2016 Fiscal Year Annual Research Report
Research and development for real-time subcriticality monitoring in high gamma dose rate field
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15K18317
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
遠藤 知弘 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (50377876)
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2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 未臨界度測定 / 原子炉雑音 / ブートストラップ法 / 一点炉動特性方程式 / データ同化 / ベイズ理論 / カルマンフィルタ / TRUST Eu:LiCAF |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、γ線と中性子線が混在する場で適用可能な未臨界度リアルタイム測定手法を開発することを目的とし、以下の検討を実施した。
原子炉雑音を利用した未臨界度測定手法の一つであるFeynman-α法については、H27年度に引き続き、中性子検出数の3次,4モーメントを活用したFeynman-α法の統計誤差評価手法を新たに考案した。本手法により推定された統計誤差は、H27年度に提案したブートストラップ法によって推定された統計誤差と同程度であることを確認した。加えて、本手法の場合には、ブートストラップ法において必要であったリサンプリング手順が不要となるため、計算コストの低減に繋がり、よりリアルタイム測定に適した統計誤差推定手法を考案することができた。
未臨界度測定に対するベイズ理論の応用については、正の反応度がステップ状に添加される条件を想定した仮想的な数値実験を実施した。その結果、一点炉動特性方程式に対して拡張カルマンフィルタを適用することで、一点炉動特性パラメータ(中性子生成時間)に不確かさが存在する場合でも精度良く未臨界度を推定できる見込みを得た。
TRUST Eu:LiCAFの未臨界度測定への適用可能性に関する検討については、H27年度に試作した検出器を改良した上で、Cf中性子源および名古屋大学コバルト60照射施設を利用した、n/γ弁別実験および炉雑音測定実験を実施した。炉雑音測定実験により微弱なCf自発核分裂反応を検知可能かどうか検討したが、Feynman-α法の統計誤差の観点から有意な測定結果を得ることができず、長時間の炉雑音測定、あるいは中性子検出効率の向上が必要である、といった課題が明らかとなった。n/γ弁別については、中性子起因の波形を弁別可能な光子束/中性子束比を求め、中性子計数率の増減によって未臨界度を推定する手法(中性子源増倍法など)が適用可能な範囲を調査した。
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