[发明专利]一种放射性水过滤器废滤芯测量系统和方法

说明书

本发明提供一种放射性水过滤器废滤芯测量系统和方法，包括机械台架带动待测废滤芯做三维运动；伽马谱仪与被测废滤芯中放射性核素释放的γ射线相互作用,根据测量得到的待测废滤芯各分段的全能峰计数率分析得到被测废滤芯中各放射性核素分布及其总活度和活度占比；控制单元选定测点和规划测量路径、自动控制旋转台运动、可视化显示测量结果；本发明实现对废滤芯的分段和多点检测，可获得废滤芯更为精确、更为详细的伽马谱型。为使核电厂能够通过剂量率推算法更为准确的评估废滤芯废物桶中的放射性核素种类及活度，为保证测量人员的辐射安全、以满足国家放射废物处理处置相关要求提供了保障。

技术领域

本发明涉及核电厂放射性测量技术领域，对放射性水过滤器废滤芯进行测量，尤其涉及一种放射性水过滤器废滤芯伽马谱测量方法及测量系统。

背景技术

核电作为一种安全可靠、清洁的能源，已成为电力工业的重要组成部分。目前，世界上应用比较普遍或具有良好发展前景的堆型，主要有压水堆、沸水堆、重水堆、高温气冷堆和快中子堆。其中国内已运行核电站堆型包括压水堆和重水堆，在建核电站中绝大部分为压水堆型。压水堆所使用的慢化剂和冷却剂以及反应堆换料和乏燃料贮存过程中的屏蔽材料都为水；为保证反应堆事故条件下的安全注射和安全喷淋系统使用水，以及人员和设备去污也用到各种水溶液，所以核电站设置有多个放射性水处理系统，需要使用大量的水过滤器废滤芯。放射性水过滤器废滤芯主要用来去除以胶体形式存在于水中的腐蚀产物和悬浮的固体颗粒物，是保证核电站稳定运行的重要设备。

在核电厂运行过程中，放射性水过滤器废滤芯持续过滤和净化水中的腐蚀活化产物，废滤芯中放射性核素活度浓度将不断增加，在过滤器压差达到一定条件时更换新的废滤芯，更换下的废滤芯作为放射废物处理，经过水泥工艺固化到金属桶后暂存，最终运往废物处置场处理。对放射性废滤芯的处理需要检测其是否满足中低放废物的入库条件要求以及国家制定相应措施。

放射性废物活度测量常用的方法有计算法、剂量率推算法、关键核素(推算法)、直接测量法和无损检测法(NDA)。由于废滤芯通过取样进行活度分析非常困难，放射性核素分布也不均匀，即使取样也很难获得有代表性的样品，采用传统的先取样再用化学分析法进行检测的做法，必然会带来很大的误差，因此，核电厂目前通常采用剂量率推算法和无损检测法(NDA)得到废滤芯废物桶中放射性核素的种类及活度。但采用剂量率推算法时，该方法需要使用到废滤芯经验能谱，但目前核电厂采用的经验能谱数据参考与目前国内在役核电厂中废滤芯的实际伽马能谱存在较大差异。因此，为进一步提交活度评估的准确性，需直接对水泥固化前的废滤芯直接进行测量，研究确定废滤芯的伽马能谱型，即确定废滤芯中放射性核素的种类及其活度占比，然后应用剂量率推算法确定废滤芯中放射性核素及其活度。但现有技术的测量方法难免对周围人员会造成不必要的辐射照射，不能保证人员辐射安全，并且对废滤芯的检测数据准确度不高，自动化程度低。所以急需寻求一种更加安全可靠且可进行精确测量的测量系统。

发明内容

本发明针对现有技术中所存在的测量精度不高以及安全性差的问题，提供了一种自动化程度高，可保证安全的前提下获得废滤芯更为精确和全面的检测数据的放射性水过滤器废滤芯测量系统和方法。

本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下：一种放射性水过滤器废滤芯测量系统,包括：机械台架,包括用于带动待测废滤芯做三维运动的三维运动平台；伽马谱仪,包括与所述待测废滤芯对应设置的准直器；安装在所述准直器上的探测器；用于采集和处理所述探测器测量数据的数字化谱仪；以及用于解谱、无源效率刻度和核素活度反演后得到被测废滤芯中各放射性核素分布及其总活度和活度占比的核素活度反演模块；控制单元,连接所述伽马谱仪和三维运动平台,用于根据规划的测量点和测量路径，远程自动控制三维运动平台运动、以对所述待测废滤芯的全段进行分段检测,可视化显示测量结果。