反应堆核测量与辐射监测.pdf

核工程检测技术 第八章 反应堆核测量 与辐射监测 2011/4/20 核工程检测技术 2 反应堆运行监测包括功率 (中于通量)监侧、辐射监 测和热工参数监测三部分。 功率监测系统的主要职能是监测反应堆从释热到发电的 整个过程，并为功率调节系统和保护系统输送信号，以 确保反应堆的安全运行； 辐射监测的任务是测量核辐射所造成的剂量和排放物的 放射性水平，防止工作人员遭受 γ射线的外照射以及由 放射性气体或气溶胶引起的内照射所带来的危害，根据 辐射监测系统的指示也可以判断反应堆运行的安全性。 2011/4/20 核工程检测技术 3 第一节 核仪表 的工作原理 一、概述 在核电站中有各种核辐射测量任务，一个核辐射检 测装置通常由核辐射探测器、探测器输出信号的处理仪 器和其它一些附属设备组成,核辐射探测器是完成测量 任务的关键部件。 核辐射探测器的主要作用是使进入探测器灵敏区 域的核辐射转变为信号处理设备能够接收的信号，例 如电信号、光信号、声信号、热信号等。 2011/4/20 核工程检测技术 4 使用最多的三类探测器：气体探测器、半导体探测 器和闪烁探测器。这三类探测器都是把核辐射转变成电 信号，再由电信号处理设备进行分析和处理。 在学习这三类探测器时需要了解和掌握的三个主要方面： 探测器把核辐射转变为电信号的物理过程； 探测器的输出回路及其与探测器输出电信号的关系； 探侧器的主要技术指标及其用途。 2011/4/20 核工程检测技术 5 探侧器把核辐射转变为电信号的物理过程在很大程度 上决定了探测器的主要技术性能和作用。 第一个阶段：入射的粒子，如果不是带电的，如γ光子和中 子，则通过与探测器物质的相互作用，转变或产生出带电 粒了，这些带电粒子在探测器内的一个特定区域使原子或 分子电离和激发； 第二个阶段：初电离或激发的原子，在探测器的外加电场 中作定向移动，因而在探测器外部负载电路中给出一个电 流信号，称为探测器的本征电流信号。 2011/4/20 核工程检测技术 6 二、气体探测器 这里主要是指电离室、正比计数器和G －M计 数器等。因为这三种探测器将核辐射转变成为电信 号的物理过程都是在探测器内充特定气体的特定体 积中进行的，所以它们统称为气体探测器。气体探 测器的结构示意图如右上所示。 2011/4/20 核工程检测技术 7 (一)气体电离宝 电离室的工作原理可简要地概括为： 当核辐射通过一个中间充有空气，两极加上电压的容 器时，容器内空气就产生电离。若容器两极间所加的电压 足够高的话，而且正负离子的复合和损失可以忽略不计， 即所有形成的离子几乎全部被收集，这时测量电路中的电 流达到饱和。电离室就是利用核辐射对物质的电离作用， 使其工作特性处于饱和电流区间的检测装置。 用电离室作辐射探测器，则可以用核辐射剂量单位直接 进行刻度，并且可以测量强辐射场，但要求具有高的绝缘性 能、这是由于它受温度和湿度的影响大，容易产生露电。 2011/4/20 核工程检测技术 8 (二)正比计数管 正比计数器有以下几个特点 (1)正比计数器的脉冲高度比电离室增大A倍，因