反應堆中子源和伽馬噪聲測量法的製作方法

2023-12-11 01:24:02 2

專利名稱:反應堆中子源和伽馬噪聲測量法的製作方法
源和伽馬噪聲測量法技術領域：
本發明涉及核反應堆的反應性測量，利用該方法可以測量得到反應堆的中子源和伽馬噪 聲，以提高反應堆反應性或有效增殖係數的測量精度，並擴大其測量範圍。
背景技術：
現有的核反應堆的反應性測量採用點堆動力學方程求解反應性或有效增殖係數，又稱逆 動態法，點堆動力學方程如下(1)(2)a
/
臺''其中n(t)是與時間相關的中子密度；p是堆芯的反應性；|3ieff是第i組有效緩發中子份額；Peff是有效緩發中子份額，iA#=i"fe#;對於重水堆，A#=|]Ae#; 入i是第i組緩發中子先驅核的衰變常數；Ci(t)是第i組先驅核密度；對於重水堆，緩發中子先驅核用15組；/為瞬發中子平均代時間；S是中子源。反應性儀(或反應性儀計算程序)是通過求解點堆動力學方程，得到反應堆的反應性，即逆 動態法。上述逆動態法是目前反應堆反應性測量工具反應性儀所廣泛採用反應性測量方法。但由 於缺少測量方法確定中子源S和伽馬噪聲Y，因此目前反應堆一般要求在臨界附近、中子通量 在一定的水平(一般的壓水堆要求中間量程電流在1(T8A以上)以上才能保證反應性測量精度。
發明內容
本發明的目的在於提供一種中子源和伽馬噪聲測量法，其測量原理如下將點堆動力學方程式(l)、 (2)中的^C,項消去，則有^ + ， = f" + S (3) A
& /堆外核測系統的信號lRPN除了包含由中子產生的信號之外，還包含了 Y產生的噪聲及測量系統的噪聲。這裡將Y產生的噪聲與測量系統的噪聲統稱為Y伽馬噪聲，則IRPN=n+7 (4)在用反應性儀(或程序)計算反應性過程中，令S=So， "TYo(So、 w為常數)，n=lRpN-Y，由 此測量得到的反應性為Pm，則式(3)變為formula see original document page 4將式(4)代入式(3)左邊設Y為常數，則上式變為formula see original document page 4則，根據式(3)、 (5)、 (7)，有子"+ S-,(/卿-y。) + S。 (8) 將式(4)代入上式，則就得到了已經包含反應堆反應性p、中子源S與伽馬噪聲Y的測量公式formula see original document page 4在用反應性儀(或程序)計算反應性過程中，由於缺少方法測量， 一般忽略S、y的數據。即在反應性計算中令StrO， yo=o，則上式變為= A/w +


