JPS6161095A - 原子炉内ガンマ線分布測定装置 - Google Patents

原子炉内ガンマ線分布測定装置

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JPS6161095A
JPS6161095A JP59184296A JP18429684A JPS6161095A JP S6161095 A JPS6161095 A JP S6161095A JP 59184296 A JP59184296 A JP 59184296A JP 18429684 A JP18429684 A JP 18429684A JP S6161095 A JPS6161095 A JP S6161095A
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JP
Japan
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gamma ray
measurement
reactor
gamma
distribution
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JP59184296A
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English (en)
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宏徳 熊埜御堂
茂人 菊池
丹沢 富雄
勇 豊吉
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Toshiba Corp
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
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Publication date
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    • 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

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

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] 本発明は原子炉内に設置された移動型のガンマ線検出器
を用いて原子炉内のガンマ線分布を測定する原子炉内ガ
ンマ線分布測定装冒に関する。
[発明の技術的背頌とその問題点] 原子炉を安全でしかも効率的に運転するためには、原子
炉炉心の出力分布を正確かつ迅速に把握する必要がある
沸騰水型原子炉の場合、一般に炉心の出力監視には固定
型の熱中性子検出器〈以下LPPMと略称する)と、こ
のLPPMの感度較正のために移動型の熱中性子検出器
(以下VIPと略称する)が使用されている。
しかしながら、l PPMやTIPが挿入されている4
体の燃料集合体に囲まれた導管近傍での熱中性子束は、
局所的に凸型の分布をしているため、導管および熱中性
子検出器の僅かな位置ずれにより、熱中性子検出信号に
誤差が生じる。
これに対して、前記導管近傍におけるガンマ線分布は一
般に平坦であるので、出力分布の監視にガンマ線検出器
を用いれば、検出器の位置ずれにより生じる誤差は軽減
させることができる。
このような理由により、ガンマ線検出器を使用する原子
炉内出力分布監視装置が提案されているが、原子炉出力
を一定値に保持した状態においても原子炉内のガンマ線
mは時間的に変化する成分を含んでいる。従って、移動
型のガンマ線検出器を用いて出力分布の監視を行なうと
き、検出器の移動を含めた測定中にガンマ線量が変化し
て、ガンマ線測定値の分布に誤差を生じるおそれがある
第2図は原子炉出力が上昇後一定になってからのガンマ
線量の時間的変化を示したものである。
図中、実線はある臨界実験装置を用いて原子炉出力を上
界させた後、はぼ一定値に保持した時の経過時間にるガ
ンマ線測定値の変化を示づ。また、破線は原子炉出力を
ステップ状に上昇させである一定前に保持した場合に、
原子炉内に発生ゴるガンマ線の放出エネルギーの時間変
化を、ある物理モデルに従って計算したものである。
第2図において、実線と破線はほぼ一致しており、物理
モデルを用いた計算値が原子炉内のガンマ線実測値の時
間変化をよく評価し得ることを裏付けている。
第2図より明らかなように、原子炉出力上昇後の一定出
力保持時間の経過とともに、ガンマ線量の時間変化の割
合は小さくなっていく。従って、ガンマ線分布測定の開
始時刻が遅い程、測定開始時と測定終了時とでの原子炉
内ガンマ線量の変化率は小さく、測定されるガンマ線分
布のHIPは小さい。
例えば第2図の破線で示す計算値によれば、測定に要す
る時間を2時間としたとぎ、測定開始時刻が出カ一定に
なってから10分後、30分後および60分後の場合、
前記ガンマ線量の変化率はそれぞれ7%、4.3%およ
び2.7%である。
このように出カ一定にしてから測定を開始するまでの待
機時間を長くすれば、ガンマ線分布測定の誤差を軽減す
ることは可能である。
しかしながら、いたずらに良く待機時間をとるのは効率
的な出力分布監視の障害となる。
[発明の目的] 本発明はかかる点に対処してなされたもので、原子炉内
のガンマ線量の時間変化による誤差を補正することによ
り、正確なガンマ線分布を測定することができる原子炉
内ガンマ線分布測定装置を提供しようとするものである
[発明の概要] すなわち本発明は、原子炉内を移動して順次ガンマ線を
検出する移動型ガンマ線検出器と、このガンマ線検出器
からのガンマ線検出信号を入力してガンマ線量を測定す
るガンマ線測定装置と、各測定点の測定時刻と原子炉の
出力腰歴のデータに基づいて物理モデルによって各測定
点におけるガンマ線量の時間変化を計算するガンマ線時
間変化訓算装置と、このガンマ線時間変化F’l篩装四
の計算結果に基づいて前記ガンマ線測定装置からのガン
マ線測定信号を補正するガンマ線信シ〕補正装画と、こ
のガンマ線信号補正装置の出力に基づいて原子炉内のガ
ンマ線分布を算出1−るガンマ線分布割算装置とを備え
たことを特徴とする原子炉内ガンマ線分布測定装買であ
る。
[発明の実施例J 以下図面に示す実施例について本発明の詳細な説明する
第1図は本発明の原子炉内ガンマ線分布測定装置を示す
もので、この原子炉内ガンマ線分布測定装置は原子炉内
に設置された移動望ガンマ線検出器1と、このガンマ線
検出器1のガンマ線検出信号2を定員内に測定するガン
マ線測定装置3と、物理モデルに従ってガンマ線量の時
間変化を計算するガンマ線時間変化計惇装置4と、ガン
マ線時間変化計算L’1ilY4の計算結果からガンマ
線測定装置3によるガンマ線測定信号5を補正するガン
マ線信号補正装置6と、ガンマ線信号補正装置6による
ガンマ線信号補正値7を基に原子炉内のガンマ線分布を
計算するガンマ線分布計算装置8とで構成されている。
すなわち、移動型ガンマ線検出器1は原子炉内での位胃
を変えながら各測定点におけるガンマ線を順次検出し、
ガンマ線検出信号2をガンマ線測定装置3に出力する。
ガンマ線測定装置3はガンマ線検出器1に高電圧を供給
するとともに、ガンマ線検出信号2を電気回路により測
定し、そのガンマ線測定信号5をガンマ線信号補正装置
6に出力する。
一方、ガンマ線時間変化計算装置4は各測定点の測定時
刻と原子炉の出力履歴のデータを基に所定の物理モデル
に従って、原子炉内に発生するガンマ線の放出エネルギ
ー量の時間変化を計算し、各ガンマ線測定信号5に対し
て時間変、化による誤差を補正するための補正係数9を
算出してこれをガンマ線信号補正装[6に出力する。
ガンマ線信号補正装!6はガンマ線測定信号5および補
正係数9を入力してガンマ線信号補正値7を算出する。
ガンマ線分布計算5A置8はこのガンマ線信号補正値7
を入力して規格化あるいは最適化等の処理を行ない、原
子炉内のガンマ線分布を計算する。
次にガンマ線時間変化計算装置4においてガンマ線の時
間変化の計算に用いられる物理モデルについて説明する
。     一 原子炉内で発生するガンマ線は即発ガンマ線と遅発ガン
マ線の2種類に分けられ、さらに即発ガンマ線には原子
炉燃料の核分裂の際に放出される核分裂ガンマ線と、原
子炉炉心構成物質の中性子捕獲の際放出される中性子捕
獲ガンマ線とがある。
単位核分裂当たりにこれらの即発ガンマ線の放出するエ
ネルギーEp°は次式で表わされる。
/(、父n′Jσ′Jf)    ・・・・・・・・・
(1)Jり ここでniは核fIjの原子数、σノfは核分裂微分断
面積、σJ(は中性子捕獲微分断面積、εJfは単位核
分裂当たり放出される核分裂ガンマ線平均放出エネルギ
ー、εJ(は単位中性子捕獲当たり放出される中性子捕
獲ガンマ線平均放出エネルギーである。また、mおよび
kはそれぞれ核分裂性核種および中性子捕獲に寄与する
各種の種類数である。
即発ガンマ線放出エネルギーは核分裂率、すなわち原子
炉出力に比例するものである。
一方、遅発ガンマ線の主なものは核分裂生成物(以下F
Pと略称する)より放出されるFPガンマ線である。F
Pには種々の寿命をもつ放射性核種が含まれ、これらか
ら放出されるガンマ線のエネルギーも核種によって異な
る。この遅発ガンマ線の放出エネルギーの時間変化を表
わすには、幾つかの崩壊定数および係数のパラメータの
組による近似式を用いるのが有効である。
例えば31組のパラメータによるFPガンマ線放出エネ
ルギーEd  (T)の近似式は次のようになる。
Ed  (T) a+                     −X
′+T=、Σ(αI/λ1 ) ・ (IJ  )・・
・(2)L″1 この式は、原子炉をある一定出力でT秒間運転したとき
の単位核分裂率当たり放出される遅発ガンマ線エネルギ
ーを表わす。ここで21、α1はそれぞれ崩壊定数およ
び係数のi番目のパラメータである。
ある一定出力で原子炉を運転するとき、運転開始からT
秒後の全ガンマ線放出エネルギーF (T)は、(1)
式と(2)式をm種類の核分裂性核種について考慮した
ものとの和から次式で表わされる。
原子炉出力に変動がある場合にも、この物理モデルを適
用して、ある時刻Tにおける全ガンマ線放出エネルギー
E (t )を計算することができる。
この場合にもE (t )は原子炉出力に比例する即発
ガンマ線放出エネルギーEp(t)とFpの生成、崩壊
により変化する遅発ガンマ線放出エネルギーEd(t)
との和で表わされる。
以上ガンマ線時間変化計舞装置4が原子炉内ガンマ線量
の時間変化を計算する方法として、ガンマ線の放出エネ
ルギーの時間変化を計算する例をあげたが、この他に、
ある値よりも大きなエネルギーをもって原子炉内に発生
するガンマ線の数の時間変化を物理モデルを使って算出
する方法もある。
この場合、物理モデルは(1)式のEpoを単位核分裂
当たり放出される即発ガンマ線数Np’とし、(1)式
の右辺におけるεJfおよびεJcをそれぞれ単位核分
裂当たり放出される核分裂ガンマ線平均放出数njfお
よび単位中性子捕獲当たり放出される中性子捕獲ガンマ
線平均放出数njcに置き換えて用いる。また(2)式
におけるEd(T)を単位核分裂率当たり放出される遅
発ガンマ線放出数Nd  (T)とし、右辺のλ1、α
1には遅発ガンマ線放出数算出に適した値のものを用い
る。これら即発ガンマ線放出数および遅発ガンマ線放出
数の和より、任意の時刻tにおける全ガンマ線放出数N
(【)が算出される。
次にガンマ線時間変化計算装置4がガンマ線信号補正装
[6に出力する補正係数9について説明する。
上述の物理モデルにより、原子炉出力の膜層から任意の
時刻tでの即発ガンマ線放出エネルギーEll(t)と
遅発ガンマ線放出エネルギーEd〈【)およびそれらの
和として全ガンマ線放出エネルギーE (t )を算出
することができるが、ある測定点におけるEp(t)と
E (t ’)とを計算し、これらの比、すなわちEl
l  (t )/E (t ’)をその測定点の測定値
に対する補正係数C(【)とすれば、この補正係数 C(t)=(Ep (t ))/(E (t ))を測
定値に乗じることにより、時間変動のある遅発ガンマ線
量の影響を排除することができ、時間的誤差のないガン
マ線分布を測定することができる。
上述の補正方法の他に、任意の時刻における全ガンマ線
量を基準にする方法もある。
すなわち、ある任意の時刻toにおける全ガンマ線量Q
(tO)を基準とし、n番目の測定点における全ガンマ
線量Q(tl)との比を、その測定点における測定値に
対する補正係数Cnとすれば、この補正係数 Cn −(Q (to) ) / (Q (tn) )
を測定値に乗することにより、各測定点のガンマ線量を
一定の時刻toにおけるガンマ線量として算出すること
ができるため、測定時刻の違いによるガンマ線量の時間
変化を補正することができる。
[発明の効果] 以上の説明からも明らかなように本発明の原子炉内ガン
マ線分布測定装置によれば、原子炉内ガンマ線量が一定
に近付くのを持って測定を開始するという必要がなく、
迅速にかつ補正によって正確な原子炉内ガンマ線分布を
測定することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の゛一実施例の原子炉内ガンマ線分布測
定装置を示すブロック図、第2図は原子炉出力上昇後一
定に保持した時のガンマ線量の測定値および計算値の時
間変化を示すグラフである。 1・・・・・・・・・・・・移動型ガンマ線検出器3・
・・・・・・・・・・・ガンマ線測定装置4・・・・・
・・・・・・・ガンマ線時間変化計算装置6・・・・・
・・・・・・・ガンマ線信号補正装置8・・・・・・・
・・・・・ガンマ線分布計算装置代理人弁理士   須
 山 佐 − 哀1)け恒−

