CN106842279A - 一种核临界事故的探测方法及探测器 - Google Patents

一种核临界事故的探测方法及探测器 Download PDF

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曲广卫
邸甲峻
张振羽
马红艳
刘辉
辛元娟
曲锐
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    • G01T1/248—Silicon photomultipliers [SiPM], e.g. an avalanche photodiode [APD] array on a common Si substrate

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Abstract

本发明提供了一种临界事故探测器，包括MCU控制单元，该MCU控制单元通过DA单元连接高压电源，该高压电源分别连接第一光电倍增管及第二光电倍增管，所述第一光电倍增管及第二光电倍增管分别经过I/V单元以及AD单元连接MCU控制单元，所述MCU控制单元与电离室通过I/V单元以及AD单元连接，所述MCU控制单元连接温度控制单元。一种核临界事故的探测方法，包括如下步骤：步骤S1：通电初始化；步骤S2：PTM1 PTM2；ION及温度控制单元的温度值的采集，步骤S3：判断是否进行温度补偿以及数值处理步骤S4：根据步骤S3中处理的数值，将PTM1、PTM2、ION进行判断，并将判断结果经RS485串口发送给探头处理板。

Description

一种核临界事故的探测方法及探测器
技术领域
本发明涉及核临界事故的探测技术，具体涉及一种核临界事故的探测方法及探测器。
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故。
临界事故可能产生非常严重的影响，因为这种意外事故可能在几乎没有或根本没有屏蔽的地点发生，使工厂操作员摄取大量剂量。即使后处理厂设有非常厚的屏蔽墙，也不足以避免人员摄取致死剂量。工厂本身还有可能蒙受严重损坏的危险，更不用说对公众和企业关系产生的影响了。因此防止核临界事故的发生，在诸多涉及易裂变材料的相关单位，尤其重要。
鉴于临界设备的重要性，国家核安全局根据《民用核设备安全监督管理条例》，对2007年12月29日公布的《民用核安全设备目录(第一批)》修订为《民用核安全设备目录(2016)》，与2016年4月8日印发。该目录已经将临界报警设备列为核燃料循环设施后处理厂专用核安全设备(安全级1E级)，要求在2017年6月30日前未取得核安全局颁发的设计和制造许可证的企业，不得继续从事相应民用核安全设备的设计和制造。
国内目前尚没有安全级的临界报警设备，因此按照更新后国标要求研制可靠的、稳定的核临界报警系统并取得核安全局的设计和制造许可证，及时填补空白是非常必要的，具有非常重要的安全意义和社会意义。
因此，基于以上安全因素和国家政策需求，开发了一款满足临界事故探测器。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种核临界事故的探测方法及探测器。
其中，本发明提供的技术方案如下，
本发明公开了一种核临界事故的探测方法，包括如下步骤：步骤S1：给核临界事故探测器通电，并完成初始化；
步骤S2：由MCU控制单元经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PTM1以及第二光电倍增管的AD数值PTM2；同时读取电离室的AD数值ION及温度控制单元的温度值；
步骤S3：根据步骤S2中获取的温度值，由MCU控制单元判断是否进行温度补偿；若步骤S2中获取的温度值在MCU控制单元内设定的温度阈值之内，则将步骤S2获取的第一光电倍增管的AD数值PTM1、第二光电倍增管的AD数值PTM2以及电离室的AD数值ION进行处理，将处理后的数据经RS485串口发送给探头处理板；若步骤S2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，则将步骤S2获取的第一光电倍增管的AD数值PTM1、第二光电倍增管的AD数值PTM2以及电离室的AD数值ION进行处理；
步骤S4：根据步骤S3中处理的数值，将第一光电倍增管的AD数值PTM1、第二光电倍增管的AD数值PTM2、电离室的AD数值ION进行判断，并将判断结果经RS485串口发送给探头处理板；
其判断逻辑为：
①发送PTM1探测器数据需满足
PTM2<3mGy/h和ION<1Gy/h
②显示PTM2探测器数据需满足
PTM2>4mGy/h和ION<1Gy/h
③显示ION探测器数据需满足
PTM2>1Gy/h或者ION>5Gy/h
本发明提供的技术方案克服了现有技术，可以探测更宽范围的精确数值，保证了核临界事件监测的可靠性。
附图说明
图1为本发明的原理图；
图2为本发明中探测器的框架原理图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
参照图1和图2，本发明公开了一种核临界事故的探测方法，包括如下步骤：
步骤S1：给核临界事故探测器通电，并完成初始化；
步骤S2：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PTM1以及第二光电倍增管的AD数值PTM2；同时读取电离室101的AD数值ION及温度控制单元101的温度值；
步骤S3：根据步骤S2中获取的温度值，由MCU控制单元102判断是否进行温度补偿；若步骤S2中获取的温度值在MCU控制单元102内设定的温度阈值之内，则将步骤S2获取的第一光电倍增管的AD数值PTM1、第二光电倍增管的AD数值PTM2以及电离室101的AD数值ION进行处理，将处理后的数据经RS485串口发送给探头处理板105；若步骤S2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，则将步骤S2获取的第一光电倍增管的AD数值PTM1、第二光电倍增管的AD数值PTM2以及电离室的AD数值ION进行处理；
步骤S4：根据步骤S3中处理的数值，将第一光电倍增管的AD数值PTM1、第二光电倍增管的AD数值PTM2、电离室101的AD数值ION进行判断，并将判断结果经RS485串口发送给探头处理板；
其判断逻辑为：
①发送PTM1探测器数据需满足
PTM2<3mGy/h和ION<1Gy/h，
②显示PTM2探测器数据需满足
PTM2>4mGy/h和ION<1Gy/h，
③显示ION探测器数据需满足
PTM2>1Gy/h或者ION>5Gy/h，
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。
一探测器，包括MCU控制单元102，该MCU控制单元102通过DA单元连接高压电源(103，104)，该高压电源(103，104)分别连接第一光电倍增管及第二光电倍增管，所述第一光电倍增管及第二光电倍增管分别经过I/V单元以及AD单元连接MCU控制单元102，所述MCU控制单元102与电离室101通过I/V单元以及AD单元连接，所述MCU控制单元101连接温度控制单元。
以上对本发明实施例所公开的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (2)

