'

ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА И МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫГОРАНИЯ ОТРАБОТАВШЕГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА В ПРОЦЕССЕ ПЕРЕГРУЗКИ

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

1 ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА И МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫГОРАНИЯ ОТРАБОТАВШЕГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА В ПРОЦЕССЕ ПЕРЕГРУЗКИ О.В. Маслов Одесский национальный политехнический университет


Слайд 1

2 Направления деятельности (кроме подготовки персонала): Модернизация систем перегрузки ядерного топлива Реконструкция механической части ПМ Новая система управления машиной перегрузочной Распознавание маркировки объектов перегрузки Радиационно-стойкая система телевидения (совместная разработка) Система измерения глубины выгорания ядерного топлива Система КГО – на основе томографии Система диагностики течей теплоносителя 1-го контура Акустика Радиационные измерения Блоки детектирования на основе CZT


Слайд 2

3 На чем остановимся подробнее: Методы определения глубины выгорания Физические предпосылки Виды собственного излучения ОЯТ Сопутствующие физические явления Существующие системы Обоснование выбора метода на котором построена наша система Описание конструкции и технические характеристики Результаты испытаний макетного образца Методическое обеспечение измерений, метрология Развитие системы для оценки распределения ПД по сечению ТВС, контроль целостности защитных барьеров


Слайд 3

4 Системы применяемые в мировой практике Решаемые задачи (укрупненно) Учет и контроль ядерных матералов, гарантии МАГАТЭ Обеспечение выполнения требований ядерной и радиационной безопасности при обращении с ОЯТ (ОТВС), например использование BUC Технологичесикие системы на РХЗ (в основном Франция, Великобритания) Верификация современных систем расчета активных зон Виды излучений, др. физические характеристики Собственное гамма-излучение ОЯТ (в основном продукты деления) Собственное нейтронное излучение ОЯТ Черенковское излучение Калориметрические измерения ??? Конструктивное исполнение Специальные системы на АЭС либо на РХЗ Системы на АЭС дополняющие основное оборудование Переносные, транспортабельные системы Экспериментальные системы, макеты, опытные образцы Перечень систем


Слайд 4

5 Системы применяемые в мировой практике


Слайд 5

6 Методы определения глубины выгорания Выгорание топлива может оцениваться по косвенным характеристикам на основании данных об интенсивности собственного излучения (фотонное и нейтронное). В практике учета и контроля ядерных материалов используется несколько методик оценки величины собственного излучения ОЯТ Черенковское излучение. Интенсивность гамма излучения некоторых продуктов деления. Суммарная интенсивность гамма-излучения. Отношение активностей продуктов деления Полный выход нейтронов


Слайд 6

7 Методы определения глубины выгорания Подавляющее большинство используемых в настоящее время способов неразрушающего контроля отработавшего топлива, направленных на определение глубины выгорания, можно разделить на две основные группы: метод гамма - спектрометрии продуктов деления; метод регистрации нейтронного излучения от отработавшего топлива (пассивный и активный). Подтверждением этого является подход французского комиссариата по атомной энергии. Под его эгидой созданы промышленные системы PYTHON, SMOPY, NAJA.


Слайд 7

8 Методы определения глубины выгорания Система PYTHON построена на комбинации методов пассивных и активных нейтронных измерений, дополненных измерением суммарной интенсивности гамма-излучения. Система позволяет определять выгорание для ТВС PWR, время выдержки и коэффициент размножения нейтронов. Но гораздо больший интерес представляет система NAJA. Система предназначена для автоматического определения в режиме реального времени при транспортных операциях для каждой ТВС следующих параметров: характер ТВС (свежее или облученное ЯТ, UOX или MOX); присутствие и вид нейтронного поглотителя; начальное обогащение для свежей UOX сборки; идентификационный номер; выгорание; реактивность; время выдержки. Для определения ядерно-физических характеристик ЯТ в системе NAJA применяются методы пассивных и активных нейтронных измерений, дополненные гамма-спектрометрией высокого разрешения. Система оптимизирована для применении на французских АЭС и в полной мере учитывает их особенности. Система расположена в транспортном коридоре, соединяющем здание реакторного отделения и здание, в котором хранится ЯТ. Все ТВС устанавливаемые в реактор или извлекаемые из него перемешаются специальным транспортером через транспортный коридор. Такая организация ТТО позволяет использовать устройства имеющие большие размеры и массу. Однако, проведенное технико-экономическое обоснование показало, что повышение экономичности и безопасности эксплуатации АЭС за счет получения достоверной информации об каждой ТВС, полностью компенсирует затраты на создание системы и ее эксплуатацию.


