高温电离室铠装电缆连接器焊接及测试

正在高温电离室中,用于传输信号的铠装电缆需要有很高的绝缘电阻,常用氧化镁作为绝缘层,但由于氧化镁在空气中接触水分极易潮解,故需要气密性高的连接器将氧化镁铠装电缆两端密封。本工作选用的是型号为HN-J1551A的电缆连接器,氧化镁铠装电缆选用的型号是1ZsFCAc 60。在经过激光焊接后,分别进行了绝缘电阻和气密封性测试,测试依据方法为:YC3.650.03578A《HN-J1551A HN连接器(带电     

高温裂变电离室气密性设计

正高温裂变电离室属于核反应堆安全级重要设备,反应堆的正常运行得益于其通过测量反应堆外孔道内中子注量率的大小及其变化速率,为反应堆保护系统提供实时有效的监控数据,进而判断得出反应堆功率水平和运行状态。在高温裂变电离室设计过程中,需要综合考虑工作模式、工作范围、气体工作压强等。电离室主要由圆筒,上、下盖板以及在上盖板的两个绝缘电极和抽气管组成。电离室长为254.8mm、外径     

低气压高分辨裂变电离室研制

为开展裂变独立产额测量,研制了一个带有Si_3N_4入射窗的低气压、纵向型屏栅电离室。通过Garfield++程序模拟计算气体的性质参数,确定了电离室的工作气体为异丁烷,最佳约化场强为3-6 V/(133 cm·Pa)。通过Geant4程序计算得到裂变碎片的射程与工作气压的关系,确定了该电离室的工作气压为35 Torr(1Torr=133.329 Pa)。用自转移~(252)Cf裂变源对电离室进行测试,得到自发裂变碎片的脉冲幅度谱,峰谷比为2.7,能量分辨率好于1%,满足裂变碎片测量的要求。     

高温电离室悬挂装置研究

正反应堆启动和换料的低功率工况下,传统的堆外裂变电离室无法测得足够的信号,所以需要在堆内布置裂变电离室来监控堆内中子通量,因为堆内电离室需要承受堆内高温等严酷条件,故又称之为高温电离室。为获得足够多的信号,高温电离室的探测单元须深入堆芯内部,为了方便信号处理,需将堆芯处探测单元产生的信号传输到反应堆外的二次仪表,悬挂装置就是连接二者的桥梁。     

裂变电离室极间电场计算

正堆用裂变电离室电极结构通常有多层平板型结构和同轴圆筒结构等,两种结构原理基本相同。为保证足够的电极涂镀面积,同轴圆筒电极需有一定的长度,这样电极筒容易受外界设备振动的影响。相对于圆筒电极,多层平板电极结构中每层电极片尺寸较小,电极片受外界设备环境振动的影响较小,因此结构的抗振性更好。针对这两种结构,对电离室极板间的电场分布进行计算。计算使用Maxwell 16.0完成,极板间的距离设定为2 mm,极间所加电压为     

小型平板铀裂变电离室研制

为了测量特定实验条件下狭小空间内中子注量率分布,研制了小型平板浓缩铀裂变电离室,该裂变室具有体积小、结构材料少等优点。论文叙述了裂变电离室的结构和制作工艺,通过测量自发衰变α粒子谱、裂变碎片谱对裂变电离室的性能进行了测试和评定,并标定了裂变电离室测量裂变碎片的探测效率。从指标上看,裂变电离室能达到设计要求和目的,可用于中子注量率的测量。     

裂变电离室系统时间性能的改进

一、引言在用时间关联法测量裂变截面以及研究裂变瞬发中子和γ时,用于定时的裂变信号上升时间应尽可能小,同时要求裂变-α幅度比大,讯噪比好。为此,我们对原有裂变电离室进行了改进,并与快电子学插件组成系统,其时间分辩和裂变电离室效率均有提高。     

裂变电离室中子探测效率与灵敏度计算

正基本上裂变中子的能量在1MeV左右,在工作的裂变电离室周围,会有大量的慢化、屏蔽材料和设备,故假设电离室中的入射中子能量为0.025eV(热中子)。中子发生裂变后,出射的两个裂变碎片朝相反方向运动(一般不考虑三裂变情况),于是进入电离室内的粒子为重核裂变碎片或轻核裂变碎片,这里先考虑重核碎片。假设裂变电离室置于均匀中子场中,中子垂直入射到电极,中子与平板电离室镀层的相互作用如图1所示。     

新型口袋式微型裂变电离室设计进展

口袋式微型裂变电离室(MPFD)是美国堪萨斯州立大学半导体材料与辐射技术实验室提出的一种具有创新性,具备耐辐照、耐高温特性的先进堆芯中子注量率探测器设计。本文简要介绍了堪萨斯州立大学MPFD的基本设计思想及其主要设计结果,并结合本研究长期以来在裂变电离室设计和研发过程中积累的经验,对MPFD进行了优化设计。目前原理型工程样机正在装配和测试中,未来有望用于核反应堆堆芯三维中子注量在线监测、材料辐照考核的原位中子注量率在线测量,以及特殊中子场下的裂变过程微观核参数研究等。     

裂变电离室用铀电镀片的制备

正电沉积法制备铀电镀片用于裂变电离室,具有溶液体积小、操作时间短和放射性废液少等优点。本文主要介绍了电极涂镀工艺的相关研究,包括实验装置设计、实验条件的选择等。电镀槽由石英制成,电镀阳极为盘成旋涡状的铂丝,电镀阴极为不锈钢电镀片,半径约为30mm。电沉积过程中,将电镀槽放在水箱里进行水浴加热,使得电沉积过程中温度保持一定。实验装置如图1所示。     

堆外核测量用裂变电离室铀膜均匀性研究

堆外核测量用裂变电离室铀膜厚度的均匀性对其测量准确性影响甚大,因此有必要探索适当的电镀工艺及检验方法,本文在对堆外核测量用裂变电离室铀膜厚度及分布特性研究的基础上,建立了一套能够用于裂变电离室圆筒形电极内壁铀膜厚度分布测量的装置,并利用该装置测量了采用竖直静置和水平动态两种工艺电镀的电极内部的铀膜厚度分布情况,对比分析了两种电镀工艺下铀膜成膜机理及分布差异原因,理论分析与实验结果吻合,可用于指导裂变电离室的生产工艺控制。     

电镀法制备裂变电离室电极铀膜北大核心CSCD

裂变电离室电极镀铀(235 U)的均匀性、镀膜厚度和结合力是影响中子探测器灵敏度等性能关键所在,以无水乙醇为电镀液,铂丝为阳极,通过考察阴极镀件(铝管)处理工艺、pH值、电流密度、电镀时间和镀液中U(Ⅵ)初始浓度对电镀效率及镀膜的影响,进而确定了电镀铀的最佳工艺参数。研究结果表明,当电流密度为6.50 mA/cm^(2)、电镀时间为30 min、pH=2.6、极间距为12 mm、镀液中U(Ⅵ)初始质量浓度为1.96 mg/mL时,电镀效率约达92.4%,镀膜厚度可达2.26 mg/cm^(2)。采用X射线光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM-EDS)等对镀层进行了表征。XPS表明U以六价态的UO_(2)+2聚合物和四价态的二氧化铀(UO_(2))形式存在,且纯度较高。SEM显示镀层表面平整、致密。划痕法测试结果表明,镀层结合力一般。     

一个适用于裂变关联实验的孪生屏栅电离室

设计制作了一个适用于裂变多参量关联实验的孪生屏栅电离室,用~(252)Cf转移裂变源分别研究了以氩-甲烷混合气体和纯甲烷为工作气体时探测器的性能。结果表明,探测裂变碎块时电离室的能量分辨不劣于金硅面垒探测器;从栅极信号确定碎片发射角的cosθ值时的分辨(FWHM)约为0.03。具有相同形状的快上升前沿波形的阴极输出信号,可作为多参量关联实验中的时间标志。     

多节点微口袋裂变电离室信号串扰的抑制

微口袋裂变电离室(micro-pocket fission detector, MPFD)是堪萨斯州立大学提出的一种新型微型裂变电离室,通过组合多个探测器形成一个多节点的探测器阵列,用于核反应堆堆芯中子注量率的三维在线监测或辐照样品处中子注量率的原位在线监测。在多节点探测器的设计过程中,由于各节点用于施加电场和输出信号的平行导线距离非常近,必须抑制各节点之间产生信号的相互串扰,以获得各节点输出信号的准确信息。本工作提出了一种3节点的MPFD设计,利用Garfiled、SRIM以及有限元分析方法对MPFD不同节点之间的串扰信号进行模拟分析,结果表明,MPFD串扰信号较主信号低1个量级,且极性相反。同时,制做了3节点的MPFD探测器样机,利用²³⁵U自发衰变产生的α粒子对两个节点之间的串扰信号进行了实验测试。实验结果与模拟计算结果一致,表明这种3节点的MPFD,由不同节点产生的串扰信号可通过信号极性和脉冲幅度进行甄别,不影响探测器对中子注量率的测量。     

移动式微型裂变电离室中子探测器研制与核特性测试

微型裂变电离室是一种反应堆上广泛使用的堆芯中子探测器。国内CPR1000核电机组的堆芯中子注量率测量系统采用移动式微型裂变电离室作为中子探头,在反应堆运行过程中测量反应堆中子通量,提供堆芯中子通量分布图,是核电站重要的安全仪控设备。对标现役国外产品的服役条件和技术指标要求,研制了一款移动式微型裂变电离室中子探测器,并参照国家标准GB/T 7164-2022和行业标准NB/T 20215-2013,对探测器的核特性进行了测试。测试结果表明：其核特性与国外产品相当,有望实现该反应堆安全产品的“国产替代”。     

电流模式下微型裂变电离室参数对探测性能的影响

裂变电离室在工作时,其内部气体中持续地发生着电离和复合过程。为了进一步了解这些过程对探测性能的影响,需要从等离子体物理的角度来研究裂变电离室。借助BOLSIG+以及电流模式下微型裂变电离室的基本理论模型,计算了电极的几何尺寸、裂变率以及气体电离度等参数对探测器饱和区电压范围的影响,并对结果进行了讨论。此外,根据不同电离度情况下的计算结果,对高温导致探测器饱和区电压范围变小这一现象给出了一种可能的解释。     

238U裂变电离室测量25.5MeV中子注量率

在飞行时间谱仪测量中子能谱的基础上,利用²³⁸U裂变电离室测量了中国原子能科学研究院HI-13串列加速器产生的25.5MeV中子注量率。为验证该裂变电离室测量快中子注量率的可靠性,在中国原子能科学研究院5SDH-2串列加速器上,利用该电离室和伴随α粒子装置同时测量14.8MeV中子注量率,结果在不确定度范围内一致。