РАЗДЕЛ 2
МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРОГОВЫХ ЗНАЧЕНИЙ КОНТРОЛИРУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ
2.1. Методика определения пороговых значений информационно-измерительных
каналов ППН.
2.1.1. Обоснование выбора пороговых значений Кэф контролируемых скоплений ТСМ.
Существующие на “Объекте “Укрытие” системы контроля состояния топливосодержащих
материалов (ТСМ) предназначены для обнаружения аномальных событий, связанных с
изменением размножающих свойств ТСМ. Подкритическое состояние ТСМ
характеризуется в первую очередь устойчивостью поведения факторов, определяющих
критмассовую безопасность. Стабильность процессов в ТСМ, генерирующих поток
нейтронов, а также стабильность сопутствующих параметров, таких как мощность
экспозиционной дозы гамма-излучения, температура в зоне контроля [39], также
указывает на устойчивость подкритического состояния ТСМ.
В настоящее время строгих и стандартизованных методик определения пороговых
значений такого контролируемого параметра как ППН не существует. В [40]
определены предельные величины порогов срабатывания по плотности потока
нейтронов. Там же рекомендуется повышать пороги срабатывания, если на блоки
детектирования воздействует фон излучения того же вида, что и регистрируемое
излучение. На радиационно-опасных объектах, как правило, известно место
вероятного возникновения СЦР и вносимое конструкционными или защитными
материалами ослабление нейтронного или гамма- излучения, что позволяет точно
вычислить порог срабатывания сигнализации, предусматривая специальные меры по
подавлению фона излучения либо приближая блоки детектирования к опасному месту.
Эти рекомендации неприемлемы для решения поставленных задач перед системой
контроля на объекте «Укрытие», т.к. они, во-первых, предназначены исключительно
для технических средств обнаружения СЦР, а не для предупреждения ее, во-вторых,
неопределенность возможного места возникновения СЦР в ТСМ на объекте «Укрытие»
не позволяет учесть ослабление ионизирующего излучения (в нашем случае ППН),
в-третьих, не учитывают статистический разброс данных измерения ППН.
Для каждой системы контроля (например, ИДК «Шатер», ИИС «Финиш») был применен
индивидуальный подход выбора пороговых значений, исходя из опыта наблюдений за
состоянием ТСМ объекта «Укрытие».
В частности, в системе “Финиш” определение пороговых значений основано на
выборе определенной кратности текущего значения контролируемого параметра
относительно среднего его значения, полученного за предыдущий период
наблюдения.
Следует отметить, что в ИИС “Финиш” значение контролируемого параметра
определяется как усредненная за определенный промежуток времени величина с
плавно меняющимся временным графиком, что оправдывает детерминированный подход
к оценке контролируемых параметров.
В СК ТСМ «Сигнал» значение такого измеряемого параметра как ППН определяется
как число импульсов на выходе информационно-измерительного канала за
десятисекундный цикл измерения - N(t), умноженное на коэффициент пересчета.
Величину N(t) принято называть счетностью или скоростью счета.
Характерный временной график значений ППН приведен на рис. 2.1.
Из рис.2.1 видно, что числовое значение ППН, полученное как произведение
счетности на выходе ИИК на коэффициент пропорциональности (коэффициент
пропорциональности определяется для каждого ИИК в ходе метрологической
аттестации), в каждом десятисекундном цикле измерения меняется от цикла к циклу
и является дискретной случайной величиной с определенным законом распределения
ее вероятностей.
Рис.2.1. Характерный график динамики изменения показаний ППН
(10 канал, 18.11.99 г.).
В то же время, при условии стационарности возмущающих факторов и постоянстве
подкритичности, с точки зрения физических процессов происходящих в ТСМ, ППН
остается постоянной величиной. В этом случае выбор порогового значения (в СК
ТСМ «Сигнал» пороговое значение Nпор задано аппаратурно и является const) не
может быть осуществлен как простое манипулирование детерминированными
величинами, например, установкой порогового значения соответствующего
определенной доле максимального значения счетности или ее среднего значения.
Зафиксированное превышение порогового значения счетности (включение
сигнализации) должно с определенной доверительной вероятностью соответствовать
изменению подкритичности ТСМ.
При определенном среднем значении счетности N0 отношение порогового значения к
текущему значению счетности (кратность порога) представляет собой некоторый
интервал (своего рода – интервал неопределенности) заключенный в границах от
Nпор/N(t)max до Nпор/N(t)min. Это указывает на необходимость применения
вероятностного подхода при определении пороговых значений счетности СК ТСМ.
Кроме того, к СК ТСМ «Сигнал» предъявляются в некоторой степени противоречащие
друг другу требования: недопущение пропуска события, соответствующего близкому
к критическому состоянию ТСМ (ошибка первого рода) – с одной стороны и
ограничение количества «ложных» срабатываний аварийной сигнализации (ошибка
второго рода), т.е. когда величина ППН, измеренная за 10 секундную экспозицию,
превысила установленный порог, а рост критичности ТСМ отсутствовал. Поэтому,
учет закона распределения вероятностей случайной величины N(t), доверительной
вероятности превышения порогового значения, недопущение пропуска события,
ограничение количества «ложных» срабатываний аварийной сигнализации при расчете
пороговых значений возможен только на основании использования методов
математической статистики.
На рис. 2.2 показана гипотетическая ситуация возрастания счетности в ИИК.
Жирной линией обозначены уср
- Київ+380960830922