Слайд 8

9 Методы определения глубины выгорания - нейтроны Наиболее важным положением, определившим возможность использования пассивного нейтронного метода, является тот факт, что для одинаковых типов ТВС величина собственного нейтронного излучения связана с величиной выгорания топлива простой степенной зависимостью: где NE - нейтронная эмиссия, n?s-1; BU – выгорание, МВт?сут./кг; a - нормированная константа; b - параметр Значение нормировочной константы при этом зависит от начального обогащения топлива и конструкции ТВС. Данный результат нашел подтверждение в большом количестве работ и является общепризнанным. Скорость счета нейтронов измерительной установкой (N_n) пропорциональна регистрируемому нейтронному потоку, а значит уравнение может быть приведено к виду: где N_n — скорость счета нейтронов, s-1; a_N — нормировочная константа; BU – выгорание, МВт?сут./кг; b1 — параметр.


Слайд 9

10 Методы определения глубины выгорания Предложен такой алгоритм результатов измерений: анализ гамма спектров. Для каждого элемента-детектора определяется интенсивность наиболее информативных изотопов. Особенность анализа измеренных спектров состоит в существенном вкладе фонового комптоновского излучения и среднем значении энергетического разрешения; оценка времени выдержки ОТВС после извлечения из реактора. Определяется на основании отношения измеренной интенсивности излучения 137Cs к суммарной интенсивности гамма-излучения ОТВС; определение величины глубины выгорания. Вычисляется на основании отношения активностей изотопов-продуктов деления 134Cs, 137Cs, 154Eu. Особенность алгоритма состоит в использовании знаний о закономерностях зависимости активности основных изотопов-продуктов деления от глубины выгорания, обогащения и времени выдержки после облучения. оценка среднего значения выгорания с учетом распределения выгорания по сечению ТВС. При извлечении ТВС из стеллажа проводится оценка распределения активности изотопов в поперечном сечении. Особенность реконструкции изображений заключается в использовании знаний об известной геометрии расположения источников излучения — твэлов, использовании данных в нескольких энергетических диапазонах.


Слайд 10

11 Методы определения глубины выгорания - CdZnTe Общий подход к созданию системы В качестве основного принципа построения системы контроля выгорания ЯТ выбрано измерение спектров собственного гамма-излучения отработавшей ТВС. При этом, оптимальным с точки зрения минимизации временных затрат является измерение спектров гамма-излучения отработавших ТВС непосредственно в процессе перегрузки ЯТ, а именно при вертикальном перемещении из стеллажа БВ. Такой выбор обусловлен существенно большей информативностью измерений собственного гамма-излучения ОТВС. Методология, основанная на измерениях спектров собственного гамма-излучения отработавшей ТВС, позволяет на основании зависимостей приведенных в ниже настоящего документа определить выгорание, время выдержки и начальное обогащение контролируемой ОТВС без использования дополнительной информации. Данные, получаемые при измерении суммарной скорости счета нейтронов, не позволяют оценить выгорание ОЯТ без использования дополнительной информации о времени выдержки и начальном обогащении.


