核電站儀表崗前培訓(xùn)反應(yīng)堆儀表課件

核反應(yīng)堆儀表蘇杰1核反應(yīng)堆儀表1堆芯：裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)一回路：將堆芯熱量導(dǎo)出二回路：將一回路熱量通過蒸汽發(fā)生器交換熱量。蒸汽發(fā)生器：產(chǎn)生蒸汽供汽輪機(jī)。穩(wěn)壓器：調(diào)節(jié)一回路水壓汽輪機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)組。

第1章緒論

Ⅰ、核電站示意圖

壓水堆核電站五大控制系統(tǒng)1、核反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)2、蒸汽排放控制系統(tǒng)3、蒸汽發(fā)生器給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)4、穩(wěn)壓器壓力、水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)5、汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)--O[[2堆芯：Ⅱ、壓水堆測量儀表布置示意圖T1進(jìn)入反應(yīng)堆的冷卻劑溫度；T0離開反應(yīng)堆冷卻劑溫度；Tm慢化劑溫度；Lm慢化劑水位；FC流量儀；PC冷卻劑出口壓力；FS蒸汽流量。3Ⅱ、壓水堆測量儀表布置示意圖T1進(jìn)入反應(yīng)堆的冷卻劑溫度；TⅢ、核反應(yīng)堆儀表的功能一、測量項目：

1.反應(yīng)堆功率2.反應(yīng)性3.冷卻劑入、出口溫度4.冷卻劑的流量5.系統(tǒng)各測點(diǎn)的壓力6.元件表面和冷卻劑通道的沉淀物。4Ⅲ、核反應(yīng)堆儀表的功能一、測量項目：4二、檢測參數(shù)1、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)生的熱量(熱敏元件)；2、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)生的核輻射(核輻射敏感元件)；3、離開反應(yīng)堆以后冷卻劑的放射性強(qiáng)度；4、冷卻劑的溫度、流量、流速、壓力及純度；5、堆內(nèi)慢化劑水位及溫度；6、控制棒的位置(功率棒、溫度棒、停堆棒)等。三、指示調(diào)節(jié)及執(zhí)行參數(shù)

操控反應(yīng)堆在一定功率下運(yùn)行，必須根據(jù)調(diào)節(jié)儀表和執(zhí)行儀表指示來操作控制棒，執(zhí)行調(diào)節(jié)棒位。5二、檢測參數(shù)三、指示調(diào)節(jié)及執(zhí)行參數(shù)5第2章測量的基本概念2.1測量儀表的組成

一、測量值的表示式

x≈a

Ux

其中：x是被測量值；a是儀表的讀數(shù)；

Ux是測量單位。二、測量流程

6第2章測量的基本概念2.1測量儀表的組成二、測量流程傳感器從測量對象提取信息，生成原始信號對傳感器性能的要求：1、輸出與輸入有穩(wěn)定的單值關(guān)系；2、非被測量的影響應(yīng)可忽略，如不能忽略，應(yīng)能對其補(bǔ)償或修正；3、應(yīng)盡可能小的消耗被測對象的能量，傳感器對于對象狀態(tài)無大的干擾。變換器為把傳感器的信號進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送，用變換器對信號進(jìn)行放大，線性化等。顯示器有瞬時量顯示、累計量顯示、極限顯示等，指示有模擬、數(shù)字、屏幕顯示等。1、模擬顯示常以曲線形式記錄數(shù)據(jù)。2、數(shù)字顯示不會有視差，可打印數(shù)據(jù)。3、屏顯能形象地顯示信息，顯示量大，可進(jìn)行計算機(jī)操作。傳輸通道連結(jié)輸出與輸入的信號設(shè)備。如：導(dǎo)線，管道，光導(dǎo)及無線通訊等。7傳感器從測量對象提取信息，生成原始信號對傳感器性能的要求：變2.2測量儀表的性能指標(biāo)一、量程

測量儀表能測量的最大輸入量與最小輸入量之間的范圍。二、誤差

1、指示值的絕對誤差δ2、指示值的相對誤差γ

δ=x–x0x─測量的指示值

x0─被測量的實際值

3、引用誤差

γm

(相對誤差)

其中：Am─儀表的量程范圍

4、基本誤差

基本誤差是在規(guī)定的條件下，將儀表的示值和標(biāo)準(zhǔn)表的示值相比較，全量程中，當(dāng)被測量平衡的增加或減小時，儀表全量程各個示值中引用誤差的最大值。

82.2測量儀表的性能指標(biāo)一、量程二、誤差8三、精度

允許誤差：即儀表出廠時規(guī)定的基本誤差的最大值。

精度：允許誤差去掉百分號的數(shù)字。

國家儀表的精度等級為：0.1；0.2；0.5；1.0；1.5；2.5；4級等。

可見數(shù)字越小，儀表的精度等級越高。使用儀表時且勿升級使用。四、儀表的變差、附加誤差及修正值

1、變差又稱：回差、升降變差或來回變差?！鱲=｜x”-x’｜x’、x”分別為被測量值平穩(wěn)增加和減小時，對儀表同一示值測得的實際值。

2、附加誤差

對同一示值，在技術(shù)條件規(guī)定的正常與非正常條件下，所對應(yīng)的被測量實際值之差。

3、修正值

由示值x得到實際值x0的修正量C。

x0=x+CC=f(x)可查曲線或修正表求得。9三、精度四、儀表的變差、附加誤差及修正值9五、靈敏度和分辨力

靈敏度S

：設(shè)輸入變化

△x

引起輸出變化△L

靈敏度高，不意味精確度會高，要與儀表的允許誤差相適應(yīng)。分辨力：

也稱鑒別力，是引起儀表可覺察示值變化的被測量值的最小變化。六、動態(tài)特性儀表指示值x跟隨被測量值x0變化的反應(yīng)能力。

1、上升時間：示值從穩(wěn)定態(tài)值的5％變化至95％所需的時間；

2、響應(yīng)時間：示值從開始變化到穩(wěn)態(tài)值＋、－Rm范圍，所需的時間。

3、過沖量：示值變化的最大振幅減去穩(wěn)態(tài)值，對穩(wěn)態(tài)值的百分?jǐn)?shù)。10五、靈敏度和分辨力分辨力：也稱鑒別力，是引起儀表可覺察示值七、可靠性

儀表在正常工作條件下，保持產(chǎn)品技術(shù)性能指標(biāo)的能力。儀表結(jié)構(gòu)和環(huán)境的變化，一定程度上會影響可靠性。該指標(biāo)決定了儀表的壽命。

