[發明專利]一種反應堆單晶硅輻照控制系統

有效

• 申請號: 202110069471.8
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112885493B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 蔣波;王云波;江易蔚;劉榮;李加剛;李子彥;陳夢雪;武文超;杜雙;李自強;李普;唐錫定;羅欣;李林洪;徐兵
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G21C17/10
• 分類號: G21C17/10;G21C17/108
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 李朝虎

本發明公開了一種反應堆單晶硅輻照控制系統，包括：豎直設置的反應堆堆芯輻照孔道、待輻照的單晶硅；沿反應堆堆芯輻照孔道的i個高度設置了對應的i個中子探測器；控計算機、單晶硅位置控制裝置；主控計算機：在單晶硅位于第N高度時、用“位于第N高度的第N中子探測器的瞬時中子注量率ZLL_N”進行積分、得到“單晶硅位于第N高度時的輻照積分總通量ZTL_j，N”；根據“單晶硅位于第N高度時的輻照積分總通量ZTL_j，N”、…、“單晶硅位于第1高度時的輻照積分總通量ZTL_j，1”求和、得到“單晶硅已獲輻照總中子通量Z_N”；若“單晶硅已獲輻照總中子通量Z_N”達到“第N閾值”時，輸出由第N高度移動到第N+1高度的“第N提位位移指令”。

技術領域

本發明涉及中子輻照嬗變摻雜質量控制領域，具體一種反應堆單晶硅輻照控制系統。

背景技術

單晶硅中子輻照嬗變摻雜是基于靶核³⁰Si吸收中子后生成³¹P雜質實現的，為了確保硅體輻照后的摻雜濃度準確達到目標值，必須對硅體的受照熱中子注量精確控制。現有的單晶硅輻照中子注量監測方法主要是通過離線測量技術(數據硅反推法或活化箔測量法)對硅體受照熱中子注量進行預估。

上述現有方法在一罐硅體輻照結束后，才能獲取熱中子注量的測量值，后續按照預估的熱中子注量進行輻照時間測算，不能實時掌握輻照信息。并且，由于輻照期間熱中子注量率隨堆芯裝載方案變更、燃料燃耗加深、控制棒堆內位置變化而不斷變化的、堆芯中子注量率徑向、軸向分布不均勻，通過一罐硅體的熱中子注量率測量值預估其他硅體輻照期間的熱中子注量率難以保證中子注量計算準確性與受照硅體受照均勻性。因此，需要設計一種高精度、實時測量的反應堆單晶硅輻照中子注量率在線監測及位置控制裝置。

發明內容

本發明目的提供一種反應堆單晶硅輻照控制系統，該系統采用在線監測技術實時獲得單晶硅已獲輻照總中子通量，在依據已獲輻照總中子通量的基礎上采用逐步退出的控制設計，從而保障單晶硅避免過量輻照或不足輻照。

本發明通過下述技術方案實現：

一種反應堆單晶硅輻照控制系統，包括輻照裝置、傳感裝置、控制裝置；

所述輻照裝置包括：豎直設置的反應堆堆芯輻照孔道、待輻照的單晶硅；

傳感裝置包括：沿反應堆堆芯輻照孔道的i個高度設置了對應的i個中子探測器；i大于或等于2；

i個高度包括：沿反應堆堆芯輻照孔道豎直方向從下往上依次設置的第1高度、第2高度、…、第N高度、第N+1高度、…、第i高度，第1高度、第2高度、…、第N高度、第N+1高度、…、第i高度對應的瞬時中子注量率依次變小；

控制裝置包括：主控計算機、單晶硅位置控制裝置；

主控計算機：

在單晶硅位于第N高度時、用“位于第N高度的第N中子探測器的瞬時中子注量率ZLL_N”進行積分、得到“單晶硅位于第N高度時的輻照積分總通量ZTL_j，N”；

根據“單晶硅位于第N高度時的輻照積分總通量ZTL_j，N”、…、“單晶硅位于第N-1高度時的輻照積分總通量ZTL_j，N-1”、…、“單晶硅位于第1高度時的輻照積分總通量ZTL_j，1”求和、得到“單晶硅已獲輻照總中子通量Z_N”；

若“單晶硅已獲輻照總中子通量Z_N”達到“第N閾值”時，輸出由第N高度移動到第N+1高度的“第N提位位移指令”；