一种自给能中子探测器堆内标定验证装置的制作方法

本发明涉及中子注量在线测量，具体涉及一种自给能中子探测器堆内标定验证装置。

背景技术：

1、中子注量率在线测量技术在国内尚属起步阶段，在单晶硅中子嬗变掺杂、rpv材料辐照考验等研究堆应用中需要精确控制辐照热中子注量，并达到辐照目标值，目前工程项目中常采用活化箔和自给能中子探测器对其进行测量。前一种方法属于离线测量方法，该方法测量精度高、灵活性好、对中子场扰动小等诸多优点，但无法测量热中子注量率随时间的变化。后一种方法属于在线测量法，能够在线监测热中子注量率的变化，并实时给出辐照样品的热中子注量，进而在线判断其是否达到辐照目标值。自给能中子探测器(spnd)是一种结构简单、寿命长、体积小且不需要外加电源的固体探测器，能够固定在堆内进行长时间测量工作，然而反应堆内不同位置的中子场具有一定差异，并且该差异随着如控制棒位移动、堆芯装载变化、燃料元件燃耗等因素变化而变化，导致了spnd测量信号与辐照样品实际中子注量率的关系参数数值并不恒定。

2、为进一步完善中子注量率测量技术研究，验证在热中子辐射环境中spnd中子注量率在线测量系统能够准确实时监测对应孔道的辐照热中子注量，需开展spnd输出信号(电流值)刻度(或标定)试验，以确定spnd的信号刻度因子及其变化规律，开展多支spnd轴向及径向一致性、可靠性验证试验，开展spnd响应时间试验，以确保其准确性、可靠性。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是spnd测量信号与辐照样品实际中子注量率的关系参数数值不恒定，目的在于提供一种自给能中子探测器堆内标定验证装置，实现了对spnd输出信号(电流值)刻度(或标定)试验，以确定spnd的信号刻度因子及其变化规律。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种自给能中子探测器堆内标定验证装置，包括：

4、探测盒体，其内部设置有贯穿所述探测盒体上端面和下端面的第一长通孔，自给能中子探测器设置在所述第一长通孔内；

5、活化箔中子探测器，其设置有在所述探测盒体内，位于所述第一长通孔的一侧且与所述第一长通孔不连通；

6、热电偶，其设置在所述探测盒体内，位于所述第一长通孔的一侧且与所述第一长通孔不连通。

7、具体地，所述探测盒体的上端面设置有上盲孔，所述探测盒体的下端面设置有下盲孔，所述活化箔中子探测器设置在所述上盲孔和所述下盲孔内；

8、所述标定验证装置还包括上密封组件和下密封组件，所述上密封组件密封连接在所述探测盒体的上端，所述下密封组件密封连接在所述探测盒体的下端，且所述上密封组件上设置有与所述第一长通孔对应的上通孔，所述下密封组件上设置有与所述第一长通孔对应的下通孔；

9、所述上密封组件通过支撑管与辐照孔道堆顶盖连接。

10、可选地，所述自给能中子探测器、所述活化箔中子探测器和所述热电偶的引线均从所述支撑管内穿出所述辐照孔道。

11、具体地，所述第一长通孔的数量为四个，所述第一长通孔的中轴线与所述探测盒体的中轴线平行，且四个所述第一长通孔沿所述探测盒体的中轴线环形分布；

12、所述上盲孔的中轴线与所述探测盒体的中轴线平行，所述上盲孔的数量为五个，包括一个中部上盲孔和四个外侧上盲孔，所述中部上盲孔的中轴线与所述第一长通孔的中轴线重合，四个所述外侧上盲孔沿所述探测盒体的中轴线呈环形分布；

13、每个所述外侧上盲孔的中轴线与所述探测盒体的中轴线之间的连线上均设置有一个所述第一长通孔；

14、所述下盲孔的数量为1个，且所述下盲孔的中轴线与所述探测盒体的中轴线重合。

15、可选地，所述活化箔中子探测器的数量为7个，5个所述活化箔中子探测器分别设置在所述中部上盲孔和所述外侧上盲孔的底部，1个所述活化箔中子探测器设置在所述下盲孔内，剩余1个所述活化箔中子探测器设置在所述中部上盲孔的顶部。

16、可选地，所述中部上盲孔内设置有垫管，所述垫管将所述中部上盲孔分割为上下两个独立空腔，两个所述活化箔中子探测器分别设置在上空腔和下空腔内，位于上空腔内的活化箔中子探测器与位于下盲孔内的活化箔中子探测器对称设置，其对称中心为位于下空腔内的活化箔中子探测器；

17、位于所述中部上盲孔底部和所述外侧上盲孔底部的活化箔中子探测器与辐照中心面重合。

18、可选地，所述探测盒体的内部设置有贯穿所述探测盒体上端面和下端面的第二长通孔，所述热电偶设置在所述第二长通孔内，所述热电偶与辐照中心面重合。

19、可选地，所述第二长通孔的数量为四个，所述第二长通孔的中轴线与所述探测盒体的中轴线平行，且四个所述第二长通孔沿所述探测盒体的中轴线环形分布；

20、所述第二长通孔与所述中部上盲孔之间的距离等于所述外侧上盲孔与所述中部上盲孔之间的距离，所述第二长通孔和所述外侧上盲孔依次间隔设置。

21、可选地，所述上密封组件/所述下密封组件包括：压垫、密封垫和螺帽，所述密封垫与所述探测盒体的上端面和下端面贴合，所述螺帽与所述探测盒体的上端和下端螺纹连接，且所述螺帽通过所述压垫对所述密封垫施加朝向所述探测盒体的作用力；

