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稳峰技术在核电辐射监测系统中的应用

黄瑞铭

福建福清核电有限公司,福建福清,350318

摘要: 当前阶段,应用核测仪器对某项能量领域中的核素放射性特征进行检测期间,离不开相关技术的支持,其中,稳峰技术的优势良好,该项技术能够将核仪器输出能谱的峰位漂移现象彻底解决,确保核仪器的稳定性以及安全性。本文主要论述了在核电辐射监测系统内对于稳峰技术的实际应用情况。
关键词: 峰值技术;核电辐射监测系统;连续性监测;应用策略
DOI:10.12721/ccn.2021.157091
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在核电厂辐射监测设备处于运行状态的过程中,要想获取精准数据,确保结果的有效性,就需要专门监测代表性强的单个放射性核素或者是处于相应能量范围自重的多项放射性核素,不过在具体应用过程中,受周围复杂性环境的干扰,因此增加了能谱漂移现象出现概率,获取的测量数据误差性极高,所以,为了解决此种现象,应对稳峰技术进行规范性应用,这是极为关键且重要的。

1、在连续监测阶段中对于稳峰技术的具体应用

对于被检测的气体来讲,一般是经过回路系统逐渐进入取样室中,气体逐渐吸附于过滤盒内,晶体受到被检测气体影响形成了闪光现象,闪烁平均频率加快,和入射射线的强度要求不相符,而单个闪光亮度则是和入射射线能量呈现出了正比现象,此种闪光形成于光电倍增管的光阴极方面,从而形成电子。因为光电倍增管内的二次电子有着一定的发射作用,使打出的电子数量不断增加,从光电倍增管阴极负载方面形成了脉冲信号,脉冲进入输出器的输入端内。射极输出器表现为双管串接输出器,供电领域极为宽广,输出阻抗符合要求,和电缆特性阻抗相一致,能够有效的调整输出电阻,输出线性范围不可以低于供电电压的80%左右,可以将其当成本探测器的前置电路应用,属于性能优势极好的一项输出器类型。

在光电倍增管中,主要是以正高压供电形式为主,产生的优势为降低光电倍增管不良噪声的形成,这是因为光阴极通常是涂敷在光电倍增管剥离壳前端内表面上,正高压供电时阴极为低电位,阴极接正极性高压,并且光电倍增管外还有着金属套,可以将金属套当成电磁屏蔽,外套也属于接地。从中看出,金属外壳和涂抹光阴极的玻璃壳之间并未存在着相关的电位差现象。所以,也不会因为形成微弱放电而加剧光电倍增管噪音问题的出现。探测器内包含了稳峰源,利用稳峰单道板检测相关峰值,和参考峰值进行详细的比较,形成能够应用到反馈内的误差信号仪器,确保峰值的正确性。将探测器输出负脉冲信号输出到二次仪表中的放大电路内,形成正脉冲以后,逐渐进入单道脉冲幅度对电路加以分析,获取精准的信号。该项类型的信号反馈于数据处理显示电路内进行高效率处理,有效实施计算和报警等多方面操作,放大器输出信号可以对高压加以控制,将峰位功能全面发挥出来。

2、在辐射监测系统内对于稳峰技术的实际应用情况

针对于辐射监测系统来讲,一般是被应用到核电厂蒸汽发生器U形管受损而引起的二回路测卸漏率监测方面。在功率处于稳定运行的状态下,采取测量方式检验破损现象出现以后二回路主蒸汽管道形成的辐射现象,明确泄漏率。处于热停堆现状下,采取测量方式检验蒸汽管道中的各项气体,掌握其他核素,从而了解到具体受损状态。该项类型的监测系统设备由多方面结构组合形成的,分别是电子测量箱、处理组件以及主蒸汽之外的探测器等,借助处理组件的优势利用探测器获取辐射信号,将信号予以转换,形成蒸汽发生器U形管破损泄漏率,明确泄露率的具体数值,依照报警阈值形成新的报警信号。此种类型的系统探测器部件由在光电倍增管以及晶体相互组合形成到一起的,晶体内包含了稳峰源,探测器部件中包含了温度传感器,将此种类型的部件装置于不锈钢外壳中,整项探测装置处于反应堆二回路主蒸汽管道周围,蒸汽形成的射线逐渐被闪烁体灵敏区整合到一起,通过光电倍增管呈现出了无限放大状态,获取准确地脉冲信号。最后将形成的各项信号和稳峰源形成的参考脉冲信号落实于测量箱中。测量箱内放大和变换以及整合探测装置内的各项信号,对该项信号实施能谱分析操作,依照能量短进行合理划分,分成两个通道加以计数,获取相关能量,在改变放大器增益的基础上实现稳峰的目的,确保测量核素的精准程度。

3、在燃料元件包壳总破损监测系统内对于稳峰技术的具体应用

对于燃料元件包壳来讲,总破损监测系统的功能表现为动态性检验下泄流的放射性和估算燃料包壳的破损现象,对于下泄流来讲,包含了诸多的腐蚀类型产物,具体如下所示:

表一  监测裂变产物97.png

结合上表来看,裂变产物能量处于1.25·2.5Mev的情况下,在单道工作为微分状态时,阈值和道宽相等,仪器灵敏性提升。闪烁体内有着稳峰源,主要是对信号脉冲进行限幅,控制高压电路输出状态。

现阶段,需要利用稳峰器以及稳峰源,与标准要求相符合。在能谱朝着高能量或者是低能量移动的情况下,稳峰器动态性的检验稳峰源输出脉冲信号以及高压输出信号,以此确保能谱朝着相反趋势漂移。经过探究表明,处于能谱测量和相对范围中某项射线对应计数加以测量的过程中,对于核仪器提出的要求是极高的,必须确保良好的稳定状态,即便是经过长时间发展周围环境状况发生变化以后,仪器对固定能量某项射线输出能谱峰值不会发生变化,以此保障仪器测量符合标准要求,有着一定的稳定性,进而获取精准数据。不过需要明确注意的一方面是,受环境状况的影响,核仪器影响仪器输出能谱稳定性因素也随之出现改变,闪烁晶体的发光效率以及放大器和探头工作高压等多方面均伴随着环境条件改变而进一步改善。与此同时,非环境条件因素的干扰也增加了峰值漂移现象产生概率,电子学线路基准线随着计数增大而随之形成的漂移。要想解决环境造成的影响,就需要进一步改善周围环境状况,将峰位漂移彻底解决,对于此种类型的现象来讲,务必加大重视程度。比如在检验环境样品的过程中,要想确保测量准确程度,就需要长时间的测量,不过此种状态下的光电倍增管增益随着时间改变现象是需要重视的。在核电厂生产厂房复杂环境状态下,控制核仪器周围环境有着极高的难度,增加了核仪器输出能谱峰位漂移的难度。所以,务必落实完善策略,将核仪器输出能谱峰位漂移现象彻底解决,这是增强核仪器稳定性以及安全性的关键所在。稳峰技术未来研究趋势为选择发光二极管的类型,标准光源处于能谱中对应位置内加以调整,降低温度特征引起的负面影响。

4、结语:

以上所述,本文论述了稳峰技术在各个监测系统中的实际应用情况,比如连续监测阶段、辐射监测系统以及燃料元件包壳总破损监测系统中,其产生的作用极高,可以降低不良影响的形成。

参考文献:

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