[发明专利]一种钻孔内核设施退役废物放射性多参数探测系统与方法

说明书

本发明公开了一种钻孔内核设施退役废物放射性多参数探测系统与方法，涉及核设施退役过程中的源项调查领域。系统包括计算机、前端机、阵列探测单元和连接单元，阵列探测单元包括位置灵敏闪烁体探测器单元、独立半导体探测阵列单元、半导体探测器与位置敏感探测器混合探测单元，位置灵敏闪烁体探测器单元、独立半导体探测阵列单元、半导体探测器与位置敏感探测器混合探测单元均包括通讯采集模块，通讯采集模块用于信号预放大、成形、采集、与前端机的通讯；灵敏闪烁体探测器单元还包括位置灵敏闪烁体探测器，独立半导体探测阵列单元还包括半导体探测器阵列，半导体探测器与位置敏感探测器混合探测单元包括还包括位置灵敏闪烁体探测器和半导体探测器。

技术领域

本发明涉及核设施退役过程中的源项调查领域，具体涉及一种钻孔内核设施退役废物放射性多参数探测系统与方法。

背景技术

核设施退役是核科学技术高效安全利用中非常重要的一环。核设施和辐射设施从设计、建造、运行到退役是必然规律。

源项调查和监测是贯穿整个核设施退役过程的重要部分之一。它既是立项的基础，又是实现高效、安全、低成本退役的保障，也更是竣工验收的重要依据。核设施退役中源项的复杂度很高，其成本需要通过制定最优化的、科学的方案来实施达到节约成本的目标。大型核设施，如核电反应堆，主要是以大宗混凝土为屏蔽材料，在核设施运行过程中受到了不同程度的辐照，具有一定的放射性。在退役过程中，依据废物最小化的宗旨，大宗混凝土作为主要的放射性废物很大程度上影响着退役的技术方案与成本。因此，对大宗混凝土的精准源项调查具有重要的现实意义。然而，目前使用的方案是通过钻孔获取混凝土不同深度的样品，送至场外实验室进行测量与评估，缺点为成本高、周期长、非现场测量、劳动密集，缺乏实时性。

另外，用于现场的核设施退役过程中，首先需要对核设施中残留放射性污染进行测量，实现要管理的放射性废物量最小化。目前，核设施退役现场的废物如混凝土等中的放射性核素种类与活度监测，主要使用高分辨率的HPGe探测器进行放射性活度测量与核素种类的识别。存在的主要问题是：测量得到的活度值是整个待测目标物(如混凝土)的综合贡献值。不能进行混凝土等大型屏蔽材料内部连续深度的放射性监测，有悖于放射性废物量最小化原则。通常情况下，离堆芯(或是其它放射源)近的地方，混凝土被活化后的核素的放射性活度较大；而远离堆芯(或是其它放射源)的混凝土活化后的核素放射性活度低，如果利用现有技术只测量一个综合贡献限制，不利于混凝土废物的放射性活度水平的分类处理，使得要处理的放射性废物量增大，从而显著增加核设施退役成本。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足，提出了一种通过对混凝土等大型核退役设施内部的连续深度放射性活度测量，为放射性废物的分类处理提供指导的孔内核设施退役废物放射性多参数探测系统与方法。

本发明具体采用如下技术方案：

一种钻孔内核设施退役废物放射性多参数探测系统，包括计算机、前端机、阵列探测单元和连接单元，阵列探测单元包括位置灵敏闪烁体探测器单元、独立半导体探测阵列单元、半导体探测器与位置敏感探测器混合探测单元，位置灵敏闪烁体探测器单元、独立半导体探测阵列单元、半导体探测器与位置敏感探测器混合探测单元均包括通讯采集模块，通讯采集模块用于信号预放大、成形、采集、与前端机的通讯；

位置灵敏闪烁体探测器单元还包括位置灵敏闪烁体探测器，位置灵敏闪烁体探测器通过测量伽马射线计数评估钻孔内的放射性活度；

独立半导体探测阵列单元还包括半导体探测器阵列，半导体探测器通过测量伽马射线能谱进行核素甄别、测量alpha、beta射线评估衰变过程中不释放伽马射线的核素；

半导体探测器与位置敏感探测器混合探测单元包括还包括位置灵敏闪烁体探测器和半导体探测器，位置灵敏闪烁体探测器通过测量伽马射线计数评估钻孔内的放射性活度，同时测量alpha、beta射线评估衰变过程中不释放伽马射线的核素。