铑自给能探测器延迟信号数字处理算法与实验研究

铑自给能探测器（RSPND）输出电流信号的慢响应特性严重影响反应堆内中子注量率的实时测量,不利于反应堆的控制和安全管理。采用反函数计算或各种补偿方法改进其响应特性,有利于RSPND的使用。本文研究了前向差分变换法、后向差分变换法、阶跃响应不变法及双线性变换法等4种数字处理算法,有效缩短了铑自给能探测器输出信号的响应时间,时间常数缩短到5 s以内。通过数字实验系统,验证了算法的正确性,为该探测器用于反应堆内中子注量率测量的快速响应提供了可行性。      

铑自给能探测器延迟响应消除算法研究

简单介绍了核电站堆芯核测系统的铑自给能探测器工作原理和结构,详细描述了铑自给能探测器响应延迟消除算法以及其在核电站的应用.     

基于鲁棒滤波理论的钒自给能探测器动态补偿算法研究

先进堆芯监测系统中的钒自给能探测器信号可用于重构堆芯的三维功率分布。由于自给能探测器对通量变化的响应存在延迟,为保证中子通量测量的准确性,需要对自给能探测器的输出响应进行动态补偿。本文基于鲁棒性滤波理论进行了钒自给能探测器响应延迟消除的算法研究,将相应滤波器的设计转化为线性矩阵不等式(LMI)的求解。数值模拟结果表明基于鲁棒滤波理论设计的3种滤波器均可以起到良好的延迟消除效果,并且可以有效抑制噪声的放大。     

钒自给能探测器中子响应计算方法

钒自给能探测器被广泛用作核动力反应堆的堆内固定式探测器,为堆芯中子注量率分布测量连续不断地提供信息。研究钒自给能探测器的响应电流计算方法,为堆芯在线功率分布监测与探测器设计优化提供理论依据。首先描述钒自给能探测器的响应机理与特性,然后基于Warren提出的理论模型,详细介绍中子响应电流控制方程及电子逃脱概率的计算方法,最后根据公开报道的典型钒探测器规格与实验数据进行数值模拟分析。结果显示,单位长度热中子灵敏度计算值与测量值相对偏差在±5%以内,论证了该方法的有效性与计算精度。     

低功率条件下铑自给能探测器信号噪声消除

根据铑自给能探测器频域特性,利用数字信号处理的技术中无限脉冲响应(IIR)数字滤波器设计方法,设计了一种数字滤波器对铑自给能探测器输出电流进行去噪处理,提高其在低功率水平输出电流的信噪比,保证延时消除算法的准确性。     

堆内自给能中子探测器信号电流计算方法研究

自给能中子探测器（Self-Powered Neutron Detectors,SPNDs）是核反应堆监测和保护系统的核心设备,其测量到的电流直接反映堆芯功率的大小和分布。探测器绝缘体是影响信号电流计算精度的主要因素,在SPND的研发设计中占有重要地位。为进一步提升SPND信号电流计算方法的精度,本文根据SPND电流产生机理以及绝缘体中固有的空间电场效应,提出了三种不同的中子、光子电流计算方法,并进行了详细的对比验证。结果表明：三种方法计算结果的差异小于1%,显示了相当的精度。此外,以反应堆工程中应用广泛的铑SPND为例,计算结果表明其信号电流主要由中子产生,光子引起的电流一般不超过5%。本文所提出的电流计算方法在反应堆上经过了大量的实验验证,理论和实验结果的差异均小于3%,证明了其有效性和精度。该方法已经应用于中国第三代先进大型压水反应堆——“华龙一号”,并具有通用性。它可用于不同类型自给能探测器的电流分析,也可为其他反应堆（如第四代快中子堆和后续的聚变堆）的堆芯监测系统提供有益的参考。     

自给能中子探测器关键材料及元件的研制进展

本文介绍了我国在运核电机组的基本状况以及国内核电自给能中子探测器的发展形势.详细分析了自给能中子探测器的结构特点、原理和应用,以及三代核电技术堆内核测系统的需求和使用寿命.阐述了自给能中子探测器用关键材料的国内外研制进展,重点分析了钒丝、铑丝和铠装信号电缆的制备工艺难点以及性能要求,阐明了钒丝、铑丝的高纯化与微量元素控...     

铑自给能探测器电流信号计算方法及影响因素

简单介绍了核电站堆芯核测系统铑自给能探测器结构、工作原理、电流产生过程,并对自给能探测器电流计算方法和影响电流测量的相关因素进行了详细介绍和研究.     

