GB/T 7164-2004 用于核反应堆的辐射探测器特性及其测试方法

GB/T7164-2004

月9台

本标准是对GB/T7164-1994《用于核反应堆的辐射探测器特性及其测试方法))(以下简称原标

准)的修订，编写格式和规则符合GB/T1.1-20000

原标准自1994年发布以来，在实施过程中对堆用辐射探测器的研制、生产和使用都起到了重要作

用。随着我国核工业的发展，近年来探测器的种类不断更新，其性能的测试方法也随之有了新的内容。

本标准吸收了我国目前已用于核电站反应堆、高温气冷堆、低温供热堆、军用堆等的各种探测器的特性

及其测试方法，并针对原标准在执行过程中存在的间题和不足对原标准进行修订。

本标准代替GB/T7164-1994用《于核反应堆的辐射探测器特性及其测试方法》

与原标准相比，此次修订包括如下内容:

—在"，1范围”的第2段增加“带电缆和不带电缆的”;

—“规范性引用文件”增加了G“B/T4960.6((核科学技术术语核仪器仪表》和”GB/T11684《核

仪器电磁环境条件与试验方法》;

—对“3术语和定义”进行了修改，删去了GB/T4960.6包括的术语;

—将“5.2.2裂变电离室”改为"，5.2.2.1单电缆裂变电离室”和“5.2.2.2双电缆裂变电离

室”;

—图3的仪表接线有改变;

—增加图5，原图5改为图6，以后的图号类推;

-7.1.2中的公式(1)改为U“=1.iU,";

—增加了7.3.1.3;

—第7章补充了“浸水试验”和电磁环境试验的内容;

—将4.2和4.3的内容作为资料性附录;

—文字修改。

本标准的附录A为资料性附录。

本标准由中国核工业集团公司提出。

本标准由全国核仪器仪表标准化技术委员会归口。

本标准起草单位:北京核仪器厂。

本标准主要起草人:肖功珊。

本标准于1987年1月首次发布，1994年8月第1次修订。

GB/T7164-2004

用于核反应堆的辐射探测器

特性及其测试方法

范围

本标准规定了用于核反应堆的气体电离辐射探测器的特性及其测试方法。

本标准适用于带电缆和不带电缆的中子正比计数管(BF3计数管、'He计数管,`B计数管)、裂变电

离室(裂变脉冲电离室、裂变电流电离室)、中子电离室(Y补偿中子电离室、无Y补偿中子电离室)和Y

电离室。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是往日期的引用文件，其随后所有

的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究

是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分

GB/T4960.6核科学技术术语核仪器仪表

GB/T10263.2-1988辐射探测器环境试验基本要求与方法温度试验

GB/T10263.3-1988辐射探测器环境试验基本要求与方法潮湿试验

GB/T10263.8-1988辐射探测器环境试验基本要求与方法振动试验

GB/T10263.9-1988辐射探测器环境试验基本要求与方法冲击试验

GB/T10263.10--1988辐射探测器环境试验基本要求与方法包装运输试验

GB/T11684核仪器电磁环境条件与试验方法

3术语和定义

GB/T4960.6确定的以及下列术语和定义适用于本标准。

3.1

中子电离室neutronionizationchamber

含有’0B材料(涂层或充气)，用于探测中子的电离室。电离主要是由中子与’oB进行核反应产生的

a粒子和铿核引起的。

3.2

Y电离室gammaionizationchamber

探测Y辐射的电离室。电离主要是由Y辐射与室壁(或电极)和气体发生康普顿效应、光电效应及

电子对效应产生的电子引起的。

3.3

饱和特性曲线saturationcharacteristiccurve

在给定的辐照条件下，电离室输出电流随所加电压变化的特性曲线

3.4

坪特性曲线plateaucharacteristiccurve

在其他参数不变的条件下，探测器的计数率或电流与所加电压之间的关系曲线。

3.5

甄别特性曲线discriminationcharacteristiccurve

在给定的条件下，计数率随甄别阂变化的特性曲线。

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3.6

中子灵敏度neutronsensitivity

单位中子注量率下所产生的计数率或电流。

3.7

?启应度gammainf7uencoability

Y射线作为非待测对象时(由伴生辐射或其他因素存在的)，在给定的照射量率下所产生的计数率

或电流。

3.8

?灵敏度gammasensitivity

Y射线作为待测对象时，在单位照射量率下所产生的计数率或电流。

3.9

幅度分辨率amplituderesolution

用能谱分析器测得的计数管脉冲幅度分布曲线中峰的半高宽除以峰位所对应值的百分数。

3.10

本底background

在规定条件下，待检测的辐射(如中子)不存在时，计数管的计数率。

3.11

最高计数率maximumcountingrate

在其他参数不变的条件下，计数率随中子注量率的增长而成同一比例增长的上限。

3.12

伴生辐射concomitantradiation

伴随被测辐射出现但不是测量对象的辐射。

4探测器特性

4.1机械数据

机械数据包括:

a)外形图;

b)结构参数:长度、直径、重量、灵敏区的位置及其偏差;

c)主要材料:金属、绝缘件、灵敏涂层(类型及数量)、主要杂质;

d)温度:正常工作范围、最高允许值;

e)填充气体主要成分、压力;

f)外部压力的最大允许值;

9)冲击与振动的极限值;

h)湿度:正常工作范围、最高允许值。

4.2电气与核数据

电气与核数据包括:

a)工作方式;

b)电极电压:极性、推荐工作值(一个或几个)、最大允许值;

c)补偿条件:补偿电压极性、推荐值及允许范围、补偿因子;

d)每次电离事件(包括被测辐射和主要伴生辐射)电荷量;

e)电极对电极、电极对外壳和外壳对机架或屏蔽装置的电容及绝缘电阻;

f)电荷收集时间;

g)气体放大系数;

