(8)式、(9)式の
演算に代入されInpc 、 IrDcが算出される。
さらにInpc r IrDCから01式、69式の演
算によシ中性子束φ1.ガンマ線量Qγが算出される。
そして、これらの算出値Inpc * IγDc+φ。
、Qγはそれぞれ表示器130,132に送出される。
以上のようなものは次のような利点を有する。
マイクロ・コンピュータ118で前記の演算を実行し、
中性子による信号成分とガンマ線による信号成分とを算
出することができるので単一の検出器102で原子炉圧
力容器内の中性子とガンマ線との両者を監視することが
できる。また、従来の如くガンマ線による信号成分と中
性子による信号成分とが加算された状態で中性子14− による信号成分として送出されることはなく、測定精度
を向上させることができる。
(−して、マイクロ・コンピュータ118は両測定部1
12,114からの入力レベルを判断してレベル調整を
行なうので常時適切な入力レベルで測定をすることがで
き、作業員によるレンジの切換作業をなくシ、作業員の
負担を軽減することができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば原子炉設備の運転林態に従って変化する
放射線を単一の検出器で検出して放射線中に含まれてい
る中性子およびガンマ線による信号成分をそれぞれ分離
して測定することができ、また中性子およびガンマ線に
よる信号レベルを常時適切なレベルに維持することがで
き、その効果は大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は中性子検出器を示す縦断面図、第2図は本発明
の一実施例を示す構成図、第3図はマイクロ・コンピュ
ータ118の動作を示す流れ図である。 102・・・検出器、106・・・プリアンプ、108
・・・Tk ?fアンプ、110・・・交流アン7’、
116・・・い変換器(直流測定部)、114・・・交
流測定部、118・・・マイクロ・コンピュータ(信号
処理部)、130・・・中性子束表示部、132・・・
ガンマ線表示部。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)原子炉設備の運転状態にしたがって変化する放射
    線のうち中性子束およびガンマ線量を検出し電気信号に
    変換する検出器と、この検出器で検出された放射線から
    の電気信号を直流成分と交流成分とに分離して出力する
    ノリアンプと、このプリアンプからの直流成分を〜Φ交
    換して出力信号を送出する直流測定部と、前記プリアン
    プからの交流成分を所定時間にわたりて2乗平均して出
    力信号を送出する交浦測定部と、これら測測定部からの
    出力信号にもとづき中性子束による信号電流とガンマ線
    による信号電流とを算出する信号処理部と、この信号処
    理部からの出力信号にもとづいて中性子束およびガンマ
    線量を表示する表示部とを具備したことを特徴とする放
    射線監視装置。
  2. (2)前記信号処理部はマイクロ・コンピュータであり
    、中性子束による信号電流をInpc 。 ガンマ線による信号電流を工γDC、中性子ノぐルスに
    よる検出器の発生電荷定数qrzガンマ線・母ルスによ
    る検出器の発生電荷定数qγ、前記交流測定部の出力電
    流Iy2ms、前記直流測定部の出力電流IDCr前記
    検出器固有の定数をKとすれば、の演算を行ガうもので
    あることを特徴とする特許
JP57117925A 1982-07-07 1982-07-07 放射線監視装置 Pending JPS599594A (ja)

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JP57117925A JPS599594A (ja) 1982-07-07 1982-07-07 放射線監視装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5225149A (en) * 1991-09-30 1993-07-06 Combustion Engineering, Inc. Detection of core thermal hydraulic oscillations
JP2007225296A (ja) * 2006-02-21 2007-09-06 Toshiba Corp 中性子検出器の寿命判定装置およびその寿命判定方法ならびに原子炉炉心監視装置
JP2017009337A (ja) * 2015-06-18 2017-01-12 株式会社東芝 中性子検出器および原子炉出力検出システム

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5225149A (en) * 1991-09-30 1993-07-06 Combustion Engineering, Inc. Detection of core thermal hydraulic oscillations
JP2007225296A (ja) * 2006-02-21 2007-09-06 Toshiba Corp 中性子検出器の寿命判定装置およびその寿命判定方法ならびに原子炉炉心監視装置
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