JPS6161096A - 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Info
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- JPS6161096A JPS6161096A JP59184297A JP18429784A JPS6161096A JP S6161096 A JPS6161096 A JP S6161096A JP 59184297 A JP59184297 A JP 59184297A JP 18429784 A JP18429784 A JP 18429784A JP S6161096 A JPS6161096 A JP S6161096A
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- JP
- Japan
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- gamma ray
- gamma
- measurement
- reactor
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- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (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。
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
ンマ線分布測定装置に関する。
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
ンマ線分布測定装置に関する。
[発明の技術的背景とその問題点]
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
。
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L P P Mの感度較正のために移動型の熱中性子
検出器(以下TIPと略称する)が使用されている。
型の熱中性子検出器(以下LPPMと略称する)と、こ
のL P P Mの感度較正のために移動型の熱中性子
検出器(以下TIPと略称する)が使用されている。
しかしながら、LPPM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。
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。
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
。
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品後一定になってからのガンマ
線量の時間的な変化を示したものである。
線量の時間的な変化を示したものである。
図中、実線はある臨界実験B置を用いて原子炉出力を上
昇させた優、はぼ一定値に保持した時の経過時間よるガ
ンマ線測定値の変化を示す。また、破線は原子炉出力を
ステップ状に」:冒させである一定値に保持した場合に
、原子炉内に発生す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。
昇させた優、はぼ一定値に保持した時の経過時間よるガ
ンマ線測定値の変化を示す。また、破線は原子炉出力を
ステップ状に」:冒させである一定値に保持した場合に
、原子炉内に発生す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。
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
布の誤差は小さい。
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
布の誤差は小さい。
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時間としたとき、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。
る時間を2時間としたとき、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。
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、いたずらに長く待機時間をとるのは効率
的な出ツノ分布監視の障害となる。
的な出ツノ分布監視の障害となる。
[発明の目的1
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を予測計算し、所定の誤差範囲
内でガンマ線分布を測定し得る測定開始時刻を算出する
ことにより、無駄に長い待機時間をどろことなく、効率
的に精度のよい原子炉内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覆
るものである。
のガンマ線量の時間変化を予測計算し、所定の誤差範囲
内でガンマ線分布を測定し得る測定開始時刻を算出する
ことにより、無駄に長い待機時間をどろことなく、効率
的に精度のよい原子炉内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覆
るものである。
[発明のm要]
すなわら本発明は、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
に高電圧を供給するとともに前記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、原子炉内のガンマ線量の時間変化を物
理モデルによって計算しその計算結東を基に測定に要す
る時間にガンマ線量の変化する割合が予め設定された値
以下となるような測定開始時制を算出するガンマ線時間
変化計算装置と、このガンマ線時間変化計算装置の出力
信号を受けて前記ガンマ線測定装置を制御するガンマ線
測定制御装置と、前記ガンマ線測定装置からのガンマ線
測定信号を入力して原子炉内のガンマ線分布を算出する
ガンマ線分布8]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である。
検出する移動型ガンマ線検出器と、このガンマ線検出器
に高電圧を供給するとともに前記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、原子炉内のガンマ線量の時間変化を物
理モデルによって計算しその計算結東を基に測定に要す
る時間にガンマ線量の変化する割合が予め設定された値
以下となるような測定開始時制を算出するガンマ線時間
変化計算装置と、このガンマ線時間変化計算装置の出力
信号を受けて前記ガンマ線測定装置を制御するガンマ線
測定制御装置と、前記ガンマ線測定装置からのガンマ線
測定信号を入力して原子炉内のガンマ線分布を算出する
