[發明專利]核電廠面源輻射源強逆推方法及面源輻射源強逆推系統

有效

• 申請號: 201610038879.8
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN106991265B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 陳義學;賀淑相;臧啟勇;張涵;王夢琪
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 11426 北京康思博達知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 劉冬梅;路永斌

本發明公開了一種核電廠面源輻射源強逆推方法及面源輻射源強逆推系統，該方法中，通過探測器獲得多個位置的劑量率，將歸一化輻射源強在空間上進行離散，利用射線跟蹤方法計算出光學距離，結合材料、積累因子等信息開展方程組系數的計算，逆推出源強；然后對探測器位置進行劑量率計算，通過把測量值和計算值進行線性回歸分析，計算出標準偏差、斜率、截距等關鍵參數，進而計算出品質因數來衡量每次計算結果的可接受程度；同時提出加權迭代方法，降低不確定度較大的探測器引入的誤差，利用迭代的方式多次重復上述步驟直到品質因數達到預設定值，得到期望的輻射源強信息。

技術領域

本發明涉及核電廠中輻射源強度的計算方法和系統，具體涉及一種核電廠面源輻射源強逆推方法及面源輻射源強逆推系統。

背景技術

核電廠的放射性來自壓力容器中燃料組件的活性區域，輻射源主要由裂變產物、錒系元素和腐蝕活化產物組成。系統運行中，輻射源隨冷卻劑流經一回路主系統(包括壓力容器、主泵、穩壓器、主管道等)、化學容器控制系統等，輻射源分布在冷卻劑及相關設備表面。輻射源本身放射性強，工作人員在核電廠正常運行時的日常活動所受的劑量占年總劑量的20％左右，而在核電站大修期間，工作人員所受到的劑量要占到年總劑量的80％，在核電廠大修期間主要是通過縮短工作人員在輻射區的停留時間來減少受照劑量。

核電廠中輻射源分布比較廣泛，尤其是經過長時間的使用和大修后，根據工程經驗越來越難以推斷出各個位置輻射源的輻射強度，所以在很多數據的計算時，尤其是依據輻射源強度的計算中，因為難以獲得準確的基礎信息而極大地影響了準確性和實用性，同時，在國內目前的防護設施和手段不是很完備的情況下，也使得工作人員被照射的風險大大增加。

現有技術中，需要推算輻射源強度時，一般采用源項分析法，首先，根據放射性物質的產生和消失途徑確定其產生項(如流入項，衰變產生項等)和消失項(如過濾項，泄漏項等)，并明確各項的物理模型，然后根據上述各項對放射性物質建立核子濃度平衡方程(組)，最后聯立方程(組)求解，然而在這些計算過程中存在大量的簡化和近似計算，所以其結果往往與真實數值差距較大，在實際應用時存在很多的障礙，另外，在考慮到輻射源本身對人體造成的危害、核電廠內部復雜的幾何結構、放射性核素準確信息難以獲取、核電廠探測器測量值的不確定度等因素時，上述方法在安全性、準確性等方面都存在問題，亟待改進或提出新的輻射源強度獲取途徑。

由于上述原因，本發明人對現有的計算源強信息的方法做了深入研究，根據經驗，通常核電廠中部分放射性組件可以簡化為面源，如管道可以簡化為圓柱面源，并且對該面源進行離散化處理，從而根據離散化處理后的信息進行源強逆推得到輻射源強度信息，從而設計出一種能夠解決上述問題的核電廠面源輻射源強逆推方法及面源輻射源強逆推系統。

發明內容

為了克服上述問題，本發明人進行了銳意研究，設計出一種核電廠面源輻射源強逆推方法及面源輻射源強逆推系統，該方法及系統可以在充分保障人體輻射安全的情況下，得到核電廠內部復雜幾何空間結構下的面源源強數據；該方法中，在核電廠中的預定位置放置探測器，并且還在該位置放置帶有屏蔽的探測器，進而獲得輻射源放出伽馬射線的平均能量；另外，在核電廠中還設置有多個監測核電廠輻射值的探測器，以獲得部分采點的劑量率，利用點核積分和加權最小二乘法結合的方式，同時將歸一化輻射源強在空間上進行離散，利用射線跟蹤方法判斷每個面源放出的γ射線在空間的穿行路程并計算出光學距離，結合材料、積累因子等信息開展方程組系數的計算，進而逆推出源強；然后得到對探測器位置處劑量率的計算值，把測量值和計算值進行線性回歸分析處理，獲得標準偏差、斜率、截距等關鍵參數，進而得到能表示物理含義的品質因數，該品質因數能夠衡量每次計算結果的可接受度；同時提出一種加權迭代方法，降低不確定度較大的探測器引入的誤差，利用迭代的方式多次重復上述步驟直到品質因數滿足預設的條件，進而得到期望的輻射源強和輻射場結果的不確定度，從而完成本發明。

具體來說，本發明的目的在于提供以下方面：

(1)一種核電廠面源輻射源強逆推方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：