特許 7555318 減速材温度係数測定方法、減速材温度係数測定システム及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-12

(45)【発行日】2024-09-24

(54)【発明の名称】減速材温度係数測定方法、減速材温度係数測定システム及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G21C 17/022 20060101AFI20240913BHJP

   G21C 17/02 20060101ALI20240913BHJP

【ＦＩ】

G21C17/022

G21C17/02 100

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021147984

(22)【出願日】2021-09-10

(65)【公開番号】P2023040814

(43)【公開日】2023-03-23

【審査請求日】2024-02-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(72)【発明者】

【氏名】大島 拓洋

(72)【発明者】

【氏名】森 健多

(72)【発明者】

【氏名】中野 誠

【審査官】藤田 健

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－０４５９７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－０８４４９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１７０４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０７４８７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０３５７６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５４－０９６６９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ２１Ｃ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

減速材温度の時系列データと反応度の時系列データとを取得するステップと、
取得した前記減速材温度の時系列データと前記反応度の時系列データの各々を周波数解析し、対応する周波数の前記減速材温度の時系列データと前記反応度の時系列データの相関値を周波数別に算出し、前記相関値が閾値以上となる周波数を特定するステップと、
特定した前記周波数の前記減速材温度および前記反応度の時系列データの中から、前記減速材温度と前記反応度の時系列データの位相差に基づく時間差が所定の設定範囲内となる前記減速材温度および前記反応度の時系列データを抽出するステップと、
抽出した前記減速材温度および前記反応度の時系列データを用いて減速材温度係数を算出するステップと、
を有する減速材温度係数測定方法。

【請求項2】

前記特定した周波数の前記減速材温度および前記反応度の時系列データ、又は、前記時間差に基づいて抽出した前記減速材温度および前記反応度の時系列データ、の中からコヒーレンスが閾値以上のものを抽出するステップ、
をさらに有する請求項１に記載の減速材温度係数測定方法。

【請求項3】

前記周波数を特定するステップでは、
周波数別の前記減速材温度および前記反応度の時系列データの中から減速材温度と反応度のクロスパワースペクトル密度が閾値以上の周波数を特定する、
請求項１または請求項２に記載の減速材温度係数測定方法。

【請求項4】

人為的に減速材温度を変動させたときの前記減速材温度の時系列データと反応度の時系列データを取得するステップと、
前記減速材温度および前記反応度の時系列データを周波数解析して、周波数別に前記減速材温度および前記反応度の時系列データの前記相関値を算出し、算出された前記相関値についての閾値を設定するステップ、
をさらに有する請求項１から請求項３の何れか１項に記載の減速材温度係数測定方法。

【請求項5】

人為的に減速材温度を変動させたときの前記減速材温度の時系列データと反応度の時系列データを取得するステップと、
前記減速材温度および前記反応度の時系列データを周波数解析して、周波数別に前記減速材温度と前記反応度の位相差を算出し、前記位相差に基づいて前記時間差に関する前記設定範囲を設定するステップと、
をさらに有する請求項１から請求項４の何れか１項に記載の減速材温度係数測定方法。

【請求項6】

前記取得するステップにて取得した前記減速材温度の時系列データと前記反応度の時系列データから、所定の抽出条件に基づいて、前記減速材温度の自然な温度揺らぎによって前記反応度が変化する前記減速材温度の時系列データと前記反応度の時系列データを抽出するステップ、をさらに有し、
前記減速材温度係数を算出するステップでは、前記抽出するステップにて抽出された前記時系列データから複数の小期間の前記減速材温度および前記反応度の時系列データを抜き出し、抜き出した前記時系列データに含まれる前記減速材温度の前記時系列データと前記反応度の前記時系列データのそれぞれに周波数解析を行ってノイズ法により前記減速材温度係数を算出する処理を、前記小期間ごとに行う、
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の減速材温度係数測定方法。

【請求項7】

前記抽出するステップでは、（１）制御棒の操作およびホウ酸の希釈・濃縮による反応度の添加が行われていない期間の時系列データであること、（２）制御棒の操作およびホウ酸の希釈・濃縮による反応度の添加が行われた後、一定時間経過後の時系列データであること、の２つの前記抽出条件を満たす前記減速材温度および前記反応度の時系列データを抽出する、
請求項６に記載の減速材温度係数測定方法。

【請求項8】

前記減速材温度係数を算出する処理を前記小期間ごとに行うことによって算出された複数の前記減速材温度係数を統計処理して、最終的な減速材温度係数を決定するステップ、
をさらに有する請求項６または請求項７に記載の減速材温度係数測定方法。

【請求項9】

減速材温度の時系列データと反応度の時系列データを取得する手段と、
取得した前記減速材温度の時系列データと前記反応度の時系列データの各々を周波数解析し、対応する周波数の前記減速材温度の時系列データと前記反応度の時系列データの相関値を周波数別に算出し、前記相関値が閾値以上となる周波数を特定する手段と、
特定した前記周波数の前記減速材温度および前記反応度の時系列データの中から、前記減速材温度と前記反応度の時系列データの位相差に基づく時間差が所定の設定範囲内となる前記減速材温度および前記反応度の時系列データを抽出する手段と、
抽出した前記減速材温度および前記反応度の時系列データを用いて減速材温度係数を算出する手段と、
を有する減速材温度係数測定システム。

【請求項10】

コンピュータに、
減速材温度の時系列データと反応度の時系列データを取得するステップと、
取得した前記減速材温度の時系列データと前記反応度の時系列データの各々を周波数解析し、対応する周波数の前記減速材温度の時系列データと前記反応度の時系列データの相関値を周波数別に算出し、前記相関値が閾値以上となる周波数を特定するステップと、
特定した前記周波数の前記減速材温度および前記反応度の時系列データの中から、前記減速材温度と前記反応度の時系列データの位相差に基づく時間差が所定の設定範囲内となる前記減速材温度および前記反応度の時系列データを抽出するステップと、
抽出した前記減速材温度および前記反応度の時系列データを用いて減速材温度係数を算出するステップと、
を実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、減速材温度係数測定方法、減速材温度係数測定システム及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

減速材温度係数（ＭＴＣ：moderator temperature coefficient；以下、減速材温度係数をＭＴＣと記載する場合がある。）は、原子力プラント固有の安全性を示す指標の１つである。従来、ＭＴＣは、炉物理検査中に設けられているＭＴＣ測定用の工程において、意図的に減速材温度を変化させ、その変化中における原子炉の反応度と減速材温度を測定し、この測定結果に基づいてＭＴＣを求めている。例えば、特許文献１には、測定された反応度および減速材温度の関係を示すグラフを作成し、勾配法によってＭＴＣを算出する方法が記載されている。特許文献２には、反応度および減速材温度の時系列データをノイズ法により分析してＭＴＣを算出する方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特公平０４－０５８９１３号公報

