(57)【要約】【課題】実験原子炉を使用すること無く、簡易かつ高い精度で中性子計測装置の調整を可能とする中性子計測装置の調整技術を提供する。【解決手段】中性子を検出して中性子信号を出力する核分裂計数管１１と補正係数を用いて中性子信号から中性子計数率を測定する信号処理部１３を備える中性子計測装置１０を調整する調整装置２０は、中性子密封線源１９が設置された際に、中性子密封線源から発せられた１つの中性子により検出される中性子信号を中性子データとして記録する第１記録部２１と、中性子信号が発生していない状態で検出される信号をバックグランドデータとして記録する第２記録部２２と、記録された中性子データとバックグランドデータとを用いて設定された入射中性子計数率に対応する模擬波形データを生成する模擬波形生成部２３と、模擬波形データを電気信号に変換した中性子模擬信号を信号処理部１３に出力する模擬信号出力部２４と、を備える。【選択図】  図２
2015200634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中性子密封線源が設置された際に、前記中性子密封線源から発せられた１つの中性子によって核分裂計数管で検出される中性子信号を中性子データとして記録する第１記録部と、
記録された複数の前記中性子データを用いて、設定された入射中性子計数率に対応する模擬波形データを生成する模擬波形生成部と、を備えることを特徴とする中性子測定装置の調整装置。
【請求項２】
前記中性子信号が発生していない状態で前記核分裂計数管において検出される信号をバックグランドデータとして記録する第２記録部と、をさらに備えて、
模擬波形生成部は、記録された複数の前記中性子データと前記バックグランドデータとを用いて、設定された入射中性子計数率に対応する模擬波形データを生成することを特徴とする請求項１に記載の中性子測定装置の調整装置。
【請求項３】
前記模擬波形データを電気信号に変換した中性子模擬信号を出力する模擬信号出力部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の中性子測定装置の調整装置。
【請求項４】
前記模擬波形生成部は、設定された前記入射中性子計数率になるように、任意に選択された前記中性子データを任意の時間に重畳して前記模擬波形データを生成することを特徴とする請求項１に記載の中性子測定装置の調整装置。
【請求項５】
前記模擬波形生成部は、設定された前記入射中性子計数率になるように、任意に選択された前記中性子データを前記バックグランドデータの任意の時間に重畳して前記模擬波形データを生成することを特徴とする請求項２に記載の中性子測定装置の調整装置。
【請求項６】
前記模擬波形生成部は、設定された前記入射中性子計数率になるように、任意に選択された前記中性子データを前記バックグランドデータの任意の時間に重畳して前記模擬波形データを生成することを特徴とする請求項２に記載の中性子測定装置の調整装置。
【請求項７】
前記模擬波形生成部は、設定された前記入射中性子計数率になるように、任意に選択された前記中性子データを、乱数が適用された前記中性子信号の発生確率に基づいて計算された前記バックグランドデータの時間に重畳して前記模擬波形データを生成することを特徴とする請求項２に記載の中性子測定装置の調整装置。
【請求項８】
前記模擬波形生成部は、設定された前記入射中性子計数率になるように、前記中性子データにおける波高の最大値に正規分布に基づく乱数を乗じたデータ値を、前記バックグランドデータの任意の時間に重畳して前記模擬波形データを生成することを特徴とする請求項２に記載の中性子測定装置の調整装置。
【請求項９】
所定の範囲内で変化させた前記入射中性子計数率を自動で設定する入射計数率自動設定部をさらに備えることを特徴とする請求項３から請求項８のいずれか一項に記載の中性子測定装置の調整装置。
【請求項１０】
前記入射中性子計数率に対応する前記中性子模擬信号が入力された中性子測定装置において測定された中性子計数率をそれぞれ取得して、前記入射中性子計数率と測定された前記中性子計数率との関係に基づいて前記中性子測定装置が有する補正係数を算出する補正係数計算部をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の中性子測定装置の調整装置。
【請求項１１】
入射計数率自動設定部は、予め設定されたプロファイルに基づいて変化させた前記入射中性子計数率を自動で設定し、
前記入射中性子計数率に対応する前記中性子模擬信号が入力された中性子測定装置において測定された中性子計数率をそれぞれ取得し、測定された前記中性子計数率が前記プロファイルに対して許容範囲内にあるか否かを判定する異常判定部を備えることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の中性子測定装置の調整装置。
