核儀表復(fù)習(xí)參考

1、核儀表復(fù)習(xí)參考核儀表復(fù)習(xí)堆儀表檢測(cè)參數(shù)有哪些鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)生的熱量 ( 熱敏元件 ) ；鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)生的核輻射 ( 核輻射敏感元件 ) ；離開(kāi)反應(yīng)堆芯以后冷卻劑的 放射性強(qiáng)度；冷卻劑的溫度、流量、流速、壓力及純度；堆內(nèi)慢化劑水位及溫度；控制棒的位置 ( 長(zhǎng)棒、短棒、停堆棒 ) 等。儀表的絕對(duì)誤差與相對(duì)誤差絕對(duì)誤差 ： = x x0 x 測(cè)量的指示值， x0 被測(cè)量的實(shí)際值相對(duì)誤差 ：xx0 100100 00 x00 x00引用誤差與基本誤差引用誤差 ( 相對(duì)誤差 )mm1000 x x0 1000Am0Am0基本誤差是在全量程中，平衡增加或 減小時(shí)，其引用誤差的最大值。Rmmax1000Am0其中

2、： Am 儀表的量程范圍何謂儀表精度允許誤差：即儀表出廠時(shí)規(guī)定的基本誤差的最大值。精度：允許誤差去掉百分號(hào)的數(shù)字。國(guó)家儀表的精度等級(jí)為：0.1 ； 0.2 ；0.5 ；1.0 ； 1.5 ；2.5 ；4 級(jí)等?？梢?jiàn)數(shù)字越小，儀表的精度等級(jí)越高。使用儀表時(shí)且勿升級(jí)使用。儀表的變差？說(shuō)明什么問(wèn)題？變差又稱：回差、升降變差或來(lái)回變差。v = x” - x x ” 、 x 分別為被測(cè)量值平穩(wěn)增加和減小時(shí)，對(duì)儀表同一示值測(cè)得的實(shí)際值。說(shuō)明的問(wèn)題：變差小于允許誤差的儀表為合格儀表儀表靈敏度的定義是什么？靈敏度 S ：設(shè)輸入變化x引起輸出變化L輸出信號(hào)增量與輸入信號(hào)增量之比。Slx靈敏度高，不意味精確度會(huì)高

3、，要與儀表的允許誤差相適應(yīng)。探測(cè)中子的基本方法是什么？并加以比較。方法有：核反應(yīng)、核反沖、核裂變、激活化法等。一、核反應(yīng)法主要測(cè)量慢中子，有以下三種核反應(yīng)：B (n, ) 7 Li + 2.792 MeV0 = 3840 11 bLi (n, ) 3 T + 4.786 MeV0 = 936 6 b0 = 5327 10 b能量為 E n 的中子微觀截面= 0(1 )二、核反沖法中子與物質(zhì)原子核發(fā)生彈性碰撞，原子核被反沖，且?guī)б欢ㄕ姾?，選用反沖核彈性碰撞截面大的材料作為探測(cè)器靈敏物質(zhì)，就可以簡(jiǎn)接測(cè)量中子的注量率。通常是利用含氫物質(zhì)作為靈敏體。4A反沖核的反沖能表示為：EA2 En cos2(

4、1A)所以，反沖核的質(zhì)量越小反沖動(dòng)能越大，通常取氫物質(zhì)三、核裂變法由于裂變碎片是核裂變能量的載體，利用核裂變產(chǎn)生的兩個(gè)碎片，使物質(zhì)電離，可產(chǎn)生大的輸出脈沖，極易甄別 射線對(duì)測(cè)量中子通量的干擾。233U 、235 U、 239 U 對(duì)熱中子的裂變截面分別為：530b、580b、742b，所以常用作裂變探測(cè)器的靈敏體。四、活化法穩(wěn)定的原子核吸收中子后，轉(zhuǎn)變?yōu)榉派湫栽雍?，它們通常在衰變時(shí)會(huì)放出帶電粒子，由此可以簡(jiǎn)接測(cè)出中子的通量密度。例如：n +115In 116In +116In 116Sn + + 測(cè)量 的強(qiáng)度就能夠確定中子的通量密度。核反沖法測(cè)中子的原理，適于測(cè)何種中子？中子與物質(zhì)原子核發(fā)生

