CN116543939A - 一种中子能谱测量装置 - Google Patents
一种中子能谱测量装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116543939A CN116543939A CN202310521265.5A CN202310521265A CN116543939A CN 116543939 A CN116543939 A CN 116543939A CN 202310521265 A CN202310521265 A CN 202310521265A CN 116543939 A CN116543939 A CN 116543939A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- probe
- self
- neutron
- transmission cable
- powered
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 164
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 63
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 25
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 33
- 229910001055 inconels 600 Inorganic materials 0.000 claims description 24
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 11
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 11
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 8
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 5
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 4
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 4
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 4
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000001683 neutron diffraction Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000000516 activation analysis Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009954 braiding Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- -1 etc. Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000009377 nuclear transmutation Methods 0.000 description 1
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 1
- 238000005316 response function Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000002366 time-of-flight method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
- G21C17/10—Structural combination of fuel element, control rod, reactor core, or moderator structure with sensitive instruments, e.g. for measuring radioactivity, strain
- G21C17/108—Measuring reactor flux
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/36—Measuring spectral distribution of X-rays or of nuclear radiation spectrometry
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
本申请涉及中子测量领域，具体而言，涉及一种中子能谱测量装置。一种中子能谱测量装置，包括固定件以及多个自给能中子探测器；多个自给能中子探测器均用于测量目标反应堆的中子通量信息；每个自给能中子探测器均包括探头、传输线缆和连接套筒；传输线缆与探头连接，连接套筒包覆于探头与传输线缆的连接处；多个自给能中子探测器均与固定件连接，且多个自给能中子探测器的探头相互平行。该中子能谱测量装置包括多个自给能中子探测器和固定件；其中，自给能中子探测器由探头、连接套筒和传输线缆组装形成；该中子能谱测量装置使用寿命长，且装置系统结构简单，可耐堆内高温高压，较小的尺寸可适应于堆内的复杂条件，便于使用和生产制造。
