CN108053900B - 辐射监测的方法、装置以及系统 - Google Patents

Abstract

本发明适用于核电技术领域，提供了一种辐射监测的方法、装置以及系统。所述方法包括：接收能谱数据；根据所述能谱数据分析一回路冷却剂中预设的特征核素的放射性活度；根据所述放射性活度计算燃料元件的破损数据；若根据所述破损数据确定所述燃料包壳存在破损，则输出包括所述放射性活度和所述破损数据的报警信息。本发明的技术方案实现了对核电厂在功率运行期间的燃料包壳完整性以及包壳破损参数的实时在线监测和诊断，以便工作人员能够对包壳破损进行及时处理，有效提高核电厂的运行安全性。

Description

辐射监测的方法、装置以及系统

技术领域

本发明属于核电技术领域，尤其涉及一种辐射监测的方法、装置以及系统。

背景技术

燃料包壳是核燃料的密封外壳，燃料包壳容纳燃料芯块，将燃料与冷却剂进行隔离，以避免燃料受冷却剂腐蚀，有效导出核燃料反应后产生的热能，同时燃料包壳包容裂变产物，防止裂变产物外泄，是防止放射性外逸的第一道屏障。

燃料包壳存在包壳破损的情况，包壳破损是指由于氢化引起的局部侵蚀穿孔和脆断、功率激增引起的芯块-包壳机械和化学相互作用、弹簧松弛引起包壳的振动磨蚀和腐蚀导致包壳壁厚减薄，由于结垢引起包壳局部过热穿孔等破坏包壳结构完整性的现象。燃料包壳一旦发生破损将使燃料包壳与芯块间隙的放射性裂变产物泄漏至一回路冷却剂循环回路中，而一回路冷却剂是负责冷却反应堆堆芯内的燃料元件，其将堆芯内燃料裂变释放的热量带出堆芯，一回路冷却剂带有较强的放射性。可见，燃料包壳发生破损会严重制约核电厂的安全运行，直接导致核电厂整体放射性水平升高，同时对核电厂工作人员、周边环境以及社会公众产生极为不利的影响。

因此，在核电机组运行过程中，及时、准确、快速发现并定位燃料包壳破损，对核电站纵深防御体系的加强与提升和减少经济损失，其意义也十分重大。

目前，现有的燃料包壳破损的监测方法主要包括定期人工取样分析法、总γ在线监测法和离线啜吸法。但是，人工定期取样分析法通过人工定期取样，且样品预处理时间长，无法实时在线监测和诊断燃料包壳完整性及包壳破损相关参数，存在监测的滞后性，总γ在线监测法虽然可以实时反映燃料包壳是否破损，但无法量化包壳破损程度，离线啜吸法只能在停堆后完成燃料组件完整性的监测、无法在功率运行期间完成对燃料包壳的完整性及其破损包壳参数的实时检测，并且离线啜吸工艺复杂，检测耗费时间长。

故，有必要提供一种技术方案，以解决上述技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种辐射监测的方法、装置以及系统，以解决现有技术无法实时在线监测和诊断燃料包壳完整性及包壳破损相关参数的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种辐射监测的方法，包括：

接收能谱数据；

根据所述能谱数据分析一回路冷却剂中预设的特征核素的放射性活度；

根据所述放射性活度计算燃料元件的破损数据；

若根据所述破损数据确定燃料包壳存在破损，则输出包括所述放射性活度和所述破损数据的报警信息。

本发明实施例的第二方面提供了一种辐射监测的装置，包括：

接收模块，用于接收能谱数据；

分析模块，用于根据所述能谱数据分析一回路冷却剂中预设的特征核素的放射性活度；

计算模块，用于根据所述放射性活度计算燃料元件的破损数据；

输出模块，用于若根据所述破损数据确定燃料包壳存在破损，则输出包括所述放射性活度和所述破损数据的报警信息。

本发明实施例的第三方面提供了一种辐射监测的装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述辐射监测的方法的步骤。

本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述辐射监测的方法的步骤。

本发明实施例的第五方面提供了一种辐射监测的系统，包括：

能谱测量子系统和所述辐射监测的装置；

所述能谱测量子系统与所述辐射监测的装置连接，所述能谱测量子系统采集放射性的信号，并将所述放射性的信号转换为所述能谱数据，将所述能谱数据发送给所述辐射监测的装置。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过对接收到的能谱数据进行分析，获取一回路冷却剂中预设的特征核素的放射性活度，并根据该放射性活度计算燃料元件的破损数据，进而根据该破损数据确定燃料包壳存在破损时，输出当前的放射性活度和破损数据，从而实现了对核电厂在功率运行期间的燃料包壳完整性以及包壳破损参数的实时在线监测和诊断，以便工作人员能够对包壳破损进行及时处理，有效提高核电厂的运行安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的辐射监测的方法的实现流程图；