設(shè)：在1000小時實驗下a類元件損壞零件的百分?jǐn)?shù)為λa，儀表中有K種類別的元件，a種類型的元件數(shù)目為na，1000小時工作中儀表損壞的百分?jǐn)?shù)為:八、穩(wěn)定性穩(wěn)定性表明儀表測量某固定量時，示值隨時間及使用條件變化的性能。如,環(huán)境溫度變化1度,示值X的變化值來確定的。九、復(fù)現(xiàn)性在同一條件下，對同一被測量X多次重復(fù)測量，示值一致的程度。11八、穩(wěn)定性九、復(fù)現(xiàn)性11第3章堆芯外核檢測儀表及系統(tǒng)3.1堆芯外的定義

堆芯外是指在反應(yīng)堆堆芯以外，中子注量率低于1011n．Cm-2．S-1的輻照條件下布置輻射探測器。通常安置在壓力殼外壁處，也可置于殼內(nèi)的熱屏蔽區(qū)內(nèi)。

堆功率儀表系統(tǒng)用來測量反應(yīng)推功率及監(jiān)視堆內(nèi)中子通量密度(中子注量率)變化信息的。具有：1、運(yùn)行功能監(jiān)測堆功率、功率變化及分布。2、安全功能向保護(hù)系統(tǒng)提供停堆信號等。12第3章堆芯外核檢測儀表及系統(tǒng)3.1堆芯外的定義3.2反應(yīng)堆功率的測量

反應(yīng)堆是依靠核燃料的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)來維持工作的，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中產(chǎn)生初級碎片和一系列裂變產(chǎn)物，還有裂變中子、瞬發(fā)γ等輻射線，它們都是裂變能的載體，它們的核輻射強(qiáng)度與反應(yīng)堆功率成正比，它們消耗在堆內(nèi)的熱量也與堆功率成正比，因此，可以通過測量中子或γ射線的強(qiáng)度，及測量堆芯溫度等來間接測量反應(yīng)堆的功率。

通常是用堆芯外中子監(jiān)測儀表來測量反應(yīng)堆功率的。133.2反應(yīng)堆功率的測量133.3中子探測器作用：把正比于核功率的中子通量信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴?/p>

原理：探測器的結(jié)構(gòu)、測量方法各不相同，但歸納起來都是利用中子與核發(fā)生的各種反應(yīng)，直接或間接地測量中子通量密度。

3.3.1中子探測的基本方法

方法有：核反應(yīng)、核反沖、核裂變、激活化法等。不同能量的中子與物質(zhì)相互作用的差別頗大，所以，相應(yīng)它們的探測器在結(jié)構(gòu)上及探測原理,也區(qū)別較大。中子是間接電離粒子，首先通過核反應(yīng)等產(chǎn)生直接電離粒子被測量。143.3中子探測器作用：把正比于核功率的中子通量信號轉(zhuǎn)變一、核反應(yīng)法

主要測量慢中子，有以下三種核反應(yīng)：

10B(n,α)7Li+2.792MeV

σ0=3840±11b

6Li(n,α)3T+4.786MeV

σ0=936±6b

3He(n,p)3T+0.764MeVσ0=5327±10b能量為En的中子微觀截面σ=σ0(1／υ)15一、核反應(yīng)法15二、核反沖法

中子與物質(zhì)原子核發(fā)生彈性碰撞，原子核被反沖，且?guī)б欢ㄕ姾?，選用反沖核彈性碰撞截面大的材料作為探測器靈敏物質(zhì)，就可以簡接測量中子的注量率。通常是利用含氫物質(zhì)作為靈敏體。反沖核的反沖能表示為：所以，反沖核的質(zhì)量越小反沖動能越大，通常取氫物質(zhì)，A=1，上式為：當(dāng)En≤20MeV時散射截面能譜見右圖。在0.1～10MeV之間遵從1╱υ定律。設(shè)：中子注量率為，單位體積靶物質(zhì)的原子核數(shù)目為N，厚度為d，面積為S，散射截面為σs，則靶內(nèi)單位時間的反沖核數(shù)Np為：

Np=ssNd=s∑Sd16二、核反沖法當(dāng)En≤20MeV時散射截面能譜見右三、核裂變法由于裂變碎片是核裂變能量的載體，利用核裂變產(chǎn)生的兩個碎片，使物質(zhì)電離，可產(chǎn)生大的輸出脈沖，極易甄別γ射線對測量中子通量的干擾。

233U、235U、239U對熱中子的反應(yīng)截面分別為：530b、580b、742b，所以常用作裂變探測器的靈敏體。

許多重物質(zhì)對中子裂變有一定閾值，可制成多閾探測器，以確定中子能量。

常用裂變閾探測器材料的特性表裂變材料熱中子裂變截面(b)裂變閾(MeV)3MeV時的裂變截面(b)

半衰期(天)232Th231Pa234U236U238U237Np

≤0.0002

0.01

0.0006─≤0.00050.0191.30.50.40.850.551.50.000190.00110.00150.000850.000550.0015

1.41×10103.38×10102.45×1052.34×1074.47×1092.4×10617三、核裂變法四、活化法穩(wěn)定的原子核吸收中子后，轉(zhuǎn)變?yōu)榉派湫栽雍耍鼈兺ǔＴ谒プ儠r會放出帶電粒子，由此可以簡接測出中子的通量密度。例如：n+115In→116In+γ

116In→116Sn+β－+ν測量β－的強(qiáng)度就能夠確定中子的通量密度。

以上四種探測中子的方法比較表方法核反應(yīng)靶材料截面(b)用途核反應(yīng)(n,α)(n,p)10B,6Li,3He103～3.8×103熱、慢中子的注量率核反沖(n,n’)H～1快中子注量率核裂變(n,f)233U,235U,239Pu等～5×102

熱中子注量率活化(n,γ)In,Au,Dy(鏑)等熱中子：～1×102共振中子：～103快中子：～1慢中子的注量率18四、活化法3.3.2中子探測器

電離室氣體探測器{裂變室計數(shù)管常用的中子探測器{中子閃爍探測器固體探測器{自給能探測器核功率監(jiān)測系統(tǒng)只使用了氣體探測器。堆內(nèi)所采用的核檢測儀表是微型裂變室，堆外所采用的核檢測儀表是涂硼正比計數(shù)管、γ補(bǔ)償電離室及長電離室。

193.3.2中子探測器Ⅲ正比區(qū)：V2→V3：電子在電場加速中獲得能量足以產(chǎn)生二次電離，產(chǎn)生了電離雪崩。輸出AN0正負(fù)離子對，脈沖幅度為：

