Способ непрерывного радиационного контроля герметичности технологического оборудования атомной станции

 

Сущность изобретения: устанавливают уровни дискриминации амплитуд потока импульсов во втором измерительном канале таким образом, чтобы он не пропускал импульсы, вызванные внешним источником ионизирующего излучения. Измеряются фоновые сигналы в первом и втором каналах в условиях отсутствия протечки технологического оборудования и воздействия внешнего источника ионизирующего излучения, далее синхронно измеряют число импульсов в первом и втором измерительных каналах, сравнивают результаты измерений со значениями пороговых уставок и вырабатывают сигнал наличия или отсутствия протечки. 2 ил.

Изобретение относится к ядерному приборостроению и может найти применение при непрерывном оперативном контроле и герметичности технологического оборудования станции (АС), например, парогенератора (ПГ) или теплообменников второго и третьего контуров. При работе АС одной из важных задач является задача контроля герметичности технологического оборудования, например, ПГ или теплообменников. Разгерметизация ПГ или теплообменника приводит к попаданию первичного радиоактивного теплоносителя во вторичный контур, в котором, в свою очередь, также появляются радиоактивные вещества, излучение которых может привести к облучению обслуживающего персонала, а сами радиоактивные вещества могут попасть в окружающую среду и вызвать ее загрязнение. Кроме того, потеря теплоносителя в первичном контуре может привести к серьезной аварии на АС и связанным с этим экономическим потерям. Следовательно, решение этой задачи предполагает создание более чувствительных способов обнаружения радиоактивных веществ в контролируемом теплоносителе. Однако контроль оборудования осуществляется в условиях действия переменного во времени естественного радиационного фона, колебания которого могут достигать ± 20% среднего значения, что с одной стороны, приводит к уменьшению чувствительности аппаратуры и наличию протечки, а с другой стороны к увеличению вероятности ложного обнаружения протечки. Кроме того, возможно попадание ионизирующего излучения от внешних источников, таких как источник цезия-137, используемых, например, при гамма-дефектоскопическом контроле оборудования, на детекторы аппаратуры контроля герметичности технологического оборудования АС. Это может привести к появлению ложного сигнала о наличии протечки и, соответственно, к отключению оборудования и снижению экономической эффективности работы АС. В связи с этим при контроле герметичности технологического оборудования необходимо увеличить эффективность контроля, что предполагает повышение чувствительности и достоверности способа обнаружения протечек оборудования. Известен способ для контроля герметичности ПГ на АС с реактором водо-водяного типа, включающий регистрацию высокоэнергетического бета-излучения радионуклида азота-16(N-16) от паропровода второго контура с помощью двух измерительных каналов на основе бета-счетчиков, преобразование энергии ионизирующего излучения в поток импульсов, причем в первом измерительном канале поток импульсов обусловлен бета-излучением радионуклида B-16 и гамма-фоном, а во втором измерительном канале гамма-фоном, измерение числа импульсов N₁ и N₁ за один и тот же интервал времени Т в первом и втором измерительных каналах соответственно, нахождение их разности, сравнение ее с пороговым уровнем, вырабатывание сигнала наличия протечки в случае превышения порогового уровня и возобновление цикла измерения. При отсутствии протечки N₁ и N₂ обусловлены гамма-фоном и, следовательно, равны. При наличии протечки в паре появляется радионуклид N-16, испускающий высокоэнергетическое бета-излучение, что приводит к возрастанию N₁ по сравнению с N₂. Следовательно, их разность становится отличной от нуля, что свидетельствует о появлении протечки в ПГ. К недостаткам этого способа следует отнести низкую чувствительность из-за сильного ослабления бета-излучения стенками чувствительных элементов измерительных каналов. Кроме того, известное техническое решение может быть использовано только для контроля теплоносителя, в котором возможно появление N-16, испускающего высокоэнергетическое бета-излучение и, следовательно, имеет узкую область применения. Известен также способ непрерывного контроля герметичности технологического оборудования АС, например, ПГ, включающий регистрацию ионизирующего излучения (гамма-излучения) от контролируемого объекта (паропроводы второго контура