特許 7581157 原子炉内出力分布推定装置、方法及びプログラム

(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】2024-11-01

(45)【発行日】2024-11-12

(54)【発明の名称】原子炉内出力分布推定装置、方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G21C 17/00 20060101AFI20241105BHJP

【ＦＩ】

G21C17/00 210

G21C17/00 220

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021135615

(22)【出願日】2021-08-23

(65)【公開番号】P2023030465

(43)【公開日】2023-03-08

【審査請求日】2024-03-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001380

【氏名又は名称】弁理士法人東京国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中居 勇樹

(72)【発明者】

【氏名】木村 礼

(72)【発明者】

【氏名】和田 怜志

【審査官】藤本 加代子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－２０８３６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２３３３６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００４／０１５１２７４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１３－５０５４５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０２１９１０１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００１－１３３５８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】Rei Kimura, Yuki Nakai and Satoshi Wada，Reactor Core Power Distribution Reconstruction Method by Ex-Core Detectors Based on the Correlation Effect Between Fuel Regions，Nuclear Science and Engineering，米国，American Nuclear Society，2021年05月10日

【文献】木村 礼、中居 勇樹、和田 怜志，燃料間出力相関を考慮した炉外計装による炉心出力分布再構成手法の開発（１）：理論検討と解析による検証，日本原子力学会２０２１年春の年会予稿集，日本，日本原子力学会，2021年03月，3B05

(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】

原子炉の内部で区画されている燃料領域のパワー出力と中性子検出器の検出値との応答関係を示す第１係数を、設計情報に基づいて算定する第１算定部と、
前記燃料領域の相互間の相関関係を示す第２係数を、前記設計情報に基づいて算定する第２算定部と、
予め設定された前記パワー出力、前記第１係数及び前記第２係数に基づいて各々の前記中性子検出器の検出値を演算する演算部と、
前記中性子検出器の実測検出値を受信する受信部と、
各々の前記中性子検出器について別々に前記実測検出値及び前記検出値の差分を取り合計した差分合計値を計算する計算部と、
前記差分合計値が所定レベルよりも大きく判定された場合、前記検出値の演算に適用する前記パワー出力の設定値を更新させる更新部と、
前記所定レベルよりも前記差分合計値が小さく判定された場合、前記検出値の演算に適用した前記パワー出力を推定値として出力する出力部と、を備える原子炉内出力分布推定装置。

【請求項2】

請求項１に記載の原子炉内出力分布推定装置において、
前記第２係数を要素に持つ行列をベキ乗処理し、処理済の第２係数に、ベキ乗指数に対応する中性子世代数を反映させる処理部を備える原子炉内出力分布推定装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の原子炉内出力分布推定装置において、
前記第１係数及び前記第２係数を合成した合成係数を、前記実測検出値の受信に先立ち保存しておく保存部を備える原子炉内出力分布推定装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の原子炉内出力分布推定装置において、
前記差分合計値における前記差分は、前記検出値の規格化値及び前記実測検出値の規格化値による原子炉内出力分布推定装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の原子炉内出力分布推定装置において、
前記検出値及び前記実測検出値は、前記原子炉の内側のみ、外側のみ及びこれらの両側のいずれかに配置された前記中性子検出器に由来する原子炉内出力分布推定装置。

【請求項6】

原子炉の内部で区画されている燃料領域のパワー出力と中性子検出器の検出値との応答関係を示す第１係数を、設計情報に基づいて算定するステップと、
前記燃料領域の相互間の相関関係を示す第２係数を、前記設計情報に基づいて算定するステップと、
予め設定された前記パワー出力、前記第１係数及び前記第２係数に基づいて各々の前記中性子検出器の検出値を演算するステップと、
前記中性子検出器の実測検出値を受信するステップと、
各々の前記中性子検出器について別々に前記実測検出値及び前記検出値の差分を取り合計した差分合計値を計算するステップと、
前記差分合計値が所定レベルよりも大きく判定された場合、前記検出値の演算に適用する前記パワー出力の設定値を更新させるステップと、
前記所定レベルよりも前記差分合計値が小さく判定された場合、前記検出値の演算に適用した前記パワー出力を推定値として出力するステップと、を含む原子炉内出力分布推定方法。