Ⅳ有限正比區(qū)：V3→V4

當(dāng)電壓大于V3后，原電離電荷大的，比小的其放大倍數(shù)相對變小，即放大倍數(shù)A與人射粒子能量有關(guān)。

ⅤG-M區(qū)

當(dāng)電壓大于V4以后，室內(nèi)的激發(fā)光子起主導(dǎo)作用，使整個室內(nèi)氣體放大，發(fā)生電子雪崩，輸出脈沖大小與粒子能量無關(guān)。一、氣體探測器Ⅰ、復(fù)合區(qū)：0→V1Ⅱ、電離區(qū)：V1→V2，原電離離子全被電極收集。20Ⅲ正比區(qū)：V2→V3：電子在電場加速中獲得能量(一)、電離室⒈工作原理與結(jié)構(gòu)中子在涂硼電極上產(chǎn)生帶電粒子，當(dāng)它進(jìn)入室內(nèi)時，與室內(nèi)充氣(氦、氬)體發(fā)生相互作用，產(chǎn)生正、負(fù)離子對，被收集極收集，產(chǎn)生輸出電流I，這一電流量I的大小反映了中子注量率的大小。

式中：V─電離室的有效體積;N0─單位體積、單位時間原電離子數(shù);

熱中子的靈敏度為：3.1×10-13A／(ncm2s)，適用于熱中子注量率：102─1010n／cm2s。21212.電離室的輸出脈沖電離室輸出脈沖幅度Um為：

式中：△E─中子間接產(chǎn)生的粒子損失在電離室的能量;C─電離室輸出有效電容(法);W─平均電離能;e是電子電荷量。

3、電離室輸出脈沖形狀

電離室輸出脈沖形狀反映了入射粒子的信息，與之連接的二次線路也要以此進(jìn)行設(shè)計，盡量保持原有信息。所以，分析脈沖形狀尤為重要。電離室電流是Ii由正、負(fù)離子電流I+、I-所組成的。即：Ii=I++I-_

首先討論平行板電離室。設(shè)平行板電離室內(nèi)，正、負(fù)離子都產(chǎn)生在x0處，以速度為w+(x)的正離子由x0到達(dá)b處的時間為T，則正、負(fù)離子運(yùn)動速度分別為：電場強(qiáng)度E(x)=V／(b-a)223、電離室輸出脈沖形狀正、負(fù)離子運(yùn)動速度分別為：電場強(qiáng)電離室電流是Ii由正、負(fù)離子電流I+、I-所組成的。即：Ii=I++I-_平行板電離室內(nèi)，負(fù)離子由x0以速度為w-(x)

到達(dá)a處的時間為T-，同理可以求得：

4、平行板電離室輸出電流I

一個電子在電場E的作用下所作的功率為：eEw-又等于：V×Ie所以V×Ie=eEw-其中：E

=V／(b-a);w-=μ-.E／P一個電子生成的電流：一個入射粒子產(chǎn)生的電離電子數(shù)為n，則它產(chǎn)生的電流為I-(t);正離子電流為I+(t)；234、平行板電離室輸出電流I23

5、平行板電離室輸出電壓脈沖電離室電流輸出經(jīng)過RC網(wǎng)絡(luò)積分，就會得到一輸出脈沖，RC時間常數(shù)不同，則脈沖形狀不同。對于RC》R1C1》R2C2》R3C3情況的電離室電壓脈沖如右下圖所示。2424

6、圓柱形電離室輸出電流及電壓脈沖圓柱形電離室電流輸出情況與平行板電離室電壓脈沖相似，如圖所示。圓柱形電極的電場強(qiáng)度為：

通過同樣計算可求得正、負(fù)離子的收集時間T+、T-，及輸出電流I+、I-，u+max、u-max的表示式為：25通過同樣計算可求得正、負(fù)離子的7、γ補(bǔ)償電離室

在有強(qiáng)γ場的情況下，要探測中子的強(qiáng)度，就需要消除γ在電離室產(chǎn)生的電流的影響，通常使用γ補(bǔ)償電離室。參見右圖就可了解其工作原理。

在中子電離室區(qū)，中子產(chǎn)生的電流In，γ產(chǎn)生的電流Iγ，在γ電離室區(qū)內(nèi)，只有γ產(chǎn)生的電流Iγ，它與前者的方向相反，所以，電流表的讀數(shù)為：

I=(In+Iγ)–Iγ=In

通過調(diào)節(jié)電壓V1使γ電流值抵消，就可補(bǔ)償γ影響，測量電流即為中子產(chǎn)生的電流。它對熱中子的靈敏度為：4×10-12A／(n／cm2S)適用于熱中子通量范圍：

2.5×102～1010n／(cm2S)267、γ補(bǔ)償電離室

8、長中子電離室

在反應(yīng)堆功率測量中，中子通量很高，設(shè)計幾個短中子電離室，組成一個長中子電離室，各短中子電離室的中子靈敏度可達(dá)：

2.3×10-14A／(n.cm2.s)電離室高壓電極(負(fù)極)的內(nèi)壁及收集極外壁涂硼，室內(nèi)充1％的氦和6％的氮，93％的氬氣。由于中子產(chǎn)生的電流較大，γ的影響較小。278、1、正比計數(shù)器

10B(n,α)7Li輸出脈沖幅度為：A是正比計數(shù)器的氣體放大倍數(shù)通?？蛇_(dá)到103～105，En是中子的動能；Q是反應(yīng)能；e是電子電荷量；W是平均電離能；C是計數(shù)器的等效輸出電容。主要用于熱中子的測量。(二)正比計數(shù)器

有以下兩種：①充BF3氣體的正比計數(shù)管②涂硼正比計數(shù)管在堆芯外源量程中配備。其靈敏度為：8counts／(n／cm2.s)281、正比計數(shù)器(二)正比計數(shù)器有以下兩種：28（1）涂硼正比計數(shù)管中心陽極絲是由?25μm的不銹鋼做成，圓筒形陰極是由高純度鋁制成。陰極內(nèi)表面涂以豐度為92％的硼10B，兩電極之間相互絕緣，計數(shù)管內(nèi)充以氬氣(Ar)和少量的二氧化碳（CO2）。計數(shù)管長558mm。（2）BF3正比計數(shù)管29（1）涂硼正比計數(shù)管292、長計數(shù)管

所謂長計數(shù)管，是利用在很長能量范圍內(nèi)探測中子的效率平坦變化的材料，作為計數(shù)管的輻射體的正比計數(shù)管。目前性能最好的長計數(shù)管，探測中子的能量范圍從熱中子～快中子。3030二、固體探測器