Слайд 11

12 Методы определения глубины выгорания – CdZnTe Общий подход к созданию системы Поскольку время перегрузки регламентировано достаточно жестко, операции по контролю глубины выгорания ЯТ, времени выдержки и начального обогащения должны быть согласованы с временным графиком процесса перегрузки. Поэтому основным критерием при построении структуры системы контроля глубины выгорания должна быть выбрана ее работоспособность в режиме реального времени. За время извлечения перегрузочной машиной одной топливной сборки система должна обеспечить измерение собственного гамма-излучения ТВС, провести амплитудный анализ импульсов счета, осуществить обработку спектра собственного гамма-излучения, рассчитать характеристики выгорания ЯТ и занести их в базу данных. Работу системы в таком режиме будем называть далее работой в режиме реального времени, при этом соблюдается основной принцип построения систем реального времени — темп поступления входных данных в систему (характеристик собственного гамма-излучения топливной сборки) должен соответствовать темпу формирования выходных данных системы (характеристик состояния отработавшего ЯТ).


Слайд 12

13 Методы определения глубины выгорания - CdZnTe Общий подход к созданию системы качество измерений. Измерения должны обеспечить получение такого объема информации, при котором дополнительные временные затраты для определения всех контролируемых системой параметров ОЯТ будут минимальны; массогабаритные требования. Механическая конструкция основных элементов системы должна обеспечить хорошую совместимость с существующим транспортно-технологическим оборудованием, элементами машины перегрузочной при обеспечении выполнения требований безопасности при проведении перегрузки ЯТ, не вносить ограничений на проведение ТТО с ОЯТ; условия эксплуатации. Конструкция основных элементов системы должна обеспечить выполнение измерений собственного излучения ОЯТ в реальных условиях перегрузки топлива на АЭС, с учетом тяжелых условий эксплуатации блоков детектирования под водой. При этом должен обеспечиваться дифференциальный подход, при котором реализуется учет реальных условий эксплуатации каждого элемента системы; надежность. Так как контроль выгорания совмещен с выполнением штатных транспортно-технологических операций по перегрузке ЯТ на АЭС по время проведения ППР, потеря времени ввиду неработоспособности системы должна быть минимальной. Надежность системы должна соответствовать надежности оборудования для проведения транспортно-технологических операций с ЯТ; удобство обслуживания и эксплуатации. Эта группа требований непосредственно связана с обеспечением надежности системы и обеспечением эффективности системы на всех этапах ее жизненного цикла.


Слайд 13

14 Методы определения глубины выгорания - CdZnTe На основании приведенных требований можно сделать вывод, что с точки зрения совмещения технологических операций контроля состояния ОЯТ и его перегрузки наиболее целесообразным представляется размещение детекторов на рабочей штанге перегрузочной машины. При этом детекторы размешаются в специально разработанном конструктиве, закрепляемом на наружной секции рабочей штанги ПМ, который схематически показан на рисунке. Ограничения на размер конструктива (соответственно и на размеры детекторов) накладываются зоной обслуживания ПМ и размерами наружной секции РШ и они равняются — наружный диаметр 465 мм и внутренний диаметр 405 мм. Указанные размеры получены на основании конструкторской документации на перегрузочную машину.


Слайд 14

15 Методы определения глубины выгорания - CdZnTe Установленный на рабочей штанге конструктив позволяет совместить функции защиты и коллиматора и состоит из следующих компонентов: нижнего основания из нержавеющей стали толщиной 25—30 мм с профилированным вырезом; сегментированные пластины из вольфрама с установленными (вмонтированными) в них полупроводниковыми CdZnTe-детекторами и герметичными разъемами; верхнего основания из нержавеющей стали толщиной 15—20 мм с профилированным вырезом; бандажных соединений (болты из нержавеющей стали длиной 350—400 мм).


Слайд 15

16 Методы определения глубины выгорания - CdZnTe Предлагаемый конструктив также обеспечивает однозначное и четко воспроизводимое позиционирование детекторов относительно контролируемой ТВС для всех серий регистрации гамма-излучения. Конструктив позволяет разместить несколько детекторов на расстоянии 22,5 см от оси контролируемой ТВС. Возможны другие варианты изготовления предлагаемого конструктива, которые будут отражены в комплекте конструкторской документации на систему. При этом условия взаимного расположения детекторов и ТВС принципиально изменяться не будут.


Слайд 16

17


Слайд 17

18 Эмпирические соотношения, описывающие зависимость активности изотопа или отношения активностей изотопов в ТВС от выгорания при начальном обогащении 2%, 3.3%, 4.4% по 235U


Слайд 18

19 Эмпирические соотношения, описывающие зависимость активности изотопа или отношения активностей изотопов в ТВС от выгорания при начальном обогащении 2%, 3.3%, 4.4% по 235U


Слайд 19

20 Зависимость отношения активности изотопа 134Cs к активности 137Cs ТВС от выгорания при различных значениях времени выдержки


Слайд 20

21 Измерения проводились на 200-х ТВС на Запорожской АЭС. Более 20-ти ТВС измерялись дважды с интервалом в один год. Эксперименты проводились в период плановой перегрузки топлива на блоке, а перегрузочная машина использовалась для отработки метода определения глубины выгорания в реальном времени. Исследуемая ТВС помещалась на стенд, который устанавливался в гнездо универсальное бассейна перегрузки. В процессе установки ТВС в стенд проводились измерения в трех уровнях перемещения ТВС относительно детектора. Измерения высоты осуществлялось штатной системой перегрузочной машины. При извлечении ТВС проводилось измерение спектра по всей длине ТВС.


Слайд 21

22 Анализ измеренных спектров собственного гамма-излучения облученного ядерного топлива позволяет выделить следующие основные закономерности: при выдержке ядерного топлива в БВ около 1 года на спектрах (линия 1) хорошо выделяются и идентифицируются пики с энергиями 604,7 кэВ (134Cs), 661,6 кэВ (137Cs), 756,8 кэВ (95Zr, 95Nb), 795,8 кэВ (134Cs), 1168,1 кэВ (134Cs), 1274,4 кэВ (154Eu), 1365 кэВ (134Cs); нет четких пиков для ТВС с небольшой выдержкой в БВ до 1 года (линия 2), хорошо выделяется только пик в области 756,8 кэВ. Этот пик может определяться суммированием гамма-излучения изотопов (95Zr, 95Nb, частично 134Cs). Причем интенсивность излучения практически не зависит от глубины выгорания (что справедливо для 95Zr, 95Nb), поэтому спектры ТВС с разной глубиной выгорания не сильно отличаются; интенсивность гамма-излучения ТВС с небольшой выдержкой в БВ существенно превышает интенсивность излучения от выдержанных в БВ ТВС.


Слайд 22

23 Спектр излучения ОТВС Е 2957 с выгоранием 37,23МВт?сут/кг и выдержкой 11 месяцев. Спектр излучения ОТВС Е0906 с выгоранием 43,41 МВт?сут/кг и выдержкой 5,8 лет


Слайд 23

24 Спектр излучения ОТВС ГВ 2278 с выгоранием 30,58 МВт?сут/кг и выдержкой 8,05 лет. . Спектр излучения ОТВС ЕД 1646 с выгоранием 38,1 МВт?сут/кг и выдержкой 5,8 лет.


Слайд 24

25 Спектр излучения ОТВС А 0230 с выгоранием 13,45 МВт?сут/кг и выдержкой 13,16 лет. . Спектр излучения ОТВС Г 0352 с выгоранием 31,67 МВт?сут/кг и выдержкой 11,15 лет .


Слайд 25

26 Полученные результаты измерений подтвердили результаты имитационного моделирования и установили эмпирическую зависимость скорости счета 137Cs от выгорания в виде соотношения. При этом результаты всех измерений приведены к дате останова реактора Сравнение экспериментально полученных данных отношения активностей 134Cs и 137Cs с результатами имитационного моделирования показывает, что имеет место не только качественное, но и количественное совпадение зависимости указанного отношения от выдержки и выгорания ядерного топлива. Подобное сходство наблюдается и для зависимости указанного отношения от выгорания и начального обогащения ядерного топлива.


