FM-1核反應(yīng)堆一回路水放射性活度在線測(cè)量和燃料元件破損在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是北京中智核安科技有限公司研制，具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新產(chǎn)品。該系統(tǒng)采用在線反康的原理測(cè)量一回路水中放射性核素活度，通過(guò)精心設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)低能段探測(cè)效率和高能段探測(cè)效率的平衡，有效使得低能伽瑪特征射線和高能伽瑪特征射線均能夠同時(shí)精確測(cè)量。

一、產(chǎn)品介紹

FM-1核反應(yīng)堆一回路水放射性活度在線測(cè)量和燃料元件破損在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是北京中智核安科技有限公司研制，具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新產(chǎn)品。該系統(tǒng)采用在線反康的原理測(cè)量一回路水中放射性核素活度，通過(guò)精心設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)低能段探測(cè)效率和高能段探測(cè)效率的平衡，有效使得低能伽瑪特征射線和高能伽瑪特征射線均能夠同時(shí)精確測(cè)量。

系統(tǒng)根據(jù)反應(yīng)堆運(yùn)行工況信息和燃料元件參數(shù)，結(jié)合一回路水關(guān)鍵核素活度水平，計(jì)算分析燃料棒破損狀況，包括破損燃料棒根數(shù)、破口尺寸和破損燃料棒所處堆芯位置等。

FM-1核反應(yīng)堆一回路水放射性活度在線測(cè)量和燃料元件破損在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由在線反康HPGe測(cè)量子系統(tǒng)、燃料元件破損分析子系統(tǒng)和測(cè)量信息管理子系統(tǒng)組成。其中能譜測(cè)量子系統(tǒng)由HPGe探測(cè)器、電制冷機(jī)、環(huán)探測(cè)器、屏蔽裝置、數(shù)字化譜儀、全自動(dòng)能譜分析軟件和無(wú)源效率刻度軟件等組成，對(duì)一回路冷卻劑中3keV至10MeV能量范圍內(nèi)的裂變和活化產(chǎn)物進(jìn)行在線連續(xù)監(jiān)測(cè)。該系統(tǒng)已經(jīng)在某核電站成功應(yīng)用，其測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確

性和長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性受到用戶的高度評(píng)價(jià)。

圖1 燃料元件破損在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

圖2 核電站現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用圖

圖３　一回路水放射性核素活度隨時(shí)間變化曲線

圖４　活度分析界面

圖５  堆芯燃料棒狀態(tài)

二、應(yīng)用領(lǐng)域

核電站反應(yīng)堆一回路水放射性核素活度在線測(cè)量，燃料元件破損在線測(cè)量監(jiān)測(cè)；船用動(dòng)力堆回路水放射性活度在線測(cè)量和燃料元件破損在線監(jiān)測(cè)。

三、主要技術(shù)指標(biāo)

• 測(cè)量的主要核素：Kr-85m、kr-87、kr-88、Xe-133、Xe-135、Xe-138、I-131、I-132、I-133、I-134、I-135、Cs-134、Cs-137、Cs-138、Co-60、Co-58、Fe-59、Na-24等，給出15分鐘、30分鐘、45分鐘等間隔15分鐘的測(cè)量結(jié)果，并實(shí)時(shí)顯示各種核素活度隨時(shí)間變化曲線；
• 探測(cè)下限：50Bq/ml（Xe-133），在給出活度測(cè)量結(jié)果的同時(shí)給出最小可探測(cè)限；
• 測(cè)量時(shí)間：15分鐘~600分鐘；
• 破損根數(shù)誤差：≤20%；
• MTBF：12000小時(shí)；
• MTTR：≤8小時(shí)。 

四、產(chǎn)品特點(diǎn)

• FM-1燃料元件破損在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的國(guó)際上套核電站一回路水放射性活度在線監(jiān)測(cè)和燃料元件在線監(jiān)測(cè)反康普頓HPGe測(cè)量系統(tǒng)，通過(guò)精心設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)低能放射性核素和高能放射性核素探測(cè)效率平衡，使得系統(tǒng)能夠同時(shí)可靠測(cè)量低能放射性核素和高能放射性核素的活度，并且有效抑制了康普頓散射對(duì)放射性活度測(cè)量的影響。
• 系統(tǒng)的燃料破損分析經(jīng)過(guò)了國(guó)際上兩個(gè)典型案例的檢驗(yàn)，分析結(jié)果與實(shí)際案例情況高度符合。系統(tǒng)在某核電站應(yīng)用,從低能到高能的核素,均能可靠測(cè)量,且測(cè)量結(jié)果與取樣測(cè)量結(jié)果在不確定度內(nèi)符合。
• 系統(tǒng)的活度測(cè)量精確度與取樣測(cè)量符合，在某核電站使用過(guò)程中，其長(zhǎng)期穩(wěn)定性和精確性受到高度肯定；
• 適應(yīng)在線測(cè)量的需求，為了保障產(chǎn)品的高可用性，公司對(duì)產(chǎn)品的電子學(xué)系統(tǒng)在故障后提供整機(jī)替換，并在72小時(shí)內(nèi)實(shí)現(xiàn)恢復(fù)，對(duì)探測(cè)器故障，提供整機(jī)替換維修，為72小時(shí)內(nèi)恢復(fù)運(yùn)行。