5、彈性碰撞，原子核被反沖，且?guī)б欢ㄕ姾桑x用反沖核彈性碰撞截面大的材料作為探測(cè)器靈敏物質(zhì)，就可以簡(jiǎn)接測(cè)量中子的注量率。通常是利用含氫物質(zhì)作為靈敏體。4A2 E n cos2反沖核的反沖能表示為：EA(1A)所以，反沖核的質(zhì)量越小反沖動(dòng)能越大，通常取氫物質(zhì)適用于測(cè)量快中子，因?yàn)槁凶拥奈战孛孑^大，而散射截面較小。9. 裂變電離室與硼電離室比較（答案詳見(jiàn)課本第20 頁(yè)最上面）硼電離室是在電離室的一個(gè)電極上涂一層濃縮10B 膜，可用于高中子通量密度的測(cè)量。裂變電離室是在電離室的一個(gè)電極上涂一層可裂變物質(zhì)（如235U）的脈沖電離室，靈敏度比硼電離室更高， 射線影響更小，更適用于高 輻射場(chǎng)內(nèi)的種子探測(cè)

6、?；罨ㄈ绾斡糜跍y(cè)堆芯中子通量？穩(wěn)定的原子核吸收中子后，轉(zhuǎn)變?yōu)榉派湫栽雍?，它們通常在衰變時(shí)會(huì)放出帶電粒子，由此可以簡(jiǎn)接測(cè)出中子的通量密度。例如：n + 115 In 116In +116In 116Sn + +測(cè)量 的強(qiáng)度就能夠確定中子的通量密度。氣體探測(cè)器中多充何種氣體？為什么？（暫未找到答案）氣體探測(cè)器有哪幾種？ GM計(jì)數(shù)管是用于測(cè)量什么量？有：電離室、正比計(jì)數(shù)管、 G M計(jì)數(shù)管GM 計(jì)數(shù)管應(yīng)用相當(dāng)廣泛，可做、 、 射線強(qiáng)度的相對(duì)測(cè)量以及源放射性的絕對(duì)測(cè)量正比計(jì)數(shù)器輸出脈沖幅度的表示式10B (n, ) 7Li 的輸出脈沖幅度為：U mA (EnQ)eW CA 是正比計(jì)數(shù)器的氣體放大倍數(shù)

7、， 通常可達(dá)到 103 105，En 是中子的動(dòng)能； Q 是反應(yīng)能； e 是電子電荷量； W 是平均電離能； C 是計(jì)數(shù)器的等效輸出電容。說(shuō)明 補(bǔ)償電離室的原理，應(yīng)用于什么場(chǎng)合？在中子電離室 ( 涂硼 ) 區(qū)，中子產(chǎn)生的電流 In ， 產(chǎn)生的電流 I ， 在電離室區(qū)內(nèi)，只有 產(chǎn)生的電流 I ，它與前者的方向相反，所以，電流表的讀數(shù)為： I = (In +I ) I = In通過(guò)調(diào)節(jié)電壓 V1 使 電流值抵消，就可補(bǔ)償 影響，測(cè)量電流即為中子產(chǎn)生的電流。什么是長(zhǎng)中子電離室？用于堆的何處、何用？在反應(yīng)堆功率測(cè)量中，中子通量很高，反應(yīng)堆軸向很長(zhǎng)，所以設(shè)計(jì)幾個(gè)短中子電離室，組成一個(gè)長(zhǎng)中子電離室， 各短

8、中子電離室的中子靈敏度可達(dá)：2.310-14 A ( n.cm 2.s )短中子電離室高壓電極 ( 負(fù)極 )的內(nèi)壁及收集極外壁涂硼，室內(nèi)充1的氦和 6的氮， 93的氬氣。由于中子產(chǎn)生的電流較大， 的影響較小。用于反應(yīng)堆堆芯外的功率量程什么事長(zhǎng)計(jì)數(shù)管？所謂長(zhǎng)計(jì)數(shù)管，是利用在很長(zhǎng)能量范圍內(nèi)探測(cè)中子的效率平坦變化的材料如聚乙烯，石蠟等，作為計(jì)數(shù)管輻射體的正比計(jì)數(shù)管。（注意區(qū)分長(zhǎng)電離室與長(zhǎng)計(jì)數(shù)管）快中子屏的構(gòu)造及探測(cè)中子的原理？硫化鋅快中子屏：把 ZnS(Ag)粉與有機(jī)玻璃粉均勻混合，熱壓成圓柱形。為提高探測(cè)效率，把這種混合體嵌在有機(jī)玻璃筒內(nèi)，制成花卷型快中子屏。利用快中子在有機(jī)玻璃中產(chǎn)生反沖質(zhì)子使硫

