核反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種核反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括探測(cè)裝置，探測(cè)裝置內(nèi)設(shè)置有LaBr3:Ce閃爍體，LaBr3:Ce閃爍體內(nèi)含用作參考源的天然放射性核素138La;信號(hào)處理機(jī)，信號(hào)處理機(jī)與探測(cè)裝置通過電纜連接。本實(shí)用新型使用LaBr3:Ce閃爍體，以LaBr3:Ce閃爍體內(nèi)含的天然放射性元素138La為參考源，不需內(nèi)嵌源，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，能量分辨率和靈敏度高，可更及時(shí)地監(jiān)測(cè)到核反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器的泄漏。
【專利說明】核反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及核反應(yīng)堆輻射監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，特別地，涉及一種核反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在核電站和核潛艇行業(yè)常需要眾多核輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)核輻射水平，當(dāng)監(jiān)測(cè)到核輻射水平超過預(yù)定值時(shí)需立即發(fā)出警示以緊急處理防止核污染的進(jìn)一步擴(kuò)散，保證核反應(yīng)堆的正常運(yùn)行。
[0003]如圖1所示，蒸汽發(fā)生器20破損監(jiān)測(cè)是保證核反應(yīng)堆50安全運(yùn)行，防止核輻射污染的關(guān)鍵設(shè)備之一。當(dāng)前通用的方法是用NaI(Tl)閃爍體探測(cè)一回路管道40活化放射性產(chǎn)物16N通過蒸汽發(fā)生器20的破損處進(jìn)入二回路蒸汽管道10發(fā)射出的高能Y輻射，其缺點(diǎn)在于:一是NaI (Tl)閃爍體的密度小，電子對(duì)生成截面低，對(duì)高能Y輻射的分辨率和探測(cè)效率都很低，當(dāng)用于測(cè)Y射線能量比較多、能譜比較復(fù)雜時(shí)，不同能量的射線之間容易產(chǎn)生干擾，增加能譜分析的難度；二是探測(cè)裝置所處的環(huán)境溫度通常有O至55°C左右的變化范圍，受溫度的影響，探測(cè)裝置內(nèi)的NaI (Tl)閃爍體的發(fā)光效率會(huì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致系統(tǒng)輸出的能譜發(fā)生漂移，現(xiàn)有的處理方法是在NaI (Tl)閃爍體中內(nèi)嵌241Am源來穩(wěn)定能譜峰區(qū)，而241Am輻射α射線，其α射線的Y射線能量當(dāng)量為2.9MeV且α射線的Y射線能量當(dāng)量也與溫度有關(guān)，雖然通過在不同的溫度下能把241Am對(duì)應(yīng)的能譜峰區(qū)校正到不同的位置，但仍存在較大的漂移，如在256道里有40道左右的能譜峰漂移，從而導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定性差；此外，α射線能譜寬，以NaI (Tl)閃爍體制成的探測(cè)裝置來監(jiān)測(cè)16N輻射的高能Y射線，把Y射線能譜分成0.2至2.2MeV，4.5至7MeV這兩個(gè)能量區(qū)間以避開2.9MeV，監(jiān)測(cè)范圍窄；三是現(xiàn)有核反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器泄漏監(jiān)測(cè)方法都是對(duì)參考峰的峰對(duì)應(yīng)的能量進(jìn)行穩(wěn)定，而峰位對(duì)應(yīng)的能量附近一些能量的數(shù)值變化小，對(duì)能譜峰漂移不靈敏，穩(wěn)峰能力差。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型目的在于提供一種核反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有核反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器泄漏監(jiān)測(cè)技術(shù)中能量分辨率低、探測(cè)效率低和靈敏度低以及穩(wěn)定性差的技術(shù)問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種核反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括探測(cè)裝置，探測(cè)裝置內(nèi)設(shè)置有LaBr3 =Ce閃爍體，LaBr3:Ce閃爍體內(nèi)含用作參考源的天然放射性核素138La;信號(hào)處理機(jī)，信號(hào)處理機(jī)與探測(cè)裝置通過電纜連接。
[0006]進(jìn)一步地，信號(hào)處理機(jī)以參考源138La輻射的Y射線的能量峰為參考峰。
[0007]進(jìn)一步地，Y射線的能量峰值為1.436MeV。
[0008]進(jìn)一步地，探測(cè)裝置還包括光電倍增管，光電倍增管的輸入端與LaBr3 =Ce閃爍體連接，輸出端與信號(hào)處理機(jī)連接。