【請求項7】

コンピュータに、
原子炉の内部で区画されている燃料領域のパワー出力と中性子検出器の検出値との応答関係を示す第１係数を、設計情報に基づいて算定するステップ、
前記燃料領域の相互間の相関関係を示す第２係数を、前記設計情報に基づいて算定するステップ、
予め設定された前記パワー出力、前記第１係数及び前記第２係数に基づいて各々の前記中性子検出器の検出値を演算するステップ、
前記中性子検出器の実測検出値を受信するステップ、
各々の前記中性子検出器について別々に前記実測検出値及び前記検出値の差分を取り合計した差分合計値を計算するステップ、
前記差分合計値が所定レベルよりも大きく判定された場合、前記検出値の演算に適用する前記パワー出力の設定値を更新させるステップ、
前記所定レベルよりも前記差分合計値が小さく判定された場合、前記検出値の演算に適用した前記パワー出力を推定値として出力するステップ、を実行させる原子炉内出力分布推定プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、原子炉内の出力分布の推定技術に関する。

【背景技術】

【0002】

原子炉内の出力分布を推定する為、核分裂反応によるエネルギー出力と同時に放出される中性子の検出が行われている。中性子の検出値と原子炉のパワー出力との間に正の相関関係にあるため、中性子の検出値の情報に基づいて、原子炉の出力分布が推定される（例えば、特許文献１，２）。

【0003】

この中性子の検出器は、原子炉の内部に配置されたりその外部に配置されたりする。特に、検出器が原子炉の外部に配置される場合、原子炉の中心部にある燃料領域から放出される中性子は、隔たりにより検出感度が低下する。このような不都合を解消し、さらに原子炉内の出力分布を推定する方法が提案されている（例えば、非特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第２０９６５９４号公報

【文献】特許第５４４３９０１号公報

【非特許文献】

【0005】

【文献】Rei Kimura, et al., “Reactor Core Power Distribution Reconstruction Method by Ex-Core Detectors Based on the Correlation Effect Between Fuel Regions”, Nuclear Science and Engineering, publish online, 2021, DOI: 10.1080/00295639.2021.1908081

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、上述した原子炉内の出力分布の推定方法の提案は、数式を交えた抽象的な原理説明にとどまり、実現に向けた具体的構成まで十分検討されていなかった。また、中性子第１世代のみを考慮して核分裂の連鎖反応をシミュレートしているため、原子炉内の出力分布の推定値の信頼性が十分とは言えない課題があった。

【0007】

本発明の実施形態はこのような事情を考慮してなされたもので、より信頼性の高い原子炉内の出力分布の推定技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

実施形態に係る原子炉内出力分布推定装置において、原子炉の内部で区画されている燃料領域のパワー出力と中性子検出器の検出値との応答関係を示す第１係数を設計情報に基づいて算定する第１算定部と、前記燃料領域の相互間の相関関係を示す第２係数を前記設計情報に基づいて算定する第２算定部と、予め設定された前記パワー出力、前記第１係数及び前記第２係数に基づいて各々の前記中性子検出器の検出値を演算する演算部と、前記中性子検出器の実測検出値を受信する受信部と、各々の前記中性子検出器について別々に前記実測検出値及び前記検出値の差分を取り合計した差分合計値を計算する計算部と、前記差分合計値が所定レベルよりも大きく判定された場合に前記検出値の演算に適用する前記パワー出力の設定値を更新させる更新部と、前記所定レベルよりも前記差分合計値が小さく判定された場合に前記検出値の演算に適用した前記パワー出力を推定値として出力する出力部と、を備える。