【文献】特開平０３－０８４４９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来のＭＴＣ測定方法の場合、意図的に減速材温度を変化させるために原子力プラントの系統に対して煩雑な作業が必要であり、また、反応度および減速材温度の測定値を収集するためにＭＴＣ測定用の工程に一定の時間を割く必要がある。ＭＴＣ測定に要する作業負担を軽減し、測定時間を短縮することができるＭＴＣの測定方法が求められている。

【0005】

本開示は、上記課題を解決することができる減速材温度係数測定方法、減速材温度係数測定システム及びプログラムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の減速材温度係数測定方法は、減速材温度の時系列データと反応度の時系列データを取得するステップと、取得した前記減速材温度の時系列データと前記反応度の時系列データの各々を周波数解析し、対応する周波数の前記減速材温度の時系列データと前記反応度の時系列データの相関値を周波数別に算出し、前記相関値が閾値以上となる周波数を特定するステップと、特定した前記周波数の前記減速材温度および前記反応度の時系列データの中から、前記減速材温度の時系列データと前記反応度の時系列データの位相差に基づく時間差が所定の設定範囲内となる前記減速材温度および前記反応度の時系列データを抽出するステップと、抽出した前記減速材温度および前記反応度の時系列データを用いて減速材温度係数を算出するステップと、を有する。

【0007】

本開示の減速材温度係数測定装置は、減速材温度の時系列データと反応度の時系列データを取得する手段と、取得した前記減速材温度の時系列データと前記反応度の時系列データの各々を周波数解析し、対応する周波数の前記減速材温度の時系列データと前記反応度の時系列データの相関値を周波数別に算出し、前記相関値が閾値以上となる周波数を特定する手段と、特定した前記周波数の前記減速材温度および前記反応度の時系列データの中から、前記減速材温度の時系列データと前記反応度の時系列データの位相差に基づく時間差が所定の設定範囲内となる前記減速材温度および前記反応度の時系列データを抽出する手段と、抽出した前記減速材温度および前記反応度の時系列データを用いて減速材温度係数を算出する手段と、を有する。

【0008】

本開示のプログラムは、コンピュータに、減速材温度の時系列データと反応度の時系列データを取得するステップと、取得した前記減速材温度の時系列データと前記反応度の時系列データの各々を周波数解析し、対応する周波数の前記減速材温度の時系列データと前記反応度の時系列データの相関値を周波数別に算出し、前記相関値が閾値以上となる周波数を特定するステップと、特定した前記周波数の前記減速材温度および前記反応度の時系列データの中から、前記減速材温度の時系列データと前記反応度の時系列データの位相差に基づく時間差が所定の設定範囲内となる前記減速材温度および前記反応度の時系列データを抽出するステップと、抽出した前記減速材温度および前記反応度の時系列データを用いて減速材温度係数を算出するステップと、を実行させる。

【発明の効果】

【0009】

上述の減速材温度係数測定方法、減速材温度係数測定システム及びプログラムによれば、減速材温度の自然な温度揺らぎによって反応度が変化する状況で測定された減速材温度および反応度の時系列データから減速材温度係数を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態に係るＭＴＣ測定システムの一例を示すブロック図である。

【図2】炉物理検査中の反応度と減速材温度の推移の一例を示す図である。

【図3】実施形態に係る反応度と減速材温度の関係を示す図である。

【図4】実施形態に係る小期間について説明する図である。

【図5】実施形態に係るＭＴＣ測定処理の一例を示すフローチャートである。

【図6】実施形態に係る閾値の設定処理について説明する図である。

【図7】実施形態に係るノイズ法の一例を示すフローチャートである。

【図8】実施形態に係るノイズ法について説明する図である。

【図9】実施形態に係るノイズ法に設けた各種フィルタ処理の効果について説明する図である。

【図10】実施形態に係るＭＴＣ測定システムのハードウェア構成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

＜実施形態＞
以下、本開示のＭＴＣ（減速材温度係数）測定処理について、図１～図１０を参照して説明する。
（システム構成）
図１は、実施形態に係るＭＴＣ測定システムの一例を示すブロック図である。
ＭＴＣ測定システム１０は、炉物理検査実施中の原子力プラント２０において、減速材温度の自然な温度揺らぎによって反応度が変化する状況で測定された減速材温度および反応度の時系列データに基づいてＭＴＣを測定する。本実施形態のＭＴＣ測定では、人為的に減速材温度を変化させることなく、ＭＴＣを測定することができる。

【0012】

ＭＴＣ測定システム１０は、原子力プラント２０と通信可能に接続され、炉物理検査中の原子力プラント２０からＭＴＣ測定に必要なデータを取得し、ＭＴＣを測定する。
原子力プラント２０は、減速材温度測定系２１と、中性子検出器２２とを備える。
減速材温度測定系２１は、減速材温度（以下、Ｔａｖｇと記載する場合がある。）を測定し、ＴａｖｇをＭＴＣ測定システム１０へ出力する。Ｔａｖｇは、例えば、原子炉の一次冷却材温度を測定することによって求めることができる。
中性子検出器２２は、原子炉の中性子束φを測定し、測定した中性子束φをＭＴＣ測定システム１０に出力する。

【0013】

ＭＴＣ測定システム１０は、反応度処理装置１１と、タイマー１２と、データ記録・制御装置１３と、データ抽出装置１４と、ＭＴＣ処理装置１５と、統計処理装置１６と、表示装置１７と、オペレータコンソール１８と、閾値算出装置１９とを備える。これらのうち、反応度処理装置１１と、データ記録・制御装置１３と、データ抽出装置１４と、ＭＴＣ処理装置１５と、統計処理装置１６と、オペレータコンソール１８と、閾値算出装置１９とは、ＰＣやサーバ端末装置などのコンピュータによって構成される。

【0014】

反応度処理装置１１は、中性子検出器２２が測定した中性子束φを取得し、反応度を算出する。反応度処理装置１１は、反応度をデータ記録・制御装置１３へ出力する。
タイマー１２は、時間を測定する。
データ記録・制御装置１３は、原子力プラント２０から取得したデータや、ＭＴＣ測定システム１０にて演算したデータを記録、記憶する。
データ抽出装置１４は、炉物理検査全体を通じて測定された反応度の時系列データおよびＴａｖｇの時系列データの中から、ＭＴＣ測定に適した時系列データを抽出する。

【0015】

ＭＴＣ処理装置１５は、ＭＴＣを算出する処理であるＭＴＣ処理を実行する。ＭＴＣ処理装置１５は、ＭＴＣ処理部１５１と、補正部１５２と、核設計コード１５３と、を備える。
ＭＴＣ処理部１５１は、データ抽出装置１４が抽出した反応度およびＴａｖｇの時系列データ基づいて、複数回、ＭＴＣ処理を行い、ＭＴＣを複数算出する。より具体的には、データ抽出装置１４が抽出した時系列データの中から、所定の小期間（例えば、１０分間）分の時系列データを多数抜き出し、各小期間の時系列データを用いてＭＴＣを算出する。つまり、抜き出した小期間の数だけＭＴＣが算出される。

