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.     

铑自给能中子探测器的灵敏度

本文给出了铑自给能探测器的热中子灵敏度和中子灵敏度的理论计算公式、燃耗修正公式以及不同中子温度下的换算公式。运用这些公式对ZTRh 123型铑自给能探测器的热中子灵敏度和中子灵敏度进行了理论计算,并在反应堆中对其进行了实验验证。其结果表明,理论计算值和实验标定值是相吻合的。其偏差:热中子灵敏度为8.5％,中子灵敏度为3.9％。     

MC方法计算自给能铑中子探测器灵敏度

利用MC方法结合自给能探测器空间电场效应,计算了典型的铑探测器信号电流和灵敏度并与公开文献中的实验测量值做对比验证。结果表明:使用该方法的理论计算值与实验测量值吻合良好,证明该计算方法正确可靠,而且具备相当的精度,可为大型先进压水堆堆芯测量和自给能探测器的设计研发提供参考和借鉴。     

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。     

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。     

用于自给能探测器的反函数放大器

目前,世界上核电站广泛采用自给能探测器做为堆芯通量的描绘和控制.自给能探测器优点是:结构简单;牢固;尺寸小;燃耗低;不需外加偏压。它的缺点是响应时间较慢。采用反函数放大器就可以解决这个问题。本文介绍了使整个系统的总时间常数比系统组成部分的时间常数短得多的方法,并介绍了反函数放大器的线路。     

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。     

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。      

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...     

β衰变自给能中子探测器灵敏度影响因素研究

研究推导出了发射体采用圆柱体拉丝工艺的β衰变自给能中子探测器灵敏度计算公式和β电子在绝缘层内的逃逸因子(K_g)计算公式。计算绘制了绝缘层与K_g的关系曲线。研究发现文献[1]提供的K因子图存在偏差,不适合直接应用于探测器研发。计算给出了相同机械尺寸的钒和铑探测器在恒定中子场内灵敏度随累积中子照射时间变化趋势曲线,参考堆芯中子通量分布仿真结果提出灵敏度修正需考虑堆芯轴向中子通量分布影响的观点。     

电容比和方向性对自给能γ剂量计探头的影响

本文给出了自给能γ剂量计探头在γ射线照射下积累电荷的测量结果，讨论了电容比和方向性对自给能γ剂量计探头的影响以及探头的饱和点。     

Monte Carlo Calculation of the Activation Current of a Rhodium Neutron Detector

Calculations of current-forming processes in a direct-charge rhodium detector are presented. The calculations are performed using two well-known programs – EGS4, which uses the Monte Carlo method to describe the combined transport of electrons and rays, and the MCU code, similar to the neutron code, from which, in this case, modules which are not present in EGS4 and which describe the source, geometry, and detection were used. The two codes were combined by means of an interface. Good agreement was obtained with calculations performed by other authors using the similar ITS code. It was found that the results depend strongly on the spectrum employed.     

PET复合晶体甄别电子学及算法设计

设计并实现了一种高分辨率复合晶体探测器和电子学,并提出一种系统辨识的算法。复合晶体探测由LYSO(Lu2-xYxSiO5)和YSO(Y2SiO5)两种晶体交错排列而成,目的在于提高晶格的定位能力,改善空间分辨率。由甄别电路完成对PMT(photomultiplier tube)原始信号的处理,使用了高速ADC对信号连续采样,由FPGA完成波形采集,并能够完成实时基线恢复。甄别算法是分析了探测器响应和电子学采集模型之后提出的,是一种系统辨识算法。晶体甄别是基于提取与信号的衰减时间常数相关量来完成的。对LYSO和YSO的单晶体条实验,其甄别率超过98%;并绘制了甄别后两种晶体的二维直方图(2Dmap),有效地减少晶格间交叠,提高了空间分辨率。     

核动力装置活化构件放射性存留量计算及影响因素分析

根据核动力装置的运行特点,利用ORIGEN2程序计算了核动力装置活化构件的放射性存留量,分析装置燃耗、运行模式、功率变化等因素对活化构件放射性存留量的影响.研究结果表明:放射性存留量随燃耗的增加而增加,当装置实际运行时间远大于有效运行时间时,放射性核素活度增长比例近似等于燃耗增长比例;核动力装置的运行模式直接影响活化构...     

二元慢化型高能中子剂量探测的影响因素研究

为测量高能辐射场及宇宙射线中的中子剂量,基于SMMC设计,对二元慢化型中子剂量探测器进行改进。在慢化球体中加铅等高原子序数材料层,高能中子与铅产生（n,xn）核反应,可提高高能中子的探测灵敏度,使分析的剂量单调能量上限可达10GeV。利用MCNP和FLUKA程序,对铅层位置、铅层厚度、外计数器位置、慢化体直径等因素进行注量响应计算,最终确定探头设计。     

核探测器智能直流高压电源的研制

本文阐述了一种用于核探测器的新型直流高压电源的原理及性能特点，直流高压发生电路由８０３１单片机控制，具有智能化特点，可通过键盘无按时间编程输出电压；实际输出电压由ＬＥＤ数码显示，系统在单片机监视下跟踪调整，在允许电流范围内，实现输出电压不随负载变化。     

离散纵标屏蔽计算空间自适应方法研究

离散纵标法是目前国际上通用的核装置辐射屏蔽计算的主要方法之一。空间变量离散误差对离散纵标屏蔽计算的精度至关重要。实际屏蔽计算中存在较强的非均匀性,传统的空间离散方法不能高效地在全局达到较高精度。本文采用线性间断有限元方法进行空间离散,由基于两网格的误差估计和基于残差的误差估计驱动空间网格自适应细化;基于树状结构的六面体网格,对传统的输运扫描进行改进,在粗-细网映射中保持零阶、一阶空间矩守恒。数值结果表明：线性间断有限元方法具有较好的射线传递特性和空间收敛性;自适应算法能较好地对通量密度间断、通量密度梯度大、光学厚度大的区域进行网格细化。在达到相同计算精度时,自适应方法所需的网格数较均匀细分的方法减少约1个数量级,能有效提高屏蔽计算效率。     

Geometric Control of Surface Leakage Current and Noise in Lithium Drifted Silicon Radiation Detectors

Lithium drifted silicon radiation detectors exposed to normal ambient have been shown to have a surface n-type layer which extends from the "n" side over to the " p" side of the device. In this paper a continuation of the study of surface problems is presented, and a successful method for the control of leakage current and noise due to surface breakdown is shown. Noise measurements carried out on Li-drifted silicon devices show clearly the existence of two mechanisms for surface noise generation. One has the characteristics of shot noise, while the second one is much noisier than shot noise. Surface potential measurements correlated with light probe scanning give indication as to the origin of the currents which cause the two types of noise. The measurements also suggest the desirability of increasing the resistivity of the surface layer, and show that this can be attained by increasing the magnitude of the internal fields normal to such surface. One possible way of increasing the magnitude of the fields normal to the exposed junction surface consists in shaping the Si crystal so that, after the Li drifting process has been completed, regions of high fields exist within the compensated region. A comparison of cylindrical, planar, and "inverted T" types of p-i-n devices shows the superiority of the third type of device in that it is possible to apply high bias (between 150 and 200 V/mm at room temperature) before the onset of the high noise mechanism.