(57)【要約】      （修正有）【課題】簡便な演算回路により、従来の波高弁別閾値設定方法よりも短時間で精度良く中性子束モニタ装置の波高弁別閾値を自動的に設定する。【解決手段】波高弁別閾値−計数率曲線から計数率の変化率の絶対値がゼロ近傍の所定の範囲にある第１の領域Ａを抽出する第１のステップと、第１の領域Ａが抽出されないときに第１の範囲よりも変化率が大きい第２の領域Ｂを抽出する第２のステップと、第２の領域Ｂが抽出されないときに第Ｎの領域が抽出されるまで第２のステップを繰り返す第３のステップと、第１、第２・・又は第Ｎの領域が抽出されたときその領域を安定領域として設定する第４のステップと、安定領域よりも波高弁別閾値が小さい領域Ｐの波高弁別閾値−計数率曲線変化率の近似直線を求める第５のステップと、近似直線とｘ軸との交点の波高弁別閾値Ｑを求め、それが安定領域内にあるときに波高弁別閾値として設定する第６のステップとを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波高弁別閾値−計数率曲線から計数率の変化率の絶対値がゼロ近傍の所定の範囲にある第１の領域を抽出する第１のステップと、前記第１の領域が抽出されないときに前記第１の範囲よりも変化率が大きい所定の範囲にある第２の領域を抽出する第２のステップと、前記第２の領域が抽出されないときに第Ｎの領域が抽出されるまで前記第２のステップを繰り返す第３のステップと、前記第１、第２・・又は第Ｎの領域が抽出されたときその領域を安定領域として設定する第４のステップと、前記安定領域よりも波高弁別閾値が小さい領域の波高弁別閾値−計数率曲線変化率の近似直線を求める第５のステップと、前記近似直線とｘ軸との交点の波高弁別閾値を求め、その波高弁別閾値が前記安定領域内にあるときに当該波高弁別閾値を中性子束モニタ装置の波高弁別閾値として設定する第６のステップと、を有することを特徴とする中性子束モニタ装置の波高弁別閾値設定方法。
【請求項２】
前記第４のステップにおいて、前記第１、第２・・又は第Ｎの領域が抽出されたとき、その後の抽出処理を省略することを特徴とする請求項１記載の中性子束モニタ装置の波高弁別閾値設定方法。
【請求項３】
波高弁別閾値−計数率曲線から計数率の変化率の絶対値がゼロ近傍の所定の範囲にある第１の領域及び前記第１の範囲よりも順次変化率が大きい所定の範囲にある第２乃至第Ｎの領域を抽出する第１のステップと、前記第１のステップで抽出された領域から最も計数率の変化率が小さい範囲の領域を安定領域として設定する第２のステップと、前記安定領域よりも波高弁別閾値が小さい領域の波高弁別閾値−計数率曲線変化率の近似直線を求める第３のステップと、前記近似直線とｘ軸との交点の波高弁別閾値を求め、その波高弁別閾値が前記安定領域内にあるときに当該波高弁別閾値を中性子束モニタ装置の波高弁別閾値として設定する第４のステップと、を有することを特徴とする中性子束モニタ装置の波高弁別閾値設定方法。
【請求項４】
前記近似直線とｘ軸との交点が前記安定領域内にないときに、前記安定領域の右端の波高弁別閾値を中性子束モニタ装置の波高弁別閾値として設定するステップをさらに有することを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の中性子束モニタ装置の波高弁別閾値設定方法。
【請求項５】
原子炉内の中性子束を測定する起動系中性子束検出器からの出力信号が入力される前置増幅器と、前記前置増幅器からの信号と波高弁別閾値を比較弁別する比較回路と、前記比較回路からの出力を計数するカウンタ回路と、前記カウンタ回路からの出力を処理しホストコンピュータに出力する処理回路と、波高弁別閾値を設定する演算回路とを有する中性子束モニタ装置において、
前記演算回路は、請求項１乃至４いずれかに記載の波高弁別閾値設定方法に基づいて中性子束モニタ装置の波高弁別閾値を設定することを特徴とする中性子束モニタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉起動に際して原子炉出力を監視する中性子束モニタ装置及びその波高弁別閾値設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の起動領域の原子炉出力を監視する中性子束モニタシステムの構成例を図６に示す。この中性子束モニタシステムは、原子炉における原子炉圧力容器内の中性子束を測定する起動系中性子束検出器１と、起動系中性子束検出器１からの出力電流信号を入力し抵抗２によって電圧信号に変換して増幅する前置増幅器３と、前置増幅器３からの電圧信号を入力しその信号から所要の情報を演算し原子炉の原子炉出力を監視する中性子束モニタ装置４とから構成される。
