【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及核反应堆工程，特别是一种高温气冷堆石墨粉尘的伽马射线衰减测量方法及系统。
技术介绍
1、球床式高温气冷堆燃料元件是由包覆燃料颗粒弥散在石墨基体内组成的直径约为50mm的燃料区和厚度约为5mm的同样基体材料的无燃料区构成的球体。在球床堆的氦气运行气氛下，石墨球体间的摩擦系数增大和磨损率会大大增大，从而产生石墨粉尘。堆内石墨粉尘的存在和沉积会导致一回路放射性增加、燃料球循环堵塞、燃料堆内滞留时间的不确定性等问题，因此，监测堆内关键部件处的石墨粉尘沉积率是十分有必要的。
2、γ射线衰减技术是测量球床式高温气冷堆石墨粉尘沉积率的有效方法，利用伽马射线在管壁、石墨和氦气中不同的衰减系数，可以获得管道内精确的石墨粉尘沉积率。在不介入氦气流道、不干扰燃料循环的前提下，利用伽马射线在不同介质中具有不同的线性吸收系数，通过伽马放射源形成的伽马射线穿过流道，由流道另一侧的探测器接收衰减后的伽马射线信号，由伽马射线的入、出射强度与气、固两相的线性吸收系数可以得出管道内的石墨粉尘沉积率
技术实现思路
1、鉴于现有的高温气冷堆石墨粉尘的伽马射线衰减测量方法存在的问题，提出了本专利技术。因此，本专利技术所要解决的问题在于如何提供一种高温气冷堆石墨粉尘的伽马射线衰减测量方法及系统。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术实施例提供了一种高温气冷堆石墨粉尘的伽马射线衰减测量方法，其包括，部署传感器，监测管道内参数信息，根据参
4、作为本专利技术所述高温气冷堆石墨粉尘的伽马射线衰减测量方法的一种优选方案，其中：所述参数包括管道内温度、压力和伽马源的位置；所述设备包括伽马源、准直器和探测器，相关调整公式如下：
5、θa＝θn+k1(t-tn)+k2(p-pn)
6、式中，θa为调整后的准直角度，θn为标称准直角度，k1和k2为校准系数，t是管道内实际温度，tn为管道内正常温度，p是管道内实际压力，pn为管道内正常压力；调整准直器触发规则具体包括，当伽马源的位置偏离理想位置≥δs，管道内温度t未处于规定阈值范围[tmin,tmax]和管道内压力p超过阈值范围[pmin,pmax]在连续t秒内不符合要求时，系统将触发准直器的调整；当伽马源的位置偏离理想位置＜δs，管道内温度t处于规定阈值范围[tmin,tmax]和管道内压力p处于阈值范围[pmin,pmax]，系统不触发准直器的调整。
7、作为本专利技术所述高温气冷堆石墨粉尘的伽马射线衰减测量方法的一种优选方案，其中：所述伽马射线吸收和散射模型相关计算公式如下：
8、
9、式中，i为伽马射线穿过通道后出射射线强度；i0为入射射线强度；μ0为管壁的线性吸收系数；δ为管壁厚度；μg为氦气的线性吸收系数；μs为石墨粉尘沉积物的线性吸收系数；x0为路径长度；s(θ)为几何因子。
10、作为本专利技术所述高温气冷堆石墨粉尘的伽马射线衰减测量方法的一种优选方案，其中：所述几何因子表示伽马射线在散射过程中释放的平均能量相对于入射伽马射线的能量，相关计算公式如下：
11、
12、
13、式中，k(θ)为散射角度θ处的k因子，k(0)是散射角度为0时的k因子；σc为散射截面，f(e′,r)为伽马射线在位置r处的能谱分布，e'为散射后的伽马射线能量，r为离散射点的距离。
14、作为本专利技术所述高温气冷堆石墨粉尘的伽马射线衰减测量方法的一种优选方案，其中：所述散射截面相关计算公式如下：
15、
16、
17、式中，θ为散射角，e'为散射后的伽马射线能量，me为电子质量，c为光速，为随机选择的散射方向，re为经典电子半径，e为入射伽马射线的能量。
18、作为本专利技术所述高温气冷堆石墨粉尘的伽马射线衰减测量方法的一种优选方案，其中：所述管道中全为石墨和氦气状态下射线出射强度相关计算公式如下：当管道内全是石墨时，
19、
20、当管道内全是氦气时，
21、
22、式中，is为管道内全为石墨时的射线出射强度，ig为管道内全为氦气时的射线出射强度。
23、作为本专利技术所述高温气冷堆石墨粉尘的伽马射线衰减测量方法的一种优选方案，其中：所述石墨粉尘沉积率α相关计算公式如下：
24、
25、式中，iα为管道内存在石墨粉尘沉积物的射线出射强度，is为管道内全为石墨时的射线出射强度，ig为管道内全为氦气时的射线出射强度；分别测得通道内全为石墨、全为氦气及某石墨粉尘沉积状态下的伽马射线衰减程度时，计算得到该状态下对应的石墨粉尘沉积率。
