反応度事故模擬実験における燃料棒被覆管表面歪ゲージ測定データの照射ノイズ除去手法の開発と検証

Development and validation of an irradiation noise reduction method for strain gauge measurement data on fuel rod cladding in simulated reactivity-initiated accident experiments

中村 智貴; 三原 武 ; 宇田川 豊  ; 勝山 仁哉  ; 垣内 一雄 

Nakamura, Tomoki; Mihara, Takeshi; Udagawa, Yutaka; Katsuyama, Jinya; Kakiuchi, Kazuo

原子炉安全性研究炉(NSRR: Nuclear Safety Research Reactor)は日本原子力研究開発機構が保有する反応度事故を模擬した条件下における燃料棒挙動を観察・分析するための試験研究炉である。試験に際して、燃料棒被覆管表面の機械的な歪みを測定する目的で歪ゲージが用いられている。しかしながら、歪ゲージ計装の測定データには、パルス照射時にノイズと思われる信号が混入するため、そのデータから試験燃料棒の真の変形を得ることは困難であった。本報告では、歪ゲージにより取得されるノイズ信号について、その形状や強度等を分析し、炉出力と、歪ゲージ計装の設置条件、測定条件、製造メーカ等の諸条件との関係を明らかにした。また、これにより、歪ゲージ計装による測定データからノイズ信号の波形を予測するモデルを構築し、ノイズ成分を除去する手法の開発と検証を行った結果について取りまとめたものである。

Nuclear Safety Research Reactor (NSRR) of Japan Atomic Energy Agency (JAEA) is a test research reactor to observe and analyze fuel rod behavior under conditions simulating reactivity-initiated accidents (RIA). In the NSRR experiments, strain gauges are employed to measure the mechanical strain on the surface of the fuel rod cladding. However, the measurement data from the strain gauge instrumentation contained signals believed to be noise during pulse irradiation, making it difficult to obtain the true deformation of the test fuel rod from the data. In this report, the noise signals obtained from strain gauges were analyzed in terms of their waveform characteristics and amplitudes, and the relationships between these noise signals and reactor power, as well as various influencing factors such as installation conditions of the strain gauge instrumentation, measurement conditions, and the strain gauge manufacturer, were clarified. Furthermore, based on these analyses, a model for predicting the noise signal waveform for the purpose of removing noise components from strain gauge measurement data was developed. This report presents the results of the development and verification of our proposed method obtained from the strain gauge during RIA simulated test by NSRR.