CN106814387B - 一种核临界事故探测器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种核临界事故探测器，包括塑料闪烁晶体、光电倍增管、电离室、高压电源、信号检测电路；信号检测电路包括弱电流放大器、电流‑电压转换单元、ADC采集单元以及支持这些单元正常运行的电源电路；塑料闪烁晶体与光电倍增管相连，光电倍增管连接高压电源以及信号检测电路；电离室与高压电源以及信号检测单元相连。本发明有效提升了核临界事件的报警可靠性。
Description
技术领域
本发明属于核临界事件检测技术领域，具体涉及一种核临界事故探测器
背景技术
所谓临界，是指核反应释放出中子，从而使核裂变反应达到持续进行连锁反应的状态。
铀或钚等易裂变物质意外发生的自持或发散的中子链式反应，如果达到一定的量而聚集在某一部位，就会成为临界状态，因而会很快发生核裂变反应，如果这种反应失去控制，造成能量和放射性物质的释放，则可认为发生了所谓的核临界事件。
由于核临界事故持续时间极短(毫秒级)，并且产生极大辐射场，各种因素结合在一起，导致普通的区域辐射探测器失效。所以，核临界报警必须需考虑探测器的响应时间、测量范围等极限条件。同时，作为一个整体系统，临界报警系统的稳定性、可靠性也是至关重要的，任何一次漏报警或延迟报警，都可能造成不堪设想的安全事故，任何一次误报警，都有可能造成严重的经济损失和人员恐慌。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述普通技术中的不足，提供一种核临界事故探测器，其响应时间快，测量范围宽，可靠性高，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种核临界事故探测器，包括用于测量低剂量γ射线的第一塑料闪烁体、用于收集第一塑料闪烁体光信号的第一光电倍增管、用于测量中剂量γ射线的第二塑料闪烁体、用于收集第二塑料闪烁体光信号的第二光电倍增管、用于测量高剂量γ射线的电离室、用于放大电离室信号的弱电流放大器、用于对第一光电倍增管、第二光电倍增管、电离室提供高压供电的高压电源，所述高压电源与弱电流放大器、第一光电倍增管及第二光电倍增管连接，所述信号处理单元分别与第一光电倍增管、第二光电倍增管以及高压电源连接；信号处理单元内设置有MCU控制单元，由MCU控制单元经DA模数转化单元分别向高压电源内的高压模块发出高压控制指令和低压控制指令，分别读取第一光电倍增管的AD数值以及第二光电倍增管的AD数值；同时读取电离室的AD数值及温度控制单元的温度值；根据上述获取的温度值，由MCU控制单元判断是否进行温度补偿；若上述获取的温度值在MCU控制单元内设定的温度阈值之内，则将上述获取的第一光电倍增管的AD数值、第二光电倍增管的AD数值以及电离室的AD数值进行处理，将处理后的数据经RS485串口发送给探头处理板；若上述中获取的温度值不在MCU控制单元内设定的温度阈值之内，则先进行温度补偿，当温度升到MCU控制单元内设定的温度阈值之内，则将上述获取的第一光电倍增管的AD数值、第二光电倍增管的AD数值以及电离室的AD数值进行处理，将处理后的数据经RS485串口发送给探头处理板。
本发明设计的核临界探测器其响应时间快，测量范围宽，可靠性高，便于推广使用。
附图说明
图1为本发明的框架结构图；
图2为本发明的实施例原理图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
