RU2485549C1 - Method of calibrating neutron emission detectors - Google Patents
Method of calibrating neutron emission detectors Download PDFInfo
- Publication number
- RU2485549C1 RU2485549C1 RU2012101600A RU2012101600A RU2485549C1 RU 2485549 C1 RU2485549 C1 RU 2485549C1 RU 2012101600 A RU2012101600 A RU 2012101600A RU 2012101600 A RU2012101600 A RU 2012101600A RU 2485549 C1 RU2485549 C1 RU 2485549C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- detectors
- emitter
- weight
- sensitivity
- shell
- Prior art date
Links
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims abstract description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N Hafnium(IV) oxide Chemical compound O=[Hf]=O CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229910004140 HfO Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000001990 intravenous administration Methods 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области ядерной техники, в частности к калибровке эмиссионных детекторов нейтронов для внутривенного контроля распределения энерговыделения в ядерных реакторах.The invention relates to the field of nuclear engineering, in particular to the calibration of emission neutron detectors for intravenous control of the distribution of energy release in nuclear reactors.
Наиболее близким по своей сущности к предлагаемому является способ калибровки эмиссионных детекторов нейтронов, включающий измерение на работающем реакторе чувствительности детекторов, которые, в дальнейшем, используют как эталонные детекторы, по чувствительности которых определяют чувствительность калибруемых детекторов (см. Е.В.Филипчук, П.Т.Потапенко, В.В.Постников Управление нейтронным полем ядерного реактора, М.: Энергоиздат, 1981 г., стр.179).The closest in essence to the proposed one is a method for calibrating emission neutron detectors, which includes measuring the sensitivity of detectors on a working reactor, which are then used as reference detectors, the sensitivity of which determines the sensitivity of calibrated detectors (see E.V. Filipchuk, P. T. Potapenko, V.V. Postnikov Neutron field control of a nuclear reactor, M .: Energoizdat, 1981, p. 179).
Указанный способ калибровки, как показала практика, имеет невысокую точность (ошибка может достигать 4%). Также к существенным недостаткам этого способа следует отнести то, что его проведение связано с затратами реакторного времени и дозовыми нагрузками на персонал атомной станции, т.к. для калибровки каждого нового эмиссионного детектора его вместе с эталонным детектором необходимо помещать в нейтронный поток в ядерном реакторе.The indicated calibration method, as practice has shown, has low accuracy (the error can reach 4%). Also significant disadvantages of this method include the fact that its implementation is associated with the cost of reactor time and dose loads on the personnel of the nuclear power plant, as To calibrate each new emission detector, it, together with a reference detector, must be placed in a neutron flux in a nuclear reactor.
Задачей, на достижение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении надежности и экономичности эксплуатации ядерных реакторов, снижении затрат на изготовление эмиссионных детекторов.The task to which the invention is directed is to increase the reliability and efficiency of the operation of nuclear reactors, reducing the cost of manufacturing emission detectors.
Техническим результатом, который будет получен при использовании заявленного способа, является повышение точности калибровки эмиссионных детекторов и, следовательно, точности, получаемых от них данных, снижение дозовых нагрузок на персонал при калибровке эмиссионных детекторов.The technical result that will be obtained using the claimed method is to increase the accuracy of calibration of emission detectors and, therefore, the accuracy of the data obtained from them, reduce dose loads on personnel when calibrating emission detectors.
Указанный технический результат достигается тем, что согласно способа калибровки эмиссионных детекторов нейтронов, включающего измерение на работающем реакторе чувствительности детекторов, которые, в дальнейшем, используют как эталонные детекторы, по чувствительности которых определяют чувствительность калибруемых детектора, у эталонных эмиссионных детекторов, состоящих из коллектора и эмиттера, изготовленного из порошкообразной двуокиси гафния (HfO2), заключенного в оболочку, измеряют вес эмиттера путем вычитания из общего веса оболочки и эмиттера веса оболочки, который определяют по формулеThe specified technical result is achieved by the fact that according to the method of calibrating emission neutron detectors, which includes measuring the sensitivity of the detectors on a working reactor, which are subsequently used as reference detectors, the sensitivity of which determines the sensitivity of the calibrated detector, for reference emission detectors consisting of a collector and emitter made from powdered hafnium dioxide (HfO 2 ) encased in a shell, measure the weight of the emitter by subtracting from the total weight of shells and emitter shell weight, which is determined by the formula
Rуд - удельное электрическое сопротивление материала оболочки эмиттера, (Ом·м);R beats - electrical resistivity of the material of the shell of the emitter, (Ohm · m);
ρ - плотность материала оболочки эмиттера, (кг/м3);ρ is the density of the material of the shell of the emitter, (kg / m 3 );
g - ускорение свободного падения, (м/с2);g is the acceleration of gravity, (m / s 2 );
L - длина оболочки эмиттера, (м);L is the emitter shell length, (m);
R - электрическое сопротивление оболочки эмиттера, (Ом);R is the electrical resistance of the emitter shell, (Ohm);
затем определяют зависимость между чувствительностью эталонных детекторов и весом их эмиттеров, после чего определяют чувствительность калибруемых эмиссионных детекторов по формулеthen determine the relationship between the sensitivity of the reference detectors and the weight of their emitters, and then determine the sensitivity of the calibrated emission detectors according to the formula
η=APэмит+B, (A·c), гдеη = AP em + B, (A · c), where
Pэмит. - вес материала эмиттера, (Н);P em. - the weight of the material of the emitter, (N);
А - коэффициент, (А·с/Н);A is the coefficient, (A · s / N);
В - коэффициент, (А·С);In - coefficient, (A · C);
причем вес эмиттеров калибруемых эмиссионных детекторов определяют также, как и вес эмиттеров эталонных детекторов, а значения коэффициентов А и В выбирают в диапазоне от 8,8·102 до 10,6·102 и от 7,6 до 9,2 соответственно.moreover, the weight of the emitters of calibrated emission detectors is determined as well as the weight of the emitters of the reference detectors, and the values of the coefficients A and B are selected in the range from 8.8 · 10 2 to 10.6 · 10 2 and from 7.6 to 9.2, respectively.
Заявляемый способ может быть раскрыт на примере калибровки эмиссионных детекторов нейтронов для реактора РБМК.The inventive method can be disclosed by the example of calibration of emission neutron detectors for the RBMK reactor.
Эмиссионные детекторы нейтронов изготавливают из кабеля-датчика, который представляет собой металлический коллектор и эмиттер в виде порошка двуокиси гафния (HfO2), заключенного в оболочку из коррозионно-стойкой стали 12Х18Н10Т, отделенные друг от друга изоляционным материалом, например окисью магния. Обычно кабель-датчик поставляется в виде бухт длиной около 100 м. Для удобства осуществления калибровки длину заготовок эмиссионных датчиков из кабеля-датчика увеличивают на длину отрезка, который отрезают от каждой заготовки и используют в качестве образца-свидетеля.Emission neutron detectors are made from a sensor cable, which is a metal collector and emitter in the form of hafnium dioxide (HfO 2 ) powder, enclosed in a sheath made of corrosion-resistant steel 12X18H10T, separated from each other by an insulating material, such as magnesium oxide. Typically, the sensor cable is supplied in the form of bays with a length of about 100 m. For ease of calibration, the length of the blanks of emission sensors from the sensor cable is increased by the length of the length that is cut from each blank and used as a witness sample.
Партию эмиссионных детекторов, которые в дальнейшем используют как эталонные детекторы, помещают на некоторое время в нейтронный поток ядерного реактора и измеряют их чувствительность.A batch of emission detectors, which are further used as reference detectors, is placed for some time in the neutron flux of a nuclear reactor and their sensitivity is measured.
Затем из эталонных детекторов механическим способом извлекают их эмиттеры в оболочке. Взвешивают эмиттеры вместе с оболочками. После этого определяют вес оболочки каждого эмиттера по формулеThen, emitters in the shell are mechanically extracted from the reference detectors. The emitters are weighed together with the shells. After that, determine the shell weight of each emitter according to the formula
Rуд - удельное электрическое сопротивление материала оболочки эмиттера образца-свидетеля, Ом·м;R beats - electrical resistivity of the material of the shell of the emitter of the sample witness, Ohm · m;
ρ -плотность материала оболочки эмиттера образца-свидетеля, кг/м3;ρ is the density of the material of the shell of the emitter of the sample witness, kg / m 3 ;
g - ускорение свободного падения, м/с2;g is the acceleration of gravity, m / s 2 ;
L - длина образца-свидетеля, м;L is the length of the sample witness, m;
R - электрическое сопротивление оболочки эмиттера образца-свидетеля, Ом.R is the electrical resistance of the shell of the emitter of the sample witness, Ohm.
Затем определяют вес эмиттера путем вычитания веса оболочки из значения, полученного после первоначального взвешивания эмиттера с оболочкой. После этого определяют зависимость между чувствительностью эталонных эмиссионных детекторов и весом их эмиттеров.Then determine the weight of the emitter by subtracting the weight of the shell from the value obtained after the initial weighing of the emitter with the shell. After that, determine the relationship between the sensitivity of the reference emission detectors and the weight of their emitters.
Потом аналогичным образом измеряют веса эмиттеров образцов-свидетелей калибруемых эмиссионных детекторов и определяют чувствительность калибруемых детекторов по формулеThen, the weights of the emitters of the witness samples of calibrated emission detectors are measured in a similar manner and the sensitivity of calibrated detectors is determined by
η=APэмит+B, гдеη = AP em + B, where
η - нейтронная чувствительность калибруемого эмиссионного детектора, (А·с);η is the neutron sensitivity of the calibrated emission detector, (A · s);
Pэмит - вес материала эмиттера, Н;P em - the weight of the material of the emitter, N;
А - коэффициент, (А·с/Н);A is the coefficient, (A · s / N);
В - коэффициент, (А·С);In - coefficient, (A · C);
причем значение коэффициента А выбирают в диапазоне от 8,8·102 до 10,6·102, а значение коэффициента В - от 7.6 до 9,2, определяют чувствительность калибруемых эмиссионных детекторов.moreover, the value of coefficient A is selected in the range from 8.8 · 10 2 to 10.6 · 10 2 , and the value of coefficient B is from 7.6 to 9.2, the sensitivity of calibrated emission detectors is determined.
Предлагаемый способ позволяет осуществить калибровку детекторов со среднеквадратичной погрешностью ≈1%, что обеспечивает повышение точности измерения нейтронного потока в реакторах, а значит и их надежность.The proposed method allows the calibration of detectors with a standard error of ≈1%, which improves the accuracy of measurement of the neutron flux in reactors, and hence their reliability.
Кроме того, по предлагаемому способу только часть эмиссионных детекторов для калибровки необходимо помещать в нейтронный поток в реакторе. Остальные же эмиссионные детекторы уже калибруются без установки детекторов в нейтронный поток, что, безусловно, выгодно, как с экономической стороны (сокращение использования реакторного времени), так и для сохранения здоровья обслуживающего персонала.In addition, according to the proposed method, only part of the emission detectors for calibration must be placed in a neutron flux in the reactor. The rest of the emission detectors are already calibrated without installing detectors in the neutron flux, which, of course, is beneficial both from the economic side (reducing the use of reactor time) and to maintain the health of staff.
Claims (1)
где Rуд - удельное электрическое сопротивление материала оболочки эмиттера, (Ом·м);
ρ - плотность материала оболочки эмиттера, (кг/м3);
g - ускорение свободного падения, (м/с2);
L - длина оболочки эмиттера, (м);
R - электрическое сопротивление оболочки эмиттера, (Ом),
затем определяют зависимость между чувствительностью эталонных детекторов и весом их эмиттеров, после чего определяют чувствительность калибруемых эмиссионных детекторов по формуле:
η=АРэмит+В, (А·с),
где Pэмит - вес материала эмиттера, (Н);
А - коэффициент, (А·с/Н);
В - коэффициент, (А·С),
причем вес эмиттеров калибруемых эмиссионных детекторов определяют так же, как и вес эмиттеров эталонных детекторов, а значения коэффициентов А и В выбирают в диапазоне от 8,8·102 до 10,6·102 и от 7,6 до 9,2 соответственно. A method for calibrating emission neutron detectors, including measuring the sensitivity of detectors on a running reactor, which are then used as reference detectors, the sensitivity of which determines the sensitivity of calibrated detectors, characterized in that for reference emission detectors consisting of a collector and emitter made of powder hafnium dioxide (HfO 2), enclosed in a shell, the emitter is measured by subtracting the weight of the total weight of the shell and the shell of the emitter weight, which is about redelyayut by the formula:
where R beats - electrical resistivity of the material of the shell of the emitter, (Ohm · m);
ρ is the density of the material of the shell of the emitter, (kg / m 3 );
g is the acceleration of gravity, (m / s 2 );
L is the emitter shell length, (m);
R is the electrical resistance of the emitter shell, (Ohm),
then determine the relationship between the sensitivity of the reference detectors and the weight of their emitters, and then determine the sensitivity of the calibrated emission detectors according to the formula:
η = AR em + B, (A · s),
where P em is the weight of the material of the emitter, (N);
A is the coefficient, (A · s / N);
In - coefficient, (A · C),
moreover, the weight of the emitters of calibrated emission detectors is determined in the same way as the weight of the emitters of the reference detectors, and the values of the coefficients A and B are selected in the range from 8.8 · 10 2 to 10.6 · 10 2 and from 7.6 to 9.2, respectively .
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2485549C1 true RU2485549C1 (en) | 2013-06-20 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2586257C1 (en) * | 2015-04-10 | 2016-06-10 | ОАО "Ордена Ленина Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники имени Н.А. Доллежаля" (ОАО "НИКИЭТ") | Emission neutron detector |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU871646A1 (en) * | 1980-04-21 | 1991-02-15 | Предприятие П/Я А-7291 | Emission detector for measuring neutrons and gamma-radiation, and method of producing same |
| RU2206905C2 (en) * | 2001-07-16 | 2003-06-20 | Государственный научный центр РФ "Научно-исследовательский институт атомных реакторов" | Procedure to calibrate calorimetric detector of pile radiation |
| US20060049362A1 (en) * | 2004-06-19 | 2006-03-09 | Integrated Sensors, Llc | Plasma panel based ionizing radiation detector |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU871646A1 (en) * | 1980-04-21 | 1991-02-15 | Предприятие П/Я А-7291 | Emission detector for measuring neutrons and gamma-radiation, and method of producing same |
| RU2206905C2 (en) * | 2001-07-16 | 2003-06-20 | Государственный научный центр РФ "Научно-исследовательский институт атомных реакторов" | Procedure to calibrate calorimetric detector of pile radiation |
| US20060049362A1 (en) * | 2004-06-19 | 2006-03-09 | Integrated Sensors, Llc | Plasma panel based ionizing radiation detector |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2586257C1 (en) * | 2015-04-10 | 2016-06-10 | ОАО "Ордена Ленина Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники имени Н.А. Доллежаля" (ОАО "НИКИЭТ") | Emission neutron detector |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6016835B2 (en) | Radiation detection | |
| US8445839B2 (en) | Self-calibrating, highly accurate, long-lived, dual rhodium vanadium emitter nuclear in-core detector | |
| US8149398B2 (en) | Method of measuring gadolinia content using inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry | |
| JP2011053218A (en) | Neutron energy spectrometer | |
| AU2011290473A1 (en) | Portable system for analyzing and determining elemental composition of rock samples | |
| US9945796B2 (en) | X-ray fluorescence analysis method and X-ray fluorescence analysis system | |
| Couet et al. | Cold neutron prompt gamma activation analysis, a non-destructive technique for hydrogen level assessment in zirconium alloys | |
| JP2016515696A (en) | Configuration and method for monitoring actinides | |
| US9958553B2 (en) | Radiation survey process | |
| US9188684B2 (en) | Count rate measurement device and associated fission chamber calibration device | |
| JP5977608B2 (en) | Method for preparing correlation sheet for converting a value measured using a survey meter into a radioactive substance concentration and a simple analysis method for radioactive cesium concentration using the sheet | |
| RU2485549C1 (en) | Method of calibrating neutron emission detectors | |
| JP5491879B2 (en) | Neutron multiplication system subcriticality determination device and subcriticality determination program | |
| JP5700692B2 (en) | Method and apparatus for measuring radioactivity concentration in livestock | |
| CN110428917A (en) | Neutron fluence detector and corresponding experimental provision for fast reactor | |
| US11621091B2 (en) | Temperature measurement sensor using material with a temperature dependent neutron capture cross section | |
| US8817939B2 (en) | Method to process fission chamber measurement signals | |
| JP7269150B2 (en) | Reactor power monitor | |
| RU2442144C1 (en) | Method for measuring uranium enrichment | |
| US11714009B2 (en) | Ultrasonic sensors and methods of using the ultrasonic sensors | |
| NL2033056B1 (en) | Portable soil density meter | |
| JP2015049128A (en) | Non-destructive radioactivity measurement apparatus, and radioactivity measurement method of the same | |
| Abdelaziz et al. | Evaluation of HPGe Detector Long Term Performance for Environmental Radioactivity Measurements | |
| Cruz Galindo et al. | Study of neutron fluxes before and after the change HEU to LEU fuel for TRIGA Mark III reactor of Mexico | |
| CN106168588A (en) | A kind of measure the method for potassium content in potassium perchlorate used for fireworks and crackers |