固體物質(zhì)作為探測中子的靈敏物質(zhì)，有閃爍計數(shù)器、半導(dǎo)體計數(shù)器、活化球等中子閃爍計數(shù)器，具有計數(shù)效率高、時間響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。㈠、硫化鋅快中子屏

把ZnS(Ag)粉與有機(jī)玻璃粉均勻混合，熱壓成圓柱形。為提高探測效率，把這種混合體嵌在有機(jī)玻璃筒內(nèi)，制成花卷型快中子屏。見右圖。利用快中子在有機(jī)玻璃中產(chǎn)生反沖質(zhì)子使硫化鋅閃爍體發(fā)光，經(jīng)光電信增管輸出。㈡、硫化鋅慢中子屏把ZnS(Ag)粉與B2O3均勻混合，中子與10B產(chǎn)生α和7Li與ZnS(Ag)閃爍體作用產(chǎn)生熒光，被光電倍增管放大為電信號輸出。閃爍體作成中空形，套在光電倍增管上，以提高探測效率。對熱中子探測效率可達(dá)5％～10％。易于甄別γ本底。31二、固體探測器固體物質(zhì)作為探㈢、含鋰閃爍體

一種鋰閃爍體(LiO2.2AiO2(Ce))，是鋰玻璃，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，它的透光性、耐酸、耐腐蝕、耐高溫很好。適于探測堆內(nèi)中子。熱中子效率很高，厚度為0.4cm的鋰玻璃，效率達(dá)100％。對6.5％的鋰(其中6Li濃縮到96％)的玻璃的鋰玻璃閃爍體，厚度為2.54cm時，中子探測效率見下表：中子能量(KeV)0.010.1110100250510106021703360計算效率89.4258.5427.129.955.3016.53實測效率9.955.2014.903.501.561.091.3632㈢、含鋰閃爍體中子能量計算實測效率32㈣、有機(jī)閃爍體

由于有機(jī)閃爍體均為富含氫的CH化合物物質(zhì)，發(fā)光時間短，適于高通量中子的測量，對γ本底需作甄別處理。各種閃爍體測量中子的性能對比名稱型號規(guī)格探測中子效率％光衰時間光譜峰(1010m)用途ZnS快中子屏混合型Φ32,5010.2μS4500快中子花卷型Φ50×2020.2μS4500快中子ZnS慢中子屏濃縮硼Φ50×1.5100.2μS4500慢中子天然硼Φ50×1.550.2μS4500慢中子鋰玻璃濃縮鋰Φ40×100.1μS3950熱中子、中能中子蒽ST-501Φ10～5030ns4470發(fā)光標(biāo)準(zhǔn)塑料體ST-401Φ≤4005ns4200快中子計數(shù)液閃爍體ST-5Φ104,H303.7ns4200特快中子33㈣、有機(jī)閃爍體各種閃爍體測量3.4反應(yīng)堆堆芯外核檢測儀表系統(tǒng)(RPN)3.4.1堆外中子注量率測量

堆外核測量系統(tǒng)的主要功能是：

1.連續(xù)監(jiān)測反應(yīng)堆功率(功率變化及功率分布)，對測得的各種模擬信號加以顯示記錄在反應(yīng)堆裝料、啟動、停閉及功率運(yùn)行時給操縱員提供反應(yīng)堆內(nèi)中子注量率的信息；2.監(jiān)測反應(yīng)堆徑向功率傾斜和軸向功率偏差；3.向反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)提供中子功率信號，當(dāng)中子注量率高、中子注量率變化率高時，觸發(fā)反應(yīng)堆緊急停閉。

壓水堆啟動時，中子注量率的變化范圍很大，從啟動時功率至滿功率時中子注量率變化可大到6至12個數(shù)量級。因此，如果只用一種探測器來覆蓋所需要的整個測量范圍，往往是很困難的，通常把所需測量范圍分成幾段，分別配以適當(dāng)?shù)暮藴y量通道加以測定。一般分成源量程測量通道、中間量程測量通道和功率量程測量通道三段，各個測量通道所測定的范圍見圖。從圖上可以看出，各個量程之間的銜接至少重疊一個數(shù)量級，以保證控制和保護(hù)的連續(xù)性。343.4反應(yīng)堆堆芯外核檢測儀表系統(tǒng)(RP堆芯外中子探測器與相應(yīng)的量程范圍35堆芯外3.4.2各個量程測量通道通常選用的探測器及儀表組成。壓水堆堆外核測量系統(tǒng)的組成表源量程測量通道中間量程通道功率量程測量通道探測器靈敏度硼正比計數(shù)管8counts/(n/cm2·s)硼補(bǔ)償電離室8×10-14A/(n/cm2·s）長電離室2.3×10-14A/（n/cm2·s）探測器量程10-1～２×10５n/（cm2·s）0.8C／s～1.6×106C／s2×102～5×1010n/(cm2·s)1.6×10-12～4×10-3A5×102～5×1010n/（cm2·s）11.5×10-12～1.15A顯示儀表量程１～106counts/s10-11～10-2A1.7×10-7A1.7×10-3A：106%Pn儀表電源100-1300V電源100-1500V電源100-1000V顯示線性放大器音響放大器計數(shù)器計數(shù)率計周期計計算機(jī)邏輯輸出0～250V前置放大器周期計對數(shù)功率表記錄器計算機(jī)邏輯輸出直流放大器線性功率表指示記錄器計算機(jī)邏輯輸出363.4.2各個量程測量通道通常選用的探測器及儀表組成。壓水3.4.3核儀表系統(tǒng)(RPN)一、系統(tǒng)功能監(jiān)督反應(yīng)堆內(nèi)中子通量的變化情況，并為反應(yīng)堆運(yùn)行及其安全提供信息。1.信息和控制功能

(1)提供信號：記錄和顯示信號，向操縱員提供反應(yīng)堆裝料、停堆、啟動和功率運(yùn)行各工況下的反應(yīng)堆狀態(tài)信息。（多種量程的堆外核儀表，監(jiān)測反應(yīng)堆功率、功率變化及功率分布）。(2)控制信號:功率量程的信號用于棒控程序;(3)中子噪音測量線路的輸出用來評估反應(yīng)堆內(nèi)部構(gòu)件的松動和振動；(4)監(jiān)測徑向功率傾斜和軸向功率偏差，停堆和啟動期間中子視聽計數(shù)。2.保護(hù)功能

向反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)RPR提供多個緊急停堆信號和允許信號。防止反應(yīng)堆發(fā)生超功率，提供中子注量率高和注量率變化高信號。

