音響法による炉内早期異常検知法の開発-ナトリウム中用音響マイクロフォンの水中特性試験及び検出性能向上の検討-

Development of early core anomaly detection system by using in-sodium microphone in JOYO; Fundamental characteristics test of in-sodium microphone in water and examination of improvement of detection accuracy

小舞 正文

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高速炉において、炉内の異常を早期に検地する手法の一つとして、炉内の音響の変化を監視し、その変化によって異常を検知する音響法がある。この音響法の特徴としては、音響信号が炉内の冷却材ナトリウム中を高速に伝播することから事象を即座に検知できること、音響検知器を炉心から離して置くことができること、同時に採取した複数の音響検知器の信号を用いて、相関処理などによって音源位置の絞り込みが可能なことが等が挙げられる。例えば、炉内流路閉塞による局所沸騰が発生した場合、ナトリウム中音響マイクロフォンを炉内に設置して音響信号を監視し、発生した沸騰音による音響信号の変化を検知することで炉内の異常を検知できると考えられる。本報告書は、音響法による異常検知を実現する上で重要なナトリウム中用音響マイクロフォンの基本的な音響特性を把握する為の水中特性試験の結果、及び検出精度向上の方策の検討結果をまとめたものである。音響マイクロフォンの水中特性試験に於は、正弦波等の基本波形の周波数特性、ナトリウム中での沸騰音を模擬したインパルス波応答、ホワイトノイズ波応答等の基本特性を取得し、音響マイクロフォンの水中での良好な特性を確認した。また検出精度向上の観点から、複数の音響信号等の信号処理技術によりS/Nを向上させることが有効であることを明らにした

Fast reactor core anomalies can be detected in near real-time with acoustic sensors. An acoustic detection system senses an in-core anomaly immediately from the fast acoustic signals that propagate through the sodium coolant. 0ne example of a detectable anomaly is sodium boiling due to local blockage in a sub-assembly; the slight change in background acoustic signals can be detected. A key advantage of the acoustic detector is that it can be located outside the core. The location of the anomaly in the core can be determined by correlating multiple acoustic signals. This report describes the testing and fundamental characteristics of a microphone suitable for use in the sodium coolant and examines methods to improve the system's S/N ratio. Testing in water confirmed that the in-sodium microphone has good impulse and wide band frequency responses. These tests used impulse and white noise signals that imitate acoustic signals from boiling sodium. Correlation processing of multiple microphone signals to improve S/N ratio is also described.