γ辐射对堆芯自给能探测器探测性能影响研究

为确定堆芯γ射线对自给能探测器输出信号的影响。将钒和铑自给能探测器放置在试验堆某一稳定的中子和γ辐照水平下,通过停堆给自给能探测器施加一个中子注量率阶跃信号,观察探测器输出信号的变化来推断γ射线对自给能探测器输出信号的影响。     

弱中子源强度测量技术研究

简要叙述了采用 BF3正比计数管和 6Li玻璃闪烁体测量贫化铀材料的自发裂变中子发射率的实验研究及结果。实验测得贫化铀材料自发裂变中子发射率为 2 8/ s·kg,与理论预估在误差范围内一致。     

气泡中子探测器用于个人剂量监测

气泡中子探测器是可重复使用、积分型、无源剂量计。它的体积小,可对中子辐射进行直接、可视的测量。为了将气泡中子探测器用在个人剂量监测中,先验证气泡中子探测器对从0．2～15MeV能量的中子具有平直的能量响应。然后用5．10和1．3MeV的中子考察了气泡中子探测器的线性及其稳定性。     

双探测器中子剂量当量仪的探头设计

针对单探测器中子剂量当量仪的能量响应性能普遍不好的问题,设计了一种新型中子剂量当量仪,该中子剂量当量仪的探头包含有两个不同厚度慢化体球壳和两个球形3He正比计数管。用MCNP程序对分别嵌入到两个慢化体球壳中心的两个3He正比计数管的能量响应进行了计算。在周围剂量当量的结果计算时,用两个探测器的计数率之比确定1个修正因子以对探测器的计数率转换成中子周围剂量当量率进行修正。经过理论分析和实验验证,该中子剂量当量仪的能量响应性能有一定改善,可使热中子～14MeV范围内的能量响应缩小到0.7～1.3范围内。     

GaAs光电导辐射探测器响应实验研究

实验研究了具有极快响应的SI-LECGaAs光电导辐射探测器的响应,测量它对皮秒级脉冲激光的时间响应及对532nm直流激光的灵敏度。实验结果表明：SI-LECGaAs光电导辐射探测器时间响应约为100ps,与探测器偏压无关,但受测试系统的影响较大;用中子辐照改性和改进工艺的方法可提高探测器的时间响应;探测器的直流激光响应与偏压则呈线性关系。     

组合PIN脉冲中子探测器的能量响应

组合PIN脉冲中子探测器由一对PIN半导体和中子辐射体组成。理论计算了CH2和^235U分别作为中子辐射体的组合PIN脉冲中子探测器的灵敏度随中子能量的变化;用脉冲中子源实验测量了由CH2辐射体组成的探测器的14MeV中子灵敏度,实验结果与计算符合很好。     

压水堆堆内中子探测器响应函数特性研究

中子探测器响应函数是中子探测器周边区域对其读数贡献的分布函数,是将反应堆物理数值模拟计算结果与探测器实际电流相结合的有效途径。本文对中子探测器响应函数的计算公式进行了推导,并采用蒙特卡罗方法计算堆内固定式中子探测器的响应函数。针对影响中子探测器响应函数的相关因素进行了数值分析,分析结果表明,对中子吸收特性影响较大的因素,如硼酸、控制棒、可燃毒物等,对中子探测器响应函数的影响较大,需在实际的反应堆监测中着重考虑,本文中未考虑的因素影响也可采用本文类似的方法进行研究分析。     

脉冲中子全能谱测井闪烁探测器响应特性的蒙特卡罗模拟

利用蒙特卡罗方法模拟研究NaI和BGO晶体探测器对不同γ射线的响应。模拟结果表明,BGO晶体的光电峰和第一逃逸峰对计数贡献大,而NaI晶体的逃逸峰贡献大。对于井眼和地层流体分别为油和水砂岩地层,模拟改变NaI和BGO晶体探测器的直径和长度时的非弹性散射γ射线响应能谱,采用不同能窗处理方法对地层流体的分辨能力不同,选取光电峰和第一、第二逃逸峰对应的能量窗时,BGO晶体探测器比NaI晶体探测器测量的C/O（C与O的元素含量比）差值大,但受尺寸的影响不大;采用光电峰对应的能量窗时,BGO晶体探测器测量的C/O差值比NaI的大得多,且随尺寸的增加差值增大;能量道的漂移对C/O值影响较大,而能量分辨率对差值影响相对较小。     

CR-39对各向同性中子的能量响应研究

建立了由聚乙烯、铅和CR-39组成的叠层探测器探测各向同性中子能谱模型,计算了叠层探测器对各向同性中子的能量响应以及叠层探测器的能量分辨率。计算结果表明,叠层探测器的响应和能量分辨率与中子能量、聚乙烯以及铅衰减层厚度有关。聚乙烯厚度不变,响应峰值和能量分辨率随铅的厚度增加而变小;铅的厚度不变,响应峰值和能量分辨率随聚乙烯厚度增加而变大,且响应函数形状改变。