中子通量

电力工程名词

中子通量是指单位时间内通过单位面积的中子数，是衡量反应堆的一个重要指标。中子通量等于中子密度与其平均速度的乘积，单位常用“中子/平方厘米·秒”表示。按中子能量不同，又可分为热中子通量和快中子通量两种。中子通量分布测量对反应堆的安全运行、燃料管理、最大允许功率的确定、各项实验的进行以及样品的辐照都有极其重要的意义。

简介

中子通量分布测量对反应堆的安全运行、燃料管理、最大允许功率的确定、各项实验的进行以及样品的辐照都有极其重要的意义。1995年对某池式研究堆的中子通量分布测量系统进行了改造，考虑到今后的使用要求，设计了计算机数据处理接口、测量控制及数据处理软件。

对池式反应堆进行了一次完整的中子通量分布测量需布置大量的测点。如果使用手工测量和人工处理数据，其工作量及产生人为误差的概率是相当大的。如果采用计算机处理全过程，就不会出现这类错误，同时在精度、速度、功能上都会有很大的提高。

中子通量分布测量

测量时，先连接好定标器与计算机之间的电缆，开启测量仪器和计算机，在计算机上运行测量控制及数据处理软件，软件确认测量仪器正常联机后，自动进入测控数据处理集成环境。

在实际测量中，先将摘一铝合金片贴在有机玻璃条上，装入铝管内，然后放入反应堆燃料元件的水隙中，将反应堆功率提升到40W，照射5-10min，冷却几分钟后取出测量。

（1）系统设置

根据系统提示，完成测量环境参数的设置，包括：测量方式选择(定时/定数)、比较道设定、定时/定数值设定等。

（2）效率标定

将软件设置为效率标定，取两片活化片，一片放在比较道上，另一片分别放在要使用的各道上，启动测量功能，待各道测量完毕，系统自动保存测量结果。

（3）本底

取出除比较道以外的各道上的活化片，将软件设置为本底测量，启动测量功能后，软件自动测量各道本底三次并保存。

（4）测量

将软件设置为正常测量状态，依次将所要测量的各探测片放在各道上，启动测量功能后，系统将自动按照设置的要求进行测量，进车换片并保存测量结果。

在测量的同时，系统可以同步打印出测量数据，测量完成后，系统可根据需要，输出各测点的相对中子通量值，活性区中子通量分布图，X-Y-Y任一方向的通量分布曲线以及曲线拟合结果。

中子通量测量数据处理

1.效率标定

由于采用多道同时测量，而每个探头所加的高压不同，探头灵敏度不同，单道的阀值不同，所以同一探测片的测量值也有差异，这就需要标定效率。效率标定时，把功率监测杆所在道的相对效率定为1，然后把其它各道对同一探测片的测量值与之进行比较，得出各道的效率。

2.数据识别

在测量过程中，由于探测片是贴在有机玻璃条上的，因此在操作过程中有些探测片可能脱落，测量时应该能够识别这种情况。实际上，如果探测片脱落，则计数值非常小，接近于本底，因此可以将测量值与本底进行比较，来确定该值是否有效。产生异常数据的另一途径是探头所加的电压过高或过低，这种情况在系统调试时就可以排除。

3.相对通量的确定

我们把活性区中央水隙中通量最大点作为归一点，然后把其余各测点与此点进行比较，得出各测点的相对通量值。如果我们采用比较(定数)测量，则不需要进行时间修正。

4.曲线绘制

得出了各测点的相对通量值后，就可以绘制出中子通量分布曲线。在本系统中，采用了贝齐尔曲线进行绘制，这样，绘制的曲线经过每个测点，且与相对坐标的选取无关。

5.曲线拟合

曲线拟合就是利用最小二乘法，根据测得的数据来建立通量与位置之间统计意义下的依赖关系式。如果要得到比较好的拟合结果，必须选好拟合函数。根据理论分析的结果，在垂直方向上，反应堆活性区的中子通量分布接近于余弦函数;在水平方向上，接近于贝塞尔函数，燃料布置比较好的活性区的通量分布应比较平坦。这里我们在垂直方向上采用余弦函数和高次多项式函数，在水平方向上只用高次多项式函数。

6.非测点通量的确定

有时需要知道某一点的相对通量值，当此点不是布置的测点时，就需要通过一定的方法去求得该点的通量值。虽然我们可以在某一方向上进行插值，但更精确的方法应该考虑三维情况，这里我们通过该点邻近的8个(在边界时为4个)测点来确定。

中子通量活性区布置方式的处理

在反应堆换料后，其活性区布置可能会发生改变。为了及时适应这种变化，准确处理并直观地输出活性区中子通量总体分布图，系统使用了活性区配置文件。按照事先约定的规则，修改该文件使之符合当前情况，由系统进行自动识别、拼装，得出最新的活性区装载图。

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