核电站辐射测量技术 凌球郭兰英李冬馀编著 原子能出版社
前言 核科学技术经历了几十年的研究和发展,对人类做出了巨大贡献,核能发电就是其突出贡 献之 核能发电的主要应用是以核反应堆作电站的动力装置和舰艇的动力装置。例如核电站和 核潜艇 核电站与其他种类电站的主要差别是核反应堆运行中有核辐射发射,所以核电站设置有 许多核辐射测量系统,的是从中得到反应堆功率及其分布的信息、一些设备的完整性信息 核电站及其周围环境放射性水平的信息等。这些信息直接或间接地被用于保障反应堆安全运 行、工作人员辋射防护和核电站及其周围环境的保护。因此,核电站辐射测量技术与其他常规 核辐射测量技术在功能上有差别,例如,核电站的有些核辐射测量系统有联动功能(但不是闭 环控制)和三级报警功能。联动功能方面如提供紧急停堆信号给有关系统,该系统接到紧急停 堆信号后就使反应堆紧急停堆;又如提供废物停止排放信号,相应的排放阀门接到这个信号后 就关闭排放阀门,使不符合排放条件的废物停止排放,待处理后再排放;三级报警是指核辐射 测量系统设置有一定的阈值、高阈值和高高阈值,当测量结果超过相应阈值时,系统就发出视 听可以区别的超阈、超高阈、超高高阈报警信号。 本书在总结“核工程与核技术”专业和核电站工程技术人员培训教学和科研成果及实际从 事核电站辐射测量工作的基础上,紧密结合核电站至今仍在运用的一些与安全有关的核辐射 测量系统编写而成,以提供给“核工程与核技术”专业本科生、研究生和核电站从事核辐射测量 与辐射防护的工程技术人员作参考。作者也希望能为研制出更先进的数字化、小型化、一体 化核辐射测量仪器提供一些基本技术。 本书所介绍的核电站辐射测量系统同样可以用于核动力装置舰艇的核辐射测量。 在本书编著过程中,南华大学赵修良副教授帮助译阅过不少资料。责任编辑袁祖伟老师 给予了许多的帮助指导,在此对他们一并表示衷心的感谢! 该书是我国第一部专门讨论核电站辐射测量技术的书,由于编著者水平有限,书中缺点和 错误在所难免,敬请读者批评指正 编著者 2001年10月
目录 第一章核电站概述…… L.1裂变反应 1.2核电站动力装置 1.2.1-回路系统………… 1.2.2-回路辅助系统…… 112444 1.2.3二回路系统 1.2.4压水堆本体结构 1.3核电站的核辐射 13.1中子辐射… 1.3.2Y辐射…… 1.3.3放射性气体与气溶胶……… ………14 1.4核电站辐射测景技术的特点 参考文献 音垂。+丶· 第二章核辐射探测原理及探测方法………… ………16 2.1核辐射探测原理……… 2.1.1带电粒子的探测原理… 2.1.2X和γ射线的探测原理………………… 2.1.3中子的探测原理 2.2气体探测器 2.2.1电离室… 22.2正比计数管……… 2.2.3GM计数管 2.24气体探测器的工作特性… 2.3半导体探测器…… 23.1半导体探测器工作原理 2.3.2PN结型半导体探测器…………… 2.3.3锂漂移型半导体探测器… 23.4高纯锗(FPGe)探测器 2.4闪烁探测器 ·········· 2,4.1闪烁探测器的工作原理 24.2闪烁体………………………………………………… 2.4.3光电倍增管………… 2.4.4高压电源和分压器……… 2.5核辐射测量方法 251a、3放射性活度测量的小立体角法………… 25.2y射线能谱测量 2.5.3低水平放射性测量 参考文献…………………………………………5
第三章反应堆的核测量…… 3,I反应堆功率测量系 3.1.反应堆功率測量原理 3.1.2反应堆周期测量原理 3.1.3反应堆功率测量系统概述 3.1.4源量程测量通道… 1.5中间量程测量通道… 64 3.1.6功率量程测量通道 3.1.7反应堆功率测量系统测量的参量…………… 3.2堆芯中子通量密度测量系统 3.2.1堆芯中子通量密度测量系统的功能…… 3.2.2堆芯中子通量密度测量系统的组成和布局… 3.2.3机电设备 32.4中子探测器 32.5电子学设备 3.2.6堆芯屮子测量系统的工作方式 第四章核电站工艺辐射监测 4.1核裂变产生的核辐射 4.1.1裂变中子和裂变γ射线…… 4.1.2裂变产物及其辐射特性………… 4.2燃料元件包壳总破损辐射监测…… 4.2.1燃料元件棒中裂变产物的动力学方程 59%%9 4.2.2燃料元件包壳破损辐射监测的关键核素 4.2.3裂变产物由燃料元件包壳破损处向冷却剂的释放 4.2.4燃料元件包壳破损监测方法概述 103 4.2.5一回路冷却剂γ放射性的连续监测…………… 4.2.6一回路冷却剂放射性采样测量 06 4.2.7辐照后燃料元件包壳破损的啜漏检测 4.3蒸汽发生器泄漏监测………… 113 4.3.1蒸汽发生器排污系统排水的γ放射性监测……… …………II3 4.3.2蒸汽中1N的放射性测量 4.4·回路压力边界泄漏监测…………… 4.4.1安全壳内气溶胶总β放射性监测 119 4.4.2安全壳内空气中气载碘放射性监测 4.4.3安全壳内空气中情性气体放射性监测 4.44安全壳内空气中N的放射性测量 参考文献…………………… 第五章排出流辐射监测 5.1概述 900 5.2气态排出流辐射監测 5.2.1烟囱排气辐射监测…… 5.2.2凝汽器抽气排气辐射监测……………………
5.3液态排出流辐射测量 531概述…… 5.3.2采样及测量 ……………138 5.3.3校准技术 参考文献… 143 第六章区城辐射测量……… 144 6.1概述 …144 6.1.1区域辐射测量功能 【44 6.1.2区域辐射测量通道 ………………………144 6.1.3对区域辐射测量的要求………………………145 6.2区域Y辐射测量 6.2.1区域的划分… 145 622利用电离室探测器测量区域y放射性… 6.23利用GM计数管测量区域y放射性……… 624y放射性测量系统的校准技术 6.3区域中子剂量当量水平测量… 6.3.1区域中子剂量当量水平的连续测量 6.3.2场所区域中子剂量当量率的巡测……………… 6.3.3校准技术………… …………158 6.4区域空气辐射测量…… ………159 6.4.1放射性气溶胶的测量 6.4.2区域空气中放射性碘的测量… …………………162 6.4.3惰性气体放射性的测量… 164 6.4.43H和C的测量………… 6.4.5校准技术 参考文献 第七章核电站辐射实验室分析测量系统………… 7.1概述 72弱放射性总a、总β活度的测量…………… 7.2.1样品的采集 …………170 7.2.2样品的处理及制样 72.3实验室分析测量装置 ············· 172 7.2.4探测效率的刻度… 174 7.3Y核素比活度测量 7.3.1样品的采集 ……………174 7.3.2样品的处理 7.3.3Y射线谱仪… 7.3.4y锵仪的刻度 ……178 74特殊核素的测量 7.4.13H的测量 7.4.2sr的测量…… ,5探测环境条件及测量结果分析 Y90