[0009]本實(shí)用新型具有以下有益效果[0010]本實(shí)用新型使用LaBivCe閃爍體，以LaBr3:Ce閃爍體內(nèi)含的天然放射性元素138La為參考源，不需內(nèi)嵌源，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，能量分辨率和靈敏度高，可更及時(shí)地監(jiān)測(cè)到核反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器的泄漏。
[0011]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本實(shí)用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0013]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的核反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的示意圖；
[0014]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的核反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的含天然放射性核素138La的LaBr3 = Ce閃爍體的本底能譜圖示意圖；
[0015]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的核反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所測(cè)的16N(238Pu-13C)源輻射的Y射線能譜示意圖；以及
[0016]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的核反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器泄漏監(jiān)測(cè)方法的流程示意圖。
[0017]附圖中的附圖標(biāo)記如下:10、二回路蒸汽管道；20、蒸汽發(fā)生器；30、主蒸汽管；40、一回路管道；50、核反應(yīng)堆；60、探測(cè)裝置；61、LaBr3 = Ce閃爍體；62、光電倍增管；70、電纜；80、信號(hào)處理機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0019]參見圖1至圖3，根據(jù)本實(shí)用新型的核反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括探測(cè)裝置60，探測(cè)裝置內(nèi)設(shè)置有LaBr3 = Ce閃爍體61，LaBr3:Ce閃爍體61內(nèi)含用作參考源的天然放射性核素138La;信號(hào)處理機(jī)80，信號(hào)處理機(jī)80與探測(cè)裝置60通過電纜70連接。探測(cè)裝置60設(shè)置在主蒸汽管30外，信號(hào)處理機(jī)80設(shè)置在離探測(cè)裝置不遠(yuǎn)的電器室里。本實(shí)用新型使用LaBivCe閃爍體，以LaBivCe閃爍體內(nèi)含的天然放射性元素138La為參考源，不需內(nèi)嵌源，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，能量分辨率和靈敏度高，可更及時(shí)地監(jiān)測(cè)到核反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器的泄漏。
[0020]參見圖1至圖3，信號(hào)處理機(jī)80以參考源138La輻射的Y射線的能量峰為參考峰。Y射線的能量峰值為1.436MeV。采用LaBr3 = Ce閃爍體內(nèi)含的天然放射性核素138La為參考源，以參考源138La輻射1.436MeV的、射線能量峰為參考峰，一是用軟件方法消除138La峰區(qū)以外的計(jì)數(shù)率和LaBr3 = Ce閃爍體內(nèi)含227Ac污染產(chǎn)生的計(jì)數(shù)率能直接監(jiān)測(cè)0.2_7MeV能量區(qū)間除1.436MeV峰區(qū)以外的、射線，監(jiān)測(cè)范圍寬；二是不存在采用NaI (Tl)閃爍體內(nèi)嵌241Am源后因其α射線的Y射線能量當(dāng)量為2.9MeV與溫度變化影響的問題，系統(tǒng)穩(wěn)定性好。
[0021]參見圖1，探測(cè)裝置60還包括光電倍增管62，光電倍增管62的輸入端與LaBr3:Ce閃爍體61連接，輸出端與信號(hào)處理機(jī)連接。[0022]參見圖4，根據(jù)本實(shí)用新型的核反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器泄漏監(jiān)測(cè)方法，以LaBivCe閃爍體61為探測(cè)器件制成探測(cè)裝置60，LaBr3:Ce閃爍體61內(nèi)含用作參考源的天然放射性元素138La,用于探測(cè)Y射線并生成探測(cè)信號(hào)；利用信號(hào)處理機(jī)80處理探測(cè)信號(hào)，并輸出監(jiān)測(cè)結(jié)果。利用該探測(cè)裝置60探測(cè)高能Y射線的輻射變化并生成探測(cè)信號(hào)；利用信號(hào)處理機(jī)80處理探測(cè)信號(hào)，并輸出監(jiān)測(cè)結(jié)果以LaBivCe閃爍體內(nèi)含的天然放射性核素138La為參考源。該探測(cè)裝置60用于監(jiān)測(cè)核反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器20泄漏。
[0023]參見圖2和圖3，穩(wěn)定參考峰高能側(cè)邊界接近或等于半高處對(duì)應(yīng)的能量用于穩(wěn)定參考峰的峰位。參考峰高能側(cè)邊界接近半高處是指參考峰高能側(cè)邊界切線斜率的最大處。
