{"id":15165,"date":"2020-01-04T15:39:49","date_gmt":"2020-01-04T15:39:49","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/was-ist-leistungsbereichsdetektor-definition\/"},"modified":"2020-07-07T11:23:56","modified_gmt":"2020-07-07T11:23:56","slug":"was-ist-leistungsbereichsdetektor-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/de\/was-ist-leistungsbereichsdetektor-definition\/","title":{"rendered":"Was ist Leistungsbereichsdetektor – Definition"},"content":{"rendered":"
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Leistungsbereichsdetektoren sind das wichtigste nukleare Instrumentensystem f\u00fcr den Leistungsbetrieb.\u00a0Die Leistungsbereich-Instrumentierung besteht normalerweise aus vier nicht kompensierten Ionisationskammern.\u00a0Strahlendosimetrie<\/div>\n<\/div>\n
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Leistungsbereichsdetektoren<\/strong>\u00a0sind das wichtigste nukleare Instrumentensystem f\u00fcr den Leistungsbetrieb.\u00a0Sie \u00fcberwachen den\u00a0Neutronenfluss<\/a>\u00a0(Reaktorleistung) von Null bis etwa 120% der Nennleistung zusammen mit der Angabe der axialen und radialen Verteilung dieser Leistung.\u00a0Sie liefern auch Anzeigen, Alarme und Reaktorausl\u00f6sesignale.\u00a0Wenn der Neutronenflusspegel in den Leistungsbereich steigt, ist die Gammakompensation kein gro\u00dfes Problem, da Gammastrahlen nicht viel zur Gesamtionisation beitragen (etwa 0,1% bei 100% Leistung).\u00a0Aus diesem Grund besteht das Ger\u00e4t f\u00fcr den Leistungsbereich normalerweise aus\u00a0vier nicht kompensierten\u00a0Ionisationskammern<\/a><\/strong>\u00a0, von denen jede \u00fcber einen eigenen Detektor, eine eigene Kabelf\u00fchrung und eine eigene elektronische Schaltung verf\u00fcgt.\u00a0Die\u00a0Ionisationskammer<\/strong>\u00a0, auch\u00a0Ionenkammer genannt<\/strong>ist ein elektrisches Ger\u00e4t, das verschiedene Arten\u00a0ionisierender Strahlung<\/a>\u00a0erkennt\u00a0.\u00a0Die Spannung des Detektors wird so eingestellt, dass die Bedingungen dem\u00a0Ionisationsbereich<\/strong>\u00a0entsprechen\u00a0.\u00a0Die Spannung ist nicht hoch genug, um eine Gasverst\u00e4rkung (Sekund\u00e4rionisation) zu erzeugen.\u00a0Ionisationskammern<\/strong>\u00a0werden\u00a0f\u00fcr hohe Strahlendosisraten<\/strong>\u00a0bevorzugt\u00a0,<\/strong>\u00a0da sie keine \u201e\u00a0Totzeit<\/a>\u00a0\u201c\u00a0haben<\/a>\u201d, Ein Ph\u00e4nomen, das die Genauigkeit der Geiger-M\u00fcller-R\u00f6hre bei hohen Dosisleistungen beeintr\u00e4chtigt. Der Detektor besteht aus einer einzelnen zylindrischen Kammer, deren Arbeitsweise mit der der mit Bor ausgekleideten Kammer der Kammer f\u00fcr kompensierte Ionen identisch ist. Diese nicht kompensierte Kammer ist sowohl f\u00fcr Gammastrahlen als auch f\u00fcr Neutronen empfindlich. In dem Betriebsleistungsbereich ist der Neutronenflusspegel jedoch um ein Vielfaches gr\u00f6\u00dfer als der Gammafluss, und daher ist keine Gammakompensation erforderlich.<\/p>\n

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Alle vier Kan\u00e4le sind physikalisch und funktional identisch.\u00a0Jeder Leistungsbereichskanal verwendet einen\u00a0oberen<\/strong>\u00a0und einen\u00a0unteren<\/strong>\u00a0unkompensierten Ionenkammerdetektor (Tandemdetektor), mit denen die\u00a0axiale Flussdifferenz gemessen werden kann<\/a>\u00a0.\u00a0Jeder Kanal \u00fcberwacht auch einen „Quadranten“ des Kerns.\u00a0Ein oberer Detektor und ein unterer Detektor sind im selben Instrumentenschacht montiert.\u00a0Die Ausg\u00e4nge beider Detektoren (oberer und unterer) werden kombiniert, um ein Kanalgesamtleistungssignal zu erzeugen.\u00a0Die acht Detektorausg\u00e4nge (vier obere und vier untere Detektoren) werden miteinander verglichen,\u00a0um dem Reaktorbediener\u00a0Informationen zur Leistungsverteilung (AFD und\u00a0QPTR<\/a>\u00a0)\u00a0bereitzustellen<\/a>\u00a0.<\/p>\n

Die axiale Flussdifferenz ist definiert als die Differenz der normalisierten Flusssignale (AFD) zwischen der oberen und unteren H\u00e4lfte eines zweiteiligen Excore-Neutronendetektors.<\/p>\n

