一种核电站主回路冷却剂放射性活度监测方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种核电站主回路冷却剂放射性活度监测方法和系统。所述系统包括：γ射线探测器、能谱分析器、计算机。本发明专利技术通过以半导体探测器、闪烁探测器、符合电路为基础的γ射线探测器，实现了核电厂主回路冷却剂在线连续γ能谱测量，进而完成主回路冷却剂中特征核素放射性活度分析，可替代工作人员取样实验室测量分析工作。减少工作人员的工作负荷，降低人员的受照剂量，提高监测效率。此外，通过闪烁探测器、符合电路能有效降低了康普顿散射射线和环境本底γ射线对主回路冷却剂中低能核素识别及主要核素活度分析结果的影响，提高了测量结果的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种核电站主回路冷却剂放射性活度监测方法和系统
本专利技术涉及放射性监测
，特别涉及一种核电站主回路冷却剂放射性活度监测方法和系统。
技术介绍
核电站主回路冷却剂放射性活度大小直接反映压水堆核电厂纵深防御体系第一道屏障燃料包壳的完整性。燃料包壳一旦发生破损将使燃料包壳与芯块间隙的放射性裂变产物泄漏至主回路冷却剂循环回路中，主回路冷却剂放射性活度水平增加，直接导致核电厂整体放射性水平升高，同时对核电厂工作人员、周边环境以及社会公众产生极为不利的影响。现有的核电站回路冷却剂放射性检测主要是依靠工作人员取样，获取主回路冷却剂样品，在实验室通过放射化学分析手段检测主回路冷却剂的放射性活度水平。例如：在核电厂功率运行期间，每天开展一次主回路冷却剂取样及活度测量；在核电厂氧化净化的停堆阶段，平均每半小时开展一次主回路冷却剂取样及活度测量工作。由此可知，现有的核电站回路冷却剂放射性检测方法，不仅工作人员工作量大，检测效率低下，还增加了工作人员的职业照射剂量，存在安全风险。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术实施例提供了一种核电站主回路冷却剂放射性活度监测方法和系统。所述技术方案如下：一方面，本专利技术实施例提供了一种核电站主回路冷却剂放射性活度监测系统，包括：γ射线探测器，设置在核电站主回路上，用于采集主回路冷却剂中放射性核素释放的γ射线信号；能谱分析器，与γ射线探测器连接，用于分析γ射线探测器获取到的γ射线信号，并计算出相应核素的放射性活度数据；计算机，与能谱分析器连接，用于当获取的放射性活度数据超出预设阀值条件时，发出相应的高放射性预警。在本专利技术实施例上述的核电站主回路冷却剂放射性活度监测系统中，所述γ射线探测器包括：一端设有开口的外壳、设置在外壳一端且包覆核电站主回路待测点和外壳一端开口的第一屏蔽体、插装在外壳一端开口中的准直器、设置在外壳内且与准直器的一端连接的半导体探测器、设置在外壳内且套装在半导体探测器上的闪烁探测器、设置在外壳内且套装闪烁探测器上的第二屏蔽体、以及用于通过比较闪烁探测器和半导体探测器发送的测量信号来排除半导体探测器在测量时受到的干扰信号的符合电路，符合电路分别与半导体探测器和闪烁探测器电连接。在本专利技术实施例上述的核电站主回路冷却剂放射性活度监测系统中，所述半导体探测器为P型HPGe探测器，所述闪烁探测器为CsI探测器。在本专利技术实施例上述的核电站主回路冷却剂放射性活度监测系统中，所述预设阀值条件包括：当∑(gas)>1.48E+12Bq/m3或131I(EQ)>1.85E+10Bq/m3时，触发工作站的警报，其中，∑(gas)＝133Xe+135Xe+138Xe+85mKr+85Kr+87Kr+88Kr；131I(EQ)＝-131I+132I/30+133I/4+134I/50+135I/10。在本专利技术实施例上述的核电站主回路冷却剂放射性活度监测系统中，所述计算机，还用于存储获取到的核素活度数据，并将获取到的核素活度数据，制备成相应的24小时内的变化趋势曲线。另一方面，本专利技术实施例提供了一种核电站主回路冷却剂放射性活度监测方法，包括：采用预设在核电站主回路上的γ射线探测器，测量主回路冷却剂中放射性核素释放的γ射线信号，并计算出相应核素的放射性活度数据；当放射性活度数据超出预设阀值条件时，发出相应的高放射性预警。在本专利技术实施例上述的核电站主回路冷却剂放射性活度监测方法中，所述γ射线探测器包括：一端设有开口的外壳、设置在外壳一端且包覆核电站主回路待测点和外壳一端开口的第一屏蔽体、插装在外壳一端开口中的准直器、设置在外壳内且与准直器的一端连接的半导体探测器、设置在外壳内且套装在半导体探测器上的闪烁探测器、设置在外壳内且套装闪烁探测器上的第二屏蔽体、以及用于通过比较闪烁探测器和半导体探测器发送的测量信号来排除半导体探测器在测量时受到的干扰信号的符合电路，符合电路分别与半导体探测器和闪烁探测器电连接。在本专利技术实施例上述的核电站主回路冷却剂放射性活度监测方法中，所述半导体探测器为P型HPGe探测器，所述闪烁探测器为CsI探测器。在本专利技术实施例上述的核电站主回路冷却剂放射性活度监测方法中，所述半导体探测器为P型HPGe探测器，所述闪烁探测器为CsI探测器。在本专利技术实施例上述的核电站主回路冷却剂放射性活度监测方法中，所述方法还包括：存储获取到的核素活度数据，并将获取到的核素活度数据，制备成相应的24小时内的变化趋势曲线。