[发明专利]正电子湮灭抑制型核燃料元件破损监测装置及方法在审

专利信息
申请号: 201911221111.4 申请日: 2019-12-03
公开(公告)号: CN110970144A 公开(公告)日: 2020-04-07
发明(设计)人: 颜拥军;李翔;龚学余 申请(专利权)人: 南华大学
主分类号: G21C17/04 分类号: G21C17/04
代理公司: 衡阳市科航专利事务所 43101 代理人: 刘政旺
地址: 421001 湖*** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 正电子 湮灭 抑制 核燃料 元件 破损 监测 装置 方法
【说明书】:

正电子湮灭抑制型核燃料元件破损监测装置及方法,涉及核电站辐射监测装置领域。正电子湮灭抑制型核燃料元件破损监测装置,包括保护壳、准直器及探测器;保护壳内设有依次连通的采样腔、连接通道及探测器安装腔,采样腔内包含可被探测器的探测视野覆盖的覆盖区和不能被探测器的探测视野覆盖的盲区,保护壳外设有连通至采样腔的盲区的进气口和出气口;探测器过准直器内孔在采样腔内的探测视野仅包含采样腔的覆盖区。核燃料元件破损监测方法,应用于上述的正电子湮灭抑制型核燃料元件破损监测装置。本发明可在线测量反应堆安全壳内的裂变气体中包含的特征核素,从而判断是否发生核燃料元件破损并根据相关核素浓度计算泄漏量。

技术领域

本发明涉及核电站辐射监测装置领域,特别是一种正电子湮灭抑制型核燃料元件破损监测装置及方法。

背景技术

核燃料元件破损辐射监测的关键核素应具有裂变产额高、泄漏概率大、发射的特征辐射易被探测的特性。

目前,通常采用总γ法和缓发中子法监测元件破损后释放至主冷却剂中裂变产物的放射性。其中的裂变产物Kr、Xe元素的产额较高,对氪、氙元素的伽马射线的监测是核燃料元件破损监测的关键,可以基于监测结果判断核燃料元件是否发生泄漏,并计算出泄漏量。

由于冷却剂中存在13N、18F等干扰核素,目前在线监测的方法存在故障率和误报警率高、不能定量测量元件破损程度等问题。例如:本底辐射13N,为正电子发射核素,正电子湮灭效应产生的两个方向相反、能量为511kev的湮灭射线。87Kr、133Xe核素特征峰衰变分值比小、能量低被湮灭射线所淹没,导致γ能谱测量中产生弱峰,影响87Kr、133Xe核素测量的可靠性。

发明内容

本发明提供了一种正电子湮灭抑制型核燃料元件破损监测装置及方法,它解决了目前在线监测的方法存在故障率和误报警率高、不能定量测量元件破损程度等问题,提高了测量可靠性。

本发明的技术方案是:正电子湮灭抑制型核燃料元件破损监测装置,包括保护壳、准直器及探测器;

保护壳内设有依次连通的采样腔、连接通道及探测器安装腔,采样腔内包含可被探测器的探测视野覆盖的覆盖区和不能被探测器的探测视野覆盖的盲区,保护壳外设有连通至采样腔的盲区的进气口和出气口;

准直器安装在保护壳的连接通道内,其内孔前、后端分别连通至采样腔和探测器安装腔;

探测器安装在保护壳的探测器安装腔内,其过准直器内孔在采样腔内的探测视野仅包含采样腔的覆盖区。

本发明进一步的技术方案是:其还包括线性放大器、脉冲幅度分析仪、数据处理单元及显示器;

线性放大器与探测器的输出信号线通信连接;

脉冲幅度分析仪与线性放大器通信连接;

数据处理单元与脉冲幅度分析仪通信连接;

显示器与数据处理单元通信连接。

本发明进一步的技术方案是:保护壳的采样腔呈圆柱形,其由底面A、底面B及侧壁面A合围而成,底面A与准直器内孔前端孔口连通,底面A与底面B之间的垂直距离为H1;探测器的探测视野与采样腔交汇处形成圆形轮廓,圆形轮廓落在侧壁面A上,圆形轮廓所在的平面平行于底面B,圆形轮廓所在的平面与底面B之间的垂直距离为h;

所述覆盖区位于以圆形轮廓为界远离探测器的一侧,所述盲区位于以圆形轮廓为界靠近探测器的一侧。

本发明再进一步的技术方案是:h/H1≤0.5。

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