一種用于測量壓水堆燃料元件破損裂變核素的輻射探測器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及核輻射探測技術領域，具體涉及一種測量壓水堆燃料元件破損裂變核素的輻射探測器，用于壓水堆核電站或其他核動力裝置燃料元件破損監測領域。
【背景技術】
[0002]反應堆燃料元件在運行過程中可能存在破損的情況發生，一旦破損嚴重，將會影響反應堆堆功率，造成反應堆運行異常，甚至觸發異常停堆。同時燃料元件破損還會造成一回路放射性水平升高。這些放射性物質會經過凈化系統排污水或蒸汽發生器泄漏至核電站其他系統當中，污染面會進一步擴大。目前對燃料元件破損監測的方法主要是使用一個電離室探測器對一回路冷卻劑過濾前的支路周圍劑量率進行監測，同時定期對一回路冷卻劑進行取樣測量。使用電離室探測器無法判斷一回路當中是否有裂變產物，同時隨著運行時間的延長，腐蝕活化產物累積過多會觸發探測器誤報警。取樣測量需要將樣品送回試驗室進行測量，會造成某些短壽命放射性核素衰變而引起測量誤差變大，同時會因為操作不當造成放射性物質泄漏，影響工作人員身體健康。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術中的不足之處，提供一種用于測量壓水堆燃料元件破損裂變核素的輻射探測器，該裝置可以實時監視反應堆一回路放射性核素活度濃度及其發展情況，提高了反應堆運行安全，同時該探測器滿足現場使用環境要求，滿足核電廠質量鑒定要求。
[0004]本實用新型的目的是通過如下技術措施來實現的:一種用于測量壓水堆燃料元件破損裂變核素的輻射探測器，包括探測器筒體、溴化鑭閃爍體、光電轉換元件、信號放大傳輸電路、電磁屏蔽體、二次散射降低結構等。
[0005]所述探測器筒體內側設有錫-銅雙層散射吸收結構，其中銅層靠近閃爍體一側，錫層靠近筒體一側，所述信號放大傳輸電路采用電荷積分和射極跟隨電路對信號進行放大和輸出，輸出端增設RC濾波電路，所述電磁屏蔽體米用坡莫合金，電磁屏蔽體包裹光電倍增管。
[0006]其中，溴化鑭閃爍體規格大于Φ 38 X 38mm，以提高Kr-88等高能裂變核素全能峰的探測效率。所述溴化鑭閃爍體底部使用彈簧鋼加工而成碟形彈簧，避免因溫度變化而造成晶體的碎裂。溴化鑭閃爍體具有高分辨率和高探測效率特性，可實現復雜測量對象下的特征核素分辨。
[0007]在上述技術方案中，探測器筒體外殼采用黑色高密度基乙烯加工而成，筒體內壁增加錫層和銅層來降低二次散射對探測器的測量干擾。錫層厚度約為1.5_，銅層厚度約為Imm0
[0008]在上述技術方案中，采用了高量子效率(光照靈敏度)和脈沖上升時間短的光電倍增管。量子效率彡2.0X104A/W，增益彡LOXlO60上升時間優于10ns，衰減時間優于30ns。
[0009]在上述技術方案中，電磁屏蔽體選用0.02mnT0.05mm厚的坡莫合金,坡莫合金中鎳含量約為80%，經1200°C退火爐進行熱處理。屏蔽膜僅包裹光電倍增管即可，總纏繞厚度^ 0.2mm。
[0010]本實用新型采用了溴化鑭閃爍體作為探測元件，同時對探測器整體進行了重新設計，滿足復雜測量對象條件下的典型裂變核素的定量測量。同時該探測器滿足60°c工作溫度下的長期運行要求。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型一種用于測量壓水堆燃料元件破損裂變核素的輻射探測器的結構示意圖。
