Способ калибровки счетного канала реактиметра в импульсно-токовом режиме

Изобретение относится к области реакторных измерений и может быть использовано в системах контроля ядерных реакторов. Для повышения точности калибровки счетного канала реактиметра и расширения функциональных возможностей способа детектор нейтронов подключают к счетному и токовому каналам реактиметра. В качестве детектора используют урановую камеру деления. Выводят реактор на уровень мощности, которому соответствует ток детектора нейтронов, превышающий, по меньшей мере на порядок, значение тока, при котором реактиметр переходит в импульсный режим. После перемещения регулирующего мощность реактора органа управления контролируют производную по времени вычисляемой реактиметром реактивности. В случае изменения этой производной в момент перехода реактиметра из токового в импульсный режим регулируют второй и третий уровни дискриминации. Затем повторяют операции перемещения органа управления при вышеуказанных условиях и соответствующей корректировки уровней дискриминации до получения неизменной производной по времени вычисляемой реактиметром реактивности в момент перехода реактиметра из токового в импульсный режим. 3 ил.

 

Заявляемое техническое решение относится к области реакторных измерений и может быть использовано в системах контроля ядерных реакторов.

Одной из важнейших характеристик, определяющих динамику ядерного реактора, является реактивность, значение которой несет информацию о происходящих в реакторе процессах - разгоне реактора, работе на постоянном уровне мощности или остановке реактора. Современными приборами, предназначенными для измерения реактивности, являются цифровые реактиметры и качество их калибровки определяет точность измерения нейтронно-физических характеристик ядерных реакторов.

Известен способ калибровки счетного канала реактиметра, [патент RU №2379710, опубл. 20.01.2010], включающий размещение гамма-детекторов, подключенных к счетному каналу реактиметра, в зоне излучения гамма-источников и регулировку проверяемого счетного канала в соответствии с мощностью гамма-источников. Недостатком этого способа является его низкая точность ввиду того, что амплитудный спектр импульсов тока спектрометрического усилителя реактиметра, формируемый в этом способе под воздействием гамма излучения, отличается от аналогичного амплитудного спектра, формируемого под воздействием нейтронов в ядерном реакторе.

Наиболее близким к предлагаемому решению является способ калибровки счетного канала реактиметра [патент RU №2560531, опубл. 22.07.2015], включающий контроль нейтронного потока ядерного реактора с помощью подключенного к счетному каналу реактиметра детектора, выполненного на основе урановой камеры деления, и регулировку счетного канала реактиметра в зависимости от вычисляемой реактиметром реактивности, стабилизацию мощности ядерного реактора на фиксированном уровне и перемещение регулирующего мощность реактора органа управления из одного положения в другое в направлении, соответствующем снижению мощности. В прототипе устранен недостаток, связанный со снижением точности калибровки реактиметра, определяемый различием амплитудных спектров импульсов тока спектрометрического усилителя, формируемых под воздействием гамма-излучения - в аналоге и под воздействием нейтронов в ядерном реакторе - в прототипе. Однако существует еще один фактор, снижающий точность калибровки реактиметра при калибровке, проводимой в соответствии со способом-прототипом. А именно, калибровка в способе-прототипе проводится в счетном режиме и не учитывает возможных нарушений линейности вычисляемой реактивности при переходе из импульсного в токовый режим и обратно. Кроме того, существенным недостатком способа-прототипа является ограничение его функциональных возможностей, связанное с необходимостью создания для реализации способа специальных условий, при которых должно быть устранено влияние на показания реактиметра пространственных эффектов реактивности, обратных связей по реактивности и постоянных источников нейтронов.

Технической проблемой, стоящей перед автором заявляемого технического решения, является создание способа, позволяющего повысить точность калибровки счетного канала реактиметра за счет дополнительного использования при ее проведении токового диапазона, а также расширить функциональные возможности способа, заключающиеся в проведении калибровки без создания специальных условий, устраняющих пространственные эффекты реактивности, обратные связи по реактивности и влияние постоянных источников нейтронов.