【請求項１２】
中性子密封線源が設置された際に、前記中性子密封線源から発せられた１つの中性子によって核分裂計数管で検出される中性子信号を中性子データとして複数記録する第１記録ステップと、
記録された複数の前記中性子データを用いて、設定された入射中性子計数率に対応する模擬波形データを生成する模擬波形生成ステップと、を含むことを特徴とする中性子測定装置の調整方法。
【請求項１３】
前記中性子信号が発生していない状態で前記核分裂計数管において検出される信号をバックグランドデータとして記録する第２記録ステップと、をさらに含み、
前記模擬波形生成ステップは、記録された複数の前記中性子データと前記バックグランドデータとを用いて、設定された入射中性子計数率に対応する模擬波形データを生成することを特徴とする請求項１２に記載の中性子測定装置の調整方法。
【請求項１４】
前記模擬波形データを電気信号に変換した中性子模擬信号を出力する出力ステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の中性子測定装置の調整方法。
【請求項１５】
所定の範囲で変化させた前記入射中性子計数率を自動で設定する自動設定ステップをさらに含むことを特徴とする請求項１２から請求項１４のいずれか１項に記載の中性子測定装置の調整方法。
【請求項１６】
前記入射中性子計数率に対応する前記中性子模擬信号が入力された中性子測定装置において測定された中性子計数率をそれぞれ取得して、前記入射中性子計数率と測定された前記中性子計数率との関係に基づいて前記中性子測定装置が有する補正係数を算出する算出ステップをさらに含むことを特徴とする請求項１４または請求項１５のいずれか１項に記載の中性子測定装置の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、中性子計測装置の調整技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
商業用原子力発電所の原子炉あるいは核融合実験炉で発生する中性子は、γ線との弁別性能が良いと言う利点から、核分裂を利用した核分裂計数管を用いた中性子計測装置により測定される。
【０００３】
一般的に、核分裂計数管を用いて中性子を測定する方法には、核分裂計数管から出力される中性子信号を個々に計数するパルス計測法と、核分裂計数管から出力される中性子信号のゆらぎ（変動）成分の２乗平均電圧値を測定するキャンベル計測法と、中性子信号を直流電流として測定する方法とがある。
【０００４】
パルス計測法とキャンベル計測法とを用いた広域中性子計測装置（以下、中性子計測装置と省略する）は、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の起動時に使用される起動領域監視装置あるいは核融合実験炉の中性子測定に適用されている。
【０００５】
この中性子計測装置では、中性子計数率が低い領域ではパルス計測法を用いて測定を行う一方、中性子計数率が高い領域ではキャンベル計測法を用いて測定を行う。このように、２つの計測方法を用いることで広いレンジでの中性子計測を実現している。なお、中性子計数率とは、１秒間に核分裂計測管により検出される中性子の数を示す。
【０００６】
ところで、この計測装置では、異なる２つの計測系（パルス計測系とキャンベル計測系）において測定結果の直線性が保持されるように、補正係数を用いて測定値の補正を行っている。測定結果である中性子計数率から原子炉の出力を求めるため、測定結果の直線性が保持されることは原子炉の出力をモニターする上で重要となる。
【０００７】
しかし、中性子信号の測定は、核分裂計数管から出力される中性子信号の変化や回路特性の微少な変化によって測定結果が影響される。特に、キャンベル計測では中性子信号のゆらぎ成分の２乗平均電圧値を利用しているため、その影響は顕著になる。このため、実際に中性子計数率を測定する際は、補正係数での調整が随時必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１−２９７５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特に、中性子計数率が高い領域での測定に用いられるキャンベル計測系において、前述の補正係数を高い精度で調整する為には、高い中性子計数率の状態を模擬的に作り出すことが可能な実験原子炉（中性子照射施設）での調整作業が必要となる。
【００１０】
しかし、実験原子炉の利用可能時期及び期間は、設備の使用状況に依存する。また、核燃料物質として取り扱われる核分裂計数管の輸送、取扱い、保管等に関わる厳格な管理が必要となる。このため、中性子計測装置の調整を簡易に実施することができないという問題があった。
【００１１】