373.4.3核儀表系統(tǒng)(RPN)37

二、系統(tǒng)組成：——2個源量程測量通道（正比計數(shù)管C.P.）；——2個中間量程測量通道（補(bǔ)償電離室C.L.C.）；——4個功率量程測量通道（非補(bǔ)償電離室C.L.M.C.）長電離室,分6個靈敏段,分別測量堆芯上部、下部中子通量；3838反應(yīng)堆運(yùn)行時探測器的位置39反應(yīng)堆運(yùn)行時探測器的位置39

3.4.4三個測量通道原理

1.源量程測量通道（CNS）：

由兩個獨(dú)立的相同線路組成。在反應(yīng)堆停堆期間和啟動初始階段，測量范圍從10-1到2105n/（cm2·s），探測器是正比計數(shù)管，計數(shù)管內(nèi)壁涂硼，管內(nèi)充以氬氣和少量的二氧化碳，外加直流高壓(900V）。

每個中子與硼-10發(fā)生核反應(yīng)，10n+105B—73Li+42He+Q，產(chǎn)生粒子、73Li和射線。粒子、73Li使計數(shù)管內(nèi)的氬氣電離，產(chǎn)生正、負(fù)離子形成電脈沖；射線也會產(chǎn)生電脈沖，但其幅值較小，可用甄別放大電路濾去。

輸出電流送到：周期計線路：用于顯示；模擬量輸出線路：用于指示和記錄；邏輯量輸出線路：用于啟動報警及反應(yīng)堆保護(hù)。40404141甄別放大原理γ射線也產(chǎn)生幅值較小的電流脈沖，故用甑別放大電路濾除它和反應(yīng)堆內(nèi)其他γ射線產(chǎn)生的小幅度電流脈沖，放大粒子產(chǎn)生的電流脈沖，從而得到只與中子注量率成正比的計數(shù)脈沖。42甄別放大原理γ射線也產(chǎn)生幅值較小的電流脈沖，故用甑別放大電路

倍增周期，代表堆功率變化趨勢、快慢和反應(yīng)堆所處的狀態(tài)。

T=3s，說明堆功率每3s增加1倍，反應(yīng)堆處于超臨界狀態(tài)；

T=-25s，說明堆功率每25s降低1倍，反應(yīng)堆處于次臨界狀態(tài)。

T=，說明堆功率為常數(shù)，反應(yīng)堆處于臨界狀態(tài)。

如果倍增周期為一過小的正值，說明反應(yīng)堆功率增加過快，容易失控。在啟動反應(yīng)堆升功率時，一定要時刻監(jiān)視倍增周期，禁止其小于18s

周期計

在源量程和中間量程測量通道中都包括周期計，它產(chǎn)生功率倍增時間信號，送往顯示器，以顯示中子注量率變化一倍的時間T。反應(yīng)堆功率變化遵守指數(shù)規(guī)律：其中：P0為t=0時的堆功率；P為t時刻的堆功率；T為功率倍增周期(倍增時間)。上式兩邊取對數(shù)：

由此可見：倍增時間T與功率對數(shù)的導(dǎo)數(shù)成反比。周期計正是產(chǎn)生功率對數(shù)的對數(shù)放大器的輸出經(jīng)過微分、取倒數(shù)運(yùn)算以后，輸出倍增時間T信號。43倍增周期，代表堆功率變化趨勢、快慢和反應(yīng)堆所處的狀態(tài)。4444

探測器是涂硼補(bǔ)償電離室，由兩個同軸的圓柱形電離室組成；涂硼電離室對α粒子和γ射線均敏感，在外電壓作用下產(chǎn)生電離電流In+I1。不涂硼電離室僅對射線敏感，在補(bǔ)償電壓作用下產(chǎn)生電離電流I2。調(diào)整補(bǔ)償電壓使I1=

I2，再經(jīng)電路分向處理二者抵消，探測器最終輸出電流

In+I1

–I2

=In輸出電流送到：周期計線路；模擬量輸出線路；邏輯量輸出線路。2.中間量程測量通道

(CNI）量程：10-11A到10-3A45探測器是涂硼補(bǔ)償電離室，由兩個同軸的圓柱形電離

功率量程測量通道由4個獨(dú)立的相同線路組成，探測器是涂硼長電離室，由6個敏感段構(gòu)成；該功率值送到下列線路中：—反應(yīng)堆棒控系統(tǒng)，移動控制棒；—指示和記錄儀表，指示記錄堆功率；—反應(yīng)堆測量儀，計算反應(yīng)性；—對比線路，監(jiān)視功率徑向分布不平衡；—功率分布監(jiān)測線路，監(jiān)視堆芯功率分布；—反應(yīng)堆保護(hù)線路，用于啟動反應(yīng)堆保護(hù)。3.功率量程測量通道（CNP）量程：1.7×10-7A～1.7×10-3A463.功率量程測量通道（CNP）量第4章堆芯內(nèi)中子注量測量及系統(tǒng)

在堆壽期內(nèi)，堆的安全運(yùn)行不能只依賴堆芯外儀表的信息，而要周期地根據(jù)芯內(nèi)敏感元件測量數(shù)據(jù)，對堆芯外儀表校正；取得氙毒對功率的影響資料；及燃耗信息等。4.1堆芯環(huán)境(險惡)

⑴、高中子通量(＞1012n.cm-2.s-1)；⑵、強(qiáng)γ場(照射量＞0.3C／kg.h)；⑶、高溫(＞2100C)；⑷、高壓(＞7×106Pa)；⑸、振動(由冷卻劑流動、沸騰引起)。對儀表的要求：①、耐受高通量中子及γ的輻照損傷;②、一次換料期間，敏感元件移動、更換要不多于1次;③、體積足夠小，適應(yīng)可利用的空間;④、采取防護(hù)措施。47第4章堆芯內(nèi)中子注量4.2堆芯儀表

4.2.1堆芯裂變電離室裂變電離室的一個電極涂層裂變物質(zhì)(235U)，碎片的能量比中子核反應(yīng)產(chǎn)生的粒子能量大得多，所以它探測中子的靈敏度高，很容易甄別γ本底。裂變碎片質(zhì)量大、射程很短，所以裂變材料涂層很薄，一般＜2mg／cm2。靈敏度為：0.5s-1／nυ，n為中子密度；υ為中子速度。最高計數(shù)率可達(dá)：105／s。裂變室的特性：1、鈾的表面積要大，厚度與長度比要使信噪比最??；2、充惰性氣氬，導(dǎo)熱性、電離性好，熱中子截面小，不會使中子核反應(yīng)把它消耗；3、增大充氣壓力，會提高靈敏度，一般為幾個大氣壓；4、裂變極與收集極間距大，產(chǎn)生原電離數(shù)多，電流大。484.2堆芯儀表裂變電離室的一個電極涂層裂變物質(zhì)大亞灣堆芯微型裂變電離室探測器是堆芯中子通量（注量率）測量的敏感元件,大亞灣核電廠采用微型裂變室,其中央靈敏電極涂有235U富集度為90%的鈾的氧化物,兩層同心包殼之間充以氬氣。裂變電離室端部連接驅(qū)動和導(dǎo)電兩用的螺旋形電纜。探測器外徑4.7mm,長度（包括頭部）66mm,靈敏區(qū)長度27mm。它的外殼、外電極、及同軸電纜的材料均為不銹鋼。49大亞灣堆芯微型裂變電離室探4.2.2涂硼室

在電離室的一個電極上涂一層濃縮硼－10膜，其測量范圍為：105～1010n／cm2.s。由于10B的熱中子反應(yīng)截面比235U的大約6倍，導(dǎo)致燃耗太大，壽命縮短，所以，不宜作為固定式堆芯儀，而作為移動式堆芯功率儀。每次在堆芯內(nèi)工作約3分鐘，每月測一次，所以它可以滿意地工作多年。504.2.2涂硼室504.2.3

γ溫度計

γ溫度計的優(yōu)點(diǎn)是：

1、結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜；2、高輻射下壽命較長；3、信號大小正比于小范圍內(nèi)的功率水平；4、沒有涂層儀由于燃耗降低靈敏度的缺點(diǎn)。

γ射線引起包在熱絕緣體中的材料發(fā)熱。發(fā)熱溫度與γ通量有線性關(guān)系，即可反映堆功率的大小。

缺點(diǎn)是：1、外徑尺寸較大(0.8cm)；2、響應(yīng)時間長(約幾分鐘)；3、緩發(fā)γ強(qiáng)度對溫度的貢獻(xiàn)，限制了量程；4、靈敏度受熱通道溫度影響，1600C時比2300C時大20％。5144.2.4自給能探測器自給能探測器(Self-powereddetector)

自給能探測器是不需要外加偏壓電源的核輻射探測器。它靈敏度很低，適于在強(qiáng)輻射場下工作。這是60年代中期出現(xiàn)的一種堆芯中子通量探測器，由中心發(fā)射體、絕緣體和收集體三部分按同軸排列而成。

物質(zhì)與輻射場相互作用，因發(fā)射和吸收荷電粒子而帶電。置于輻射場中的兩種相互絕緣的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體），由于帶電情況和程度不同，它們之間就產(chǎn)生了電勢差。524.2.4自給能探測器自給能探測器(Se一、自給能探測器的種類和原理自給能探測器主要有三種：

β流中子探測器，內(nèi)轉(zhuǎn)換中子探測器，自給能γ探測器。1、自給能中子探測器（1）

β流中子探測器(又稱延遲響應(yīng)自給能探測器）發(fā)射體銠、釩或銀，它們與中子發(fā)生（n，γ）反應(yīng)生成活化核，活化核發(fā)生β-衰變，部分β粒子穿過絕緣體而到達(dá)收集體，平衡后形成與中子通量正比的電流信號，經(jīng)過電纜傳送到記錄儀。當(dāng)核反應(yīng)平衡后，在外電路給出一個正比于中子注量率的穩(wěn)定的電流信號。中子反應(yīng)如：β-β-103Rh(n,γ)104Rh104Pd104Ag→…(銠)(鈀)(銀)53一、自給能探測器的種類和原理自給能探測器主要有三種：53發(fā)射體密度g／cm3中子截面(b)響應(yīng)時間T1／2反應(yīng)相對靈敏度銠=1001014通量燃耗％每年銠(Rh)12.515042s(n,γ)β￣10032釩(V)5.965.13.7min(n,γ)β￣17.51.6鈷(Co)8.937瞬時(n,γ)γ1.511

幾種發(fā)射體特性數(shù)據(jù)表54相對靈敏度1014通量銠(Rh)12.515042s(n,γ(2)內(nèi)轉(zhuǎn)換中子探測器(又稱快響應(yīng)自給能探測器)發(fā)射體是鈷，鈷與中子發(fā)生(n,γ)反應(yīng)，出射的γ射線打在發(fā)射體和絕緣體上，在其內(nèi)打出次電子，當(dāng)這些電子跑到收集極后，在外電路形成一個正比于中子注量率的電流信號。

59Co(n,γ)60Co*，60Co*60Co

這一過程是在極短時間內(nèi)發(fā)生的，時間響應(yīng)快，可作為反應(yīng)堆安全控制用。㈡、結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)圖見右圖所示。它由探頭、電纜和插件三部分組成。探頭有：發(fā)射體、絕緣體(氧化鋁陶瓷)、收集極(鎳管)同軸排列組成。探頭的外徑通常為2mm左右。其結(jié)構(gòu)簡單，形小，全固化，無需外加電源，適用于在高溫、高輻照及強(qiáng)腐蝕場合長期工作。同軸電纜：

要求材料對中子不靈敏，耐高溫、輻照。通常用氧化鋁做絕緣、不銹鋼做外殼的同軸電纜可以滿足測量需要。55(2)內(nèi)轉(zhuǎn)換中子探測器(又稱快響應(yīng)自給能探測器)㈡、結(jié)構(gòu)二、自給能γ探測器

自給能γ探測器是以鋯、鉑、鉛等作為發(fā)射體靈敏物質(zhì)的一種自給能探測器。γ光子直接與它們作用，產(chǎn)生電流信號被外電路收集形成電流。常用于慢變化的強(qiáng)輻射、高溫、強(qiáng)腐蝕的γ輻射及堆芯γ測量。同樣具有結(jié)構(gòu)簡單、小型、全固化等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)γ射線打在鉑中，產(chǎn)生光電子，康普頓電子或電子對，這些次電子跑在收集極形成電流被外電路收集。采用這些靈敏物質(zhì)是因為它們化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、原子序數(shù)Z大，對γ的線牲吸收系數(shù)大的緣故。其結(jié)構(gòu)與自給能中子探測器相似。

由于堆內(nèi)γ與中子的分布相近，因此，在反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)和功率分布測量正在研究使用。

優(yōu)點(diǎn)1、射程大，可在更大體積內(nèi)測量功率密度；2、燃耗可以忽略；3、靈敏度不隨時間變化。56二、自給能γ探測器564.3堆芯內(nèi)中子通量檢測系統(tǒng)4.3.1檢測儀的職能：⒈啟動時的職能：

