CN110568472A - 一种取样型液态流出物监测仪的检定方法 - Google Patents

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Abstract

一种取样型液态流出物监测仪的检定方法，包括以下步骤：步骤一：建立取样容器计算模型；步骤二：建立探测器计算模型；步骤三：放射源参数定义；步骤四：确定标准源探测器效率；步骤五：将取样容器2内空间进行栅元化步骤六：固体点源定义步骤七：算出每个点的点源探测效率步骤八：代表点选择；步骤九：代表点测量。

Description

一种取样型液态流出物监测仪的检定方法
技术领域
本发明属于核电站放射性测量维修领域领域，具体涉及一种取样型液态流出物监测仪的检定方法。
背景技术
目前福清核电厂的液态流出物监测，采用取样型总伽马活度监测仪进行监测，虽然监测仪器可以实时给出管道中排放的液体中放射性活度浓度，但是系统给出的放射性活度浓度的可靠性需要进一步验证。目前探测器的校准方式普遍为厂家在仪器涉及阶段进行一次初级源响应校准，在后续设备制造及现场使用过程中只能使用点源在源检孔进行计数评价，对每个探测器的一致性和准确性无法得到保证。
发明内容
本发明的目的在于：代表点取样型液态流出物监测仪检定方法是一种取样型液态流出物在线活度监测仪NaI探测器的检定方法，用点状放射源在某个固定的探测器相对位置进行检定，测试结果可以和该型号探测器的初级源响应相同，并可作为探测器的初级灵敏度写入测量设备中。
本发明的技术方案如下：一种取样型液态流出物监测仪的检定方法，所测量的取样容器上端为空心圆柱体，中间为测量孔，测量孔半径为r1，取样容器下端为半球体，半径为R1
探测器1为圆柱体，
包括以下步骤：
步骤一：建立取样容器计算模型；通过测量和取样容器的材质得到取样容器的材料M1、壁厚D1、测量孔尺寸r1、半球体半径R1、内部空气体积V1物理参数；建立取样容器数学模型；
Mode1∝F1(M1,D1,R1,r1,V1)
步骤二：建立探测器计算模型；获得探测器外壳材料M2、外壳厚度D2、内部电路板数量N2及所占体积V21、NaI闪烁晶体尺寸V22，光电倍增管尺寸V23参数，建立探测器数学模型；
Mode2∝F2(M2,D2,N2,V21,V22,V23)
步骤三：放射源参数定义；采用Cs-137模拟放射源，通过计算Cs-137液体放射源中Cs原子、H原子、O原子的比例、液体源的形状、放射性粒子数，形成液体源参数说明SDEF0；
步骤四：确定标准源探测器效率；使用步骤三的均匀液体源模拟输入步骤一和步骤二的模型，得到步骤二所建立的探测器1在步骤一所建立的取样容器下的液体源初级源响应效率；
即：
Eliquid＝MCNP(Model1,Model2,SDEF0)
其中MCNP表示利用蒙特卡洛计算方法进行计算；Eliquid表示液体源初级源响应效率；
步骤五：将取样容器2内空间进行栅元化，以取样容器测量孔4的圆心O为原点建立XYZ坐标系，在X,Y,Z三个方向，每隔1cm设立一个测试点(xn,yn,zn)，并定义为位置n，n＝1,2,3.；
步骤六：固体点源定义；定义放置在位置1的固体点源为放射性粒子数为107个的Cs-137点源，用SDEF11表示，定义放置在位置2的固体点源为放射性粒子数为107个的Cs-137点源，用SDEF12表示；定义放置在位置n的固体点源为放射性粒子数为107个的Cs-137点源，用SDEF1n表示；
步骤七：依次使用摆放在位置1到位置n的Cs-137固体点状放射源SDEF11～SDEF1n替代液体源写入步骤一、二的Mode1、Mode2中，算出每个点的点源探测效率；即
Epoint(xn，yn，zn)＝MCNP(Model1，Model2，SDEF1n)
在完成取样容器2空间内所有点的计算后，得出空间效率矩阵
步骤八：代表点选择；选择与液体源初级源响应效率最接近的一个代表点，即Epoint(xn，yn，zn)＝Eliquid的一个点，作为代表点，假设该点位置为P(X，Y，Z)；
步骤九：代表点测量；将与步骤六中核素相同的固体点状放射源放置于代表点P(X，Y，Z)位置进行测量，通过放射源当前活度A和测量得到放射源净计数N0得到探测器效率Epoint-real，计算公式为：Epoint-real＝(N0/A)Bq-1·m3。
所述步骤一中，利用蒙特卡洛方法建立取样容器数学模型。
所述步骤二中，利用蒙特卡洛方法建立探测器数学模型。
所述步骤三中，液体源的形状默认为均匀分布。
所述步骤四中，使用蒙特卡洛计算方法得到步骤二所建立的探测器在步骤一所建立的取样容器下的液体源初级源响应效率。
所述步骤七中，利用蒙特卡洛计算软件，算出每个点的点源探测效率。
所述步骤七中，选择与液体源初级源响应效率最接近的一系列代表点，即Epoint(xn，yn，zn)＝Eliquid的一系列点，作为代表点。
本发明的显著效果在于：一次计算，长期使用。由于现场采用的取样型液态流出物监测仪测马林杯探测器腔是固定形状的，经过一次计算后，该代表点可用于所有同类型仪表的检定工作；
对流出物的监测更加透明和规范，之前的现场使用过程对探测器由于出厂加工的元器件问题导致的灵敏度不一致无法进行实际测量和比对，使用代表点发后可以执行初级源校准，校准结果可出具检定证书。
附图说明
附图1是取样型液态流出物监测仪示意图
附图2是取样容器示意图
图中：探测器1、取样容器2、半球体3、测量孔4。
具体实施方式
一种取样型液态流出物监测仪的检定方法，包括以下步骤，。
所测量的取样容器2上端为空心圆柱体，中间为测量孔4，测量孔4半径为r1，取样容器2下端为半球体3，半径为R1
探测器1为圆柱体，
步骤一：建立取样容器计算模型；通过测量和取样容器2的材质得到取样容器2的材料M1、壁厚D1、测量孔4尺寸r1、半球体3半径R1、内部空气体积V1物理参数。利用蒙特卡洛方法建立取样容器数学模型；
Mode1∝F1(M1，D1，R1，r1，V1)
步骤二：建立探测器计算模型。获得探测器1外壳材料M2、外壳厚度D2、内部电路板数量N2及所占体积V21、NaI闪烁晶体尺寸V22，光电倍增管尺寸V23参数，利用蒙特卡洛方法建立探测器1数学模型；
Mode2∝F2(M2,D2,N2,V21,V22,V23)
步骤三：放射源参数定义。采用Cs-137模拟放射源，通过计算Cs-137液体放射源中Cs原子、H原子、O原子的比例、液体源的形状(默认为均匀分布)、放射性粒子数，形成液体源参数说明SDEF0；
步骤四：确定标准源探测器效率。使用步骤三的均匀液体源模拟输入步骤一和步骤二的模型，使用蒙特卡洛计算方法得到步骤二所建立的探测器1在步骤一所建立的取样容器下的液体源初级源响应效率；
即：
Eliquid＝MCNP(Model1,Model2,SDEF0)
其中MCNP表示利用蒙特卡洛计算方法进行计算；Eliquid表示液体源初级源响应效率；
步骤五：将取样容器2内空间进行栅元化(如附图2所示)，以取样容器测量孔4的圆心O为原点建立XYZ坐标系，在X,Y,Z三个方向，每隔1cm设立一个测试点(xn,yn,zn),并定义为位置n(n＝1,2,3.)；
步骤六：固体点源定义；定义放置在位置1的固体点源为放射性粒子数为107个的Cs-137点源，用SDEF11表示，定义放置在位置2的固体点源为放射性粒子数为107个的Cs-137点源，用SDEF12表示；定义放置在位置n的固体点源为放射性粒子数为107个的Cs-137点源，用SDEF1n表示；
步骤七：依次使用摆放在位置1到位置n的Cs-137固体点状放射源SDEF11～SDEF1n替代液体源写入步骤一、二的Mode1、Mode2中，利用蒙特卡洛计算软件，算出每个点的点源探测效率；即
Epoint(xn，yn，zn)＝MCNP(Model1，Model2，SDEF1n)
在完成取样容器2空间内所有点的计算后，得出空间效率矩阵
步骤八：代表点选择。选择与液体源初级源响应效率最接近的一个代表点，即Epoint(xn，yn，zn)＝Eliquid的一个点(或一系列点)，作为代表点，假设该点位置为P(X，Y，Z)；
步骤九：代表点测量。将与步骤六中核素相同的固体点状放射源放置于代表点P(X，Y，Z)位置进行测量，通过放射源当前活度A和测量得到放射源净计数N0得到探测器效率Epoint-real，计算公式为：Epoint-real＝(N0/A)Bq-1·m3。

Claims (7)

1.一种取样型液态流出物监测仪的检定方法，所测量的取样容器(2)上端为空心圆柱体，中间为测量孔(4)，测量孔(4)半径为r1，取样容器(2)下端为半球体(3)，半径为R1
探测器(1)为圆柱体，
其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：建立取样容器计算模型；通过测量和取样容器(2)的材质得到取样容器(2)的材料M1、壁厚D1、测量孔(4)尺寸r1、半球体(3)半径R1、内部空气体积V1物理参数；建立取样容器数学模型；
Mode1∝F1(M1,D1,R1,r1,V1)
步骤二：建立探测器计算模型；获得探测器(1)外壳材料M2、外壳厚度D2、内部电路板数量N2及所占体积V21、NaI闪烁晶体尺寸V22，光电倍增管尺寸V23参数，建立探测器(1)数学模型；
Mode2∝F2(M2,D2,N2,V21,V22,V23)
步骤三：放射源参数定义；采用Cs-137模拟放射源，通过计算Cs-137液体放射源中Cs原子、H原子、O原子的比例、液体源的形状、放射性粒子数，形成液体源参数说明SDEF0；
步骤四：确定标准源探测器效率；使用步骤三的均匀液体源模拟输入步骤一和步骤二的模型，得到步骤二所建立的探测器(1)在步骤一所建立的取样容器下的液体源初级源响应效率；
即：
Eliquid＝MCNP(Model1,Model2,SDEF0)
其中MCNP表示利用蒙特卡洛计算方法进行计算；Eliquid表示液体源初级源响应效率；
步骤五：将取样容器(2)内空间进行栅元化，以取样容器测量孔(4)的圆心O为原点建立XYZ坐标系，在X,Y,Z三个方向，每隔1cm设立一个测试点(xn,yn,zn)，并定义为位置n，n＝1,2,3.；
步骤六：固体点源定义；定义放置在位置1的固体点源为放射性粒子数为107个的Cs-137点源，用SDEF11表示，定义放置在位置2的固体点源为放射性粒子数为107个的Cs-137点源，用SDEF12表示；定义放置在位置n的固体点源为放射性粒子数为107个的Cs-137点源，用SDEF1n表示；
步骤七：依次使用摆放在位置1到位置n的Cs-137固体点状放射源SDEF11～SDEF1n替代液体源写入步骤一、二的Mode1、Mode2中，算出每个点的点源探测效率；即
Epoint(xn，yn，zn)＝MCNP(Model1,Model2,SDEF1n)
在完成取样容器2空间内所有点的计算后，得出空间效率矩阵
步骤八：代表点选择；选择与液体源初级源响应效率最接近的一个代表点，即Epoint(xn，yn，zn)＝Eliquid的一个点，作为代表点，假设该点位置为P(X,Y,Z)；
步骤九：代表点测量；将与步骤六中核素相同的固体点状放射源放置于代表点P(X,Y,Z)位置进行测量，通过放射源当前活度A和测量得到放射源净计数N0得到探测器效率Epoint-real，计算公式为：Epoint-real＝(N0/A)Bq-1·m3。
2.根据权利要求1所述的一种取样型液态流出物监测仪的检定方法，其特征在于：所述步骤一中，利用蒙特卡洛方法建立取样容器数学模型。
3.根据权利要求1所述的一种取样型液态流出物监测仪的检定方法，其特征在于：所述步骤二中，利用蒙特卡洛方法建立探测器1数学模型。
4.根据权利要求1所述的一种取样型液态流出物监测仪的检定方法，其特征在于：所述步骤三中，液体源的形状默认为均匀分布。
5.根据权利要求1所述的一种取样型液态流出物监测仪的检定方法，其特征在于：所述步骤四中，使用蒙特卡洛计算方法得到步骤二所建立的探测器1在步骤一所建立的取样容器下的液体源初级源响应效率。
6.根据权利要求1所述的一种取样型液态流出物监测仪的检定方法，其特征在于：所述步骤七中，利用蒙特卡洛计算软件，算出每个点的点源探测效率。
7.根据权利要求1所述的一种取样型液态流出物监测仪的检定方法，其特征在于：所述步骤七中，选择与液体源初级源响应效率最接近的一系列代表点，即Epoint(xn，yn，zn)＝Eliquid的一系列点，作为代表点。
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