核監(jiān)測系統(tǒng)ppt課件-資料下載頁
2025-01-14 22:13本頁面
【正文】 一個電壓脈沖，脈沖頻率與中子通量水平成線性關系。 NPIC 中國核動力研究設計院 Nuclear Power Institute of China 華能核電培訓 ? 當工作電壓足夠大時，入射中子使 BF3氣體發(fā)生所謂“氣體放大”，即次電子在高電場作用下，在與氣體或分子作相鄰兩次碰撞之間的自由程中積累了足夠的能量，以致可以使氣體分子再次被電離，每碰撞一次，電荷載流子的數(shù)目增加一倍，電流以倍增系數(shù) （ n為初級電子到達陽極的路徑上與氣體分子碰撞的平均次數(shù)）被放大。 ? 中子探測器工作在“正比區(qū)”，利用正比氣體放大特點制作的中子探測器叫“ BF3正比計數(shù)管”，它的氣體放大倍數(shù) A對一定的外加電壓下是常數(shù)， A值甚至可達 106。 NPIC 中國核動力研究設計院 Nuclear Power Institute of China 華能核電培訓 ? 三氟化硼 (BF_3)正比計數(shù)管是應用十分廣泛的慢中子探測器之一 ,1939年可爾夫 (Korff)首先制成了這種計數(shù)管 ,后來經(jīng)過各國有關研究工作者進一步改進和提高 ,目前可作出陰極直徑 10厘米的 BF_3計數(shù)管 (充氣到一大氣壓左右 )。 ? 目前 ,它仍然在繼續(xù)發(fā)展中 ,BF_3氣體正比計數(shù)管對于固體和液體的慢中子探測器來說有它的優(yōu)點 :在技術上較簡單 。生產(chǎn)成本低 。使用方便 。對 γ射線的分辨能力高等 ,并且可獲得較高的探測效率。 NPIC 中國核動力研究設計院 Nuclear Power Institute of China 華能核電培訓 硼正比計數(shù)管 ? 這是歷史最久、技術生命最長的堆用探測器。 1944年第一座原子核反應堆中應用了它，而現(xiàn)代反應堆中，它仍然是最主要的堆用探測器之一。 ? 硼計數(shù)管都是利用慢中子與 10B原子核發(fā)生核反應所產(chǎn)生的 α和 7Li核在工作氣體中產(chǎn)生電離而輸出信號 ? 核反應為： NPIC 中國核動力研究設計院 Nuclear Power Institute of China 華能核電培訓 ? 大部分（ ％）核反應產(chǎn)生的 7Li核及 α粒子的能量為 ，另外還帶有 MeV的 γ光子。一小部分（ ％）核反應不發(fā)出 γ光子， 7Li核與 α粒子的總能量為 MeV。由于 7Li核及 α粒子都是重帶粒子，因而其能量易于大部甚至全部消耗在工作氣體中來產(chǎn)生離子對，輸出脈沖信號。 NPIC 中國核動力研究設計院 Nuclear Power Institute of China 華能核電培訓 γ補償電離室 ? γ補償電離室一般選用涂硼電流電離室。 ? 圓柱形補償電離室由內(nèi)外兩個電離室構(gòu)成（也有更多的，但原理相同）。連接兩個電離室，使它們的輸出電流極性剛好相反，因此來自探測器的凈電流輸出將是兩個電離室電流的代數(shù)和。 ? 可以寫成如下的數(shù)學式： ? 實際上兩個電離室對 γ射線的靈敏度不可能完全相同，受 γ照射情況也有一定差異，因此不可能完全補償。但是，可以盡可能使這些影響減到最小，甚至可以忽略。 21 )( rrn iiii ???總NPIC 中國核動力研究設計院 Nuclear Power Institute of China 華能核電培訓 中間的圓柱體作為收集極，最外的圓柱體內(nèi)表面涂硼，使用時加正高壓（＋HV），收集極的外表面也涂硼。它們組成對中子和 γ射線都靈敏的涂硼電離室；最內(nèi)的圓柱體作為 γ補償電離室的電極，使用時加負高壓（－ HV），電極和收集極的內(nèi)表面（收集極內(nèi)表面不涂硼）構(gòu)成只對 γ射線靈敏的電離室。兩個電離室充有相同的氣體，兩個電離室用同一個收集電極。 NPIC 中國核動力研究設計院 Nuclear Power Institute of China 華能核電培訓 裂變室 ? 裂變室是在電離室一個電極上涂上有可裂變物質(zhì)的脈沖電離室，其原理和結(jié)構(gòu)同于電離室。 ? 裂變電離室是在電離室一個電極上涂有可裂變材料（如 235U），腔內(nèi)充以惰性氣體的脈沖電離室。 ? 中子與 235U產(chǎn)生裂變反應，裂變碎片的能量比一般核反應次級帶電粒子的能量大得多，所以裂變電離室的靈敏度很高 ? 由于“裂片”信號顯著大于 γ次級電子的信號，因而裂變室具有極強抗 γ干擾能力。 NPIC 中國核動力研究設計院 Nuclear Power Institute of China 華能核電培訓 ? 在堆內(nèi)測量中，裂變室共有三種測量方式： ? 脈沖測量方式，測量范圍上限為 105脈沖／ s； ? 漲落測量方式，即“坎貝爾”（ Compbell）方式，測量范圍為 105～ 1010脈沖／ s； ? 累計測量方式，即測量平均信號電流。 ? “坎貝爾”方式介于“脈沖”與“累計”兩種方式之間。此時信號脈沖發(fā)生了重疊，但疊加后的信號又漲落很大。按漲落理論，此時信號的相對均方根漲落值與采樣時間內(nèi)裂變反應發(fā)生次數(shù)的平方根成反比?！翱藏悹枴狈椒ň褪抢眠@一點來測量入射中子注量率的。 NPIC 中國核動力研究設計院 Nuclear Power Institute of China 華能核電培訓 堆芯測量用小型裂變室 ? 可移動的小型裂變室探測器使用富集度高于 90％的 U3O8（氧化鈾），每個裂變室設計成有 *1017A/nv的最小熱中子靈敏度和 3*1014A/R/h的最大 γ靈敏度。裂變室的尺寸，直徑約為 ，長度約為 。裂變室的不銹鋼外殼被焊接到繞有螺旋形驅(qū)動齒線的驅(qū)動纜繩的前端，并且當由驅(qū)動裝置來移動該驅(qū)動纜繩時，相連的小型裂變室就被放置到在堆芯內(nèi)所要求的位置。小型裂變室的輸出信號電纜由中空的啟動纜繩中穿出，引到測量儀表上進行指示和記錄。 NPIC 中國核動力研究設計院 Nuclear Power Institute of China 華能核電培訓 無補償電離室 ? 功率區(qū)段探測器采用涂硼的無補償電離室。該電離室對 γ和中子兩者都是敏感的；一般它工作在功率區(qū)段，中子注量率水平要比 γ照射量率大許多倍，可以不需要 γ補償。功率區(qū)段探測器使用無補償電離室的另一個理由是，在高功率時 γ照射量率也正比于反應堆功率，而功率區(qū)段儀表顯示的滿功率百分數(shù)是根據(jù)二次系統(tǒng)熱平衡來校準的。 ?
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