Description
技术领域
本申请涉及中子测量领域，具体而言，涉及一种中子能谱测量装置。
背景技术
在反应堆设计和物理分析中，中子能谱一直是一项重要参数。在线和准确地对中子能谱进行测量对反应堆临界与燃耗分析和燃料的增殖与嬗变研究、等离子体诊断、燃料元件与压力容器的辐射损伤和活化分析等至关重要。按照测量原理可分为活化能谱分析法、核反应谱仪法、反冲质子法、飞行时间法、中子衍射法及Bonner球中子谱仪法等。
但是，活化片不能实现中子能谱在线测量；核反谱仪装置受伽马射线的干扰较大并且部分探测材料价格昂贵，若对于大型装置批量化应用不实际；飞行时间谱仪、反冲质子谱仪、中子衍射谱仪探测效率低并且也不可实现在线测量；多球谱仪体积大且不能用于堆芯能谱测量。
因此，如何设计一种可用于反应堆内部，结构简单，体积小，耐高温的中子能谱探测装置，成了本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
本申请提供一种中子能谱测量装置，以改善上述问题。
本发明具体是这样的：
一种中子能谱测量装置，包括固定件以及多个自给能中子探测器；
多个自给能中子探测器均用于测量目标反应堆的中子通量信息；每个自给能中子探测器均包括探头、传输线缆和连接套筒；传输线缆与探头连接，连接套筒包覆于探头与传输线缆的连接处；多个自给能中子探测器均与固定件连接，且多个自给能中子探测器的探头相互平行。
在本发明的一种实施例中，每个探头均包括发射体、收集体绝缘体；
发射体嵌套于收集体内部，且发射体与传输线缆相连；绝缘体设置于发射体与收集体之间，以隔离发射体和收集体。
在本发明的一种实施例中，发射体由铑、银、钒、钴、锰或钯制成；绝缘体由氧化铝陶瓷管或氧化镁制成；收集体由因科镍600套管、镁、铝或不锈钢制成；传输线缆包括同轴双芯I ncone600电缆；固定件采用因科镍600材料制成。
在本发明的一种实施例中，中子能谱测量装置包括第一自给能中子探测器、第二自给能中子探测器、第三自给能中子探测器及第四自给能中子探测器；第一自给能中子探测器包括第一探头及第一传输线缆；
第一探头的发射体采用直径为0.8mm，长度为150mm的铑丝制成；第一探头的收集体采用内径为1.6mm，外径为2mm，长为155mm的I ncone600制成；第一探头的绝缘体采用内径为1mm，外径为1.6mm，长为150mm氧化铝陶瓷管制成。
在本发明的一种实施例中，第一探头的远端采用内半径为0.8mm，外半径为1mm的Incone600半球状壳体封口，且第一探头的远端中空部分采用氧化铝粉体密实填充。
在本发明的一种实施例中，第二自给能中子探测器包括第二探头及第二传输线缆；第三自给能中子探测器包括第三探头及第三传输线缆；第四自给能中子探测器包括第四探头及第四传输线缆；
第二探头的发射体采用银丝制成，第二探头的收集体采用因科镍600制成，第二探头的绝缘体采用氧化铝陶瓷管制成；第二探头的远端采用因科镍600半球状壳体封口；
第三探头的发射体采用钴丝制成，第三探头的收集体采用因科镍600制成，第三探头的绝缘体采用氧化铝陶瓷管制成；第三探头的远端采用因科镍600半球状壳体封口；
第四探头的发射体采用钒丝制成，第四探头的收集体采用因科镍600制成，第四探头的绝缘体采用氧化铝陶瓷管制成；第四探头的远端采用因科镍600半球状壳体封口；
其中，由铑或银制成的发射体的长度为150mm，由钴或钒制成的发射体的长度为300mm。
在本发明的一种实施例中，中子能谱测量装置包括第一固定件及第二固定件，第一固定件及第二固定件均与多个探头连接，且分布于多个探头的远端及近端，多个探头的远端平齐；
第一固定件及第二固定件均设开设有多个安装孔，多个安装孔的轴线平行，每个安装孔均对应安装一个自给能中子探测器的探头或传输线缆。
在本发明的一种实施例中，第一固定件开设有四个安装孔，其中三个安装孔的直径为4mm，另一个安装孔的直径为2mm；四个安装孔分别安装第一探头、第二探头、第三探头及第四探头；
第二固定件开设有四个安装孔，其中两个安装孔的直径为4mm，另外两个安装孔的直径为1mm；四个安装孔分别安装第三探头、第四探头、第一传输线缆及第二传输线缆。
在本发明的一种实施例中，传输线缆包括依次连接的铠装线缆、编织线及航空插头；
铠装线缆内置有信号芯线及补偿芯线；信号芯线及补偿芯线的两端分别与探头及编织线电连接，编织线与航空插头电连接。
在本发明的一种实施例中，铠装线缆内置有包覆信号芯线及补偿芯线的绝缘层；铠装线缆与编织线的连接处包覆有封装套管。
本发明的有益效果是：
该中子能谱测量装置，包括固定件以及多个自给能中子探测器；多个自给能中子探测器均用于测量目标反应堆的中子通量信息；每个自给能中子探测器均包括探头、传输线缆和连接套筒；传输线缆与探头连接，连接套筒包覆于探头与传输线缆的连接处；多个自给能中子探测器均与固定件连接，且多个自给能中子探测器的探头相互平行。
该中子能谱测量装置包括多个自给能中子探测器和固定件；其中，自给能中子探测器由探头、连接套筒和传输线缆组装形成；该中子能谱测量装置使用寿命长，且装置系统结构简单，可耐堆内高温高压，较小的尺寸可适应于堆内的复杂条件，便于使用和生产制造。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请提供的中子能谱测量装置的结构示意图；
图2为本申请提供的自给能中子探测器的结构示意图；
图3为本申请提供的传输线缆的结构示意图。
