本發(fā)明屬于放射性同位素測(cè)量領(lǐng)域，尤其涉及一種核反應(yīng)堆回路水中放射性同位素含量的測(cè)量方法以及裝置。

背景技術(shù)：

核反應(yīng)堆回路水中放射性物質(zhì)包括活化產(chǎn)物、燃料元件破損釋放的放射性物質(zhì)和放射性裂變產(chǎn)物等，實(shí)時(shí)測(cè)量回路水中的放射性物質(zhì)及其活度水平，對(duì)于掌握核反應(yīng)堆的運(yùn)行狀態(tài)、維護(hù)核反應(yīng)堆的安全運(yùn)行具有重要意義。

核反應(yīng)堆回路水放射性活度測(cè)量一般采用取樣測(cè)量方法，即對(duì)回路水進(jìn)行取樣，然后測(cè)量樣品的伽馬能譜，對(duì)伽馬能譜進(jìn)行分析，獲得測(cè)量樣品中伽馬放射性核素的活度。取樣測(cè)量的局限在于測(cè)量周期長(zhǎng)，不能實(shí)時(shí)掌握反應(yīng)堆的運(yùn)行狀態(tài)，耗費(fèi)時(shí)間、耗費(fèi)人力。

針對(duì)核反應(yīng)堆回路水放射性物質(zhì)活度取樣測(cè)量方法的局限，國(guó)內(nèi)外開(kāi)展了大量的核反應(yīng)堆回路水放射性活度在線(xiàn)測(cè)量的研究工作。如美國(guó)ORTEC公司研制了Sentinel裝置。國(guó)內(nèi)，北京智葳科技發(fā)展有限公司研制了核電站燃料棒破損監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(FDDS)。Sentinel和FDDS均是在核反應(yīng)堆一回路水中放射性物質(zhì)活度測(cè)量基礎(chǔ)上，通過(guò)放射性裂變產(chǎn)物分析，判斷燃料棒的破損狀態(tài)。無(wú)論是國(guó)外的還是國(guó)內(nèi)的回路水放射性物質(zhì)活度在線(xiàn)測(cè)量，都采用高純鍺探測(cè)器(或者其他伽馬能譜探測(cè)器)直接測(cè)量回路水(如測(cè)量回路水流經(jīng)的化學(xué)取樣管道)的伽馬射線(xiàn)能量沉積譜，在此基礎(chǔ)上分析得到回路水中的放射性物質(zhì)的含量。

中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一九研究所，申請(qǐng)了如下發(fā)明專(zhuān)利：一種用于測(cè)量壓水堆燃料元件破損裂變核素的輻射探測(cè)器，該專(zhuān)利僅僅申報(bào)用于保護(hù)反應(yīng)堆回路水放射性同位素監(jiān)測(cè)的探測(cè)器，與具體方法沒(méi)有關(guān)系。其具體發(fā)明描述如下：一種用于測(cè)量壓水堆燃料元件破損裂變核素的輻射探測(cè)器，包括探測(cè)器筒體、溴化鑭閃爍體、光電倍增管、信號(hào)放大傳輸電路、電磁屏蔽體，其特征是：所述探測(cè)器筒體內(nèi)側(cè)設(shè)有錫銅雙層散射吸收結(jié)構(gòu)，其中銅層靠近閃爍體一側(cè)，錫層靠近筒體一側(cè)，所述信號(hào)放大傳輸電路采用電荷積分和射極跟隨電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大和輸出，輸出端增設(shè)RC濾波電路，所述電磁屏蔽體采用坡莫合金，電磁屏蔽體包裹光電倍增管。

現(xiàn)有核反應(yīng)堆回路水放射性物質(zhì)活度在線(xiàn)測(cè)量面臨的主要問(wèn)題是，由于反應(yīng)堆內(nèi)輻照?qǐng)鲂纬傻幕罨a(chǎn)物的活度非常高，在進(jìn)行伽馬能譜測(cè)量時(shí)，由于活化產(chǎn)物的康普頓散射的貢獻(xiàn)，使得在線(xiàn)測(cè)量時(shí)得到的伽馬能譜在低能段的康普頓坪可能非常高，使得一些重要的裂變產(chǎn)物的活度的探測(cè)下限變得比較高(如Xe-133，其特征能量在82KeV)，降低了儀器的測(cè)量靈敏度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：針對(duì)反應(yīng)堆回路水中放射性同位素活度在線(xiàn)測(cè)量受到活化產(chǎn)物干擾的問(wèn)題，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種核反應(yīng)堆回路水中放射性同位素活度含量的在線(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)量方法和裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種核反應(yīng)堆回路水中放射性同位素含量的測(cè)量方法，包括：