Слайд 26

27 Соотношения, описывающие зависимости выгорания и времени выдержки ОЯТ от измеренных интенсивностей ? -излучения ПД


Слайд 27

28 Описание применяемых технических средств Концепция построения системы контроля выгорания ОЯТ в реальном времени основана на следующих основных принципах и средствах: распределенные многодетекторные измерения с возможностью выделения групп измерительных каналов для резервирования; распределенный вычислительный комплекс с дублированием результатов измерения; отказоустойчивые средства вычислительной техники на основе промышленных компьютеров; объединение подсистем через локальную сеть на базе HDSL-технологии, позволяющей получать высокоскоростной цифровой доступ по витой паре; диагностика технических и программных средств; системность, открытость, совместимость, стандартизация, унификация и эффективность.


Слайд 28

29 Система контроля глубины выгорания На основании изложенной концепции и общего подхода к созданию системы, предложен состав технических средств системы приведенный на рисунках Система контроля глубины выгорания отработавшего ядерного топлива представляет собой программно-технический комплекс состоящий из: технических средств, предназначенных для определения характеристик собственного гамма-излучения ОЯТ (детекторы, анализаторы, ЭВМ) технических средств, предназначенных для обеспечения проведения измерений при проведении ТТО с ЯТ на блоке АЭС (конструктив для детекторов, шкафы и крейты с оборудованием, блоки питания, кабеля); технических средств предназначенных для обработки полученной информации о характеристиках полей излучения ядерного топлива (ЭВМ, установленная в пультовой ПМ и частично ЭВМ, установленная на ПМ; программного обеспечения (управление анализаторами, обработка спектров, определение выгорания, связь между ЭВМ, представление полученной информации).


Слайд 29

30


Слайд 30

31 Частичный состав технических средств, устанавливаемых на перегрузочной машине


Слайд 31

32


Слайд 32

33 Состав технических средств системы контроля выгорания ОЯТ: шесть измерительных каналов для регистрации спектров собственного гамма излучения ОЯТ, включающих: блок детектирования гамма-излучения на основе CdZnTe-детектора SDP 310/LC/20 C в котором расположены: а) полупроводниковый детектор; б) предварительный усилитель; многоканальный амплитудный анализатор импульсов Target dMCApro, в котором расположены: а) блоки питания и усиления; б) спектрометрический АЦП; программное обеспечение накопления измерительной информации о полях собственного гамма-излучения ОТВС, управления амплитудным анализатором импульсов dMCApro фирмы Target, с возможностью многодетекторных измерений с независимым управлением каждого анализатора комплект кабелей для подключения детектров; многоканальный программируемый счетчик совпадений/антивоспадений (на схеме обозначен МСС) импульсов от CdZnTe-детекторов в заданном энергетическом окне;


Слайд 33

34 Состав технических средств системы контроля выгорания ОЯТ: индикаторный канал контроля влажности в герметичных объемах конструктива, установленного на РШ ПМ, включающий: шесть датчиков влажности HIH-3610 фирмы Honeywell, установленных рядом с CdZnTe-детекторами; многоканальный преобразователь данных измерений влажности датчиком HIH-3610-001 в цифровой код; программное обеспечение для управления режимами измерения системы, диагностики оборудования установленного на ПМ, контроля влажности в герметичных объемах конструктива, установленного на РШ ПМ, управления работой схемы совпадений/антивоспадений; пассивная объединительная плата с шинами ISA/PCI PCA-6114P10-B; персональный промышленный одноплатный компьютер PCA-6004H-00A1 с устройствами накопления информации для накопления первичной измерительной информации и передачи измеренных данных; шасси промышленного ПК IPC-610 (или IPC-615) с блоком питания 300 Вт, с возможностью установки в 19” стойки; шкаф Tecnopac II 13U Elec 575D или Universal 13U575D фирмы Schroff, обеспечивающий требования IP55;