一方、汎用信号発生器を用いて調整する方法がある。しかし、単一周波数の正弦波を用いた簡易的な調整方法であるため、実験原子炉を用いた実際の中性子測定による調整の代用とするには不十分であり、補正係数を高い精度で調整することは困難であった。
【００１２】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、実験原子炉を使用すること無く、簡易かつ高い精度で中性子計測装置の調整を可能とする中性子計測装置の調整技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本実施形態に係る中性子計測装置の調整装置は、中性子密封線源が設置された際に、前記中性子密封線源から発せられた１つの前記中性子によって前記核分裂計数管で検出される前記中性子信号を中性子データとして記録する第１記録部と、記録された複数の前記中性子データを用いて、設定された入射中性子計数率に対応する模擬波形データを生成する模擬波形生成部と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
本実施形態に係る中性子計測装置の調整方法は、中性子密封線源が設置された際に、前記中性子密封線源から発せられた１つの前記中性子によって前記核分裂計数管で検出される前記中性子信号を中性子データとして複数記録する第１記録ステップと、記録された複数の前記中性子データを用いて、設定された入射中性子計数率に対応する模擬波形データを生成する模擬波形生成ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、実験原子炉を使用すること無く、簡易かつ高い精度で中性子計測装置の調整を可能とする中性子計測装置の調整技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に適用される中性子計測装置の構成図。
【図２】中性子計測装置と第一実施形態に係る調整装置との構成を示す構成図。
【図３】（Ａ）第１記録部に記録される中性子データの一例を示す図、（Ｂ）時間幅Ｔｄにおいて、複数の中性子が検出された場合における中性子データの一例を示す図、（Ｃ）第２記録部に記録されるバックグランドデータの一例を示す図。
【図４】（Ａ）第１記録部に記録された複数の中性子データを示す図、（Ｂ）任意に選択された中性子データとバックグランドデータとを示す図、（Ｃ）中性子データが重畳された後のバックグランドデータを示す図、（Ｄ）設定された入射中性子計数率になるように、中性子データをバックグランドデータに重畳して生成された模擬波形データを示す図。
【図５】（Ａ）第１記録部に記録された複数の中性子データを示す図、（Ｂ）任意に選択された中性子データを示す図、（Ｃ）選択した中性子データを任意の時間ｔに挿入した後のデータを示す図、（Ｄ）設定された入射中性子計数率になるように、中性子データを時間幅Ｔの間に重畳して生成された模擬波形データを示す図。
【図６】中性子模擬信号を出力する動作を示すフローチャート。
【図７】模擬波形データの生成動作を示すサブルーチン（第１の生成方法）。
【図８】中性子信号の発生確率に乱数を適用して模擬波形データを生成する方法を説明する説明図。
【図９】模擬波形データの生成動作を示すサブルーチン（第２の生成方法）。
【図１０】入射中性子計数率と測定された中性子計数率との関係を示すグラフ。
【図１１】中性子計測装置と第二実施形態に係る調整装置との構成を示す構成図。
【図１２】自動で設定された入射中性子計数率と測定された中性子計数率との関係を示すグラフ。
【図１３】入射中性子計数率を自動で変化させて、補正係数を算出する動作を示すフローチャート。
【図１４】中性子計測装置と第三実施形態に係る調整装置との構成を示す構成図。
【図１５】入射中性子計数率のプロファイル、このプロファイルに対して設定される測定値の許容範囲、及びプロファイルに沿って中性子計測装置で測定された波形データの関係を示すグラフ。
【図１６】入射中性子計数率をプロファイルに基づいて変化させて、中性子計測装置における測定異常を判定する動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
（第一実施形態）
まず、図１を用いて本実施形態に適用される中性子計測装置１０の構成を説明する。
中性子計測装置１０は、核分裂計数管１１と、前置増幅器１２と、信号処理部１３と、を備えている。
【００１８】
核分裂計数管１１は、中性子が入射すると負の極性をもつパルス状の中性子信号を出力するものである。核分裂計数管１１から出力された中性子信号は、前置増幅器１２により増幅される。信号処理部１３は、増幅された中性子信号から中性子計数率を測定する。
【００１９】
信号処理部１３は、パルス計測部１４と、キャンベル計測部１５と、計数率演算部１６と、補正係数格納部１７と、電源供給部１８と、を備えている。電源供給部１８は、前置増幅器１２に電力を供給し、前置増幅器１２を介して核分裂計数管１１に高電圧を供給している。