1.一种核临界事故的探测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：给核临界事故探测器通电，并完成初始化；
步骤S2：由MCU控制单元经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PTM1以及第二光电倍增管的AD数值PTM2；同时读取电离室的AD数值ION及温度控制单元的温度值；
步骤S3：根据步骤S2中获取的温度值，由MCU控制单元判断是否进行温度补偿；若步骤S2中获取的温度值在MCU控制单元内设定的温度阈值之内，则将步骤S2获取的第一光电倍增管的AD数值PTM1、第二光电倍增管的AD数值PTM2以及电离室的AD数值ION进行处理，将处理后的数据经RS485串口发送给探头处理板；若步骤S2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，则将步骤S2获取的第一光电倍增管的AD数值PTM1、第二光电倍增管的AD数值PTM2以及电离室的AD数值ION进行处理；
步骤S4：根据步骤S3中处理的数值，将第一光电倍增管的AD数值PTM1、第二光电倍增管的AD数值PTM2、电离室的AD数值ION进行判断，并将判断结果经RS485串口发送给探头处理板；
其判断逻辑为：
①发送PTM1探测器数据需满足
PTM2<3mGy/h和ION<1Gy/h
②显示PTM2探测器数据需满足
PTM2>4mGy/h和ION<1Gy/h
③显示ION探测器数据需满足
PTM2>1Gy/h或者ION>5Gy/h。
2.根据权利要求1中核临界事故的探测方法的探测器，其特征在于，包括MCU控制单元，该MCU控制单元通过DA单元连接高压电源，该高压电源分别连接第一光电倍增管及第二光电倍增管，所述第一光电倍增管及第二光电倍增管分别经过I/V单元以及AD单元连接MCU控制单元，所述MCU控制单元与电离室通过I/V单元以及AD单元连接，所述MCU控制单元连接温度控制单元。
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