Для решения вышеуказанной проблемы в известном способе калибровки счетного канала реактиметра, включающем

контроль нейтронного потока ядерного реактора с помощью подключенного к счетному каналу реактиметра детектора, выполненного на основе урановой камеры деления,

регулировку счетного канала реактиметра в зависимости от вычисляемой реактиметром реактивности,

стабилизацию мощности реактора на фиксированном уровне,

перемещение регулирующего мощность реактора органа управления из одного положения в другое в направлении, соответствующем снижению мощности,

калибровку проводят следующим образом:

дополнительно подключают реактиметр к детектору нейтронов по токовому каналу,

выводят реактор на уровень мощности, которому соответствует ток детектора нейтронов, превышающий, по меньшей мере, на порядок значение тока, при котором реактиметр переходит в импульсный режим,

перемещают регулирующий мощность реактора орган управления, после чего контролируют производную по времени вычисляемой реактиметром реактивности и,

в случае изменения этой производной в момент перехода реактиметра из токового режима в импульсный регулируют второй и третий уровни дискриминации,

затем повторяют операции перемещения органа управления при вышеуказанных условиях и соответствующей корректировки уровней дискриминации до получения неизменной производной по времени вычисляемой реактиметром реактивности в момент перехода реактиметра из токового в импульсный режим.

Признаки, отличающие предлагаемый способ от наиболее близкого к нему известного способа по патенту RU №2560531:

- дополнительное подключение реактиметра к детектору нейтронов по токовому каналу;

- вывод реактора на уровень мощности, которому соответствует ток детектора нейтронов, превышающий, по меньшей мере, на порядок значение тока, при котором реактиметр переходит в импульсный режим;

- перемещение регулирующего мощность реактора органа управления и контроль производной по времени вычисляемой реактиметром реактивности;

- в случае изменения указанной производной в момент перехода реактиметра из токового в импульсный режим - регулировка второго и третьего уровней дискриминации;

- повтор операции перемещения органа управления при начальном уровне мощности реактора, которому соответствует ток детектора нейтронов, превышающий по меньшей мере, на порядок значение тока, при котором реактиметр переходит в импульсный режим и операции корректировки уровней дискриминации до получения неизменной производной по времени вычисляемой реактиметром реактивности в момент перехода реактиметра из токового в импульсный режим.

Вышеуказанные признаки позволяют повысить точность калибровки счетного канала реактиметра за счет дополнительного использования при его калибровке токового диапазона, а также расширить функциональные возможности предлагаемого способа, заключающиеся в проведении калибровки без создания специальных условий, устраняющих пространственные эффекты реактивности, обратные связи по реактивности и влияние постоянных источников нейтронов.

Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются лучшим вариантом его выполнения со ссылками на прилагаемые фигуры. На фигурах изображены:

фиг. 1 - графическая иллюстрация, показывающая изменение реактивности при перемещении органов управления в направлении снижения мощности из положения, соответствующего токовому режиму, в случае нарушении линейности вычисляемой реактивности из-за недосчета импульсов;

фиг. 2 - графическая иллюстрация, показывающая изменение реактивности при перемещении органов управления в направлении снижения мощности из положения, соответствующего токовому режиму, в случае нарушении линейности вычисляемой реактивности из-за пересчета импульсов;

фиг. 3 - графическая иллюстрация, показывающая изменение реактивности при перемещении органов управления в направлении снижения мощности из положения, соответствующего токовому режиму, в случае отсутствия нарушения линейности вычисляемой реактивности, где левая ось Y представляет изменение мощностного сигнала (ток в амперах и скорость счета в импульсах в секунду) в логарифмическом масштабе, правая ось Y представляет реактивность ядерного реактора в единицах ρ/β, по оси X отложено время в секундах.