【００２０】
パルス計測部１４は、前置増幅器１２で増幅された中性子信号のパルス数を計数するものである。一方、キャンベル計測部１５は、前置増幅器１２で増幅された中性子信号のゆらぎ（変動）成分の２乗平均値（分散）を測定するものである。
【００２１】
補正係数格納部１７は、各計測系（パルス計測及びキャンベル計測）における測定結果の直線性を保持させるための補正係数を、計測系ごとに少なくとも１つ格納している。
【００２２】
計数率演算部１６は、各計測系での測定値に補正係数を乗じて中性子計数率を演算する。そして、中性子計数率の低い領域では、パルス計測系から得られた中性子計数率を測定結果とし、中性子計数率の高い領域では、キャンベル計測系から得られた中性子計数率を測定結果とする。
【００２３】
第一実施形態に係る中性子計測装置１０の調整装置２０は、図２に示すように、中性子密封線源１９が設置された際に、中性子密封線源１９から発せられた１つの中性子によって核分裂計数管１１で検出される中性子信号を中性子データとして記録する第１記録部２１と、中性子信号が発生していない状態で核分裂計数管１１において検出される信号をバックグランドデータとして記録する第２記録部２２と、記録された複数の中性子データとバックグランドデータとを用いて、設定された入射中性子計数率に対応する模擬波形データを生成する模擬波形生成部２３と、模擬波形データを電気信号に変換した中性子模擬信号を信号処理部１３に出力する模擬信号出力部２４と、を備える。なお、中性子計測装置１０と調整装置２０とは、調整を実施する際に電気的に接続される。
【００２４】
調整装置２０は、各計測系（パルス計測及びキャンベル計測）における補正係数を調整するために、設定された入射中性子計数率に対応する中性子模擬信号を生成して中性子計測装置１０に出力するものである。
【００２５】
ここで、調整装置２０を用いて補正係数を決定し、補正係数格納部１７（図１）に格納されている補正係数を調整する流れを簡単に説明する。
【００２６】
調整装置２０は、所定の範囲（例えばキャンベル計測を用いる中性子計数率の高い範囲）で設定変更された入射中性子計数率に対応する中性子模擬信号をそれぞれ生成して、中性子計測装置１０に出力する。
【００２７】
中性子計測装置１０の信号処理部１３は、入力した中性子模擬信号から中性子計数率をそれぞれ測定する。作業員は、測定された中性子計数率と入射中性子計数率との関係に基づいて測定中性子計数率の傾きを導出し、この傾きから補正係数を決定する。
そして、補正係数格納部１７に格納されている補正係数は、この決定された補正係数に調整される。
【００２８】
続けて、具体的な構成について説明する。
中性子密封線源１９は、１つの中性子によって核分裂計数管１１で検出される中性子信号を第１記録部２１で記録するために用いるものであり、自発核分裂により中性子を発するカルホルニウム等の放射性同位体を用いた密封線源である。中性子密封線源１９は、中性子計測装置１０の近傍に設置される。
【００２９】
核分裂計数管１１は、中性子密封線源１９の中性子が入射するとパルス状の中性子信号を出力する。なお、核分裂計数管１１をポリエチレン等で覆うことで、計数管内で効率よく核分裂反応を発生させることができる。
【００３０】
核分裂計数管１１から出力されたパルス状の中性子信号は、前置増幅器１２を介して増幅されて、第１記録部２１に入力される。
【００３１】
第１記録部２１は、１つの中性子により検出された中性子信号を中性子データとして記録する。そして、第１記録部２１は、一定の時間幅の中性子データを複数記録していく。
【００３２】
図３（Ａ）は、第１記録部２１（図２）に記録される中性子データの一例を示しており、第１記録部２１には１つの中性子によって核分裂計数管１１（図２）で検出される中性子信号が時間幅Ｔｄで記録される。
【００３３】
なお、第１記録部２１は、図３（Ｂ）に示されるような、時間幅Ｔｄにおいて、複数の中性子が検出された場合における中性子データは記録対象から除外する。時間幅Ｔｄは、中性子計測装置１０でのキャンベル計測における演算周期以上に設定される。
【００３４】
一方、第２記録部２２は、中性子信号が発生していない状態で核分裂計数管１１において検出される信号、すなわちα線や計測系によるノイズ信号（ホワイトノイズ）等を含んだ信号をバックグランドデータとして記録する。
【００３５】
図３（Ｃ）は、第２記録部２２に記録されるバックグランドデータの一例を示しており、所定の時間幅Ｔでバックグランドデータが記録される。なお、バックグランドデータの時間幅Ｔは、中性子データの時間幅Ｔｄよりも十分に長い、Ｔ≫Ｔｄを満たすように設定される。
【００３６】