图2是本发明实施例提供的辐射监测的方法中步骤S3的具体实现流程图；

图3是本发明实施例提供的辐射监测的方法中对历史能谱数据处理的具体实现流程图；

图4是本发明实施例提供的辐射监测的方法中对硬件状态监测的具体实现流程图；

图5是本发明实施例提供的辐射监测的装置的示意图；

图6是本发明实施例提供的另一辐射监测的装置的示意图；

图7是本发明实施例提供的辐射监测的系统的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

请参阅图1，图1示出了本发明实施例提供的一种辐射监测的方法的实现流程，详述如下：

S1：接收能谱数据。

在本发明实施例中，能谱数据具体为一回路冷却剂的γ能谱数据。γ能谱数据的接收方式可以是实时接收或者定期接收。若定期接收γ能谱数据，则每隔预定时间间隔接收γ能谱数据。

预定时间间隔可以根据实际应用的需要进行设置，此处不做限制。

S2：根据能谱数据分析一回路冷却剂中预设的特征核素的放射性活度。

在本发明实施例中，对接收到的γ能谱数据进行分析，得到一回路冷却剂中预设的特征核素的放射性活度。

预设的特征核素可以包括预先选定的特征核素，例如Kr-85核素或者Xe-133核素等，还可以包括不同特征核素的组合，例如I-131核素/Xe-133核素、I-131核素/Kr-85核素或者Cs-137核素/Xe-133核素等。

S3：根据放射性活度计算燃料元件的破损数据。

在本发明实施例中，根据特征核素的放射性活度计算燃料元件的破损数据。

破损数据包括破损燃料棒的信息或者破损燃料元件的信息等，破损数据具体包含的内容可以根据实际应用的需要进行设置，此处不做限制。进一步地，燃料元件的破损数据包括破损燃料棒数量、燃料棒破口尺寸以及破损燃料元件的燃耗值中的至少一种。

S4：若根据燃料元件的破损数据确定燃料包壳存在破损，则输出包括放射性活度和破损数据的报警信息。

在本发明实施例中，若根据步骤S3得到的破损数据的值大于零，则确认燃料包壳存在破损，输出报报警信息。该报警信息包括步骤S2分析得到的预设的特征核素的放射性活度，以及步骤S3计算得到的燃料元件的破损数据。该报警信息还包括窗口警告显示，以及声音报警等。

需要说明的是，当破损数据只有一种类型的数据时，则直接根据该破损数据确定燃料包壳是否存在破损，例如该破损数据为破损燃料棒数量，若破损燃料棒数量大于零，则确定燃料包壳存在破损，若破损燃料棒数量为零，则确认燃料包括不存在破损。当破损数据包括多种类型的数据时，只要有一种类型的数据大于零即确定燃料包壳存在破损。

在图1对应的实施例中，通过对接收到的能谱数据进行分析，获取一回路冷却剂中预设的特征核素的放射性活度，并根据该放射性活度计算燃料元件的破损数据，进而根据该破损数据确定燃料包壳存在破损时，输出当前的放射性活度和破损数据，能够在线完成一回路冷却剂γ能谱测量，以及快速进行燃料包壳破损的在线分析和诊断，从而实现了对核电厂在功率运行期间的燃料包壳完整性以及包壳破损参数的实时在线监测和诊断，以便工作人员能够对包壳破损进行及时处理，有效提高核电厂的运行安全性。

在图1对应的实施例的基础之上，下面通过一个具体的实施例来对步骤S3中所提及根据放射性活度计算燃料元件的破损数据的具体实现方法进行详细说明。

在本发明实施例中，破损数据包括破损燃料棒数量、燃料棒破口尺寸以及破损燃料元件的燃耗值中的至少一种。

请参阅图2，图2示出了本发明实施例提供的步骤S3的具体实现流程，详述如下：

S31：若所述破损数据包括破损燃料棒数量，则预设特征核素包括第一预设数量的第一特征核素，根据预存的不同破损燃料棒数量对应的第一特征核素的放射性浓度，确定第一预设数量的第一特征核素中每个特征核素当前的放射性活度对应的破损燃料棒数量诊断值，并将第一预设数量的破损燃料棒数量诊断值的平均值作为破损燃料棒数量。