【0016】

補正部１５２は、ＭＴＣ処理部１５１が算出したＭＴＣを補正する。一般にＭＴＣは、制御棒が原子炉から引き抜かれ臨界となったときの一次冷却材のホウ酸濃度において測定された反応度とＴａｖｇに基づいて算出されることになっている。炉物理検査中の制御棒の位置は様々で、ホウ酸濃度は変動している。ＭＴＣは、ホウ酸濃度の影響を受ける。補正部１５２は、データ抽出装置１４が抽出した時系列データが測定されたときの一次冷却材のホウ酸濃度が、制御棒が引き抜かれ臨界となったときの一次冷却材のホウ酸濃度から乖離することがＭＴＣに与える影響を考慮し、ホウ酸濃度の違いによるＭＴＣの変動を補正する。補正部１５２は、核設計コード１５３を用いて、ＭＴＣ処理部１５１が算出したＭＴＣを、制御棒が原子炉から引き抜かれ臨界となったときのホウ酸濃度におけるＭＴＣに補正する。

【0017】

核設計コード１５３は、炉心解析を行うためのプログラムおよびデータである。核設計コード１５３は、ホウ酸濃度と制御棒の位置を入力すると、その状況でＴａｖｇが変化した場合の反応度の変化量を演算する。その結果を用いると、ＭＴＣの値を演算することができる。また、核設計コード１５３は、制御棒が引き抜かれ臨界となったときのＭＴＣの値を演算することができる。

【0018】

統計処理装置１６は、ＭＴＣ処理装置１５が算出した複数のＭＴＣを取得し、統計処理を行って、最終的なＭＴＣの値を決定する。
表示装置１７は、最終的なＭＴＣの値などを表示するディスプレイである。
オペレータコンソール１８は、オペレータが、ＭＴＣ測定の実行指示をＭＴＣ測定システム１０へ指示するために用いられる端末装置である。
閾値算出装置１９は、ＭＴＣ処理に用いる閾値（後述する閾値Ｔｈと、τｍｉｎ～τｍａｘの範囲）を算出し、ＭＴＣ処理装置１５に設定する。

【0019】

（ＭＴＣ測定処理の概要）
次に図２を用いて本実施形態のＭＴＣ測定処理について、その概要を説明する。
図２に示すのは、従来の炉物理検査中の反応度とＴａｖｇの推移の一例である。
炉物理検査は、法律等の要請により、原子炉を起動した際に実施される。グラフ２００は、炉御物理検査中の反応度の変動を示し、グラフ２０１は、炉御物理検査中のＴａｖｇの変動を示す。一般的な炉物理検査は工程１～５を含む。工程４は、ＭＴＣ測定のための工程である。工程４では、主蒸気逃し弁等の操作によって、Ｔａｖｇを意図的に１℃程度変化させる。図示するように、Ｔａｖｇの変動により、反応度が変動する。Ｔａｖｇを上昇させると、反応度は低下する。従来は、工程４の間に所定の時間間隔でＴａｖｇと反応度を測定し、測定したＴａｖｇの時系列データと反応度の時系列データを用いて、ノイズ法等によって、ＭＴＣを算出する。工程４には、一定の時間（例えば、２時間）を要し、Ｔａｖｇを変化させるための作業（主蒸気逃し弁等の操作）は煩雑なものである。これに対し、本実施形態では、工程４を省き、Ｔａｖｇを意図的に変化させること無く、炉物理検査中の自然なＴａｖｇの揺らぎによって反応度が変化するような期間に測定されたＴａｖｇおよび反応度の時系列データを用いてＭＴＣを算出する。これにより、炉物理検査の時間を短縮化し、主蒸気逃し弁等の煩雑な操作を省くことにより、オペレータの負担を軽減する。

【0020】

Ｔａｖｇの自然な温度揺らぎによって反応度が変化する期間を図２に破線で囲った枠で示す。期間２０２～２１１は、Ｔａｖｇの自然な温度揺らぎによって反応度が変化する期間であり、Ｔａｖｇには意図的な変化が加えられていない。本実施形態では、これらの期間に計測されたＴａｖｇおよび反応度の時系列データを用いてＭＴＣを算出する。例えば、期間２０２～２１１の一部は炉物理検査における待機時間である。ＭＴＣは、以下の式（１）で算出することができる。
ＭＴＣ（pcm/℃）＝Δ反応度÷ΔＴａｖｇ ・・・（１）
式（１）から、ＭＴＣの測定には、Ｔａｖｇの温度変化以外の要因で反応度が変化することがない状態でのＴａｖｇおよび反応度の測定値が必要であることが分かる。工程１～３および工程５の一部では、制御棒の操作等により、一次冷却材のホウ酸濃度が変動し、ホウ酸濃度の変動が反応度に影響を与える。つまり、工程１～３および工程５の一部の期間は、Ｔａｖｇ以外にホウ酸濃度の変動が反応度に影響を与えるため、この期間に測定されたＴａｖｇおよび反応度によって、Ｔａｖｇの変化と反応度の変化の関係を求めることは難しい。すなわち、工程１～３、工程５の一部およびその影響が残る直後の期間に測定されたＴａｖｇおよび反応度はＭＴＣ測定に適さない。従って、本実施形態では、炉物理検査全体の中からＭＴＣ測定に適さない期間を除く、期間２０２～２１１に測定されたＴａｖｇおよび反応度を用いてＭＴＣを算出する。

【0021】

図２に示すように期間２０２～２１１において、Ｔａｖｇおよび反応度には大きな変化がない。図３に本実施形態のＭＴＣ測定期間における反応度とＴａｖｇの推移の一例（拡大図）を示す。上記の工程４では、Ｔａｖｇを人為的に１℃程度変化させるのに対し、本実施形態で使用する期間２０２～２１１におけるＴａｖｇの変化は、例えば、０．０５℃～０．２℃程度である。Ｔａｖｇおよび反応度の測定にはノイズが含まれる可能性があるが、工程４に比べ、期間２０２～２１１でのＴａｖｇおよび反応度の変化が小さい為、式（１）によるＭＴＣの算出結果は、工程４で測定されたＴａｖｇおよび反応度からＭＴＣを算出する場合に比べ、ノイズの影響を受けやすい。（Ａ）そこで、本実施形態では、期間２０２～２１１のそれぞれから連続する小期間を多数抜き出し、それぞれの小期間で測定されたＴａｖｇおよび反応度の時系列データを用いてＭＴＣを算出する。この様子を図４に示す。図４に期間２０２から抽出される小期間２０２－１～２０２－６の一例を示す。小期間２０２－１～２０２－６の長さは、それぞれ１０分間程度である。例えば、期間２０２の最初の観測点から１０分間を小期間２０２－１、２番目の観測点から１０分間を小期間２０２－２、・・・のように小期間の始点を順番に１つずつ後方にずらし、多数の小期間を抽出する。最後の小期間２０２－６では、その小期間に含まれる最後の観測点が期間２０２の終端と一致する。期間２０３～２１１についても同様に多数の小期間を抽出する。このように小期間を多数抽出し、小期間ごとにＭＴＣを算出することで、多数のＭＴＣを得ることができる。そして、多数算出されたＭＴＣに基づいて、最終的なＭＴＣを決定する。例えば、多数のＭＴＣの平均を最終的なＭＴＣとしてもよい。（Ｂ）また、本実施形態では、小期間ごとにＭＴＣを算出する際に、小期間のデータの中から、ノイズの影響を除去するフィルタ処理（周波数に基づくフィルタ処理、時間差に基づくフィルタ処理）を行って、人為的にＴａｖｇを１℃程度変動させた場合に観察されるＴａｖｇと反応度との関係に相当するデータを抽出する。そして、フィルタ処理によって抽出したノイズ除去後のデータに基づいてＭＴＣを多数算出する。精度の高い多数のＭＴＣを用いることで、測定時のノイズの影響を低減し、精度を向上させる。次に図５を参照して本実施形態のＭＴＣ測定処理についてより詳細に説明する。

