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。