【発明の効果】

【0009】

本発明の実施形態により、より信頼性の高い原子炉内の出力分布の推定技術が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第１実施形態に係る原子炉内出力分布推定装置の構成図。

【図2】実施形態に係る原子炉内出力分布推定装置が適用される原子炉の水平断面図。

【図3】燃料領域と中性子検出器との応答関係及び燃料領域の相互間の相関関係を説明する模式図。

【図4】原子炉内出力分布推定装置の構成要素の機能を説明する数式。

【図5】本発明の第２実施形態に係る原子炉内出力分布推定装置の構成図。

【図6】反映した中性子世代数に対する原子炉内出力分布の推定値の誤差量を示すグラフ。

【図7】実施形態に係る原子炉内出力分布推定方法の手順、並びに原子炉内出力分布推定プログラムのアルゴリズムを説明するフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る原子炉内出力分布推定装置１０Ａ（１０）（以下、単に「装置１０Ａ」という）の構成図である。図２は実施形態に係る原子炉内出力分布推定装置１０が適用される原子炉４０の水平断面図である。図３は燃料領域４２_m[ｍ＝１～Ｍ]と中性子検出器４１_n[ｎ＝１～Ｎ]との応答関係及び燃料領域４２_m[ｍ＝１～Ｍ]の相互間の相関関係を説明する模式図である。

【0012】

図１に示すように装置１０Ａ（１０）は、原子炉４０の内部で区画されている燃料領域４２_m[ｍ＝１～Ｍ]のパワー出力Ｒ_m[ｍ＝１～Ｍ]と中性子検出器４１_n[ｎ＝１～Ｎ]の検出値Ｄ_n[ｎ＝１～Ｎ]との応答関係を示す第１係数Ｃ_n,iを設計情報１５に基づいて算定する第１算定部１１と、燃料領域４２_m[ｍ＝１～Ｍ]の相互間の相関関係を示す第２係数Ｆ_i,mを設計情報１５に基づいて算定する第２算定部１２と、を備えている。

【0013】

さらに装置１０Ａ（１０）は、予め設定されたパワー出力Ｒ_m[ｍ＝１～Ｍ]、第１係数Ｃ_n,i及び第２係数Ｆ_i,mに基づいて各々の中性子検出器４１_n[ｎ＝１～Ｎ]の検出値Ｄ_n[ｎ＝１～Ｎ]を演算する演算部１７と、中性子検出器４１_n[ｎ＝１～Ｎ]の実測検出値Ｄ_n ^*[ｎ＝１～Ｎ]を受信する受信部１８と、各々の中性子検出器４１_n[ｎ＝１～Ｎ]について別々に実測検出値Ｄ_n ^*[ｎ＝１～Ｎ]及び検出値Ｄ_n[ｎ＝１～Ｎ]の差分を取り合計した差分合計値２３を計算する計算部２１と、を備えている。

【0014】

さらに装置１０Ａ（１０）は、差分合計値２３が所定レベルよりも大きく判定された場合に検出値Ｄ_n[ｎ＝１～Ｎ]の演算に適用するパワー出力Ｒ_m[ｍ＝１～Ｍ]の設定値２８を更新させる更新部２５と、この所定レベルよりも差分合計値２３が小さく判定された場合に検出値Ｄ_n[ｎ＝１～Ｎ]の演算に適用したパワー出力Ｒ_m[ｍ＝１～Ｍ]を推定値２９として出力する出力部２６と、を備えている。

【0015】

図２に示す原子炉４０は、小型モジュラー炉（ＳＭＲSmall Modular Reactor）が例示され、圧力容器４６の内部に、燃料集合体である燃料領域４２_m[ｍ＝１～Ｍ（＝６６）]と水素化カルシウムで構成される減速材４５とが収容され、その外部に中性子検出器４１_n[ｎ＝１～Ｎ（＝８）]が配置されている。

