戴龍文　徐鵬程　周一東　李華　丁麗

摘要：放射性氣體輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是B1B2項(xiàng)目的重要改造系統(tǒng)之一，該系統(tǒng)主要用于連續(xù)監(jiān)測(cè)反應(yīng)堆在正常運(yùn)行期間35個(gè)取樣點(diǎn)區(qū)域內(nèi)氣體的放射性活度。本次升級(jí)改造，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的升級(jí)換代和全面的數(shù)字化，通過冷態(tài)和帶核熱態(tài)調(diào)試，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的可行性和設(shè)備的可靠性，并解決了一些調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)的問題。

關(guān)鍵詞：放射性氣體 輻射 監(jiān)測(cè) 調(diào)試 分析

Debugging and Problem Analysis of Radioactive Gases Radiation Monitoring System in Algeria B1B2 Project

DAI Longwen XU Pengcheng ZHOU Yidong LI Hua DING Li

（China Institute of Atomic Energy， Beijing， 102413 China）

Abstract： Radioactive gas radiation monitoring system is one of the important transformation systems of b1b2 project. The system is mainly used to continuously monitor the radioactivity of gas in 35 sampling points during normal operation of the reactor. Through the cold state and nuclear hot state debugging， the feasibility of the design and the reliability of the equipment are verified， and some problems found in the debugging process are solved.

Key Words： Radioactive gases; Radiation; Monitoring; Debugging; Analysis

1 序言

阿爾及利亞比林堆一座多功能重水反應(yīng)堆，由我國(guó)在八十年代援建。經(jīng)過多年的運(yùn)行已經(jīng)無法適應(yīng)新的運(yùn)行與應(yīng)用的要求，為此中阿兩國(guó)政府簽訂了相關(guān)協(xié)議對(duì)比林堆進(jìn)行全面升級(jí)改造（簡(jiǎn)稱B1B2項(xiàng)目）。

放射性氣體輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是B1B2項(xiàng)目的重要改造系統(tǒng)之一，該系統(tǒng)主要用于連續(xù)監(jiān)測(cè)反應(yīng)堆在正常運(yùn)行期間35個(gè)取樣點(diǎn)區(qū)域內(nèi)氣溶膠的放射性活度，當(dāng)被測(cè)量值超過預(yù)定值時(shí)，監(jiān)測(cè)儀輸出報(bào)警信號(hào)至輻射專用計(jì)算機(jī)進(jìn)行聲、光報(bào)警，提示值班人員該房間氣體放射性活度過高，以便運(yùn)行人員進(jìn)行檢查^【1】。

2系統(tǒng)改造

系統(tǒng)改造不同于全新的新建系統(tǒng)，需要兼顧使用需要以及現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)有實(shí)際情況合理設(shè)計(jì)并改造。

2.1 改造后系統(tǒng)構(gòu)成

該系統(tǒng)主要由取樣回路、探測(cè)裝置、控制測(cè)量裝置組成^【2】。取樣回路包括電磁閥、過濾盒、抽氣泵等設(shè)備。探測(cè)裝置包括探測(cè)器及屏蔽室，控制測(cè)量裝置包括信號(hào)處理箱。探測(cè)器輸出信號(hào)至就地處理箱，經(jīng)處理后輸出數(shù)字信號(hào)送輻射防護(hù)專用計(jì)算機(jī)，輻射防護(hù)專用計(jì)算機(jī)也可以向就地處理箱發(fā)送指令（調(diào)整報(bào)警值、源檢等），同時(shí)向反應(yīng)堆監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的測(cè)量值。

2.2改造后系統(tǒng)測(cè)量原理

改造后新系統(tǒng)采用取樣管路通過抽氣泵抽取各個(gè)取樣點(diǎn)的氣溶膠空氣送入帶屏蔽的探測(cè)裝置，探測(cè)器測(cè)量總β放射性活度，探測(cè)器為差分電離室，其有效測(cè)量范圍：3.7×10³～ 3.7×10⁹Bq/m³，測(cè)量后的空氣進(jìn)入排風(fēng)系統(tǒng)后經(jīng)煙囪排入環(huán)境大氣^【3】。

由于舊的取樣系統(tǒng)采取的是8臺(tái)監(jiān)測(cè)儀，分別監(jiān)測(cè)8條取樣總管的放射性氣溶膠的放射性水平。每條總管又分別由1-5個(gè)房間的氣體支路匯合而來，每條支路均有一個(gè)電磁閥控制，8條總管上也有電磁閥控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)35個(gè)房間的放射性氣體水平監(jiān)測(cè)，測(cè)量流程圖如圖1所示。

