[發(fā)明專利]基于中子符合計數(shù)的溶液系統(tǒng)钚濃度估算方法及監(jiān)測系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111751866A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設計）人: 邵增;楊海峰;袁媛;趙子凡;于淼;陳添;易璇;胡小利;李云龍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國核電工程有限公司
• 主分類號: G01T3/00
• 分類號: G01T3/00
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;任曉航

1.一種基于中子符合計數(shù)的溶液系統(tǒng)钚濃度估算方法，其特征在于，所述的方法基于如下方程組：

式中：

S表示總中子計數(shù)率；

D表示符合中子計數(shù)率；

表示钚-240自發(fā)裂變率；

ε₁表示中子探測系統(tǒng)對僅考慮自發(fā)裂變中子時的泄漏中子的探測效率；

M₁表示僅考慮自發(fā)裂變中子時的泄漏增殖系數(shù)；

M‘₁表示僅考慮自發(fā)裂變中子時的凈增殖系數(shù)；

M₂表示僅考慮(α，n)源中子時的泄漏增殖系數(shù)；

M‘₂表示僅考慮(α，n)源中子時的凈增殖系數(shù)；

α表示(α，n)中子數(shù)與自發(fā)裂變中子數(shù)的比值；

p表示(α，n)中子與裂變中子能譜差異修正因子；

t表示誘發(fā)裂變中子與自發(fā)裂變中子探測效率差異修正因子；

ν_sf1、ν_sf2表示钚-240自發(fā)裂變中子多重性分布的一階矩和二階矩；

ν_id1、ν_id2表示溶液系統(tǒng)自發(fā)裂變中子引起的誘發(fā)裂變中子多重性分布的一階矩和二階矩；

ν_id1′、v_id2′表示溶液系統(tǒng)(α，n)源中子引起的誘發(fā)裂變中子多重性分布的一階矩和二階矩；

f_D為中子探測系統(tǒng)的門利用因子，表示門持續(xù)時間分別為t_g和∞時的符合計數(shù)之比；

m₂₄₀表示等效钚-240質(zhì)量；

通過迭代求解m₂₄₀，結(jié)合溶液設備體積，得到溶液系統(tǒng)的钚濃度。

2.如權(quán)利要求1所述的基于中子符合計數(shù)的溶液系統(tǒng)钚濃度估算方法，其特征在于，所述的僅考慮自發(fā)裂變中子時的泄漏增殖系數(shù)M₁或僅考慮(α，n)源中子時的泄漏增殖系數(shù)M₂定義為源中子經(jīng)增殖吸收后泄漏中子數(shù)與源中子數(shù)的比值，計算公式如下：

所述的僅考慮自發(fā)裂變中子時的凈增殖系數(shù)M′₁或僅考慮(α，n)源中子時的凈增殖系數(shù)M‘₂定義為源中子經(jīng)增殖吸收后產(chǎn)生的中子數(shù)與源中子數(shù)的比值，計算公式如下：

其中，P_id為一個源中子引起誘發(fā)裂變的概率，p_c為俘獲概率，ν_id1為誘發(fā)裂變中子多重性分布的一階矩。

3.如權(quán)利要求1所述的基于中子符合計數(shù)的溶液系統(tǒng)钚濃度估算方法，其特征在于，所述的溶液系統(tǒng)自發(fā)裂變中子引起的誘發(fā)裂變中子多重性分布的一階矩和二階矩v_id1、v_id2、溶液系統(tǒng)(α，n)源中子引起的誘發(fā)裂變中子多重性分布的一階矩和二階矩v_id′、v_id′、中子探測系統(tǒng)對僅考慮自發(fā)裂變中子時的泄漏中子的探測效率ε₁、門利用因子f_D、(α，n)中子與裂變中子能譜差異修正因子p、誘發(fā)裂變中子與自發(fā)裂變中子探測效率差異修正因子t，是在典型鈾钚溶液濃度和同位素質(zhì)量比例下計算得到；同時計算僅考慮自發(fā)裂變中子時的泄漏中子的能譜，在對中子探測系統(tǒng)進行探測效率的標定時，所使用的標定中子源能譜應與該能譜盡可能一致。

4.如權(quán)利要求3所述的基于中子符合計數(shù)的溶液系統(tǒng)钚濃度估算方法，其特征在于，探測效率ε₁用經(jīng)過泄漏增殖系數(shù)修正的中子反應率估計，計算公式為：

其中，F(xiàn)M₁表示僅考慮自發(fā)裂變中子時中子探測系統(tǒng)體積V內(nèi)的平均反應率；

門利用因子f_D的計算公式為：

f_D＝D_g/D_∞

D_g表示門持續(xù)時間為t_g的符合中子計數(shù)率，D_∞表示門持續(xù)時間為∞時的符合中子計數(shù)率。