核反应堆仪表4.pptVIP

3.4 反应堆堆芯外核检测仪表系统 3.4.3 堆芯外核检测仪表的原理和结构 4) γ补偿电离室 图中Ⅰ、Ⅱ分别表示两个电离室。电离室Ⅱ的二个电极上部涂有10B，它既对中子灵敏，又对γ灵敏。因此，在这个电离室中除产生中子电流In外，还要产生γ电流Iγ1。电离室Ⅰ的电极不涂10B，在此电离室内只产生γ电流Iγ2。若两个电离室的有效体积相等，则Iγ1= Iγ2。因为在两个电离室上加上了极性相反的电压，Iγ1和Iγ2通过电流计的方向相反，结果在电流计中流过的电流是： I=In+ Iγ1- Iγ2=In 这样就达到了补偿的目的。通过精心设计和加工，可以使γ影响减少两个数量级。 热中子灵敏度4×10-12A/（n.cm-2.s-1)； 测量热中子范围2.5×102-2.5×1010n.cm-2.s-1。 3.4 反应堆堆芯外核检测仪表系统 3.4.3 堆芯外核检测仪表的原理和结构 5) 长中子电离室 每个功率量程有一个长中子电离室。长中子电离室 灵敏度2.3×10-14A/（n.cm-2.s-1)；由几个短中子电离室组成。 高压电极内表面和收集电极外表面涂硼。 3.5 压水堆堆芯外核检测仪表系统 3.5.1 堆芯外核检测仪表系统的组成 1）探测器 按高度布局，源量程探测器的中平面在堆芯下部下处的中子源的中平面处；中间量程探测器的中平面在堆芯中平面处；四个功率量程探测器的中平面也在堆芯中平面处，6个敏感段：3上；3下。 2）测量仪表柜 3）显示设备 3.5 压水堆堆芯外核检测仪表系统 3.5.2 堆芯外核检测仪表量程 中子通量：0.1n.cm-2.s-1～5×1010n.cm-2.s-1 源量程探测器：0.1～2×105n.cm-2.s-1 中间量程探测器：2×102～5×1010n.cm-2.s-1 功率量程探测器：5×102～5×1010n.cm-2.s-1 一定范围的重叠，相互校核，相互连锁。 显示仪表量程与探测器不同：源量程仪表1～107CPS；中间量程仪表10-11～10-3A（安培）；功率量程仪表0～120%Pn（满功率）。 记录仪：2台功率记录仪：0～120%Pn和0～200%Pn；1台轴向功率偏差记录仪：-50%～50%Pn；1台总记录仪 3.6 快堆堆芯外核检测仪表 低功率区段：高灵敏度的BF3正比计数管； 中功率区段：U-235裂变室； 功率区段：γ补偿电离室。 3套：从停堆到超满功率运行 3.3 中子探测仪表 3.3.2 中子探测仪表的种类 1、气体探测仪表 2.硼电离室和裂变室 （2）裂变室 如果在电离室的电极上涂上裂变物质——235U，中子被235U俘获，发生裂变，裂变碎片在电离室产生电子离子对而被记录，从而探测中子。这种通过裂变法测中子的电离室就称为“裂变室”。 裂变室可以是记录脉冲的，也有记录电离电流的。优缺点？ 由于裂变反应放出的能量大，裂变室甄别γ本底的本领比硼电离室更大。 因为裂变碎片的射程很短，所以裂变材料涂层最厚不超过2mg/cm2。 3.3 中子探测仪表 3.3.2 中子探测仪表的种类 1、气体探测仪表 2.硼电离室和裂变室 它们是用来测热中子通量的。反应堆中热中子通量正比于堆的功率，因此可以用这种探测器来控制反应堆的启动和运转。 硼电离室和裂变室是目前反应堆中必不可少的控制部件。 3.3 中子探测仪表 3.3.2 中子探测仪表的种类 2、固体探测仪表 利用中子与固体的相互作用。闪烁探测器、半导体探测器 50年代以前气体探测器。50年代以后用闪烁探测器。60年代发展的半导体探测器大大改变了带电粒子和γ射线的测量技术。 但是，在中子测量方面，闪烁探测器仍然是最常用的。这是因为中子测量都是经过核反应间接测量的，而中子对物质的穿透力比带电粒子和γ射线要大得多，所以要提高中子探测器的探测效率是很不容易的。而闪烁探测器的特点是效率高，时间响应快，这对提高效率、增加计数率都是十分有利的。 3.3 中子探测仪表 3.3.2 中子探测仪表的种类 2、固体探测仪表 1）硫化锌快中子屏 快中子屏是由ZnS（Ag）粉与有机玻璃粉均匀混合，然后热压成圆柱形。其作用原理是快中子在有机玻璃中产生的反冲质子使ZnS（Ag）发光。 这种闪烁体呈乳白色，光透明度不高，所以不能做得很厚，一般最厚的是7mm。 它用于能量大于0.5MeV快中子通量密度的测量。 3.3 中子探测仪表 3.3.2 中子探测仪表的种类 2、固体探测仪表 2）硫化锌慢中子屏 它是把ZnS（Ag）、甘油和硼酸混合，压制密封在有机玻璃盖的铝盒内。中子通过10B（n，α）7Li反应产生的α和7Li使ZnS（Ag）发光，通过光电倍增管放大收集，产生信号 由于10B的热中子反应截面很大，所以慢中子屏对热中子和慢中子的效率很高。易于甄别γ本底。在甄别100μR