Qu’est-ce que le détecteur de plage source – Définition

Les détecteurs de la plage source surveillent le flux de neutrons (puissance du réacteur) aux niveaux d’arrêt les plus bas et fournissent des indications, des alarmes et des arrêts de réacteur. L’instrumentation de la plage source se compose généralement de deux ou quatre canaux de la plage source, chacun avec son propre détecteur séparé, son chemin de câble et ses circuits électroniques. Les détecteurs utilisés sont généralement des compteurs proportionnels de trifluorure de bore à haute sensibilité (BF ₃ ) . En général, les compteurs proportionnels sont capables d’ identifier les particules et de mesurer l’énergie (spectroscopie). La hauteur d’impulsion reflète l’énergie déposée par le rayonnement incident dans le gaz détecteur. En tant que tel, il est possible de distinguer les impulsions plus importantes produites par les particules alpha(produites par des réactions (n, alpha)) à partir des impulsions plus petites produites par les particules bêta ou les rayons gamma .

Ces détecteurs BF ₃ produisent une sortie de fréquence d’impulsion proportionnelle au flux de neutrons thermiques observé au niveau du détecteur. Ces canaux sont généralement utilisés sur une plage de comptage de 0,1 à 10 ⁶ comptes par seconde , mais varient en fonction de la conception du réacteur. Ces détecteurs d’excore sont généralement situés dans des puits d’instruments dans le bouclier primaire (bouclier en béton) adjacent à la cuve du réacteur.

L’instrumentation de la plage de sources surveille et indique le niveau de flux neutronique du cœur du réacteur et la vitesse à laquelle le flux neutronique change pendant l’ arrêt du réacteur et la phase initiale de démarrage . Ils sont très importants pour la surveillance de la sous-criticité lors du rechargement du carburant, lorsque la multiplication sous – critique a lieu. Le flux neutronique est indiqué en coups par seconde (cps). Le taux de changement de la population de neutrons est indiqué comme taux de démarrage (SUR), qui est défini comme le nombre de facteurs de dix qui modifient la puissance en une minute. Par conséquent, les unités de SUR sont des puissances de dix par minute, ou déca des par minute ( dpm ).

Il existe deux principaux problèmes dans l’instrumentation de la plage source:

• Discrimination . Lors de l’arrêt du réacteur et de la phase initiale de démarrage, il est nécessaire de distinguer le nombre relativement faible d’impulsions produites par les neutrons du grand nombre d’impulsions produites par le rayonnement gamma . Ainsi, la discrimination gamma est particulièrement intéressante lors de l’arrêt après que le cœur du réacteur a atteint un niveau significatif de combustion du combustible. Cette condition produit un champ gamma élevé et un faible flux neutronique autour du détecteur. Les compteurs proportionnels permettent la discrimination mais ils doivent être calibrés. Le discriminateur exclut le passage d’impulsions inférieures à un niveau prédéterminé. La fonction du discriminateur est d’exclure le bruit et les impulsions gamma dont l’amplitude est inférieure à celle des impulsions neutroniques (impulsions alpha respectivement). De nombreuses centrales électriques ont jugé nécessaire de placer des compteurs proportionnels de plage de source dans un blindage en plomb pour réduire le rayonnement gamma au niveau des détecteurs. Cela augmente la sensibilité à l’extrémité inférieure du détecteur et peut prolonger la durée de vie du détecteur.
• Temps mort . Cet instrument peut indiquer jusqu’à un taux de comptage de neutrons maximum de 10 ⁶ cps. Des taux de comptage plus élevés sont influencés par un phénomène appelé temps mort. Le temps mort est la période pendant laquelle le détecteur est occupé et ne peut pas accepter et traiter des impulsions. Ce phénomène peut avoir de graves conséquences, car le temps mort fausse les sorties à des activités ou des débits de dose élevés.

Certaines centrales électriques ont prévu de déplacer les détecteurs de la plage source de leurs positions de fonctionnement à une position de niveau de flux neutronique réduit, une fois que le niveau de flux augmente au-dessus de la plage source.

Référence spéciale: Plan d’examen standard pour l’examen des rapports d’analyse de sûreté pour les centrales nucléaires: édition LWR. NUREG-0800, US NRC.

Gamme de sources – Sécurité du réacteur

Comme il a été écrit, le système d’instrumentation nucléaire d’Excore est considéré comme un système lié à la sûreté, car il fournit des entrées au système de protection du réacteur . Le déclenchement du flux neutronique de la plage source fournit la protection centrale contre les accidents de réactivité en MODE 2 (démarrage du réacteur). Par exemple, le déclenchement du flux de neutrons de la plage source garantit qu’une protection est fournie contre un accident de retrait de tige de banque RCCA non contrôlé d’une condition sous-critique pendant le démarrage. Il offre également une protection contre les accidents de dilution du bore et les événements d’éjection des barres de contrôle.

Pendant le ravitaillement en carburant, les détecteurs de la gamme source assurent également la surveillance de la sous-criticité du réacteur. Ils sont également équipés d’une alarme, qui peut servir de signal d’évacuation de confinement si le flux neutronique dépasse une valeur prédéfinie. Cette alarme alerte les opérateurs et le personnel de la salle de contrôle dans le confinement d’un ajout de réactivité positive au réacteur pendant les conditions d’arrêt.