¿Qué es el detector de rango de origen? Definición

Los detectores de rango de fuente monitorean el flujo de neutrones (potencia del reactor) en los niveles de apagado más bajos y proporcionan indicaciones, alarmas y disparos del reactor. La instrumentación del rango de fuente generalmente consta de dos o cuatro canales de rango de fuente, cada uno con su propio detector, cable y circuito electrónico. Los detectores utilizados suelen ser contadores proporcionales de trifluoruro de boro (BF ₃ ) de alta sensibilidad . En general, los contadores proporcionales son capaces de identificar partículas y medir la energía (espectroscopía). La altura del pulso refleja la energía depositada por la radiación incidente en el gas detector. Como tal, es posible distinguir los pulsos más grandes producidos por partículas alfa(producido por reacciones (n, alfa)) de los pulsos más pequeños producidos por partículas beta o rayos gamma .

Estos detectores BF ₃ producen una salida de frecuencia de pulso proporcional al flujo térmico de neutrones visto en el detector. Estos canales se usan típicamente en un rango de conteo de 0.1 a 10 ⁶ conteos por segundo , pero varían según el diseño del reactor. Estos detectores de núcleo generalmente están ubicados en pozos de instrumentos en el escudo primario (escudo de concreto) adyacente al recipiente del reactor.

La instrumentación del rango fuente supervisa e indica el nivel de flujo de neutrones del núcleo del reactor y la velocidad a la que cambia el flujo de neutrones durante el apagado del reactor y la fase inicial de arranque . Son muy importantes para monitorear la subcriticidad durante la recarga de combustible, cuando tiene lugar la multiplicación subcrítica . El flujo de neutrones se indica en conteos por segundo (cps). La tasa de cambio de la población de neutrones se indica como tasa de inicio (SUR), que se define como el número de factores de diez que la potencia cambia en un minuto. Por lo tanto, las unidades de SUR son potencias de diez por minuto, o deca des por minuto ( dpm ).

Hay dos problemas principales en la instrumentación del rango de origen:

• Discriminación . Durante el apagado del reactor y la fase inicial de arranque, se requiere distinguir el número relativamente pequeño de pulsos producidos por los neutrones del gran número de pulsos producidos por la radiación gamma . Por lo tanto, la discriminación gamma es de particular interés durante el apagado después de que el núcleo del reactor alcanza un nivel significativo de quema de combustible. Esta condición produce un campo gamma alto y un flujo de neutrones bajo alrededor del detector. Los contadores proporcionales permiten la discriminación, pero deben calibrarse. El discriminador excluye el paso de pulsos que son inferiores a un nivel predeterminado. La función del discriminador es excluir el ruido y los pulsos gamma que son de menor magnitud que los pulsos de neutrones (pulsos alfa respectivamente). Muchas centrales eléctricas han encontrado necesario colocar contadores proporcionales de rango de fuente en el blindaje de plomo para reducir la radiación gamma en los detectores. Esto aumenta la baja sensibilidad del detector y puede extender la vida útil del detector.
• Tiempo Muerto . Este instrumento puede indicar hasta una tasa máxima de recuento de neutrones de 10 ⁶ cps. Las tasas de conteo más altas están influenciadas por un fenómeno conocido como tiempo muerto. El tiempo muerto es el período durante el cual el detector está ocupado y no puede aceptar ni procesar pulsos. Este fenómeno puede tener serias consecuencias, ya que el tiempo muerto distorsiona los resultados en actividades altas o altas tasas de dosis.

Hay algunas centrales eléctricas que han tomado medidas para mover los detectores del rango de fuente desde sus posiciones de operación a una posición de nivel de flujo de neutrones reducido, una vez que el nivel de flujo aumenta por encima del rango de fuente.