[0024]參見圖2，P為1.436MeV的Y射線能量峰，P的左邊界和右邊界分別為Y射線的低能側(cè)和高能側(cè)，A點(diǎn)、C點(diǎn)分別為P的左邊界、右邊界和P的最高處B點(diǎn)的半高度的交點(diǎn)。P可以作為16N輻射的Y射線能量的參考峰，穩(wěn)定參考峰高能側(cè)邊界接近半高處對(duì)應(yīng)的能量用于穩(wěn)定參考峰的峰位。在本實(shí)施例穩(wěn)定參考峰高能側(cè)邊界接近半高處對(duì)應(yīng)的能量即穩(wěn)定C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的能量，相同能量的變化，A點(diǎn)和C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)變化都大于B點(diǎn)；而P的低能側(cè)邊界坡度緩于高能側(cè)邊界坡度，相同能量的變化，對(duì)應(yīng)的高能側(cè)計(jì)數(shù)變化大于低能側(cè)邊界，即C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)變化大于A點(diǎn)，在C點(diǎn)穩(wěn)定參考峰都優(yōu)于A點(diǎn)和B點(diǎn)；在其它實(shí)施例穩(wěn)定參考峰高能側(cè)邊界接近半高處對(duì)應(yīng)的能量即穩(wěn)定P的右邊界切線斜率的最大處對(duì)應(yīng)的能量。可選地，通過軟件分析可以去除LaBr3:Ce閃爍體61中的0.789MeV的Y射線能量以及其它的β射線連續(xù)能量，可直接監(jiān)測(cè)能量區(qū)間為0.2-7MeV的Y射線，監(jiān)測(cè)范圍寬。
[0025]LaBr3:Ce與同尺寸的NaI (Tl)閃爍體比較，密度高44%(5.29/3.67)有利于吸收高能Y射線的能量提高計(jì)數(shù)率，光子產(chǎn)額(LY)高66%(63/38)有利于提高能量分辨率，發(fā)光
衰減常數(shù)(t)小15.6(250/16)倍加速閃爍體內(nèi)產(chǎn)生的光子的收集，品質(zhì)因子FQM=VW:
有5 (2.6/0.5)倍的優(yōu)勢(shì)，熱膨脹系數(shù)小6 (47.4/8)倍溫度穩(wěn)定性好?？傊琇aBr3 =Ce閃爍體用于監(jiān)測(cè)高能Y射線的綜合品質(zhì)比NaI (Tl)閃爍體優(yōu)越，實(shí)測(cè)能量分辨率前者高于后者的3倍。
[0026]參見圖3，16N輻射的Y射線能量主要為6.13MeV,該Y射線與LaBr3 =Ce閃爍體相互作用產(chǎn)生的電子對(duì)的動(dòng)能5.1lMeV消耗在LaBr3 = Ce閃爍體內(nèi)，正電子湮沒又產(chǎn)生兩個(gè)
0.511MeV的Y射線，LaBivCe閃爍體對(duì)這種能量的、射線吸收能力很強(qiáng)，降低了單逃逸峰5.62MeV和雙逃逸峰5.1lMeV的峰高，提高了 6.13MeV的峰高，從而提高系統(tǒng)的靈敏度，可更及時(shí)地監(jiān)測(cè)到蒸汽發(fā)生器的泄漏。
[0027]通常穩(wěn)峰方法是穩(wěn)定參考源峰位，但峰位附近兩側(cè)每道的計(jì)數(shù)率相差甚小，對(duì)抑制溫漂不靈敏，而對(duì)溫度變化和電路參數(shù)變化最靈敏的是峰區(qū)高能側(cè)斜率最大處。本實(shí)用新型采用這種方法提高了穩(wěn)峰效果。
[0028]參見圖1至圖3，信號(hào)處理機(jī)80以參考源138La輻射的Y射線能量峰為參考峰。Y射線能量峰值為1.436MeV。
[0029]從以上的描述中，可以看出，本實(shí)用新型上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果:
[0030]本實(shí)用新型使用LaBr3:Ce閃爍體，以LaBr3:Ce閃爍體內(nèi)含的天然放射性元素138La為參考源，不需內(nèi)嵌源，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，能量分辨率和靈敏度高，可更及時(shí)地監(jiān)測(cè)到核反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器的泄漏。
[0031]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種核反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括: 探測(cè)裝置(60)，所述探測(cè)裝置內(nèi)設(shè)置有LaBivCe閃爍體(61)，所述LaBr3:Ce閃爍體(61)內(nèi)含用作參考源的天然放射性核素138La ； 信號(hào)處理機(jī)(80)，所述信號(hào)處理機(jī)(80)與所述探測(cè)裝置(60)通過電纜(70)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于， 所述信號(hào)處理機(jī)(80)以參考源138La輻射的Y射線的能量峰為參考峰。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的核反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于， 所述Y射線的能量峰值為1.436MeV。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于， 探測(cè)裝置(60)還包括光電倍增管(62)，所述光電倍增管(62)的輸入端與所述LaBr3ICe閃爍體(61)連接，`輸出端與所述信號(hào)處理機(jī)(80)連接。
【文檔編號(hào)】G01T1/202GK203519839SQ201320352780
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月19日
【發(fā)明者】田志恒 申請(qǐng)人:田志恒, 田陸, 田立