反应堆中子源和伽马噪声测量法制造技术

一种反应堆中子源和伽马噪声测量方法，基于逆动态测量法。首先需要获得一组动态响应的中子通量水平测量数据Ｉ↓［ＲＰＮ］；同时根据点堆动力学方程对中子通量水平测量数据Ｉ↓［ＲＰＮ］进行逆动态计算（令Ｓ＝０，γ＝０，ｎ＝Ｉ↓［ＲＰＮ］），计算得到反应性ρ↓［ｍ］；再将反应性处于常数状态后的Ｉ↓［ＲＰＮ］动态响应数据，做ρ↓［ｍ］Ｉ↓［ＲＰＮ］＝ｆ（Ｉ↓［ＲＰＮ］）拟合直线，得到斜率ａ↓［１］和截距ｂ↓［１］；如必要，用上述步骤再获得一个Ｉ↓［ＲＰＮ］动态响应数据，处理得到斜率ａ↓［２］和截距ｂ↓［２］；最后根据公式计算出中子源和伽马噪声。本方法对反应堆的临界状态没有要求。原理中没有做近似性假设，因此测量精度高。本方法可适用于各种堆型，测量精度高、可操作性好、数据处理简单。

【技术实现步骤摘要】
源和伽马噪声测量法
本专利技术涉及核反应堆的反应性测量，利用该方法可以测量得到反应堆的中子源和伽马噪 声，以提高反应堆反应性或有效增殖系数的测量精度，并扩大其测量范围。
技术介绍
现有的核反应堆的反应性测量采用点堆动力学方程求解反应性或有效增殖系数，又称逆 动态法，点堆动力学方程如下(1)(2)a /台''其中n(t)是与时间相关的中子密度；p是堆芯的反应性；|3ieff是第i组有效缓发中子份额；Peff是有效缓发中子份额，iA#=ife#;对于重水堆，A#=|]Ae#; 入i是第i组缓发中子先驱核的衰变常数；Ci(t)是第i组先驱核密度；对于重水堆，缓发中子先驱核用15组；/为瞬发中子平均代时间；S是中子源。反应性仪(或反应性仪计算程序)是通过求解点堆动力学方程，得到反应堆的反应性，即逆 动态法。上述逆动态法是目前反应堆反应性测量工具反应性仪所广泛采用反应性测量方法。但由 于缺少测量方法确定中子源S和伽马噪声Y，因此目前反应堆一般要求在临界附近、中子通量 在一定的水平(一般的压水堆要求中间量程电流在1(T8A以上)以上才能保证反应性测量精度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种中子源和伽马噪声测量法，其测量原理如下将点堆动力学方程式(l)、 (2)中的^C,项消去，则有^ + ， = f + S (3) A & /堆外核测系统的信号lRPN除了包含由中子产生的信号之外，还包含了 Y产生的噪声及测量系统的噪声。这里将Y产生的噪声与测量系统的噪声统称为Y伽马噪声，则IRPN=n+7 (4)在用反应性仪(或程序)计算反应性过程中，令S=So， TYo(So、 w为常数)，n=lRpN-Y()，由 此测量得到的反应性为Pm，则式(3)变为<formula>formula see original document page 4</formula>将式(4)代入式(3)左边设Y为常数，则上式变为<formula>formula see original document page 4</formula>则，根据式(3)、 (5)、 (7)，有子+ S-,(/卿-y。) + S。 (8) 将式(4)代入上式，则就得到了已经包含反应堆反应性p、中子源S与伽马噪声Y的测量公式<formula>formula see original document page 4</formula>在用反应性仪(或程序)计算反应性过程中，由于缺少方法测量， 一般忽略S、y的数据。即在反应性计算中令StrO， yo=o，则上式变为= A/w +附图说明图1为次临界下插棒后源量程探测器响应曲线； 图2为PmlRPff(lRPN)拟合直线(Y(PO)。具体实施方式步骤一、根据实际需要，给反应堆一个较快的反应性扰动，以获得一组动态响应的中子 通量水平测量数据Irpn。步骤二、根据点堆动力学方程对中子通量水平测量数据lRPN进行逆动态计算(令S=S0=0，Y=Y0=0， ！^Irpn-Y(TIrpn)，计算得到反应性pm。步骤三、将反应性处于常数状态后的lRPN动态响应数据，根据式(10)做/^/目=/(/，)拟合直线，其斜率a尸p!，截距61=57-Ay。步骤四、如果分析得到伽马噪声的影响可忽略(在次临界度较大的情况下，中子源的影 响大)，为了减小不必要的误差，直接令丫=0。如果伽马噪声的影响不可忽略，用上述步骤再获得一个IRPN动态响应数据，经处理得到斜率a2=p2，截距62=^/-户^。 步骤五、根据式(ll)、 (12)，计算得到Y、 S。图1为次临界下插棒后源量程探测器响应曲线。其中左边的纵坐标为反应性，单位为pcm (lpcm=l X 10—5);右边的纵坐标为控制棒棒位，单位为步；右边的纵坐标也代表源量程(SRC) 计数率，单位为CPS。 A是中子通量水平测量曲线；B是未经S、 y修正计算的反应性Pm(即令『Irpn， S=0); C是控制棒棒位。图2是PmlRPN:f(lRPN)拟合直线(YfO)。其中，2A是测量数据，2B是测量数据的拟合直线。 次临界状态下的反应性(次临界度)测量一直是反应堆反应性测量的难点。为了说明动态响 应反应性测量法的优点，以次临界状态下的反应性测量为例说明本专利技术。步骤一、根据上述原理， 一组稳态的测量数据是无法处理得到反应性的，即lRPN为常数 或Pm-0。因此反应堆以较快的速度插入控制棒，实现较快的反应性扰动，然后保持棒位不变。在这期间没有其它反应性引入。同时为了获得更好的处理结果，最好能保持2分钟以上，以 获得一组动态响应的中子通量水平测量数据lKra，并使中子通量水平在零功率多普勒发热点以 下的数据最好也能有2分钟以上。如图1所示的次临界下插棒后中子通量水平动态响应曲线A， C是控制棒棒位。步骤二、根据点堆动力学方程对中子通量水平测量数据IR^进行逆动态计算(令S=0， Y=0， !^Irpn)，计算得到反应性Pm，如图1中的曲线B。步骤三、将反应性处于常数状态后的lRPN动态响应数据(中子通量水平在零功率多普勒发热点以下)，如图1中的A，根据式(10)做pjRp^^f(lRPN)拟合直线，得到的拟合直线方程为y二 _197.95x+ 119113。其斜率a尸—197.95，截距b尸119113，如图2中的pmlRp^f(lRra)关系点 2A、拟合直线2B。步骤四、分析表明，此时伽马噪声的影响可忽略，为了减小不必要的误差，直接令7=0。 步骤五、根据式(ll)、 (12)，计算得到广0cps， S=4.88X104cpS/s。其中瞬发中子平均代时 间1=2.442 X10-5s。本专利技术提供的中子源和伽马噪声测量法基于成熟的逆动态法，对反应堆的临界状态没有 要求。即不但在临界状态下可以进行中子源和伽马噪声测量，而且在次临界状态下也可以测 量。由于原理中已经考虑了中子源S和伽马噪声Y的影响，且没有做近似性的假设，因此测 量精度高。可以适用于各种堆型，测量精度高，可操作性好、数据处理简单。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反应堆中子源和伽马噪声测量方法，其特征在于包括以下步骤：　　　　步骤一、获得一组动态响应的中子通量水平测量数据Ｉ↓［ＲＰＮ］；　　　　步骤二、令Ｓ＝Ｓ↓［０］＝０，γ＝γ↓［０］＝０，ｎ＝Ｉ↓［ＲＰＮ］－γ↓［０］＝Ｉ↓［ＲＰＮ］，根据点堆动力学方程对中子通量水平测量数据Ｉ↓［ＲＰＮ］进行逆动态计算，计算得到反应性ρ↓［ｍ］；其中，Ｓ为中子源，γ为伽马噪声；　　　　步骤三、将反应性处于常数状态后的Ｉ↓［ＲＰＮ］动态响应数据，根据下式做ρ↓［ｍ］Ｉ↓［ＲＰＮ］＝ｆ（Ｉ↓［ＲＰＮ］）拟合直线，其斜率ａ↓［１］＝ρ↓［１］，截距ｂ↓［１］＝Ｓｌ－ρ↓［１］γ，　　　　ρ↓［ｍ］Ｉ↓［ＲＰＮ］＝ρＩ↓［ＲＰＮ］＋（Ｓｌ－ργ）；　　　　步骤四、用上述步骤再获得一个Ｉ↓［ＲＰＮ］动态响应数据，经处理得到斜率ａ↓［２］＝ρ↓［２］，截距ｂ↓［２］＝Ｓｌ－ρ↓［２］γ；　　　　步骤五、根据式计算得到＊＊＊。