图标：200-中子能谱测量装置；210-固定件；220-自给能中子探测器；221-探头；222-传输线缆；223-连接套筒；224-发射体；225-收集体；226-绝缘体；230-第一自给能中子探测器；240-第二自给能中子探测器；250-第三自给能中子探测器；260-第四自给能中子探测器；231-第一探头；232-第一传输线缆；241-第二探头；242-第二传输线缆；251-第三探头；252-第三传输线缆；261-第四探头；262-第四传输线缆；211-第一固定件；212-第二固定件；227-铠装线缆；228-编织线；229-航空插头；201-信号芯线；203-绝缘层；204-封装套管。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本实施例提供一种中子能谱测量装置200，其用于测量目标反应堆的中子能谱，其满足了在堆内高温高压、狭小空间的条件下测量中子能谱的要求；具体的，中子能谱测量装置200包括固定件210以及多个自给能中子探测器220；
多个自给能中子探测器220均用于测量目标反应堆的中子通量信息；每个自给能中子探测器220均包括探头221、传输线缆222和连接套筒223；传输线缆222与探头221连接，连接套筒223包覆于探头221与传输线缆222的连接处，以使得连接套筒223连接探头221和传输线缆222为密闭整体结构；多个自给能中子探测器220均与固定件210连接，且多个自给能中子探测器220的探头221相互平行。
需要说明的是，中子能谱测量装置200测量中子能谱的原理如下：
假定谱中子注量(中子能谱)表示为ΦE，则ΦE满足公式1：
I i＝ΣRijΦj (1)
式1中：I i—表示第i个自给能中子探测器220的信号；Rij—表示自给能中子探测器220的注量响应；Φj—表示中子能谱中处于第j个能群的中子数；公式(1)中I i由测量获得，Rij由仿真计算获得，这样就可以通过求解公式(1)表示的方程组获得相应的中子能谱。
由此，多个自给能中子探测器220对中子具有不同的能量响应的自给能探测器，结合探测器输出电流对中子能谱进行解谱工作。假设有多个不同发射体224的探测器，则每根探测器的输出电流为：
I i＝ΣRijΦj
对于自给能中子探测器220探测器输出电流I i可以通过实际环境进行测量，Φj—表示中子能谱中处于第j个能群的中子数，Rij—表示自给能中子探测器220的注量响应，可以通过仿真计算所得，利用多个探测器的电流以及多个探测器的响应函数即可反演中子能谱。
在本实施例中，每个探头221均包括发射体224、收集体225绝缘体226；发射体224嵌套于收集体225内部，且发射体224与传输线缆222相连；绝缘体226设置于发射体224与收集体225之间，以隔离发射体224和收集体225。
由此，每个自给能中子探测器220的探头221均包括收集体225、绝缘体226和发射体224；发射体224嵌套于收集体225内部，且发射体224与传输线缆222相连；发射体224吸收中子，中子激发发射体224衰变产生β粒子，β粒子穿过绝缘体226被收集体225收集，发射体224与收集体225之间形成电势差，收集体225与发射体224构成回路，传输线缆222将回路的电流信号传输至电子学系统。而上述多个自给能中子探测器220可得出多个对应的电流信号，通过后端中子能谱求解方法可解出对应所测中子能谱。故，中子能谱测量装置200满足了在高温高压、狭小空间的条件下测量中子能谱的要求。
基于上述内容，在本实施例中，中子能谱测量装置200包括四个不同的自给能中子探测器220和两个固定件210。其原理是：自给能中子探测器220的多个发射体224材料吸收中子，中子和发射体224材料发生辐射俘获反应并衰变产生β粒子，β粒子穿过绝缘体226被收集体225收集，发射体224与收集体225之间形成电势差产生电流信号，传输线缆222将回路的电流信号传输至电子学系统。四个自给能中子探测器220可得出四个对应的电流信号，通过后端中子能谱求解方法可解出对应所测中子能谱。
四个不同的自给能中子探测器220通过两个固定件210组装，两个固定件210上各有四个通孔，四个自给能中子探测器220探头221部分相互平行排布，顶端平齐，第一个固定件210在探头221顶端固定，第二个固定件210在探头221末端用以固定探头221和长出的部分线缆。
而且在制作四个不同的自给能中子探测器220时，四个自给能中子探测器220的探头221的发射体224分别为铑、银、钒和钴四种材料制成，绝缘体226均由氧化铝陶瓷管组成，收集体225均由因科镍600套管组成，传输线缆222可以是同轴双芯I ncone600电缆，固定件210的材料为因科镍600材料。
其中，发射体224选用铑、银、钴和钒的原因在于，这几种材料有较大的中子反应截面，有较高的熔点可以适应堆内高温；绝缘体226采用氧化铝12
陶瓷套管，其绝缘性能可达10ohm·cm，且能够适应复杂的堆内环境；收集体225采用因科镍600套管，可耐高温高压；且中子和绝缘体226及收集体225材料的反应截面很小，对中子产生的信号不会造成干扰，可降低收集体225和绝缘体226对探测器电流信号的影响。需说明的是，上述选材仅是该发明的一种可能实现方式，该发明具体实施方式的材料选择，包括但不限于上述材料。发射体224还可以选择锰、钯等材质，绝缘体226还可选择氧化镁等材质，收集体225可选择镁、铝、不锈钢等。
即，在本发明的实施例中，发射体224可以由铑、银、钒、钴、锰或钯制成；绝缘体226可以由氧化铝陶瓷管或氧化镁制成；收集体225可以由因科镍600套管、镁、铝或不锈钢制成；传输线缆222包括同轴双芯I ncone600电缆；固定件210采用因科镍600材料制成。
