CN107731327A - 能够对源强进行调节的冷却剂活度测量系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能够对源强进行调节的冷却剂活度测量系统,包括总γ探测器和γ谱探测器,在总γ探测器和γ谱探测器之间设置有与一回路冷却剂连通的取样机构,且总γ探测器、取样机构和γ谱探测器设置在同一直线上,所述取样机构和γ谱探测器之间设置有源强调节机构,通过源强调节机构的转动改变通过源强调节机构的γ射线。本发明设计的带有源强调节机构的冷却剂活度测量系统,能够根据总γ探测器测量的冷却剂活度水平,自动选择合适的准直器,使得透过准直器的γ射线强度在γ谱探测器的最佳测量区间内,从而实现对燃料元件破损的有效监测。

Description

能够对源强进行调节的冷却剂活度测量系统
技术领域
[0001] 本发明涉及反应堆燃料元件的破损监测,具体涉及一种能够对源强进行调节的冷 却剂活度测量系统。
背景技术
[0002] 燃料元件包壳是防止放射性裂变产物向外泄漏的第一道屏障,如果燃料元件发生 破损,燃料元件中的裂变产物就会释放到一回路冷却剂中。反应堆必须设置燃料元件破损 监测系统,以便能够及时发现燃料元件的破损,并在必要时采取措施,从而确保反应堆的安 全。
[0003] 燃料元件破损时,冷却剂中裂变产物放射性核素活度水平会上升,因此可通过测 量冷却剂中裂变产物放射性核素活度水平来进行燃料破损监测。由于反应堆运行时间以及 燃料破损等的影响,冷却剂中放射性核素的活度水平波动较大。目前一般采用高纯锗探头 测量冷却剂样品中放射性核素的种类和活度水平,如果被测样品中放射性核素活度较高 时,可能超出探测器的测量上限,从而无法得到准确的测量结果。
发明内容
[0004]本发明所要解决的技术问题是冷却剂中放射性核素的活度水平波动较大,而现有 测量系统无法对活度调节,容易导致超过探测器的量程而造成测量结果不准确,其目的在 于提供一种能够对源强进行调节的冷却剂活度测量系统,该测量系统根据冷却剂的活度水 平调节进入测量探头的放射性强度,扩宽测量范围并提高探测效率,解决了现有测量系统 无法对活度调节,容易导致超过探测器的量程而造成测量结果不准确的问题。
[0005] 本发明通过下述技术方案实现:
[0006]能够对源强进行调节的冷却剂活度测量系统,包括总Y探测器和Y谱探测器,在 总Y探测器和y谱探测器之间设置有与一回路冷却剂连通的取样机构,且总Y探测器、取 样机构和Y谱探测器设置在同一直线上,所述取样机构和y谱探测器之间设置有源强调节 机构,通过源强调节机构的转动改变通过源强调节机构的Y射线。在反应堆中燃料元件破 损后,燃料元件中的裂变产物就会释放到一回路冷却剂中,这将会对辐射泄漏,会对反应堆 设备和位于其中的人员造成伤害,实际上燃料元件破损时,冷却剂中裂变产物放射性核素 活度水平会上升,因此可通过测量冷却剂中裂变产物放射性核素活度水平来进行燃料破损 监测,从而能够及时发现燃料破损,为操作人员第一时间进行处理提供了数据和反应时间。 但是由于反应堆运行时间以及燃料破损等的影响,冷却剂中放射性核素的活度水平波动较 大。而目前一般采用高纯锗探头测量冷却剂样品中放射性核素的种类和活度水平,探头器 的测量范围有限,如果被测样品中放射性核素活度较高时,可能超出探测器的测量上限,从 而无法得到准确的测量结果。而如果采用大范围的测量器,又会导致成本增高以及安装空 间不足这些问题,而本方案则是采用总Y探测器和Y谱探测器组合进行探测的方式,专用 于冷却剂放射性活度水平的测量,在总Y探测器和Y谱探测器之间设置源强调节机构,通 ,源强调节机构的转动改变通过源强调节机构的丫射线,y谱探测器针对滞留在样品水进 行谱分析,得到冷却剂中放射性核素的种类和活度水平;总y探测器可以测量样品水的总 活度,根据冷却剂的活度水平调节进入测量探头的放射性强度,扩宽测量范围并提高探测 效率。 '
[0007]而源强调节机构包括能够绕着其自身轴线转动的转动盘,转动盘采用铅材料作为 屏蔽,转动盘上设置有若干个不同宽度的狭缝准直器,射线只能从狭缝准直器穿过,狭缝准 直器的数量根据实际测量射线种类和波长进行设定,但是要保证狭缝准直器的宽度不同。 取样机构中样品的y射线穿过对应的狭缝准直器被y谱探测器接收,并且转动盘上的狭缝 准直器随着转盘转动位于最上方的狭缝准直器与总Y探测器和Y谱探测器设置在同一直 线上。在总y探测器测量结果较大的时候,通过源强调节机构的转动盘旋转,选择使用宽度 较小的狭缝准直器,否则使用宽度较大的狭缝准直器,确保进入y谱探测器的y射线不多 也不少,位于Y谱探测器的测量范围中,保证了测量结果的准确。