模擬波形生成部２３（図２）は、第１記録部２１から複数の中性子データを入力し、第２記録部２２からバックグランドデータを入力する。そして、記録された複数の中性子データとバックグランドデータとを用いて、設定された入射中性子計数率Ｎに対応する模擬波形データの生成を行う。なお、入射中性子計数率Ｎは、調整装置２０のユーザインターフェース（図示省略）等を介して作業員により入力設定される。
【００３７】
図４（Ａ）〜（Ｄ）を用いて模擬波形データを生成する方法を具体的に説明する。
ここでは、図４（Ａ）に示すように、第１記録部２１においてｍ個の中性子データが時間幅Ｔｄで記録されたものとする。なお、データ数ｍは、十分に多いものとする。
【００３８】
模擬波形生成部２３は、ｍ個の中性子データのうちから、任意に１つの中性子データを選択する。さらに、バックグランドデータ内の時間（ｔ＝０，１，２，，，Ｔ）のうちから任意の時間ｔを選択する（図４（Ｂ））。そして、バックグランドデータ内の時間ｔに選択した中性子データを重畳させる（図４（Ｃ））。
【００３９】
そして、重畳により生成される波形データが入射中性子計数率Ｎの波形データになるまで、バックグランドデータへの中性子データの重畳を繰り返して模擬波形データを生成する（図４（Ｄ））。入射中性子計数率Ｎにするために必要な重畳回数ｋは下記の式（１）で表される。
【００４０】
ｋ＝Ｎ×Ｔ・・・式（１）
ｋ：重畳回数
Ｎ：入射中性子計数率［ｃｐｓ］
Ｔ：バックグランドデータの時間幅［ｓ］
【００４１】
このように、任意に選択した中性子データをバックグランドデータの任意の時間に重畳することで、一様な確率分布を有する入射中性子計数率Ｎの模擬波形データが生成される。
【００４２】
模擬信号出力部２４（図２）は、生成された模擬波形データを電気信号に変換する。そして、変換した電気信号を中性子模擬信号として信号処理部１３に出力する。
【００４３】
なお、模擬波形生成部２３は、模擬波形データを生成する際に、バックグランドデータに中性子データを重畳させて生成する必要は必ずしも無く、単に所定の時間幅の間に中性子データを重畳させて生成しても良い。
【００４４】
この場合の模擬波形生成方法を、図５（Ａ）〜（Ｄ）を用いて具体的に説明する。なお、図４（Ａ）と同様に、第１記録部２１においてｍ個の中性子データが時間幅Ｔｄで記録されたものとする（図５（Ａ））。
【００４５】
模擬波形生成部２３は、ｍ個の中性子データのうちから、任意に１つの中性子データを選択する（（図５（Ｂ））。そして、時間幅Ｔのうちから任意の時間ｔを選択して、時間ｔに選択した中性子データを挿入する（図５（Ｃ））。
【００４６】
そして、重畳により生成される波形データが入射中性子計数率Ｎの波形データになるまで、中性子データの重畳を繰り返して模擬波形データを生成する（図５（Ｄ））。このようにすることで、バックグランドデータを取得する必要が無いため、簡易に模擬波形データを生成できる。
【００４７】
図６は、中性子模擬信号を出力する動作を示すフローチャートである（適宜、図２参照）。
【００４８】
第１記録部２１は、中性子密封線源１９が設置された際に、中性子密封線源１９から発せられた１つの中性子によって核分裂計数管１１で検出される中性子信号を中性子データとして記録する（Ｓ１０）。
【００４９】
一方、第２記録部２２は、中性子信号が発生していない状態で核分裂計数管１１において検出される信号をバックグランドデータとして記録する（Ｓ１１）。
【００５０】
ユーザインターフェースを介して作業員により入射中性子計数率Ｎが設定される（Ｓ１２）。そして、模擬波形生成部２３は、入射中性子計数率Ｎに対応する模擬波形データを生成する（Ｓ１３）。
【００５１】
図７は、模擬波形データの生成動作を示すサブルーチンである。
まず、模擬波形生成部２３は、重畳の試行回数ｉを初期値：０に設定する（Ｓ１５）。
【００５２】
模擬波形生成部２３は、複数の中性子データのうちから、任意に１つの中性子データを選択して（Ｓ１６）、バックグランドデータ内の任意の時間に選択した中性子データを重畳させる（Ｓ１７）。
【００５３】
そして、模擬波形生成部２３は、重畳の試行回数ｉが必要な重畳回数ｋに一致したか否かを判定する（Ｓ１８）。一致しない場合は、試行回数ｉを１つ増加させて、Ｓ１６、Ｓ１７を実行してバックグランドデータに中性子データを重畳させる（Ｓ１８：ＮＯ、Ｓ１９）。
【００５４】
一方、重畳を繰り返して、試行回数ｉが必要な重畳回数ｋと一致した場合は、模擬波形データの生成動作を終了する（Ｓ１８：ＹＥＳ）。
【００５５】
ここで、模擬波形データを作成する他の方法について説明する。
ランダムな中性子信号の発生はポアソン過程に従うため、ある中性子信号の発生時刻Ｔｎ−１と次の中性子信号の発生時刻Ｔｎの差がΔｔ以下となる発生確率Ｐ｛Ｔｎ−Ｔｎ−１≦Δｔ｝は、入射中性子計数率Ｎとした場合、次式（２）で表される。
【００５６】
【数１】
2015200634.tif 000003