改造后的放射性氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分為自動(dòng)巡檢和手動(dòng)選擇測(cè)量?jī)煞N工作方式。通過計(jì)算機(jī)可對(duì)每個(gè)取樣扣的電磁閥進(jìn)行自動(dòng)和手動(dòng)選擇，自動(dòng)狀態(tài)下對(duì)每個(gè)取樣口進(jìn)行輪巡監(jiān)測(cè);切換到手動(dòng)狀態(tài)，可手動(dòng)點(diǎn)擊選擇需要監(jiān)測(cè)的取樣口，打開其電磁閥并關(guān)閉通道其它通道電磁閥，以針對(duì)某一區(qū)域空氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

3系統(tǒng)調(diào)試及問題解決

3.1 改造后系統(tǒng)調(diào)試

系統(tǒng)調(diào)試分為冷態(tài)調(diào)試和帶核熱態(tài)（反應(yīng)堆功率運(yùn)行期間）調(diào)試。

冷態(tài)調(diào)試主要是驗(yàn)證系統(tǒng)儀表探頭的探測(cè)效率是否有效、報(bào)警、通訊、顯示等功能是否正常，驗(yàn)證電磁閥控制是否正常，冷態(tài)測(cè)試結(jié)果如表1所示。冷態(tài)測(cè)試使用的放射源為γ放射性源Cs-137，放射源活度為3.7MBq及37.4MBq，通過放射源對(duì)探頭進(jìn)行校準(zhǔn)^【4】，探頭的合格探測(cè)效率在（3.5～5.3）×10^-19A/Bq之間的說明探頭效率和測(cè)量功能正常^【5】。

探測(cè)效率Eff由以下公式計(jì)算得出：

其中： Press是探頭壓力值，mbar; Act是當(dāng)前測(cè)試源活度值，Bq

Temp是探頭溫度值

反應(yīng)堆功率運(yùn)行期間調(diào)試就是在真實(shí)開堆的環(huán)境中進(jìn)一步檢驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各項(xiàng)功能的穩(wěn)定性和可靠性。

放射性氣體輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)滿功率72小時(shí)放射性水平實(shí)時(shí)測(cè)量趨勢(shì)圖如圖2所示，系統(tǒng)設(shè)備能較好的監(jiān)測(cè)各房間中的放射性氣體水平，與反應(yīng)堆運(yùn)行情況。

3.2調(diào)試問題的解決

在放射性氣體輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)調(diào)試過程中也發(fā)現(xiàn)了一些問題，通過分析查找原因，順利的解決了相關(guān)問題。

在調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)R-003c監(jiān)測(cè)儀對(duì)放射源無響應(yīng)，后經(jīng)檢查為主板接線端焊錫脫落導(dǎo)致，處理后該監(jiān)測(cè)儀功能恢復(fù)正常。

放射性氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有自動(dòng)巡檢和手動(dòng)測(cè)量?jī)煞N工作方式，在手動(dòng)測(cè)量模式下8個(gè)主取樣管路的主電磁閥容易在人工操作工作中容易誤觸鼠標(biāo)而導(dǎo)致主電磁閥關(guān)閉，而影響設(shè)備的使用及壽命。未解決該問題，在電磁閥開關(guān)設(shè)置中將主管路8個(gè)主電磁閥設(shè)置為通電自動(dòng)常開模式;在支路取樣過程中設(shè)置了聯(lián)鎖功能，每個(gè)支路同時(shí)只能有一個(gè)房間的電磁閥工作，在各支路其它電磁閥工作的同時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉上一個(gè)電磁閥。

4結(jié)論

放射性氣體輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測(cè)反應(yīng)堆在正常運(yùn)行期間35個(gè)取樣點(diǎn)區(qū)域內(nèi)氣體的放射性活度，通過對(duì)系統(tǒng)的改造升級(jí)實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)全部監(jiān)測(cè)儀表的更新升級(jí)和智能化、數(shù)字化改造。

通過冷態(tài)調(diào)試數(shù)據(jù)和反應(yīng)堆功率運(yùn)行期間實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，改造后系統(tǒng)各項(xiàng)功能正常，在反應(yīng)堆功率運(yùn)行期間，放射性氣體輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)備劑量水平與實(shí)際運(yùn)行情況相一致，所有數(shù)據(jù)均能真實(shí)反映反應(yīng)堆運(yùn)行期間各測(cè)點(diǎn)的劑量率水平，達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)升級(jí)改造的目標(biāo)。

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