摘要：本研究以蒙特卡罗方法为基础,提出了一种中子灵敏度计算模型,用于堆外核探测器核性能设计研究。首先,基于探测器物理原理,得到中子灵敏度的影响因素;在此基础上,分析探测器孔道处中子场特性,提出中子灵敏度计算模型;对计算模型进行讨论得到其不确定度分析。最后对模型展开验证,结果表明计算得到的中子灵敏度与实测数据的误差在可接受范围内,验证了模型的可行性。

摘要：目前的反应堆功率监测系统要求使用单一裂变电离室在适应反应堆堆芯的高辐射场下的中子注量率测量的同时可以以高灵敏度的脉冲工作模式适应反应堆启动阶段的低中子注量率情况下的测量。然而,由于裂变碎片在易裂变物质涂层中的射程较短,具有较强的自吸收效应,因此无法通过增大裂变材料涂层厚度提升探测器的灵敏度。本文提出了一种类蜂窝结构的圆柱栅格裂变室探测器,将探测器比表面积提高为普通圆柱电离室的3倍,从而在不增加裂变物质涂层厚度的情况下,大幅度增加了裂变物质的有效质量,实现了高的中子灵敏度。基于Geant4的蒙特卡罗模拟表明21片栅格板和2.5mg/cm^(2)的^(235)U涂层的裂变电离室可以实现3cps/nv的热中子探测灵敏度。使用Garfield++对探测器内电离电子的迁移和扩散的仿真结果表明,使用Ar/CO_(2)(96/4)作为工作气体可以平衡电离电子的漂移速度和横向扩散,并实现极间电压为725V时96.5%的电子迁移效率。本文的模拟和仿真结果表明,该类蜂窝结构裂变电离室在脉冲模式下具有高的热中子灵敏度,有希望适应反应堆从启动到满功率运行的宽量程的功率监测。

摘要：反应堆核仪表系统通过一系列布置在堆外的中子探测器进行反应堆中子注量率测量,为反应堆启动、运行和安全提供初始测量信号。中间量程中子注量率测量范围超过6个量级,同时探测器输出的电流十分微弱,最小达到10pA,对测量技术要求较高。线性电流测量方法会产生由量程切换带来的测量跳变,影响反应堆周期测量稳定性,从而影响反应堆安全。本文详细分析了对数测量原理,利用对数放大电路具有宽动态范围的特点,实现了很宽的动态范围的中子注量率快速测量,避免了量程切换带来的测量数值跳变,提高了中子注量率测量和周期计算的精度。模拟探测器信号输入10pA~100μA的微电流进行测量,结果表明,对于范围达7个数量级的输人电流,测量的相对误差低于0.5%,该方案适用于反应堆中子注量率的中间量程测量。

摘要：针对目前国内核电厂核仪表系统设备主要依赖进口的现状,设计研发了一套数字化核仪表系统样机,系统样机主要包括中子探测器组件、信号调理和处理样机以及信号监控设备。通过介绍样机在商用堆上的安装和试验情况,详细分析了反应堆启堆、升功率、满功率及降功率运行期间的试验数据。试验结果表明,中子探测器与信号调理和处理样机配合良好,整套系统样机运行稳定可靠。

摘要：针对堆外核测量系统源量程脉冲计数干扰现象,提出使用脉冲计数率的功率谱均值作为判定值识别脉冲计数干扰的方法。功率谱均值的判定值根据实堆数据计算,并根据脉冲计数率大小设置3个值。使用仿真的方法验证干扰识别效果,在实堆的脉冲计数率数据基础上,叠加干扰计数。通过仿真验证,该方法能够识别持续时间为1 s、干扰强度(干扰相对于脉冲计数率的比值)在5%以上的干扰信号。

摘要：利用计算机仿真技术对裂变室宽量程电子学测量中测量频带和噪声的影响建模,并进行仿真分析。分析结果表明:裂变室的脉冲计数测量主要受测量频带的影响,在10 MHz频带内上限计数率大约为测量频带的1/10;裂变室的坎贝尔测量同时受测量频带和噪声的影响,测量频带在300 k Hz左右具有最佳的信噪比,通过降低噪声水平能有效降低下限计数率。

摘要：核反应堆核测量系统测量探测器输出的核脉冲信号,该信号后沿拖尾很长,在计数率较高时容易产生信号堆积和基线漂移等问题,导致源区计数率测量上限仅能达到10~5 Hz左右。文中基于数值微分方法,采用数字处理技术,在时域上分析了核脉冲信号经过前置放大、信号成形、低通滤波和脉冲甄别后的输出,并利用探测器实测信号进行了仿真。仿真结果表明,基于数值微分的数字处理方法可以实现相邻0.4μs脉冲信号的识别和测量,将源区测量计数率上限提升到2×10~6 Hz以上。

摘要：裂变室具有宽测量范围和高抗γ射线干扰的优点,在测量上同时引入脉冲计数方法和坎贝尔方法存在衔接难的问题。依靠堆上试验进行研究,试验费用较高且时间受限。本文尝试借助计算机模拟仿真技术,以裂变室脉冲-坎贝尔衔接段为研究对象,建模并仿真计算了裂变室脉冲-坎贝尔衔接段的动态变化过程。通过对仿真数据的分析处理,讨论滤波参数的影响以及周期与测量误差的相关性。

摘要：数字反应性仪是核电厂用于测量反应性的专用设备,能够实现宽范围的微电流测量,采用高精度驱动电路控制电磁继电器实现电流范围自动量程切换是本设备的关键技术之一。在高温环境下,继电器会出现线圈阻值变化而导致驱动电压需求增大的现象,进而导致继电器可靠性降低。为提高高温环境下微电流测控技术可靠性,重点开展不同继电器驱动方式对高温环境下数字反应性仪微电流测控技术可靠性研究。研究发现,相对于低电平驱动模式,高电平驱动模式能够有效提高高温环境下反应性仪微电流测控电路可靠性。通过高温步进试验验证,该数字反应性仪在65℃环境下,达到热平衡后的30 min内,微电流测量稳定有效。

摘要：脉冲波形信号是脉冲堆特性的反应,实际测量中易混杂大量噪声干扰信号。脉冲波形信号的在线滤波与提取对于脉冲参数的计算及脉冲堆性能研究具有重要意义。文中对脉冲波形信号进行理论分析,运用数字信号处理技术,提出滤波器的设计指标,设计基于有限冲击响应(FIR)的嵌入式数字滤波器,并将其应用于在线测量装置中。实验结果表明:该嵌入式数字滤波器可以有效滤除噪声干扰信号,实现脉冲波形信号实时在线提取与处理,有利于脉冲参数的计算。