AFD ist definiert als:<\/p>\n

AFD oder \u0394I = I\u00a0oben<\/sub>\u00a0– I\u00a0unten<\/sub><\/p>\n

wo ich\u00a0oben<\/sub>\u00a0und ich\u00a0unten<\/sub>\u00a0sind als Bruchteil der Nennw\u00e4rmeleistung ausgedr\u00fcckt.<\/p>\n

QPTR ist definiert als:<\/span><\/p>\n

Das Verh\u00e4ltnis der maximalen kalibrierten Ausgabe des oberen Exzore-Detektors zum Durchschnitt der kalibrierten Ausgaben des oberen Exzore-Detektors oder das Verh\u00e4ltnis der kalibrierten maximalen Ausgabe des unteren Exzore-Detektors zum Durchschnitt der kalibrierten Ausgaben des unteren Exzore-Detektors, je nachdem, welcher Wert gr\u00f6\u00dfer ist.<\/span><\/em><\/p>\n

Die Leistungsbereichsinstrumentierung \u00fcberwacht und zeigt den Neutronenflusspegel des Reaktorkerns und die Geschwindigkeit an, mit der sich der Neutronenfluss w\u00e4hrend eines Leistungsbetriebs \u00e4ndert und die Standardlast dem Betrieb folgt.\u00a0Der Neutronenfluss wird als Prozentsatz der Nennleistung angegeben.\u00a0Die \u00c4nderungsrate der Neutronenpopulation wird als Startrate (SUR) angegeben, die als die Anzahl der zehn Faktoren definiert ist, bei denen sich die Leistung in einer Minute \u00e4ndert.\u00a0Daher sind die Einheiten von\u00a0<\/span>SUR<\/span><\/strong>\u00a0Potenzen von zehn pro Minute oder\u00a0<\/span>Jahrzehnten pro Minute<\/span><\/strong>\u00a0(\u00a0<\/span>dpm<\/span><\/strong>\u00a0).<\/span><\/p>\n

Obwohl das\u00a0<\/span>nukleare Instrumentierungssystem<\/span><\/strong>\u00a0eine schnelle Reaktion auf \u00c4nderungen des Neutronenflusses bietet und ein unersetzbares System ist,\u00a0<\/span>muss es kalibriert werden<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Leistungsbereichskan\u00e4len Prozent bewertet ,\u00a0um anzuzeigen ,\u00a0sind kalibrierte\u00a0<\/span>W\u00e4rmeleistung<\/span><\/a>\u00a0durch einen sekund\u00e4ren W\u00e4rmebilanz (kalorimetrischer).\u00a0Die\u00a0<\/span>genaue W\u00e4rmeleistung<\/span><\/strong>\u00a0des Reaktors kann nur mit Methoden gemessen werden, die auf der\u00a0<\/span>Energiebilanz<\/span><\/strong>\u00a0des Prim\u00e4rkreises oder der Energiebilanz des Sekund\u00e4rkreises\u00a0basieren\u00a0.<\/span><\/p>\n

Sonderreferenz: Standard\u00fcberpr\u00fcfungsplan f\u00fcr die \u00dcberpr\u00fcfung von Sicherheitsanalyseberichten f\u00fcr Kernkraftwerke: LWR-Ausgabe.\u00a0NUREG-0800, US NRC.<\/span><\/p>\n

Neutronenfluss und Kraftstoffverbrennung<\/span><\/h3>\n

In einem Leistungsreaktor\u00a0bleibt die Atomzahldichte der Brennstoffatome\u00a0<\/span>\u00fcber einen relativ kurzen Zeitraum<\/span><\/strong>\u00a0(Tage oder Wochen) relativ konstant.\u00a0Daher\u00a0<\/span>bleibt<\/span><\/strong>\u00a0in dieser kurzen Zeit auch der\u00a0durchschnittliche Neutronenfluss konstant<\/strong>\u00a0, wenn der Reaktor mit einem konstanten Leistungsniveau betrieben wird.\u00a0Andererseits nehmen die\u00a0<\/span>Atomzahldichten<\/span><\/a>\u00a0spaltbarer Isotope \u00fcber einen Zeitraum von Monaten aufgrund des Brennstoffverbrennens ab, und daher nehmen auch die\u00a0<\/span>makroskopischen Querschnitte<\/span><\/a>\u00a0ab.\u00a0Dies f\u00fchrt zu einem langsamen\u00a0<\/span>Anstieg des Neutronenflusses<\/span><\/strong>\u00a0, um das gew\u00fcnschte Leistungsniveau beizubehalten.\u00a0Daher muss das Excore-Nuklearinstrumentierungssystem regelm\u00e4\u00dfig kalibriert werden.<\/span><\/p>\n

Leistungsbereich – Reaktorsicherheit<\/span><\/h3>\n

Wie bereits geschrieben, wird das Excore-Nuklearinstrumentierungssystem als sicherheitsrelevantes System angesehen, da es Eingaben in das\u00a0<\/span>Reaktorschutzsystem<\/span><\/strong>\u00a0liefert\u00a0.\u00a0Die Neutronenflussausl\u00f6sung im Leistungsbereich bietet den Kernschutz f\u00fcr viele Leistungsausfallunf\u00e4lle in MODE 1 (Leistungsbetrieb).\u00a0Beispiele f\u00fcr Schutzaktionssignale, die vom Leistungsbereich bereitgestellt werden, umfassen:<\/span><\/p>\n