①、檢查堆芯功率分布是否符合設(shè)計值；②、檢查事故工況設(shè)計限值是否合理；③、校準(zhǔn)堆外儀表；④、檢查裝料中可能出現(xiàn)的差錯。⒉正常運(yùn)行的職能：①、檢查與燃耗對應(yīng)的功率分布;②、監(jiān)測各燃料組件的燃耗;③、校準(zhǔn)堆芯外核儀表;④、探測堆芯運(yùn)行工況。574.3堆芯內(nèi)中子通量檢測系統(tǒng)4

4.3.2.系統(tǒng)組成：

由驅(qū)動裝置、組選擇器、路選擇器構(gòu)成機(jī)械組件，驅(qū)動中子探頭進(jìn)行中子注量率測量。由安裝在堆芯測量室的分配柜實現(xiàn)控制設(shè)備和機(jī)械組件之間的接口；由一組密封段和球閥來保證反應(yīng)堆冷卻劑和堆芯注量率測量系統(tǒng)之間的密封性。

㈠、

驅(qū)動裝置通過驅(qū)動螺旋電纜在測量通道內(nèi)移動探測器。驅(qū)動裝置主要由傳動電機(jī)、驅(qū)動輪、存儲卷盤、位置發(fā)送器和安全保護(hù)裝置等組成。

584.3.2.系統(tǒng)組成：58(2)選擇器：選擇器又稱轉(zhuǎn)換設(shè)備,有組選擇器、路-組選擇器和路選擇器三種。雖然各種選擇器的作用不同,但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和動作原理完全一樣,惟一的區(qū)別就是通道數(shù)目不同,每個選擇器由一個傳動電機(jī)帶動的選擇器磁鼓和離合器系統(tǒng)組成。⒈組選擇器有一個輸入通道,四個輸出通道。組選擇器可以將探測器從驅(qū)動機(jī)構(gòu)的探測器起始位置分別引入正常測量通道、存貯通道、校準(zhǔn)通道及救援通道。⒉路-組選擇器有二個或五個輸入通道。該選擇器接納來自正常通道,求援通道的探測器,其中第4組路組選擇器還作為公共核準(zhǔn)通道。⒊路選擇器有一個輸入通道,十個輸出通道。路選擇器把探測器導(dǎo)向10個測量通道中的任一個。59(2)選擇器：594.3.3堆芯中子注量率測量系統(tǒng)描述中子注量率測量通道共50個，分別布置在50個燃料組件中。每個測量通道都有特定的編號。在50個燃料組件的測量通道內(nèi)，從堆芯底部插入指套管，探測器在指套管內(nèi)移動，從而在堆芯整個高度上逐點(diǎn)測量中子注量率。604.3.3堆芯中子注量率測量系統(tǒng)描述中子注量率測量通道

.

㈡.指套管(活動套管)

外徑7.5mm,最大厚度1.1mm，長度13.3~16.2m不等。.指套管的內(nèi)壁是干燥的，微型裂變室可在內(nèi)移動；外壁與一回路水直接接觸，同樣承受與反應(yīng)堆壓力相同的水壓，指套管壁厚可比導(dǎo)向管薄，以易彎曲。指套管末端6m長度經(jīng)熱處理，涂有減摩涂層，可以由人工插入和抽拔。㈠、導(dǎo)向管有50根，呈L狀，外徑25.4mm,璧厚7.6mm，長8~11.5m不等。上端與壓力容器底部對應(yīng)的套管相焊接，而下部則通過生物屏蔽墻與位于堆芯儀表室中的手動閥密封段組件相焊接，密封一回路水。61.㈠、導(dǎo)向管61

㈢密封段

用來保證導(dǎo)向管與指套管之間的靜、動態(tài)密封，裝有泄漏探測器，可以報警。如果密封發(fā)生泄漏，空腔中就有水滴出現(xiàn)，泄漏探測器報警；由于有第二道密封，泄漏水不會流入堆芯儀表室，可在下次計劃停堆時更換密封圈。.62㈢密封段.62

堆芯中子測量傳遞裝置用于把中子注量率探測器插入堆芯的50個測量通道，傳遞裝置分為5個組,每組對應(yīng)10個堆芯測量通道。

每組由下列幾部分構(gòu)成：一個中子注量率探測器；一套驅(qū)動裝置；一個組選擇器；一個路-組選擇器；一個路選擇器；10個自動控制隔離閥。整個傳遞裝置位于安全殼底部標(biāo)高為（-3.5Om）的堆芯儀表室內(nèi),與密封段處在同一水平面。㈣、中子探測器傳遞系統(tǒng).63㈣、中子探測器傳遞系統(tǒng).636464

第5章核輻射劑量監(jiān)測儀在反應(yīng)堆正常運(yùn)行還是事故時刻，都有大量核輻射線和排出的放射性物質(zhì)。為確保工作人員的安全，必須有一套完整的劑量監(jiān)測系統(tǒng)和分析手段。

用于探測核輻射的探測器有：一、氣體探測器二、固體探測器⒈電離室(袖珍劑量計)⒈閃爍計數(shù)器⒉正比計數(shù)器⒉半導(dǎo)體探測器⒊G-M計數(shù)管3.熱釋光劑量計4,熒光玻璃劑量計65第5章核輻5.1.1氣體探測器1、電離室工作電壓V處在電離區(qū)的氣體探測器，其輸出脈沖幅度為：

袖珍劑量計

袖珍劑量計是早期使用最廣泛的個人劑量儀，是一種簡單的電離室。它的構(gòu)造簡單，做成鋼筆狀，方便攜帶。

粗石英絲(固定)與細(xì)石英絲(活動)表面鍍銀，并接，連在充電正極，充電后兩石英絲相斥，張開一角度，細(xì)絲形在目鏡內(nèi)處在“0”位。當(dāng)受輻照后室內(nèi)氣體被電離，負(fù)電子使絲極正電荷中和，夾角減小，示值偏大，標(biāo)記著劑量的大小。665.1.1氣體探測器袖珍

