[发明专利]核反应堆蒸汽发生器泄漏监测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及核反应堆辐射监测领域，特别地，涉及一种核反应堆蒸汽发生器泄漏监测系统及方法。

背景技术

在核电站和核潜艇行业常需要众多核辐射监测系统实时监测核辐射水平，当监测到核辐射水平超过预定值时需立即发出警示以紧急处理防止核污染的进一步扩散，保证核反应堆的正常运行。

如图1所示，蒸汽发生器20破损监测是保证核反应堆50安全运行，防止核辐射污染的关键设备之一。当前通用的方法是用NaI（Tl）闪烁体探测一回路管道40活化放射性产物¹⁶N通过蒸汽发生器20的破损处进入二回路蒸汽管道10发射出的高能γ辐射，其缺点在于：一是NaI(Tl)闪烁体的密度小，电子对生成截面低，对高能γ辐射的分辨率和探测效率都很低，当用于测γ射线能量比较多、能谱比较复杂时，不同能量的射线之间容易产生干扰，增加能谱分析的难度；二是探测装置所处的环境温度通常有0至55℃左右的变化范围，受温度的影响，探测装置内的NaI(Tl)闪烁体的发光效率会发生变化，从而导致系统输出的能谱发生漂移，现有的处理方法是在NaI(Tl)闪烁体中内嵌²⁴¹Am源来稳定能谱峰区，而²⁴¹Am辐射α射线，其α射线的γ射线能量当量为2.9MeV且α射线的γ射线能量当量也与温度有关，虽然通过在不同的温度下能把²⁴¹Am对应的能谱峰区校正到不同的位置，但仍存在较大的漂移，如在256道里有40道左右的能谱峰漂移，从而导致系统稳定性差；此外，α射线能谱宽，以NaI(Tl)闪烁体制成的探测装置来监测¹⁶N辐射的高能γ射线，把γ射线能谱分成0.2至2.2MeV，4.5至7MeV这两个能量区间以避开2.9MeV，监测范围窄；三是现有核反应堆蒸汽发生器泄漏监测方法都是对参考峰的峰对应的能量进行稳定，而峰位对应的能量附近一些能量的数值变化小，对能谱峰漂移不灵敏，稳峰能力差。

发明内容

本发明目的在于提供一种核反应堆蒸汽发生器泄漏监测系统及方法，以解决现有核反应堆蒸汽发生器泄漏监测技术中能量分辨率低、探测效率低和灵敏度低以及稳定性差的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种核反应堆蒸汽发生器泄漏监测系统，包括探测装置，探测装置内设置有LaBr₃:Ce闪烁体，LaBr₃:Ce闪烁体内含用作参考源的天然放射性核素¹³⁸La；信号处理机，信号处理机与探测装置通过电缆连接。

进一步地，信号处理机以参考源¹³⁸La辐射的γ射线的能量峰为参考峰。

进一步地，γ射线的能量峰值为1.436MeV。

进一步地，探测装置还包括光电倍增管，光电倍增管的输入端与LaBr₃:Ce闪烁体连接，输出端与信号处理机连接。

本发明提供了一种核反应堆蒸汽发生器泄漏监测方法，以LaBr₃:Ce闪烁体为探测器件制成探测装置，LaBr₃:Ce闪烁体内含用作参考源的天然放射性元素¹³⁸La，用于探测γ射线并生成探测信号；利用信号处理机处理探测信号，并输出监测结果。

进一步地，稳定参考峰高能侧边界接近或等于半高处对应的能量用于稳定参考峰的峰位。

进一步地，参考峰高能侧边界接近半高处是指参考峰高能侧边界切线斜率的最大处。

进一步地，信号处理机以参考源¹³⁸La辐射的γ射线能量峰为参考峰。

进一步地，γ射线能量峰值为1.436MeV。

本发明具有以下有益效果：

本发明使用LaBr₃:Ce闪烁体，以LaBr₃:Ce闪烁体内含的天然放射性元素¹³⁸La为参考源，不需内嵌源，系统稳定性好，能量分辨率和灵敏度高，可更及时地监测到核反应堆蒸汽发生器的泄漏。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明的核反应堆蒸汽发生器泄漏监测系统的示意图；