【０００３】
中性子検出器の信号にノイズが含まれていれば、前置増幅器３でノイズも同様に電圧信号に変換され増幅され、増幅された中性子束を測定した信号とノイズの合成信号は中性子束モニタ装置４に入力される。中性子束モニタ装置４における中性子束パルス測定では、中性子束信号の周波数帯域幅でフィルタリングするが、中性子束のパルス成分と同周波数帯域のノイズは中性子束パルスとノイズの波高の違いを利用した波高弁別閾値により弁別される。
【０００４】
この波高弁別閾値は、通常、以下の手順により設定される。前置増幅器３からの出力信号は波高弁別のための閾値を有する比較回路５に入力され、この比較回路５では前置増幅器３からの出力信号と閾値が比較され、閾値を越える波高のパルスが弁別される。この比較回路５から出力されたパルス数をカウンタ回路６で計数する。波高弁別に用いられる閾値は、０ｍＶから一定間隔・一定時間でステップ状に変化するようにＨＭＩ（ヒューマンマシンインターフェイス）部１０で設定されメモリ部９に入力され、Ｄ／Ａ変換器８で電圧信号に変換され、比較回路５に送られる。各閾値とそのときに計測された計数率は処理回路７を経て、ホストコンピュータ１１に転送され、また処理回路７からメモリ部９に入力される。ホストコンピュータ１１は、例えば図２に示すような波高弁別閾値と計数率の波高分布曲線を表示し、技術者はこの曲線を基に波高弁別閾値を設定する（特許文献１）。
【０００５】
上述した波高弁別閾値の設定手段は図２に示すような波高弁別閾値と計数率の曲線に基づいて技術者が判断していたが、波高弁別閾値を自動で設定する手段も提案されている。この手段は演算処理によりノイズ成分を除去した波高弁別閾値と計数率の曲線の平坦な部分を抽出し、その部分に対応する波高弁別閾値を中性子束モニタ装置の波高弁別閾値として設定するものである（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−３０９５４８号公報
【特許文献２】特開平１０−１９７６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の中性子束モニタ装置の波高弁別閾値設定方法は図２に示すような波高弁別閾値と計数率の曲線を基に技術者が波高弁別閾値を判断していたため、技術者の判断により、波高弁別閾値にばらつきが生じ、計数率の精度を左右していた。また、波高弁別閾値と計数率の曲線が不安定であった場合、技術者の判断が困難であった。
【０００８】
さらに、特許文献２で提案されている自動的に波高弁別閾値を設定する方法も、演算処理が複雑で処理に時間を要し、異常事象に迅速に対応することが困難であるとともにシステムに過大な負担をかけるものであった。
【０００９】
本件発明は上記課題を解決するためになされたもので、簡便な演算回路により、短時間で精度良く波高弁別閾値を自動的に設定することができる高信頼性の中性子束モニタ装置及びその波高弁別閾値設定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る中性子束モニタ装置の波高弁別閾値設定方法は、波高弁別閾値−計数率曲線から計数率の変化率の絶対値がゼロ近傍の所定の範囲にある第１の領域を抽出する第１のステップと、前記第１の領域が抽出されないときに前記第１の範囲よりも変化率が大きい所定の範囲にある第２の領域を抽出する第２のステップと、前記第２の領域が抽出されないときに第Ｎの領域が抽出されるまで前記第２のステップを繰り返す第３のステップと、前記第１、第２・・又は第Ｎの領域が抽出されたときその領域を安定領域として設定する第４のステップと、前記安定領域よりも波高弁別閾値が小さい領域の波高弁別閾値−計数率曲線変化率の近似直線を求める第５のステップと、前記近似直線とｘ軸との交点の波高弁別閾値を求め、その波高弁別閾値が前記安定領域内にあるときに当該波高弁別閾値を中性子束モニタ装置の波高弁別閾値として設定する第６のステップと、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る中性子束モニタ装置の波高弁別閾値設定方法は、波高弁別閾値−計数率曲線から計数率の変化率の絶対値がゼロ近傍の所定の範囲にある第１の