[发明专利]一种核电站废物桶放射性的测量方法以及测量装置

说明书

本发明公开了一种核电站废物桶放射性的测量方法，方法包括以下步骤：S1、建立废物桶模型库，称量废物桶的总重量，根据废物桶模型以及总重量计算线衰减系数；S2、按照目标函数筛选确定探测器与废物桶相对的测量位置；S3、驱动探测器和/或废物桶的相对运动到达测量位置，在测量位置对废物桶进行多方位扫描，得到计数率向量；S4、根据探测效率和计数率向量计算核素的分布及总活度。本发明提供的测量方法将废物桶分区并进行建模，废物桶模型中各分区内介质均匀分布，这与实际更符合；而且本发明去除了透射源装置，通过建立废物桶模型并称重计算线衰减系数，可以减轻日常废物桶测量过程中放射源管理和高放射性源的辐射防护的压力。

技术领域

本发明涉及放射性废物测量技术，更具体地说，涉及一种核电站废物桶放射性的测量方法以及测量装置。

背景技术

在废物桶放射性测量领域，普遍采用无损检测法，其中γ扫描技术是使用最广泛的废物桶检测方法。由于不同的核素具有不同能量的特征γ射线，通过对废物桶周围γ射线扫描测量可以确定放射性废物桶中不同种类同位素种类及活度。

γ射线扫描测量技术分为分段γ扫描技术(SGS方法)和层析γ扫描技术(TGS方法)。

层析γ扫描技术测量精度比较理想，适用范围比较广，特别对于桶内材料不均匀的测量精度明显优于其他测量方法。但较高的精度严重依赖于测量的次数，多次测量联立求解方程组的解耦过程导致测量过程比较复杂，测量时间过长，对于核电厂大量的废物桶测量工作来说，并不适用。

传统的分段γ扫描技术假设在废物桶中核素与填充材料都均匀分布，这与电厂实际的工艺过程并不符合，导致测量结果偏差很大，双探测器的分段γ扫描技术通过设置两个探测器，先进行透射测量获得桶内材料的线衰减系数，以此计算出探测效率；建立两个探测器计数比值与源项环形分布半径的单调函数关系F(r)，通过计数比值、F(r)以及初始探测效率矩阵确定源项等效半径，计算在该源项等效半径下新的探测效率矩阵求解出新的计数，并按上述顺序反复迭代，收敛值为最终计数值，对每层计数求和得到桶内放射性核素的总活度。改进型的分段γ扫描技术引入了一个半径维度的解耦变量使得数学迭代过程可以很好的利用其中，时间和精度都可以获得提高。

但改进型的分段γ扫描技术的缺点在于：(1)没有给出F(r)的单调性最优的约束条件，只要求其单调即可，使数学迭代的效果大打折扣；选定的初始探测效率为假设核素均匀分布计算出的效率，这与实际工艺中核素不均匀分布矛盾；(2)探测效率计算的准确性是整个废物桶测量的关键，材料的线衰减系数是计算探测效率的关键，对于小体积桶或填充介质密度较小的废物桶，使用透射源可以较为准确的测定每一层材料的线衰减系数，但核电站废物桶的固化工艺大多采用密度2.0g/cm³的水泥浆，只有少数高能射线可以通过，而且需要非常高的放射源活度，这对废物桶测量的放射源管理提出了非常苛刻的要求且透射测量的数据偏差很大；(3)双探测器设置对探测器支撑平台要求高，不易调节相对位置，探测器定期校刻难度较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有测量方法中存在的线衰减系数测量不便问题，以及初始探测效率矩阵不准确的问题，以及F(r)函数单调性问题，提供一种可灵活调整与探测器相对位置，测量精度高的废物桶放射性的测量方法以及测量装置。

本发明解决其技术问题采用的技术手段是：一方面，提供一种核电站废物桶放射性的测量方法，包括以下步骤：

S1、建立废物桶模型库，从所述废物桶模型库中选择与废物桶相对应的废物桶模型，称量所述废物桶的总重量，根据废物桶模型以及总重量计算线衰减系数；

S2、根据线衰减系数及废物桶模型几何条件建立探测效率数据库，并按照目标函数筛选确定探测器与废物桶相对的测量位置；

S3、驱动探测器和/或废物桶的相对运动到达所述测量位置，在所述测量位置对所述废物桶进行多方位扫描，得到计数率向量；