利用聚四氟乙烯剂量计进行堆芯γ测量

朱 磊

（中国原子能科学研究院，北京 100000）

利用聚四氟乙烯剂量计进行堆芯γ测量

朱 磊

（中国原子能科学研究院，北京 100000）

根据反应堆孔道内环境的特殊性，采用聚四氟乙烯作为制备剂量计的材料，利用铝制吊筒及铝管实现在反应堆孔道活性区范围内，纵向不同点位的γ剂量率测量。

聚四氟乙烯；剂量计；γ剂量率

1 剂量计材料及测量环境

反应堆运行状态下堆芯辐射场为中子、γ混合场。要测量堆内γ剂量率需要将中子与γ的响应区分开。本次测量选择了一种对于中子响应不灵敏的剂量计——聚四氟乙烯剂量计，聚四氟乙烯有极稳定的化学性质极耐高温的优点；其次，聚四氟乙烯对中子不灵敏适于在中子、γ混合场中进行测量[1]。再者，由聚四氟乙烯粉末压制的剂量片体积很小，单个直径约3mm，厚度约3mm，这是电离室及液体剂量计无法达到的。每个剂量计可以内含三个平行剂量片样品，增加测量数据的可靠性。

2 剂量计样品及堆内固定工具

2.1 剂量计样品制作

采用市售的白色聚四氟乙烯超细粉（粒径约200目）作为剂量计的原材料。用天平称取一定量的聚四氟乙烯超细粉，利用自行加工的不锈钢模具，将其压制成直径约3mm、高度约3mm 的短柱状作为聚四氟乙烯剂量计，质量约45mg。测量时，将3片剂量片放入辐照容器当中，辐照容器同样是用聚四氟乙烯作为材料加工而成的容器，外径为 1.602cm、高为 3.194cm。本次测量用的剂量计，分别编号，容器外侧用石蜡密封防止测量过程中进水，由于测量位置水深7m，为防止由于水压过大造成密封失效，在测量容器外包裹一层聚乙烯膜以保护石蜡密封层。

2.2 剂量计堆内固定工具

根据剂量计的大小及测量位置的空间大小，加工了二只铝制吊筒带有上下固定盘，用于孔道的剂量测量。孔道活性区长度为500mm，根据堆内测点纵向间距加工了若干短铝管，用于将剂量计固定在测量管内不同的位置（测量位置：活性区中央0mm 及 ±150mm、±250mm、-350mm）。测量孔道时利用尼龙绳直接将吊桶吊至孔道底。

3 辐照安排

1） 剂量计装载工作如图1，利用二组共12个剂量计分别放入两个测量筒中，进行不同堆功率下孔道垂直方向不同位置的测量。1～6号剂量计用于测量停堆本底 γ 剂量率、7～12号剂量计用于测量堆功率3.5kW 时的 γ 剂量率

2） 停堆本底 γ 剂量率测量

请机械组人员取出待测孔道内吊篮，打开堆顶盖板。将孔道测量筒入至孔道底部，放置好所有测量筒后记录时间，1h后取出所有剂量计。

图1 孔道测量筒

3） 测量筒入至孔道底部。剂量计入堆完毕后开始提升反应堆功率并记录时间（15：01），提升反应堆功率至3.5kW，期间每分钟记录功率电流表数值（提升功率过程共耗时14min），稳定功率 3.5kW 一小时后压棒停堆，进 308 大厅，在便携γ剂量率仪表的监测下将测量筒提离堆芯（至水池水面以下）。工作人员出堆顶大厅等待大约20min 后再次进入大厅将测量筒提离水面，此时测量筒表面 γ 剂量率 2.6mSv/h，利用长柄工具将测量筒内剂量计取出。

3.4 将取出的剂量计清洗擦拭并检测表面剂量率。样品袋表面 γ 剂量率为900nSv/h，样品擦拭棉无沾污情况。按照编号分类（1～6号堆芯本底测量、7～12号3.5kW 功率测量）送至计量站 ESR 谱仪室，进行测量。

4 堆内孔道γ剂量率物理测量值

利用 ESR 谱仪根据 ESR 波谱原理对经过辐照后的剂量计进行测量，得到两组数据见表1及表2。值得说明的是，表2中的数据为实际测量值减去反应堆提升功率14min 内的累计剂量率计算值而得到。

两组数据相减还可得到3.5kW 功率下孔道内的裂变 γ 剂量率数据。

表1 堆芯本底物理测量值（Gy/h）

表2 堆功率3.5kW物理测量值（Gy/h）

[1] 沈光来，苏吉虎，聚四氟乙烯的辐射效应及其ESR 研究[J]. 波普学杂志，2011，（12）.

Core Gamma Neasurement Using Polytetraf Luoroethylene Dosimeter

Zhu Lei

According to the particularity of the duct environment，using Teflon as the preparation of dosimeter material，using aluminum and aluminum in the hanging cylinder duct active area，different points of the longitudinal gamma dose rate measurement

polytetrafluoroethylene；dosimeter；gamma dose rate

TQ325

A

1003-6490（2017）06-0140-01

2017-04-27

朱磊（1983—），男，陕西渭南人，工程师，主要研究方向为反应堆工程。