在本发明实施例中，第一预设数量的第一特征核素包括Kr-85核素和Xe-133核素，预存的不同破损燃料棒数量对应的第一特征核素的放射性浓度包括在不同破损燃料棒数量的情况下对应的一回路冷却剂中Kr-85核素和Xe-133核素的放射性浓度。

将步骤S2得到的一回路冷却剂中当前实际的Kr-85核素和Xe-133核素的放射性浓度，与预存的在不同破损燃料棒数量的情况下对应的Kr-85核素和Xe-133核素的放射性浓度进行比较，通过插值估算的方式分别确定Kr-85核素和Xe-133核素的放射性活度对应的破损燃料棒数量诊断值，计算Kr-85核素的破损燃料棒数量诊断值和Xe-133核素的破损燃料棒数量诊断值的平均值，并将该平均值作为破损燃料棒数量。

S32：若破损数据包括燃料棒破口尺寸，则预设特征核素包括第二预设数量的第二特征核素组，根据预存的不同燃料棒破口尺寸对应的第二特征核素组的放射性浓度比，确定第二预设数量的第二特征核素组中每组特征核素当前的放射性活度比对应的燃料棒破口尺寸诊断值，并将第二预设数量的燃料棒破口尺寸诊断值的平均值作为燃料棒破口尺寸。

在本发明实施例中，第二预设数量的第二特征核素组包括I-131/Xe-133、I-131/Kr-85、Cs-134/Kr-85、Cs-137/Kr-85、Cs-134/Xe-133和Cs-137/Xe-133六组特征核素。预存的不同燃料棒破口尺寸对应的第二特征核素组的放射性浓度比包括在不同燃料棒破口尺寸的情况下对应的一回路冷却剂中I-131/Xe-133、I-131/Kr-85、Cs-134/Kr-85、Cs-137/Kr-85、Cs-134/Xe-133和Cs-137/Xe-133这六组特征核素的放射性浓度比。

根据步骤S2得到的一回路冷却剂中当前实际的第二特征核素组中每个特征核素的放射性浓度，计算第二特征核素组中六组特征核素当前的放射性浓度比，将计算得到的当前的放射性浓度比与预存的在不同燃料棒破口尺寸的情况下对应的该六组特征核素的放射性浓度比进行比较，通过插值估算的方式分别确定每组特征核素当前的放射性活度比对应的燃料棒破口尺寸诊断值，计算六组的燃料棒破口尺寸诊断值的平均值，并将该平均值作为燃料棒破口尺寸。

S33：若破损数据包括破损燃料元件的燃耗值，则预设特征核素包括第三预设数量的第三特征核素组，根据预存的不同燃耗值对应的第三特征核素组的放射性浓度比，确定所述第三预设数量的第三特征核素组中每组特征核素当前的放射性活度比对应的燃耗诊断值，并将所述第三预设数量的燃耗诊断值的平均值作为破损燃料元件的燃耗值。

在本发明实施例中，第三预设数量的第三特征核素组包括Cs-134/Cs-137、I-131/I-133、I-131/I-134、Kr-85/Kr-87、Kr-85/Kr-88、Kr-85/Xe-133和Kr-85/Xe-135八组特征核素。预存的不同燃耗值对应的第三特征核素组的放射性浓度比包括在不同燃耗值的情况下对应的一回路冷却剂中Cs-134/Cs-137、I-131/I-133、I-131/I-134、Kr-85/Kr-87、Kr-85/Kr-88、Kr-85/Xe-133和Kr-85/Xe-135这八组特征核素的放射性浓度比。

根据步骤S2得到的一回路冷却剂中当前实际的第三特征核素组中每个特征核素的放射性浓度，计算第三特征核素组中八组特征核素当前的放射性浓度比，将计算得到的当前的放射性浓度比与预存的在不同燃耗值的情况下对应的该八组特征核素的放射性浓度比进行比较，通过插值估算的方式分别确定每组特征核素当前的放射性活度比对应的燃耗诊断值，计算八组的燃耗诊断值的平均值，并将该平均值作为破损燃料元件的燃耗值。

在图2对应的实施例中，通过对破损燃料棒数量、燃料棒破口尺寸以及破损燃料元件的燃耗值的计算，准确得到燃料元件的破损数据，使得根据该破损数据能够及时准确的判断燃料包壳是否存在破损，实现对燃料包壳破损的在线分析和诊断，有效提高核电厂的运行安全性。