【００５７】
模擬波形生成部２３は、式（２）の発生確率Ｐに一様な確率分布をもつ乱数を与えることでΔｔを決定する。そして、バックグランドデータ内の時間ｔ＝０から時間Δｔだけ進んだ時間ｔ＝ｔ＋Δｔに、任意に選択した中性子データを重畳する。
【００５８】
同じように、発生確率Ｐに一様な確率分布をもつ乱数を与えてΔｔを決定して、バックグランドデータ内でさらに時間Δｔだけ進んだ時間ｔ＝ｔ＋Δｔに、任意に選択した中性子データを重畳する。
【００５９】
そして、バックグランドデータ内の時間ｔが、バックグランドの時間幅Ｔを超えるｔ＞Ｔとなるまで重畳を繰り返して、模擬波形データを生成する。
【００６０】
図８は、中性子信号の発生確率に乱数を適用して模擬波形データを生成する方法を説明する説明図である。
【００６１】
バックグランドデータ内の時間ｔｎ−１において、発生確率Ｐに一様な確率分布をもつ乱数を与えることでΔｔを決定する。バックグランドデータ内の時間ｔｎ−１から時間Δｔだけ進んだ時間ｔｎ＝ｔｎ−１＋Δｔに、任意に選択した中性子データを重畳する。
【００６２】
同様に、バックグランドデータ内の時間ｔｎにおいて、発生確率Ｐに一様な確率分布をもつ乱数を与えることでΔｔを決定する。バックグランドデータ内の時間ｔｎから時間Δｔだけ進んだ時間ｔｎ＋１＝ｔｎ＋Δｔに、任意に選択した中性子データを重畳する。
【００６３】
そして、バックグランドデータ内の時間ｔが、バックグランドの時間幅Ｔを超えるｔ＞Ｔとなるまで重畳を繰り返す。このように、中性子データがバックグランドの時系列に沿って重畳されて模擬波形データが生成される。
【００６４】
図９は、模擬波形データの生成動作を示すサブルーチンである（第２の生成方法）。
まず、模擬波形生成部２３（図２）は、バックグランドデータ内の時間ｔを初期値：０に設定する（Ｓ２０）。
【００６５】
模擬波形生成部２３は、中性子信号の発生確率Ｐを一様乱数としてΔｔを決定して（Ｓ２１）、Δｔだけ進んだバックグランドデータ内の時間ｔ＝ｔ＋Δｔを計算する（Ｓ２２）。
【００６６】
そして、模擬波形生成部２３は、バックグランドデータ内の時間ｔと時間幅Ｔとを比較する（Ｓ２３）。バックグランドデータの時間ｔが時間幅Ｔ以下の場合には、任意に中性子データを選択して、バックグランドデータ内の時間ｔに選択した中性子データを重畳させる（Ｓ２３：ＮＯ、Ｓ２４、Ｓ２５）。
【００６７】
重畳を繰り返して、バックグランドデータ内の時間ｔが時間幅Ｔより大きくなった場合には、模擬波形データの生成動作を終了する（Ｓ２３：ＹＥＳ）。
【００６８】
さらに、第１記録部２１（図２）で記録された中性子データの個数が少ない場合において、模擬波形データを生成する方法について説明する。
【００６９】
中性子信号の波高分布は正規分布となることが知られている。この性質を利用して、記録されている中性子データにおける波高の最大値に正規分布に基づく乱数を乗じたデータ値を、バックグランドデータの任意の時間に重畳する。そして、入射中性子計数率Ｎになるように、ｋ回重畳（式（１）参照）を繰り返して模擬波形データを生成する。
【００７０】
これにより、中性子データの個数が少ない場合であっても、一様な確率分布を有する入射中性子計数率Ｎの模擬波形データが生成できる。
【００７１】
図６に示すフローチャートに戻って説明を続ける。
模擬信号出力部２４は、生成された模擬波形データを電気信号に変換した中性子模擬信号を信号処理部１３に出力する（Ｓ１４）。
【００７２】
中性子計測装置１０の信号処理部１３は、出力された中性子模擬信号から中性子計数率を測定する。また、模擬波形生成部２３における入射中性子計数率Ｎの設定を変更することで、入射中性子計数率に対応する中性子模擬信号がそれぞれ出力され、信号処理部１３において中性子計数率が測定される。
【００７３】
図１０は、入射中性子計数率と中性子計測装置１０で測定された中性子計数率との関係を示したグラフである。ここでは、入射中性子計数率Ｎとして、キャンベル計測を用いる中性子計数率の高い範囲における入射中性子計数率を３点設定して、中性子計測装置１０での測定中性子係数率の結果をプロットしている。
【００７４】
入射中性子計数率Ｎと測定中性子計数率の関係から、測定中性子計数率の直線性が確認できる。そして、最小二乗法等の直線近似を行うことで、測定中性子計数率の傾きＳＢが求まる。
【００７５】
これにより、キャンベル計測における補正係数（１／ＳＢ）を決定することが可能となる。そして、中性子計測装置１０の補正係数格納部１７に格納されている補正係数は、この決定された補正係数に調整される。
【００７６】
このように、中性子密封線源１９を用いて検出される中性子データとバックグランドデータとに基づいて模擬波形データを生成し、中性子模擬信号を中性子計測装置１０に出力することにより、実験原子炉を使用することなく、簡易に中性子計測装置１０の補正係数を調整することが可能となる。