2、

正比計數(shù)器：

工作電壓在V2→V3之間。原電離電荷放大A倍，放大倍數(shù)A為常數(shù)。故可測量入射粒子能量與強(qiáng)度。氣體放大倍數(shù)為：

VT為閾電壓;a為絲極半徑;∑為產(chǎn)生二次電子的宏觀截面。

C為輸出電容(f)，E為入射粒子能量(ev)。τ=RC為時間常數(shù)。672、正比計數(shù)器：氣體放大倍數(shù)為：C

5.1.2閃爍計數(shù)器

閃爍計數(shù)器是五十年代發(fā)展起來的核輻射探測器。時間分辨率和能量分辨率高于正比計數(shù)器而低于半導(dǎo)體探測器，γ探測效率可達(dá)20%。盧瑟夫就是利用顯微鏡觀測ZnS的質(zhì)子閃光進(jìn)行的第一個人工核反應(yīng)的。五十年代后，隨著光電倍增管的出現(xiàn)，配合發(fā)光閃爍體形成了完整的閃爍計數(shù)器。

一、原理

1.射線使閃爍晶體原子電離、激發(fā)退激時所發(fā)出的熒光。2.熒光進(jìn)入光電倍增管，在其陰極上打出光電子，經(jīng)多級放大，輸出脈沖信號，被二次儀表記錄、分析。685.1.2閃爍計數(shù)器一、原二、閃爍體

閃爍體分有機(jī)與無機(jī)體兩種。

1.有機(jī)閃爍體（CH化合物）。固體有：蒽、芪、萘、對聯(lián)三苯等。液體有：有機(jī)溶液加發(fā)光物質(zhì)及波長轉(zhuǎn)換劑（POPOP）。塑料：有機(jī)閃爍液聚合而成，可做得較大。如苯乙烯等。

2.無機(jī)閃爍體NaI(Tl)、CsI(Tl)、ZnS（Ag）。前兩者可測γ射線，后者用來測量α粒子。

其探測原理是：射線進(jìn)入晶體內(nèi)產(chǎn)生電子–空穴對，導(dǎo)帶上的自由電子經(jīng)雜質(zhì)帶填充空穴，放出熒光光子。三、光電倍增管把閃爍體的熒光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柤右苑糯蠹s105倍后，輸出給前置放大器。它的外加高壓電源約一千伏。69二、閃爍體三、光電倍增管69

5.1.3、半導(dǎo)體探測器：

是六十年代發(fā)展起來的稿射探測器，時間分辨和能量分辦很高的粒子探測器。它結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定，電壓低，使用方便，價廉。得到廣泛應(yīng)用。

一、原理：

入射粒子在P-N結(jié)中，使價帶電子跳到導(dǎo)帶，形成電子–空穴對。在反向工作電壓的加速下分別向負(fù)、正電極漂移，在收集極形成輸出脈沖，輸出脈沖幅度為：

所以，對同一能量的粒子，比電離室的輸出脈沖約大10倍，統(tǒng)計漲落小，因而，能量分辦率也比電離室大得多。硅的禁帶寬鍺的禁帶寬：705.1.3、半導(dǎo)體探測器：一、原理：

二、結(jié)構(gòu)：

⒈金硅面壘半導(dǎo)體探測器，是在N型半導(dǎo)體硅表面蒸一層金，形成P型半導(dǎo)體，因而形成了P—N結(jié)。金層約幾微米厚，適于α粒子探測。也可蒸鋁代金，更堅固。結(jié)電容Cd與外加電壓有關(guān)，所以輸出端接電荷靈敏放大器以消除這一影響。

式中S為探測器面積，ρ為P–N結(jié)密度，V為外加反向偏壓。隨著V的增大，結(jié)電容變小，使輸出脈沖變大。71二、結(jié)構(gòu)：式中S為探測器面

⒉鋰漂移半導(dǎo)體探測器

利用施主鋰原子遠(yuǎn)小于硅原子，給P型硅加鋰，再加溫300–400C0溫度，使鋰原子向硅擴(kuò)散，加反向幾百伏偏壓，形成較厚的P–N結(jié)(探測靈敏區(qū))。可用來探測中子等。其原理如下圖示。

72⒉鋰漂移半導(dǎo)體探測器72

3.熱釋光劑量計TLD

具有晶格結(jié)構(gòu)的固體材料中，常因雜質(zhì)等原因，總存在許多晶格缺陷，這種缺陷導(dǎo)到它周圍電中性狀態(tài)的破壞，形成了一個帶電中心。中心具有吸引異性電荷的本領(lǐng)，稱為“陷阱”。射線射入時，使物質(zhì)原子電離，電子從滿帶跳到導(dǎo)帶，被“陷阱”捕獲，在常溫下電子長久留在陷阱中。當(dāng)加熱固體時它才能從陷阱中跳到導(dǎo)帶，由導(dǎo)帶躍到滿帶時，會發(fā)出可見光。輻照時間越長，落入陷阱的電子越多。當(dāng)加熱以后，發(fā)光越強(qiáng)。經(jīng)光電倍增管放大后記錄。是常用劑量儀之一。

通常使用的熱釋光元件有：CaF2(Mn)、LiF等，把它們制成粉末，壓制成熱釋光片，供工作人員佩帶。把熱釋光片在測光儀中加熱，測量其光能確定劑量值。733.熱釋光劑量計TLD具有晶

4.熒光玻璃劑量計RPD

用銀激活的磷酸鹽玻璃中，存在很深的陷阱，當(dāng)射線射入時，形成穩(wěn)定的光致發(fā)光中心。只有在紫外光照射下，電子由發(fā)光中心跳到激發(fā)能級，在它們退激時發(fā)出橙色熒光。發(fā)光量與輻照劑量成正比。測量照射量劑量范圍：0.05R～103R。

優(yōu)點(diǎn)是可多次測量，量程寬，測量精確度高，性能穩(wěn)定等。缺點(diǎn)是每次使用前要測本底劑量，低能響應(yīng)差，玻璃易碎等。744.熒光玻璃劑量計RPD用銀激

5.2核電廠輻射劑量監(jiān)測核電廠劑量監(jiān)測系統(tǒng)

(判斷安全性，防止事故發(fā)生)⒈燃料元件包殼破損的監(jiān)測；⒉蒸汽發(fā)生器管子破漏的放射性監(jiān)測；⒊冷卻水及其管道放射性監(jiān)測；⒋廠房內(nèi)γ輻射場的監(jiān)測；⒌工作室放射性氣體及氣溶膠的監(jiān)測；⒍衣物，工具的表面污染測量；⒎個人劑量監(jiān)測；⒏環(huán)境放射性監(jiān)測。.

....755.2核電廠輻射劑量監(jiān)5.2.⒈燃料元件包殼破損的監(jiān)測輕水堆燃料元件破損的探測方法

測量冷卻劑中的裂變產(chǎn)物濃度，即可確定元件破損情況。⒈γ輻射探測法

元件包殼破損，一回路水中的裂變產(chǎn)物會增加，用閃爍譜儀或鍺(鋰)γ譜儀