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)原子炉内を移動して順次ガンマ線を検出する移動
    型ガンマ線検出器と、この移動型ガンマ線検出器からの
    ガンマ線検出信号を入力してガンマ線量を測定するガン
    マ線測定装置と、各測定点の測定時刻と原子炉の出力履
    歴のデータに基づいて物理モデルによって各測定点にお
    けるガンマ線量の時間変化を計算するガンマ線時間変化
    計算装置と、このガンマ線時間変化計算装置の計算結果
    に基づいて前記ガンマ線測定装置からのガンマ線測定信
    号を補正するガンマ線信号補正装置と、このガンマ線信
    号補正装置の出力に基づいて原子炉内のガンマ線分布を
    算出するガンマ線分布計算装置とを備えたことを特徴と
    する原子炉内ガンマ線分布測定装置。
  2. (2)ガンマ線信号補正装置はガンマ線測定信号から遅
    発ガンマ線量を差引くことにより、ガンマ線測定値を補
    正する特許請求の範囲第1項記載の原子炉内ガンマ線分
    布測定装置。
  3. (3)ガンマ線信号補正装置は任意の時刻におけるガン
    マ線量を基準にしてガンマ線測定値を補正する特許請求
    の範囲第1項記載の原子炉内ガンマ線分布測定装置。
JP59184296A 1984-09-03 1984-09-03 原子炉内ガンマ線分布測定装置 Pending JPS6161095A (ja)

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JPS6161095A true JPS6161095A (ja) 1986-03-28

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020101510A (ja) * 2018-12-25 2020-07-02 一般財団法人電力中央研究所 核分裂性核種の重量比の測定方法、測定装置、及び測定プログラム
JP2021071313A (ja) * 2019-10-29 2021-05-06 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 原子炉出力監視装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020101510A (ja) * 2018-12-25 2020-07-02 一般財団法人電力中央研究所 核分裂性核種の重量比の測定方法、測定装置、及び測定プログラム
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