Reduction of fluctuation and small bias observed in continuous volume monitoring taken in an annular tank for plutonium nitrate

硝酸プルトニウム環状槽の連続液量監視データにおいて観測される液量変動と微少測定バイアスの減少方法

細馬 隆   ; 向 泰宣 ; 田中 秀樹 

Hosoma, Takashi; Mukai, Yasunobu; Tanaka, Hideki

再処理及び転換施設では、計量管理及び保障措置の目的で、環状槽内の硝酸プルトニウム溶液の密度と液量を浸漬管により正確に測定している。この方法は、浸漬管先端における静水圧測定を原理としており、測定中は溶液を静置することが前提である。本前提は、計量測定のための短い時間中は満たされるが、それ以外の時間は、安全上の理由から常時撹拌されている。その結果、溶液は槽内で流動し、静水圧に振動を与えるうえ、条件によってはわずかながら測定上のバイアスをもたらす。槽の連続監視データは保障措置上の非常に重要な情報であるが、以上の理由で見かけの液量変化が現れる。このような測定値の変動やバイアスは、槽の底部に近い浸漬管は撹拌の影響を受けにくい一方、底部から数百mmの高さにある浸漬管は撹拌の影響を受けやすいため、撹拌の影響が相殺されることなく密度測定値と液量測定値に現れるために生じると考えられる。測定原理上、密度測定値に+の変動が生じると液量測定値には-の変動を生じる。そこで、液量と密度の積から求まる溶液重量に着目し演算処理したところ、変動や測定バイアスは著しく減少した。

Accurate measurement of density and volume by dip-tubes in an annular tank for plutonium nitrate solution is indispensable for material accountancy and safeguards in a reprocessing and conversion plant. The principle of this method is to measure true hydrostatic pressure at the tip of the tube, which postulates that solution in a tank is motionless during measurement. Such condition is satisfied by short time measurement for material accountancy. However, solution is normally being agitated continuously for safety reasons. Therefore, the solution flows and causes some fluctuation and possibly some small bias on hydrostatic pressure measurement. Continuous volume monitoring data is very important information for safeguards, but some apparent change in volume is observed due to the above situation. The reason of fluctuation and small bias is estimated that the effect of solution flow on pressure measurement is not compensating between the density tube (several millimeter higher than the bottom) and the level tube (close to the bottom where solution flow is stagnated), thus measured density fluctuates. In principle, measured volume decreases when measured density increases. We focused attention to the solution mass simply calculated by volume multiplied by density measured coincidentally. As a result, fluctuation and small bias is significantly reduced in mass monitoring.