圖1為次臨界下插棒後源量程探測器響應曲線； 圖2為PmlRPff(lRPN)擬合直線(Y(PO)。
具體實施方式
步驟一、根據實際需要，給反應堆一個較快的反應性擾動，以獲得一組動態響應的中子 通量水平測量數據Irpn。步驟二、根據點堆動力學方程對中子通量水平測量數據lRPN進行逆動態計算(令S=S0=0，Y=Y0=0， ！^Irpn-Y(TIrpn)，計算得到反應性pm。步驟三、將反應性處於常數狀態後的lRPN動態響應數據，根據式(10)做/^/目=/(/，)擬合直線，其斜率a屍p!，截距61=57-Ay。步驟四、如果分析得到伽馬噪聲的影響可忽略(在次臨界度較大的情況下，中子源的影 響大)，為了減小不必要的誤差，直接令丫=0。如果伽馬噪聲的影響不可忽略，用上述步驟再獲得一個IRPN動態響應數據，經處理得到斜率a2=p2，截距62=^/-戶^。 步驟五、根據式(ll)、 (12)，計算得到Y、 S。圖1為次臨界下插棒後源量程探測器響應曲線。其中左邊的縱坐標為反應性，單位為pcm (lpcm=l X 10—5);右邊的縱坐標為控制棒棒位，單位為步；右邊的縱坐標也代表源量程(SRC) 計數率，單位為CPS。 A是中子通量水平測量曲線；B是未經S、 y修正計算的反應性Pm(即令『Irpn， S=0); C是控制棒棒位。圖2是PmlRPN:f(lRPN)擬合直線(YfO)。其中，2A是測量數據，2B是測量數據的擬合直線。 次臨界狀態下的反應性(次臨界度)測量一直是反應堆反應性測量的難點。為了說明動態響 應反應性測量法的優點，以次臨界狀態下的反應性測量為例說明本發明。步驟一、根據上述原理， 一組穩態的測量數據是無法處理得到反應性的，即lRPN為常數 或Pm-0。因此反應堆以較快的速度插入控制棒，實現較快的反應性擾動，然後保持棒位不變。在這期間沒有其它反應性引入。同時為了獲得更好的處理結果，最好能保持2分鐘以上，以 獲得一組動態響應的中子通量水平測量數據lKra，並使中子通量水平在零功率都卜勒發熱點以 下的數據最好也能有2分鐘以上。如圖1所示的次臨界下插棒後中子通量水平動態響應曲線A， C是控制棒棒位。步驟二、根據點堆動力學方程對中子通量水平測量數據IR^進行逆動態計算(令S=0， Y=0， !^Irpn)，計算得到反應性Pm，如圖1中的曲線B。步驟三、將反應性處於常數狀態後的lRPN動態響應數據(中子通量水平在零功率都卜勒發熱點以下)，如圖1中的A，根據式(10)做pjRp^^f(lRPN)擬合直線，得到的擬合直線方程為y二 _197.95x+ 119113。其斜率a屍—197.95，截距b屍119113，如圖2中的pmlRp^f(lRra)關係點 2A、擬合直線2B。步驟四、分析表明，此時伽馬噪聲的影響可忽略，為了減小不必要的誤差，直接令7=0。 步驟五、根據式(ll)、 (12)，計算得到廣0cps， S=4.88X104cpS/s。其中瞬發中子平均代時 間1=2.442 X10-5s。本發明提供的中子源和伽馬噪聲測量法基於成熟的逆動態法，對反應堆的臨界狀態沒有 要求。即不但在臨界狀態下可以進行中子源和伽馬噪聲測量，而且在次臨界狀態下也可以測 量。由於原理中已經考慮了中子源S和伽馬噪聲Y的影響，且沒有做近似性的假設，因此測 量精度高。可以適用於各種堆型，測量精度高，可操作性好、數據處理簡單。
權利要求
1、一種反應堆中子源和伽馬噪聲測量方法，其特徵在於包括以下步驟
步驟一、獲得一組動態響應的中子通量水平測量數據IRPN；
步驟二、令S＝S0＝0，γ＝γ0＝0，n＝IRPN-γ0＝IRPN，根據點堆動力學方程對中子通量水平測量數據IRPN進行逆動態計算，計算得到反應性ρm；其中，S為中子源，γ為伽馬噪聲；
步驟三、將反應性處於常數狀態後的IRPN動態響應數據，根據下式做ρmIRPN＝f(IRPN)擬合直線，其斜率a1＝ρ1，截距b1＝Sl-ρ1γ，

ρmIRPN＝ρIRPN+(Sl-ργ)；
步驟四、用上述步驟再獲得一個IRPN動態響應數據，經處理得到斜率a2＝ρ2，截距b2＝Sl-ρ2γ；
步驟五、根據式計算得到<![CDATA[

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2、 根據權利要求
l所述的反應堆中子源和伽馬噪聲測量方法，其特徵在於所述步驟一 中通過給反應堆一個較快的反應性擾動，以獲得一組動態響應的中子通量水平測量數據Irpn。
3、 根據權利要求
l所述的反應堆中子源和伽馬噪聲測量方法，其特徵在於所述步驟三中將反應性處於常數狀態後的lRra動態響應數據做AJa， = /C，)擬合直線，是在反應堆中子通量水平在零功率都卜勒發熱點以下進行。
4、 根據權利要求
1所述的反應堆中子源和伽馬噪聲測量方法，其特徵在於所述步驟一中給反應堆一個反應性擾動的方式為，連續插入或抽出控制棒，然後保持棒位不變。
5、 根據權利要求
l所述的反應堆中子源和伽馬噪聲測量方法，其特徵在於所述步驟一 中給反應堆一個反應性擾動的方式為，連續移動燃料組件或者移動反射層，然後保持其位置 不變。
專利摘要
一種反應堆中子源和伽馬噪聲測量方法，基於逆動態測量法。首先需要獲得一組動態響應的中子通量水平測量數據IRPN；同時根據點堆動力學方程對中子通量水平測量數據IRPN進行逆動態計算(令S＝0，γ＝0，n＝IRPN)，計算得到反應性ρm；再將反應性處於常數狀態後的IRPN動態響應數據，做ρmIRPN＝f(IRPN)擬合直線，得到斜率a1和截距b1；如必要，用上述步驟再獲得一個IRPN動態響應數據，處理得到斜率a2和截距b2；最後根據公式計算出中子源和伽馬噪聲。本方法對反應堆的臨界狀態沒有要求。原理中沒有做近似性假設，因此測量精度高。本方法可適用於各種堆型，測量精度高、可操作性好、數據處理簡單。
文檔編號G21C17/10GKCN101252026SQ200810090511
公開日2008年8月27日 申請日期2008年3月25日
發明者盛春燕, 蔡光明 申請人:蔡光明;盛春燕導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan