Development of high-performance monitoring system under severe accident condition

武内 伴照; 土谷 邦彦; 駒野目 裕久*; 三浦 邦明*; 石原 正博

Proceedings of 2017 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP 2017) (CD-ROM), 6 Pages, 2017/04

福島第一原子力発電所事故後の平成23年6月に取りまとめられた日本国政府報告書において、「原子炉及び格納容器などの計装系の強化」が教訓として挙げられている。これを踏まえて、平成24年11月に耐放射線性カメラ、耐放射線性を有する水中無線伝送システム及び高温用計測線を組み合わせた過酷事故時における原子力プラント監視システムの研究開発を開始した。過酷事故時に想定される放射線環境や温度、雰囲気や水中環境等の要求仕様を満たす要素技術開発は平成26年度までに概ね完了し、現在、試作システムの構築とともに評価試験を実施し、システムの特性を取得している。今後、実用化に向けて監視システムの基本仕様や使用限界条件等の情報をユーザに提供すべく評価試験結果のとりまとめを行う。

CTBT検証のための原研国内データセンター(NDC)の現状

山本 洋一; 伯耆田 貴憲; 広田 直樹*; 小田 哲三; 中原 嘉則; 熊田 政弘; 井上 洋司; 打越 貴子*; 篠原 伸夫; 臼田 重和

第23回核物質管理学会日本支部年次大会論文集, p.53 - 60, 2002/12

日本原子力研究所では、包括的核実験禁止条約(CTBT)にかかわる国際監視制度の一環として、放射性核種関連の国内データセンター(NDC)の整備を行ってきた。原研NDCでは、放射性核種監視観測所から得られた線スペクトルデータ及び国際データセンター(IDC)によるデータ解析レポートの記録と管理を既に行っている。さらに、原研NDCとして独自の解析を行い、核実験由来核種存在の有無の評価や存在する場合の放出源推定等を実施すると共に、許可されたユーザーに対してはインターネットを介してデータや解析結果等を公開するシステムを構築中である。本発表では、原研NDCの役割と現在までの整備状況,今後の計画等について報告する。

地下水流動調査研究 -地下水流動の総合調査・解析システムの開発-

渡辺 邦夫*; 三枝 博光

JNC TY7400 2000-004, 62 Pages, 2000/05

JNC-TY7400-2000-004.pdf:1.45MB

地下水流動機構把握のための調査・解析手法の開発と精度の向上、それらの体系化を目的に、地下水流動特性評価プロセスの構築に向けた研究を実施した。本研究は、主に 1)地下水が流れる「場」の性質を的確に捉えることを目的とした研究、2)地下水流れのメカニズムを把握することを目的とした研究、3)調査計測・評価技術の開発を目的とした研究、から構成されている。1)割れ目系岩盤の地下水流動を評価するために、割れ目系のモデル化・解析手法の開発に関する研究を実施した。その結果、原位置調査から地下水流動を支配する割れ目系の規則性を抽出・把握するとともに、その調査結果に基づく、水理地質構造のモデル化手法や地下水流動解析手法を構築した。2)地下水流動解析における重要な因子の一つである不飽和特性に関する研究を実施し、逆解析法による地盤の不飽和特性の評価方法を構築した。3)難透水性岩盤における水理学的特性を評価するための蒸発量測定装置の開発に関する研究を実施し、低蒸発性岩盤(低透水性岩盤)における蒸発量測定精度を向上させるための試験方法を示した。また、広範囲な領域を対象とした水収支を把握することを目的に、地下水モニタリングシステムの構築に関する基礎的研究を実施した。その結果、広範囲な領域を対象とした水収支の把握やモニタリングデータの相互関係を評価する上で、ニューラル・ネットワークモデルによる解析手法が有効であることを示した。

オンライン臨界安全監視システムの開発研究(IV)

山田 澄*

JNC TJ8400 2000-051, 122 Pages, 2000/02

JNC-TJ8400-2000-051.pdf:2.15MB

使用済み核燃料再処理工場等における安全性の確保のために、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おり、基礎研究による知見を基に具体的な臨界安全監視システムとして実現することを目的として開発研究が進められている。本研究に用いている基本的手法は、未臨界体系で観測される中性子信号揺らぎをオンライン計算処理して未臨界度を推定しようとする試みであり、オンラインARMAモデル同定手法を安全監視システムに応用のためのシステム構成要素モジュールの開発、核燃料サイクル開発機構のDCA実験データ解析など実用化に必要となる知見の蓄積も行ってきたが、この間、Microsoft Windowsを基本ソフトとするDOS/V系パーソナル計算機の爆発的な普及により、NECを中心とするMS-DOS系の計算機がその地位を失い、今やMS-DOS系の計算機はその姿を消しつつある。本研究ではMS-DOS系計算機を用いたプログラム開発を行ってきており、その研究成果を今後も有効に利用するためには、これらを商業主義に左右されないOSに基礎を置くワークステーションに移すことが重要な課題となってきた。また、本研究で提案している臨界安全監視システムの設計基本思想は高信頼性、耐雑音性、そして高拡張性にある。近年エンジニアリングワークステーションの性能は飛躍的に向上し、且つ価格もかなり安くなっており、この様にめざましい発展を遂げている計算機に着目すると、信号解析、表示、警報信号発生に、それらのアルゴリズムをROM化したICチップを用いるよりも、高性能の計算機を用意し、各種の信号解析ソフトウェアや、必要に応じて他のシステム同定アルゴリズムを組み合わせた総合的信号処理システムとすることが望ましい。この様な観点から、臨界安全監視用プログラムをワークステーションに移植することは非常に重要である。そこで、今年度より、これまでMS-DOS系計算機上で開発された臨界安全監視用プログラムを順次年次計画を立ててワークステーション上に移植することとなった。今年度は、臨界安全監視システムの中心的ソフトウェアである逐次型ARMAモデル同定プログラム(ARMAX1)の移植作業を行った。なお、本報告書として自己完結性を保つため、理論的な未臨界原子炉のARMAモデル導出を示すとともに、逐次型ARMAモデル同定アルゴリズムに関する要点を再

