临界报警装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种临界报警装置及系统，通过中子探测单元探测临界事故裂变中子数，获得中子探测数据，下位机在比较中子探测数据与设定报警阈值，在中子探测数据大于等于设定报警阈值时驱动报警单元发出报警信号。基于此，避免在高剂量率下探测器超量程导致没法及时发出临界报警，提高临界报警的准确性和安全性。

Critical alarm device and system

【技术实现步骤摘要】
临界报警装置及系统
本专利技术涉及核
，特别是涉及一种临界报警装置及系统。
技术介绍
核临界是指易裂变物质其质量、浓度或体积达到临界条件而发生了自持式的链式反应。在生产加工、处理、应用、贮存和运输易裂变放射性物质时,由于人因失误、仪器设备意外事故或外部事件的影响等都存在可能发生核临界事故的潜在危险。尽管发生这种事故的概率较低,但其一旦发生,对事故现场工作人员造成的照射危害后果极其严重，人员遭受急性全身大剂量照射半致死剂量约为3～5Gy。自1945年以来，发生了超过60起临界事故，导致至少21人因遭受大剂量照射而死亡。临界事故发生时中子和伽马混合场剂量率高达数千Gy/s，且临界事故发生后自第一个高功率脉冲到临界系统回归到次临界状态之间有一些强度相对较小，随时间波动逐渐减弱的连续核反应组成的坪区，该坪区持续时间较长且此时间段内发生的核反应可对工作人员造成连续照射。因此临界事故发生后，立即提醒相关人员紧急撤离可很大程度降低人员受照剂量和减小事故后果。因此，在可能发生临界事故的场所设置临界报警装置尤其重要，传统的临界事故监测装置\系统的探测原理基本为探测临界事故发生时的γ剂量率，测量γ剂量率的探头一般采用电离室、GM管或塑料闪烁体等探测器。然而，上述γ剂量率探测器由于量程有限，在临界事故发生时容易发生超量程计数“堵死”现象，导致临界报警装置不报警。同时监测场所γ剂量率的升高不是发生临界事故的唯一特征，采用γ剂量率报警容易导致误报警现象的发生。另外常用的中子临界报警仪采用的3He或BF3探测器，其同样存在容易发生超量程计数“堵死”现象，导致临界报警装置不报警。因此，传统的临界报警装置还存在上述缺陷。
技术实现思路
基于此，有必要针对临界报警装置还存在的缺陷，提供一种临界报警装置及系统。一种临界报警装置，包括：中子探测单元，用于探测临界事故裂变中子数，获得中子探测数据；报警单元，用于发出报警信号；下位机，用于比较中子探测数据与设定报警阈值，在中子探测数据大于等于设定报警阈值时驱动报警单元发出报警信号。上述临界报警装置，通过中子探测单元探测临界事故裂变中子数，获得中子探测数据，下位机在比较中子探测数据与设定报警阈值，在中子探测数据大于等于设定报警阈值时驱动报警单元发出报警信号。基于此，避免在高剂量率下探测器超量程导致没法及时发出临界报警，提高临界报警的准确性和安全性。在其中一个实施例中，还包括：上位机，用于根据中子探测数据，反演临界事故裂变的瞬时裂变数和总裂变数。在其中一个实施例中，中子探测单元包括一个或多个中子探测器；中子探测器用于探测临界事故裂变中子数，获得中子探测数据。在其中一个实施例中，中子探测器包括闪烁体、光电转换器件、电荷灵敏前置放大器和直流电流前置放大器；闪烁体与光电转换器用于通过光电转换探测中子注量率，以探测临界事故裂变中子数，光电转换器还用于分别输出电信号至电荷灵敏前置放大器的输入端和直流电流前置放大器的输入端；电荷灵敏前置放大器的输出端连接直流电流前置放大器的输出端，并用于输出中子探测数据。在其中一个实施例中，光电转换器件包括硅光电二极管、硅光电倍增管或雪崩光电二极管。在其中一个实施例中，下位机包括第一处理器、逻辑判断电路和报警驱动电路；第一处理器用于设定设定报警阈值；逻辑判断电路用于比较中子探测数据与设定报警阈值；第一处理器还用于在逻辑判断电路判定中子探测数据大于等于设定报警阈值时，控制报警驱动电路驱动报警单元发出报警信号。在其中一个实施例中，下位机还包括数据通信传输接口；数据通信传输接口用于对外传输中子探测数据。在其中一个实施例中，上位机包括第二处理器。在其中一个实施例中，报警单元包括声光报警器。一种临界报警系统，包括设备外壳，以及上述任一实施例的临界报警装置；其中，报警单元设置在设备外壳形成的腔体内。上述临界报警系统，通过中子探测单元探测临界事故裂变中子数，获得中子探测数据，下位机在比较中子探测数据与设定报警阈值，在中子探测数据大于等于设定报警阈值时驱动报警单元发出报警信号。基于此，避免在高剂量率下探测器超量程导致没法及时发出临界报警，提高临界报警的准确性和安全性。附图说明图1为一实施方式的临界报警装置模块结构图；图2为一实施方式的中子探测器模块结构图；图3为一实施方式的下位机模块结构图；图4为另一实施方式的临界报警装置模块结构图；图5为一具体应用例的临界报警装置电路结构图。具体实施方式为了更好地理解本专利技术的目的、技术方案以及技术效果，以下结合附图和实施例对本专利技术进行进一步的讲解说明。同时声明，以下所描述的实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供了一种临界报警装置。图1为一实施方式的临界报警装置模块结构图，如图1所示，一实施方式的临界报警装置包括模块100、模块101和模块102：中子探测单元100，用于探测临界事故裂变中子数，获得中子探测数据；报警单元101，用于发出报警信号；下位机102，用于比较中子探测数据与设定报警阈值，在中子探测数据大于等于设定报警阈值时驱动报警单元发出报警信号。其中，中子探测单元100可实时测量临界事故裂变中子数，生成电信号形式的中子探测数据，并将中子探测数据传输至下位机102。下位机102获取中子探测数据，并比较中子探测数据与设定报警阈值，在中子探测数据大于等于设定报警阈值时驱动报警单元101发出报警信号。在其中一个实施例中，中子探测单元100可选用中子探测装置或中子探测器。在其中一个实施例中，中子探测单元100包括一个或多个中子探测器。其中，通过多个中子探测器探测临界事故裂变中子数，以提高临界事故的判断精度。作为一个较优的实施方式，下位机102在三分之二的中子探测器的中子探测数据大于等于设定报警阈值时驱动报警单元101发出报警信号，以降低冗余度。在其中一个实施例中，图2为一实施方式的中子探测器模块结构图，如图2所示，中子探测器包括闪烁体200、光电转换器件201、电荷灵敏前置放大器202和直流电流前置放大器203；闪烁体200与光电转换器201用于通过光电转换探测中子注量率，以探测临界事故裂变中子数，光电转换器201还用于分别输出电信号至电荷灵敏前置放大器202的输入端和直流电流前置放大器203的输入端；电荷灵敏前置放大器202的输出端连接直流电流前置放大器203的输出端，并用于输出中子探测数据。在其中一个实施例中，闪烁体200选用探测中子的ZnS(6LiF)闪烁体，光电转换器201选用硅光电二极管、硅光电倍增管或雪崩光电二极管。ZnS(6LiF)闪烁体和硅光电二极管二者之间使用甲基硅油耦合剂进行处理以提高闪烁体荧光收集效率。硅光电二极管后接直流电流前置放大器203和电荷灵敏前置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种临界报警装置，其特征在于，包括：/n中子探测单元，用于探测临界事故裂变中子数，获得中子探测数据；/n报警单元，用于发出报警信号；/n下位机，用于比较所述中子探测数据与设定报警阈值，在所述中子探测数据大于等于所述设定报警阈值时驱动所述报警单元发出报警信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种临界报警装置，其特征在于，包括：
中子探测单元，用于探测临界事故裂变中子数，获得中子探测数据；
报警单元，用于发出报警信号；
下位机，用于比较所述中子探测数据与设定报警阈值，在所述中子探测数据大于等于所述设定报警阈值时驱动所述报警单元发出报警信号。


2.根据权利要求1所述的临界报警装置，其特征在于，还包括：
上位机，用于根据所述中子探测数据，反演临界事故裂变的瞬时裂变数和总裂变数。


3.根据权利要求1所述的临界报警装置，其特征在于，所述中子探测单元包括一个或多个中子探测器；
所述中子探测器用于探测临界事故裂变中子数，获得中子探测数据。


4.根据权利要求3所述的临界报警装置，其特征在于，所述中子探测器包括闪烁体、光电转换器件、电荷灵敏前置放大器和直流电流前置放大器；
所述闪烁体与所述光电转换器用于通过光电转换探测中子注量率，以探测临界事故裂变中子数，所述光电转换器还用于分别输出电信号至所述电荷灵敏前置放大器的输入端和直流电流前置放大器的输入端；
所述电荷灵敏前置放大器的输出端连接直流电流前置放大器的输出端，并用于输出所述中子探测数据。
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【专利技术属性】
技术研发人员：钟华强，
申请(专利权)人：广州兰泰胜辐射防护科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44