9、化鋅閃爍體發(fā)光，經(jīng)光電信增管輸出。慢中子屏的構(gòu)造及探測(cè)中子的原理？硫化鋅慢中子屏：把 ZnS(Ag) 粉與 B2O3 均勻混合，中子與10B 產(chǎn)生的 和 7Li與 ZnS(Ag) 閃爍體作用產(chǎn)生熒光，被光電倍增管放大為電信號(hào)輸出。閃爍體作成中空形，套在光電倍增管上，以提高探測(cè)效率。對(duì)熱中子探測(cè)效率可達(dá)5 10。易于甄別 本底。堆芯外儀表的主要功能是什么？課件答案 ：對(duì)測(cè)得的各種信號(hào)加以顯示記錄，在反應(yīng)堆裝料、啟動(dòng)、停閉及功率運(yùn)行時(shí)給操縱員提供反應(yīng)堆內(nèi)中子注量率的信息：連續(xù)監(jiān)測(cè)反應(yīng)堆功率、功率變化及功率分布；監(jiān)測(cè)反應(yīng)堆徑向功率傾斜和軸向功率偏差；向反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)提供中子信號(hào)，

10、當(dāng)中子注量率高、中子注量率變化率高時(shí)，觸發(fā)反應(yīng)堆緊急停閉。課本答案 ：運(yùn)行功能：給操作員提供反應(yīng)堆裝料、停堆、啟動(dòng)直至功率運(yùn)行工況下的反應(yīng)堆狀態(tài)信息，監(jiān)測(cè)反應(yīng)堆功率、功率變化及功率分布。還給長(zhǎng)棒控制系統(tǒng)提供堆功率信號(hào)和閉鎖信號(hào)，向松動(dòng)部件和振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供種中子噪聲信號(hào)。安全功能：向反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)提供多個(gè)緊急停堆信號(hào)和允許信號(hào)。何謂功率測(cè)量的源量程，使用什么探測(cè)器？最低量程稱為中子源啟動(dòng)量程，即源量程，特點(diǎn)是中子通量密度小， 本底較小。由兩個(gè)獨(dú)立的相同線路組成。在反應(yīng)堆停堆期間和啟動(dòng)初始階段，測(cè)量范圍從 10-1 到 2（cm2s ）使用硼正比計(jì)數(shù)管何謂功率測(cè)量的中間量程，使用什么探測(cè)器？中間

11、量程，中子通量密度已經(jīng)大增， 本底較大。量程： 10-11A 到 10-3A使用硼補(bǔ)償電離室。何謂功率測(cè)量的功率量程，使用什么探測(cè)器？功率量程是接近或達(dá)到反應(yīng)堆的滿功率，這時(shí)中子通量密度足夠大， 本底相對(duì)較小。量程： 1.7 10-7A 1.7 10-3A使用長(zhǎng)電離室。三個(gè)量程的高度位置是如何安置的？（暫不確定答案）用周期計(jì)測(cè)出 T2 值，說(shuō)明什么問(wèn)題？給操作員提供了什么信息？T2 為功率倍增周期 ( 倍增時(shí)間 ) ，顯示中子注量率變化一倍的時(shí)間T。倍增周期，代表堆功率變化趨勢(shì)、快慢和反應(yīng)堆所處的狀態(tài)。例如：T2=3s，說(shuō)明堆功率每3s 增加 1 倍，反應(yīng)堆處于超臨界狀態(tài)；T2= - 25 s

12、，說(shuō)明堆功率每25s 降低 1 倍，反應(yīng)堆處于次臨界狀態(tài)。T2= ，說(shuō)明堆功率為常數(shù)，反應(yīng)堆處于臨界狀態(tài)。如果倍增周期為一過(guò)小的正值，說(shuō)明反應(yīng)堆功率增加過(guò)快，容易失控。在啟動(dòng)反應(yīng)堆升功率時(shí)，一定要時(shí)刻監(jiān)視倍增周期，禁止其小于18 s堆芯內(nèi)核測(cè)儀所處環(huán)境如何？對(duì)儀表提出什么要求？堆芯環(huán)境 ( 險(xiǎn)惡) ：、高中子通量 ( 1012 n.cm-2.s-1) ；、強(qiáng) 場(chǎng) ( 劑量當(dāng)量 11 Sv .h ) ；、高溫 ( 210 0C) ；、高壓 ( 7106 Pa) ；、振動(dòng)(由冷卻劑流動(dòng)、沸騰引起) 。對(duì)儀表的要求：、耐受高通量中子及 的輻照損傷 ;、一次換料期間，敏感元件移動(dòng)、更換要不多于1 次;

