[发明专利]自给能探测器稳态响应的高精度数值模型计算方法及系统

说明书

本申请公开了一种自给能探测器稳态响应的高精度数值模型计算方法及系统，包括：基于蒙特卡洛仿真结果的数据插值或概率密度分布函数获取电子在不同材料中的能量‑射程数据对应关系；根据所述能量‑射程数据对应关系，分析电子在指定的绝缘层外径及发射体半径的条件下飞出绝缘层所具有的最小动能；利用所述最小动能，通过所述电子在不同材料中的能量‑射程数据对应关系计算得到径迹长度几率函数。本发明根据反应堆运行时中子能谱的情况，选择不同型号的自给能中子探测器，实现差异化测量，使测量结果更加准确。同时，在使用自给能中子探测器进行测量时，随着测量时间的延长，探测器的发射体材料也会不断地发生燃耗，使探测效率大大优化。

技术领域

本发明涉及一种自给能探测器稳态响应的高精度数值模型计算方法及系统。

背景技术

自给能探测器是上世纪60年代开始发展起来的一种专用于反应堆堆芯高粽子注量率测量的探测器，其最突出的特点是它的输出电信号源自探测器内部称为发射体的部件在受到中子辐照而发射β电子产生电离，因而不需要外加工作电源。由于工作环境特殊，因而针对不同的反应堆环境通常需要采用不同的探测器设计。

目前，自给能探测器的设计工作主要通过蒙特卡洛算法评估其工作性能。步骤通常为针对指定探测器设计参数(发射体、绝缘体材料类型及几何尺寸)和指定的辐射环境(中子能谱、通量)通过蒙特卡洛算法进行大统计量的仿真计算，进而统计分析获得探测器设计方案的预期工作性能。由于自给能探测器工作原理的特殊性，为了获得较为可靠的仿真结果通常需要海量的仿真事件数(入射中子数≥1E7)，因而仿真计算耗时较长，通常对于一组设计参数计算过程需要十数个小时。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种自给能探测器稳态响应的高精度数值模型计算方法及系统，解决如何提升自给能探测器性能评估的计算速度的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种自给能探测器稳态响应的高精度数值模型计算方法，其特征在于，包括：

基于蒙特卡洛仿真结果的数据插值或概率密度分布函数获取电子在不同材料中的能量-射程数据对应关系；

根据所述能量-射程数据对应关系，分析电子在指定的绝缘层外径及发射体半径的条件下飞出绝缘层所具有的最小动能；

利用所述最小动能，通过所述电子在不同材料中的能量-射程数据对应关系计算得到径迹长度几率函数。

进一步地，通过所述电子在不同材料中的能量-射程数据对应关系计算得到径迹长度几率函数，包括：

首先，采用电子的动能-位移概率密度分布函数来描述电子在发射体内输运过程的随机性；

然后，将所述动能-位移概率密度分布函数与所述径迹长度几率函数进行卷积，得到不同积分范围下的积分结果的数据表。

进一步地，所述获取电子在不同材料中的能量-射程数据对应关系，包括：编制电子在不同材料中的能量-射程数据表。

本发明的另一目的在于提供一种自给能探测器稳态响应的高精度数值模型计算系统，其特征在于，包括：

获取模块，基于蒙特卡洛仿真结果的数据插值或概率密度分布函数获取电子在不同材料中的能量-射程数据对应关系；

分析模块，用于根据所述能量-射程数据对应关系，分析电子在指定的绝缘层外径及发射体半径的条件下飞出绝缘层所具有的最小动能；

输出模块，利用所述最小动能，通过所述电子在不同材料中的能量-射程数据对应关系计算得到径迹长度几率函数。

进一步地，所述输出模块包括：

确定子模块，用于采用电子的动能-位移概率密度分布函数来描述电子在发射体内输运过程的随机性；