[0012]其中:1.信號放大傳輸電路、2.坡莫合金屏蔽層、3.光電倍增管、4.溴化鑭閃爍體、5.錫-銅雙層散射吸收結構、6.高密度聚乙烯筒體、7.碟型彈簧。
【具體實施方式】
[0013]下面將結合附圖，對本實用新型中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0014]如圖1所示，本實施例提供一種用于測量壓水堆燃料元件破損裂變核素的輻射探測器，該裝置由下列部件加工而成:
[0015](I)采用耐高溫封裝的溴化鑭閃爍體4，其底部安裝壓緊碟型彈簧7，整個封裝需要在專用干燥柜中進行，防止晶體潮解變質；
[0016](2)高密度聚乙烯筒體6選用黑色材質聚乙烯，或者在白色聚乙烯筒體內部粘貼一層黑色遮光紙；
[0017](3)光電倍增管3選購日本濱松公司生產的R6231型光電倍增管，采用正高壓工作模式；
[0018](4)光電倍增管3和溴化鑭閃爍體4之間使用光導率在1.r1.5之間的甲基硅油進行光學耦合；
[0019](5)錫-銅雙層散射吸收結構5采用分層方式安裝，銅層靠近晶體一側，厚度為1mm，錫層在銅層外側，厚度為1.5mm ；
[0020](6)信號放大傳輸電路I采用兩級電荷積分放大和一級射極跟隨電路組成，信號輸出端增加RC高頻濾波電路。
【主權項】
1.一種用于測量壓水堆燃料元件破損裂變核素的輻射探測器，包括探測器筒體、溴化鑭閃爍體、光電倍增管、信號放大傳輸電路、電磁屏蔽體，其特征是:所述探測器筒體內側設有錫-銅雙層散射吸收結構，其中銅層靠近閃爍體一側，錫層靠近筒體一側，所述信號放大傳輸電路采用電荷積分和射極跟隨電路對信號進行放大和輸出，輸出端增設RC濾波電路，所述電磁屏蔽體采用坡莫合金，電磁屏蔽體包裹光電倍增管。
2.根據權利要求1所述的一種用于測量壓水堆燃料元件破損裂變核素的輻射探測器，其特征是:所述錫層厚度為1.5mm,銅層厚度為1mm。
3.根據權利要求1所述的一種用于測量壓水堆燃料元件破損裂變核素的輻射探測器，其特征是:所述探測器筒體由高密度黑色材質聚乙烯制成；或者由白色聚乙烯制成，在筒體內部粘貼一層黑色遮光紙。
4.根據權利要求1所述的一種用于測量壓水堆燃料元件破損裂變核素的輻射探測器，其特征是:所述溴化鑭閃爍體底部設置碟形彈簧。
5.根據權利要求1所述的一種用于測量壓水堆燃料元件破損裂變核素的輻射探測器，其特征是:所述電磁屏蔽體的坡莫合金厚度為0.02mnT0.05mm，坡莫合金中鎳含量為80%，電磁屏蔽體纏繞在光電倍增管上，總纏繞厚度> 0.2mm。
【專利摘要】本實用新型涉及核輻射探測技術領域，提供一種用于測量壓水堆燃料元件破損裂變核素的輻射探測器，用于壓水堆核電站或其他核動力裝置燃料元件破損監測領域，該裝置包括探測器筒體、溴化鑭閃爍體、光電轉換元件、信號放大傳輸電路、電磁屏蔽體、二次散射降低結構等。本實用新型輻射探測器可以實時監視反應堆一回路放射性核素活度濃度及其發展情況，提高了反應堆運行安全，同時該探測器滿足現場使用環境要求，滿足核電廠質量鑒定要求。
【IPC分類】G01T1-202
【公開號】CN204462398
【申請號】CN201420608742
【發明人】羅鵬, 代傳波, 程翀, 徐衛峰, 徐江濤, 畢明德, 祝嬌, 吳志斌, 左亮周
【申請人】中國船舶重工集團公司第七一九研究所
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2014年10月21日