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h)脉冲幅度分辨率，

i)灵敏度:脉冲式、电流式或均方根式(涨落式);

J)测量范围;

k)感应度:脉冲式、电流式或均方根式(涨落式);

l)本底;

m)最高允许中子注量率;

n)最大允许Y照射量率，

0)燃耗寿命;

P)使用寿命;

9)电磁环境条件。

5测试环境及典型电路

5.1环境条件

除非另有规定，测试环境为:

a)温度:20℃士15℃;

b)相对湿度:45%一75%;

c)环境气压:86kPa-106kPa;

d)电磁环境应保证测试装置的正常工作;

e)无其他放射源的核辐射干扰。

5.2测试的典型装置

5.2.1中子正比计数管

中子正比计数管测试的典型装置方框图见图

注:若不观察脉冲波形和不测脉冲幅度分辨率可以不接示波器和脉冲幅度分析器。

圈1计数管翻试的装置方框圈

5.2.2裂变电离室

5.2.2.1单电缆裂变电离室

单电缆裂变电离室的典型测试装置方框图见图2、图3和图4.

图2裂变脉冲电离室脉冲测试装置方框图

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图3裂变电流电离室平均电流测试装置方框图

图4裂变电流电离室均方根电压(电流)测试装置方框图

5.2.2.2双电缆裂变电离室

双电缆裂变电离室的典型测试装置方框图见图

注:若在测试中不需显示均方根电压及电流信号，则去掉均方根电压表及弱电流放大器。

图5双电缆裂变电离室的脉冲、均方根电压及电流三种信号同时显示的测试的典型装置方框图

5.2.3中子电离室

中子电离室的测试装置方框图见图6和图70

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图6Y补偿中子电离室测试装置方框图

图7无7补偿中子电离室测试装置方框图

5.2.4Y电离室

了电离室的测试装置方框图同图7,

6测试仪器及其一般要求

6.1测试仪器

测试仪器除典型装置中所列举的以外，还需高阻计、电容测试仪、电流表、电压表等。

6.2对测试仪器的要求

测试仪器应符合有关国家标准或行业标准的规定。无国家标准或行业标准的仪器，其性能和精度

应符合探测器性能参数的测试要求。测试中所使用的仪器必须经计量部门检定合格，并在计量检定有

效期之内使用。

6.3放射源

在测试时，除非另有规定，一般采用下列放射源:

a)以反应堆为中子源，应尽可能减少Y伴生辐射对测试的影响;

b)Am-Be中子源，其活度应适用于有关探测器测试的要求，且应有不少于10cm厚慢化剂(石

蜡、聚乙烯或水)的外包装;

c"co),源，其活度应适用于待测探测器测试的要求

7测试方法

甄别特性曲线的测试和阐值的选择

中子正比计数管

按图1连接测试装置，放射源用Am-Be中子源。在计数管的阳极加规定的电压，选定放大器放大

倍数之后，调节甄别器的阂值。甄别阑值从小到大即可作出阑值与计数率的关系曲线，见图8,

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嘴声

少/

下

之

之

铃

翻

卞

0U,U.us

甄别电压U/V

图S计数管在规定电压下的甄别特性曲线

甄别阐值的选择:从图8中看出，认U。区间是甄别特性曲线的较平坦部分，即为甄别特性曲线的

坪。U:为甄别掉噪声的最低闭值。甄别阔值选择应大于U-

7.1.2裂变脉冲电离室

按图2连接测试装置

在无中子源和不加工作电压时，测量计数率N随甄别闹U、变化的曲线，即得到裂变脉冲电离室工

作电压为零时的甄别特性曲线(见图9曲线1)，用以初步确定测试系统的噪声。

在无中子源和加规定工作电压时，测量裂变脉冲电离室计数率N随甄别阑U、的变化，则得到工作

电压下的a射线甄别特性曲线，其计数率为零时的甄别闭值为U。，见图9曲线2.

在有中子源和加规定的工作电压时，测量计数率N随甄别闭U、变化的曲线，即为裂变脉冲电离室

的甄别特性曲线(见图9曲线3)，用以确定裂变脉冲电离室的甄别阂值。

推荐的甄别阐U。为:

U。二1.1U.····································……(1)

下

/5

泛

赞

报

卞

U

甄别润U汀V

图9裂变脉冲电离室的甄别特性曲线

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7.2坪长、坪斜的测试和推荐工作电压的确定

7.2.1中子正比计数管及裂变脉冲电离室

按图1或图2连接测试装置。

在给定的放大器放大倍数和甄别闹下，改变中子正比计数管或裂变脉冲电离室的工作电压，测出计

数率N随工作电压U变化的曲线，即得到中子正比计数管或裂变脉冲电离室的坪特性曲线，见图100

通过坪特性曲线可以确定中子正比计数管或裂变脉冲电离室的坪长、坪斜和推荐工作电压。

在图10中用规定的中子正比计数管或裂变脉冲电离室坪斜作斜线，与坪特性曲线拐弯处的两个切

点所对应的电压区间的中点为给定坪区的中点，以此中点对等向两边扩展找出U,和Uz,

了

的

/

之

赞

以

卞NnL

N..

工作电压U/V

图10中子正比计数管及裂变脉冲电离室的坪特性曲线

坪长、坪斜和推荐工作电压按下列公式计算:

U,.二U}一U,(2)

10`X2(N:一N,)

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