22、所述密封垫和所述压垫上设置有与所述第一长通孔和所述第二长通孔对应的上通孔或下通孔；

23、所述螺帽上设置有大通孔，所述第一长通孔和所述第二长通孔的投影均位于所述大通孔内。

24、可选地，所述探测盒体的上端、所述探测盒体的下端和所述螺帽上均设置有用于在热室内进行切割解体的无螺纹区域。

25、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

26、本发明主要包括探测盒体、活化箔中子探测器、自给能中子探测器(spnd)和热电偶等部件，探测盒体内部设有多个贯穿上端面和下端面的长通孔，spnd设置在这些长通孔内，用于实时监测中子注量率；活化箔中子探测器用于测量中子注量率，热电偶用于测量温度。通过设置多个长通孔实现同时插入多个spnd，并在轴向和径向上布置多个测量点位，以便开展spnd输出信号刻度试验和一致性验证试验。

27、本发明通过使用自给能中子探测器堆内标定验证装置，可以准确测量spnd中多个点位的中子注量率和辐照环境温度，从而进行spnd输出信号的标定，确保其测量结果的准确性，同时多点位布置设计使得可以验证spnd在不同位置的轴向及径向一致性，提高了spnd测量结果的可靠性，为中子注量率的精确测量和spnd的性能验证提供了可靠的技术支持。

技术特征：

1.一种自给能中子探测器堆内标定验证装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种自给能中子探测器堆内标定验证装置，其特征在于，所述探测盒体(1)的上端面设置有上盲孔(31)，所述探测盒体(1)的下端面设置有下盲孔(32)，所述活化箔中子探测器(3)设置在所述上盲孔(31)和所述下盲孔(32)内；

3.根据权利要求2所述的一种自给能中子探测器堆内标定验证装置，其特征在于，所述自给能中子探测器(2)、所述活化箔中子探测器(3)和所述热电偶(4)的引线均从所述支撑管(7)内穿出所述辐照孔道。

4.根据权利要求2所述的一种自给能中子探测器堆内标定验证装置，其特征在于，所述第一长通孔(21)的数量为四个，所述第一长通孔(21)的中轴线与所述探测盒体(1)的中轴线平行，且四个所述第一长通孔(21)沿所述探测盒体(1)的中轴线环形分布；

5.根据权利要求4所述的一种自给能中子探测器堆内标定验证装置，其特征在于，所述活化箔中子探测器(3)的数量为7个，5个所述活化箔中子探测器(3)分别设置在所述中部上盲孔(311)和所述外侧上盲孔(312)的底部，1个所述活化箔中子探测器(3)设置在所述下盲孔(32)内，剩余1个所述活化箔中子探测器(3)设置在所述中部上盲孔(311)的顶部。

6.根据权利要求5所述的一种自给能中子探测器堆内标定验证装置，其特征在于，所述中部上盲孔(311)内设置有垫管(33)，所述垫管(33)将所述中部上盲孔(311)分割为上下两个独立空腔，两个所述活化箔中子探测器(3)分别设置在上空腔和下空腔内，位于上空腔内的活化箔中子探测器(3)与位于下盲孔(32)内的活化箔中子探测器(3)对称设置，其对称中心为位于下空腔内的活化箔中子探测器(3)；

7.根据权利要求4所述的一种自给能中子探测器堆内标定验证装置，其特征在于，所述探测盒体(1)的内部设置有贯穿所述探测盒体(1)上端面和下端面的第二长通孔，所述热电偶(4)设置在所述第二长通孔内，所述热电偶(4)与辐照中心面重合。

8.根据权利要求7所述的一种自给能中子探测器堆内标定验证装置，其特征在于，所述第二长通孔的数量为四个，所述第二长通孔的中轴线与所述探测盒体(1)的中轴线平行，且四个所述第二长通孔沿所述探测盒体(1)的中轴线环形分布；

9.根据权利要求7所述的一种自给能中子探测器堆内标定验证装置，其特征在于，所述上密封组件(5)/所述下密封组件(6)包括：压垫、密封垫和螺帽，所述密封垫与所述探测盒体(1)的上端面和下端面贴合，所述螺帽与所述探测盒体(1)的上端和下端螺纹连接，且所述螺帽通过所述压垫对所述密封垫施加朝向所述探测盒体(1)的作用力；

10.根据权利要求9所述的一种自给能中子探测器堆内标定验证装置，其特征在于，所述探测盒体(1)的上端、所述探测盒体(1)的下端和所述螺帽上均设置有用于在热室内进行切割解体的无螺纹区域。

技术总结
本发明中子注量在线测量技术领域，具体涉及一种自给能中子探测器堆内标定验证装置，包括：探测盒体、活化箔中子探测器和热电偶，探测盒体的内部设置有贯穿探测盒体上端面和下端面的第一长通孔，自给能中子探测器设置在第一长通孔内；活化箔中子探测器设置有在探测盒体内，位于第一长通孔的一侧且与第一长通孔不连通；热电偶设置在探测盒体内，位于第一长通孔的一侧且与第一长通孔不连通；本发明通过使用自给能中子探测器堆内标定验证装置，可以准确测量SPND中多个点位的中子注量率和辐照环境温度，从而进行SPND输出信号的标定，确保其测量结果的准确性，同时多点位布置设计使得可以验证SPND在不同位置的轴向及径向一致性，提高了SPND测量结果的可靠性，为中子注量率的精确测量和SPND的性能验证提供了可靠的技术支持。

技术研发人员：卢孟康,杨文华,伍晓勇,孙胜,蒋国富,张文龙,黄岗,许怡幸,何文,赵文斌
受保护的技术使用者：中国核动力研究设计院
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5