オンライン臨界安全監視システム基礎研究(2)

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一点炉近似動特性方程式に従う未臨界原子炉の中性子検出器信号揺らぎをA/D変換して得られる時系列を自己回帰移動平均モデル同定することにより、オンライン未臨界度推定が可能である。本研究は安価で即応性の良い臨界安全システムの開発にこの未臨界度推定手法を応用するための基礎研究を行うことを目的としている。本研究が目的としている臨界安全監視モニターでは、信号のDC成分が刻々と変化する場合にも通用できるアルゴリズムを開発する必要があり、ハイパスフィルタにより信号の低周波成分を除去する方法を採用した。この方法は単に信号に含まれるDC成分を除去するだけでなく未臨界度推定に不必要な低周波成分を除去する効果もある。本年度は原子炉から得られた定常時系列データを用いて、ハイパスフィルタの特性が未臨界度推定の精度・推定時間に与える影響を時系列データのサンプリング周波数と関連させて検討し、以下の結論を得た。ハイパスフィルタのカットオフ周波数のわずかな違いが未臨界度の推定値の精度に及ぼす影響は極めて大きいものであることが確認され、1)ハイパスフィルタのカットオフ周波数が低すぎて十分DC成分を除去できない場合、未臨界度は実際よりも浅く推定され、2)カットオフ周波数が適正値より高い場合、未臨界度は実際よりも深い方に偏る。これはハイパスフィルタの影響が強く、同定されるシステムがハイパスフィルタとの複合形になっていることが原因である。一般的には、ハイパスフィルタのカットオフ周波数はサンプリング周波数に比べてなるべく低く、またフィルタの次数も低い方が望ましいが、最適カットオフ周波数としては、フィルタのDC成分低減率の変化が最も大きい周波数を選択することが望ましい。

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