【００７７】
さらに、中性子密封線源１９から検出される中性子信号を用いて中性子模擬信号を出力するため、実験原子炉で検出される中性子信号に即した模擬信号の出力が可能となるため、高い精度で補正係数を調整することが可能となる。
【００７８】
（第二実施形態）
図１１は、第二実施形態に係る調整装置２０の構成図を示している。なお、第一実施形態と重複する構成、動作については説明を省略する。
【００７９】
第一実施形態と異なる点は、所定の範囲内で変化させた入射中性子計数率を自動で設定する入射計数率自動設定部２５と、入射中性子計数率に対応する中性子模擬信号から測定された中性子計数率をそれぞれ取得して、入射中性子計数率と測定された中性子計数率との関係に基づいて補正係数を算出する補正係数計算部２６と、をさらに備える点にある。
【００８０】
入射計数率自動設定部２５は、所定の範囲、例えばキャンベル計測を用いる中性子計数率の高い範囲である（ＮＬ〜ＮＨ）について、下限のＮＬから上限のＮＨまで一定の計数率間隔ΔＮで変化させていく。そして、変化させた入射中性子計数率Ｎを模擬波形生成部２３に自動で設定する。
【００８１】
模擬波形生成部２３は、自動で設定された入射中性子計数率Ｎに対応する模擬波形データを生成する。そして、模擬信号出力部２４は、模擬波形データを電気信号に変換した中性子模擬信号を信号処理部１３に順次出力する。信号処理部１３は、各中性子模擬信号から中性子計数率を測定する。
【００８２】
補正係数計算部２６は、信号処理部１３で測定された中性子計数率を取得する。そして、入射中性子計数率Ｎと測定中性子計数率との関係から測定中性子計数率の傾きを求めて、補正係数を算出する。
【００８３】
図１２は、自動で設定された入射中性子計数率と中性子計測装置１０で測定された中性子計数率との関係を示すグラフである。
【００８４】
入射中性子計数率Ｎは下限のＮＬから上限のＮＨまで一定の計数率間隔ΔＮで設定され、各入射中性子計数率Ｎに対応して中性子計測装置１０で測定された中性子計数率がプロットされている。
【００８５】
補正係数計算部２６は、最小二乗法等の直線近似を行うことで測定中性子計数率の傾きＳＢを求めて、補正係数（１／ＳＢ）を算出する。
【００８６】
図１３は、入射中性子計数率を自動で変化させて、補正係数を算出する動作を示すフローチャートである（適宜、図１１参照）。なお、Ｓ３０、Ｓ３１は、図６のＳ１０、Ｓ１１と同一の動作となるため説明を省略する。
【００８７】
まず、入射計数率自動設定部２５は、入射中性子計数率Ｎを初期値：ＮＬに設定する（Ｓ３２）。
【００８８】
模擬波形生成部２３は、入射中性子計数率Ｎに対応する模擬波形データを生成する（Ｓ３３）。そして、模擬信号出力部２４は、生成された模擬波形データを電気信号に変換した中性子模擬信号を信号処理部１３に出力する（Ｓ３４）。補正係数計算部２６は、信号処理部１３で測定された中性子計数率を取得する（Ｓ３５）。
【００８９】
入射計数率自動設定部２５は、入射中性子計数率Ｎが上限のＮＨと一致するか否かを判定する（Ｓ３６）。一致しない場合（Ｓ３６：ＮＯ）、入射中性子計数率ＮをΔＮだけ増加させて模擬波形生成部２３に設定して（Ｓ３７）、Ｓ３３〜Ｓ３５を実行する。
【００９０】
一方、一致する場合には、補正係数計算部２６は入射中性子計数率と取得した測定中性子計数率との関係に基づいて補正係数を算出する（Ｓ３６：ＹＥＳ、Ｓ３８）。
【００９１】
このように、所定の範囲内で入射中性子計数率を自動で設定し、測定された中性子計数率に基づいて補正係数を自動で算出することにより、作業員が補正係数を求めること無く効率的に補正係数を算出することが可能となる。
【００９２】
（第三実施形態）
図１４は、第三実施形態に係る調整装置２０の構成図を示している。なお、第二実施形態と重複する構成、動作については説明を省略する。
【００９３】
第二実施形態と異なる点は、入射計数率自動設定部２５は、予め設定されたプロファイルに基づいて変化させた入射中性子計数率を自動で設定し、入射中性子計数率に対応する中性子模擬信号から測定された中性子計数率をそれぞれ取得し、測定された中性子計数率がプロファイルに対して許容範囲内にあるか否かを判定する異常判定部２７をさらに備える点にある。
【００９４】
入射計数率自動設定部２５は、計数率の設定情報であるプロファイルに応じて入射中性子計数率Ｎを変化させて、入射中性子計数率Ｎを模擬波形生成部２３に自動で設定する。
【００９５】
模擬波形生成部２３は、自動で設定された入射中性子計数率Ｎに対応する模擬波形データを生成する。そして、模擬信号出力部２４は、模擬波形データを電気信号に変換した中性子模擬信号を信号処理部１３に順次出力する。信号処理部１３は、各中性子模擬信号から中性子計数率を測定する。
【００９６】
