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眞田 幸尚; 宮本 賢治*; 門馬 大和*; 宮崎 信之*; 中曽根 孝政*; 田原 淳一郎*; 馬場 尚一郎*; 古山 裕喜*
Marine Technology Society Journal, 55(5), p.222 - 230, 2021/09
福島第一原子力発電所事故の結果、環境中に放出された海洋中での放射性物質の挙動の調査は、将来予測や被ばく評価上重要である。そのような調査に使用できるプラットフォームとして無人船が開発されている。無人船に搭載する専用のサンプル採取及びダイレクトに放射線を計測できる多目的放射線モニタリング用のデバイスを開発し、福島沖で統合試験を実施した。本論文ではその結果をまとめる。
技術協力課*
JNC TN1400 2001-013, 70 Pages, 2001/08
JNC-TN1400-2001-013.pdf:5.13MB
機構は、機構が取り組む研究開発プロジェクトに関する基礎・基盤的研究を大学及び研究機関(以下「大学等」という。)と研究協力を図り進めている。本報告書は、平成12年度に実施した大学等との共同研究14件の実施結果についてその概要をまとめたものである。なお、本報告書には、核燃料サイクル公募型研究及び先行基礎工学研究により進めている大学等との共同研究については除いている。
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JNC TJ1400 99-004, 110 Pages, 1999/02
臨界安全監視システムは高い信頼性と新しい手法を容易に取り込むことのできる柔軟性が必要である。この様な観点から1997年にはシステムの基本構成を報告した。ここでは、この基本デザインに新たに加えるべきシステムと手法について報告すると共に、1996年のDCA実験データの解析結果を報告した。1:本報告書では、先ず、ガンマ線信号を用いたFeynman-
法による未臨界度推定モジュールと、その信号取得に必要となる高速パルス信号処理系の追加を提案した。ガンマ線信号に対してFeynma-法を用いることにより原子炉の減衰定数を推定することが可能であることが最近報告されており、このモジュールを追加することは、計数率の広い範囲に亙って臨界安全監視システムの信頼性を高めるものと考えられる。2:昨年度、ARMAモデル同定と平行して信号解析を行う冗長系として最小2乗法に基づくアダプティブフィルタ(ADF)アルゴリズムモジュールを報告したが、この手法は有色雑音が混入する信号に対してパラメータの収束が遅くなることが知られており、ここでは近年注目されているブロックアルゴリズムの基礎理論と、これを実現するための跳躍アルゴリズムについて報告した。3:アナログ信号系では不可避の電源雑音を除去するノッチフィルタを設計法を実際のソフトウェアにつ臨界安全監視システムは高い信頼性と新しい手法を容易に取り込むことのできる柔軟性が必要である。この様な観点から1997年にはシステムの基本構成を報告した。ここでは、この基本デザインに新たに加えるべきシステムと手法について報告すると共に、1996年のDCA実験データの解析結果を報告した。1:本報告書では、先ず、ガンマ線信号を用いたFeynman-法による未臨界度推定モジュールと、その信号取得に必要となる高速パルス信号処理系の追加を提案した。ガンマ線信号に対してFeynma-法を用いることにより原子炉の減衰定数を推定することが可能であることが最近報告されており、このモジュールを追加することは、計数率の広い範囲に亙って臨界安全監視システムの信頼性を高めるものと考えられる。2:昨年度、ARMAモデル同定と平行して信号解析を行う冗長系として最小2乗法に基づくアダプティブフィルタ(ADF)アルゴリズムモジュールを報告したが、この手法は有色雑音が混入する信号に対してパラメータの
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PNC TJ1632 98-001, 112 Pages, 1998/03
