利用聚四氟乙烯劑量計進(jìn)行堆芯γ測量

朱 磊

（中國原子能科學(xué)研究院，北京 100000）

利用聚四氟乙烯劑量計進(jìn)行堆芯γ測量

朱 磊

（中國原子能科學(xué)研究院，北京 100000）

根據(jù)反應(yīng)堆孔道內(nèi)環(huán)境的特殊性，采用聚四氟乙烯作為制備劑量計的材料，利用鋁制吊筒及鋁管實現(xiàn)在反應(yīng)堆孔道活性區(qū)范圍內(nèi)，縱向不同點位的γ劑量率測量。

聚四氟乙烯；劑量計；γ劑量率

1 劑量計材料及測量環(huán)境

反應(yīng)堆運(yùn)行狀態(tài)下堆芯輻射場為中子、γ混合場。要測量堆內(nèi)γ劑量率需要將中子與γ的響應(yīng)區(qū)分開。本次測量選擇了一種對于中子響應(yīng)不靈敏的劑量計——聚四氟乙烯劑量計，聚四氟乙烯有極穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)極耐高溫的優(yōu)點；其次，聚四氟乙烯對中子不靈敏適于在中子、γ混合場中進(jìn)行測量[1]。再者，由聚四氟乙烯粉末壓制的劑量片體積很小，單個直徑約3mm，厚度約3mm，這是電離室及液體劑量計無法達(dá)到的。每個劑量計可以內(nèi)含三個平行劑量片樣品，增加測量數(shù)據(jù)的可靠性。

2 劑量計樣品及堆內(nèi)固定工具

2.1 劑量計樣品制作

采用市售的白色聚四氟乙烯超細(xì)粉（粒徑約200目）作為劑量計的原材料。用天平稱取一定量的聚四氟乙烯超細(xì)粉，利用自行加工的不銹鋼模具，將其壓制成直徑約3mm、高度約3mm 的短柱狀作為聚四氟乙烯劑量計，質(zhì)量約45mg。測量時，將3片劑量片放入輻照容器當(dāng)中，輻照容器同樣是用聚四氟乙烯作為材料加工而成的容器，外徑為 1.602cm、高為 3.194cm。本次測量用的劑量計，分別編號，容器外側(cè)用石蠟密封防止測量過程中進(jìn)水，由于測量位置水深7m，為防止由于水壓過大造成密封失效，在測量容器外包裹一層聚乙烯膜以保護(hù)石蠟密封層。

2.2 劑量計堆內(nèi)固定工具

根據(jù)劑量計的大小及測量位置的空間大小，加工了二只鋁制吊筒帶有上下固定盤，用于孔道的劑量測量。孔道活性區(qū)長度為500mm，根據(jù)堆內(nèi)測點縱向間距加工了若干短鋁管，用于將劑量計固定在測量管內(nèi)不同的位置（測量位置：活性區(qū)中央0mm 及 ±150mm、±250mm、-350mm）。測量孔道時利用尼龍繩直接將吊桶吊至孔道底。

3 輻照安排

1） 劑量計裝載工作如圖1，利用二組共12個劑量計分別放入兩個測量筒中，進(jìn)行不同堆功率下孔道垂直方向不同位置的測量。1～6號劑量計用于測量停堆本底 γ 劑量率、7～12號劑量計用于測量堆功率3.5kW 時的 γ 劑量率

2） 停堆本底 γ 劑量率測量

請機(jī)械組人員取出待測孔道內(nèi)吊籃，打開堆頂蓋板。將孔道測量筒入至孔道底部，放置好所有測量筒后記錄時間，1h后取出所有劑量計。

圖1 孔道測量筒

3） 測量筒入至孔道底部。劑量計入堆完畢后開始提升反應(yīng)堆功率并記錄時間（15：01），提升反應(yīng)堆功率至3.5kW，期間每分鐘記錄功率電流表數(shù)值（提升功率過程共耗時14min），穩(wěn)定功率 3.5kW 一小時后壓棒停堆，進(jìn) 308 大廳，在便攜γ劑量率儀表的監(jiān)測下將測量筒提離堆芯（至水池水面以下）。工作人員出堆頂大廳等待大約20min 后再次進(jìn)入大廳將測量筒提離水面，此時測量筒表面 γ 劑量率 2.6mSv/h，利用長柄工具將測量筒內(nèi)劑量計取出。

3.4 將取出的劑量計清洗擦拭并檢測表面劑量率。樣品袋表面 γ 劑量率為900nSv/h，樣品擦拭棉無沾污情況。按照編號分類（1～6號堆芯本底測量、7～12號3.5kW 功率測量）送至計量站 ESR 譜儀室，進(jìn)行測量。

4 堆內(nèi)孔道γ劑量率物理測量值

利用 ESR 譜儀根據(jù) ESR 波譜原理對經(jīng)過輻照后的劑量計進(jìn)行測量，得到兩組數(shù)據(jù)見表1及表2。值得說明的是，表2中的數(shù)據(jù)為實際測量值減去反應(yīng)堆提升功率14min 內(nèi)的累計劑量率計算值而得到。

兩組數(shù)據(jù)相減還可得到3.5kW 功率下孔道內(nèi)的裂變 γ 劑量率數(shù)據(jù)。

表1 堆芯本底物理測量值（Gy/h）

表2 堆功率3.5kW物理測量值（Gy/h）

[1] 沈光來，蘇吉虎，聚四氟乙烯的輻射效應(yīng)及其ESR 研究[J]. 波普學(xué)雜志，2011，（12）.

Core Gamma Neasurement Using Polytetraf Luoroethylene Dosimeter

Zhu Lei

According to the particularity of the duct environment，using Teflon as the preparation of dosimeter material，using aluminum and aluminum in the hanging cylinder duct active area，different points of the longitudinal gamma dose rate measurement

polytetrafluoroethylene；dosimeter；gamma dose rate

TQ325

A

1003-6490（2017）06-0140-01

2017-04-27

朱磊（1983—），男，陜西渭南人，工程師，主要研究方向為反應(yīng)堆工程。