[發明專利]一種核電站廢物桶放射性的測量方法以及測量裝置

有效

• 申請號: 201711064244.6
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN107942365B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 高耀毅;尹淑華;熊軍;魏學虎;呂煒楓;楊壽海
• 申請（專利權）人: 深圳中廣核工程設計有限公司;中廣核工程有限公司;中國廣核集團有限公司
• 主分類號: G01T1/178
• 分類號: G01T1/178;G01T7/00
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 蔡曉紅;柯夏荷

本發明公開了一種核電站廢物桶放射性的測量方法，方法包括以下步驟：S1、建立廢物桶模型庫，稱量廢物桶的總重量，根據廢物桶模型以及總重量計算線衰減系數；S2、按照目標函數篩選確定探測器與廢物桶相對的測量位置；S3、驅動探測器和/或廢物桶的相對運動到達測量位置，在測量位置對廢物桶進行多方位掃描，得到計數率向量；S4、根據探測效率和計數率向量計算核素的分布及總活度。本發明提供的測量方法將廢物桶分區并進行建模，廢物桶模型中各分區內介質均勻分布，這與實際更符合；而且本發明去除了透射源裝置，通過建立廢物桶模型并稱重計算線衰減系數，可以減輕日常廢物桶測量過程中放射源管理和高放射性源的輻射防護的壓力。

技術領域

本發明涉及放射性廢物測量技術，更具體地說，涉及一種核電站廢物桶放射性的測量方法以及測量裝置。

背景技術

在廢物桶放射性測量領域，普遍采用無損檢測法，其中γ掃描技術是使用最廣泛的廢物桶檢測方法。由于不同的核素具有不同能量的特征γ射線，通過對廢物桶周圍γ射線掃描測量可以確定放射性廢物桶中不同種類同位素種類及活度。

γ射線掃描測量技術分為分段γ掃描技術(SGS方法)和層析γ掃描技術(TGS方法)。

層析γ掃描技術測量精度比較理想，適用范圍比較廣，特別對于桶內材料不均勻的測量精度明顯優于其他測量方法。但較高的精度嚴重依賴于測量的次數，多次測量聯立求解方程組的解耦過程導致測量過程比較復雜，測量時間過長，對于核電廠大量的廢物桶測量工作來說，并不適用。

傳統的分段γ掃描技術假設在廢物桶中核素與填充材料都均勻分布，這與電廠實際的工藝過程并不符合，導致測量結果偏差很大，雙探測器的分段γ掃描技術通過設置兩個探測器，先進行透射測量獲得桶內材料的線衰減系數，以此計算出探測效率；建立兩個探測器計數比值與源項環形分布半徑的單調函數關系F(r)，通過計數比值、F(r)以及初始探測效率矩陣確定源項等效半徑，計算在該源項等效半徑下新的探測效率矩陣求解出新的計數，并按上述順序反復迭代，收斂值為最終計數值，對每層計數求和得到桶內放射性核素的總活度。改進型的分段γ掃描技術引入了一個半徑維度的解耦變量使得數學迭代過程可以很好的利用其中，時間和精度都可以獲得提高。

但改進型的分段γ掃描技術的缺點在于：(1)沒有給出F(r)的單調性最優的約束條件，只要求其單調即可，使數學迭代的效果大打折扣；選定的初始探測效率為假設核素均勻分布計算出的效率，這與實際工藝中核素不均勻分布矛盾；(2)探測效率計算的準確性是整個廢物桶測量的關鍵，材料的線衰減系數是計算探測效率的關鍵，對于小體積桶或填充介質密度較小的廢物桶，使用透射源可以較為準確的測定每一層材料的線衰減系數，但核電站廢物桶的固化工藝大多采用密度2.0g/cm³的水泥漿，只有少數高能射線可以通過，而且需要非常高的放射源活度，這對廢物桶測量的放射源管理提出了非常苛刻的要求且透射測量的數據偏差很大；(3)雙探測器設置對探測器支撐平臺要求高，不易調節相對位置，探測器定期校刻難度較大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對現有測量方法中存在的線衰減系數測量不便問題，以及初始探測效率矩陣不準確的問題，以及F(r)函數單調性問題，提供一種可靈活調整與探測器相對位置，測量精度高的廢物桶放射性的測量方法以及測量裝置。

本發明解決其技術問題采用的技術手段是：一方面，提供一種核電站廢物桶放射性的測量方法，包括以下步驟：

S1、建立廢物桶模型庫，從所述廢物桶模型庫中選擇與廢物桶相對應的廢物桶模型，稱量所述廢物桶的總重量，根據廢物桶模型以及總重量計算線衰減系數；

S2、根據線衰減系數及廢物桶模型幾何條件建立探測效率數據庫，并按照目標函數篩選確定探測器與廢物桶相對的測量位置；

S3、驅動探測器和/或廢物桶的相對運動到達所述測量位置，在所述測量位置對所述廢物桶進行多方位掃描，得到計數率向量；