安価で即応性の良い臨界安全監視システムの開発が望まれている。昨年度は、過去6年間の研究によって得られた知見を基に、実際の臨界安全監視システムとしてシステム化するために必要となるシステムの構成要素モジュールに関する検討をおこなった。そこで、本年度は昨年度提案した解析表示モジュールの中で、ARMAモデル同定と平行して信号解析を行う冗長系として重要な要素となるアダプティブフィルタ(ADF)アルゴリズムモジュールの開発と、このモジュールを用いた実データ解析を行い、ADFアルゴリズムの未臨界度推定手法としての有効性を検討し、以下の成果を得た。ADFによるシステム同定においては、修正係数が大きい時には推定されるパラメータは入力データの統計的性質の変化に素早く追従するが、その反面推定されたパラメータの統計的変動が大きい。逆に修正係数を小さくすると統計的変動は小さくなるが、実際にシステムパラメータに変動がある場合には追従が遅くなり、この現象は定常時系列、非定常時系列を問わず、全てのADFパラメータ推定結果について言える。推定されたパラメータから得られる未臨界度はいずれの場合においても統計的変動が非常に大きい。この統計的変動は逐次型ARMAモデル同定アルゴリズムによる未臨界度推定の場合に比べて非常に大きく、ADFアルゴリズムによる結果をそのまま未臨界度推定値とするにはやや問題がある。従って、推定結果を平滑化する二次的なアルゴリズムを付加することが重要になる。本研究では、ADFによる推定パラメータに500次の単純移動平均、更に、その平滑化されたパラメータの再移動平均、500データ毎の相加平均などの平滑化を行った結果、いずれも統計的変動を充分小さくすることができた。
松岡 永憲*
PNC TJ1439 97-001, 39 Pages, 1997/03
釜石鉱山250mレベル坑道において坑道掘削影響試験の一部として、掘削坑道周辺の間隙水圧測定が実施されている。坑道掘削作業がこの間隙水圧測定システムに影響を与える可能性があるため、掘削作業前、作業中、作業後の3回、システムのメンテナンスを実施した。同時に問題がある間隙水圧計7台を交換した。交換前の間隙水圧計7台には、継続して初期ひずみの増加がみられた。メンテナンス作業中には、坑道掘削がシステム全体に影響を与えるような異常は認められなかった。
大谷 暢夫
PNC TN9410 97-011, 45 Pages, 1997/01
核燃料施設の臨界安全管理の信頼生の向上と臨界安全設計の合理化を目的として,核燃料を含む体系の実効増倍率(未臨界度)を直接モニターする未臨界度モニターの開発研究を進めている。未臨界度モニターに適用する測定・解析手法としてウェーブレット解析を検討した。本研究では,未臨界度を検出する為の測定データである中性子雑音データを,ウェーブレット解析を適用して処理する事によって,体系が臨界に近接していることを検知する手法を開発した。ウェーブレット解析は信号の時間変化を評価する解析手法であり,短時間の間の信号の処理を集積することによって情報を得る。その結果,これまで未臨界度モニター手法として適用されてきた炉雑音解析手法であるファインマン-アルファ法やミハルゾ法と比較して,体系が定常であることが要求される時間間隔が短く,応答の速い未臨界度モニター手法として適用が期待できる。ウェーブレット解析では,適用するウェーブレット関数に多様な選択が可能であるが,ここではファインマン-アルファ法等の測定に採用してきたマルチチャンネルスケーラー(MCS)による測定データを処理することを想定して,カーディナルスプライン関数を用いる離散変換を選択した。又,臨界への近接を数値的に表現する為に,模擬的に作成された非増倍系の計数との比較によって評価を行う手法を考案した。2階及び4階のカーディナルスプライン関数によるウェーブレット解析の計算式の導出と計算プログラムの作成を行い,重水臨界実験装置(DCA)における測定データを処理して,体系が臨界に近接したことを検知できることを確認した。
米川 強; 須田 一則; 小澤 健二; 瀬谷 義一*; 山本 裕史*
PNC TN9410 97-006, 46 Pages, 1996/12
原子力プラントの安全性、信頼性向上を目的とした運転制御の高度化、知能化の観点から、プラントで人間(運転員、保守員)が運転制御、保守において果たしている役割を人工知能で代替することを目指し、平成元年度から原子力クロスオーバー研究の一環として自律型プラントの開発を進めている。この中で動燃は自律型プラント運転制御のための人工知能を具備した運転制御システムの開発を担当している。一方、自律型プラントにおける運転、保守の自律分散協調機能の動作状況監視システムの開発を船舶技術研究所(船研)が担当している。本報告では相互の研究開発を推進する上で不可欠となる動燃側の運転制御システムと船研側の監視システムとの結合を通信回線によって実現するためのデータ通信の形態、手法等について検討し、この検討結果をもとに、公衆回線及びインターネットを利用したデータ通信機能を具体化した。また、実接続による通信試験を行って、所定の機能を確認した。
