Алгоритм моніторингу потужностей критеріїв тестування експоненціальності щільності потоку нейтронів в «Об’єкті Укриття»

Abstract

Системний моніторинг щільності потоку нейтронів від паливовмісних матеріалів в «Об’єкті Укриття» потребує постійного контролю та визначення параметрів динаміки з метою контролю ядерної безпеки. Запропоновано алгоритм ідентифікації переходів форми трендів динамічних рядів потоків нейтронів в експоненціальну залежність для фіксації подій, які можуть свідчити про зміну стану та поведінки паливовмісних матеріалів. У роботі проводиться моніторинг потужностей статистичних критеріїв, які можуть бути використані при визначенні моментів /часових інтервалів переходу динамічних рядів щільності потоку нейтронів до експоненціального закону розподілу. Запропоновано набір критеріїв, який найбільш доцільно використовувати при перевірці експоненціального закону розподілу, гамма-розподілу, розподілу Пуассона та Вейбула. Оцінка потужностей статистичних критеріїв була проведена на різних об’ємах вибірок, без урахування конкуруючих гіпотез. Встановлено потужності трьох груп критеріїв тестування експоненціальності для різної дискретизації вхідних масивів даних. Рекомендовано мотивоване використання критеріїв для різних об’ємів вибірок. Проведені дослідження є основою для проектування підсистеми тестування експоненціальності в автоматизованій системі підтримки прийняття рішень по забезпеченню та підвищенню рівня ядерної безпеки комплексу «Новий Безпечний Конфайнмент – «Об’єкт Укриття». Отримані результати разом з визначеними наборами оцінки аномальності в дискретизованих масивах даних щільності потоку нейтронів є основою для побудови алгоритмів функціонування автоматизованих систем контролю оцінки відхилень від безпеки в комплексі «Новий Безпечний Конфайнмент – «Об’єкт Укриття».

Nuclear safety monitoring of the "New Safe Confinement – Shelter Object" system requires constant monitoring of the dynamics of neutron flux density from clusters of nuclear fuel-containing materials at sub-reactor premises at the Shelter object. The paper proposes an algorithm for identifying transitions of neutron flux time series trends from lineal into exponential dependence. The monitoring of the powers of statistical criteria that can be used in determining the moments of transition of dynamic series to the law of exponential distribution has been carried out. The criteria are classified according to the "power - sample size" parameters. A set of criteria, which is most expedient to use when checking the laws of exponential distribution, is offered. The power of statistical criteria is estimated at different sample sizes, without taking into account competing hypotheses. Powers of three groups of exponentiality testing criteria for different data sets have been established. Motivated use of criteria for different sample sizes is recommended. The obtained results are the basis for the construction of algorithms for automated monitoring systems for assessing the state of fuel-containing materials in the complex "New Safe Confinement – Shelter Object". The scientific novelty of the obtained results consists in clarifying the list of exponentiality testing criteria for discretized time series, specifying the limits of their use, determining optimal sets of monitoring criteria for new classes of objects. The practical significance lies in the use of the results as a basis for designing a subsystem for exponentiality testing and monitoring in an automated control system and decision support system on the research object. The direction of further research is the use of the obtained results to construct algorithms for automated monitoring and decision support systems to assess the state of the New Safe Confinement – Shelter Object system.