[发明专利]基于多道的燃料棒丰度无源探测控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于多道的燃料棒丰度无源探测控制系统及方法，该系统包括闪烁体探测器阵列、多路高/偏压供电及控制系统、放大器、单道脉冲幅度分析器、数据采集卡、多道脉冲幅度分析器和软件系统，所述闪烁体探测器阵列中的探测器输出信号接入放大器，所述放大器的输出端分别接入单道脉冲幅度分析器和多道脉冲幅度分析器，所述单道脉冲幅度分析器输出端分别接入数据采集卡和多道脉冲幅度分析器的门控端，多道脉冲幅度分析器将闪烁体探测器的全部能谱以及门控后能谱输出至软件系统或其它计算和控制器件，软件系统或其它计算和控制器件做对比后计算闪烁体探测器能谱总体漂移量并实时进行补偿。本发明解决了长时间运行后检测装置出现能谱漂移的问题，有效提升检测精度并减少系统标定频次。

技术领域

本发明属于核燃料棒无损检测技术，具体涉及一种基于多道的燃料棒丰度无源探测控制系统及方法。

背景技术

核燃料棒是反应堆释放热量的单元体,是反应堆的核心部件。核燃料棒在反应堆里处于强中子场中，经受高温、高压、高流速冷却剂的冲刷，同时承受裂变物质化学作用和复杂的机械载荷，蒸汽腐蚀，工作条件十分苛刻。核燃料棒中芯块丰度与标称丰度不一致将会造成反应堆中中子通量与设计产生偏差，造成堆芯反应性偏离预期，增加了反应堆的控制难度，影响反应堆运行。因此，必须在燃料棒组装完成后装入燃料组件前对其进行100％的丰度检查。

无源燃料棒丰度检查装置一般使用带孔的闪烁体探测器探测燃料棒自体内²³⁵U或其它易裂变材料自身发射的γ射线特征来推算²³⁵U或其它易裂变材料丰度。

闪烁体探测器长时间运行后，由于晶体、PMT或其它光电转换器件、核电子学系统等的温度效应及其它复杂因素影响，探测材料γ射线的能谱会发生较大漂移，从而影响检测精度，导致设备误判率增加，需要频繁标定，影响检测效率。因此需要一种整体的自动控制系统漂移技术手段，来保证设备长时间稳定运行，减少运行过程中标定次数。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种基于多道的燃料棒丰度无源探测控制系统及方法，解决燃料棒丰度无源检测系统长时间运行后能谱漂移的问题，能够自动判断漂移量并实时进行补偿，有效提升检测精度并减少系统标定频次。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种基于多道的燃料棒丰度无源探测控制系统，包括闪烁体探测器阵列、多路高/偏压供电及控制系统、放大器、单道脉冲幅度分析器、数据采集卡、多道脉冲幅度分析器和软件系统，所述闪烁体探测器阵列中的探测器输出信号接入放大器，所述放大器的输出端分别接入单道脉冲幅度分析器和多道脉冲幅度分析器，所述单道脉冲幅度分析器输出端分别接入数据采集卡和多道脉冲幅度分析器的门控端，多道脉冲幅度分析器将闪烁体探测器的全部能谱以及门控后能谱输出至软件系统或其它计算和控制器件，软件系统或其它计算和控制器件做对比后计算闪烁体探测器能谱总体漂移量并实时进行补偿。

进一步地，根据本发明基于多道的燃料棒丰度无源探测控制系统的一个实施方案，所述闪烁体探测器阵列由多只依次串联排列的闪烁体探测器组成，相邻两只闪烁体探测器间以打孔的屏蔽板隔开；闪烁体探测器由带孔晶体、光电转换器件、后端读出电路组成，用于探测燃料棒自身发射的γ射线并将其转换为电信号供后续电路处理和采集。

进一步地，根据本发明基于多道的燃料棒丰度无源探测控制系统的一个实施方案，所述多路高/偏压供电及控制系统分别与闪烁体探测器阵列和软件系统连接，为闪烁体探测器阵列中探测器供电，并由软件系统控制调整高/偏压实现漂移补偿。

进一步地，根据本发明基于多道的燃料棒丰度无源探测控制系统的一个实施方案，多路所述单道脉冲幅度分析器将多个所述放大器输出信号转换为脉冲方波，供后续数据采集电路采集。

进一步地，根据本发明基于多道的燃料棒丰度无源探测控制系统的一个实施方案，多路所述数据采集卡用于A/D转换和数字信号的采集并将数据发送给软件系统。