Слайд 34

35 Состав технических средств системы контроля выгорания ОЯТ: источник бесперебойного питания PS450 фирмы APC с дополнительным фильтром импульсных помех входного питания; VDSL-модем Prestige 841C (клиент) фирмы ZyXEL, поддерживающий HDSL; шкаф Proline PC 1700HX600WX600D или Minirack 12U 600D фирмы Schroff, обеспечивающий требования IP40; источник бесперебойного питания SU1000RMI2U фирмы APC с дополнительным фильтром импульсных помех входного питания; шасси промышленного ПК IPC-610 (или IPC-615) с блоком питания 300 Вт, с возможностью установки в 19” стойки; пассивная объединительная платы с шинами ISA/PCI PCA-6114P10-B персональный промышленный одноплатный компьютер PCA-6181ES-00A1 с устройствами накопления и архивирования информации; VDSL-модем Prestige 841 (сервер) фирмы ZyXEL, поддерживающий HDSL; промышленный плоскопанельный 17" TFT монитор FPM-3175TV; комплект общесистемных кабелей; программное обеспечение для обработки полученных спектров (поиск пиков полного поглощения, определение площади пиков, определение интенсивности излучения в пике полного поглощения); программное обеспечение для расчета выгорания ОЯТ контролируемой ТВС и ведения базы данных; программное обеспечение для управления режимами работы системы, диагностики отдельных элементов, ведения служебной базы данных о параметрах системы.


Слайд 35

36 Методика контроля выгорания ОЯТ На основании полученных результатов предложена методика контроля выгорания ОЯТ в реальном времени при проведении ТТО. Особенность методики состоит в том, что для расчета выгорания не требуется предварительного знания начального обогащения и времени выдержки ТВС после окончания кампании.


Слайд 36

37 Методика контроля выгорания ОЯТ Методика состоит из следующей последовательности операций по измерениям и обработке результатов: определение времени выдержки с использованием отношения измеренной интенсивности гамма-излучения 137Сs к интегральной интенсивности ?-излучения; оценочный расчет выгорания (BU) контролируемой ТВС по 137Cs, определение погрешности ?BU полученной величины выгорания; определение отношения интенсивностей ?-излучения изотопов 134Сs, 137Сs к моменту останова реактора на основании полученного значения времени выдержки; оценка начального обогащения ТВС, на основании данных оценочного расчета выгорания контролируемой ОТВС и значения отношения интенсивности ?-излучения изотопов 134Сs, 137Сs (I(134Cs)/I(137Cs)) на момент останова реактора; определение выгорания контролируемой ОТВС с использованием отношения интенсивности ?-излучения изотопов 134Сs, 137Сs и значения начального обогащения; окончательное определение погрешности ?BU полученной величины выгорания контролируемой ТВС.


Слайд 37

38 Методика контроля выгорания ОЯТ На практике во всех известных методиках, в том числе и описываемой для определения глубины выгорания ТВС, используются эмпирические зависимости, полученные на основании результатов измерений на АЭС, при этом часть ТВС принимается в качестве образцовых. А для построения градуировочной зависимости используются расчетные данные о глубине выгорания. Расчет выгорания может проводиться с применением более сложных программных средств, которые в практике эксплуатации АЭС не используются.


Слайд 38

39 Методика контроля выгорания ОЯТ На основании описанного выше подхода, были получены следующие основные зависимости, используемые при контроле глубины выгорания ОЯТ в реальном времени: зависимость отношения измеренной интенсивности ?-излучения 137Сs к интегральной интенсивности ?-излучения от времени выдержки ОЯТ; набор однотипных зависимостей отношения интенсивности ?-излучения изотопов 134Сs, 137Сs (I(134Cs)/I(137Cs)) на момент останова реактора от выгорания для каждого значения начального обогащения ТВС; зависимость интенсивности ?-излучения изотопа 137Сs на момент останова реактора от выгорания для всех значений обогащения.


Слайд 39

40 Зависимость отношения измеренной интенсивности ?-излучений 137Cs к полной интенсивности собственного ?-излучения ОЯТ от времени выдержки Сравнение экспериментально полученных данных отношения активностей 134Cs и 137Cs с результатами имитационного моделирования показывает, что имеет место не только качественное, но и количественное совпадение зависимости указанного отношения от выдержки и выгорания ядерного топлива. Подобное сходство наблюдается и для зависимости указанного отношения от выгорания и начального обогащения ядерного топлива.