【技术特征摘要】
1、一种反应堆中子源和伽马噪声测量方法，其特征在于包括以下步骤步骤一、获得一组动态响应的中子通量水平测量数据IRPN；步骤二、令S＝S0＝0，γ＝γ0＝0，n＝IRPN-γ0＝IRPN，根据点堆动力学方程对中子通量水平测量数据IRPN进行逆动态计算，计算得到反应性ρm；其中，S为中子源，γ为伽马噪声；步骤三、将反应性处于常数状态后的IRPN动态响应数据，根据下式做ρmIRPN＝f(IRPN)拟合直线，其斜率a1＝ρ1，截距b1＝Sl-ρ1γ， ρmIRPN＝ρIRPN+(Sl-ργ)；步骤四、用上述步骤再获得一个IRPN动态响应数据，经处理得到斜率a2＝ρ2，截距b2＝Sl-ρ2γ；步骤五、根据式计算得到<math-cwu><![CDATA[<math> <mrow><mi>&gamma;</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>b</mi> <mn>1</mn></msub><mo>-</mo><msub> <mi>b</mi> <mn>2</mn></msub> </mrow> <mrow><msub> <mi>a</mi> <mn>2</mn></msub><mo>-</mo><msub> <mi>a</mi> <mn>1</mn></msub> </mrow></mfrac><mo>,</mo> </mrow></math>]]></math-cwu><!--img id=icf0001 file=S2008100905111C00011.gif wi=20 he=10 top= 114 left = 77 img-content=drawing img-format=tif orientation=portrait inline=no/--><math-cwu><![CDATA[<math> <mrow><mfrac> <mrow><msub> <mi>b</mi> <mn>1</mn></msub><mo>+</mo><msub> <mi>a</mi> <mn>1</mn></msub><mi>&gam...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡光明，盛春燕，
申请(专利权)人：蔡光明，盛春燕，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]