[发明专利]一种核反应堆三维多群能谱的测量方法及系统

说明书

本发明提供一种核反应堆三维多群能谱的测量方法及系统，所述方法包括在核反应堆内随机布置至少一种中子探测器；从理论上计算核反应堆的三维能谱分布、多种类型中子探测器的读数以及假定的多种类型中子探测器的响应分布；计算每种类型中子探测器的真实测量读数与理论读数的比值；将每种类型中子探测器的真实测量读数与理论读数的比值扩散推衍到核反应堆任意位置；计算假定探测器长度下每种类型中子探测器的重构响应；根据选定的中子探测器和能群，求解任意位置的三维能谱。本发明通过理论上中子探测器读数与真实测量读数比值稳定，理论计算与上述比值结合求解三维能谱分布，解决了现有技术对于能谱高度变化的反应堆测量缺乏有效手段的问题。

技术领域

本发明涉及核技术领域，尤其涉及一种核反应堆三维多群能谱的测量方法及系统。

背景技术

核反应堆是指利用核裂变反应产生大量热量，并利用各类工质对该热量进行传导，并实现有效的放射性包容及反应堆反应性有效控制的装置。因此对核反应堆的实时有效监控，是实现反应堆的放射性包容及反应堆有效冷却的关键。因为堆芯内的三维空间内不同能量区间的中子分布会导致堆芯内三维功率分布的差异，进而影响到堆芯内不同区域的冷却效果不同，从而可能导致局部区域发热太多，冷却不足，从而加剧了燃料及包壳在事故情况下的失效概率，引起放射性外泄，对三维能谱分布的有效监测也是实验堆或研究堆内辐照孔道进行材料或辐照实验的先决条件。

为了有效地监测反应堆的中子通量分布的实时信息，通常在反应堆堆芯内部或者外部布置了探测器，不同的反应堆的布置方案具有不同的特征。

在传统的压水反应堆的堆芯测量中，通常采用堆内可移动式或者堆内固定式中子探测器进行探测器读数的测量。主要的电流读数正比于探测器活性物质的吸收反应率或者裂变反应率。以压水反应堆PWR的可移动式探测器采用高富集度的U235微型裂变室。例如压水堆157个组件中布置50个探测器通道。通过多次将探测器探头放入到堆芯内，形成三维的堆芯探测器读数(每个通道内可移动式探测器在移动的同时，测量电流读数，通过简化归并，可以获得 50*57的三维探测器读数分布。

以PWR的固定式探测器，则在接近50测量通道的位置，轴向布置均匀或者不均匀的分段式探测器，从而获得探测器读数。假定径向布置42个探测器通道，而轴向布置5段(或7段等)SPND敏感段。则可以获得42*5的三维探测器读数分布。

目前的压水反应堆的测量点总是有限的，通常在压水反应堆中，其能谱分布的测量是与功率分布测量同时进行的。当通过理论值与测量值相结合后，处理得到三维功率分布时，做了一个假设：即在压水反应堆中理论功率分布与测量功率分布的比值P_mes/P_prd与理论的快群/热群能谱分布与测量快群及热群能谱分布φ¹_mes/φ¹_prd或φ²_mes/φ²_prd是相同。因为功率分布本质上是由快群及热群能谱分布的共同决定的，上述假设潜在的含义为：假定理论计算的快群及热群通量的比值与测量的快群能谱与热群能谱的比值是相同的。

因为对于压水反应堆来讲，计算的φ¹/φ²的准确度，很难通过现有的技术手段获得。因为当现场只有一种探测器时，无法实现φ¹/φ²的计算。

然而，这种假定理论计算的是准确的，对压水堆来讲可能比较合理。但对于具有高度能谱变化的反应堆，则可能引起较大误差，因此现有技术对于高度能谱变化的反应堆测量缺乏有效的手段。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种核反应堆三维多群能谱的测量方法及系统。

本发明提供的一种核反应堆三维多群能谱的测量方法，所述方法包括：

步骤S401、在核反应堆内随机布置至少一种中子探测器；