АС), преобразование его в поток импульсов с помощью сцинтилляционного детектора, отбор потока импульсов по одному измерительному каналу, уровни дискриминации амплитуд потока импульсов которого выбраны в интервале (0,1-3,0) МэВ, предварительное измерение на штатном месте размещения измерительного канала у контролируемого объекта числа фоновых импульсов N_ф, обусловленных внешним фоном за выбранный известным образом интервал времени Т в условиях отсутствия протечки технологического оборудования, измерение числа импульсов N за выбранный известным образом интервала времени Т, сравнение величины пропорциональной разности N-N_ф с известным пороговым уровнем, вырабатывание сигнала наличия протечки в случае превышения результата измерения этого порогового уровня и возобновление цикла измерения N. Данный способ контроля обладает несколько большей чувствительностью, чем предыдущий, ввиду меньшего ослабления гамма-излучения стенками блока детектирования, однако, колебания внешнего фона ограничивают чувствительность к протечкам и этого способа. Кроме того, у этого способа также невысокая защищенность от воздействия внешних 1 источников ионизирующих излучений, например, при гамма-дефектоскопии близко расположенного оборудования АС, что снижает достоверность измерений. Наиболее близким техническим решением к заявляемому по своей технической сущности является способ непрерывного контроля герметичности технологического оборудования АС, например, ПГ, включающий регистрацию ионизирующего излучения (гамма-излучения) от контролируемого объекта (паропроводов второго контура), преобразование его в поток импульсов, отбор потока импульсов по двум измерительным каналам с выбранными уровнями дискриминации амплитуд импульсов в интервалах 0,1-7 МэВ (первый измерительный канал), и 3-7 МэВ (второй измерительный канал),предварительное измерение на штатном месте размещения измерительных каналов у контролируемого объекта числа импульсов N_1ф и N_2ф, обусловленных фоном, в первом и втором измерительных каналах соответственно за выбранные известным образом интервалы времени Т в условиях отсутствия протечки технологического оборудования, измерение числа импульсов N₁ и N₂ в первом и втором измерительных каналах соответственно, сравнение результатов измерения в этих каналах с выбранными известным образом соответствующими пороговыми уровнями, вырабатывание сигнала наличия протечки в случае превышения результатами измерения этих уровней и возобновление цикла измерения N₁ и N₂. В первом измерительном канале регистрируются все источники ионизирующего излучения, появление которых возможно в теплоносителе в результате протечки. В основном это инертные радиоактивные газы (ИРГ) и N-16, испускающие гамма-излучение в интервале энергии от 0,1 до 7,5 МэВ. Во втором канале регистрируется только N-16. Появление протечки ПГ сопровождается одновременным возрастанием сигналов N₁ и N₂. Возрастание N₁ может быть также обусловлено воздействием внешнего источника цезий-137 при гамма-дефектоскопии близлежащего оборудования. При этом изменения N₂ происходить не будет, что является критерием отбраковки ложной информации о появлении протечки ПГ. Таким образом, этот способ обладает несколько лучшей достоверностью контроля, чем предыдущий. Необходимо отметить, что регистрация гамма-излучения N-16 во втором измерительном канале не во всех случаях позволяет исключить ложную информацию о воздействии внешнего источника, т.к. соотношение активности N-16 и ИРГ в теплоносителе паропроводов в значительной мере зависит от состояния активной зоны реактора и места протечки ПГ. Возможны случаи, когда активность ИРГ намного превышает активность N-16 и, следовательно, в отдельных случаях рост N₁, обусловленный протечкой ПГ, не будет сопровождаться ростом N₂. Это относится также к объектам контроля, например, теплообменники третьего контура АС, в теплоносителе которых в случае их разгерметизации N-16 отсутствует. Кроме того, как и в предыдущем случае колебания внешнего фона приводят к ограничению чувствительности измерительных каналов к протечкам. Таким образом, основным недостатком известного способа является его недостаточно высокая эффективность контроля. Целью изобретения является повышение эффективности непрерывного радиационного контроля герметичности технологического оборудования. Указанная цель достигается тем, что в известном канале непрерывного радиационного контроля герметичности технологического оборудования атомной станции, включающем регистрацию ионизирующего излучения