【0016】

ここで、燃料領域４２_m[ｍ＝１～Ｍ（＝６６）]は、収容される核分裂性物質が中性子を吸収することで核分裂反応を起こすと同時に、新たな中性子を放出し、さらに別の核分裂性物質の核分裂反応を引き起こすといった、核分裂の連鎖反応を持続させている。そして、燃料領域４２_m[ｍ＝１～Ｍ]の各々における核分裂反応により、パワー出力Ｒ_m[ｍ＝１～Ｍ]のエネルギーがそれぞれ放出される。

【0017】

なお実施形態において、中性子検出器４１_n[ｎ＝１～Ｎ]の全ては、原子炉４０の外側のみに配置されているものを例示しているが、これに限定されず、原子炉４０の内側のみ、又は両側に配置される場合もある。

【0018】

第１算定部１１は、モンテカルロ法、characteristics法(ＭＯＣ：Method of Characteristics)による輸送計算等を用い、設計情報１５に基づいて、第１係数Ｃ_n,iを算定する。図３に示すように、中性子検出器４１_nの検出値Ｄ_nのうち、燃料領域４２_iのパワー出力Ｒ_iの影響は、寄与分ｄ_iを占めるものとする。ここで、図４の数式（１）に示すように、第１係数Ｃ_n,iを、パワー出力Ｒ_iと検出値Ｄ_iの寄与分ｄ_iとの比で表す。なおこの第１係数Ｃ_n,iは、対応する燃料領域４２_i[ｉ＝１～Ｍ]と中性子検出器４１_n[ｎ＝１～Ｎ]の組み合わせによりＭ×Ｎ行列の成分となる。

【0019】

第２算定部１２（図１）は、モンテカルロ法、characteristics法(ＭＯＣ：Method of Characteristics)による輸送計算等を用い、設計情報１５に基づいて、第２係数Ｆ_i,mを算定する。図３に示すように、パワー出力Ｒ_mを持つ燃料領域４２_mが、燃料領域４２_iに対し、中性子発生数ν_iの核分裂反応に関与したとする。そこで、図４の数式（２）に示すように、第２係数Ｆ_i,mを、燃料領域４２_iから一つ当りの中性子を放出させる燃料領域４２_mの寄与を表すものとして、パワー出力Ｒ_mと中性子発生数ν_iとの割合で表す。

【0020】

この第２係数Ｆ_i,mは、対応する燃料領域４２_i[ｉ＝１～Ｍ]と燃料領域４２_m[ｍ＝１～Ｍ]の組み合わせによりＭ×Ｍ行列の成分となる。そして図４の数式（３）に示すように、燃料領域４２_iのパワー出力Ｒ_iは、他の燃料領域４２_m[ｍ＝１～Ｍ]に第２係数Ｆ_i,mを乗算させたものの総和で表される。

【0021】

設定部１６（図１）は、後段の演算処理で逆算されることになるパワー出力Ｒ_m[ｍ＝１～Ｍ]を予め疑似的に設定しておくものである。受信部１８において実測検出値Ｄ_n ^*[ｎ＝１～Ｎ]の受信を開始する初期状態では、設定部１６に初期値２７が設定される。そして、実測検出値Ｄ_n ^*[ｎ＝１～Ｎ]の受信の開始後は、更新部２５によって、疑似的に設定されたパワー出力Ｒ_m[ｍ＝１～Ｍ]が、最適値に更新されていく。このように最適値に更新されたパワー出力Ｒ_m[ｍ＝１～Ｍ]は、後述するように原子炉４０の内部の出力分布の推定値２９として、出力部２６から出力される。

【0022】

演算部１７は、設定部１６で設定されたパワー出力Ｒ_m[ｍ＝１～Ｍ]、第１算定部１１で算定された第１係数Ｃ_n,i及び第２算定部１２で算定された第２係数Ｆ_i,mを入力する。そして演算部１７は、図４の数式（４）に基づいて、各々の中性子検出器４１_n[ｎ＝１～Ｎ]の検出値Ｄ_n[ｎ＝１～Ｎ]を演算する。

【0023】

この数式（４）に示すように、検出値Ｄ_nは、影響を受ける全ての燃料領域４２_i[ｉ＝１～Ｍ]の寄与分ｄ_iの総和で表され、さらに数式（１）（３）の結果が代入される。さらに数式（５）に示すように、パワー出力Ｒ_m、第１係数Ｃ_n,i及び第２係数Ｆ_i,mの乗算値に対し、ｉ，ｍについて１からＭまで二重和をとることで、検出値Ｄ_nを得る。

【0024】

図１に戻って説明を続ける。演算部１７で演算された検出値Ｄ_n[ｎ＝１～Ｎ]と、受信部１８で受信された実測検出値Ｄ_n ^*[ｎ＝１～Ｎ]とは、計算部２１に入力される。この計算部２１では、検出値Ｄ_n[ｎ＝１～Ｎ]及び実測検出値Ｄ_n ^*[ｎ＝１～Ｎ]の各々の差分を取り合計した差分合計値２３（図４の数式（８ａ））を計算する。このような差分合計値２３が小さい程、検出値Ｄ_n[ｎ＝１～Ｎ]は、実測検出値Ｄ_n ^*[ｎ＝１～Ｎ]に対し、正確にシミュレートされたことになる。

【0025】

判定部２２は、差分合計値２３に基づいて、演算部１７によるシミュレーション結果の正確／不正確を判定する。そこで、差分合計値２３が所定レベルよりも大きく判定された場合、更新部２５は、設定部１６におけるパワー出力Ｒ_m[ｍ＝１～Ｍ]の設定値２８を更新させる。そして、差分合計値２３が所定レベルよりも小さく判定された場合、出力部２６からパワー出力Ｒ_m[ｍ＝１～Ｍ]を、原子炉内出力分布の推定値２９として出力する。

【0026】

（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態に係る原子炉内出力分布推定装置１０Ｂ（１０）（以下、単に「装置１０Ｂ」という）の構成図である。なお、図５において図１と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。

【0027】

第２実施形態の装置１０Ｂは、第１実施形態の装置１０Ａと同様に、第１係数Ｃ_n,iの第１算定部１１と、第２係数Ｆ_i,mの第２算定部１２と、検出値Ｄ_n[ｎ＝１～Ｎ]の演算部１７と、中性子検出器４１_n[ｎ＝１～Ｎ]からの実測検出値Ｄ_n ^*[ｎ＝１～Ｎ]の受信部１８と、差分合計値２３の計算部２１と、差分合計値２３が所定レベルよりも大きく判定された場合における設定値２８の更新部２５と、この所定レベルよりも差分合計値２３が小さく判定された場合における推定値２９の出力部２６と、を備えている。

【0028】

そして第２実施形態の装置１０Ｂは、第２係数Ｆ_i,mを要素に持つ行列をベキ乗処理する処理部３０を、さらに備えている。このようなベキ乗処理済の第２係数Ｆ^G _i,mには、ベキ乗指数Ｇに対応する中性子世代数Ｇが反映されることになる。なお、この処理部３０を実行しない第１実施形態の装置１０Ａで適用される第２係数Ｆ_i,mは、Ｇ＝１の第１世代の中性子のみが反映されていることになる。

【0029】

図６は、反映した中性子世代数Ｇに対する原子炉内出力分布の推定値２９の誤差量を示すグラフである。この誤差量は、説明を省略するシミュレーション結果と推定値２９との差分である。このように、反映した中性子世代数Ｇが多くなる程、誤差量が減少し、精度が向上するのが判る。

【0030】

さらに第２実施形態の装置１０Ｂ（図５）は、第１係数Ｃ_n,i及び第２係数Ｆ_i,mを合成して合成係数φ_n,mにする合成部３１と、この合成係数φ_n,mを、受信部１８における実測検出値Ｄ_n ^*[ｎ＝１～Ｎ]の受信に先立って保存しておく保存部３２を備えている。