監視画像データ削減手法を用いた遠隔監視試験,2

山本 洋一

核物質管理学会日本支部第20回記念大会論文集, p.143 - 150, 1999/11

デジタル化された監視画像データは、データ量が大きく、そのままでは伝送時間、通信費等で極めて不利であることから、報告者はこれまで画像データ削除のための手法を検討してきた。本手法は、データ削減を行うにあたり採用しているアルゴリズムの性質上、もともと、シーン変化検出機能を併せ持っている。今回の試験では、この特徴を積極的に利用して、監視中の映像のシーン変化を検出した時のみその変化した部分だけを切り出して記録するように画像監視システムを改良し、これを用いて約4ヶ月にわたり遠隔監視試験を行った。本報告では、試験に使用した監視システムの概要、監視試験とその結果、及び本手法に適用する認証法について述べる。

オンライン臨界安全監視システムの開発研究(II)

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PNC TJ1632 98-001, 112 Pages, 1998/03

PNC-TJ1632-98-001.pdf:2.55MB

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。

動燃技報 No.103

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PNC TN1340 97-003, 101 Pages, 1997/09

PNC-TN1340-97-003.pdf:12.06MB

概況(平成9年度第1四半期):高速増殖炉の開発, 新型転換炉の開発, ウラン資源・探鉱と技術開発, ウラン濃縮技術の開発, 核燃料サイクルの開発, 使用済燃料の再処理, 放射性廃棄物の環境技術開発, 新技術開発(フロンティア研究), 核物質管理と核不拡散対応, 安全管理と安全研究, 技術概説:高速実験炉「常陽」における炉心支持板流力変位の反応度効果, 技術報告:世界のウラン資源・需要の見直し, 大気中ナトリウム漏洩流下部における鉄系材料腐食機構, ガラス溶融炉内検査試験装置の開発, アクティブ中性子法によるTRU核種測定技術開発-マトリクス補正-, 使用済燃料被覆管切断片(ハル)等の高圧縮試験(I), 研究報告:ニアフィールド核種移行挙動の影響解析-複数の廃棄体の存在を考慮したニアフィールド核種移行解析コードの開発およびその概略的影響解析-, フロメータ検層による花崗岩中の透水性割れ目の把握, 会議報告:平成8年度先行基礎工学分野に関する研究成果の発表報告, 国際協力:国際会議、海外派遣等, 活動:外部発表、特許・実用新案紹介, おしらせ:平成10年度任期付研究員(博士研究員)の公募について

オンライン臨界安全監視システムの開発研究

not registered

PNC TJ1632 97-001, 139 Pages, 1997/03

PNC-TJ1632-97-001.pdf:2.91MB

核燃料再処理工場等に用いられる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5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。これらの成果を実際のシステムとして構築することがこれからの課題であり、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必要となるモジュールに付いて検討を行うと共に、平成8年3月に動燃事業団・大洗工学センターのDCA実験装置において行われた炉雑音実験データを解析し、これまでの手法の有効性と限界を確認すると共に以下の結論を得た。1.中性子信号を検出し、アナログ/ディジタル変換を行うシステム構成は中性子検出器に何を用いるかによって変わる。しかし、今回のDCA実験データの解析結果はパルス型の中性子検出器の方が、電流型よりも有効であることを示している。電流型の場合には、ハムノイズを除去するための適当なノッチフィルタを設計しなくてはならない。2.従来は、同軸ケーブルなどを用いて信号の伝送を行ってきたが、近年、光ケーブルを用いた信号の伝送技術が主流となっている。そこで、本システムでは光伝送制御システムの利用を提案する。この技術は大量の情報の伝送を可能にするばかりでなく各モジュールの遠隔制御を可能にする。また、この方法は、耐電磁誘導障害、耐火性に富み、システムの信頼性を高める。3.信号解析部として、システムを固定化してしまうROMチップを用いるよりも、近年目覚ましい進歩を示している高性能計算機と各種の信号解析ソフトウェアを組み合わせた総合信号解析処理システムを提案した。この手法はソフトウェアや解析技術の進歩を即座にシステムに取り入れることが可能となるばかりでなく、特別なシステムを付加することなく、時代と共に進歩・発展する柔軟な臨界安全監視システムを構築することができる。

オンライン臨界安全監視システムの基礎研究(5)

山田 澄*

PNC TJ1632 96-001, 50 Pages, 1996/03

PNC-TJ1632-96-001.pdf:1.33MB

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

放射線管理におけるコンピュータ利用,4; 環境モニタリング

山本 峯澄

Radioisotopes, 43(4), p.244 - 260, 1994/04

https://doi.org/10.3769/radioisotopes.43.244

原子炉施設、核燃料物質取扱施設等においては、エリアモニタ、ダストモニタ等を設置し、線量当量率、放射能濃度が連続監視され、また、周辺環境にはモニタリングポストを設置して、線量率の監視が実施されている。最近、これらの監視にはコンピュータを用いた集中監視装置が付設され、監視能力が強化されている。この集中監視システムの設計に係る考え方、あるべき機能を概説し、最新の設備であるNUCEFの集中監視システムを紹介するとともに、東海研環境モニタ監視システムについて述べた。