本技術屬于核工業,具體涉及一種中子通量密度相對分布測量方法及裝置、中子學參數確定方法及系統。
背景技術:
1、零功率裝置是驗證臨界反應堆物理理論、堆物理計算模型和計算程序、新堆型核特性的關鍵手段,中子通量密度的測量是反應堆中子學實驗的基礎,堆內中子學參數一般是通過中子通量密度的測量得到的。
2、中子通量密度相對分布在線測量的傳統方法是通過中子探測器來實現的,將單個探測器在不同待測位置點移動分別測量,或者在多個待測位置點上布置多個中子探測器,直接測量中子探測器的電脈沖,進而在線給出中子通量密度的相對分布。這種方法存在以下不足之處:(1)中子探測器的尺寸較大(數厘米甚至更大),需要專門的孔道,其布置位置受反應堆空間限制較大,僅能布置在少量幾個位置。(2)中子探測器對堆內中子場的擾動較大,探測器及其封裝的外殼、電纜等材料會吸收、散射中子,從而改變待測的中子通量密度場。
3、中子通量密度相對分布離線測量的傳統方法是通過活化片來實現的,將尺寸很小的活化片放置在堆內待測位置,在堆內輻照一定時間后,待活化片達到一定活度后從堆內取出,放置在高純鍺等探測器內,通過測得的γ射線強度推算出堆內中子通量密度。這種方法存在以下不足之處:(1)活化片需要在堆內輻照一定的時間,不能測量中子通量密度隨時間的變化和實時給出中子通量密度。(2)活化片被輻照后有一定的放射性,作為放射性廢物需按照規范進行處理,增加成本和環境負擔。(3)測量流程較繁瑣、周期較長。
4、綜上所述,如何減少對堆內中子場的擾動,并且如何快速、簡便地實時監測堆內中子通量密度相對密度是本領域的研究熱點。
技術實現思路
1、本技術要解決的技術問題是針對現有技術存在的上述不足,提供一種中子通量密度相對分布測量方法及裝置、中子學參數確定方法及系統,使用該中子通量密度相對分布測量方法,能夠減少對堆內中子場的擾動,并且能夠快速、簡便地實時監測堆內中子通量密度相對分布。
2、第一方面,本技術實施例提供一種中子通量密度相對分布測量方法,m個第一光纖中各第一光纖分別布置在其一一對應的零功率裝置堆芯的待測位置;各第一光纖均填充有中子敏感材料;m為正整數;
3、該方法包括:
4、獲取各待測位置對應的第一光纖的發光強度,以得到m個發光強度;
5、根據m個發光強度,確定各待測位置的中子通量密度相對分布。
6、在第一方面的一些實施方式中,根據m個發光強度,確定零功率裝置的中子通量密度相對分布,包括:
7、將m個發光強度代入公式(1),計算得到中子通量密度相對分布;
8、公式(1)包括:
9、?(1)
10、其中,表示第i個待測位置的中子通量密度相對分布,i為大于等于1且小于等于m的正整數;表示第i個待測位置的第一光纖的發光強度。
11、在第一方面的一些實施方式中,各第一光纖的尺寸結構和材料構成均相同,且第一光纖均包括第一段,第一段填充有中子敏感材料;
12、第一體積、第一中子反應微觀截面、第一單位體積內原子數均與第一光纖的總數量、第一中子反應宏觀截面、第二體積和第一擾動限值相關;第一體積為單個第一段的體積;第一中子反應微觀截面為第一段內中子敏感材料的中子反應微觀截面;第一單位體積內原子數為第一段內中子敏感材料的單位體積內原子數;第一中子反應宏觀截面為零功率裝置堆芯的中子反應宏觀截面;第二體積為零功率裝置堆芯的體積;第一擾動限值為第一光纖對堆內中子場的擾動限值。
13、在第一方面的一些實施方式中,第一體積、第一中子反應微觀截面和第一單位體積內原子數均滿足公式(2);
14、公式(2)包括:
15、??(2)
16、其中,為第一中子反應微觀截面;n為第一單位體積內原子數;v為第一體積;為第一中子反應宏觀截面;為第二體積;為第一擾動限值。
17、在第一方面的一些實施方式中,獲取各待測位置對應的第一光纖的發光強度,包括:
18、通過光功率計獲取各待測位置對應的第一光纖的發光強度。
19、基于相同的發明構思,第二方面,本技術實施例提供一種中子學參數確定方法,包括:
