RU2561247C1 - Способ регистрации нейтронов в присутствии гамма-излучения - Google Patents
Способ регистрации нейтронов в присутствии гамма-излучения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2561247C1 RU2561247C1 RU2014104105/28A RU2014104105A RU2561247C1 RU 2561247 C1 RU2561247 C1 RU 2561247C1 RU 2014104105/28 A RU2014104105/28 A RU 2014104105/28A RU 2014104105 A RU2014104105 A RU 2014104105A RU 2561247 C1 RU2561247 C1 RU 2561247C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- neutron
- count rate
- discrimination
- detector
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области измерении плотности потока нейтронов с помощью различных типов детекторов, в частности пропорциональных и коронных счетчиков медленных нейтронов, импульсных камер деления. Способ регистрации нейтронов в присутствии гамма-излучения с тактовой процедурой измерений включает измерение постоянного тока Iγ, возникающего в детекторе нейтронов под действием гамма-излучения, при этом порог рабочей дискриминации UДраб для регистрации скорости счета нейтронов устанавливается по двум значениям скорости счета собственных шумов детектора на нерабочей ветви интегрального спектра импульсов, когда в логарифмическом масштабе прямая, соединяющая эти значения - 1-го (NШ1) - максимально высокого в пределах разрешающей способности усилительного тракта, 2-го (NШ2) - низкого, выбранного с соблюдением условия NШ2≥10·Nn, где Nn - ожидаемая скорость счета нейтронов, экстраполируется на ось дискриминаций, имеющую линейный масштаб, и точка пересечения на оси дискриминаций в области NШ≤(10-1-10-2)·Nn принимается в качестве UДраб, при котором можно пренебречь вкладом шумовых импульсов в измеряемую после установки UДраб скорость счета нейтронов Nn, а в канал измерения тока Iγ дополнительно вводятся автоподстройка значений высокого напряжения детектора Uвыс1 (перед автоподстройкой нуля схемы измерения тока Iγ), Uвыс2 (перед измерением тока Iγ) и реперный сигнал с автоконтролем его воспроизводимости. Технический результат - исключение влияния нестабильности работы канала детектирования нейтронов на результаты текущих измерений с обеспечением максимально возможной эффективности детекторов при любых значениях мощности дозы гамма-излучения. 2 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области измерении плотности потока нейтронов с помощью различных типов детекторов, в частности пропорциональных и коронных счетчиков медленных нейтронов, импульсных камер деления. Оно может быть использовано в отраслях промышленности, связанных с делящимися материалами, для определения параметров, производных от плотности потока нейтронов, и обеспечения ядерной безопасности.
На предприятии по переработке облученного ядерного топлива (ОЯТ) приборы нейтронного контроля применяются для определения концентрации и массы плутония, накопления и распределения плутония в оборудовании, выгорания ОЯТ, уровня растворов и твердых компонентов в специальных аппаратах, где нельзя применить другие методы измерения уровня, а также в нейтронной абсорбциометрии и нейтронных методах контроля с использованием внешних источников излучений. В большинстве точек контроля потокам нейтронов сопутствует гамма-излучение (ГИ). При этом отношение числа гамма-квантов к числу нейтронов находится в пределах от 104 до 1012.
Известно, что присутствие ГИ чрезвычайно затрудняет регистрацию нейтронов и зачастую является определяющим фактором, не позволяющим реализовать саму эту возможность. Причинами такого влияния являются:
- образование ложных импульсов большой амплитуды, сравнимых с импульсами от нейтронов, за счет многократных гамма-гамма наложений, что требует повышения порога дискриминации для их отсечки;
- падение коэффициента газового усиления счетчиков.
И то и другое приводит к снижению скорости счета нейтронов.
Поэтому применяют различные способы защиты от ГИ или снижения его отрицательного влияния. Самым эффективным и наиболее близким к заявляемому является способ [RU 2351953 C1, 10.04.2009, Бюл. №10], взятый за прототип.
В известном способе дополнительно измеряется постоянный ток Iγ, возникающий в детекторе нейтронов под действием ГИ. Затем по найденным при предварительной градуировке зависимостям тока Iγ от мощности дозы (МД) ГИ, т.е. Iγ=f(МД ГИ), порога дискриминации от тока Iγ, т.е. UДраб=f(Iγ), степени деформации интегрального спектра импульсов от тока Iγ, т.е. ΔN=(Nnγ-Nn0)=f(Iγ), где Nnγ и Nn0 - соответственно значения скорости счета нейтронов при наличии и отсутствии ГИ, и измеренные значения тока Iγ используются для определения МД ГИ, определения и установки такого порога рабочей дискриминации, который обеспечивает максимальную эффективность детектора в текущем цикле измерений (при данной МД ГИ), а затем для приведения ее к максимально возможной, имеющей место в отсутствие ГИ.
В этом способе предложена тактовая процедура измерений, которая заключается в следующем. В 1-м такте устанавливается максимально высокое напряжение питания детектора Uвыс1, при котором еще отсутствует ток Iγ, и подстраивается нуль схемы измерения тока Iγ. Во 2-м такте устанавливается напряжение питания детектора Uвыс2>Uвыс1, при котором измеряется ток Iγ, по нему определяется МД ГИ и устанавливается порог рабочей дискриминации UДраб. В 3-м такте устанавливается напряжение питания детектора Uвыс3>Uвыс2, при котором регистрируется нейтронное излучение, измеряется скорость счета нейтронов Nnγ, которая затем приводится к значению Nn0, единственно соответствующему плотности потока нейтронов в объекте контроля. Этот способ позволил, в частности, использовать для определения плотности потока нейтронов самые эффективные, но вместе с тем наиболее подверженные отрицательному воздействию ГИ, Не3-счетчики, при МД ГИ, более чем на порядок превышающие значения, установленные для них техническими условиями.
Недостатками известного способа являются:
- нестабильная работа каналов детектирования (нейтронного и частично токового);
- длительные перерывы в контроле на время извлечения детектора из объекта измерения для проверки с применением контрольных радиоактивных источников и последующего восстановления исходных метрологических характеристик каналов детектирования.
Предлагаемое изобретение направлено вообще на отказ от контроля за стабильностью работы каналов детектирования нейтронов как в отсутствие, так и при наличии ГИ, с сохранением их исходных метрологических характеристик.
Техническими результатами изобретения являются:
- исключение влияния нестабильности работы каналов детектирования нейтронов на результаты измерений с обеспечением максимально возможной эффективности детекторов при любых значениях МД ГИ (в пределах их работоспособности);
- повышение производительности труда эксплуатационного персонала за счет отказа от контроля за стабильностью каналов детектирования нейтронов;
- исключение перерывов в текущих измерениях.
Способ регистрации нейтронов в присутствии гамма-излучения с тактовой процедурой измерений заключается в использовании экспоненциального характера зависимости скорости счета импульсов на нерабочей ветви интегрального спектра импульсов от уровня дискриминации [Ю.М. Толченов, В.Г. Чайковский, ПТЭ, 1963, №6, с.6, рис.2] для выбора и фиксации рабочего порога дискриминации при регистрации скорости счета нейтронов.
Заявляемый способ осуществляется следующим образом. После установки напряжения питания Uвыс3, при котором регистрируются нейтроны, на нерабочей ветви интегрального спектра импульсов в логарифмическом масштабе, где зависимость скорости счета импульсов от уровня дискриминации, ln NШ=f(UД), линейна, выбираются два значения скорости счета: 1-е (NШ1) - максимально высокое, но в пределах разрешающей способности усилительного тракта, т.к. вне этих пределов нарушается линейность указанной зависимости, 2-е (NШ2) - низкое с соблюдением условия NШ2≥10·Nn, где Nn - ожидаемая скорость счета нейтронов. Прямая, соединяющая эти точки, экстраполируется на ось дискриминаций, имеющую линейный масштаб. Точка пересечения на оси дискриминаций в области NШ≤(10-1-10-2)·Nn принимается в качестве порога рабочей дискриминации UДраб, при котором можно пренебречь вкладом шумовых импульсов в измеряемую после установки UДраб скорость счета нейтронов Nn. Все процедуры выполняются автоматически в каждом измерительном цикле по программе, занесенной в контроллер канала детектирования.
Предлагаемый способ выбора UДраб позволяет всегда работать при максимально возможной эффективности канала детектирования и обеспечивать достоверность измерений скорости счета нейтронов независимо от стабильности его параметров (таких, как коэффициент усиления тракта или диапазон дискриминатора).
Пример.
На фиг.1 приведены интегральные спектры импульсов, полученные авторами с одним и тем же источником нейтронов, но при разных значениях коэффициента усиления измерительного тракта, в таблице 1 - результаты измерений скорости счета нейтронов (Nn) с использованием предлагаемого способа выбора уровня дискриминации, где Nncp - среднее арифметическое результатов измерений, ΔNn и δNn - соответственно абсолютные и относительные отклонения от среднего.
Таблица 1. | ||||
Результаты измерений скорости счета нейтронов при различных значениях коэффициента усиления измерительного тракта. | ||||
Коэффициент усиления K1, отн. ед. | Порог дискриминации, UДраб, В | Скорость счета нейтронов, Nn, с-1 | ΔNn, с-1 | δNn, % |
K1=1 | 3,50 | 65,54±1,6 | 0,47 | 0,72 |
K2=0,42 | 1,47 | 64,71±1,6 | -0,36 | -0,55 |
K3=0,294 | 1,03 | 65,26±1,6 | 0,19 | 0,29 |
K4=0,195 | 0,68 | 64,78±1,6 | -0,29 | -0,45 |
- | - | Nncp=65,07±0,2 | - | - |
Из таблицы 1 следует, что результаты измерений, как и отклонения от среднего арифметического, не носят системного характера, т.е. не зависят от коэффициента усиления, несмотря на то, что тот, в конечном итоге, был снижен более чем в пять раз.
Остается потенциальная зависимость от стабильности работы канала измерения тока Iγ конечного результата измерений - скорости счета нейтронов Nn0, полученной приведением скорости счета Nnγ, зарегистрированной при наличии ГИ, к условиям МД ГИ=0 через значения Iγ=f (МД ГИ). Следует отметить, что в прототипе канал измерения тока изначально отличался от канала детектирования нейтронов повышенной надежностью благодаря более простой схеме, состоящей из промышленных функционально законченных современных блоков (дифференциального усилителя ДУ, преобразователей ЦАП и АЦП, ВН - источника высокого напряжения повышенной точности) и наличию автоподстройки нуля дифференциального усилителя (ДУ). Тем не менее, как показано на блок-схеме канала измерения тока Iγ (фиг.2) в предлагаемом способе приняты дополнительные меры по повышению его стабильности. Это контроль воспроизводимости реперного сигнала включаемым герконовым реле после автоподстройки нуля ДУ и возможность автоподстройки выходных напряжений Uвыс1 и Uвыс2 источника ВН в случаях отклонений от заданных значений соответственно перед автоподстройкой нуля ДУ и измерением тока Iγ.
Таким образом, при определении плотности потока нейтронов в условиях сопутствующего ГИ в предлагаемом способе тактовые процедуры должны быть следующими. В 1-м такте устанавливается максимально высокое напряжение питания детектора Uвыс1 (с возможной его автоподстройкой), при котором еще отсутствует ток Iγ, и подстраивается нуль схемы измерения тока Iγ. Во 2-м такте устанавливается напряжение питания детектора Uвыс2≥Uвыс1 (с возможной его автоподстройкой), измеряется ток Iγ и по заранее полученной градуировочной зависимости Iγ=f (МД ГИ) определяется МД ГИ. В 3-м такте устанавливается напряжение питания детектора Uвыс3 для измерения скорости счета нейтронов, по нерабочей ветви интегрального спектра импульсов определяется и устанавливается рабочий порог дискриминации UДраб, измеряется скорость счета нейтронов Nnγ и по заранее полученной градуировочной зависимости Nn0=f(Nnγ, Iγ) определяются скорость счета нейтронов Nn0, которая должна быть в отсутствие ГИ, и по ней, в соответствии с паспортной чувствительностью детектора, искомая плотность потока нейтронов.
В результате предлагаемый способ выбора рабочего уровня дискриминации каналов детектирования нейтронов и дополнительные меры по повышению стабильности канала измерения тока Iγ позволяют вообще исключить процедуру контроля за стабильностью их работы и ограничится лишь автоматической сигнализацией отказа или ухудшения параметров аппаратуры до степени, ставящей под сомнение саму возможность регистрации нейтронов, например, когда при UДраб=0 скорость счета импульсов составит NШ≤105 с-1.
Claims (1)
- Способ регистрации нейтронов в присутствии гамма-излучения с тактовой процедурой измерений, включающий измерение постоянного тока Iγ, возникающего в детекторе нейтронов под действием гамма-излучения, отличающийся тем, что порог рабочей дискриминации UДраб для регистрации скорости счета нейтронов устанавливается по двум значениям скорости счета собственных шумов детектора на нерабочей ветви интегрального спектра импульсов, когда в логарифмическом масштабе прямая, соединяющая эти значения - 1-го (NШ1) - максимально высокого в пределах разрешающей способности усилительного тракта, 2-го (NШ2) - низкого, выбранного с соблюдением условия NШ2≥10·Nn, где Nn - ожидаемая скорость счета нейтронов, экстраполируется на ось дискриминаций, имеющую линейный масштаб, и точка пересечения на оси дискриминаций в области NШ≤(10-1-10-2)·Nn принимается в качестве UДраб, при котором можно пренебречь вкладом шумовых импульсов в измеряемую после установки UДраб скорость счета нейтронов Nn, а в канал измерения тока Iγ дополнительно вводятся автоподстройка значений высокого напряжения детектора Uвыс1 (перед автоподстройкой нуля схемы измерения тока Iγ), Uвыс2 (перед измерением тока Iγ) и реперный сигнал с автоконтролем его воспроизводимости.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014104105/28A RU2561247C1 (ru) | 2014-02-05 | 2014-02-05 | Способ регистрации нейтронов в присутствии гамма-излучения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014104105/28A RU2561247C1 (ru) | 2014-02-05 | 2014-02-05 | Способ регистрации нейтронов в присутствии гамма-излучения |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014104105A RU2014104105A (ru) | 2015-08-10 |
RU2561247C1 true RU2561247C1 (ru) | 2015-08-27 |
Family
ID=53795817
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014104105/28A RU2561247C1 (ru) | 2014-02-05 | 2014-02-05 | Способ регистрации нейтронов в присутствии гамма-излучения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2561247C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2716456C1 (ru) * | 2018-12-18 | 2020-03-11 | Михаил Викторович Яковлев | Способ раздельной регистрации мононаправленных нейтронов и гамма-квантов, действующих совместно |
RU2729600C1 (ru) * | 2019-12-27 | 2020-08-11 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Предприятие по обращению с радиоактивными отходами "РосРАО" | Способ диагностирования стабильности работы устройства с коронным счетчиком для измерения нейтронных потоков в присутствии гамма-излучения |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112505742B (zh) * | 2020-11-07 | 2022-08-26 | 成都理工大学工程技术学院 | 基于下降沿积分的数字n-γ甄别方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1072616A1 (ru) * | 1978-11-30 | 1996-05-27 | Ю.А. Пархоменко | Способ регистрации нейтронов |
EP1012630B1 (en) * | 1997-05-22 | 2004-06-16 | British Nuclear Fuels PLC | Improvements in and relating to monitoring and analysis |
RU2351953C1 (ru) * | 2007-09-14 | 2009-04-10 | ФГУП "Производственное объединение "Маяк" | Способ регистрации нейтронов в присутствии гамма-излучения |
US20100308231A1 (en) * | 2009-06-08 | 2010-12-09 | Amin Sharghi Ido | method and system for discrimination pulse shape |
-
2014
- 2014-02-05 RU RU2014104105/28A patent/RU2561247C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1072616A1 (ru) * | 1978-11-30 | 1996-05-27 | Ю.А. Пархоменко | Способ регистрации нейтронов |
EP1012630B1 (en) * | 1997-05-22 | 2004-06-16 | British Nuclear Fuels PLC | Improvements in and relating to monitoring and analysis |
RU2351953C1 (ru) * | 2007-09-14 | 2009-04-10 | ФГУП "Производственное объединение "Маяк" | Способ регистрации нейтронов в присутствии гамма-излучения |
US20100308231A1 (en) * | 2009-06-08 | 2010-12-09 | Amin Sharghi Ido | method and system for discrimination pulse shape |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2716456C1 (ru) * | 2018-12-18 | 2020-03-11 | Михаил Викторович Яковлев | Способ раздельной регистрации мононаправленных нейтронов и гамма-квантов, действующих совместно |
RU2729600C1 (ru) * | 2019-12-27 | 2020-08-11 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Предприятие по обращению с радиоактивными отходами "РосРАО" | Способ диагностирования стабильности работы устройства с коронным счетчиком для измерения нейтронных потоков в присутствии гамма-излучения |
WO2021133224A1 (ru) * | 2019-12-27 | 2021-07-01 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Федеральный Экологический Оператор" | Способ диагностирования стабильности работы устройства с коронным счетчиком |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014104105A (ru) | 2015-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2561247C1 (ru) | Способ регистрации нейтронов в присутствии гамма-излучения | |
KR101085312B1 (ko) | 방사선량 검출기 및 방사선량계 | |
US9494695B2 (en) | Radiation monitor | |
JP2013228285A (ja) | 線量率測定装置 | |
US20220342090A1 (en) | Xrf analyzer with improved resolution by using micro-reset | |
KR101524453B1 (ko) | 온도 보상기능을 구비한 섬광검출기 및 그 제어방법 | |
JP6066835B2 (ja) | 放射線測定装置 | |
JP4828962B2 (ja) | 放射能検査方法および装置 | |
JP3709340B2 (ja) | 放射線測定装置 | |
JP3153484B2 (ja) | 環境放射線モニタ | |
RU2007144189A (ru) | Система и способ стабилизации измерения радиоактивности | |
RU2560531C1 (ru) | Способ калибровки счетного канала реактиметра | |
CN113805219A (zh) | 放射性核素60Co的探测方法和探测系统 | |
JPH02242197A (ja) | ボロン濃度自動分析装置 | |
RU2449315C2 (ru) | Способ электрической поверки войсковых измерителей мощности дозы гамма-излучения | |
Grinev et al. | Evaluation of Uncertainty Measurement of Radionuclides Minimum Detectable Activity in Large Plastic Scinllators | |
JP7499734B2 (ja) | 放射線モニタ | |
KR102619779B1 (ko) | 다중파고 분석을 이용한 선별 전압 결정 장치 및 그의 동작 방법 | |
RU2729600C1 (ru) | Способ диагностирования стабильности работы устройства с коронным счетчиком для измерения нейтронных потоков в присутствии гамма-излучения | |
RU2521290C1 (ru) | Устройство корректировки и стабилизации коэффициента передачи сцинтилляционного детектора для радиоизотопных приборов контроля технологических параметров | |
JP2011247727A (ja) | 放射線モニタ | |
Ianakiev et al. | Effect of temperature on counting measurements in a uranium enrichment monitor based on a NaI (Tl) spectrometer and transmission source | |
RU2495453C2 (ru) | Способ стабилизации спектрометрического тракта сцинтилляционного блока детектирования гамма-излучения по реперному пику | |
JPH07306267A (ja) | 放射線測定装置 | |
JP2015224894A (ja) | 放射線測定装置 |