基于声发射的压力管道LBB监测系统研制

核反应堆压力管道应用破前漏(LBB)技术可提高反应堆的安全性、经济性,设置LBB监测系统则是应用的前提和关键。通过分析LBB监测需求,提出了基于声収射的LBB监测方法,幵通过开展相关试验建立了LBB鉴别方法和定位定量模型。为了适应核反应堆压力管道应用环境要求,研制出一体式声収射传感器,实现了高温辐照环境下LBB探测。通过开展信号调理、抗误报警、在线自检等关键技术研究,研制出LBB监测系统。试验验证结果表明,研制的LBB监测系统各项指标满足核电厂应用要求,幵在华龙一号得到应用。     

二维三氧化钨纳米结构的合成及其在光电探测器中的应用

三氧化钨（WO₃）是制造晶体管和光电探测器的理想材料,虽然在WO₃纳米结构的生长方面已经完成了一些工作,但是制造足够长的理想型纳米线仍然是一个挑战。在众多的合成方法中,作者选择了化学气相沉积（CVD）方法合成WO₃纳米线,并对其在光电传感器中的应用进行了研究。影响WO₃纳米线成品率的主要因素是前体材料温度、基片位置、载气流速和生长持续时间。在合适的生长条件下生长的纳米线长度最长约为100 μm。这些WO₃纳米线可用来制造高性能的光电探测器,WO₃光电探测器具有灵敏度高、响应速度快、模块微型化等优良的器件性能,表明二维WO₃纳米线在光电探测器的制造中具有很大的优势。      

基于SCADE的反应堆中子倍增时间算法设计与验证

为实现反应堆装料至升功率期间对核裂变反应速率的密切监视,需对反应堆中子倍增时间进行正确稳定的测量。本文基于对中子注量率测量的统计特性分析,设计了一种适用于压水堆核仪表系统的倍增时间算法,并利用SCADE软件对实现了算法,同时在方家山核电工程2号机组上进行了堆上试验,试验验证了该算法的稳定性、及时性和有效性。因此,本研究设计的反应堆中子倍增时间算法能够应用于压水堆核仪表系统中子注量率测量信号的处理。      

长光纤ZnS探测系统的探测效率试验研究

随着快中子反应堆研究的不断发展,快中子直接测量技术成为研究焦点。提出了1种普通长光纤作为光信号传输媒介的ZnS探测系统。该系统不易受到电磁干扰,同时减小了探测器的体积。利用已有ZnS探测系统的探测效率,通过试验刻度,得到长光纤ZnS探测系统的探测效率为1.09%(2.45 MeV);同时,长光纤ZnS探测系统采集的脉冲信号时间宽度更低,降低了信号堆积的可能,有利于电子学信号采集系统分辨信号。该研究为快中子探测技术的工程应用提供了技术支撑。     

核电厂无源启动中子探测器选型与试验研究

为监测核电厂首循环装料、停堆以及启动过程中的堆芯状态,国内外核电厂一般在堆芯引入2个一次中子源组件,但一次中子源均为国外进口,存在进口受限的问题。为解决此问题,研究首循环取消一次中子源组件,采用燃料组件自发裂变产生的中子作为启动用中子源。燃料组件自发裂变产生的中子强度远低于一次中子源。针对以上情况,需在堆外采用更高灵敏度的探测器进行中子注量率的监测。本文在分析各种高灵敏度探测器基本原理的基础上,给出高灵敏度中子探测器的选型建议,并对其性能进行了试验验证,试验结果表明:3He正比计数管即使在γ剂量率大于0.1 Gy/h时,设置合适的甄别电压,也可以有效甄别γ噪声,试验验证的最大γ剂量率为1.0 Gy/h。      

基于蒙特卡罗模拟的BGO探测器探测效率研究

基于蒙特卡罗模拟方法,对比分析了圆柱型闪烁体探测器NaI(Tl)、LaBr3(Ce)及锗酸铋(BGO)对γ射线的探测效率,研究了晶体尺寸、入射γ射线能量、放射源与探测器间距离、包壳材料厚度对探测效率的影响。在相同条件下,BGO的绝对探测效率、全能峰探测效率及本征探测效率均大于LaBr3(Ce)及NaI(Tl)。对于BGO探测器,探测效率与晶体尺寸呈正相关关系;绝对探测效率及全能峰探测效率随γ射线能量的增加呈现先上升后下降趋势,本征探测效率与γ射线能量呈负相关关系;绝对探测效率及全能峰探测效率与放射源与探测器间距离呈负相关关系;包壳材料厚度对本征探测效率几乎无影响,越薄的铝制外壳可达到越好的绝对探测效率及全能峰探测效率。该研究结果能够为闪烁体探测器几何设计、产品研发和无源效率刻度提供一定参考。     

基于蒙特卡罗法的缓发中子探测装置设计

为提高缓发中子探测装置的灵敏度,设计了基于蒙特卡罗法的缓发中子探测装置。采用蒙特卡罗N-粒子传递代码（MCNP）程序和Geant4程序解决复杂螺旋管建模难点问题,完成基于BF3探测器的缓发中子探测装置模型建立及粒子输运设计,从而计算缓发中子探测效率。计算结果表明,可能由于MCNP和Geant4程序对H原子的慢化数据库或物理模型不一致,引起两种方法计算的结果误差为17%。但BF3探测器对螺旋管内中子探测效率均较高,不影响缓发中子探测装置的螺旋管状源项设计。该设计对中子探测装置的效率设计具有一定的借鉴意义。