山田 澄*
PNC TJ1632 96-001, 50 Pages, 1996/03
核燃料再処理工場等においては安価で即応性の良い臨界安全監視システムの開発を目的として過去4年間にわたって逐次型ARMAモデル同定手法の安全監視システムへの応用と言う観点から各種の検討を行ってきた。そこで、本年度はこれらの知見を実際の臨界安全監視システムとしてシステム化するためには、システム構成をどの様にすれば良いかを検討した。本年度は、実際にハードウエアとして設計する際に必要となる詳細な検討ではなく、システムとして構成するための基本概念についてのみの検討を行い、以下の結論を得た。本システムの設計基本思想は高信頼性、耐雑音性、そして高拡張性に置いている。そのため、臨界安全監視システムは計算機を中心とするシステム構成とし、(1)中性子信号検出部及びアナログ/ディジタル(A/D)変換部、(2)情報光伝送システム、(3)信号解析及び表示警報信号発生部の3つの部分システムから構成することを基本とする。1.中性子信号検出部及びA/D変換部は、中性子検出出力信号の揺らぎ成分を取り出し、このアナログ信号をディジタル時系列データ化するための信号処理部であり、用いる中性子検出器として電流型を用いるかパルス型を用いるかにより構成要素が変わる。それぞれ利点と欠点があり、更に詳細な検討が必要である。2.従来、信号やデータは同軸ケーブル等を用いたハードワイアリングにより伝送されてきたが、近年、改良ファイバーを伝送線としてレーザーダイオードやLEDを光源とする光伝送技術が急速な発展を遂げており、その技術を本システムでも用いるべきである。この方法は、大容量の情報を、高速に伝送することが可能となるばかりでなく、計算機側から時系列データ発生部にアクセスして、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタの折れ点周波数の切替や、プリアンプゲイン変更などをリモートコントロール出来る上、電磁誘導障害が無い、耐火性に富むなど安全性の高い計測制御システムの実現が可能となる。3.本臨界安全監視システムの様な特定の目的を持ったシステムでは、従来、高速信号処理、計算機負荷の軽減、システム全体の小型化等の目的で、解析アルゴリズムはROM化されていたが、近年、計算機の性能は飛躍的に向上し、システムを固定化してしまうROMチップを用いるよりも、高性能の計算機と各種の信号解析ソフトウエアを組み合わせた総合信号解析処理システムを構成す
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PNC TJ7586 94-003, 160 Pages, 1994/03
目的動力炉・核燃料開発事業団殿における地層科学研究の調査技術及び機器開発の一環として、坑道周辺のゆるみ領域の特性を明らかにするために、坑道周辺に発達する割れ目の位置やその空間的広がりを詳細に把握可能な試錐孔用広帯域レーダープローブを設計する。方法試錐孔近傍からの割れ目を詳細に把握する目的のため、レーダーの中心周波数は花こう岩中で約200MHzとし、さらに割れ目の空間的広がりの方位を特定するために、指向性アンテナを有する孔内プローブとして設計した。制御・収録・解析は、設計した孔内プローブを動力炉・核燃料開発事業団殿所有のRAMACシステムの地上装置と組み合せて行う。結果RAMACシステム地上装置のサンプリング周波数は2GHz迄拡張可能であることを確認し、広帯域レーダープローブの電子回路及び送受信アンテナを設計した。実験の結果、パルス発生器は半値巾3nSのパルスを発生し、受信系の帯域200MHzに対し、0.5nS以下のサンプリング精度が得られた。アンテナの水中における放射指向特性は前後感度比28.4dBであった。結論試作した送受信アンテナ及び各電子回路モジュールの特性は、実験により仕様を満足することを確認した。この結果をもとに試錐孔用広帯域レーダープローブの設計を行った。
松野 圭志*
PNC TJ1375 94-001, 833 Pages, 1994/02