而传输线缆222包括依次连接的铠装线缆227、编织线228及航空插头229；铠装线缆227内置有信号芯线201及补偿芯线；信号芯线201及补偿芯线的两端分别与探头221及编织线228电连接，编织线228与航空插头229电连接。铠装线缆227内置有包覆信号芯线201及补偿芯线的绝缘层203；铠装线缆227与编织线228的连接处包覆有封装套管204；
其中，封装套管204连接铠装线缆227和编织线228为一个整体，编制线后端接航空插头229，航空插头229可连接后端电子学便于信号的传输。铠装线缆227内部为双芯信号线，被封装在因科镍600套管内，内部使用氧化铝陶瓷粉末压实，作为绝缘层203起到绝缘作用，因科镍600套管可保证线缆能够承受堆芯复杂环境；使用编织线228的原因为，铠装线缆227硬度太大，从堆内引出后不利于布线操作，且使用编织线228可以降低本发明实例的成本。
综上，在本实施例中，以中子能谱测量装置200包括第一自给能中子探测器230、第二自给能中子探测器240、第三自给能中子探测器250及第四自给能中子探测器260为例；其中，第一自给能中子探测器230包括第一探头231及第一传输线缆232；第二自给能中子探测器240包括第二探头241及第二传输线缆242；第三自给能中子探测器250包括第三探头251及第三传输线缆252；第四自给能中子探测器260包括第四探头261及第四传输线缆262；
在制作第一探头231时，第一探头231的发射体224采用直径为0.8mm，长度为150mm的铑丝制成；第一探头231的收集体225采用内径为1.6mm，外径为2mm，长为155mm的Incone600制成；第一探头231的绝缘体226采用内径为1mm，外径为1.6mm，长为150mm氧化铝陶瓷管制成；而且第一探头231的远端采用内半径为0.8mm，外半径为1mm的I ncone600半球状壳体封口，且第一探头231的远端中空部分采用氧化铝粉体密实填充。而且钎焊焊接信号芯线201与发射体224，采用氧化铝粉体密实填充连接套筒223中空部分。激光焊接探头221顶部封口接缝，连接套筒223与探头221接缝、连接套筒223与收集体225接缝以及连接套筒223与铠装线缆227接缝。
在制作第二探头241时，第二探头241的发射体224采用银丝制成，第二探头241的收集体225采用因科镍600制成，第二探头241的绝缘体226采用氧化铝陶瓷管制成；第二探头241的远端采用因科镍600半球状壳体封口；
在制作第三探头251时，第三探头251的发射体224采用钴丝制成，第三探头251的收集体225采用因科镍600制成，第三探头251的绝缘体226采用氧化铝陶瓷管制成；第三探头251的远端采用因科镍600半球状壳体封口；
在制作第三探头251时，第四探头261的发射体224采用钒丝制成，第四探头261的收集体225采用因科镍600制成，第四探头261的绝缘体226采用氧化铝陶瓷管制成；第四探头261的远端采用因科镍600半球状壳体封口；
其中，由铑或银制成的发射体224的长度为150mm，由钴或钒制成的发射体224的长度为300mm。需要说明的是，上述结构设置所遵循的设计原则为：发射体224材料中子反应截面小的探测器整体设计成大尺寸，发射体224材料中子反应截面大的探测器设计为小尺寸。
基于上述内容，第一探头231、第二探头241、第三探头251和第四探头261之间相互平行排列，且四者的顶端在同一顶点，第一固定件211和第二固定件212分别位于第一探头231、第二探头241、第三探头251和第四探头261的两端。
需要说明的是，由上述内容可知，第一探头231、第二探头241、第三探头251和第四探头261均包括发射体224、绝缘体226、收集体225、传输线缆222和连接套筒223；
其中，以第一探头231为例，其发射体224镶嵌于收集体225内部，且后端通过连接套筒223与第一传输线缆232相连，发射体224和收集体225之间通过绝缘体226相隔开无接触；在使用的过程中，当中子入射探头221部分，将发射体224原子激活并发射β电子，β电子穿过绝缘体226最后停止于收集体225外壳或周围环境中，连续测量该过程可得到电流信号，电流信号通过第一传输线缆232向后传输至电子学系统记录分析。
进一步地，在本实施例中，中子能谱测量装置200包括第一固定件211及第二固定件212，第一固定件211及第二固定件212均与多个探头221连接，且分布于多个探头221的远端及近端，多个探头221的远端平齐；
第一固定件211及第二固定件212均设开设有多个安装孔，多个安装孔的轴线平行，每个安装孔均对应安装一个自给能中子探测器220的探头221或传输线缆222。
第一固定件211开设有四个安装孔，其中三个安装孔的直径为4mm，另一个安装孔的直径为2mm；四个安装孔分别安装第一探头231、第二探头241、第三探头251及第四探头261；
第二固定件212开设有四个安装孔，其中两个安装孔的直径为4mm，另外两个安装孔的直径为1mm；四个安装孔分别安装第三探头251、第四探头261、第一传输线缆232及第二传输线缆242。
由此，第一固定件211及第二固定件212的材质为因科镍600材料，可以减小对中子信号的影响并承受堆内复杂环境；第一固定组件是含有四个通孔的圆柱体，底面半径为12mm，高为10mm，其上四个通孔分别为直径4mm三个，直径2mm一个，用来固定第一探头231、第二探头241、第三探头251和第四探头261；而第二固定件212是含有四个通孔的圆柱体，底面半径为12mm，高为10mm，其上四个通孔分别为直径4mm两个，直径1mm两个，用来固定第三探头251、第四探头261、第一传输线缆232、第二传输线缆242；在将多个探头221平行排布后，将探头221和传输线缆222和固定组件装配，使用激光焊接，使探头221形成一个整体而不发生相对移动。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种中子能谱测量装置，其特征在于：
