Изобретение относится к средствам оперативного контроля реактивности при широком диапазоне изменения нейтронного потока и реактивности ядерных реакторов. The invention relates to means for operational control of reactivity with a wide range of changes in the neutron flux and reactivity of nuclear reactors.
Известны цифровые реактиметры, вычисляющие мгновенные значения реактивности реактора по информации об изменении нейтронного потока путем решения инверсных уравнений кинетики реактора. Digital reactimeters are known that calculate instantaneous values of reactor reactivity from information about changes in the neutron flux by solving the inverse equations of the kinetics of the reactor.
Известные устройства такого типа содержат неподвижные борные ионизационные камеры (в качестве детекторов нейтронного потока) и цифровые вычислители реактивности. Недостатками подобных устройств являются
- сильная зависимость тока ионизационных камер не только от полезного нейтронного потока, но и от вредного влияния γ-фона, который вносит большую погрешность при использовании неподвижных борных токовых ионизационных камер;
- необходимость переключения диапазонов измерителя мощности при широком диапазоне изменения нейтронного потока (при пуске реактора нейтронный поток изменяется в 1010 раз), в результате которого нарушаются измерения из-за необходимости изменения вручную начальных условий концентраций предшественников запаздывающих нейтронов;
- возникает необходимость использования дополнительных преобразователей тока ионизационных камер в цифровой сигнал для ввода в цифровой вычислитель, что вносит дополнительную погрешность.Known devices of this type contain fixed boron ionization chambers (as neutron flux detectors) and digital reactivity calculators. The disadvantages of such devices are
- a strong dependence of the ionization chamber current not only on the useful neutron flux, but also on the harmful effect of the γ-background, which introduces a large error when using stationary boron current ionization chambers;
- the need to switch the ranges of the power meter with a wide range of neutron flux changes (when starting the reactor, the neutron flux changes 10 10 times), as a result of which measurements are violated due to the need to manually change the initial conditions of the concentrations of delayed neutron precursors;
- there is a need to use additional current converters of ionization chambers into a digital signal for input into a digital computer, which introduces an additional error.
Известно устройство для вычисления мгновенного значения реактивности ядерного реактора, состоящее из токовой ионизационной камеры, измеряющей глобальное изменение нейтронного потока, линейного усилителя, электронного интегратора, имитатора кинетики реактора с электронным множительным устройством и корректирующего пассивного четырехполюсника. Для данного устройства также характерны указанные выше недостатки. A device for calculating the instantaneous value of the reactivity of a nuclear reactor is known, consisting of a current ionization chamber measuring the global change in the neutron flux, a linear amplifier, an electronic integrator, a kinetics simulator of the reactor with an electronic multiplier, and a corrective passive four-terminal device. This device is also characterized by the above disadvantages.
Предлагаемое устройство по сравнению с известными повышает точность вычисления реактивности путем использования импульсной камеры деления с частотно-импульсным представлением информации, а для контроля за нейтронным потоком в диапазоне изменения 1010 раз предлагается использовать перемещаемую импульсную камеру деления с цифровым детектором ее положения с вводом этой информации в цифровой вычислитель реактивности для автоматической коррекции начальных условий групп запаздывающих нейтронов. Применение частотно-импульсного нейтронного детектора исключает необходимость применения аналого-цифрового преобразователя.The proposed device, compared with the known ones, increases the accuracy of calculating reactivity by using a pulsed fission camera with a frequency-pulse representation of information, and to monitor the neutron flux in the range of 10 to 10 times, it is proposed to use a movable pulsed fission camera with a digital detector of its position by entering this information into digital reactivity calculator for automatic correction of the initial conditions of delayed neutron groups. The use of a pulse-frequency neutron detector eliminates the need for an analog-to-digital converter.
На чертеже представлена блок-схема предлагаемого цифрового реактиметра, которая состоит из нейтронного детектора 1, выполненного в виде импульсной камеры деления, усилителя и формирователя импульсов 2, измерителя нейтронного потока 3, реализованного на специализированной однокристальной микроЭВМ, цифрового вычислителя реактивности 4, дисплея 5, печатающего устройства 6, привода камеры деления с цифровым детектором положения 7 и оператора 8. The drawing shows a block diagram of the proposed digital reactimeter, which consists of a neutron detector 1, made in the form of a pulsed fission camera, amplifier and pulse shaper 2, a neutron flux meter 3, implemented on a specialized single-chip microcomputer, a digital reactivity calculator 4, a display 5, printing device 6, the drive of the division camera with a digital position detector 7 and operator 8.
Цифровой реактиметр работает следующим образом. В подкритическом реакторе импульсная камера деления 1 перемещается в положение ее наибольшей чувствительности и производится начальная настройка цифрового вычислителя реактивности 4. В дальнейшем по мере изменения реактивности и нейтронного потока положение камеры не изменяется, а реактивность вычисляется и регистрируется до увеличения мощности в 105 раз. Затем оператор перемещает камеру деления в менее чувствительное положение и после этого продолжает измерение реактивности.Digital reactimeter works as follows. In a subcritical reactor, the pulsed fission chamber 1 is moved to the position of its highest sensitivity and the digital reactivity calculator 4 is initially set up. Later, as the reactivity and neutron flux change, the position of the chamber does not change, and the reactivity is calculated and recorded until the power increases by 10 5 times. Then the operator moves the division chamber to a less sensitive position and then continues to measure reactivity.