文档介绍：1 第一章核电厂仪表与控制系统概述 1 核电厂仪表与控制系统的功能有三种: 信息功能、控制功能、保护功能。 2 核测量仪表的 4 个特点: 1 核探测器输出信号幅值低,常需要一些特殊措施以提高信噪比; 2 多数核探测器有很高的内阻, 可以把它看成是一个电流源。要求测量电路有很高的输入阻抗; 3 要测量的中子注量率范围宽, 用一种探测器和测量电路难于满足要求, 须采用多种探测器。脉冲电路的通频带很宽,这对测量电路和传输电路都有很高的要求; 4 要求信号具有耐高温、抗辐照、抗干扰、低噪音和高绝缘等特性。 3 安全级( 简称 1E 级) 的仪表及其供电设备, 是完成反应堆安全停堆、安全壳隔离、堆芯冷却以及从安全壳和反应堆排出热量所必需的, 或者是防止放射性物质向环境过量排放所必需的。第二章核电厂核功率监测系统 1 通过测量平均中子注量率而获得的反应堆功率叫反应堆的核功率。 2 反应堆的热功率,就是由反应堆核燃料提供给冷却剂的总功率。 3 这种带电粒子使物质原子分离形成离子对的过程, 称为电离, 或称原电离, 所产生的自由电子叫做次级电子。如果次级电子的能量足够大, 它又可以使物质原子电离, 这种电离称为次级电离。 4 气体探测器的工作原理( 这部分主要是理解气体探测器的工作原理和结构,几个区域稍微了解一下电极收集到的离子数与气体实际电离的离子数目之间的关系即可, 主要是记住正比计数器和 G-M 计数器分别工作在正比区和 G-M 区): 气体探测器是一个圆柱形内部充气的密闭容器, 容器内有两个相互绝缘的电极, 金属圆筒是阴极, 圆筒中心的金属丝是阳极, 两极之间加有直流高压, 如图 2-1 所示。当带电离子, 如α粒子在穿过容器内的气体时, 可以使其电离产生自由电子和正离子即离子对。离子对在极间电场的作用下输出电信号,可以被测量。信号大小能反应粒子能量的强弱。图 2-1 气体探测器示意图在外加电压 V 的作用下, 电子和正离子分别向正、负电极漂移而被电极所收集。但是, 电极收集到的离子对数并不等于入射粒子在气体中产生的原电离离子对数 N 0 ,而是随着外加电压的变化而变化, 如图 2-2 所示。纵坐标表示电极收集到离子对的数目, 横坐标表示电压的大小,曲线 A、B 分别表示两种不同粒子的情况。图中分为 I、Ⅱ、……Ⅴ等几个区域。 2 图 2-2 收集的离子对数与外加电压的关系复合区( I) ——当外加电压 V 为零时,离子进行不规则运动,复合效应是主要的,电极没有收到离子对。因为离子复合损失随电压增大而减小, 所以, 电极收集到的离子对数 N 随着电压增大而增加,但是,总小于原电离离子对数 N 0。饱和区(Ⅱ) ——当外加电压增加到一定数值时, 复合效应基本消失, 原电离离子对数 N 0 全部被电极收集,达到饱和。而且在一定电压范围内,维持不变,反映了原电离的大小, 这个电压范围叫饱和区。衬硼电离室就工作在此区。正比区(Ⅲ) ——外加电压超过饱和区后, 电极收集到离子对数 N 大于原电离离子对数 N 0。这是因为在此区内, 外加电场增强, 电子在向中心电极运动不断获得能量, 以至于有足够的能量产生二次电离、三次电离, 使离子对数增长很快, 形成气体放大作用, 放大倍数为 M=N/N 0 。外加电压越高, M 越大。当 V 一定时, M 是定值,即 N 正比于 N 0 。正比计数管就工作在此区。有限正比区(Ⅳ) ——当电压继续增高, 气体放大倍数较大, 产生大量的离子对滞留在气体空间形成空间电荷,它们所产生的电场部分抵消外加电场,从而限制气体放大作用。收集到的离子对数 N 不再与原电离离子对数 N 0 成正比。此区为有限正比区。通常,探测器的工作电压不选在该区。盖格—弥勒区( Ⅴ) ——外加电压继续增大,气体分子被激发的作用就不可忽视了,激发分子和原子在退激时发出光子, 光子与阴极碰撞时击出光电子, 光电子又会被电场加速产生另一次电离放大,如此反复,就会在中心电极附近迅速产生大量离子,即发生“雪崩”现象。在此区域, 收集到的离子对数与原电离离子对数 N 0 无关。G—M 计数器工作在这一区域。连续放电区——外加电压再增高, 电极间的气体被电压击穿, 气体连续放电, 有光产生, 电晕管、闪光室等工作在该区。由上述可知, 气体探测器可用于测量带电粒子。而中子探测器, 如涂硼电离室、涂硼正比计数管、裂变电离室等, 它们是用来测量中子的, 虽然它们的工作原理与气体探测器相近, 但两者有区别。由于中子不带电, 中子在物质中不能直接引起电离。它是通过中子与某种原子核相互作用, 产生可以被测量的带电粒子, 并记录这些带电粒子, 这样就可以间接地测量中子了。所以,中子探测器必须具有能与中子发生核相互作用产生被探测的粒子的物质。这是中子探测器的特点。 5