所述中子能谱测量装置包括固定件以及多个自给能中子探测器；
多个所述自给能中子探测器均用于测量目标反应堆的中子通量信息；每个所述自给能中子探测器均包括探头、传输线缆和连接套筒；所述传输线缆与所述探头连接，所述连接套筒包覆于所述探头与所述传输线缆的连接处；多个所述自给能中子探测器均与所述固定件连接，且多个所述自给能中子探测器的所述探头相互平行。
2.根据权利要求1所述的中子能谱测量装置，其特征在于：
每个所述探头均包括发射体、收集体绝缘体；
所述发射体嵌套于收集体内部，且发射体与传输线缆相连；所述绝缘体设置于所述发射体与所述收集体之间，以隔离所述发射体和所述收集体。
3.根据权利要求2所述的中子能谱测量装置，其特征在于：
所述发射体由铑、银、钒、钴、锰或钯制成；所述绝缘体由氧化铝陶瓷管或氧化镁制成；所述收集体由因科镍600套管、镁、铝或不锈钢制成；所述传输线缆包括同轴双芯Incone600电缆；所述固定件采用因科镍600材料制成。
4.根据权利要求3所述的中子能谱测量装置，其特征在于：
所述中子能谱测量装置包括第一自给能中子探测器、第二自给能中子探测器、第三自给能中子探测器及第四自给能中子探测器；所述第一自给能中子探测器包括第一探头及第一传输线缆；
所述第一探头的所述发射体采用直径为0.8mm，长度为150mm的铑丝制成；所述第一探头的所述收集体采用内径为1.6mm，外径为2mm，长为155mm的Incone600制成；所述第一探头的所述绝缘体采用内径为1mm，外径为1.6mm，长为150mm氧化铝陶瓷管制成。
5.根据权利要求4所述的中子能谱测量装置，其特征在于：
所述第一探头的远端采用内半径为0.8mm，外半径为1mm的Incone600半球状壳体封口，且所述第一探头的远端中空部分采用氧化铝粉体密实填充。
6.根据权利要求4所述的中子能谱测量装置，其特征在于：
所述第二自给能中子探测器包括第二探头及第二传输线缆；所述第三自给能中子探测器包括第三探头及第三传输线缆；所述第四自给能中子探测器包括第四探头及第四传输线缆；
所述第二探头的所述发射体采用银丝制成，所述第二探头的所述收集体采用因科镍600制成，所述第二探头的所述绝缘体采用氧化铝陶瓷管制成；所述第二探头的远端采用因科镍600半球状壳体封口；
所述第三探头的所述发射体采用钴丝制成，所述第三探头的所述收集体采用因科镍600制成，所述第三探头的所述绝缘体采用氧化铝陶瓷管制成；所述第三探头的远端采用因科镍600半球状壳体封口；
所述第四探头的所述发射体采用钒丝制成，所述第四探头的所述收集体采用因科镍600制成，所述第四探头的所述绝缘体采用氧化铝陶瓷管制成；所述第四探头的远端采用因科镍600半球状壳体封口；
其中，由铑或银制成的所述发射体的长度为150mm，由钴或钒制成的所述发射体的长度为300mm。
7.根据权利要求6所述的中子能谱测量装置，其特征在于：
所述中子能谱测量装置包括第一固定件及第二固定件，所述第一固定件及所述第二固定件均与多个所述探头连接，且分布于多个所述探头的远端及近端，多个所述探头的远端平齐；
所述第一固定件及所述第二固定件均设开设有多个安装孔，多个所述安装孔的轴线平行，每个所述安装孔均对应安装一个所述自给能中子探测器的所述探头或所述传输线缆。
8.根据权利要求7所述的中子能谱测量装置，其特征在于：
所述第一固定件开设有四个所述安装孔，其中三个所述安装孔的直径为4mm，另一个所述安装孔的直径为2mm；四个所述安装孔分别安装所述第一探头、所述第二探头、所述第三探头及所述第四探头；
所述第二固定件开设有四个所述安装孔，其中两个所述安装孔的直径为4mm，另外两个所述安装孔的直径为1mm；四个所述安装孔分别安装第三探头、第四探头、第一传输线缆及第二传输线缆。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的中子能谱测量装置，其特征在于：
所述传输线缆包括依次连接的铠装线缆、编织线及航空插头；
所述铠装线缆内置有信号芯线及补偿芯线；所述信号芯线及补偿芯线的两端分别与所述探头及所述编织线电连接，所述编织线与所述航空插头电连接。
10.根据权利要求9所述的中子能谱测量装置，其特征在于：
所述铠装线缆内置有包覆所述信号芯线及补偿芯线的绝缘层；所述铠装线缆与所述编织线的连接处包覆有封装套管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310521265.5A CN116543939B (zh) | 2023-05-10 | 2023-05-10 | 一种中子能谱测量装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310521265.5A CN116543939B (zh) | 2023-05-10 | 2023-05-10 | 一种中子能谱测量装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116543939A true CN116543939A (zh) | 2023-08-04 |
| CN116543939B CN116543939B (zh) | 2024-04-26 |
Family
ID=87443127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310521265.5A Active CN116543939B (zh) | 2023-05-10 | 2023-05-10 | 一种中子能谱测量装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116543939B (zh) |
Citations (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1023117A (en) * | 1963-07-29 | 1966-03-16 | Ca Atomic Energy Ltd | Improvements in neutron flux detectors |
| CA765917A (en) * | 1967-08-22 | John W. Hilborn | Self-powered neutron detector | |
| BE739296A (zh) * | 1968-10-10 | 1970-03-02 | ||
| GB1470201A (en) * | 1973-08-24 | 1977-04-14 | Combustion Eng | Multi-sensor radiation detector system |
| CA1084176A (en) * | 1979-08-13 | 1980-08-19 | Her Majesty In Right Of Canada As Represented By Atomic Energy Of Canada Limited | Self-powered neutron flux detector assembly |
| KR19990011074A (ko) * | 1997-07-21 | 1999-02-18 | 이상선 | 원자력발전소용 자기 출력형 중성자검출기 및 그의 제조방법 |
| CN1230282A (zh) * | 1996-09-12 | 1999-09-29 | 法国原子能委员会 | 分级探测中子流,尤其是核反应堆中的中子流的自供电响应迅速的小型装置 |
| KR20080011782A (ko) * | 2006-07-31 | 2008-02-11 | 한국전력공사 | 하이브리드형 노내 계측기 조립체 및 계측 방법 |
| KR20100004572U (ko) * | 2008-10-27 | 2010-05-07 | 한국전력공사 | 장수명 실시간 국부과출력보호용 노내 계측기 조립체 |
| KR100960228B1 (ko) * | 2009-12-30 | 2010-06-01 | 주식회사 우진 | 고정형 노내핵계측기 |
| US20120091327A1 (en) * | 2010-10-14 | 2012-04-19 | Holaday Veldon D | Self-calibrating, highly accurate, long-lived, dual rhodium vanadium emitter nuclear in-core detector |
| CN202948742U (zh) * | 2012-10-30 | 2013-05-22 | 中核(北京)核仪器厂 | 用于核反应堆堆芯中子注量率测量的自给能探测器 |
| KR101443363B1 (ko) * | 2013-12-27 | 2014-09-29 | 유저스(주) | 실드 튜브를 이용한 노내핵계측기 |
| KR20160025640A (ko) * | 2014-08-25 | 2016-03-09 | 주식회사 우진 | 다중열전대 노내핵계측기 |
| CN105493197A (zh) * | 2013-08-23 | 2016-04-13 | 西屋电气有限责任公司 | 电离室辐射探测器 |
| CN107112060A (zh) * | 2014-10-30 | 2017-08-29 | 韩国水力原子力株式会社 | 长寿命堆芯测量仪表 |
| CN107767974A (zh) * | 2017-11-14 | 2018-03-06 | 国核自仪系统工程有限公司 | 核反应堆堆芯中子及温度探测装置 |
| CN108899102A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-11-27 | 中国核动力研究设计院 | 用于压水堆通用的固定式自给能中子探测器的布置方法 |
| US20200135351A1 (en) * | 2018-10-29 | 2020-04-30 | Framatome Inc. | Self-powered in-core detector arrangement for measuring flux in a nuclear reactor core |
| CN112599262A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-02 | 兰州大学 | 铂自给能堆芯γ强度探测装置 |
| CN112687412A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-20 | 兰州大学 | 堆芯快中子通量自给能探测器 |
-
2023
- 2023-05-10 CN CN202310521265.5A patent/CN116543939B/zh active Active