Слайд 40

41 Соотношения, описывающие зависимости выгорания и времени выдержки ОЯТ от измеренных интенсивностей ? -излучения ПД


Слайд 41

42 Методика контроля выгорания ОЯТ Погрешность определения глубины выгорания ОЯТ определяется по совокупности оценок погрешностей, проведенных при градуировке системы в лаборатории, статистической погрешности измерений и погрешностей градуировочных зависимостей (оценка времени выдержки, обогащения и определение зависимости выгорания от интенсивности собственного гамма-излучения 137Сs и отношения интенсивности ?-излучения изотопов I(134Cs)/I(137Cs)). Погрешность градуировочных зависимостей определяется систематической погрешностью паспортной величины выгорания используемых в качестве контрольных ТВС и погрешностью, обусловленной статистическими погрешностями измерений в процессе проведения градуировки. Погрешность градуировки спектрометра в основном определяется погрешностью определения эффективности регистрации в пике полного поглощения в реальной геометрии измерений и в рассматриваемом случае будет определяться статистической погрешностью для конкретной энергетической точки на градуировочной кривой и погрешностью определения коэффициентов уравнения (см. табл).


Слайд 42

43 Методика контроля выгорания ОЯТ Определенная по ГОСТ 26874 общая статистическая погрешность определения эффективности регистрации составляет 7,75% при погрешности определения активности образцового источника 5%, погрешности учета времени со дня изготовления источника 1%, статистической погрешности повторных измерений площади пика 2,0 %. Тогда погрешность градуировки — зависимости эффективности регистрации составит 8,7%. При этом суммарная погрешность (статистическая, градуировка) определения интенсивности в реальных условиях измерений на АЭС составила: для линии 661 кэВ 137Cs от 8,8% до 17,3%, в большинстве случаев погрешность равна 9,2%. для линии 604 кэВ 134Cs от 10,6% до 36%, обычно она равна 11,8%. для суммы линий 796 и 802 кэВ 134Cs от 9,2% до 36%, обычно она равна 10,6 %.


Слайд 43

44 Методика контроля выгорания ОЯТ Суммарная погрешность отношения интенсивности изотопов цезия без учета снижения погрешности за счет уменьшения влияния погрешности эффективности регистрации составляет от 13,2% до 29,0% (для большинства измерений 14,5 %). Суммарная погрешность отношения интенсивности изотопов цезия при учете снижения погрешности за счет уменьшения влияния погрешности эффективности регистрации составляет (компенсируются погрешности определения активности источника и времени) от 7,9% до 29,0% (для большинства измерений 9,9 %).


Слайд 44

45 Методика контроля выгорания ОЯТ Полученные результаты с нашей точки зрения не отвечают потребностям использования системы на АЭС. Простые отклонения очень малы и это создает ложное впечатления достаточно точных результатов. Однако если, в свою очередь, провести статистический анализ полученных отклонений, то можно получить полезную информацию об основных источниках ошибок. Например, такой анализ показывает, что среднее значение отклонения определения времени выдержки после облучения очень незначительно. Но при этом можно рассмотреть в качестве случайной независимой переменной значение отклонения (ошибку) для каждого конкретного значения оценки времени выдержки от средней величины. Дисперсия распределения такой случайной величины достаточно велика. Это приводит к тому, что имеет место увеличение погрешности определения выгорания на основании отношений, так как при типичном времени выдержки несколько лет погрешность несколько процентов в определении выдержки приводит к большой погрешности для 134Cs с небольшим периодом полураспада. Но при этом это в меньшей степени отражается на 137Cs. При этом анализ полученных эмпирических калибровочных зависимостей для отношений (I(134Cs)/I(137Cs)) показал, что они практически совпадают с теоретическим значениями.