釜石原位置試験フェーズIIにおいて掘削影響評価の一環として、坑道周辺での地下水の酸化還元状態を調査する為に必要な酸化還元電位を含む、物理化学パラメータの正確な値を取得する為に長期にわたり無人で連続的に測定・記録できる装置として製作した。本装置は、坑道内において、試錐孔からの湧水を装置内に引き込み、測定セル内に流し、測定セルに取り付けたセンサ「温度(T),pH,電気伝導度(EC),酸化還元電位(ORP(Pt),ORP(Au)),溶存酸素(DO)」にて地下水を測定し、その結果を装置内に組み込んだ記録計及びデータロガーに記録する。製作した装置の外形寸法は、800(幅)x650(奥行)x1350(高さ)で、電極、アンプユニット、測定セル、送液ライン、データロガー、記録計、架台で構成される。本装置の製作により、約1か月間無人で連続的に地下水の測定及び記録が可能となった。
津谷 定廣*; 竹下 博志*; 枝嶋 敏数*; 本岡 正文*
PNC TJ8224 93-001, 128 Pages, 1993/06
再処理工場のセル内機器の保守、交換等に伴う作業における被ばくの低減、安全性の向上、作業時間の短縮、稼働率の向上等を図ることを目的に、配管類の切断、溶接等の作業に適用する遠隔操作型の作業ロボットの開発が行なわれてきた。本高度化設計では、上記内容の成果を踏まえスペース削減等に関する見直しを行なうと共に遠隔操作における機能性、操作性、作業性の向上を図るため、ケーブルモジュールの共用化およびモノレール走行型視覚システムの設計を行い以下の成果が得られた。(1)各基本作業ユニットに使用しているケーブル・ホース類の整理を行ない、ケーブルモジュールの共用化設計をまとめた。また、作業アームおよび連結部の構造についての設計を行ない、30%程度のスペースを削減することができる見通しを得た。(2)セル内の配管等を利用して取り付け可能なモノレール走行型視覚システムの方式決定を行なうと共に走行車、レール、監視装置の設計を行ない実セル適用への可能性の見通しを得た。この報告書は上記高度化に関する設計の成果について報告するものである。
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PNC TJ1632 93-001, 120 Pages, 1993/03
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。
向山 武彦; 小川 弘伸
第14回核物質管理学会年次大会論文集, p.138 - 145, 1993/00
IAEA保障措置に用いる映像監視装置として8mmVTRを用いた、小型監視装置COSMOSを開発した。本年8月にIAEA機器としての採用が正式に決った。本報告においては、開発の目的、装置の機能、構成、技術開発課題について述べ、さらにIAEAと原研が行った信頼性試験の内容、結果について報告する。
高橋 三郎*; 大谷 哲雄*; 瀬谷 道夫*; 松山 一富*
PNC TN1410 91-097, 17 Pages, 1991/12
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玉山 清志*; 岡町 正雄*; 土屋 毎雄*
PNC TN941 81-52, 296 Pages, 1981/02
近年,原子力発電プラントの安全性確立,嫁動率向しを目的に運転監視システム開発の必要性が高まってきているが,当50MW蒸気発生器(SG)試験施設においても,高速増殖原型炉"もんじゅ"への適用を目的として,運転監視システムの開発を進めている。本報告はその一報として主に計算機による運転員への情報の表示および各種の異常診断技術についてまとめたものである。プラントの運転状況に関する情報はCRT(CathodeRayTube)表示装置によるディジタル及び図形表示,ラインプリンタ印字,タイプライタ出力及び異常診断の結果としてのアナンシェータ螢報として刻々運転員に与えられる。またプラントの異常診断万法として多重計測系のクロスチェック法,ナトリウム水反応小リーク自動判定法,微分笞報と到達時間予測警報および蒸発器出口蒸気温度過熱度表示法等について50MWSG試験施設の運転に適用し試験データによる検討を行なった。その結果これらの運転監視手法の有効性が実証されこれらのシステムが現状の"もんじゅ"設計にほとんど変更なしに適用可能であることが示された。今後も新規項目の開発検討を行うと同時にマンマシンシステムを考慮し今回開発した運転監視システムの一層の改良を図って行く予定である。