26、第二方面，本专利技术实施例提供了一种高温气冷堆石墨粉尘的伽马射线衰减测量系统，其包括：调整模块，用于部署传感器，监测管道内参数信息，根据参数信息自动调整动态阈值，调整准直器，校准设备位置，确保设备准确对齐并精确垂直于待测管道截面；构建模块，用于建立伽马射线吸收和散射模型，分别计算管道中全为石墨和氦气状态下射线出射强度，以及有石墨粉尘沉积物情况下射线出射强度；计算模块，用于综合计算得出石墨粉尘沉积率，进行高温气冷堆石墨粉尘的伽马射线衰减测量。
27、第三方面，本专利技术实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其中：所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的任一步骤。
28、第四方面，本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中：所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的任一步骤。
29、本专利技术有益效果为使用伽马射线，无需介入管道或燃料循环系统，避免了对系统的干扰，确保系统的正常运行。在核电厂等高风险环境中，干预系统可能带来潜在的风险。通过采用适应性阈值和自动调整的机制，能够自动适应不同工况和环境条件。无论管道尺寸如何变化，系统都可以保持高测量精度，而不需要手动干预。通过使用伽马射线衰减模型可以在不同流道尺寸下提供准确的测量结果，有助于提高测量效率和精度，减少实验数据的误差。有助于确定最适合特定应用的射线源和探测器组合，获得最佳测量性能。通过测量石墨粉尘沉积率，提供更真实的参数用于监测管道内部的状态，对于预防和处理石墨粉尘沉积引起的问题具有重要意义，有助于提高核设施的安全性和效率。
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1.一种高温气冷堆石墨粉尘的伽马射线衰减测量方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的高温气冷堆石墨粉尘的伽马射线衰减测量方法，其特征在于：所述参数包括管道内温度、压力和伽马源的位置；所述设备包括伽马源、准直器和探测器，相关调整公式如下：
3.如权利要求2所述的高温气冷堆石墨粉尘的伽马射线衰减测量方法，其特征在于：所述伽马射线吸收和散射模型相关计算公式如下：
4.如权利要求3所述的高温气冷堆石墨粉尘的伽马射线衰减测量方法，其特征在于：所述几何因子表示伽马射线在散射过程中释放的平均能量相对于入射伽马射线的能量，相关计算公式如下：
5.如权利要求4所述的高温气冷堆石墨粉尘的伽马射线衰减测量方法，其特征在于：所述散射截面相关计算公式如下：
6.如权利要求5所述的高温气冷堆石墨粉尘的伽马射线衰减测量方法，其特征在于：所述管道中全为石墨和氦气状态下射线出射强度相关计算公式如下：
7.如权利要求6所述的高温气冷堆石墨粉尘的伽马射线衰减测量方法，其特征在于：所述石墨粉尘沉积率α相关计算公式如下：
8.一种
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～7任一所述高温气冷堆石墨粉尘的伽马射线衰减测量方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1～7任一所述高温气冷堆石墨粉尘的伽马射线衰减测量方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种高温气冷堆石墨粉尘的伽马射线衰减测量方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的高温气冷堆石墨粉尘的伽马射线衰减测量方法，其特征在于：所述参数包括管道内温度、压力和伽马源的位置；所述设备包括伽马源、准直器和探测器，相关调整公式如下：
3.如权利要求2所述的高温气冷堆石墨粉尘的伽马射线衰减测量方法，其特征在于：所述伽马射线吸收和散射模型相关计算公式如下：
4.如权利要求3所述的高温气冷堆石墨粉尘的伽马射线衰减测量方法，其特征在于：所述几何因子表示伽马射线在散射过程中释放的平均能量相对于入射伽马射线的能量，相关计算公式如下：
5.如权利要求4所述的高温气冷堆石墨粉尘的伽马射线衰减测量方法，其特征在于：所述散射截面相关计算公式如下：
6.如权利要求5所述的高温气冷堆石墨粉尘的伽...
【专利技术属性】
技术研发人员：李雪琳，周勤，罗勇，刘伟，刘嵩阳，王朗，王翥，郭若楠，汪景新，吕华权，
申请(专利权)人：中国华能集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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