[OOOS]取样装置主要用于一回路冷却剂的在线取样,取样机构由前置阀门、样品容器和 后置阀门组成,样品容器设置在前置阀门和后置阀门之间,前置阀门和后置阀门分别与一 回路冷却剂连通。这样能够实现在线取样,保证了测量的准确性。
[0009]为了保证测量时探测器能够将样品容器中的样品放出的射线进行较为全面的探 测,以减少测量误差,所以最好将总y探测器、样品容器和Y谱探测器设置在同一直线上, 而Y谱探测器优选为高纯锗探头,总Y探测器优选为Nal探头,这是在射线探测中较为常见 的探测器,其探测结果准确,而且易于购买。
[0010]本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:本发明设计的带有源强调 节机构的冷却剂活度测量系统,能够根据总y探测器测量的冷却剂活度水平,自动选择合 适的准直器,使得透过准直器的Y射线强度在Y谱探测器的最佳测量区间内,从而实现对 燃料元件破损的有效监测。
附图说明
[0011] 此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部 分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
[0012] 图1为本发明结构示意图。
[0013] 附图中标记及对应的零部件名称:
[0014] 卜总y探测器,2-前置阀门,3-转动盘,4- y谱探测器,5-狭缝准直器,6-后置阀 门,样品谷器。
具体实施方式
[0015] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本 发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作 为对本发明的限定。
[0016] 实施例1:
[0017] 如图1所示,能够对源强进行调节的冷却剂活度测量系统,包括优选Nal探头的总 丫探测器1和优选高纯锗探头的y谱探测器4,在总丫探测器1和丫谱探测器4之间设置有与 一回路冷却剂连通的取样机构,且总Y抹测器1、取样机构和y谱探测器4设置在同一直线 上,所述取样机构和T谱探测器4之间设置有源强调节机构,通过源强调节机构的转动改变 通过源强调节机构的Y射线,在实际使用时,为防止样品水的活度波动范围过大,超过Y谱 探测器4的量程范围,因此设置源强调节机构,以确保Y谱探测器4能够在不同的样品水活 度水平下均可正常工作,调节机构能够使得进入活度测量装置的辐射强度处于其有效测量 范围内。该测量系统可以根据总Y探测器测量的冷却剂活度水平,自动选择合适的准直器, 使得透过准直器的y射线强度在y谱探测器的最佳测量区间内,从而实现对燃料元件破损 的有效监测。利用与一回路冷却剂连通的取样机构实现了在线取样,保证了测量时样品的 活度与一回路冷却剂活度相同,无损耗,这样测量结果准确,不会由于测量材料的变化而造 成结果误差。
[0018] 实施例2:
[0019]如图1所示,在实施例1的基础上,源强调节机构包括能够绕着其自身轴线转动的 转动盘3,为了防止干扰,转动盘3采用铅材料制作,转动盘3上设置有四个不同宽度的狭缝 准直器5,使得样品中的射线只能通过狭缝准直器5而通过转动盘3,四个狭缝准直器5在转 动盘3上呈十字型设置,根据宽度从小到大绕着转动盘3的中心设置在同一圆周上,这样在 转动盘3转动时能够根据需要将取样机构中样品的Y射线穿过对应的狭缝准直器5被y谱 探测器4接收。根据重心的稳定性和为了便于操作,将转动盘3上的狭缝准直器5随着转盘转 动位于最上方的狭缝准直器5与总丫探测器1和y谱探测器4设置在同一直线上,也可以是 其它位置的狭缝准直器5与总y探测器1和y谱探测器4设置在同一直线上。在总y探测器1 测量结果较大的时候,通过转动盘3旋转选择使用宽度较小的狭缝准直器5,否则使用宽度 较大的狭缝准直器5。