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过以半导体探测器、闪烁探测器、符合电路为基础的γ射线探测器，实现了核电厂主回路冷却剂在线连续γ能谱测量，进而完成主回路冷却剂中特征核素放射性活度分析，可替代工作人员取样实验室测量分析工作。减少工作人员的工作负荷，降低人员的受照剂量，提高监测效率。此外，通过闪烁探测器、符合电路能有效降低了康普顿散射射线和环境本底γ射线对主回路冷却剂中低能核素识别及主要核素活度分析结果的影响，提高了测量结果的精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一提供的一种核电站主回路冷却剂放射性活度监测方法流程图；图2是本专利技术实施例一提供的一种γ射线探测器的结构示意图；图3是本专利技术实施例二提供的一种核电站主回路冷却剂放射性活度监测系统的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。实施例一本专利技术实施例提供了一种核电站主回路冷却剂放射性活度监测系统，适用于对核电站主回路中冷却剂的放射性进行实时监控并预警，参见图1，该系统可以包括：γ射线探测器100、能谱分析器200、计算机300。γ射线探测器100，设置在核电站主回路(即核电站的一回路，其中循环有用于将反应堆堆芯中的热能导向蒸汽发生器的冷却剂)上，用于采集主回路冷却剂中放射性核素释放的γ射线信号。针对现有技术中，采用人工获取核电站主回路中冷却剂进行放射性检测所带来的一系列不便(检测效率低、检测人员有受辐射风险等)，在本实施例中，采用在核电站主回路上加载γ射线探测器，来实时监控主回路中冷却剂的放射性，进而对核电站主回路中存有的放射性泄露起到预警的效果。能谱分析器200，与γ射线探测器连接，用于分析γ射线探测器获取到的γ射线信号，并计算出相应核素的放射性活度数据。在本实施例中，可以通过能谱分析器200分析出冷却剂中各种放射性核素的γ射线信号，主回路冷却剂中主要核素包括：惰性气体及其同位素：133Xe、135Xe、138Xe、85mKr、85Kr、87Kr、88Kr；碘同位素：131I、132I、133I、134I、135I；铯同位素：134Cs、137Cs、138Cs。其他核素：41Ar、51Cr、54Mn、59Fe、58Co、60Co、64Cu、95Zr、95Nb、99Mo、110mAg、122Sb、124Sb、131Te、140Ba、24Na。在实际应用中，可以选定所需监测的核素进行实时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核电站主回路冷却剂放射性活度监测系统，其特征在于，包括：γ射线探测器，设置在核电站主回路上，用于采集主回路冷却剂中放射性核素释放的γ射线信号；能谱分析器，与γ射线探测器连接，用于分析γ射线探测器获取到的γ射线信号，并计算出相应核素的放射性活度数据；计算机，与能谱分析器连接，用于当获取的放射性活度数据超出预设阀值条件时，发出相应的高放射性预警。

【技术特征摘要】
1.一种核电站主回路冷却剂放射性活度监测系统，其特征在于，包括：γ射线探测器，设置在核电站主回路上，用于采集主回路冷却剂中放射性核素释放的γ射线信号；能谱分析器，与γ射线探测器连接，用于分析γ射线探测器获取到的γ射线信号，并计算出相应核素的放射性活度数据；计算机，与能谱分析器连接，用于当获取的放射性活度数据超出预设阀值条件时，发出相应的高放射性预警。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述γ射线探测器包括：一端设有开口的外壳、设置在外壳一端且包覆核电站主回路待测点和外壳一端开口的第一屏蔽体、插装在外壳一端开口中的准直器、设置在外壳内且与准直器的一端连接的半导体探测器、设置在外壳内且套装在半导体探测器上的闪烁探测器、设置在外壳内且套装闪烁探测器上的第二屏蔽体、以及用于通过比较闪烁探测器和半导体探测器发送的测量信号来排除半导体探测器在测量时受到的干扰信号的符合电路，符合电路分别与半导体探测器和闪烁探测器电连接。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述半导体探测器为P型HPGe探测器，所述闪烁探测器为CsI探测器。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预设阀值条件包括：当∑(gas)>1.48E+12Bq/m3或131I(EQ)>1.85E+10Bq/m3时，触发工作站的警报，其中，∑(gas)＝133Xe+135Xe+138Xe+85mKr+85Kr+87Kr+88Kr；131I(EQ)＝-131I+132I/30+133I/4+134I/50+135I/10。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述计算机，还用于存储获取到的核素活度数据，并将获取到的核...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小强，熊军，肖明，唐邵华，潘跃龙，王鑫，杨彬华，
申请(专利权)人：中广核工程有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44