在上述实施例的基础之上，在步骤S3根据放射性活度计算燃料元件的破损数据之后，还可以进一步分析特征核素的放射性活度的变化情况。

具体地，分析并输出放射性活度在第一预设时间段内的变化曲线数据和放射性活度的统计数据。

在本发明实施例中，根据步骤S2分析得到的各种特征核素的放射性活度，分析该放射性活度在第一预设时间段内的变化曲线数据。若步骤S2得到的放射性活度是实时的放射性活度，则按照预定的间隔在第一预设时间段内选择时间点，并根据所选择的时间点的放射性活度确定变化曲线数据，若步骤S2得到的放射性活度是间隔预定时间间隔的放射性活度，则直接根据第一预设时间段内每个时间间隔点的放射性活度确定变化曲线数据。

需要说明的是，第一预设时间段可以是24小时，一个星期或者一个月等，具体可以根据应用的需要进行设置，此处不做限制。

根据放射性活度在第一预设时间段内的变化曲线数据，在输出屏幕的显示窗口中以图形方式直观显示该变化曲线数据，并输出第一预设时间段内的放射性活度的统计数据，该统计数据包括每种特征核素在该第一预设时间段内放射性活度的平均值、方差、最小值或最大值等。

该统计数据还包括根据步骤S3计算得到的燃料元件的破损数据，包括破损燃料棒数量、燃料棒破口尺寸以及破损燃料元件的燃耗值中的至少一种。

在本发明实施例中，通过分析特征核素的放射性活度的变化情况，并以图形方式直观显示特征核素的放射性活度的变化曲线数据，以及实时输出放射性活度的统计数据，能够方便工作人员实时掌握特征核素的放射性活度的变化趋势，以便根据变化趋势能够及时预测可能发生的泄漏风险或者包壳破损风险，并且也有利于工作人员开展核电厂一回路冷却剂的源项分析。

在上述实施例的基础之上，在步骤S1接收能谱数据之后，还可以进一步对历史能谱数据进行处理。详述如下：

请参阅图3，图3示出了在接收能谱数据之后，对历史能谱数据进行处理的具体实现流程，详述如下：

S5：将能谱数据保存在数据库中。

在本发明实施例中，将接收到的能谱数据按照接收时间保存在数据库中。

S6：定期从所数据库中提取第二预设时间段的能谱数据，形成可读取的历史能谱数据文件，以便用户使用预设的能谱分析工具对该历史能谱数据文件进行分析。

在本发明实施例中，采用定期的方式从数据库中提取第二预设时间段内的能谱数据，并根据该第二预设时间段内的全部能谱数据，生成预设的能谱分析工具可读取的历史能谱数据文件，同时，根据应用的需要可以进一步将多个历史能谱数据文件合并成一个历史能谱数据文件。

用户使用预设的能谱工具分析工具，能够对该历史能录数据文件进行分析和处理。

需要说明的是，第二预设时间段可以是24小时，一个星期或者一个月等，并且第二预设时间段与第一预设时间段的值可以相等也可以不相等，具体可以根据应用的需要进行设置，此处不做限制。

在图3对应的实施例中，通过定期生成能谱分析工具可读取的历史能谱数据文件，实现利用能谱分析工具对历史能谱数据文件进行有效分析，有利于工作人员开展核电厂一回路冷却剂的源项分析，并且在核电厂氧化净化阶段，通过对历史能谱数据文件的分析能够快速完成一回路冷却剂中特征核素放射性活度分析，从而替代了工作人员取样后在实验室进行测量分析的工作过程，减少工作人员的工作负荷，降低工作人员的辐射受照剂量，提高核电厂的运行安全性。

在上述实施例的基础之上，本发明实施例还包括对对硬件状态的监测过程。请参阅图4，图4示出了本发明实施例中对硬件状态监测的具体实现流程，详述如下：

S7：实时监控硬件设备的工作状态，其中，硬件设备用于测量一回路冷却剂中预设特征核素的放射性活度。

在本发明实施例中，硬件设备用于对核电厂在功率运行期间测量一回路冷却剂中预设特征核素的放射性活度，每个硬件设备具有预先设置的唯一标识信息，该唯一标识信息可以是设备机器码，硬件设备的工作状态包括正常和异常。

具体地，实时获取硬件设备的关键监测指标值，根据该关键监测指标值监控硬件设备的工作状态，若关键监测指标值超过预设的指标阈值，则确认硬件设备的工作状态异常，否则该硬件设备的工作状态正常。

