文档介绍：核电站辐射测量技术
——刘春雨
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第四章 核电站工艺辐射监测
核电站与其他能源设施相比，其最大特点是运行时会产生
大量的放射性物质。
核电站设计和建造的首要问题，就是无论在正常工况或事
故工况下，都要能把产生的这些放射性物质安全地控制起
来，确保核电站运行安全，使工作人员及公众免受核辐射
的照射。
核电站采用了纵深设防与多重屏障的安全性原则。纵深设
防确保安全是核电站设计的基本原则之一。多重屏障是为
防止正常运行或事故状态下放射性物质泄漏外逸而设计的
四重屏障。
第四章 核电站工艺辐射监测
第一重屏障：燃料芯块本身。大约能留住98％以上的放射
性裂变产物。
第二重屏障：燃料元件包壳。可以防止上述芯块内其余2
％的裂变产物进一步外逸。
第三重屏障：反应堆压力容器及一回路设备与管道组成的
压力边界。使带放射性的、高温高压的主冷却剂(又称载
热剂)密闭循环的密封屏障。
第四重屏障：安全壳。将一回路压力边界完整性被破坏后
泄漏的放射性物质与外环境隔绝。是防止放射性物向外环
境扩散的最后一道屏障。
第四章 核电站工艺辐射监测
四道屏障的完整性和有效性不会都是永久的或完善的，某
一重屏障会慢慢地或偶然的失效。这种失效存在着针对全
核电站或某一个厂房或房间的潜在的危害。
核电站辐射监测系统从功用上可分为：辐射工艺监测；
辐射安全(防护)监测。
辐射工艺监测是指对核电站的某些工艺过程和设备进行监
测，以便从辐射水平的高低来发现设备是否有效、是否正
常运行。其中，主要是屏障完整性及有效性监测，以确保
核电站的安全运行，防止任何超剂量事故发生。
第四章 核电站工艺辐射监测
核裂变产生的核辐射
燃料元件包壳总破损辐射监测
蒸汽发生器泄漏监测
一回路压力边界泄漏监测
核裂变产生的核辐射
裂变中子及裂变裂变中子及裂变γγ射线射线
裂变产物及其辐射特性裂变产物及其辐射特性
一、裂变中子及裂变γ射线
瞬发中子：铀核裂变后10-14-10-17s内放射出来的中子，占
裂变中子的99％以上。瞬发中子的能量是连续分布的。
缓发中子：在裂变碎片衰变过程中发射出来，小于1％
(对于235U裂变，％) 。这些中子在裂变后相当一段
时间才发射出来，故称为缓发中子。
除了中子以外还有瞬发γ射线和缓发γ射线。
二、 裂变产物及其辐射特性
裂变碎片：重核裂变分裂成两个质量较轻的核。
大部分裂变碎片具有β-放射性。β-衰变后的产物常常仍
然是放射性的，继续衰变，这样就形成一个衰变链。
裂变产物：重核裂变时产生的裂变碎片及由这些裂变碎
片衰变生成的那些核素。
独立裂变产额：每次核裂变直接产生这个裂变产物核素
的概率(以百分数表示)。由于基本上是二分裂，所以所
有裂变碎片的独立裂变产额的总和为200％。
这种核素也可能是由裂变产物衰变链中先驱核衰变产生
的，其产生概率定义为链产额，又称为质量数产额。独
立产额与链产额之和称为累积产额。
把裂变碎片所具有的复杂分支的衰变链进行分解和简化，
使每种核素只与单个母核有关，这样的链没有分支，称为
线性链，把各链中某种核素的浓度相加就可得到总浓度。
线性链中裂变产物浓度计算中可假设一个没有分支的同
量异位链：
A1 A 2 Ai A
用以下方程来描述同量异位链中各核素的放射性活度随
时间的变化：