步驟一：主探測(cè)器和反符合探測(cè)器同時(shí)對(duì)同一核反應(yīng)堆回路水中放射性同位素進(jìn)行探測(cè)；

步驟二：判斷光子計(jì)數(shù)；

若主探測(cè)器有信號(hào)，反符合探測(cè)器有信號(hào)，則不進(jìn)行光子計(jì)數(shù)；

若主探測(cè)器無(wú)信號(hào)，反符合探測(cè)器有信號(hào)，則不進(jìn)行光子計(jì)數(shù)；

若主探測(cè)器無(wú)信號(hào)，反符合探測(cè)器無(wú)信號(hào)，則不進(jìn)行光子計(jì)數(shù)；

若主探測(cè)器有信號(hào)，反符合探測(cè)器無(wú)信號(hào)，則進(jìn)行光子計(jì)數(shù)；

步驟三：將光子計(jì)數(shù)處理成反康普頓伽馬能譜；

步驟四：分析該伽馬能譜，可以得到核反應(yīng)堆回路水中含有放射性同位素的種類(lèi)，以及各種放射性同位素的含量。

進(jìn)一步地，所述反符合探測(cè)器安置在可屏蔽環(huán)境伽馬射線(xiàn)的空間內(nèi)。

一種核反應(yīng)堆回路水中放射性同位素含量的測(cè)量裝置，包括：

計(jì)算機(jī)、多道分析器、反符合電路、制冷裝置、主探測(cè)器、反符合探測(cè)器、鉛屏蔽室、準(zhǔn)直器、支承結(jié)構(gòu)；

所述計(jì)算機(jī)，用于部署能譜分析軟件；

所述多道分析器，用于處理光子計(jì)數(shù)形成反康普頓伽瑪能譜；

所述反符合電路，用于實(shí)現(xiàn)反符合功能；

所述制冷裝置，用于保證主探測(cè)器、反符合探測(cè)器在低溫條件下穩(wěn)定工作；

所述主探測(cè)器、反符合探測(cè)器，用于收集光子計(jì)數(shù)；

所述鉛屏蔽室、準(zhǔn)直器，用于屏蔽環(huán)境伽瑪射線(xiàn)；

所述支承結(jié)構(gòu)，用于安裝鉛屏蔽室；

進(jìn)一步地，所述反符合探測(cè)器安置于鉛屏蔽室內(nèi)；

進(jìn)一步地，所述主探測(cè)器為高純鍺探測(cè)器。

進(jìn)一步地，所述反符合探測(cè)器為閃爍探測(cè)器。

進(jìn)一步地，所述制冷機(jī)為電制冷裝置。

與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：能夠有效抑制放射性物質(zhì)發(fā)射出的伽馬射線(xiàn)的康普頓散射對(duì)放射性能譜康普頓坪的貢獻(xiàn)，使得伽馬能譜放射性本底更低，對(duì)放射性核素的探測(cè)下限更低，靈敏度更高。

附圖說(shuō)明

圖1核反應(yīng)堆回路水中放射性同位素含量的測(cè)量方法流程圖。

圖2核反應(yīng)堆回路水中放射性同位素含量的測(cè)量裝置組成圖。

附圖標(biāo)記：1-計(jì)算機(jī)，2-反康普頓多道分析器，3-反符合電路，4-制冷機(jī)，5-主探測(cè)器，6-反符合探測(cè)器，7-鉛屏蔽室，8-準(zhǔn)直器，9-被測(cè)核反應(yīng)堆回路，10-支承結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，核反應(yīng)堆回路水中放射性同位素含量的測(cè)量裝置，包括計(jì)算機(jī)1、反康普頓多道分析器2、反符合電路3、制冷機(jī)4、主探測(cè)器5、反符合探測(cè)器6、鉛屏蔽室7、準(zhǔn)直器8、支承結(jié)構(gòu)10。

所述反符合電路3安置于鉛屏蔽室7內(nèi)，所述支撐結(jié)構(gòu)10用于安裝鉛屏蔽室7，所述制冷機(jī)4用于保證主探測(cè)器在低溫下穩(wěn)定工作。

優(yōu)選地，制冷機(jī)4為電制冷裝置、主探測(cè)器5為高純鍺探測(cè)器、反符合探測(cè)器6為閃爍探測(cè)器。

探測(cè)方法如下：

(1)被測(cè)核反應(yīng)堆回路9不斷釋放伽馬射線(xiàn)，射線(xiàn)通過(guò)準(zhǔn)直器入射到反符合探測(cè)器6和主探測(cè)器5；

(2)上述探測(cè)器將探測(cè)信號(hào)傳遞給反符合電路3，進(jìn)行計(jì)數(shù)判斷：

若主探測(cè)器5有信號(hào)，反符合探測(cè)器6有信號(hào)，不進(jìn)行光子計(jì)數(shù)；若主探測(cè)器5無(wú)信號(hào)，反符合探測(cè)器6有信號(hào)，不進(jìn)行光子計(jì)數(shù)；若主探測(cè)器5無(wú)信號(hào)，反符合探測(cè)器6無(wú)信號(hào)，不進(jìn)行光子計(jì)數(shù)；若主探測(cè)器5有信號(hào)，反符合探測(cè)器6無(wú)信號(hào)，進(jìn)行光子計(jì)數(shù)；

(3)多道分析器2將反符合電路3得到的光子計(jì)數(shù)，處理成反康普頓伽馬能譜。

(4)通過(guò)部署在計(jì)算機(jī)1中的能譜分析軟件，分析獲得核反應(yīng)堆回路水中放射性同位素種類(lèi)及其含量。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。