S8：若硬件设备的工作状态异常，则开启显示界面中的故障报警灯，并显示该硬件设备的设备名称。

在本发明实施例中，若根据步骤S7确认当前硬件设备的工作状态异常，则开启显示界面中的故障报警灯，具体地，将该故障报警灯从绿色变为红色。

当硬件设备的工作状态异常时，获取该硬件设备的唯一标识信息，根据该唯一标识信息确定该硬件设备的设备名称，并将该设备名称显示在显示界面的预设窗口中。

进一步地，在开启显示界面中的故障报警灯的同时，通过声音报警的方式播放硬件设备故障的报警提示音。

在图4对应的实施例中，通过对硬件设备的实时监控和故障报警，及时直观地输出工作状态异常的硬件设备的信息，有利于工作人员及时排查故障，避免泄露风险或者包壳破损风险，提高核电厂的运行安全性。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

对应于上文实施例所述的辐射监测的方法，图5示出了本发明实施例提供的辐射监测的装置的示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

请参阅图5，该辐射监测的装置包括：

接收模块51，用于接收能谱数据；

分析模块52，用于根据所述能谱数据分析一回路冷却剂中预设的特征核素的放射性活度；

计算模块53，用于根据所述放射性活度计算燃料元件的破损数据；

输出模块54，用于若根据所述破损数据确定所述燃料包壳存在破损，则输出包括所述放射性活度和所述破损数据的报警信息。

进一步地，破损数据包括破损燃料棒数量、燃料棒破口尺寸以及破损燃料元件的燃耗值中的至少一种，计算模块53包括：

破损根数子模块531，用于若所述破损数据包括所述破损燃料棒数量，则所述预设特征核素包括第一预设数量的第一特征核素，根据预存的不同破损燃料棒数量对应的第一特征核素的放射性浓度，确定所述第一预设数量的第一特征核素中每个特征核素当前的放射性活度对应的破损燃料棒数量诊断值，并将所述第一预设数量的破损燃料棒数量诊断值的平均值作为所述破损燃料棒数量；

破口尺寸子模块532，用于若所述破损数据包括所述燃料棒破口尺寸则所述预设特征核素包括第二预设数量的第二特征核素组，根据预存的不同燃料棒破口尺寸对应的第二特征核素组的放射性浓度比，确定所述第二预设数量的第二特征核素组中每个特征核素组当前的放射性活度比对应的燃料棒破口尺寸诊断值，并将所述第二预设数量的燃料棒破口尺寸诊断值的平均值作为所述燃料棒破口尺寸；

燃耗值子模块533，用于若所述破损数据包括所述破损燃料元件的燃耗值，则所述预设特征核素包括第三预设数量的第三特征核素组，根据预存的不同燃耗值对应的第三特征核素组的放射性浓度比，确定所述第三预设数量的第三特征核素组中每个特征核素组当前的放射性活度比对应的燃耗诊断值，并将所述第三预设数量的燃耗诊断值的平均值作为所述破损燃料元件的燃耗值。

进一步地，该装置还包括：

活度曲线模块55，用于分析并输出所述放射性活度在第一预设时间段内的变化曲线数据和所述放射性活度的统计数据；

进一步地，该装置还包括：

数据保存模块561，用于将所述能谱数据保存在数据库中；

历史数据模块562，用于定期从所述数据库中提取第二预设时间段的能谱数据，形成可读取的历史能谱数据文件，以便用户使用预设的能谱分析工具对所述历史能谱数据文件进行分析；

进一步地，该装置还包括：

硬件监控模块571，用于实时监控硬件设备的工作状态，其中，所述硬件设备用于测量所述一回路冷却剂中预设特征核素的放射性活度；

故障报警模块572，用于若所述硬件设备的工作状态异常，则开启显示界面中的故障报警灯，并显示该硬件设备的设备名称。

本发明实施例提供的一种辐射监测的装置中各模块实现各自功能的过程，具体可参考前述方法实施例的描述，此处不再赘述。

本发明实施例提供一个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现前述方法实施例中的辐射监测的方法，或者，该计算机程序被处理器执行时前述装置实施例中辐射监测的装置中各模块/单元的功能，为避免重复，这里不再赘述。

请参阅图6，图6是本发明实施例提供的另一辐射监测的装置的示意图。如图6所示，该实施例的辐射监测的装置6包括：处理器60、存储器61以及存储在存储器61中并可在处理器60上运行的计算机程序62，例如辐射监测程序。处理器60执行计算机程序62时实现上述各个方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S1至步骤S4。或者，处理器60执行计算机程序62时实现上述各装置实施例中各单元的功能，例如图5所示模块51至模块54的功能。

示例性的，计算机程序62可以被分割成一个或多个单元，一个或者多个单元被存储在存储器61中，并由处理器60执行，以完成本发明。一个或多个单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序62在所述辐射监测的装置6中的执行过程。例如，计算机程序62可以被分割成接收模块、分析模块、计算模块和输出模块，各单元具体功能如下：

接收模块，用于接收能谱数据；

分析模块，用于根据所述能谱数据分析一回路冷却剂中预设的特征核素的放射性活度；

计算模块，用于根据所述放射性活度计算燃料元件的破损数据；输出模块，用于若根据所述破损数据确定所述燃料包壳存在破损，则输出包括所述放射性活度和所述破损数据的报警信息。

进一步地，破损数据包括破损燃料棒数量、燃料棒破口尺寸以及破损燃料元件的燃耗值中的至少一种，计算模块包括：

破损根数子模块，用于若所述破损数据包括所述破损燃料棒数量，则所述预设特征核素包括第一预设数量的第一特征核素，根据预存的不同破损燃料棒数量对应的第一特征核素的放射性浓度，确定所述第一预设数量的第一特征核素中每个特征核素当前的放射性活度对应的破损燃料棒数量诊断值，并将所述第一预设数量的破损燃料棒数量诊断值的平均值作为所述破损燃料棒数量；

破口尺寸子模块，用于若所述破损数据包括所述燃料棒破口尺寸，则所述预设特征核素包括第二预设数量的第二特征核素组，根据预存的不同燃料棒破口尺寸对应的第二特征核素组的放射性浓度比，确定所述第二预设数量的第二特征核素组中每个特征核素组当前的放射性活度比对应的燃料棒破口尺寸诊断值，并将所述第二预设数量的燃料棒破口尺寸诊断值的平均值作为所述燃料棒破口尺寸；

燃耗值子模块，用于若所述破损数据包括所述破损燃料元件的燃耗值，则所述预设特征核素包括第三预设数量的第三特征核素组，根据预存的不同燃耗值对应的第三特征核素组的放射性浓度比，确定所述第三预设数量的第三特征核素组中每个特征核素组当前的放射性活度比对应的燃耗诊断值，并将所述第三预设数量的燃耗诊断值的平均值作为所述破损燃料元件的燃耗值。

进一步地，该计算机程序62还可以被分割成：

活度曲线模块，用于分析并输出所述放射性活度在第一预设时间段内的变化曲线数据和所述放射性活度的统计数据。

进一步地，该计算机程序62还可以被分割成：

数据保存模块，用于将所述能谱数据保存在数据库中；

历史数据模块，用于定期从所述数据库中提取第二预设时间段的能谱数据，形成可读取的历史能谱数据文件，以便用户使用预设的能谱分析工具对所述历史能谱数据文件进行分析。

进一步地，该计算机程序62还可以被分割成：

硬件监控模块，用于实时监控硬件设备的工作状态，其中，所述硬件设备用于测量所述一回路冷却剂中预设特征核素的放射性活度；

故障报警模块，用于若所述硬件设备的工作状态异常，则开启显示界面中的故障报警灯，并显示该硬件设备的设备名称。

辐射监测的装置6可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等终端设备。辐射监测的装置6可包括，但不仅限于，处理器60、存储器61。本领域技术人员可以理解，图6仅仅是辐射监测的装置6的示例，并不构成对辐射监测的装置6的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如辐射监测的装置6还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

处理器60可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器61可以是辐射监测的装置6的内部存储单元，例如辐射监测的装置6的硬盘或内存。存储器61也可以是辐射监测的装置6的外部存储设备，例如辐射监测的装置6上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器61还可以既包括辐射监测的装置6的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器61用于存储所述计算机程序以及辐射监测的装置6所需的其他程序和数据。存储器61还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

请参阅图7，图7是本发明实施例提供的辐射监测的系统的示意图。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图7所示，本发明实施例所提供的辐射监测的系统包括能谱测量子系统70和如图5或图6所述的辐射监测的装置71。

其中，能谱测量子系统70与辐射监测的装置71连接，能谱测量子系统70采集放射性的信号，并将所述放射性的信号转换为所述能谱数据，将所述能谱数据发送给辐射监测的装置71。

在本发明实施例中，通过能谱测量子系统70实现对放射信号的采集和转换，将转换得到能谱数据发送到辐射监测的装置71，使得辐射监测的装置71能够根据能谱数据对核电厂在功率运行期间的燃料包壳完整性以及包壳破损参数的实时在线监测和诊断，以便工作人员能够对包壳破损进行及时处理，从而有效提高核电厂的运行安全性。

