FM-1核反應(yīng)堆一回路水放射性活度在線測量和燃料元件破損在線監(jiān)測系統(tǒng)是北京中智核安科技有限公司研制，具有知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新產(chǎn)品。該系統(tǒng)采用在線反康的原理測量一回路水中放射性核素活度，通過精心設(shè)計實現(xiàn)低能段探測效率和高能段探測效率的平衡，有效使得低能伽瑪特征射線和高能伽瑪特征射線均能夠同時精確測量。

一、產(chǎn)品介紹

FM-1核反應(yīng)堆一回路水放射性活度在線測量和燃料元件破損在線監(jiān)測系統(tǒng)是北京中智核安科技有限公司研制，具有知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新產(chǎn)品。該系統(tǒng)采用在線反康的原理測量一回路水中放射性核素活度，通過精心設(shè)計實現(xiàn)低能段探測效率和高能段探測效率的平衡，有效使得低能伽瑪特征射線和高能伽瑪特征射線均能夠同時精確測量。

系統(tǒng)根據(jù)反應(yīng)堆運行工況信息和燃料元件參數(shù)，結(jié)合一回路水關(guān)鍵核素活度水平，計算分析燃料棒破損狀況，包括破損燃料棒根數(shù)、破口尺寸和破損燃料棒所處堆芯位置等。

FM-1核反應(yīng)堆一回路水放射性活度在線測量和燃料元件破損在線監(jiān)測系統(tǒng)由在線反康HPGe測量子系統(tǒng)、燃料元件破損分析子系統(tǒng)和測量信息管理子系統(tǒng)組成。其中能譜測量子系統(tǒng)由HPGe探測器、電制冷機、環(huán)探測器、屏蔽裝置、數(shù)字化譜儀、全自動能譜分析軟件和無源效率刻度軟件等組成，對一回路冷卻劑中3keV至10MeV能量范圍內(nèi)的裂變和活化產(chǎn)物進行在線連續(xù)監(jiān)測。該系統(tǒng)已經(jīng)在某核電站成功應(yīng)用，其測量結(jié)果的準(zhǔn)確

性和長期運行的可靠性受到用戶的高度評價。

圖1 燃料元件破損在線監(jiān)測系統(tǒng)

圖2 核電站現(xiàn)場應(yīng)用圖

圖３　一回路水放射性核素活度隨時間變化曲線

圖４　活度分析界面

圖５  堆芯燃料棒狀態(tài)

二、應(yīng)用領(lǐng)域

核電站反應(yīng)堆一回路水放射性核素活度在線測量，燃料元件破損在線測量監(jiān)測；船用動力堆回路水放射性活度在線測量和燃料元件破損在線監(jiān)測。

三、主要技術(shù)指標(biāo)

• 測量的主要核素：Kr-85m、kr-87、kr-88、Xe-133、Xe-135、Xe-138、I-131、I-132、I-133、I-134、I-135、Cs-134、Cs-137、Cs-138、Co-60、Co-58、Fe-59、Na-24等，給出15分鐘、30分鐘、45分鐘等間隔15分鐘的測量結(jié)果，并實時顯示各種核素活度隨時間變化曲線；
• 探測下限：50Bq/ml（Xe-133），在給出活度測量結(jié)果的同時給出最小可探測限；
• 測量時間：15分鐘~600分鐘；
• 破損根數(shù)誤差：≤20%；
• MTBF：12000小時；
• MTTR：≤8小時。 

四、產(chǎn)品特點

• FM-1燃料元件破損在線監(jiān)測系統(tǒng)是國內(nèi)自主研發(fā)的國際上套核電站一回路水放射性活度在線監(jiān)測和燃料元件在線監(jiān)測反康普頓HPGe測量系統(tǒng)，通過精心設(shè)計，實現(xiàn)低能放射性核素和高能放射性核素探測效率平衡，使得系統(tǒng)能夠同時可靠測量低能放射性核素和高能放射性核素的活度，并且有效抑制了康普頓散射對放射性活度測量的影響。
• 系統(tǒng)的燃料破損分析經(jīng)過了國際上兩個典型案例的檢驗，分析結(jié)果與實際案例情況高度符合。系統(tǒng)在某核電站應(yīng)用,從低能到高能的核素,均能可靠測量,且測量結(jié)果與取樣測量結(jié)果在不確定度內(nèi)符合。
• 系統(tǒng)的活度測量精確度與取樣測量符合，在某核電站使用過程中，其長期穩(wěn)定性和精確性受到高度肯定；
• 適應(yīng)在線測量的需求，為了保障產(chǎn)品的高可用性，公司對產(chǎn)品的電子學(xué)系統(tǒng)在故障后提供整機替換，并在72小時內(nèi)實現(xiàn)恢復(fù)，對探測器故障，提供整機替換維修，為72小時內(nèi)恢復(fù)運行。