от контролируемого объекта, отбор потока импульсов по двум измерительным каналам с выбранными уровнями дискриминации амплитуд импульсов, причем уровни дискриминации амплитуд потока импульсов в первом измерительном канале выбирают таким образом, чтобы обеспечить прохождение импульсов, вызванных всеми возможными источниками излучения, при наличии протечки, предварительное измерение на штатном месте размещения измерительных каналов у контролируемого объекта числа фоновых импульсов N_1ф и N_2ф в первом и втором измерительных каналах соответственно в условиях отсутствия протечки технологического оборудования, и воздействия внешнего источника, измерение числа импульсов N₁ и N₂ в первом и втором измерительных каналах соответственно, сравнение результата измерения N₁ с первым пороговым уровнем h₁, вырабатывание сигналов отсутствия или наличия протечки и возобновление цикла измерения N₁ и N₂, предварительно устанавливают уровни дискриминации амплитуд потока импульсов во втором измерительном канале таким образом, чтобы он не пропускал импульсы, вызванные внешним источником ионизирующего излучения, и в условиях отсутствия протечки технологического оборудования и воздействия внешнего источника ионизирующего излучения проводят на штатном месте размещения измерительных каналов у контролируемого объекта синхронные измерения серии фоновых значенийN_1фi} иN_2фi} i 1, 2,m, где m число измерений, выбранное так, что распределение фоновых значений близко к нормальному закону распределения случайных величин, за одни и те же интервалы Т времени измерений, определяемых из соотношения T = 1/n_2ф·δ²_н, где n_2ф фоновый поток импульсов во втором измерительном канале, с^-1; δ_н временная нестабильность потока импульсов в измерительных каналах, отн.ед. определяют m значений коэффициентов K_i N_1фi/N_2фi, находят их среднее значение К_o и стандартное отклонение σ_к, далее синхронно измеряют N₁ и N₂ за один и тот же интервал времени Т, сравнивают результат измерения N₁ с первым пороговым уровнем h₁, который выбирают из соотношения: где N_1фmax результат измерения в первом измерительном канале, соответствующий максимальному уровню внешнего фона в месте размещения контролируемого объекта; a₁ коэффициент пропорциональности; и при N₁< h₁ находят коэффициент К N₁/N₂, проверяют принадлежность отношения интервалу (-h_к, +h_к), где h_к= a_к·σ_к/K_o, а_к коэффициент пропорциональности, и, если отношение принадлежит интервалу (-h_к, +h₂), идентифицируют измеренные значения N₁ и N₂, как новые фоновые значения N_1ф и N_2ф соответственно, вырабатывают сигнал отсутствия протечки, устанавливают опорные уровни N_1п N₁, N_2п N₂ и N_1c N₁, N_2c N₂, где N_1п, N_2п опорные уровни, которые фиксируют и хранят измеренные значения N₁ и N₂ до конца следующего цикла измерения, N_1c, N_2c опорные уровни, которые фиксируют и хранят значение N₁ и N₂ во всех последующих циклах измерений, пока N₁ ≥ h₁ и возобновляют цикл измерения или, если не принадлежит интервалу (-h_к, +h_к), вырабатывают сигнал наличия протечки или воздействия внешнего источника ионизирующего излучения, аналогично устанавливают опорные уровни N_1п N₁, N_2п N₂ и N_1c N₁, N_2c N₂, и возобновляют цикл измерения, в случае, если N₁≥ h₁, сравнивают результаты измерения N₁ и N₂ и опорные уровни N_1c, N_2c и N_1п, N_2пz c выбранными пороговыми уровнями h₂, h₃, h₄, h_1п, h_2п, вырабатывают сигнал отсутствия протечки и наличия воздействия внешнего источника ионизирующего излучения или сигнал совместного наличия протечки и воздействия внешнего источника ионизирующего излучения или устанавливают новые опорные уровни N_1п N₁, N_2п N₂ и вырабатывают сигнал наличия протечки в зависимости от выхода значений N₁, N₂, N_1c, N_2c и отношений за пороговые уровни h₂, h₃, h₄ и интервалы (-h_1п, +h_1п), (-h_2п, +h_2п) соответственно, и далее возобновляют цикл измерений. Cущественное отличие предлагаемого способа заключается в сочетании следующих факторов: в выбранных определенным образом уровнях дискриминации амплитуд потока импульсов во втором измерительном канале, в установлении и выборе коэффициента К в виде отношения N₁/N₂, которое не зависит от изменения уровня внешнего фона в условиях и последовательности измерительных операций при экспериментальном определении среднего значения этого коэффициента и его стандартного отклонения σ_к, в синхронном измерении выходных сигналов N₁ и N₂, в выборе первого порогового уровня h₁ в виде где N_1фmax результат измерения потока импульсов по первому измерительному каналу, соответствующий максимальному уровню внешнего фона в месте размещения контролируемого объекта;
