[发明专利]一种水下核反应堆状态实时探测方法

说明书

本发明提供了一种水下核反应堆状态实时探测方法，所述水下核反应堆状态实时探测方法包括利用伽马射线探测器探测目标核反应堆所产生的伽马射线，转换成相应强度的光信号；将生成的每个光信号转换成电信号并对所生成的电信号进行放大；对经放大的电信号进行模数转换；获得总的事件能量分布图；基于所获得能量分布图，确定反应堆的运行状态。本发明的探测方法探测效率、探测下限(灵敏度)、能量分辨、测量范围均优于国外同类技术产品。

技术领域

本发明涉及核探测技术领域，具体涉及一种水下核反应堆状态实时探测方法。

背景技术

从上世纪五十年代开始，为适应海洋地质测绘、海洋放射性污染、海洋矿产勘查等领域研究工作的需要，在线水下核探测技术发展至今已经有半个多世纪，调研国际上与该领域有关的综合评述文献，相关技术研究已广泛应用于工程实践。其中，2001年D.G.Jones关于海洋γ射线测量的发展和应用的文献，是目前调研资料较多的评述论文；2008年，USA，A.P.Simpson等人对于在线探测海洋环境中放射性沉积物技术特点进行过综合介绍。

对于海水放射性污染监测最常用的方法是取样监测，需要采取蒸发、浓缩或过滤等措施，在实验室进行，这种方法不能及时迅速获取所需要的数据。此外，当水下大于一定深度后，就地取样将十分困难，只能进行在线实时监测。而且，取样方式进行监测时，由于核反应堆的运行状况随时间变化较快，取样后再进行检测分析时，测的结果已经难以真实反映核反应堆的真实运行情况，而且对于核反应堆泄露而言，比如，日本福岛核电站被海水淹没，要想实时监测其核反应堆状况，需要反复的取样，不仅危险而且异常繁琐。

水下核探测与陆上核探测的不同在于：一是耐压壳体对中子、γ散射吸收的影响，二是海水对中子、γ散射吸收的影响，三是水下温度等环境对测量影响，四是水下高压稳定性、信号传输等对测量影响。

目前，国外现场监测主要采取大体积碘化钠、高纯锗探测器系统，用以监测放射性核素放出的特征γ射线。目前尚未发现国际有任何一种在水下专门针对反应堆状态实时监测的技术，现有的水下核探测器技术只能应用于监测2MeV以下γ射线与探测器核心部件反应产生的脉冲高度谱，且存在探测效率低、能量分辨率低、探测灵敏度(探测下限)低、海水及耐压壳体材料对γ射线散射吸收的影响、探测器高压稳定性受温度影响等缺点，无法获取满足监测反应堆安全状态的特征参量。

滨海核电站、海上浮动式核电站、海上核动力船只等依靠核反应堆提供动力的装备设施一旦发生核事故，如何通过实时监测反应堆的运行状态分析判断核事故性质，对国家决策机关来说十分重要。目前，现有技术中缺乏合适的监测手段。

发明内容

针对现有技术的缺失，本发明建立一种水下实时监测反应堆运行状态的方法，获取反应堆安全状态与水下外部监测信号的映射关系，通过其获取的特征信号定性分析判断反应堆状态，确定事故性质，进而指导外部救援力量开展针对性救援工作。

具体而言，本发明提供一种水下核反应堆状态实时探测方法，其特征在于，所述方法包括利用伽马射线探测器对特定特征峰进行探测并基于特征峰与中子的关系确定反应堆的运行状态。

优选地，所述探测方法包括下述步骤：

S1：利用伽马射线探测器探测目标核反应堆所产生的伽马射线，并将伽马射线转换成相应强度的光信号，每一个伽马射线对应一个事件，不同能量的伽马射线对应不同强度的光信号；

S2：利用光电倍增设备将生成的每个光信号转换成电信号并对所生成的电信号进行放大；

S3：对经放大的电信号进行模数转换，以转换成数字信号，所述数字信号与伽马射线的能量值对应；

S4：利用基于每个光信号的强度对不同能量段的事件进行统计获得总的事件能量分布图，多道数据采集模块具有多个通道，每个通道对应一个能量段；