Слайд 45

46 Методика контроля выгорания ОЯТ Необходимо учитывать, что указанные зависимости являются базовыми для расчета выгорания. Это позволяет сделать предположение о другом варианте анализа и интерпретации результатов. Был предложен подход, который базируется на применении теории информации, например, для численной оценки результатов химико-аналитических исследований, оценки результатов моделирования в ходе анализа сложных систем. На основании результатов, изложенных в Шенном для статистической оценки гипотезы что совокупность экспериментальных данных незначительно отличается от той, которая может быть при некотором теоретическом законе может быть проведено испытание на соответствие при помощи параметра ?2. В методе ?2 в качестве меры отклонения экспериментальных точек от ожидаемых значений принимается сумма квадратов отклонений от предполагаемой зависимости.


Слайд 46

47 Методика контроля выгорания ОЯТ Процедура использования ?2 такова: 1. Выдвигается предположение о зависимости, связывающей выгорание и отношение активностей для каждого обогащения. 2. Определяется значение ?2 для каждой выборки (обогащение, статистическая погрешность, количество экспериментальных точек). При этом при расчете ?2 используется разность между ожидаемым теоретическим значением выгорания и реальным 3. Сравнивается полученное значение ?2 с нормируемым табличным значением для заданной доверительной вероятности. Обычно берут 0,95. Если полученное значение ?2 меньше нормируемого, то можно говорить, что при данном уровне доверительной вероятности принятая к качестве гипотезы зависимость описывает экспериментальные данные 4. Процедура может быть проведена повторно после удаления "промахов" (явных ошибок). Определяется значение параметра ?2 для различных значений обогащения и статистической погрешности измерения.


Слайд 47

48 Методика контроля выгорания ОЯТ Типовая погрешность должна быть не хуже 10% (см. выше — 9,9%), поэтому и используется это значение в качестве основного. Реально достижимая погрешность составляет 8%. Поэтому проверка проведена и для этого значения. Более корректно провести расчет с подстановкой индивидуального экспериментального значения для каждого наблюдения. Однако это очень громоздко. Обычно при проверке гипотез берут какое-либо одно значение, как правило, задаваемое в нормативной документации Для расчета ?2 используем формулу


Слайд 48

49 Методика контроля выгорания ОЯТ В нашем случае достаточно тяжело определить что такое текущее значение экспериментальное и теоретическое. При расчете использовалась разность между декларируемым значением выгорания (паспортным) и рассчитанным на основании полученных зависимостей — разность между экспериментальными точками и поверхностью на рисунке. Этот подход хорош тем, что в принципе вообще можно не говорить об эмпирических зависимостях, приведенных выше. При этом можно утверждать, что для расчета глубины выгорания ТВС используются теоретические зависимости по отношению активностей изотопов. Результаты такого анализа приведены ниже в таблице.


Слайд 49

50 Соотношения, описывающие зависимость измеренной интенсивности гамма-излучения изотопа или отношения интенсивностей гамма-излучения изотопов от выгорания.


Слайд 50

51 Соотношения, описывающие зависимость измеренной интенсивности гамма-излучения изотопа или отношения интенсивностей гамма-излучения изотопов от выгорания.


Слайд 51

52 Методика контроля выгорания ОЯТ Можно утверждать, что с доверительной вероятностью 0,95 глубину выгорания ТВС можно рассчитывать с использованием экспериментальных данных об отношении интенсивностей ?-излучения изотопов цезия, при этом погрешность не превысит 10%. Аналогичный подход применяется для оценки ошибок определения времени выдержки. Видно, что без исключения ошибок применять зависимость для определения времени выдержки следует достаточно осторожно. При этом следует отметить маленькое значение средней ошибки (менее 5%). Таким образом, можно сделать вывод, что имеется достаточно высокая вероятность (около 25 %) единичных выбросов. Это подтвердили расчеты глубины выгорания с использованием времени по соотношению, приведенному на рисунке.


Слайд 52

53 Определение времени выдержки. Значение параметра ?2 при доверительной вероятности 0,95 и 0,9


Слайд 53

54 — Восстановленное распределение активности 137Cs для ТВС при уменьшении активности в единичном твэла на участке высотой до 20 см на 10 %, 20 %, 30 %


Слайд 54

55


×

HTML:





Ссылка: