[发明专利]核电厂点源体源组合的复合辐射源强逆推方法及系统

说明书

本发明公开了一种核电厂点源体源组合的复合辐射源强逆推方法及点源体源组合的复合辐射源系统，该方法中，通过探测器获得多个位置的剂量率，将归一化辐射源强在空间上进行离散，利用射线跟踪方法计算出光学距离，结合材料、积累因子等信息开展方程组系数的计算，逆推出源强；然后对探测器位置进行剂量率计算，通过把测量值和计算值进行线性回归分析，计算出标准偏差、斜率、截距等关键参数，进而计算出品质因数来衡量每次计算结果的可接受程度；同时提出加权迭代方法，降低不确定度较大的探测器引入的误差，利用迭代的方式多次重复上述步骤直到品质因数达到预设定值，得到期望的辐射源强信息。

技术领域

本发明涉及核电厂中辐射源强度的计算方法和系统，具体涉及一种核电厂点源体源组合的复合辐射源强逆推方法及点源体源组合的复合辐射源强逆推系统。

背景技术

核电厂的放射性来自压力容器中燃料组件的活性区域，辐射源主要由裂变产物、锕系元素和腐蚀活化产物组成。系统运行中，辐射源随冷却剂流经一回路主系统(包括压力容器、主泵、稳压器、主管道等)、化学容器控制系统等，辐射源分布在冷却剂及相关设备表面。辐射源本身放射性强，工作人员在核电厂正常运行时的日常活动所受的剂量占年总剂量的20％左右，而在核电站大修期间，工作人员所受到的剂量要占到年总剂量的80％，在核电厂大修期间主要是通过缩短工作人员在辐射区的停留时间来减少受照剂量。

核电厂中辐射源分布比较广泛，尤其是经过长时间的使用和大修后，根据工程经验越来越难以推断出各个位置辐射源的辐射强度，所以在很多数据的计算时，尤其是依据辐射源强度的计算中，因为难以获得准确的基础信息而极大地影响了准确性和实用性，同时，在国内目前的防护设施和手段不是很完备的情况下，也使得工作人员被照射的风险大大增加。

现有技术中，需要推算辐射源强度时，一般采用源项分析法，首先，根据放射性物质的产生和消失途径确定其产生项(如流入项，衰变产生项等)和消失项(如过滤项，泄漏项等)，并明确各项的物理模型，然后根据上述各项对放射性物质建立核子浓度平衡方程(组)，最后联立方程(组)求解，然而在这些计算过程中存在大量的简化和近似计算，所以其结果往往与真实数值差距较大，在实际应用时存在很多的障碍，另外，在考虑到辐射源本身对人体造成的危害、核电厂内部复杂的几何结构、放射性核素准确信息难以获取、核电厂探测器测量值的不确定度等因素时，上述方法在安全性、准确性等方面都存在问题，亟待改进或提出新的辐射源强度获取途径。

由于上述原因，本发明人对现有的计算源强信息的方法做了深入研究，根据经验，通常核电厂中部分放射性组件可以简化为点源，还可以简化为简单的体源，如球体源、圆柱体源、长方体源等，并且对该体源进行离散化处理，从而根据离散化处理后的信息进行源强逆推得到辐射源强度信息，从而设计出一种能够解决上述问题的核电厂点源体源组合的复合辐射源强逆推方法及点源体源组合的复合辐射源强逆推系统。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种核电厂点源体源组合的复合辐射源强逆推方法及点源体源组合的复合辐射源强逆推系统，该方法及系统可以在充分保障人体辐射安全的情况下，得到核电厂内部复杂几何空间结构下的体源源强数据；该方法中，在核电厂中的预定位置放置探测器，并且还在该位置放置带有屏蔽的探测器，进而获得辐射源放出伽马射线的平均能量；另外，在核电厂中还设置有多个监测核电厂辐射值的探测器，以获得部分采点的剂量率，利用点核积分和加权最小二乘法结合的方式，同时将归一化辐射源强在空间上进行离散，利用射线跟踪方法判断每个体源放出的γ射线在空间的穿行路程并计算出光学距离，结合材料、积累因子等信息开展方程组系数的计算，进而逆推出源强；然后得到对探测器位置处剂量率的计算值，把测量值和计算值进行线性回归分析处理，获得标准偏差、斜率、截距等关键参数，进而得到能表示物理含义的品质因数，该品质因数能够衡量每次计算结果的可接受度；同时提出一种加权迭代方法，降低不确定度较大的探测器引入的误差，利用迭代的方式多次重复上述步骤直到品质因数满足预设的条件，进而得到期望的辐射源强和辐射场结果的不确定度，从而完成本发明。