13、、體積足夠小，適應(yīng)可利用的空間;、采取防護(hù)措施。堆芯內(nèi)核測(cè)儀的職能是什么？啟動(dòng)時(shí)的職能：、檢查堆芯功率分布是否符合設(shè)計(jì)值；、檢查事故工況設(shè)計(jì)限值是否合理；、校準(zhǔn)堆外儀表；、檢查裝料中可能出現(xiàn)的差錯(cuò)。正常運(yùn)行的職能：、檢查與燃耗對(duì)應(yīng)的功率分布;、監(jiān)測(cè)各燃料組件的燃耗;、校準(zhǔn)堆芯外核儀表 ;、探測(cè)堆芯運(yùn)行工況。涂硼電離室為什么不宜做固定式堆芯儀表？由于 10B 的熱中子反應(yīng)截面比235U 的大約 6 倍，導(dǎo)致燃耗太大，壽命縮短，所以，不宜作為固定式堆芯儀，而作為移動(dòng)式堆芯功率儀。溫度計(jì)有何優(yōu)缺點(diǎn)？?jī)?yōu)點(diǎn)是：1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜；2、高輻射下壽命較長(zhǎng)；3、信號(hào)大小正比于小范圍內(nèi)的功率水平；4、沒(méi)有涂

14、層儀由于燃耗降低靈敏度的缺點(diǎn)。缺點(diǎn)是：1、外徑尺寸較大 (0.8 cm) ；2、響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng) ( 約幾分鐘 ) ；3、緩發(fā) 強(qiáng)度對(duì)溫度的貢獻(xiàn)，限制了量程；4、靈敏度受熱通道溫度影響，1600C時(shí)比 2 300C 時(shí)大 20。分別敘述自給能探測(cè)器的工作原理。（自給能探測(cè)器是不需要外加偏壓電源的核輻射探測(cè)器。它靈敏度很低，適于在強(qiáng)輻射場(chǎng)下工作。 這是 60 年代中期出現(xiàn)的一種堆芯中子通量探測(cè)器，由中心發(fā)射體、絕緣體和收集體三部分按同軸排列而成。通過(guò)中子與發(fā)射體物質(zhì)產(chǎn)生核反應(yīng)，給出正比于中子通量的、慢變化的電流信號(hào)。因此，這是一種慢響應(yīng)的探測(cè)器。發(fā)射體靈敏物質(zhì)有銠、釩、鈷等。有衰變型和瞬變型兩種。 ）

15、原理：衰變型 ( 流型 ) ：發(fā)射體銠、釩或銀，它們與中子發(fā)生（ n， ）反應(yīng)生成活化核，活化核發(fā)生 - 衰變，部分 粒子穿過(guò)絕緣體而到達(dá)收集體，平衡后形成與中子通量正比的電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)電纜傳送到記錄儀。當(dāng)核反應(yīng)平衡后，在外電路給出一個(gè)正比于中子注量率的穩(wěn)定的電流信號(hào)。中子反應(yīng)如：瞬變型：發(fā)射體是鈷， 鈷與中子發(fā)生 (n, ) 反應(yīng)， 60Co 出射的 射線打在發(fā)射體和絕緣體上，在其內(nèi)打出次電子，當(dāng)這些電子跑到收集極后，在外電路形成一個(gè)正比于中子注量率的電流信號(hào)。這一過(guò)程是在極短時(shí)間內(nèi)發(fā)生的，時(shí)間響應(yīng)快，可作為反應(yīng)堆安全控制用。30. 堆芯測(cè)量系統(tǒng)的組成由驅(qū)動(dòng)裝置、組選擇器、路選擇器構(gòu)成 機(jī)械