На фиг. 1-3 графики А и В представляют мощностной сигнал и реактивность, соответственно; временная метка t1 соответствует моменту начала перемещения органов управления, временная метка t2 соответствует моменту перехода реактиметра из токового в импульсный режим.

Калибровка счетных каналов реактиметра производится следующим образом.

Для практической реализации предлагаемого способа в качестве детектора может быть использована урановая камера деления КНМ с подвеской ПИК-24-1 и реактиметр ПВР-7, выпускаемый ФГУП «НИТИ им. А.П. Александрова». Урановую камеру деления, контролирующую нейтронный поток в ядерном реакторе, подключают к счетному и токовому каналам реактиметра. Выставляют величину уровней дискриминации реактиметра, например, в соответствии со значениями, указанными в прототипе: d1=(0,3÷0,5)Uн, d2=l,6Uн, d3=2,56Uн, где Uн - номинальная амплитуда импульса напряжения, поступающего со спектрометрического усилителя на вход дискриминатора. Выводят реактор на уровень мощности, которому соответствует ток детектора нейтронов, на один - два порядка превышающий значение тока, при котором реактиметр переходит в импульсный режим. При использовании указанных камеры и реактиметра, уровень мощности, на который выводят реактор при калибровке счетного канала, обеспечивает ток детектора нейтронов порядка 10-6-10-5А, что на один-два порядка, соответственно, выше тока перехода реактиметра в импульсный режим. Перемещают регулирующие мощность реактора органы управления из одного положения в другое в направлении, соответствующем снижению мощности, при этом контролируют производную по времени вычисляемой реактиметром реактивности. В случае изменения значения данной производной в момент перехода реактиметра из токового в импульсный режим, регулируют второй и третий уровни дискриминации.

Направление регулировки указанных уровней зависит от характера изменения производной по времени вычисляемой реактиметром реактивности в момент перехода реактиметра из токового в импульсный режим. Если реактивность в указанный момент времени изменяется так, как это показано на фиг. 1, то уровни дискриминации уменьшают, а если так, как на фиг. 2, то увеличивают. После такой подстройки снова выводят реактор на уровень мощности, которому соответствует ток детектора нейтронов 10-6-10-5 А, и повторяют перемещение регулирующих мощность реактора органов управления из одного положения в другое в направлении, соответствующем снижению мощности. Операцию перемещения органа управления при начальном уровне мощности реактора, которому соответствует ток детектора нейтронов 10-6-10-5 А, и корректировку уровней дискриминации повторяют до тех пор, пока будет исключено изменение производной по времени вычисляемой реактиметром реактивности в момент перехода реактиметра из токового в импульсный режим, как это показано на фиг. 3.

Способ калибровки счетного канала реактиметра в импульсно-токовом режиме, включающий контроль нейтронного потока ядерного реактора с помощью подключенного к счетному каналу реактиметра детектора, выполненного на основе урановой камеры деления, и регулировку счетного канала реактиметра в зависимости от вычисляемой реактиметром реактивности, стабилизацию мощности реактора на фиксированном уровне и перемещение регулирующего мощность реактора органа управления из одного положения в другое в направлении, соответствующем снижению мощности, отличающийся тем, что дополнительно подключают реактиметр к детектору нейтронов по токовому каналу, выводят реактор на уровень мощности, которому соответствует ток детектора нейтронов, превышающий, по меньшей мере на порядок, значение тока, при котором реактиметр переходит в импульсный режим, перемещают регулирующий мощность реактора орган управления, после чего контролируют производную по времени вычисляемой реактиметром реактивности и, в случае изменения этой производной в момент перехода реактиметра из токового в импульсный режим, регулируют второй и третий уровни дискриминации, затем повторяют операции перемещения органа управления при вышеуказанных условиях и соответствующей корректировки уровней дискриминации до получения неизменной производной по времени вычисляемой реактиметром реактивности в момент перехода реактиметра из токового в импульсный режим.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к области регистрации уровня продукта в баке-сборнике или бункере. Ядерный уровнемер для измерения уровня продукта в бункере использует множество сцинтилляторов, размещенных последовательным образом.