領域及び前記第１の範囲よりも順次変化率が大きい所定の範囲にある第２乃至第Ｎの領域を抽出する第１のステップと、前記第１のステップで抽出された領域から最も計数率の変化率が小さい範囲の領域を安定領域として設定する第２のステップと、前記安定領域よりも波高弁別閾値が小さい領域の波高弁別閾値−計数率曲線変化率の近似直線を求める第３のステップと、前記近似直線とｘ軸との交点の波高弁別閾値を求め、その波高弁別閾値が前記安定領域内にあるときに当該波高弁別閾値を中性子束モニタ装置の波高弁別閾値として設定する第４のステップと、を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る中性子束モニタ装置は、原子炉内の中性子束を測定する起動系中性子束検出器からの出力信号が入力される前置増幅器と、前記前置増幅器からの信号と波高弁別閾値を比較弁別する比較回路と、前記比較回路からの出力を計数するカウンタ回路と、前記カウンタ回路からの出力を処理しホストコンピュータに出力する処理回路と、波高弁別閾値を設定する演算回路とを有する中性子束モニタ装置において、前記演算回路は、本件発明に係る波高弁別閾値設定方法に基づいて中性子束モニタ装置の波高弁別閾値を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡便な演算回路により、従来の波高弁別閾値設定方法よりも短時間で精度良く中性子束モニタ装置の波高弁別閾値を自動的に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る中性子束モニタ装置の構成図。
【図２】本発明の実施形態に係る波高弁別閾値−計数率曲線図。
【図３】本発明の実施形態において、係数率変化率が異なる３つの領域Ａ〜Ｃを示す図。
【図４】本発明の実施形態において、領域Ａが安定領域に設定される例を示す図。
【図５】本発明の実施形態において、領域Ｂが安定領域に設定される例を示す図。
【図６】従来の中性子束モニタ装置の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る中性子束モニタ装置及びその波高弁別閾値設定方法の実施形態を、図を用いて説明する。  
本実施形態に係る中性子束モニタ装置２０は、図１に示すように、比較回路２４、カウンタ回路２５、処理回路２６、Ｄ／Ａ変換器２７、演算回路２８、メモリ部２９及びＨＭＩ（ヒューマンマシンインターフェイス）部３０から構成される。
【００１６】
原子炉圧力容器内の起動系中性子束検出器２１からの出力電流信号は、抵抗２２及び前置増幅器２３によって電圧信号に変換され、中性子束モニタ装置２０の比較回路２４に入力される。
【００１７】
このように構成された中性束モニタ装置２０において、波高弁別閾値を設定する手順を以下に説明する。  
ＨＭＩ部３０で、適切な波高弁別閾値を設定変更・検証するために、波高弁別閾値を０ｍＶから一定間隔・一定時間で変化させる。前置増幅器２３から中性子束モニタ装置内の比較回路２４に入力された信号は、ＨＭＩ部３０で設定変更した波高弁別閾値により弁別された後、カウンタ回路２５でパルス数を計数し、計数率は処理回路２６で算出される。メモリ部２９に各波高弁別閾値に対応した計数率を貯蔵する。
【００１８】
各波高弁別閾値設定値に対応した全ての計数率を取得した後、演算回路２８は図２示すような波高弁別閾値をｘ軸、計数率をｙ軸として波高弁別閾値−計数率曲線を求め、さらに、以下の演算を実施する。
【００１９】
まず最初に各閾値間の計数率の変化率を算出する。次に計数率変化率の絶対値を大きさの範囲ごとにグループ分けし、計数率の変化率が同じグループ内で３点以上連続した領域を抽出する。
【００２０】
同じグループの領域が複数ある場合は、その中で波高弁別閾値の絶対値が最も小さい要素を含む領域を抽出し、他を除去し、１つのグループで領域を１つとする。  
抽出した領域から計数率変化率の絶対値が最も小さいグループの領域を決定する。
【００２１】
決定領域より波高弁別閾値の絶対値が低い側の領域を設定し、計数率変化率の絶対値がおよそ一定に変化する点を抽出し、抽出した点からｘが波高弁別閾値、ｙが計数率として、近似直線（ｙ＝ａｘ＋ｂ）を求める。近似直線をノイズの分布直線として、これより高い波高弁別閾値を求める。
【００２２】