а₁ коэффициент пропорциональности,
в сравнении комбинаций результатов измерений N₁, N₂, N_1c, N_2c, N_2c, N_1п, N_2п и коэффициента К с пороговыми значениями h₁, h₂, h₃, h₄, h_1п, h_2п, h_к и К_o на определенным образом выбранных этапах проведения измерений и запоминания результатов измерения. Так при выбранных значениях уровней дискриминации амплитуд импульсов второго измерительного канала в нем регистрируется часть излучения радионуклидов, обусловленная протечкой технологического оборудования, и не регистрируется поток импульсов, обусловленный воздействием внешнего источника ионизирующего излучения. Поэтому в случае протечки технологического оборудования результаты измерений N₁ и N₂ в первом и втором измерительных каналах соответственно будут превышать фоновые значения сигналов N_1ф и N_2ф, в то время, как при воздействии внешнего источника только по первому измерительному каналу результат измерения N₁ будет превышать N_1ф. Следовательно, можно устранить ложную информацию о протечке технологического оборудования при воздействии внешнего источника и тем самым повысить достоверность контроля. В то же время измерение импульсных потоков по двум измерительным каналам с определенным образом выбранными уровнями дискриминации позволяет повысить чувствительность контроля протечек. Известно, что уровень внешнего фона изменяется по величине, оставаясь практически постоянным по спектральному составу. Поэтому отношение результатов измерения N₁ к N₂, обусловленных внешних фоном, не зависит от изменения внешнего фона вплоть до его максимального значения. Этому максимальному значению соответствует результат измерения по первому измерительному каналу N_1max. Поэтому, если N₁ изменяется в пределах первого порогового уровня h₁, соответствующего максимальному значению внешнего фона с учетом его статистических флуктуаций, то в этом случае, если отношение принадлежит интервалу ±h_к, где h_к= a_к·σ_к/K_o то изменение N₁ вызвано соответствующим изменением уровня внешнего фона, в противном случае изменение N₁ вызвано протечкой или воздействием внешнего источника. Таким образом, можно непрерывно следить за изменением внешнего фона, присваивая фоновым выходным сигналам N_1ф и N_2ф соответствующие текущие значения N₁ и N₂, если принадлежит интервалу ± h_к. Это позволяет в K_o·(N_1фmax- N_1фср)/a_к·σ_к·N_1фср раз увеличить чувствительность к протечке, где N_1фср результат измерения по первому измерительному каналу, соответствующий среднему уровню внешнего фона в месте размещения контролируемого объекта. Причем выигрыш в чувствительности получается тем больше, чем меньше σ_к. Эксперименты показали, что минимальное значение получается путем нахождения отношений N_1i/N_2i при синхронном измерении парN_1i, N_2i}
В этом случае σ_к не превышает σN_2ф

σ_N2ф стандартное отклонение результата измерения N_2ф;
n_2ф фоновый импульсный поток по второму измерительному каналу;
Т время одного измерения N_2ф;
δ_н временная нестабильность измерительного канала. Оптимальное время измерения Т выбрано из условия, чтобы составляющие δ_N2ф и δ_н стандартного отклонения σ_к были примерно равны, отсюда T = 1/n_2ф·δ²_н.
Оценки показывают, что реальный выигрыш в чувствительности может составлять 2-4 раза. Если N₁> h₁, то это означает, что возрастание N₁ вызвано не изменением внешнего фона, а воздействием внешнего источника или протечкой технологического оборудования. Присвоение результатов измерений N₁ и N₂ опорным уровням N_1c, N_2c, N_1п, N_2п и сравнение определенным образом установленных комбинаций значений N₁, N₂, N_1c, N_2c, N_1п, N_2п с пороговыми уровнями h₂, h₃, h₄, h_1п и N_2п проводится в определенной последовательности, что позволяет учитывать предысторию развития процесса (запоминания значения N_1c и N_2c), а также следить за динамикой развития процесса (запоминая значения N_1п и N_2п). Учет предыстории и динамики изменения результатов измерения N₁ и N₂ в совокупности с выбранными значениями уровней дискриминации амплитуд импульсов в первом и втором измерительных каналах позволяет с наперед заданными вероятностями пропуска протечки и ложного обнаружения протечки вырабатывать сигналы наличия или отсутствия протечки, наличие воздействия внешнего источника. Таким образом, повышается достоверность и информативность контроля герметичности технологического оборудования. На фиг. 1 пример выполнения устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 вариант алгоритма измерения и анализа результатов измерения. Устройство (фиг. 1) с помощью которого может быть реализован предлагаемый способ, содержит сцинтилляционный блок детектирования 1, свинцовую защиту 2, блок первичной обработки информации 3, усилитель 4, дискриминаторы первого и второго измерительных каналов 5, высоковольтный блок питания 6, блок связи 7 блока первичной обработки информации 3 с электронно-вычислительной машиной (ЭВМ) 8, ЭВМ-8, дисплей 9 и блок питания 10. Сигнальный выход блока детектирования 1 подключен ко входу усилителя 4, выходы которого связаны со входами дискриминаторов 5. Высокое напряжение на высоковольтный вход блока детектирования 1 подается с выхода высоковольтного блока питания 6. Выходы дискриминаторов 5 подключены ко входам блока связи 7, информационный выход которого соединен с информационным входом электронно-вычислительной машины 8, а управляющий вход с ее управляющим выходом. Информационный выход ЭВМ 8 соединен с информационным входом дисплея 9. Усилитель 4, дискриминаторы 5 и блок высоковольтного питания 6 размещены в блоке первичной обработки информации 3, питание которого осуществляется от блока питания 10. Способ реализуется следующим образом. У контролируемого объекта (фиг. 1) в данном примере у паропровода второго контура АС, размещают в свинцовой защите 2 сцинтилляционный блок детектирования 1, регистрирующий гамма-излучение от паропровода. С выхода блока детектирования 1 электрический импульсный сигнал подается на вход усилителя 4, который его усиливает и формирует по длительности. Затем с выхода усилителя 4 электрический импульсный сигнал поступает на входы дискриминаторов 5 Уровни дискриминации амплитуд импульсов одного из дискриминаторов 5 предварительно настраивают так, чтобы обеспечить прохождение импульсов, вызванных всеми возможными источниками излучения при наличии протечки оборудования АС. Выход этого дискриминатора образует первый измерительный канал. В случае регистрации ионизирующего излучения от второго контура уровни дискриминации первого дискриминатора 5 настраивают на регистрацию гамма-излучения в интервале энергий от 0,1 до 7,5 МэВ. Уровни дискриминации второго дискриминатора 5, образующего второй измерительный канал, предварительно настраивают так, чтобы он не пропускал импульсы, вызванные внешним источником ионизирующего излучения. Наиболее часто для гамма-дефектоскопии оборудования АС применяется внешний источник цезия-137, испускающий гамма-излучение с энергией 0,66 МэВ. Поэтому для дискриминации импульсов, соответствующих энергии 0,66 МэВ, достаточно настроить уровни дискриминации на регистрацию гамма-излучения в энергетическом интервале от 0,66х(1+2R) МэВ до 7,5 МэВ, где R разрешение в отн.ед. сцинтилляционного блока детектирования 1, которое обычно составляет (8-10)%
В блоке связи 7 осуществляется накопление информации N₁ и N₂, ее кодирование и передача на вход ЭВМ 8, которая анализирует результаты измерения N₁ и N₂, хранит их в памяти и с помощью управляющих сигналов управляет работой блока связи 7, организуя последовательность и длительность циклов измерений. Информация о текущей активности в контролируемом объекте и результаты анализа состояния контролируемого объекта отражаются на дисплее 9. Перед началом непрерывного радиационного контроля герметичности ПГ предварительно измеряют на штатном месте размещения измерительных каналов у паропровода числа фоновых импульсов N_1ф и N_2ф за интервалы времени измерения Т в первом и втором измерительных каналах соответственно в условиях отсутствия протечки ПГ и внешнего источника. Цикл измерений (см. фиг. 2) начинают с синхронного измерения за интервал времени измерения Т числа импульсов N₁ и N₂ в первом и втором измерительных каналах соответственно Затем результаты измерения N₁ сравнивают с первым значением h₁, уровень которого выбирают из следующих соображений. Уровень внешнего фона изменяется со временем примерно на ± 20% от среднего значения, оставаясь практически постоянным по спектральному составу. Поэтому отношение результатов измерения N₁ и N₂, обусловленных внешним фоном, не зависит от изменения внешнего фона вплоть до его максимального значения, которому соответствует результат измерения N_1фmax по первому измерительному каналу в месте размещения контролируемого объекта, например, паропровода второго контура. Если результат текущего измерения N₁ по первому измерительному каналу окажется больше первого порогового уровня h₁, установленного в соответствии с соотношением (второе слагаемое учитывает случайные флуктуации N_1фmax), то это означает, что превышение N₁ над N_1фmax вызвано не возрастанием уровня внешнего фона, а воздействием внешнего источника или протечкой контролируемого объекта, например, ПГ. При выборе коэффициента пропорциональности а₁ задаются вероятностью пропуска протечки α₁ и вероятностью ложного обнаружения протечки β₁. Тогда a₁ = U₁- α₁+ U₁- β₁, где U₁- α₁ и U₁- β₁ квантили, соответствующие вероятностям α₁ и β₁ соответственно. Часто задают α₁= β₁= 0,05. В этом случае U₁- α₁= U₁- β₁= 1,64 и а₁=3,28. Если N₁< h₁, то изменение N₁ может быть вызвано как изменением внешнего фона, так и протечкой ПГ или воздействием внешнего источника. Определить причину изменения N₁ можно, анализируя отношение N₁/₂. Для этого предварительно в условиях отсутствия протечки ПГ и воздействия внешнего источника проводят на штатном месте размещения измерительных каналов у паропровода второго контура АС измерения серии фоновых значенийN_1фi} иN_2фi} i 1, 2,m, где m число измерений. Число измерений m достаточно взять порядка 20. В этом случае случайные величины N₁ и N₂ будут подчиняться закону распределения, близкому к нормальному в соответствии с центральной предельной теоремой. По измеренным значениямN_1фi} иN_2фi} рассчитывают среднее значение К_o коэффициентов и стандартное отклонение σ_к. Экспериментальные исследования показали, что минимальное значение σ_к получается при синхронном измерении парN_1i, N_2i} за одни и те же интервалы времени измерения. В этом случае σ_к не превышает σ_N2ф
;
N_2ф n_2ф·T;
где относительные флуктуации случайной величины N_2ф;
σ_N2ф стандартное отклонение результата измерения N_2ф;
n_2ф фоновый импульсный поток по второму измерительному каналу;
δ_н временная нестабильность измерительного канала, которая определяется известным образом в соответствии с ГОСТами на радиометрическую аппаратуру. Оптимальное время измерения Т выбирается из условия, чтобы составляющие δ_N2ф и δ_н стандартного отклонения σ_к были примерно равны. Отсюда найдем, что T = 1/n_2ф·δ²_н. Нестабильность δ_н и фоновый импульсный поток n_2ф сцинтилляционной аппаратуры составляет около (1-2)% (0,01-0,02) и (2-3) имп/с соответственно. Тогда Т будет составлять (8,4·10² -5·10³) c. Если отношение принадлежит интервалу ± h_к, причем, К N₁/N₂; h_к= a_к·σ_к/K_o; где а_к коэффициент пропорциональности устанавливаемый аналогично а₁; то изменение N₁ вызвано соответствующим изменением уровня внешнего фона и в этом случае фоновым значениям N_1ф и N_2ф присваиваются новые значения, равные текущим значениям N₁ и N₂, соответственно и вырабатывают сигнал отсутствия протечки. Если не принадлежит интервалу ±h_к, то изменение N₁ вызвано протечкой ПГ или внешним источником, о чем вырабатывают соответствующий сигнал. Для учета предыстории развития процесса и слежения за его динамикой в каждом цикле измерения перед возобновлением нового цикла измерения текущие значения N₁ и N₂ присваиваются парам опорных уровней N_1c и N_2c и N_1п, N_2п соответственно и далее возобновляют цикл измерения. Если N₁≥ h₁, то как было отмечено ранее, это означает наличие протечки ПГ или воздействие внешнего источника ионизирующего излучения. Для детального установления причины возрастания N₁ над h₁ сравнивают результаты измерения N₁ и N₂ и опорные уровни N_1c, N_2c и N_1п, N_2п с выбранными известным образом пороговыми уровнями h₂, h₃, h₄, h_1п и h_2п, вырабатывают сигнал наличия протечки, устанавливают новые опорные уровни N_1п N₁ и N_2п N₂ и далее возобновляют цикл измерения, если выполняется любая из следующих групп условий:
N_1c ≅ h₂; N₂ > h₃; не принадлежит интервалу(-h_2п; +h_2п) или
N_1c> h₂; N₂> h_4>; не принадлежит интервалу (-h_2п;+h_2п) или
N_1c> h₂; N₂> h₄; принадлежит интервалу(-h_2п; +h_2п); принадлежит интервалу (h_1п; +h_1п) или
N_1c ≅ h₂; N₂>h₃; принадлежит интервалу(-h_2п; +h_2п); принадлежит интервалу (-h_1п; +h_1п), вырабатывают сигнал отсутствия протечки и сигнал воздействия внешнего источника ионизирующего излучения и возобновляют цикл измерения, если выполняется любая из следующих групп условий:
N_1c> h₂; N₂≅ h₄; N_2c ≅ h₃ или
N_1c≅ h₂; N₂≅ h₃,
вырабатывают сигнал совместного наличия протечки и воздействия внешнего источника ионизирующего излучения и возобновляют цикл измерений, если выполняется любая из следующих групп условий:
N_1c> h₂; N₂≅ h₄; N_2c≅ h₃ или
N_1c≅ h₂; N₂> h₃; принадлежит интервалу(-h_2п; +h_2п;
принадлежит интервалу(-h_1п; +h_1п) или
N_1c> h₂; N₂ h₄; принадлежит интервалу(-h_2п; +h_2п);
не принадлежит интервалу (h_1п; +h_1п). Пороговые уровни h₂, h₃, h₄, h_1п и h_2п установлены из следующих соотношений:

где а₂, a₃, a₄, a_1п и a_2п коэффициенты пропорциональности, установленные аналогично а₁. Вторые слагаемые в выражениях для h₂, h₃, h₄ и выражения h_1п и h_2п обусловлены флуктуациями случайных величин N_1ф, N_2ф, N_2c, N_1п и N_2п соответственно. Необходимо отметить, что наиболее вероятны следующие ситуации: имеется только внешний фон, наряду с фоном имеется воздействие внешнего источника, наряду с фоном имеется протечка ПГ, наряду с фоном и протечкой ПГ имеется воздействие внешнего источника. Ситуация, когда наряду с фоном и воздействием внешнего источника появляется протечка ПГ, маловероятна, из-за малой длительности этого воздействия, и поэтому рассматриваться не будет. П р и м е р 1. Пусть в месте размещения измерительных каналов присутствует только внешний фон, которому соответствуют результаты измерения N₁ N_1ф и N₂ N_2ф, следовательно, N₁<h. В этом случае последовательность операций (фиг 2) пойдет по этапам 1_→2_→3_→4, так как спектральный состав фона постоянен, то с доверительной вероятностью 0,975 отношение будет принадлежать интервалу ≠h_к и, следовательно, последовательность операций пойдет далее по этапам 5_→6_→8_→1 и далее цикл будет повторяться. Если уровень внешнего фона изменится, то последовательность этапов цикла останется той же самой, так как спектральный состав фона остается постоянным и, следовательно, коэффициент К сохранит свое значение. П р и м е р 2. Пусть теперь в месте размещения измерительных каналов присутствует слабое излучение внешнего источника, например, цезия-137 или произошла протечка ПГ. Уровень этого излучения такой, что N₁ не превышает h₁. В этом случае спектральный состав излучения изменится и, следовательно, изменится значение коэффициента К. Поэтому последовательность операций после этапа 4 по этапам 7_→8_→1 и далее цикл будет повторяться до тех пор, пока имеется возмущающее излучение. П р и м е р 3. Пусть сначала присутствует только внешний фон, т.е. N₁<h; а затем через некоторое время появляется постоянная протечка ПГ, уровень которой такой, что N₁>h₁. В этом случае сначала последовательность операций будет аналогична примеру 1 до тех пор, пока N₁< h₁. При этом N_1c N_1п N_1ф и N_2c N_2п N_2ф (фиг. 2, этап 8). После появления протечки после этапа 2 последуют операции этапа 9, а затем этапа 10, так как выполнено условие N_1c N_1ф≅ h₂, далее операции этапа 11, так как при появлении протечки ПГ показания возрастут одновременно как по первому, так и по второму измерительным каналам и, следовательно, N₂>h₃ затем, так как не принадлежит к интервалу (-h_2п; +h_2п); операция 12_→13_→1. При этом после этапа 13 N_1п и N_2п присвоятся текущие значения N₁ и N₂ соответственно, а N_1c и N_2c сохраняют старые значения N_1ф и N_2ф соответственно. Затем этапы операции повторятся вплоть до этапа 11, далее, так как принадлежит интервалу (-h_2п, +h_2п) и также принадлежит интервалу (-h_1п, +h_1п), то операции пойдут по этапам 15_→12_→13_→1 и далее весь цикл будет повторяться по этапам 1_→2_→9_→10_→11_→15_→12_→13_→1. При этом N_1c и N_2c будут оставаться равными N_1ф и N_2ф соответственно, а N_1п и N_2п соответственно N₁ и N₂. Теперь пусть на фоне постоянной протечки ПГ появилось воздействие внешнего источника цезия-137. В этом случае N₁ возрастает до значения N₁; a N₂ останется на прежнем уровне N₂. Тогда операции пойдут по этапам 1_→2_→9, далее, так как N_1c N_1ф≅ h₂, по этапу 10, далее так как N₂> h₃, по этапу 11 далее, так как N₂ и N_2п не изменились и остались равными N₂, по этапу 15, далее, так как N₁>N₁ и N_1п N₁ по этапам 18_→1, при этом значения N_1c, N_2c и N_1п, N_2п не изменятся, и далее весь цикл будет повторяться по этапам 1_→2_→9_→10_→11_→15_→18_→1 до тех пор, пока присутствует воздействие внешнего источника. При окончании его воздействия значение N_1' снова снизится до значения N₁ и цикл будет повторяться по этапам 1_→2_→9_→10_→11_→15_→12_→13_→1. Таким образом, предложенный способ позволяет повысить чувствительность способа контроля герметичности технологического оборудования, его достоверность и информативность, что позволяет установить неисправность оборудования на ранних стадиях. Это позволяет значительно повысить экономичность работы АС и ее радиационную безопасность, облегчает поиск неисправного оборудования и установление причины неисправности, позволяет автоматизировать процесс диагностики оборудования.

Формула изобретения

Способ непрерывного радиационного контроля герметичности технологического оборудования атомной станции, включающий регистрацию ионизирующего излучения от контролируемого объекта, отбор потока импульсов по двум измерительным каналам с выбранными уровнями дискриминации амплитуд импульсов, причем уровни дискриминации амплитуд потока импульсов в первом измерительном канале выбирают таким образом, чтобы обеспечить прохождение импульсов, вызванных всеми возможными источниками излучения при наличии протечки, предварительное измерение на штатном месте размещения измерительных каналов у контролируемого объекта числа фоновых импульсов N_ф и N_ф в первом и втором измерительных каналах соответственно в условиях отсутствия протечки технологического оборудования и воздействия внешнего источника, измерение числа импульсов N₁ и N₂ в первом и втором измерительных каналах соответственно, сравнение результата измерения N₁ с первым пороговым уровнем h₁, вырабатывание сигналов отсутствия или наличия протечки и возобновление цикла измерения N₁ и N₂, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности непрерывного радиационного контроля герметичности технологического оборудования, предварительно устанавливают уровни дискриминации амплитуд потока импульсов во втором измерительном канале таким образом, чтобы он не пропускал импульсы, вызванные внешним источником ионизирующего излучения, и в условиях отсутствия протечки технологического оборудования и воздействия внешнего источника ионизирующего излучения проводят на штатном месте размещения измерительных каналов у контролируемого объекта синхронные измерения серии фоновых значений N_1фi и N_2фi} i= 1, 2m, где m число измерений, выбранное так, что распределение фоновых значений близко к нормальному закону распределения случайных величин, за одни и те же интервалы Т времени измерений, определяемые из соотношения
T = 1/n_2ф·δ²_н,
где n_2ф фоновый поток импульсов во втором измерительном канале, с^-1;
δ_н временная нестабильность потока импульсов в измерительных каналах, отн.ед. определяют m значений коэффициентов K_i=N_1фi/N_2фi, находят их среднее значение К₀ и стандартное отклонение σ_к, далее синхронно измеряют N₁ и N₂ за один и тот же интервал Т времени, сравнивают результаты измерения N₁ с первым пороговым уровнем h₁, который выбирают из соотношения

где N_1фmax результат измерения в первом измерительном канале, соответствующий максимальному уровню внешнего фона в месте размещения контролируемого объекта;
а₁ коэффициент пропорциональности,
и при N₁<h находят коэффициент К N₁ / N₂, проверяют принадлежность отношения интервалу (-h_к, +h_к),
где h_к = a_к·σ_к/K_o;
a_к коэффициент пропорциональности,
и, если отношение принадлежит интервалу (-h_к + h_к), идентифицируют измеренные значения N₁ и N₂ как новые фоновые значения N_1ф и N_2ф соответственно, вырабатывают сигнал отсутствия протечки, устанавливают опорные уровни N_1п=N₁, N_2п= N₂ и N_1с=N₁, N_2с=N₂, где N_1п и N_2п опорные уровни, которые фиксируют и хранят измеренные значения N₁ и N₂ до конца следующего цикла измерения; N_1c и N_2c опорные уровни, которые фиксируют и хранят значения N₁ и N₂ во всех последующих циклах измерений, пока N₁≥h₁ и возобновляют цикл измерений или, если не принадлежит интервалу (-h_к, +h_к), вырабатывают сигнал наличия протечки или воздействия внешнего источника ионизирующего излучения, аналогично устанавливают опорные уровни N_1п= N₁, N_2п= N₂ и N_1с=N₁, N_2с=N₂ и возобновляют цикл измерения, в случае если N<v>1<D>≥h₁, сравнивают результаты измерения N₁ и N₂ и опорные уровни N_1с, N_2с и N_1п, N_2п с выбранными известным образом пороговыми уровнями h₂, h₃, h₄ и h_1п и h_2п, вырабатывают сигнал отсутствия протечки и наличия воздействия внешнего источника ионизирующего излучения или сигнал совместного наличия протечки и воздействия внешнего источника ионизирующего излучения или устанавливают новые опорные уровни N_1п=N₁, N_2п= N₂ и вырабатывают сигнал наличия протечки в зависимости от выхода значений N₁, N₂, N_1с, N_2с и отношений за пороговые уровни h₂, h₃, h₄, и интервалы (-h_1п, +h_1п), (-h_2п, +h_2п) соответственно, и далее возобновляют цикл измерений.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 29-2000

Извещение опубликовано: 20.10.2000        

---