【0031】

図４の数式（５）を二重和の公式に基づいて変形し、数式（７ａ）のように第１係数Ｃ_n,i及び第２係数Ｆ_i,mの乗算和を合成係数φ_n,mとして、数式（６ａ）のように演算式を簡略化できる。そして、この合成係数φ_n,mは、実測検出値Ｄ_n ^*[ｎ＝１～Ｎ]の受信に先立って予め求めておき、保存部３２に保存しておくことができる。

【0032】

また、数式（６ｂ）（７ｂ）に示すように、中性子世代数Ｇを反映した演算を行う場合も、同様に処理することができる。この場合、出力部２６からパワー出力Ｒ_m[ｍ＝１～Ｍ]の推定値２９を出力しながら、途中で、反映する中性子世代数Ｇを変更することが容易に可能になる。

【0033】

さらに第２実施形態の装置１０Ｂは、検出値Ｄ_n[ｎ＝１～Ｎ]の規格化値を出力する規格化部３５ａ（３５）及び実測検出値Ｄ_n ^*[ｎ＝１～Ｎ]の規格化値を出力する規格化部３５ｂ（３５）を備えている。そして、計算部２１は、規格化部３５ａ，３５ｂから出力される各々の規格化値の差分を取り合計し差分合計値２３（図４の数式（８ａ））を計算する。

【0034】

規格化部３５ａは、検出値Ｄ_n[ｎ＝１～Ｎ]の総和に対する各々の検出値Ｄ_nを比率で表した規格化値を出力する。規格化部３５ｂも同様に、実測検出値Ｄ_n ^*[ｎ＝１～Ｎ]の総和に対する各々の実測検出値Ｄ_n ^*を比率で表した規格化値を出力する。このような規格化値の差分合計値２３（図４の数式（８ａ））によれば、検出値Ｄ_nや実測検出値Ｄ_n ^*の大きさに依存しなくなり、判定部２２において一つの閾値で正確／不正確を判定できる。

【0035】

図７のフローチャートに基づいて（適宜、図１，図５参照）、実施形態に係る原子炉内出力分布推定方法の手順、並びに原子炉内出力分布推定プログラムのアルゴリズムを説明する。まず、原子炉４０の設計情報１５が登録される（Ｓ１１）。この設計情報１５に基づいて、パワー出力Ｒ_m[ｍ＝１～Ｍ]と検出値Ｄ_n[ｎ＝１～Ｎ]との応答関係を示す第１係数Ｃ_n,iを算定する（Ｓ１２）。

【0036】

さらに設計情報１５に基づいて、燃料領域４２_m[ｍ＝１～Ｍ]の相互間の相関関係を示す第２係数Ｆ_i,mを算定する（Ｓ１３）。なお、必要に応じて第２係数Ｆ_i,mを要素に持つ行列をベキ乗指数Ｇで処理して、中性子世代数Ｇを反映させた第２係数Ｆ^G _i,mを採用する。そして、必要に応じて第１係数Ｃ_n,i及び第２係数Ｆ_i,mを合成して合成係数φ_n,mとし、この合成係数φ_n,mを保存部３２に保存しておく。

【0037】

次に、演算に用いるパワー出力Ｒ_m[ｍ＝１～Ｍ]の初期値２７を登録する（Ｓ１４）。そして、予め設定されたパワー出力Ｒ_m[ｍ＝１～Ｍ]、第１係数Ｃ_n,i及び第２係数Ｆ_i,mに基づいて検出値Ｄ_n[ｎ＝１～Ｎ]を演算する（Ｓ１５）。