異常判定部２７は、信号処理部１３で測定された中性子計数率を取得する。そして、プロファイルに対して予め設定された許容範囲内に、信号処理部１３の測定結果が包含されるか否かにより異常判定を行う。
【００９７】
図１５は、入射中性子計数率のプロファイル、このプロファイルに対して設定されている測定値の許容範囲、及びプロファイルに沿って測定された中性子計数率の測定波形を示したグラフである。
【００９８】
図１５に示されるように、プロファイルに沿って入射中性子計数率を設定することで、急峻な中性子計数率変化に対する応答性の確認を行うことができる。測定波形１では応答が早すぎることによるオーバーシュートとなっており、測定波形２では時間遅れにより性能を満足しないことが分かる。
【００９９】
図１６は、中性子計測装置１０における測定異常を判定する動作を示すフローチャートである（適宜、図１４参照）。なお、Ｓ４０、Ｓ４１は、図６のＳ１０、Ｓ１１と同一の動作となるため説明を省略する。
【０１００】
まず、入射計数率自動設定部２５は、入射中性子計数率Ｎをプロファイルの初期値に設定する（Ｓ４２）。
【０１０１】
模擬波形生成部２３は、入射中性子計数率Ｎに対応する模擬波形データを生成する（Ｓ４３）。そして、模擬信号出力部２４は、生成された模擬波形データを電気信号に変換した中性子模擬信号を信号処理部１３に出力する（Ｓ４４）。異常判定部２７は、信号処理部１３で測定された中性子計数率を取得する（Ｓ４５）。
【０１０２】
入射計数率自動設定部２５は、プロファイルの計数範囲について測定が完了したか否かを判定する（Ｓ４６）。測定が完了していない場合（Ｓ４６：ＮＯ）、入射計数率自動設定部２５はプロファイルに沿って入射中性子計数率Ｎを設定して（Ｓ４７）、Ｓ４３〜Ｓ４５を実行する。
【０１０３】
一方、測定が完了した場合（Ｓ４６：ＹＥＳ）、異常判定部２７は測定された中性子計数率がプロファイルに対して設定された許容範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ４８）。
【０１０４】
そして、異常判定部２７は、測定された中性計数率が許容範囲に無い場合は、異常を出力する（Ｓ４８：ＮＯ、Ｓ４９）。一方、測定された中性計数率が許容範囲にある場合には終了する（Ｓ４８：ＹＥＳ）。
【０１０５】
このように、プロファイルに沿って入射中性子計数率Ｎを設定し、測定された中性子計数率の異常判定を行うことで、実験原子炉で実施することなく、測定に係る応答性を確認することが可能となる。また、補正係数を決定した後に、その妥当性を確認する際にも利用することもできる。
【０１０６】
以上述べた各中性子計測装置の調整装置によれば、中性子密封線源を用いて検出される中性子データとバックグランドデータとに基づいて模擬波形データを生成し、中性子模擬信号を中性子計測装置に出力することにより、実験原子炉を使用することなく、簡易かつ高い精度で中性子計測装置を調整することができる。
【０１０７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【０１０８】
また、調整装置２０の各構成要素はプロセッサにより実現可能であるが、第１記録部２１及び第２記録部２２は波形データを取得する性能を持つオシロスコープで代替しても良く、模擬信号出力部２４は模擬波形データを読み込んで電気信号として出力できる汎用の任意波形発生器で代替しても良い。
【符号の説明】
【０１０９】
１０  中性子計測装置
１１  核分裂計数管
１２  前置増幅器
１３  信号処理部
１４  パルス計測部
１５  キャンベル計測部
１６  計数率演算部
１７  補正係数格納部
１８  電源供給部
１９  中性子密封線源
２０  中性子計測装置の調整装置（調整装置）
２１  第１記録部
２２  第２記録部
２３  模擬波形生成部
２４  模擬信号出力部
２５  入射計数率自動設定部
２６  補正係数計算部
２７  異常判定部
【図１】
2015200634.tif 000004
【図２】
2015200634.tif 000005
【図３】
2015200634.tif 000006
【図４】
2015200634.tif 000007
【図５】
2015200634.tif 000008
【図６】
2015200634.tif 000009
【図７】
2015200634.tif 000010
【図８】
2015200634.tif 000011
【図９】
2015200634.tif 000012
【図１０】
2015200634.tif 000013
【図１１】
2015200634.tif 000014
【図１２】
2015200634.tif 000015
【図１３】
2015200634.tif 000016
【図１４】
2015200634.tif 000017
【図１５】
2015200634.tif 000018
【図１６】
2015200634.tif 000019