基于源活度反演计算的γ辐射场数据重构方法
发布时间：2021-08-09 04:55
三维辐射场是反映核设施内真实外照射分布的重要数据库,可为核设施现场建立有效的屏蔽措施及确定合理的作业方案提供数据基础。为了重构出与实际较为相符的三维γ辐射场,结合点核积分理论,该文利用最小二乘法和Gauss-Seidel迭代算法,建立了基于源活度反演计算的γ辐射场重构方法,研究了所选取测量点位置对源活度反演结果的影响,并结合某核电现场的实地测量数据对该重建方法进行了实验验证与计算分析。结果表明:在现场实验中基于源活度反演算法重构出的γ辐射场数据与相对应的测量数据之间的偏差约为10%,能够满足核设施现场辐射防护的计算需要,可为其现场的辐射防护最优化提供技术支持。
【文章来源】：清华大学学报(自然科学版). 2020,60(10)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
(网络版彩图)计算模型Y轴方向的视图
为了验证本文提出的基于源活度反演计算的辐射场重构方法, 在某核电站反应堆厂房中选取了某房间进行现场测量实验, 在该房间内选取了一段管道进行了测量。 如图2所示, 现场用铅屏蔽材料盖在辐射热点上, 热点主要集中在管道下面的细长圆柱体内。通过高纯锗探测器分别对热点源项及环境本底进行了测量, 得到了热点源项的γ能谱与本底谱。 同时用卷尺和周围剂量当量率仪测量了空间的辐射场数据, 得到了位置坐标及该位置上的H*(10)数据, 测量时每个位置处取5个读数。 在测量过程中发现源项主要集中在U形管的下端, 下端表面接触剂量率为5.0 mSv/h, U形管的横管表面接触剂量率为0.11 mSv/h, U形管的竖管表面接触剂量率为0.028 mSv/h。 在测量U形管源项时, 由于受到来自下端热点的干扰较大, 无法用现有屏蔽措施去除, 因此在实地测量时, 仅测量了下端热点源项的γ能谱, 即本实验中热点源项的活度通过测量得到, 而U形管源项的活度未知, 需要进行反演计算。
在图3坐标系下, 现场测量的辐射场原始H*(10)数据如表3所示, 其中坐标单位为cm, H*(10)数据单位为μSv/h, 同时将测量数据分成2组, 一组用于反演U形管的源项活度, 另一组作为辐射场计算的验证数据。表3 区域辐射场测量的原始H*(10)数据 分组 X/cm Y/cm Z/cm H*(10)原始测量数据/(μSv·h-1) 平均值/(μSv·h-1) 第1组 45.3 140 14.5 537 538 548 545 540 541.6 51.3 140 14.5 262 276 278 283 280 275.8 59.3 140 14.5 151 152 150 151 143 149.4 65.3 140 14.5 94.6 103 104 105 105 102.3 86.3 140 14.5 41.9 44.5 43.6 41.9 42.7 42.9 第2组 40.3 140 14.5 1 200 1 220 1 210 1 200 1 200 1 206 48.3 140 14.5 353 355 349 348 350 351 114.3 140 14.5 20.4 20.5 20.2 19.8 19.5 20.1 114.3 140 90 15.2 15.1 14.7 14.8 14.8 14.9 31.9 123.6 14.5 372 364 369 375 361 368.2
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MCNP对γ射线吸收剂量累积因子的计算与研究[J]. 李华,赵原,刘立业,肖运实,李君利. 辐射防护. 2017(03)
[2]介质尺寸对水中γ射线吸收剂量累积因子的影响[J]. 李华,赵原,刘立业,肖运实,李君利. 清华大学学报(自然科学版). 2017(05)
[3]基于高纯锗探测器的核电厂一回路系统辐射源项就地γ谱测量[J]. 刘立业,曹勤剑,熊万春,肖运实,赵原,卫晓峰,夏三强. 辐射防护. 2015(05)
[4]Monte Carlo方法用于就地γ辐射源项调查与剂量评估[J]. 刘立业,马吉增,张斌全,潘红娟,曹勤剑. 清华大学学报(自然科学版). 2007(S1)
[5]点核积分程序研制和发展[J]. 李春槐. 核动力工程. 2001(01)
本文编号：3331409
【文章来源】：清华大学学报(自然科学版). 2020,60(10)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
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为了验证本文提出的基于源活度反演计算的辐射场重构方法, 在某核电站反应堆厂房中选取了某房间进行现场测量实验, 在该房间内选取了一段管道进行了测量。 如图2所示, 现场用铅屏蔽材料盖在辐射热点上, 热点主要集中在管道下面的细长圆柱体内。通过高纯锗探测器分别对热点源项及环境本底进行了测量, 得到了热点源项的γ能谱与本底谱。 同时用卷尺和周围剂量当量率仪测量了空间的辐射场数据, 得到了位置坐标及该位置上的H*(10)数据, 测量时每个位置处取5个读数。 在测量过程中发现源项主要集中在U形管的下端, 下端表面接触剂量率为5.0 mSv/h, U形管的横管表面接触剂量率为0.11 mSv/h, U形管的竖管表面接触剂量率为0.028 mSv/h。 在测量U形管源项时, 由于受到来自下端热点的干扰较大, 无法用现有屏蔽措施去除, 因此在实地测量时, 仅测量了下端热点源项的γ能谱, 即本实验中热点源项的活度通过测量得到, 而U形管源项的活度未知, 需要进行反演计算。
在图3坐标系下, 现场测量的辐射场原始H*(10)数据如表3所示, 其中坐标单位为cm, H*(10)数据单位为μSv/h, 同时将测量数据分成2组, 一组用于反演U形管的源项活度, 另一组作为辐射场计算的验证数据。表3 区域辐射场测量的原始H*(10)数据 分组 X/cm Y/cm Z/cm H*(10)原始测量数据/(μSv·h-1) 平均值/(μSv·h-1) 第1组 45.3 140 14.5 537 538 548 545 540 541.6 51.3 140 14.5 262 276 278 283 280 275.8 59.3 140 14.5 151 152 150 151 143 149.4 65.3 140 14.5 94.6 103 104 105 105 102.3 86.3 140 14.5 41.9 44.5 43.6 41.9 42.7 42.9 第2组 40.3 140 14.5 1 200 1 220 1 210 1 200 1 200 1 206 48.3 140 14.5 353 355 349 348 350 351 114.3 140 14.5 20.4 20.5 20.2 19.8 19.5 20.1 114.3 140 90 15.2 15.1 14.7 14.8 14.8 14.9 31.9 123.6 14.5 372 364 369 375 361 368.2
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MCNP对γ射线吸收剂量累积因子的计算与研究[J]. 李华,赵原,刘立业,肖运实,李君利. 辐射防护. 2017(03)
[2]介质尺寸对水中γ射线吸收剂量累积因子的影响[J]. 李华,赵原,刘立业,肖运实,李君利. 清华大学学报(自然科学版). 2017(05)
[3]基于高纯锗探测器的核电厂一回路系统辐射源项就地γ谱测量[J]. 刘立业,曹勤剑,熊万春,肖运实,赵原,卫晓峰,夏三强. 辐射防护. 2015(05)
[4]Monte Carlo方法用于就地γ辐射源项调查与剂量评估[J]. 刘立业,马吉增,张斌全,潘红娟,曹勤剑. 清华大学学报(自然科学版). 2007(S1)
[5]点核积分程序研制和发展[J]. 李春槐. 核动力工程. 2001(01)
本文编号：3331409
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