近似直線からｘ軸との接点（ｘ＝ｂ／ａ）を算出する。算出した点（ｘ＝ｂ／ａ）が決定領域内にある場合、算出した点（ｘ＝ｂ／ａ）を計数率測定の波高弁別閾値とする。算出した点（ｘ＝ｂ／ａ）が決定領域外である場合、決定領域の波高弁別閾値で算出した点（ｘ＝ｂ／ａ）に最も近い値を計数率測定の波高弁別閾値とする。
【００２３】
その一例を以下図３を参照して説明する。  
（実施例１）
図３の波高弁別閾値−計数率曲線から計数率の変化率（Ｓ-1／ｍＶ）の絶対値が０近傍（例えば、−０．０５以上〜０．０５未満）のものが連続して３点以上ある領域を抽出し、その領域が抽出されればその領域Ａを安定領域として設定する（ステップ１）。
【００２４】
次に、領域Ａが抽出されなければ、−０．１近傍（例えば、−０．１５以上〜−０．０５未満）のものが連続して３点以上ある領域Ｂを探し、領域Ｂが抽出されれば領域Ｂを安定領域として設定する（ステップ２）。
【００２５】
次に、領域Ｂが抽出されなければ、−０．２近傍（例えば、−０．２５以上〜−０．１５未満）のものが連続して３点以上ある領域Ｃを探し、領域Ｃが抽出されれば、領域Ｃを安定領域として設定する（ステップ３）。
【００２６】
図３に示す例では、便宜上、領域Ａ〜Ｃが存在する例を示しているが、領域Ａが抽出されれば、その後の領域Ｂ、Ｃの抽出処理は省略する。
【００２７】
このＡ、Ｂ又はＣの安定領域が設定された（ステップ４）後、当該安定領域よりも閾値の小さい領域をＰとし、この領域Ｐ内で領域Ｐの計数率を波高弁別閾値で２回微分し、その計数率の２回微分値が一例として０近傍(−０．０５以上〜０．０５未満)でノイズ計数率が同じ割合で変化する点を抽出し、前記抽出点から近似直線(ｙ＝ａｘ＋ｂ)のaとbを設定し、近似曲線を求める（ステップ５）。この近似曲線がノイズの分布曲線となる。
【００２８】
次に、この近似曲線とｘ軸との交点Ｑを求め、このＱ点がＡ、Ｂ又はＣ領域からなる安定領域内にあれば、その値を波高弁別閾値とする（ステップ６）。Ｑ点が安定領域内になければ、当該安定領域の右端の値、すなわち、Ｑ点と最も近いＡ、Ｂ又はＣ領域の値Ｒ点を波高弁別閾値とする（ステップ７）。
【００２９】
図４は、領域Ａが抽出されて安定領域として設定され、かつ、当該安定領域内にあるＱ点を波高弁別閾値として設定する例である。
【００３０】
図５は、領域Ａが抽出されずに領域Ｂが抽出され、領域Ｂを安定領域として設定し、かつ、Ｑ点が当該安定領域内にはなく、安定領域（領域Ｂ）の右端のＲ点を波高弁別閾値として設定する例である。
【００３１】
（実施例２）
上記実施例１では、領域Ａ〜Ｃを順次抽出処理しているが、Ａ〜Ｃ領域を同時に抽出処理してもよい。その際、複数の領域が抽出されれば、計数率の変化率（Ｓ-1／ｍＶ）が最も小さい範囲の領域を安定領域として設定する。例えば、Ａ〜Ｃの全領域が抽出されればＡ領域を安定領域として設定する。安定領域設定後のステップは実施例１と同様である。
【００３２】
このようにして求められたＱ点又はＲ点を中性子束モニタ装置の波高弁別閾値として設定し、原子炉出力の監視をおこなう。  
なお、上記実施形態において、領域ＡからＣの計数率の変化率（Ｓ-1／ｍＶ）の範囲はそれぞれ上記のように規定されているが、これに限定されず、適宜、変更してもよい。
【００３３】
また、上記実施形態では、領域をＡ〜Ｃの３領域としているが、これに限定されず、領域を２又は４以上としてもよい。その際、それぞれの計数率の変化率（Ｓ-1／ｍＶ）の範囲は、適宜、設定される。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態によれば、簡便な演算回路により、従来の波高弁別閾値設定方法よりも短時間で精度良く中性子束モニタ装置の波高弁別閾値を自動的に設定することができるとともに、ノイズに影響されない高信頼性の中性子束モニタを提供することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１…中性子検出器、２…抵抗、３…前置増幅器、４…中性子束モニタ装置、５…比較回路、６…カウンタ回路、７…処理回路、８…Ｄ／Ａ変換器、９…メモリ部、１０…ＨＭＩ部、２０中性子束モニタ装置、…２１…検出器、２２…抵抗、２３…前置増幅器、２４…比較回路、２５…カウンタ回路、２６…処理回路、２７…Ｄ／Ａ変換器、２８…演算回路、２９…メモリ部、３０…ＨＭＩ部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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