【0022】

（動作）
図５は、実施形態に係るＭＴＣ測定処理の一例を示すフローチャートである。
＜事前の閾値設定処理＞
ＭＴＣ測定処理に先立って、フィルタ処理に用いる閾値が未設定か否かが判定される（ステップＳ１）。具体的には、周波数に基づくフィルタ処理に用いる閾値、時間差に基づくフィルタ処理に用いる閾値の両方が既に設定されている場合（ステップＳ１；Ｎｏ）、ステップＳ５へ進む。何れかの閾値が設定されていない場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、炉物理検査対象の原子炉に対して、人為的にＴａｖｇを１℃程度変動させる操作を所定時間行う（ステップＳ２）。この操作は、図２の工程４にて、従来の方法でＭＴＣ測定を行う場合と同様の操作である。データ記録・制御装置１３は、減速材温度測定系２１からＴａｖｇの時系列データを取得し、反応度処理装置１１から反応度の時系列データを取得する（ステップＳ３）。データ記録・制御装置１３は、減速材温度測定系２１から取得したＴａｖｇを、その時にタイマー１２が測定している時刻と対応付けて記憶し（Ｔａｖｇの時系列データ）、反応度についても、反応度処理装置１１から取得した反応度を、その時にタイマー１２が測定している時刻と対応付けて記憶する（反応度の時系列データ）。閾値算出装置１９は、Ｔａｖｇの時系列データと反応度の時系列データをデータ記録・制御装置１３から取得して閾値を算出する（ステップＳ４）。ここで図６を参照して閾値の算出方法について説明する。

【0023】

図６は、実施形態に係る閾値の設定処理について説明する図である。閾値算出装置１９は、枠６１のグラフに示すように、データ記録・制御装置１３から取得したＴａｖｇの時系列データと反応度の時系列データを所定の時間窓Ｗ１～Ｗ３ごとに切り出して各々をフーリエ変換し、周波数別に分解する。例えば、閾値算出装置１９は、時間窓Ｗ１について算出された周波数ごとのＴａｖｇおよび反応度の時系列データを用いて、同じ周波数のＴａｖｇと反応度の相関強度を示すクロスパワースペクトル密度を算出する。閾値算出装置１９は、他の時間窓Ｗ２等についてもクロスパワースペクトル密度を算出し、これらを平均する。枠６２のグラフに、算出した周波数とクロスパワースペクトル密度（ＣＰ）の最大値との関係性を示す。また、閾値算出装置１９は、時間窓Ｗ１～Ｗ３について算出された周波数ごとのＴａｖｇおよび反応度の時系列データを用いて、同じ周波数のＴａｖｇと反応度のコヒーレンスを計算し、それらの平均値を計算する。そして閾値算出装置１９は、計算したコヒーレンスの平均値が所定の閾値を上回る範囲に対応するクロスパワースペクトル密度の値を算出し、この下限値をクロスパワースペクトル密度の閾値Ｔｈに設定する（コヒーレンスとクロスパワースペクトル密度は互いに演算により変換が可能で、コヒーレンス＞閾値となる範囲に対応するクロスパワースペクトル密度の値の範囲を正のデータとして抽出するためにその下限値を閾値Ｔｈとして設定する）。また、閾値算出装置１９は、時間窓Ｗ１～Ｗ３の各々について算出された周波数ごとのＴａｖｇおよび反応度の時系列データを同じ時間枠、同じ周波数で比較して、両者の位相差から、その位相差に対応するＴａｖｇと反応度の時間差（図示する“Ｔａｖｇ－反応度の時間差ΔＴ”に対応する時間）を算出する。そして閾値算出装置１９は、算出した時間差に基づいて、枠６３のグラフに例示するような周波数別の時間差のヒストグラムを作成し、先に計算したコヒーレンスの平均値が所定の閾値を上回る範囲の周波数に対応する時間差を算出し、算出した時間差の範囲（上限値τｍａｘ～下限値τｍｉｎ）を時間差の閾値に設定する。閾値算出装置１９は、算出したクロスパワースペクトル密度の閾値Ｔｈと、時間差の範囲とをＭＴＣ処理装置１５に記録する。閾値Ｔｈ，範囲の設定が終わると、ステップＳ５以降のＭＴＣ測定処理が実行可能な状態となる。

【0024】

＜ＭＴＣ測定処理＞
まず、オペレータが、オペレータコンソール１８に、ＭＴＣ測定処理の開始を指示する操作を行う。すると、データ記録・制御装置１３が、炉物理検査の実行中に、減速材温度測定系２１からＴａｖｇの時系列データを取得し、反応度処理装置１１から反応度の時系列データを取得する（ステップＳ５）。具体的には、データ記録・制御装置１３は、減速材温度測定系２１から取得したＴａｖｇを、その時にタイマー１２が測定している時刻と対応付けて記憶し（Ｔａｖｇの時系列データ）、反応度についても、反応度処理装置１１から取得した反応度を、その時にタイマー１２が測定している時刻と対応付けて記憶する（反応度の時系列データ）。データ記録・制御装置１３は、これらの時系列データを記憶する。また、データ記録・制御装置１３は、原子力プラント２０から制御棒の位置と一次冷却水材のホウ酸濃度の情報を所定の時間間隔で取得し、その時にタイマー１２が測定している時刻と対応付けて記憶する（制御棒とホウ酸濃度の時系列データ）。データ記録・制御装置１３によるＴａｖｇ、反応度および制御棒とホウ酸濃度の時系列データの取得は、炉物理検査全体を通じて行われる。なお、炉物理検査には、図２の工程４は含まれていない。