一种核临界事故探测器，包括用于测量低剂量γ射线的第一塑料闪烁体3、用于收集第一塑料闪烁体3光信号的第一光电倍增管2、用于测量中剂量γ射线的第二塑料闪烁体5、用于收集第二塑料闪烁体5光信号的第二光电倍增管4、用于测量高剂量γ射线的电离室101、用于放大电离室101信号的弱电流放大器7、用于对第一光电倍增管2、第二光电倍增管4、电离室101提供高压供电的高压电源8，所述高压电源8与弱电流放大器7、第一光电倍增管2及第二光电倍增管5连接，所述信号处理单元1分别与第一光电倍增管2及第二光电倍增管5以及高压电源连接；信号处理单元1内设置有MCU控制单元102，由MCU控制单元102经DA模数转化单元分别向高压模块发出高压控制指令和低压控制指令，分别读取第一光电倍增管的AD数值以及第二光电倍增管5的AD数值；同时读取电离室101的AD数值及温度控制单元101的温度值；根据上述中获取的温度值，由MCU控制单元102判断是否进行温度补偿；若上述中获取的温度值在MCU控制单元102内设定的温度阈值之内，则将上述获取的第一光电倍增管2的AD数值、第二光电倍增管的AD数值以及电离室101的AD数值进行处理，将处理后的数据经RS485串口发送给探头处理板105；若上述中获取的温度值不在MCU控制单元102内设定的温度阈值之内，则先进行温度补偿，当温度升到MCU控制单元102内设定的温度阈值之内，则将上述获取的第一光电倍增管2的AD数值、第二光电倍增管5的AD数值以及电离室101的AD数值进行处理，将处理后的数据经RS485串口发送给探头处理板105。
MCU控制单元102选择四通道16bit ADC芯片，最高250Ksps吞吐率，串行输出使用是循环进行采样，四通道分别为：PMT1，PMT2，ION，高压模块电压监测。PMT1为第一光电倍增管2的AD数值，PMT2为第二光电倍增管5的AD数值，ION为电离室101的AD数值；
其量程判断为：
①显示PTM1探测器数据
PTM2<3mGy/h和ION<1Gy/h
②显示PTM2探测器数据
PTM2>4mGy/h和ION<1Gy/h
③显示ION探测器数据
PTM2>1Gy/h或者ION>5Gy/
在上述的参数设置模式，三个独立本底，三个单独灵敏度，三个独立高压。可以借用高压设置中的三个。不用换挡增加温度补偿，补偿其中一个探测器则目标三个探测器都补偿。根据测试结果进行，在讨论增加上位，进行参数修改。
每部分探测器要求的测量范围
1)PTM1要求测量范围0.1μGy/h～4mGy/h，
2)PTM2要求测量范围1m Gy/h～1Gy/h，
3)ION要求测量范围100m Gy/h～300Gy/h。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (1)
1.一种核临界事故探测器，其特征在于：包括用于测量低剂量γ射线的第一塑料闪烁体、用于收集第一塑料闪烁体光信号的第一光电倍增管、用于测量中剂量γ射线的第二塑料闪烁体、用于收集第二塑料闪烁体光信号的第二光电倍增管、用于测量高剂量γ射线的电离室、用于放大电离室信号的弱电流放大器、用于对第一光电倍增管、第二光电倍增管、电离室提供高压供电的高压电源，所述高压电源与弱电流放大器、第一光电倍增管及第二光电倍增管连接，信号处理单元分别与第一光电倍增管、第二光电倍增管以及高压电源连接；信号处理单元内设置有MCU控制单元，由MCU控制单元经DA模数转化单元分别向高压电源内的高压模块发出高压控制指令和低压控制指令，分别读取第一光电倍增管的AD数值以及第二光电倍增管的AD数值；同时读取电离室的AD数值及温度控制单元的温度值；根据上述获取的温度值，由MCU控制单元判断是否进行温度补偿；若上述获取的温度值在MCU控制单元内设定的温度阈值之内，则将上述获取的第一光电倍增管的AD数值、第二光电倍增管的AD数值以及电离室的AD数值进行处理，将处理后的数据经RS485串口发送给探头处理板；若上述中获取的温度值不在MCU控制单元内设定的温度阈值之内，则先进行温度补偿，当温度升到MCU控制单元内设定的温度阈值之内，则将上述获取的第一光电倍增管的AD数值、第二光电倍增管的AD数值以及电离室的AD数值进行处理，将处理后的数据经RS485串口发送给探头处理板。
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