ガンマ線分布8]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である。
[発明の実施例]
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
に設置された移動型ガンマ線検出器1と、このガンマ線
検出器1に高電圧2を供給するとともにガンマ線検出1
からのガンマ線検出信号3を定優的に測定するガンマ線
測定装[4と、ガンマ線量の時間変化を計算して適正な
測定開始時刻を算出するガンマ線時間変化計算装置5と
、ガンマ線時間変化計算装置5の出力を受けてガンマ線
測定装置4を制御するガンマ線測定制御装置6と、ガン
マ線測定装[4からのガンマ線測定信号7を基にガンマ
線分布を求めるガンマ線分布計算装置r8とで構成され
ている。
もので、この原子炉内ガンマ線分布測定装置は原子炉内
に設置された移動型ガンマ線検出器1と、このガンマ線
検出器1に高電圧2を供給するとともにガンマ線検出1
からのガンマ線検出信号3を定優的に測定するガンマ線
測定装[4と、ガンマ線量の時間変化を計算して適正な
測定開始時刻を算出するガンマ線時間変化計算装置5と
、ガンマ線時間変化計算装置5の出力を受けてガンマ線
測定装置4を制御するガンマ線測定制御装置6と、ガン
マ線測定装[4からのガンマ線測定信号7を基にガンマ
線分布を求めるガンマ線分布計算装置r8とで構成され
ている。
すなわち、ガンマ線時間変化計算装置5は原子炉内に発
生するガンマ線の放出エネルギーの時間変化を所定の物
理モデルに従って計算し、予め設定された測定所要時間
と許容誤差とから、許容誤差の範囲内でガンマ線分布測
定を行なうことができるような測定開始時刻を算出する
。
生するガンマ線の放出エネルギーの時間変化を所定の物
理モデルに従って計算し、予め設定された測定所要時間
と許容誤差とから、許容誤差の範囲内でガンマ線分布測
定を行なうことができるような測定開始時刻を算出する
。
ガンマ線測定制御枝路〇はガンマ線時間変化計算装置5
で算出された測定開始時刻を基にガンマ線測定装置4を
制御する。
で算出された測定開始時刻を基にガンマ線測定装置4を
制御する。
ガンマ線測定装置4はガンマ線測定制御装置6の制御信
号9を受けてガンマ線検出器1に高電圧2を供給し、ガ
ンマ線検出器1はその高電圧2により原子炉内での位置
を換えながら各測定点におけるガンマ線を順次検出する
。また、ガンマ線測定装置i4はそのガンマ線検出信号
3を入力して電気回路により測定し、そのガンマ線測定
信号7をガンマ線分布計算装置18に出力する。
号9を受けてガンマ線検出器1に高電圧2を供給し、ガ
ンマ線検出器1はその高電圧2により原子炉内での位置
を換えながら各測定点におけるガンマ線を順次検出する
。また、ガンマ線測定装置i4はそのガンマ線検出信号
3を入力して電気回路により測定し、そのガンマ線測定
信号7をガンマ線分布計算装置18に出力する。
ガンマ線分布計算装[8はそのガンマ線測定信号7を基
に原子炉内ガンマ線分布を計算する。
に原子炉内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5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
。
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
。
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。
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。
ネルギーEp°は次式で表わされる。
/(ΣjlJσjf) ・・・・・・・・・(1
)j#1 ここでnXは核種jの原子数、σjfは核分裂微分断面
積、σjcは中性子捕獲微分断面積、εQはtl1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、−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
多積の得類数である。
)j#1 ここでnXは核種jの原子数、σjfは核分裂微分断面
積、σjcは中性子捕獲微分断面積、εQはtl1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、−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
多積の得類数である。
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。
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。
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。
ルギーEd (T)の近似式は次のようになる。
Ed (T)
この式は、原子炉をある一定出力で1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λ1、α1はそれぞれ崩壊定数およ
び係数の1番目のバラメータである。
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λ1、α1はそれぞれ崩壊定数およ
び係数の1番目のバラメータである。
ある一定出力で原子炉を運転するとき、運転開始から1
秒後の全ガンマ線放出エネルギーE (T)は、(1)
式と(2)式を一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。
秒後の全ガンマ線放出エネルギーE (T)は、(1)
式と(2)式を一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。
/(λ1)・(1−A))・・・(3)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。
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。
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算装置5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だが、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[デルを使って算出
する方法もある。
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だが、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[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。