【0025】

次に、データ抽出装置１４が、Ｔａｖｇの自然な温度揺らぎによって反応度が変化するデータを抽出する（ステップＳ６）。データ抽出装置１４は、データ記録・制御装置１３が記憶するＴａｖｇの時系列データ、反応度の時系列データ、制御棒およびホウ酸濃度の時系列データに基づいて、以下の２つの条件を満たす期間におけるＴａｖｇの時系列データと反応度の時系列データを抽出する。
（条件１）制御棒の操作およびホウ酸の希釈・濃縮による反応度の添加が行われていない期間であること。
（条件２）制御棒の操作およびホウ酸の希釈・濃縮による反応度の添加が行われた後、一定時間経過後の期間であること（制御棒の操作が行われてから６０秒経過後、ホウ酸の希釈・濃縮が行われてから３０分経過後）。
条件１と条件２を満たす期間とは、例えば、図２の期間２０２～２１１である。データ抽出装置１４は、抽出したＴａｖｇの時系列データと反応度の時系列データをＭＴＣ処理装置１５へ出力する。

【0026】

次に、ＭＴＣ処理装置１５のＭＴＣ処理部１５１が、ＭＴＣ処理を実行する（ステップＳ７）。ＭＴＣ処理とは、ＭＴＣを算出する処理である。ＭＴＣ処理には、例えば、ノイズ法が用いられる。ＭＴＣ処理部１５１は、ノイズ法を複数回（小期間の数だけ）実行し、多数のＭＴＣを算出する。ノイズ法自体は公知であるが、本実施形態では、測定精度を向上させるため、上記した（Ａ）、（Ｂ）の工夫を行う。（Ｂ）については、一般的なノイズ法にフィルタ処理を組み込むことによって実現する。以下に、図２の期間２０２～２１１、図４の小期間２０２－１～２０２－６を例として、ノイズ法によってＭＴＣを算出する処理について説明する。

【0027】

図７、図８に本実施形態に係るノイズ法の手順を示す。まず、ＭＴＣ処理部１５１は、Ｔａｖｇの時系列データと反応度の時系列データを複数セット作成する（ステップＳ１１）。ＭＴＣ処理部１５１は、期間２０２～２１１のそれぞれから小期間を抽出する。図８の枠８１のグラフにおける時間窓Ｗ１´～Ｗ３´は小期間の例である。例えば、１つの小期間は１０分間であり、１０分間の中に２９６点の観測点が含まれている。ＭＴＣ処理部１５１は、２９６点の観測点のうち最初の観測点から２５６個の観測点を抽出する。次にＭＴＣ処理部１５１は、２９６点の観測点のうち２番目の観測点から２５６個の観測点を抽出する。以降も、ＭＴＣ処理部１５１は、始点となる観測点を１つずつずらしながら２５６個の観測点を抽出するという処理を、２５６個目の観測点が２９６点の観測点の最後の観測点と一致するまで繰り返す。ＭＴＣ処理部１５１は、この処理をＴａｖｇの時系列データと反応度の時系列データのそれぞれに対して行う。これにより１つの小期間から４０個のＴａｖｇ時系列データと４０個の反応度時系列データが抽出できる。ＭＴＣ処理部１５１は、期間２０２～２１１から抽出した全ての小期間について同様の処理を行う。次にＭＴＣ処理部１５１は、それぞれの時系列データを周波数解析する（ステップＳ１２）。ＭＴＣ処理部１５１は、フーリエ変換により、全てのＴａｖｇ時系列データと反応度時系列データを周波数別に分解する。ＭＴＣ処理部１５１は、１つの小期間について、データ個数（４０個）分の周波数別のＴａｖｇ時系列データを周波数別に平均する。ＭＴＣ処理部１５１は、１つの小期間について、データ個数（４０個）分の周波数別の反応度時系列データを周波数別に平均する。

【0028】

次にＭＴＣ処理部１５１は、周波数別のＴａｖｇ時系列データと反応度時系列データを用いて、周波数別にクロスパワースペクトル密度、コヒーレンス、時間差（位相差）、ＭＴＣを算出する（ステップＳ１３）。周波数をω１、ＴａｖｇをＴ、反応度をρとすると、ＭＴＣ（ω１）＝Ｔ（ω１）÷ρ（ω１）である。ＭＴＣ処理部１５１は、周波数別、小期間別にＭＴＣ（ωＸ）を算出する（Ｘ＝１～周波数別に分割した数）。また、ＭＴＣ処理部１５１は、１つの小期間の４０個ずつのＴａｖｇおよび反応度の時系列データを用いてＴａｖｇのパワースペクトル密度と、反応度のパワースペクトル密度と、Ｔａｖｇと反応度のクロスパワースペクトル密度と、を周波数別に計算し（図８の枠８２）、これらを用いて小期間ごとにコヒーレンスを計算する。また、１つの小期間における４０個のクロスパワースペクトル密度を平均して小期間ごとのクロスパワースペクトル密度を計算する。これらの値の計算方法は公知である。また、ＭＴＣ処理部１５１は、周波数ごとのＴａｖｇの時系列データと反応度の時系列データとを比較して、両者の位相差を計算し、その位相差に基づいて周波数別にＴａｖｇが変化してから反応度が変化するまでの時間差を小期間ごとに計算する。Ｔａｖｇと反応度のクロスパワースペクトル密度とコヒーレンスは、何れもＴａｖｇと反応度の相関の強さを示す指標である。図６の枠６１のグラフ、図８の枠８１のグラフに示すように、その変動が人為的なものであれ、自然なものであれ、Ｔａｖｇが変動すると、その影響で少し遅れて反応度が変動する。ＭＴＣはこの関係性を表す値であるから、正確なＭＴＣを算出するためには、Ｔａｖｇの変動とその変動の影響による反応度の変動の組合せ、つまり相関性の強いＴａｖｇと反応度のデータを抽出しなければならない。この目的のためにクロスパワースペクトル密度とコヒーレンスが用いられる。従来のノイズ法においてもコヒーレンスが用いられるが、本実施形態では、コヒーレンスに加え、クロスパワースペクトル密度を用いる。コヒーレンスとクロスパワースペクトル密度は何れも２つの信号の位相差や振幅の比が安定して一致する場合に大きな値（相関性が強いことを示す。）となる。具体的には1つの小期間について、周波数別の４０個のＴａｖｇとそれに対応する４０個の反応度の位相差や振幅比が４０個を通じて一定であれば、コヒーレンスとクロスパワースペクトル密度は何れも強い相関を示す値となる。

【0029】

クロスパワースペクトル密度の場合、信号強度がある程度大きくないと（振幅が大きくないと）相関性が強いことを示す値を示さないが、原子炉内の反応とは全く関係なく、センサ等の電気的なノイズの影響でＴａｖｇ又は反応度の信号が大きくなると、両者の相関性があまり強くない場合でも大きな値を示すことがある。反対にコヒーレンスの場合には、Ｔａｖｇと反応度の振幅や位相差の相関性が強ければ、強度が小さな信号（振幅が小さい）でも強い相関を示す値となる。強度が小さな信号とは、ＭＴＣの算出に全く関係のない周波数のデータか又は単なるノイズであり、それらが強い相関性を示しただけの可能性がある。これらを総合すると、Ｔａｖｇと反応度のクロスパワースペクトル密度に基づいて、両者の相関性が強いデータだけを抽出することができれば、ＭＴＣ処理に無関係な信号や信号強度が小さなノイズを取り除くことができ、Ｔａｖｇと反応度のコヒーレンスに基づいて、両者の相関性が強いデータを抽出することができれば、ＭＴＣ処理に無関係な信号強度の大きなノイズを取り除くことができる。つまり、クロスパワースペクトル密度とコヒーレンスを組み合わせて使うことで、周波数別のＴａｖｇおよび反応度の時系列データから、強い相関性を示してはいるが実際にはノイズと考えられるデータを取り除き、真にＭＴＣ算出に必要なデータだけを残すことができる。