进一步地，能谱测量子系统70包括能谱探测器701、制冷器702、测量电路703、能谱分析器704和供电电路705。

能谱探测器701、制冷器702、测量电路703和能谱分析器704均与供电电路705连接，接收供电电路705提供的电能；

能谱探测器701与测量电路703连接，测量电路703与能谱分析器704连接，制冷器702与能谱探测器701连接；

能谱探测器701采集放射性的信号，将所述放射性的信号转化为电信号，并将所述电信号发送到测量电路703，测量电路703将所述电信号转化为数字信号，并将所述数字信号发送到能谱分析器704，能谱分析器704对所述数字信号进行分析，得到能谱数据，并将所述能谱数据发送到辐射监测的装置71。

具体地，能谱探测器701具体为高纯锗γ探测器，放射信号为一回路冷却剂释放的γ射线，能谱分析器704对所述数字信号进行分析后，经过标准数据接口软件将所述数字信号转换成γ能谱数据，制冷器702用于实现对能谱探测器701的降温功能。

进一步地，能谱测量子系统70还包括干扰射线探测器706；

干扰射线探测器706与供电电路705连接，接收供电电路705提供的电能，干扰射线探测器706与测量电路703连接；

干扰射线探测器706将检测到的散射射线转化为散射电信号，并将所述散射电信号发送到测量电路703，测量电路703将所述散射电信号从所述电信号中扣除。

具体地，干扰射线探测器706具体为环形碘化铯γ探测器，干扰射线探测器706的个数可以为一个或者多个，具体使用数量可以根据实际应用的环境进行选择，此处不做限制。

在本发明实施例中，为了降低环境本底辐射以及康普顿散射对高纯锗γ探测器的能谱测量结果的影响，在高纯锗γ探测器外侧嵌套一个或多个环形碘化铯γ探测器，对环境本底辐射和高纯锗γ探测器中的康普顿散射射线进行检测和扣除，以减小康普顿散射对能谱测量结果的影响，降低能谱测量子系统的探测下限，提高能谱测量子系统输出的能谱数据的准确性，从而使得辐射监测的装置能够依据准确的能谱数据对燃料包壳破损进行精准的在线分析和诊断，有效提高核电厂的运行安全性。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种辐射监测的方法，其特征在于，所述方法包括：

接收能谱数据；

根据所述能谱数据分析一回路冷却剂中预设特征核素的放射性活度；

根据所述放射性活度计算燃料元件的破损数据；

若根据所述破损数据确定燃料包壳存在破损，则输出包括所述放射性活度和所述破损数据的报警信息；

其中，所述破损数据包括破损燃料棒数量、燃料棒破口尺寸以及破损燃料元件的燃耗值中的至少一种，所述根据所述放射性活度计算燃料元件的破损数据包括：

若所述破损数据包括所述破损燃料棒数量，则所述预设特征核素包括第一预设数量的第一特征核素，根据预存的不同破损燃料棒数量对应的第一特征核素的放射性浓度，确定所述第一预设数量的第一特征核素中每个特征核素当前的放射性活度对应的破损燃料棒数量诊断值，并将所述第一预设数量的破损燃料棒数量诊断值的平均值作为所述破损燃料棒数量；

若所述破损数据包括所述燃料棒破口尺寸，则所述预设特征核素包括第二预设数量的第二特征核素组，根据预存的不同燃料棒破口尺寸对应的第二特征核素组的放射性浓度比，确定所述第二预设数量的第二特征核素组中每组特征核素当前的放射性活度比对应的燃料棒破口尺寸诊断值，并将所述第二预设数量的燃料棒破口尺寸诊断值的平均值作为所述燃料棒破口尺寸；

若所述破损数据包括所述破损燃料元件的燃耗值，则所述预设特征核素包括第三预设数量的第三特征核素组，根据预存的不同燃耗值对应的第三特征核素组的放射性浓度比，确定所述第三预设数量的第三特征核素组中每组特征核素当前的放射性活度比对应的燃耗诊断值，并将所述第三预设数量的燃耗诊断值的平均值作为所述破损燃料元件的燃耗值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述放射性活度计算燃料元件的破损数据之后，所述方法还包括：

分析并输出所述放射性活度在第一预设时间段内的变化曲线数据和所述放射性活度的统计数据。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收能谱数据之后，所述方法还包括：

将所述能谱数据保存在数据库中；

定期从所述数据库中提取第二预设时间段的能谱数据，形成可读取的历史能谱数据文件，以便用户使用预设的能谱分析工具对所述历史能谱数据文件进行分析。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

实时监控硬件设备的工作状态，其中，所述硬件设备用于测量所述一回路冷却剂中预设特征核素的放射性活度；

若所述硬件设备的工作状态异常，则开启显示界面中的故障报警灯，并显示该硬件设备的设备名称。

5.一种辐射监测的装置，其特征在于，所述装置包括：

接收模块，用于接收能谱数据；

分析模块，用于根据所述能谱数据分析一回路冷却剂中预设特征核素的放射性活度；

计算模块，用于根据所述放射性活度计算燃料元件的破损数据；

输出模块，用于若根据所述破损数据确定燃料包壳存在破损，则输出包括所述放射性活度和所述破损数据的报警信息；

其中，所述破损数据包括破损燃料棒数量、燃料棒破口尺寸以及破损燃料元件的燃耗值中的至少一种，所述计算模块包括：

破损根数子模块，用于若所述破损数据包括所述破损燃料棒数量，则所述预设特征核素包括第一预设数量的第一特征核素，根据预存的不同破损燃料棒数量对应的第一特征核素的放射性浓度，确定所述第一预设数量的第一特征核素中每个特征核素当前的放射性活度对应的破损燃料棒数量诊断值，并将所述第一预设数量的破损燃料棒数量诊断值的平均值作为所述破损燃料棒数量；

破口尺寸子模块，用于若所述破损数据包括所述燃料棒破口尺寸，则所述预设特征核素包括第二预设数量的第二特征核素组，根据预存的不同燃料棒破口尺寸对应的第二特征核素组的放射性浓度比，确定所述第二预设数量的第二特征核素组中每个特征核素组当前的放射性活度比对应的燃料棒破口尺寸诊断值，并将所述第二预设数量的燃料棒破口尺寸诊断值的平均值作为所述燃料棒破口尺寸；

燃耗值子模块，用于若所述破损数据包括所述破损燃料元件的燃耗值，则所述预设特征核素包括第三预设数量的第三特征核素组，根据预存的不同燃耗值对应的第三特征核素组的放射性浓度比，确定所述第三预设数量的第三特征核素组中每个特征核素组当前的放射性活度比对应的燃耗诊断值，并将所述第三预设数量的燃耗诊断值的平均值作为所述破损燃料元件的燃耗值。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

活度曲线模块，用于分析并输出所述放射性活度在第一预设时间段内的变化曲线数据和所述放射性活度的统计数据；

数据保存模块，用于将所述能谱数据保存在数据库中；

历史数据模块，用于定期从所述数据库中提取第二预设时间段的能谱数据，形成可读取的历史能谱数据文件，以便用户使用预设的能谱分析工具对所述历史能谱数据文件进行分析；

硬件监控模块，用于实时监控硬件设备的工作状态，其中，所述硬件设备用于测量所述一回路冷却剂中预设特征核素的放射性活度；

故障报警模块，用于若所述硬件设备的工作状态异常，则开启显示界面中的故障报警灯，并显示该硬件设备的设备名称。

7.一种辐射监测的装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述的辐射监测的方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的辐射监测的方法的步骤。

9.一种辐射监测的系统，其特征在于，所述系统包括：

能谱测量子系统和如权利要求5至7任一项所述的辐射监测的装置；

所述能谱测量子系统与所述辐射监测的装置连接，所述能谱测量子系统采集放射性的信号，并将所述放射性的信号转换为所述能谱数据，将所述能谱数据发送给所述辐射监测的装置。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述能谱测量子系统包括：

能谱探测器、制冷器、测量电路、能谱分析器和供电电路；

所述能谱探测器、所述制冷器、所述测量电路和所述能谱分析器均与所述供电电路连接，接收所述供电电路提供的电能；

所述能谱探测器与所述测量电路连接，所述测量电路与所述能谱分析器连接，所述制冷器与所述能谱探测器连接；

所述能谱探测器采集所述放射性的信号，将所述放射性的信号转化为电信号，并将所述电信号发送到所述测量电路，所述测量电路将所述电信号转化为数字信号，并将所述数字信号发送到所述能谱分析器，所述能谱分析器对所述数字信号进行分析，得到所述能谱数据，并将所述能谱数据发送到所述辐射监测的装置。

11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述能谱测量子系统还包括干扰射线探测器；

所述干扰射线探测器与所述供电电路连接，接收所述供电电路提供的电能，所述干扰射线探测器与所述测量电路连接；

所述干扰射线探测器将检测到的散射射线转化为散射电信号，并将所述散射电信号发送到所述测量电路，所述测量电路将所述散射电信号从所述电信号中扣除。