16、組件 ，由安裝在堆芯測(cè)量室的分配柜 實(shí)現(xiàn)控制設(shè)備 和機(jī)械組件之間的接口，由一組 密封段 和球閥來(lái)保證反應(yīng)堆冷卻劑和堆芯注量率測(cè)量系統(tǒng)之間的密封性選擇器有哪幾種？選擇器又稱 轉(zhuǎn)換設(shè)備 , 有組選擇器 、路 - 組選擇器 和路選擇器 三種。何謂導(dǎo)向管、指套管？功能是什么？導(dǎo)向管：有 50 根，呈 L 狀，外徑 25.4 mm,璧厚 7.6 mm，長(zhǎng) 811.5 m 不等。上端與壓力容器底部對(duì)應(yīng)的套管相焊接，而下部則通過(guò)生物屏蔽墻與位于堆芯儀表室中的手動(dòng)閥密封段組件相焊接，密封一回路水。指套管：外徑 7.5 mm, 最大厚度 1.1 mm，長(zhǎng)度 13.316.2m 不等。指套管的內(nèi)壁是干燥的，微型裂

17、變室可在內(nèi)移動(dòng)；外壁與一回路水直接接觸，同樣承受與反應(yīng)堆壓力相同的水壓，指套管壁厚可比導(dǎo)向管薄，以易彎曲。指套管末端 6m長(zhǎng)度經(jīng)熱處理，涂有減摩涂層，可以由人工插入和抽拔。指套管外壁和導(dǎo)向管內(nèi)壁為一回路壓力邊界。探測(cè)器是如何由指套管進(jìn)入堆芯的？（未答）34. 五組中子探測(cè)器傳遞系統(tǒng)及組成。堆芯中子測(cè)量傳遞裝置用于把中子注量率探測(cè)器插入堆芯的道，傳遞裝置分為 5 個(gè)組 , 每組對(duì)應(yīng) 10 個(gè)堆芯測(cè)量通道。50 個(gè)測(cè)量通每組由下列幾部分構(gòu)成：一個(gè)中子注量率探測(cè)器，一套驅(qū)動(dòng)裝置，一個(gè)組選擇器，一個(gè)路 - 組選擇器，一個(gè)路選擇器， 10 個(gè)自動(dòng)控制隔離閥。核輻射劑量?jī)x種類(lèi)及應(yīng)用。氣體探測(cè)器：電離室（袖

18、珍劑量計(jì)） ，正比計(jì)數(shù)管， GM計(jì)數(shù)管固體探測(cè)器：閃爍體探測(cè)器，半導(dǎo)體探測(cè)器，熱釋光劑量計(jì)，熒光玻璃劑量計(jì)袖珍劑量計(jì)是早期使用最廣泛的個(gè)人劑量?jī)x，是一種簡(jiǎn)單的電離室。它的構(gòu)造簡(jiǎn)單，做成鋼筆狀，方便攜帶。正比計(jì)數(shù)管GM計(jì)數(shù)管是粒子強(qiáng)度探測(cè)器。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定，使用方便，價(jià)廉。得到廣泛應(yīng)用。閃爍體探測(cè)器是五十年代發(fā)展起來(lái)的核輻射探測(cè)器，時(shí)間分辨率和能量分辨率高于正比計(jì)數(shù)器而低于半導(dǎo)體探測(cè)器，探測(cè)效率可達(dá)20 % 。半導(dǎo)體探測(cè)器：是六十年代發(fā)展起來(lái)的稿射探測(cè)器，時(shí)間分辨和能量分辦很高的粒子探測(cè)器。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定，電壓低，使用方便，價(jià)廉。得到廣泛應(yīng)用。熱釋光劑量計(jì)是常用劑量?jī)x之一熒光玻璃劑量計(jì)測(cè)量照射量劑量范圍：0.05R103R。優(yōu)點(diǎn)是可多次測(cè)量，量程寬，測(cè)量精確度高，性能穩(wěn)定等。缺點(diǎn)是每次使用前要測(cè)本底劑量，低能響應(yīng)差，玻璃易碎等。無(wú)機(jī)閃爍體測(cè)量中子的原理無(wú)機(jī)閃爍體有NaI (Tl)、 CsI (Tl)、ZnS（Ag）。前兩者可測(cè) 射線，后者用來(lái)測(cè)量 粒子。其探測(cè)原理是：射線進(jìn)入晶體內(nèi)產(chǎn)生電子空穴對(duì)，導(dǎo)帶上的自由電子經(jīng)雜質(zhì)帶填充空穴，放出熒光光子。核電廠輻射劑量來(lái)源于