【0030】

さらに、クロスパワースペクトル密度とコヒーレンスの両方の観点でフィルタ処理を行って抽出されたデータであっても、ＭＴＣに関係のないデータが残る可能性がある。それは、クロスパワースペクトル密度、コヒーレンスの何れであってもＴａｖｇと反応度の時間差（位相差）が安定して一定でありさえすれば、その時間差がＴａｇｖの変動からその影響が反応度に現れるまでの真の時間から乖離していたとしても、相関性が強いことを示す値となる為である。従って、本実施形態では、Ｔａｖｇと反応度の相関性が強いデータについて、Ｔａｖｇが変動してから反応度が変動するまでの時間が正しいかどうかを確認し、時間差が正しいデータだけを抽出する。

【0031】

次にＭＴＣ処理部１５１は、クロスパワースペクトル密度が閾値Ｔｈ以上の周波数を抽出する（ステップＳ１４）。例えば、ＭＴＣ処理部１５１は、小期間２０２－１～２０２－６を通じたクロスパワースペクトル密度の平均値を計算し、周波数ごとにクロスパワースペクトル密度の平均値と閾値Ｔｈを比較し、クロスパワースペクトル密度が閾値Ｔｈ以上となる周波数を特定し、抽出する（図８の枠８３）。以降の処理では、抽出された周波数のＴａｖｇおよび反応度の時系列データのみを用い、閾値未満の周波数の時系列データは使用しない（周波数に基づくフィルタ）。

【0032】

次にＭＴＣ処理部１５１は、ステップＳ１４にて抽出された周波数のＴａｖｇおよび反応度の時系列データの中からＴａｖｇと反応度の時間差が閾値として設定された範囲内のデータを抽出する（ステップＳ１５）。ＭＴＣ処理部１５１は、Ｔａｖｇの時系列データと反応度の時系列データの位相差に対応する時間差が下限値τｍｉｎ～上限値τｍａｘの範囲に含まれるかどうかを算出し、この範囲に含まれる周波数の時系列データのみを抽出する（図８の枠８４）。ステップＳ１５の処理は時間差に基づくフィルタ処理である。
ステップＳ１４、Ｓ１５により、相関性が強く、時間差が適切なデータが、ＭＴＣ処理を行ううえで信頼性の高いデータとして抽出される。

【0033】

次にＭＴＣ処理部１５１は、コヒーレンスの値が閾値以上のデータを抽出する（ステップＳ１６）。ＭＴＣ処理部１５１は、ステップＳ１４、Ｓ１５により抽出された周波数別のＴａｖｇおよび反応度の時系列データのうち、コヒーレンスが所定の閾値以上となる周波数の時系列データを抽出する（図８の枠８５のコヒーレンスカットオフ）。コヒーレンスによるデータ抽出は従来から行われているが、本実施形態では、上述のクロスパワースペクトル密度の観点でのフィルタでは除去されないノイズを除去する効果を発揮する。なお、ステップＳ１６のコヒーレンスカットオフとステップＳ１５の時間差に基づくフィルタ処理の順番は逆でもよい。

【0034】

次にＭＴＣ処理部１５１は、抽出された時系列データに基づくＭＴＣを選択する（ステップＳ１７）。ＭＴＣ処理部１５１は、ステップＳ１１にて計算しておいた周波数別、小期間別のＭＴＣのうち、ステップＳ１４～ステップＳ１６によって抽出された時系列データに対応する周波数別、小期間別のＭＴＣを選択する（図８の枠８６）。

【0035】

以上説明したように、ステップＳ７の処理によって、抽出した小期間の数だけ、信頼性の高いＴａｖｇおよび反応度の時系列データに基づいたＭＴＣが算出される。なお、ＭＴＣ測定の精度の観点からは、抽出される小期間の数は多い程、好ましい。

【0036】

図５に戻る。次に補正部１５２が、核設計コード１５３を用いてホウ素濃度の違いによるＭＴＣ変動を補正する（ステップＳ８）。１次冷却材のホウ酸濃度は、ＭＴＣの値に大きく影響する。ＭＴＣは、制御棒を全引き抜きし、原子炉が臨界になったときのホウ酸濃度におけるＴａｖｇと反応度から算出することが定められている。これに対し、炉物理検査中に測定されたＴａｖｇと反応度は、制御棒を全引き抜きし、原子炉が臨界になったときのホウ酸濃度の条件下で測定されたものとは限らない。そこで、ステップＳ８では、ＭＴＣ処理部１５１が算出した小期間ごとのＭＴＣの値を、上記の条件下におけるＭＴＣの値の補正する処理を行う。具体的には、補正部１５２は、算出されたＭＴＣに対応する小期間における制御棒の位置と１次冷却材のホウ酸濃度とを核設計コード１５３に入力し、そのホウ酸濃度におけるＭＴＣの値を核設計コード１５３に演算させる。このときのＭＴＣの演算値をα１とする。次に補正部１５２は、制御棒を全引き抜きし、原子炉が臨界になったときのホウ酸濃度におけるＭＴＣの値を、核設計コード１５３に演算させる。このときのＭＴＣの演算値をα２とする。補正部１５２は、核設計コード１５３から、演算値α１，α２を取得し、演算値α１と演算値α２の差分を演算する。補正部１５２は、ＭＴＣ処理部１５１が算出したＭＴＣに演算値α１と演算値α２の差分を加算する。これにより、ＭＴＣ処理部１５１が算出したＭＴＣの値が、上記の条件下におけるＭＴＣの値に補正される。補正部１５２は、小期間ごとに算出されたＭＴＣの全てについて、この補正処理を行う。ＭＴＣ処理装置１５は、補正後の全てのＭＴＣをデータ記録・制御装置１３に出力する。データ記録・制御装置１３は、補正後の全てのＭＴＣを記憶する。

【0037】

次に統計処理装置１６が、データ記録・制御装置１３から補正後のＭＴＣを取得して、ＭＴＣのヒストグラムを作成し、最終的なＭＴＣの評価値を決定する（ステップＳ９）。統計処理装置１６が作成したヒストグラムのイメージを図８の枠８７に示す。枠８７のヒストグラムの縦軸は算出されたＭＴＣ処理結果の数（頻度）、横軸はＭＴＣ処理結果（pcm/℃）を示す。枠８７のヒストグラムは、補正後のＭＴＣの分布を示す。例えば、統計処理装置１６は、ヒストグラムから得られる最も出現頻度が高いＭＴＣの値の範囲の平均値や中央値を最終的なＭＴＣの評価値として決定する。これにより、炉物理検査全体を通じて採取した長時間の時系列データから抜き出した小期間ごとに算出された多数のＭＴＣを用いて、精度の良い最終的なＭＴＣを算出することができる。