20、根據第一方面任一項的中子通量密度相對分布測量方法,確定各待測位置的中子通量密度相對分布;
21、根據各待測位置的中子通量密度相對分布,確定反應堆堆內的中子學參數。
22、基于相同的發明構思,第三方面,本技術實施例提供一種中子通量密度相對分布測量裝置,m個第一光纖中各第一光纖分別布置在其一一對應的零功率裝置堆芯的待測位置;各第一光纖均填充有中子敏感材料;m為正整數;
23、該裝置包括:
24、第一獲取模塊,用于獲取各待測位置對應的第一光纖的發光強度,以得到m個發光強度;
25、第一確定模塊,用于根據m個發光強度,確定各待測位置的中子通量密度相對分布。
26、在第三方面的一些實施方式中,第一確定模塊,具體用于:
27、將m個發光強度代入公式(1),計算得到中子通量密度相對分布;
28、公式(1)包括:
29、?(1)
30、其中,表示第i個待測位置的中子通量密度相對分布,i為大于等于1且小于等于m的正整數;表示第i個待測位置的第一光纖的發光強度。
31、在第三方面的一些實施方式中,各第一光纖的尺寸結構和材料構成均相同,且第一光纖均包括第一段,第一段填充有中子敏感材料;
32、第一體積、第一中子反應微觀截面、第一單位體積內原子數均與第一光纖的總數量、第一中子反應宏觀截面、第二體積和第一擾動限值相關;第一體積為單個第一段的體積;第一中子反應微觀截面為第一段內中子敏感材料的中子反應微觀截面;第一單位體積內原子數為第一段內中子敏感材料的單位體積內原子數;第一中子反應宏觀截面為零功率裝置堆芯的中子反應宏觀截面;第二體積為零功率裝置堆芯的體積;第一擾動限值為第一光纖對堆內中子場的擾動限值。
33、在第三方面的一些實施方式中,第一體積、第一中子反應微觀截面和第一單位體積內原子數均滿足公式(2);
34、公式(2)包括:
35、??(2)
36、其中,為第一中子反應微觀截面;n為第一單位體積內原子數;v為第一體積;為第一中子反應宏觀截面;為第二體積;為第一擾動限值。
37、在第三方面的一些實施方式中,第一獲取模塊,具體用于:
38、通過光功率計獲取各待測位置對應的第一光纖的發光強度。
39、基于相同的發明構思,第四方面,本技術實施例還提供一種中子學參數確定系統,包括:
40、第三方面任一項的中子通量密度相對分布測量裝置,用于確定各待測位置的中子通量密度相對分布;
41、確定裝置,用于根據各待測位置的中子通量密度相對分布,確定反應堆堆內的中子學參數。
42、基于相同的發明構思,第五方面,本技術實施例提供一種電子設備,該電子設備包括:至少一個處理器;以及與至少一個處理器通信連接的存儲器;其中,存儲器存儲有可被至少一個處理器執行的一個或多個計算機程序,一個或多個計算機程序被至少一個處理器執行,以使至少一個處理器能夠執行上述的中子通量密度相對分布測量方法或中子學參數確定方法。
43、基于相同的發明構思,第六方面,本技術實施例提供一種計算機可讀存儲介質,其上存儲有計算機程序,其中,計算機程序在被處理器執行時實現上述的中子通量密度相對分布測量方法或中子學參數確定方法。
44、基于相同的發明構思,第七方面,本技術實施例提供了一種計算機程序產品,其包括計算機可讀代碼,或者承載有計算機可讀代碼的非易失性計算機可讀存儲介質,當計算機可讀代碼在電子設備的處理器中運行時,電子設備中的處理器執行上述的中子通量密度相對分布測量方法或中子學參數確定方法。
45、根據本技術實施例提供的中子通量密度相對分布測量方法及裝置、中子學參數確定方法及系統,由于光纖尺寸極小,可以靈活地布置在零功率裝置堆內狹小空間,實現分布式的測量維度,達到厘米級別的空間分辨率,而且對堆內中子場的擾動很小;通過m個發光強度,能夠快速、簡便地實時監測堆內中子通量密度分布。
46、綜上,本技術實施例能夠減少對堆內中子場的擾動,并且能夠快速、簡便地實時監測堆內中子通量密度相對分布。
47、應當理解,本部分所描述的內容并非旨在標識本技術的實施例的關鍵或重要特征,也不用于限制本技術的范圍。本技術的其它特征將通過以下的說明書而變得容易理解。