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ε11おにびεJ(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nJ t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nコCに胃き換えて用い
る。また、(2)式におりる[d(T)を単位核分裂率
当たり放出される遅発ガンマ線敢出数Nd (T)と
し、右辺の21、α磐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R発ガンマ線放出数の和より、任意の時刻[における
全ガンマ線放出数N(t)が算出される。
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nJ t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nコCに胃き換えて用い
る。また、(2)式におりる[d(T)を単位核分裂率
当たり放出される遅発ガンマ線敢出数Nd (T)と
し、右辺の21、α磐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R発ガンマ線放出数の和より、任意の時刻[における
全ガンマ線放出数N(t)が算出される。
次に上記の物理モデルに従って計算したガンマ線量の時
間変化ににす、測定開始時刻を算出する方法について説
明する。
間変化ににす、測定開始時刻を算出する方法について説
明する。
原子炉内でガンマ線検出器1を順次移動させてガンマ線
分布を測定するのに要する時間を八t、予め設定された
許容誤差をSOとすると、ある時刻しにおける全ガンマ
線放出エネルギーE (t )と、時刻t+Δtにおけ
る全ガンマ線放出エネルギーE(t+Δt)との差から
誤差Sは次式で表わされる。
分布を測定するのに要する時間を八t、予め設定された
許容誤差をSOとすると、ある時刻しにおける全ガンマ
線放出エネルギーE (t )と、時刻t+Δtにおけ
る全ガンマ線放出エネルギーE(t+Δt)との差から
誤差Sは次式で表わされる。
S= l E (t+Δt)−E(t)1/(E(t+
Δt )+E (t ))/2・・・・・・・・・(4
) (4)式よりS≦SOとなるように時刻tを算出すると
、この時刻tが測定開始時刻となる。
Δt )+E (t ))/2・・・・・・・・・(4
) (4)式よりS≦SOとなるように時刻tを算出すると
、この時刻tが測定開始時刻となる。
[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、予め設定された許容誤差の
範囲内で測定可能な待機時間が算出され、それによって
自動的にガンマ線測定装置が制御されるので、無駄な長
い待機時間をとることなく、効率的にしかも精度よく原
子炉内ガンマ線分布を測定で−ることができる。
マ線分布測定装置によれば、予め設定された許容誤差の
範囲内で測定可能な待機時間が算出され、それによって
自動的にガンマ線測定装置が制御されるので、無駄な長
い待機時間をとることなく、効率的にしかも精度よく原
子炉内ガンマ線分布を測定で−ることができる。
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
装醒を示すブロック図、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4・
・・・・・・・・・・・ガンマ線測定装置5・・・・・
・・・・・・・ガンマ線時間変化計算装置6・・・・・
・・・・・・・ガンマ線測定制御装置8・・・・・・・
・・・・・ガンマ線分布計算装置代理人弁理士 須
山 佐 − 象、\t−=争
装醒を示すブロック図、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4・
・・・・・・・・・・・ガンマ線測定装置5・・・・・
・・・・・・・ガンマ線時間変化計算装置6・・・・・
・・・・・・・ガンマ線測定制御装置8・・・・・・・
・・・・・ガンマ線分布計算装置代理人弁理士 須
山 佐 − 象、\t−=争
Claims (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に高電
圧を供給するとともに前記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、原子炉内のガンマ線量の時間変化を物理モデ
ルによって計算しその計算結果を基に、測定に要する時
間にガンマ線量の変化する割合が予め設定された値以下
となるような測定開始時刻を算出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出力信号
を受けて前記ガンマ線測定装置を制御するガンマ線測定
制御装置と、前記ガンマ線測定装置からのガンマ線測定
信号を入力し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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59184297A JPS6161096A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | 原子炉内ガンマ線分布測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59184297A JPS6161096A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | 原子炉内ガンマ線分布測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6161096A true JPS6161096A (ja) | 1986-03-28 |
Family
ID=16150864
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59184297A Pending JPS6161096A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | 原子炉内ガンマ線分布測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6161096A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02195341A (ja) * | 1989-01-24 | 1990-08-01 | Fuji Photo Film Co Ltd | ハロゲン化銀写真感光材料 |
-
1984
- 1984-09-03 JP JP59184297A patent/JPS6161096A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02195341A (ja) * | 1989-01-24 | 1990-08-01 | Fuji Photo Film Co Ltd | ハロゲン化銀写真感光材料 |
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