RU2231145C2 - Method for evaluating effective intensity of nuclear power plant neutron source - Google Patents
Method for evaluating effective intensity of nuclear power plant neutron source Download PDFInfo
- Publication number
- RU2231145C2 RU2231145C2 RU2002121954/06A RU2002121954A RU2231145C2 RU 2231145 C2 RU2231145 C2 RU 2231145C2 RU 2002121954/06 A RU2002121954/06 A RU 2002121954/06A RU 2002121954 A RU2002121954 A RU 2002121954A RU 2231145 C2 RU2231145 C2 RU 2231145C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nuclear
- rods
- time
- nuclear power
- measuring
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к физике ядерных реакторов, а именно к обеспечению ядерной безопасности ядерных реакторов и критических сборок, именуемых далее ЯУ (ядерные установки), и может быть использовано в дальнейшем при оценке таких основных параметров подкритического реактора как эффективный коэффициент размножения, реактивность. Под обеспечением ядерной безопасности при работах, связанных с изменением состава или геометрии ЯУ, в данном случае понимается предоставление оператору результатов экспериментальной оценки значения кэф (эффективного коэффициента размножения) ЯУ на каждом этапе ядерно-опасной работы, в том числе при регламентных работах на остановленных реакторах АЭС.The invention relates to the physics of nuclear reactors, namely, to ensure nuclear safety of nuclear reactors and critical assemblies, hereinafter referred to as nuclear facilities (nuclear installations), and can be used in the future when evaluating such basic parameters of a subcritical reactor as the effective multiplication factor, reactivity. Under nuclear safety at work associated with changing the composition or geometry YAU, in this case, is providing operator experimental evaluation of the values for Aeff (effective multiplication factor) NF at each stage nuclear hazardous work, including during routine work on the stopped reactors NUCLEAR POWER STATION.
Определение эффективной интенсивности источника нейтронов ядерной установки Qэф регламентировано различными нормами: Общие положения обеспечения безопасности атомных станций ОПБ-88/97, Правила ядерной безопасности критических стендов ПБЯ-КС-98, Правила ядерной безопасности исследовательских реакторов ПБЯ-ИР-98. Все они предусматривают определение Qэф в отсутствии в ЯУ делящегося вещества. В дальнейшем Qэф используется, например, для определения реактивности реактора (патент РФ №2088983, МПК G 21 C 17/00, 1997 г.).The determination of the effective intensity of the neutron source of a nuclear installation Q eff is regulated by various standards: General Provisions for Ensuring the Safety of Nuclear Plants OPB-88/97, Nuclear Safety Rules for Critical Stations ПБЯ-КС-98, Nuclear Safety Rules for Research Reactors ПБЯ-ИР-98. All of them provide for the determination of Q eff in the absence of fissile material in the nuclear substances. In the future, Q eff is used, for example, to determine the reactivity of a reactor (RF patent No. 2088983, IPC G 21 C 17/00, 1997).
Известен способ определения эффективной интенсивности источника нейтронов ЯУ (Правила ядерной безопасности критических стендов ПБЯ-КС-98 - прототип), заключающийся в измерении скорости счета детектора нейтронов в стационарном состоянии при отсутствии в ЯУ делящегося вещества и определении эффективной интенсивности источника нейтронов Qэф из формулыThere is a method for determining the effective intensity of a neutron source neutron source (Nuclear Safety Rules for Critical Stations PBYA-KS-98 - prototype), which consists in measuring the counting speed of a neutron detector in a stationary state in the absence of fissile material in nuclear neutrons and determining the effective intensity of a neutron source Q eff from the formula
v(кэф) - скорость счета экспериментального детектора нейтронов в стационарном состоянии ЯУ.v (k eff ) is the count rate of the experimental neutron detector in the stationary state of the nuclear reactor.
При измерении скорости счета детектора нейтронов v(0) в стационарном состоянии при отсутствии в ЯУ делящегося вещества Кэф=0, а следовательно, Qэф=v(0).When measuring the count rate of the neutron detector v (0) in a stationary state in the absence of fissile material in KU, K eff = 0, and therefore Q eff = v (0).
Измеренное однажды в этом калибровочном эксперименте значение Qэф принимается в качестве неизменного параметра и используется далее для оценок кэф по формуле (1) по результатам измерений v(кэф) при всех изменениях состава и геометрии ЯУ. Однако значение Qэф может измениться на несколько порядков вследствие изменения состава и геометрии ЯУ, что снижает достоверность оценки состояния, а следовательно, безопасности ЯУ.Once measured in this calibration experiment, the value of Q eff is taken as an invariable parameter and is used further for estimating the eff by the formula (1) according to the results of measurements of v ( eff ) for all changes in the composition and geometry of the nuclear reactor. However, the value of Q eff can change by several orders of magnitude due to changes in the composition and geometry of nuclear facilities, which reduces the reliability of the assessment of the state, and therefore, the security of nuclear weapons.
Задача изобретения - повышение безопасности работы ЯУ за счет повышения достоверности измерения значения Qэф.The objective of the invention is to increase the safety of nuclear facilities by increasing the reliability of measuring the value of Q eff .
Для этого предложен способ определения эффективной интенсивности источника нейтронов ядерной установки, заключающийся в том, что измеряют скорость счета от ЯУ детектором нейтронов и рассчитывают значение эффективной интенсивности источника нейтронов ядерной установки Qэф, при этом измерение ведут при наличии в ЯУ делящегося вещества с интервалом дискретности по времени не менее 1 секунды до, во время и после ввода стержней регулирования в ЯУ, время ввода стержней не превышает 5 секунд, а суммарная эффективность вводимых стержней - больше 1%.To this end, a method is proposed for determining the effective intensity of a neutron source in a nuclear installation, which consists in measuring the counting rate from a nuclear reactor with a neutron detector and calculating the value of the effective intensity of a neutron source in a nuclear installation Q eff , the measurement being carried out if there is fissile material in the nuclear reactor with a discrete interval of time of at least 1 second before, during and after the introduction of the control rods into the nuclear reactor, the time of the introduction of the rods does not exceed 5 seconds, and the total efficiency of the introduced rods is pain more than 1%.
При этом суммарное время измерения скорости счета детектора нейтронов v(t) не менее 300 секунд, а время измерения до начала сброса стержней регулирования выбирают равным 10-20 секундам.In this case, the total measurement time of the count rate of the neutron detector v (t) is at least 300 seconds, and the measurement time until the start of the reset of the control rods is selected equal to 10-20 seconds.
Покажем возможность определения Qэф указанным способом.We show the possibility of determining Q eff in this way.
Предлагаемый способ определения Qэф основан на уравнениях кинетики реактора в следующем исходном виде:The proposed method for determining Q eff is based on the kinetics equations of the reactor in the following initial form:
i=1-6i = 1-6
Начальные условия:Initial conditions:
{dn(t)/dt=0, dCi(t)/dt=0} при -∞<t≤0, n(0)=n0. Qэф=Const{dn (t) / dt = 0, dC i (t) / dt = 0} for -∞ <t≤0, n (0) = n 0 . Q eff = Const
Обозначения в уравнениях (2-8), общепринятые (см. Дж.Р.Кипин. Физические основы кинетики ядерных реакторов. Перевод с английского. Атомиздат, 1967 г.).The notation in equations (2-8) is generally accepted (see J.R. Kipin. Physical fundamentals of the kinetics of nuclear reactors. Translation from English. Atomizdat, 1967).
Функция n(t)/l измеряется в относительных единицах как скорость счета детектора нейтронов v(t).The function n (t) / l is measured in relative units as the count rate of the neutron detector v (t).
Не внося существенных погрешностей в результаты измерений Qэф, положим, что (dn(t)/dt)≈0 после сброса стержней. Введем обозначения: S(t)=∑λiCi(t). Измерив значения функции n(t)/l до, во время и после сброса стержней регулирования, из уравнений (2-8) с учетом начальных условий можно определить значения функции S(t). Если в уравнение (2) подставить значения функций n(t) и S(t) для 2-х моментов времени после сброса стержней регулирования, то в результате преобразований получится следующая формула расчета Qэф:Without introducing significant errors in the measurement of Q eff, assume that (dn (t) / dt) ≈0 after reset rods. We introduce the following notation: S (t) = ∑λ i C i (t). By measuring the values of the function n (t) / l before, during and after the reset of the control rods, from equations (2-8), taking into account the initial conditions, we can determine the values of the function S (t). If in equation (2) substitute the values of the functions n (t) and S (t) for 2 times after resetting the control rods, as a result of the transformations, we obtain the following formula for calculating Q eff :
где t1 и t2 - любые два момента времени после сброса стержней.where t 1 and t 2 are any two points in time after the reset of the rods.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
В ЯУ с делящимся веществом устанавливают детектор нейтронов для измерения скорости счета, что соответствует измерению функции n(t)/l в относительных единицах.A neutron detector is installed in a fissile material with a fissionable substance to measure the counting rate, which corresponds to measuring the function n (t) / l in relative units.
Источниками нейтронов ЯУ является спонтанные деления ядер делящихся веществ, находящихся в объеме ЯУ; в остановленном реакторе источниками нейтронов являются также некоторые изотопы, наработанные во время кампании и фотонейтроны. В случаях, когда интенсивность этих источников нейтронов недостаточна, для измерений скорости счета детектора нейтронов с приемлемой погрешностью внутрь ЯУ или у ее поверхности следует установить дополнительный источник нейтронов. Предложенным способом будет измерена эффективная суммарная интенсивность источников, излучающих нейтроны в объем ЯУ.Sources of neutrons of nuclear weapons are spontaneous fission of the nuclei of fissile substances in the volume of nuclear weapons; In a stopped reactor, some of the isotopes produced during the campaign and photoneutrons are also sources of neutrons. In cases where the intensity of these neutron sources is insufficient, an additional neutron source should be installed to measure the count rate of the neutron detector with an acceptable error inside the nuclear reactor or at its surface. The proposed method will measure the effective total intensity of the sources emitting neutrons in the volume of nuclear explosives.
Основным элементом технического обеспечения измерений Qэф является компьютер PC, сопряженный с электронной аппаратурой. PC используется для настройки, наладки и поверки экспериментальной аппаратуры, для сбора во времени, обработки и отображения экспериментальной информации. В реальных условиях для обеспечения необходимой точности измерений желательно использовать несколько детекторов нейтронов, работающих в импульсном режиме, что определяет и прочую электронную аппаратуру: усилители, дискриминаторы, регистры поштучного счета импульсов с выхода усилителей. Состав электронной аппаратуры и требования к ее характеристикам аналогичны составу и требованиям, предъявляемым к аппаратуре, используемой при реализации измерений Qэф способом-прототипом.The main element of the technical support for measuring Q eff is a PC computer connected to electronic equipment. PC is used to set up, set up and verify experimental equipment, to collect over time, process and display experimental information. In real conditions, to ensure the necessary measurement accuracy, it is desirable to use several neutron detectors operating in a pulsed mode, which also determines other electronic equipment: amplifiers, discriminators, pulse counters from the amplifiers output. The composition of the electronic equipment and the requirements for its characteristics are similar to the composition and requirements for the equipment used in the implementation of measurements of Q eff by the prototype method.
После подготовки всей аппаратуры к работе, осуществляется пуск PC для измерений v(t) электронной аппаратурой в течение 300 секунд с интервалом дискретности Δt=1 секунде.After preparing all the equipment for operation, the PC is started for measuring v (t) by electronic equipment for 300 seconds with a discrete interval Δt = 1 second.
Для того, чтобы свести к минимуму случайную погрешность измерения значений функции n(t)/l следует проводить измерения при максимально возможной скорости счета детекторов нейтронов, а также использовать в эксперименте систему из нескольких детекторов. Время измерений до начала сброса стержней не менее 10 секунд, определяется необходимостью измерить значения функции n(t)/l с приемлемой погрешностью в стационарном состоянии ЯУ. После чего проводят сброс стержней регулирования с суммарной эффективностью более 1%, время сброса стержней не должно превышать 5 секунд, в исходном стационарном состоянии до сброса стержней эффективный коэффициент размножения должен находится в следующем диапазоне: 1>кэф>0,95. Эти практические рекомендации связаны с требованиями измерений разности [v(t1)-v(t2)] в формуле расчета Qэф с приемлемой погрешностью.In order to minimize the random error in measuring the values of the function n (t) / l, one should take measurements at the maximum possible counting speed of neutron detectors, and also use a system of several detectors in the experiment. The measurement time before the discharge of the rods starts is at least 10 seconds, determined by the need to measure the values of the function n (t) / l with an acceptable error in the stationary state of the nuclear reactor. After that, the control rods are reset with a total efficiency of more than 1%, the time of the discharge of the rods should not exceed 5 seconds, in the initial stationary state, before the discharge of the rods, the effective multiplication coefficient should be in the following range: 1> ef > 0.95. These practical recommendations are related to the requirements of measuring the difference [v (t 1 ) -v (t 2 )] in the formula for calculating Q eff with an acceptable error.
Общее время измерения должно быть не менее 300 секунд, что определяется временем выхода ЯУ на стационарный режим.The total measurement time should be at least 300 seconds, which is determined by the time the nuclear facility reaches the stationary mode.
После этого по указанному выше алгоритму производится расчет Qэф и соответствующей случайной погрешности измерений Qэф.After that, according to the above algorithm, Q eff and the corresponding random measurement error Q eff are calculated.
Таким образом, данный способ позволит определить эффективную интенсивность источника нейтронов ядерной установки при наличии в ней ядерного вещества, что в свою очередь даст возможность в каждом состоянии ЯУ знать такие основные параметры ЯУ, как эффективный коэффициент размножения и реактивность с большей степенью достоверности, чем в способе-прототипе.Thus, this method will determine the effective intensity of the neutron source of a nuclear installation in the presence of nuclear material in it, which in turn will make it possible in each state of nuclear research to know such basic parameters of nuclear research as the effective multiplication factor and reactivity with a greater degree of reliability than in the method prototype.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002121954/06A RU2231145C2 (en) | 2002-08-19 | 2002-08-19 | Method for evaluating effective intensity of nuclear power plant neutron source |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002121954/06A RU2231145C2 (en) | 2002-08-19 | 2002-08-19 | Method for evaluating effective intensity of nuclear power plant neutron source |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002121954A RU2002121954A (en) | 2004-02-20 |
RU2231145C2 true RU2231145C2 (en) | 2004-06-20 |
Family
ID=32845961
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002121954/06A RU2231145C2 (en) | 2002-08-19 | 2002-08-19 | Method for evaluating effective intensity of nuclear power plant neutron source |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2231145C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2716018C1 (en) * | 2019-03-13 | 2020-03-05 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Method of estimating a nuclear-hazardous state of a breeding system |
RU2787139C1 (en) * | 2022-07-12 | 2022-12-29 | Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом") | Method for controlling the thermal neutron flux density and a device for its implementation |
-
2002
- 2002-08-19 RU RU2002121954/06A patent/RU2231145C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Правила ядерной безопасности критических стендов НП-008-98. – М.: Госатомнадзор России, 1998. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2716018C1 (en) * | 2019-03-13 | 2020-03-05 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Method of estimating a nuclear-hazardous state of a breeding system |
RU2787139C1 (en) * | 2022-07-12 | 2022-12-29 | Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом") | Method for controlling the thermal neutron flux density and a device for its implementation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2002121954A (en) | 2004-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Cao | Determining reactor neutrino flux | |
EP3125000A1 (en) | Radiation monitor | |
RU2231145C2 (en) | Method for evaluating effective intensity of nuclear power plant neutron source | |
JP5491879B2 (en) | Neutron multiplication system subcriticality determination device and subcriticality determination program | |
WO2016007094A1 (en) | Method for measuring reactivity in a light water reactor | |
EP0042099A2 (en) | Self-regulating neutron coincidence counter | |
Kumar et al. | Measurement of reactivity in a source driven deep sub-critical system using neutron noise methods | |
JPH06160585A (en) | Burnup measuring device for spent fuel | |
RU2488181C1 (en) | Method of monitoring safety of spent fuel pools of nuclear power plant | |
RU2243603C2 (en) | Method for measuring efficiency of reactor plant control rods | |
Kobayashi et al. | Measurement and covariance analysis of californium-252 spectrum averaged cross sections | |
Baldwin et al. | Absolute measurement of the cross section for 23-keV neutron activation of thorium | |
Kuribara | Spent fuel burnup estimation by Cerenkov glow intensity measurement | |
Burgkhardt et al. | A computer assisted evaluation technique for albedo thermoluminescence dosemeters | |
RU2088983C1 (en) | Method for determining reactivity of subcritical reactor | |
Borodkin et al. | Uncertainty-Accounted Calculational–Experimental Approach for Improved Conservative Evaluations of VVER RPV Radiation Loading Parameters | |
EP0317339A2 (en) | Method and apparatus for gauging material loss due to corrosion and/or erosion | |
JP2013506122A (en) | Method for determining the isotope ratio of fissile material contained in a fission chamber | |
CN114169164B (en) | Method and device for determining core power of critical device | |
RU2302676C1 (en) | Method for evaluating effective intencity of neutron source in shutdown nuclear reactor | |
Nie et al. | Comparison of Currie Method and ISO Standard 11929 Method of the Minimum Detectable Activity Concentration | |
Mihalczo et al. | Quality Assurance Verification of High-Flux Isotope Reactor Fuel Elements by the 252Cf-Source-Driven Noise Analysis Method | |
El-Gammal et al. | A proposed semi-empirical method for 235U mass calibration of the active-well neutron coincidence counter | |
Perret et al. | Determination of Reactivity by a Revised Rod Drop Technique in the MUSE-4 Programme–Comparison with Dynamic Measurements | |
Růčka et al. | Physical startup tests calculations for Dukovany NPP using MOBY-DICK macrocode |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160820 |