【0038】

なお、図５のフローチャートでは、ヒストグラムを作成し、ヒストグラムの平均値を最終的なＭＴＣとして決定することとしたが、統計処理装置１６は、単順にステップＳ８で算出されたＭＴＣの平均値を計算して、この平均値を最終的なＭＴＣとして決定してもよい。あるいは、作成したヒストグラムに対して正規分布によるフィッティングを行い、フィッティングによって得られた正規分布の平均値などを最終的なＭＴＣとして決定してもよい。

【0039】

図９に、ステップＳ１４～Ｓ１６の処理の効果を示す。図９のグラフ９１～９４はＭＴＣのヒストグラムであり、それぞれのグラフの縦軸はＭＴＣ処理結果の数（頻度）、横軸はＭＴＣ処理結果（pcm/℃）を示す。グラフ９１は、ステップＳ１４～Ｓ１６の処理を実行する前のステップＳ１３で算出した全てのＭＴＣを用いて作成されたヒストグラムの例である。グラフ９２は、ステップＳ１４の処理により抽出されたＭＴＣを用いて作成されたヒストグラムの例である。グラフ９３は、ステップＳ１４とステップＳ１５の処理により抽出されたＭＴＣを用いて作成されたヒストグラムの例である。グラフ９４は、ステップＳ１４～ステップＳ１６の処理により抽出されたＭＴＣを用いて作成されたヒストグラムの例である。図示するようにフィルタ処理のたびに、ＭＴＣの算出に用いることが適切では無いノイズ成分のデータが除去され、適切なデータだけを抽出することができる。なお、グラフ９４のヒストグラムに基づいて算出されたＭＴＣの最終評価値と、図２の工程４で人為的にＴａｖｇを変動させてＭＴＣを測定する従来のＭＴＣ測定方法で得られたＭＴＣの評価値を比較したところ、本実施形態に係るＭＴＣの測定方法によって、高精度なＭＴＣの測定が可能であることが確認されている。

【0040】

一般に、ＭＴＣの測定は、炉物理検査にＭＴＣ測定用の工程を設け、その工程の中で行われることが多い。この工程には、数時間を要し、ＭＴＣ測定用のデータを収集するためには、原子力プラントに対し、煩雑な作業が必要とされている。これに対し、本実施形態によれば、炉物理検査中に収集されたＴａｖｇおよび反応度の時系列データの中からＴａｖｇの自然な揺らぎによってのみ反応度が変動するデータをＭＴＣ測定用データとして抜き出し（ステップＳ６）、更に炉物理検査の全範囲にわたって分散して存在する複数のＭＴＣ測定用データのそれぞれから、ＭＴＣ測定に必要な量のデータが含まれる小期間の時系列データを多数抽出し、小期間ごとにＭＴＣを算出して多数のＭＴＣを得る。その際、周波数に基づくフィルタと時間差に基づくフィルタを適用することで、ＭＴＣの算出に用いるデータからノイズ成分を除去することにより高精度に多数のＭＴＣを算出する（ステップＳ１４～Ｓ１６）。そして、多数のＭＴＣに基づいて、最終的なＭＴＣを決定する。これにより、炉物理検査にＭＴＣ測定用の工程を設けることなく、ＭＴＣを測定することができる。ＭＴＣ測定用の工程を設ける必要がないため、意図的にＴａｖｇを変化させるための煩雑な作業を省略することができる。また、炉物理検査の時間を短縮することができる。

【0041】

図１０は、実施形態に係るＭＴＣ測定システムのハードウェア構成の一例を示す図である。コンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、入出力インタフェース９０４、通信インタフェース９０５を備える。
上述の反応度処理装置１１と、データ記録・制御装置１３と、データ抽出装置１４と、ＭＴＣ処理装置１５と、統計処理装置１６と、オペレータコンソール１８と、閾値算出装置１９は、コンピュータ９００に実装される。そして、上述した各機能は、プログラムの形式で補助記憶装置９０３に記憶されている。ＣＰＵ９０１は、プログラムを補助記憶装置９０３から読み出して主記憶装置９０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、記憶領域を主記憶装置９０２に確保する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、処理中のデータを記憶する記憶領域を補助記憶装置９０３に確保する。

【0042】

なお、反応度処理装置１１と、データ記録・制御装置１３と、データ抽出装置１４と、ＭＴＣ処理装置１５と、統計処理装置１６と、オペレータコンソール１８と、閾値算出装置１９の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各機能部による処理を行ってもよい。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ＣＤ、ＤＶＤ、ＵＳＢ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９００が当該プログラムを主記憶装置９０２に展開し、上記処理を実行しても良い。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

【0043】

以上のとおり、本開示に係るいくつかの実施形態を説明したが、これら全ての実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0044】

＜付記＞
各実施形態に記載の減速材温度係数測定方法、減速材温度係数測定システム及びプログラムは、例えば以下のように把握される。

【0045】

（１）第１の態様に係る減速材温度係数測定方法は、減速材温度の時系列データと反応度の時系列データを取得するステップと、取得した前記減速材温度の時系列データと前記反応度の時系列データの各々を周波数解析し、対応する周波数の前記減速材温度の時系列データと前記反応度の時系列データの相関値を周波数別に算出し、前記相関値が閾値以上となる周波数を特定するステップと（Ｓ１４）、特定した前記周波数の前記減速材温度および前記反応度の時系列データの中から、前記減速材温度の時系列データと前記反応度の時系列データの位相差に基づく時間差が所定の設定範囲内となる前記減速材温度および前記反応度の時系列データを抽出するステップと（Ｓ１５）、抽出した前記減速材温度および前記反応度の時系列データを用いて減速材温度係数を算出するステップと、を有する。

【0046】

これにより、減速材温度の時系列データと反応度の時系列データから、ノイズ成分を除去し、ＭＴＣ測定に必要なデータを抽出することができ、高精度にＭＴＣを算出することができる。

【0047】

（２）第２の態様に係る減速材温度係数測定方法は、（１）の減速材温度係数測定方法であって、前記特定した周波数の前記減速材温度および前記反応度の時系列データ、又は、前記時間差に基づいて抽出した前記減速材温度および前記反応度の時系列データ、の中からコヒーレンスが閾値以上のものを抽出するステップ（Ｓ１６）、をさらに有する。
これにより、減速材温度の時系列データと反応度の時系列データから、ノイズ成分をさらに除去することができる。

【0048】

（３）第３の態様に係る減速材温度係数測定方法は、（１）～（２）の減速材温度係数測定方法であって、前記周波数を特定するステップでは、周波数別の前記減速材温度および前記反応度の時系列データの中から減速材温度と反応度のクロスパワースペクトル密度が閾値以上の周波数を特定する。
これにより、減速材温度の時系列データと反応度の時系列データの相関値が閾値以上となる周波数を特定することができる。

【0049】

（４）第４の態様に係る減速材温度係数測定方法は、（１）～（３）の減速材温度係数測定方法であって、人為的に減速材温度を変動させたときの前記減速材温度の時系列データと反応度の時系列データを取得するステップと（Ｓ３）、前記減速材温度および前記反応度の時系列データを周波数解析して、周波数別に前記減速材温度および前記反応度の時系列データの前記相関値を算出し、算出された前記相関値についての閾値を設定するステップと（Ｓ４）をさらに有する。
これにより、減速材温度の時系列データと反応度の時系列データの相関値が閾値以上となる周波数を特定する際の相関値の閾値を定めることができる。

【0050】

（５）第５の態様に係る減速材温度係数測定方法は、（１）～（４）の減速材温度係数測定方法であって、人為的に減速材温度を変動させたときの減速材温度の時系列データと反応度の時系列データを取得するステップと（Ｓ３）、前記減速材温度および前記反応度の時系列データを周波数解析して、周波数別に前記減速材温度と前記反応度の位相差を算出し、前記位相差に基づいて、前記時間差に関する前記設定範囲を設定するステップと（Ｓ４）、をさらに有する。
これにより、減速材温度の時系列データと反応度の時系列データから時間差が設定値以内のものを抽出する際の時間差の範囲を定めることができる。

【0051】

（６）第６の態様に係る減速材温度係数測定方法は、（１）～（５）の減速材温度係数測定方法であって、前記取得するステップにて取得した前記減速材温度の時系列データと前記反応度の時系列データから、所定の抽出条件に基づいて、前記減速材温度の自然な温度揺らぎによって前記反応度が変化する前記減速材温度の時系列データと前記反応度の時系列データを抽出するステップ（Ｓ６）、をさらに有し、前記減速材温度係数を算出するステップでは、前記抽出するステップにて抽出された前記時系列データから複数の小期間の前記時系列データを抜き出し、抜き出した前記時系列データに含まれる前記減速材温度の前記時系列データと前記反応度の前記時系列データのそれぞれに周波数解析を行ってノイズ法により前記減速材温度係数を算出する処理を、前記小期間ごとに行う（Ｓ７）。
減速材温度の時系列データと反応度の時系列データから、ＭＴＣ測定に必要な減速材温度の自然な温度揺らぎによって反応度が変化する時系列データを抽出し、ＭＴＣを算出することができる。これにより、炉物理検査にＭＴＣ測定用の工程を設ける必要がなくなり、炉物理検査の時間を短縮化し、省力化することができる。ＭＴＣ処理を複数回実行することにより、ＭＴＣを多数算出し、多数のＭＴＣに基づいて最終的なＭＴＣを決定することができる。これにより、減速材温度の自然な温度揺らぎによって反応度が変化する時系列データを用いることによる精度の低下を補償し、高精度にＭＴＣを測定することができる。

【0052】

（７）第７の態様に係る減速材温度係数測定方法は、（６）の減速材温度係数測定方法であって、前記抽出するステップでは、（ａ）制御棒の操作およびホウ酸の希釈・濃縮による反応度の添加が行われていない期間の時系列データであること、（ｂ）制御棒の操作およびホウ酸の希釈・濃縮による反応度の添加が行われた後、一定時間経過後の時系列データであること、の２つの前記抽出条件を満たす前記時系列データを抽出する。
これにより、減速材温度の自然な温度揺らぎによって反応度が変化する時系列データを抽出することができる。ＭＴＣ測定用の工程を有しない炉物理検査中に収集したＴａｖｇおよび反応度の時系列データを使って、ＭＴＣ測定を行うことができる。つまり、炉物理検査からＭＴＣ測定用の工程を省略することができる。

【0053】

（８）第８の態様に係る減速材温度係数測定方法は、（６）～（７）の減速材温度係数測定方法であって、前記減速材温度係数を算出する処理を前記小期間ごとに行なうことによって算出された複数の前記減速材温度係数を統計処理（ヒストグラムの作成や平均値、中央値の計算）して、最終的な減速材温度係数を決定するステップ（Ｓ９）、をさらに有する。
複数抜き出された小期間の時系列データから多数のＭＴＣを算出することができる。多数のＭＴＣの分布に基づいて、妥当な値を最終的なＭＴＣとして決定することができ、精度の良いＭＴＣを得ることができる。

【0054】

（９）第９の態様に係る減速材温度係数測定システム（ＭＴＣ測定システム１０）は、減速材温度の時系列データと反応度の時系列データを取得する手段と、取得した前記減速材温度の時系列データと前記反応度の時系列データの各々を周波数解析し、対応する周波数の前記減速材温度の時系列データと前記反応度の時系列データの相関値を周波数別に算出し、前記相関値が閾値以上となる周波数を特定する手段と、特定した前記周波数の前記減速材温度および前記反応度の時系列データの中から、前記減速材温度の時系列データと前記反応度の時系列データの位相差に基づく時間差が所定の設定範囲内となる前記減速材温度および前記反応度の時系列データを抽出する手段と、抽出した前記減速材温度および前記反応度の時系列データを用いて減速材温度係数を算出する手段と、を有する。

【0055】

（１０）第１０の態様に係るプログラムは、コンピュータ９００に、減速材温度の時系列データと反応度の時系列データを取得するステップと、取得した前記減速材温度の時系列データと前記反応度の時系列データの各々を周波数解析し、対応する周波数の前記減速材温度の時系列データと前記反応度の時系列データの相関値を周波数別に算出し、前記相関値が閾値以上となる周波数を特定するステップと、特定した前記周波数の前記減速材温度および前記反応度の時系列データの中から、前記減速材温度の時系列データと前記反応度の時系列データの位相差に基づく時間差が所定の設定範囲内となる前記減速材温度および前記反応度の時系列データを抽出するステップと、抽出した前記減速材温度および前記反応度の時系列データを用いて減速材温度係数を算出するステップと、を実行させる。

【符号の説明】

【0056】

１０・・・ＭＴＣ測定システム
１１・・・反応度処理装置
１２・・・タイマー
１３・・・データ記録・制御装置
１４・・・データ抽出装置
１５・・・ＭＴＣ処理装置
１５１・・・ＭＴＣ処理部
１５２・・・補正部
１５３・・・核設計コード
１６・・・統計処理装置
１７・・・表示装置
１８・・・オペレータコンソール
１９・・・閾値算出装置
２０・・・原子力プラント
２１・・・減速材温度測定系
２２・・・中性子検出器
９００・・・コンピュータ
９０１・・・ＣＰＵ
９０２・・・主記憶装置
９０３・・・補助記憶装置
９０４・・・入出力インタフェース
９０５・・・通信インタフェース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】