[0020] 取样机构由前置阀门2、样品容器7和后置阀门6组成,样品容器7设置在前置阀门2 和后置阀门6之间,前置阀门2和后置阀门6分别与一回路冷却剂连通。取样时前置阀门2和 后置阀门6开启,从一回路引来的冷却剂流经取样装置的样品容器7。两个阀门关闭前样品 容器7中的冷却剂为流动状态,两个阀门关闭后隔绝样品容器7同一回路系统之间的流动, 取样完成。
[0021]总Y探测器1优选Nal探头,负责测量样品容器中样品水的总活度。Y谱探测器4优 选高纯锗探头,针对滞留在样品容器7中隔离的样品水进行谱分析,得到冷却剂中放射性核 素的种类和活度水平。
[0022]在实际操作时探测器入射源强调节的原理有以下两种:
[0023] 1、利用总y探测器的计数率调节机构开口大小:
[0024] 假设总y探测器1的计数率的量程范围为5〜1000,狭缝准直器5有四个,根据开口 大小分由窄到宽分别为准直器A、准直器B、准直器C和准直器D,各自具备不同阶段的量程, 四个狭缝准直器5量程组合与总y探测器1的计数率的量程范围相同。总Y探测器1的计数 率为5〜50,则选用准直器D;总y探测器1的计数率为50〜200,则选用准直器C;总y探测器 1的计数率为2〇〇〜500,则选用准直器B;总y探测器1的计数率为5〇〇〜1〇〇〇,则选用准直器 A〇
[0025] 2、利用总Y谱仪的死时间占比进行调节机构开口大小:
[0026]假设狭缝准直器5有四个,根据开口大小分由窄到宽分别为准直器A、准直器B、准 直器C和准直器D。先采用开口最大的准直器D,如果死时间占比超过10%,则选用准直器c, 如果死时间占比仍然超过1 〇 %,则选用准直器B,直到死时间占比小于1 〇 %。
[0027]本发明带有样品水放射性总强度测量装置,能够测量样品水的放射性总强度;其 带有源强调节机构,该调节机构能够使得进入y谱探测器4的辐射强度处于其有效测量范 围内;可根据样品水放射性总强度测量结果,调节源强调节机构,使得进入y谱探测器4的 放射性强度发生改变,从而保证了测量结果在有效测量范围内不会有漏测现象,使得测量 结果准确。
[0028]以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步 详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明 的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含 在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.能够对源强进行调节的冷却剂活度测量系统,其特征在于,包括总r探测器(1)和Y 谱探测器(4),在总丫探测器(1)和y谱探测器(4)之间设置有与一回路冷却剂连通的取样 机构,且总y探测器(1)、取样机构和Y谱探测器⑷设置在同一直线上,所述取样机构和y 谱探测器(4)之间设置有源强调节机构,通过源强调节机构的转动改变通过源强调节机构 的Y射线。
2. 根据权利要求1所述的能够对源强进行调节的冷却剂活度测量系统,其特征在于,所 述源强调节机构包括能够绕着其自身轴线转动的转动盘(3),转动盘(3)上设置有若干个不 同宽度的狭缝准直器(5),取样机构中样品的y射线穿过对应的狭缝准直器(5)被Y谱探测 器⑷接收。
3. 根据权利要求2所述的能够对源强进行调节的冷却剂活度测量系统,其特征在于,所 述转动盘(3)上的狭缝准直器⑸随着转盘转动位于最上方的狭缝准直器⑸与总丫探测器 (1)和y谱探测器⑷设置在同一直线上。
4. 根据权利要求1所述的能够对源强进行调节的冷却剂活度测量系统,其特征在于,所 述取样机构由前置阀门(2)、样品容器(7)和后置阀门(6)组成,样品容器(7)设置在前置阀 门⑵和后置阀门⑹之间,前置阀门⑵和后置阀门⑹分别与一回路冷却剂连通。
5. 根据权利要求4所述的能够对源强进行调节的冷却剂活度测量系统,其特征在于,所 述总y探测器(1)、样品容器7和丫谱探测器⑷设置在同一直线上。
6. 根据权利要求1至5中任意一项所述的能够对源强进行调节的冷却剂活度测量系统, 其特征在于,所述丫谱探测器⑷为高纯锗探头。
7. 根据权利要求1至5中任意一项所述的能够对源强进行调节的冷却剂活度测量系统, 其特征在于,所述总丫探测器(1)为NaI探头。
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