Patent Citations (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA765917A (en) * | 1967-08-22 | John W. Hilborn | Self-powered neutron detector | |
| GB1023117A (en) * | 1963-07-29 | 1966-03-16 | Ca Atomic Energy Ltd | Improvements in neutron flux detectors |
| BE739296A (zh) * | 1968-10-10 | 1970-03-02 | ||
| GB1470201A (en) * | 1973-08-24 | 1977-04-14 | Combustion Eng | Multi-sensor radiation detector system |
| CA1084176A (en) * | 1979-08-13 | 1980-08-19 | Her Majesty In Right Of Canada As Represented By Atomic Energy Of Canada Limited | Self-powered neutron flux detector assembly |
| CN1230282A (zh) * | 1996-09-12 | 1999-09-29 | 法国原子能委员会 | 分级探测中子流,尤其是核反应堆中的中子流的自供电响应迅速的小型装置 |
| KR19990011074A (ko) * | 1997-07-21 | 1999-02-18 | 이상선 | 원자력발전소용 자기 출력형 중성자검출기 및 그의 제조방법 |
| KR20080011782A (ko) * | 2006-07-31 | 2008-02-11 | 한국전력공사 | 하이브리드형 노내 계측기 조립체 및 계측 방법 |
| KR20100004572U (ko) * | 2008-10-27 | 2010-05-07 | 한국전력공사 | 장수명 실시간 국부과출력보호용 노내 계측기 조립체 |
| KR100960228B1 (ko) * | 2009-12-30 | 2010-06-01 | 주식회사 우진 | 고정형 노내핵계측기 |
| US20120091327A1 (en) * | 2010-10-14 | 2012-04-19 | Holaday Veldon D | Self-calibrating, highly accurate, long-lived, dual rhodium vanadium emitter nuclear in-core detector |
| CN202948742U (zh) * | 2012-10-30 | 2013-05-22 | 中核(北京)核仪器厂 | 用于核反应堆堆芯中子注量率测量的自给能探测器 |
| CN105493197A (zh) * | 2013-08-23 | 2016-04-13 | 西屋电气有限责任公司 | 电离室辐射探测器 |
| KR101443363B1 (ko) * | 2013-12-27 | 2014-09-29 | 유저스(주) | 실드 튜브를 이용한 노내핵계측기 |
| KR20160025640A (ko) * | 2014-08-25 | 2016-03-09 | 주식회사 우진 | 다중열전대 노내핵계측기 |
| CN107112060A (zh) * | 2014-10-30 | 2017-08-29 | 韩国水力原子力株式会社 | 长寿命堆芯测量仪表 |
| CN107767974A (zh) * | 2017-11-14 | 2018-03-06 | 国核自仪系统工程有限公司 | 核反应堆堆芯中子及温度探测装置 |
| CN108899102A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-11-27 | 中国核动力研究设计院 | 用于压水堆通用的固定式自给能中子探测器的布置方法 |
| US20200135351A1 (en) * | 2018-10-29 | 2020-04-30 | Framatome Inc. | Self-powered in-core detector arrangement for measuring flux in a nuclear reactor core |
| CN112599262A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-02 | 兰州大学 | 铂自给能堆芯γ强度探测装置 |
| CN112687412A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-20 | 兰州大学 | 堆芯快中子通量自给能探测器 |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| ZHAN LI: "SIMULATION STUDY OF A RHODIUM SELF-POWERED NEUTRON DETECTOR FOR IRRADIATION OF NUCLEAR FUEL AND MATERIAL REACTOR", NUCLEAR INSTRUMENTS AND METHODS IN PHYSICS REAEARCH SECTION A: ACCELERATORS, SPECTROMETERS, DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, vol. 1060, 31 March 2024 (2024-03-31) * |