【0038】

次に、中性子検出器４１_n[ｎ＝１～Ｎ]の実測検出値Ｄ_n ^*[ｎ＝１～Ｎ]を受信する（Ｓ１６）。そして、各々の中性子検出器４１_n[ｎ＝１～Ｎ]について別々に実測検出値Ｄ_n ^*[ｎ＝１～Ｎ]及び検出値Ｄ_n[ｎ＝１～Ｎ]の差分を取り合計した差分合計値２３を計算する（Ｓ１７）。なお必要に応じて、検出値Ｄ_n[ｎ＝１～Ｎ]及び実測検出値Ｄ_n ^*[ｎ＝１～Ｎ]は規格化される。

【0039】

そして、差分合計値２３が所定レベルよりも大きく判定された場合は（Ｓ１８ Ｎｏ）、パワー出力Ｒ_m[ｍ＝１～Ｍ]の設定値２８を更新したうえで、検出値Ｄ_n[ｎ＝１～Ｎ]を再演算させる（Ｓ１５～Ｓ１７）。そして、所定レベルよりも差分合計値２３が小さく判定されたところで（Ｓ１８ Ｙｅｓ）、演算に用いたパワー出力Ｒ_m[ｍ＝１～Ｍ]を推定値２９として出力する（Ｓ１９）。

【0040】

これにより、中性子検出器４１_n[ｎ＝１～Ｎ]の実測検出値Ｄ_n ^*[ｎ＝１～Ｎ]に基づいて、燃料領域４２_m[ｍ＝１～Ｍ]のパワー出力Ｒ_m[ｍ＝１～Ｍ]を逆算したことになる。そして、この（Ｓ１５）～（Ｓ１９）のフローが、実測検出値Ｄ_n ^*[ｎ＝１～Ｎ]の受信が停止するまで続けられる（Ｓ２０ Ｎｏ Ｙｅｓ ＥＮＤ）。

【0041】

以上述べた少なくともひとつの実施形態によれば、中性子検出器の検出値の演算値と実値との差分が最小になるように燃料領域のパワー出力を逆算することで、原子炉内の出力分布を高い信頼性で推定することが可能となる。

【0042】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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は意図していない。これら実施形態は、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、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、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ものである。

【0043】

以上説明した原子炉内出力分布推定装置は、専用のチップ、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、又はＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサを高集積化させた制御装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）などの外部記憶装置と、ディスプレイなどの表示装置と、マウスやキーボードなどの入力装置と、通信Ｉ／Ｆとを、備えており、通常のまたは量子コンピュータを利用したハードウェア構成で実現できる。このため原子炉内出力分布推定装置の構成要素は、コンピュータのプロセッサで実現することも可能であり、原子炉内出力分布推定プログラムにより動作させることが可能である

【0044】

また原子炉内出力分布推定プログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供される。もしくは、このプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、メモリカード、ＤＶＤ、フレキシブルディスク（ＦＤ）等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶されて提供するようにしてもよい。

【0045】

また、本実施形態に係る原子炉内出力分布推定プログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせて提供するようにしてもよい。また、原子炉内出力分布推定装置は、構成要素の各機能を独立して発揮する別々のモジュールを、ネットワーク又は専用線で相互に接続し、組み合わせて構成することもできる。

【符号の説明】

【0046】

１０（１０Ａ，１０Ｂ）…原子炉内出力分布推定装置、１１…第１算定部、１２…第２算定部、１５…設計情報、１６…設定部、１７…演算部、１８…受信部、２１…計算部、２２…判定部、２３…差分合計値、２５…更新部、２６…出力部、２７…初期値、２８…設定値、２９…推定値、３０…処理部、３１…合成部、３２…保存部、３５（３５ａ，３５ｂ）…規格化部、４０…原子炉、４１_n[ｎ＝１～Ｎ]…中性子検出器、４２_m[ｍ＝１～Ｍ]…燃料領域、４５…減速材、４６…圧力容器、Ｄ_n[ｎ＝１～Ｎ]…検出値、Ｄ_n ^*[ｎ＝１～Ｎ]…実測検出値、Ｒ_m[ｍ＝１～Ｍ]…パワー出力、Ｃ_n,i…第１係数、Ｆ_i,m…第２係数。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】