Группа изобретений относится к области измерительной техники, а именно к радиометрии фотонов, и может быть использована при обнаружении ядерных и радиоактивных материалов на контрольно-пропускных пунктах предприятий, где используются, хранятся или (и) перерабатываются радиоактивные нуклиды.

Группа изобретений относится к способу контроля коэффициента усиления и установки в ноль многопиксельного счетчика фотонов. Способ контроля коэффициента усиления многопиксельного счетчика фотонов содержит этапы, на которых сигналы, генерируемые устройством, принимают в течение заданных периодов, пока не будет достигнуто заданное суммарное время измерений, формируют гистограмму амплитуд на основе принятых сигналов, определяют позиции двух последовательных пиков, измеримых на этой гистограмме, генерируют сигнал ошибки, равный девиации между этими двумя пиками, и на основе этого сигнала ошибки регулируют напряжение, подаваемое на устройство, чтобы поддерживать девиацию, равную заданной величине.

Изобретение относится к способам контроля характеристик порошкообразных сцинтилляторов и люминофоров, полученных одним из известных способов, например, методами со-осаждения, твердофазного синтеза и др., и применяемых в качестве самостоятельного материала.

Изобретение относится к сенсорному устройству для обнаружения сигналов излучения. Для обеспечения высокой целостности сигналов и сохранения способности к четырехсторонней стыковке сенсорное устройство содержит сенсорную матрицу, содержащую множество детекторов, сенсорный элемент для преобразования принятых сигналов излучения в множество соответствующих электрических сигналов, элемент интерпозера, простирающийся поперечно между первой боковой стороной и второй боковой стороной, и элемент интегральной схемы.

Изобретение относится к сцинтилляционным неорганическим оксидным монокристаллам со структурой граната, предназначенным для датчиков ионизирующего излучения в задачах медицинской диагностики, экологического мониторинга, неразрушающего контроля и разведке полезных ископаемых, экспериментальной физике, устройствах для измерения в космосе.

Изобретение относится к средствам получения рентгеновских изображений путем конвертирования рентгеновского излучения в оптический диапазон и последующего преобразования в электрические сигналы.

Группа изобретений относится к области радиологической визуализации, области эмиссионной томографической визуализации, области детекторов излучения и связанным областям.

Изобретение относится к области регистрации наносекундных импульсов мягкого рентгеновского излучения (МРИ) с получением информации о спектре излучения. Технический результат – расширение эксплуатационных возможностей сцинтилляционного детектора, повышение технологичности конструкции, сборки и обслуживания сцинтилляционного детектора.

Группа изобретений относится к формированию временных меток обнаруженных квантов излучения и находит применение в области физики частиц с высокой энергией. Устройство содержит пиксельную матрицу оптического детектора, блок срабатывания метки времени и блок синхронизации.

Изобретение относится к области реакторных измерений и может быть использовано в системах контроля ядерных реакторов. Для повышения точности калибровки счетного канала реактиметра и расширения функциональных возможностей способа детектор нейтронов подключают к счетному и токовому каналам реактиметра. В качестве детектора используют урановую камеру деления. Выводят реактор на уровень мощности, которому соответствует ток детектора нейтронов, превышающий, по меньшей мере на порядок, значение тока, при котором реактиметр переходит в импульсный режим. После перемещения регулирующего мощность реактора органа управления контролируют производную по времени вычисляемой реактиметром реактивности. В случае изменения этой производной в момент перехода реактиметра из токового в импульсный режим регулируют второй и третий уровни дискриминации. Затем повторяют операции перемещения органа управления при вышеуказанных условиях и соответствующей корректировки уровней дискриминации до получения неизменной производной по времени вычисляемой реактиметром реактивности в момент перехода реактиметра из токового в импульсный режим. 3 ил.

Наверх