| 曾力;张睿;任立永;田亚杰;史觊;: "钴自给能中子探测器的测量及补偿原理分析", 自动化仪表, no. 11, 20 November 2015 (2015-11-20) * |
| 毕光文;汤春桃;杨波: "钒自给能探测器中子响应计算方法", 核技术, no. 006, 31 December 2017 (2017-12-31) * |
| 汤仲鸣;李树成;胡铸萱;: "γ辐射对堆芯自给能探测器探测性能影响研究", 核电子学与探测技术, no. 04, 20 April 2017 (2017-04-20) * |
| 王焱辉;刘奇;赵安中;唐会毅;陈洁;罗顺安;曲选辉;刘庆宾;匡红波;薛泓元: "自给能中子探测器关键材料及元件的研制进展", 功能材料, no. 010, 31 December 2020 (2020-12-31) * |
| 王超;: "自给能中子探测器测量原理及其应用", 黑龙江科技信息, no. 36, 25 December 2015 (2015-12-25) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116543939B (zh) | 2024-04-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2006110159A2 (en) | Micro neutron detectors | |
| KR20130140000A (ko) | 자기 보상식의 고정밀 고수명의 듀얼 로듐 바나듐 이미터 로내 핵 검출기 | |
| US5015434A (en) | Fixed in-core calibration devices for BWR flux monitors | |
| Kocan et al. | Steady state magnetic sensors for ITER and beyond: Development and final design | |
| US4614635A (en) | Fission-couple neutron sensor | |
| CN112213763A (zh) | 一种基于远程无线通信的伽马剂量监测装置 | |
| CN116543939B (zh) | 一种中子能谱测量装置 | |
| RU2178211C2 (ru) | Малоинерционное миниатюризированное устройство с собственным источником энергии для ярусного обнаружения нейтронного потока в ядерном реакторе | |
| CN108089223B (zh) | 一种中子探测装置及系统 | |
| EP1842205B1 (en) | Neutron detector assembly with variable length rhodium emitters | |
| CN112599262A (zh) | 铂自给能堆芯γ强度探测装置 | |
| JP3462885B2 (ja) | 原子炉の出力測定装置およびその製造方法 | |
| CN112729537A (zh) | 一种测量激光器激光功率的传感器及激光功率计 | |
| Mukhovatov et al. | ITER diagnostics | |
| US11621091B2 (en) | Temperature measurement sensor using material with a temperature dependent neutron capture cross section | |
| JP7532510B2 (ja) | インコア測定を強化するためのショットキーダイオードによる放射線検出のためのデバイス、システム、および方法 | |
| US20220390630A1 (en) | Self-powered excore detector arrangement for measuring flux of a nuclear reactor core | |
| CN116504430B (zh) | 一种反应堆精细中子通量分布探测组件 | |
| CN113272916B (zh) | 用于测量核反应堆堆芯中的通量的自供电堆芯内探测器装置 | |
| CN214541594U (zh) | 铂自给能堆芯γ强度探测装置 | |
| US10347385B2 (en) | Discharge apparatus usable for determining neutron flux | |
| US4080533A (en) | Gamma compensated coaxial cable | |
| Repin et al. | A fast time-response bolometer for soft X-ray radiation energy measurements in a high-current Z-pinch | |
| CN220381154U (zh) | 耐强辐照的压电加速度传感器 | |
| KR102409462B1 (ko) | 조사시험용 바이어스 감마선 검출장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |