Використання лічильника Гейгера-Мюллера для визначення аварійного парогенератора під час міжконтурної течі в реакторних установках типу ВВЕР-1000

Ключові слова

АЕС, БДМГ04-02Б, відгук детектора, джерело іонізуючого випромінювання, ефективність реєстрації, КЕРМА, код MCNP, мертвий час.

Як цитувати

Fylonych, Y., Zaporozhan, V., Balashevskyi, O., Gerlyga, V., & Tarasov, V. (2020). Використання лічильника Гейгера-Мюллера для визначення аварійного парогенератора під час міжконтурної течі в реакторних установках типу ВВЕР-1000. Ядерна та радіаційна безпека, (4(88), 31-38. https://doi.org/10.32918/nrs.2020.4(88).04

Анотація

Одним з достовірних показників наявності міжконтурної течі в реакторній установці ВВЕР-1000 є підвищення активності в другому контурі, яке можливо зафіксувати за допомогою детекторів реєстрації іонізуючого випромінювання. Відповідно, наявність перманентного моніторингу активності другого контуру дозволить оператору реакторної установки своєчасно визначити аварійний парогенератор (ПГ) та здійснити відповідні заходи для переведення реакторної установки в безпечний стан. Встановлення детекторів передбачається біля трубопроводів гострої пари ПГ за межами гермооб’єму реакторної установки.

Проведено аналіз розсіяного спектра фотонів, утворених від розпаду N-16, в області детектування та розрахунково підтверджено можливість використання блока детектування БДМГ-04-02Б (на базі лічильника Гейгера-Мюллера) для реєстрації частинок з енергіями, які перевищують енергетичний діапазон прибору, зазначений у паспортних характеристиках.

Відгук детектора визначено за допомогою двох різних підходів. У першому випадку потужність поглиненої дози (ППД) розраховується за допомогою методу енерговиділення (КЕРМА еквівалент), а в другому здійснюється підрахунок кількості імпульсів, зареєстрованих детектором враховуючи процеси вторинної іонізації. Наведені результати розрахунків відгуку детектора з урахуванням мертвого часу і проаналізовано вплив ефекту непропорційності роботи приладу на вимірювану лічильником ППД. У підсумку, за допомогою розрахунків отримано коефіцієнти відгуку детектора для основних реперних радіонуклідів першого контуру, які потенційно можуть потрапляти в місце проведення вимірювань. Додатково визначено верхню межу діапазону реєстрації ППД БДМГ-04-02Б.

Розрахунки проведено за допомогою нейтронно-фізичного коду MCNP6, який орієнтовано на аналіз взаємодії елементарних частинок із матеріалами середовища.

https://doi.org/10.32918/nrs.2020.4(88).04

Посилання

22.4.133.OB.12.03.02 (2016). Rivne NPP. Unit 4. Safety analysis report. Chapter 19. Probabilistic safety analysis. PSA update for accounting the current state of power unit. Final report. Rev. 1.

Vizhensky, S., Kiseliov, A., Ponomariov, M. (2007). Application of scintillation gamma-ray spectrometer for monitoring WWER primary-to-secondary leakages in SGLM 201 MGP Instruments system. Metrological aspects. Problems of Applied Spectrometry and Radiometry, Kolontaevo, Russia, 15.

Rudychev, V., Rudychev, Y., Azarenkov, N., Bondar, A. (2013). Optimization of the detection system for 16N registration along with coolant leaks in the WWER-1000 steam generator. Problems of Atomic Science and Technology, 3(85), Series: Nuclear Physics Investigations (60), 259-267.

Mirion Technologies, Inc. (2017). GIM 204K. Very wide range gamma area monitor. Retrieved from: https://www.mirion.com/products/gim-204k-very-wide-range-gamma-area-monitor.

Gayko, V., Kriukov. Yu., Sitnikova, T. (2014). Analysis and justification of the possibility of automated estimation of the leakage rate of WWER-1000 SGs according to information from ARMS (on the example of the Tianwan NPP in China). Problems and prospects for the development of chemical and radiochemical control in nuclear energy: Proceedings to the 7th inters. scient. and techn. conf. (Atomenergoanalytics - 2014), St. Petersburg: VVM, 43-44.

Knoll, G. (2000). Radiation detection and measurement (3rd ed.). John Wiley & Sons, Inc., 816.

Ahmed, S. (2015). Physics and engineering of radiation detection (2nd Edition). Elsevier Inc. ISBN 978-0-12-801363-2, 784.

Akyurek, T., Yousaf, M., Liu, X., Usman, S. (2015). GM counter deadtime dependence on applied voltage, operating temperature and fatigue. Radiation Measurements, (73), 26-35.

Byun, S. (2016). Med Phys 4R06/6R03 radioisotopes and radiation methodology, Chapter 3 Gas Filled Detectors, McMaster University, Canada, 16.

Goorley, J., James, M., Booth, T. (2013). Initial MCNP6 release overview - MCNP6 version 1.0 (LA-UR-13-22934), Los Alamos National Laboratory, 43.

Daures, J., Gouriou, J., Bordy, J. M. (2011). Monte Carlo determination of the conversion coefficients Hp(3)/Ka in a right cylinder phantom with Penelope code. Comparison with MCNP simulations. Radiation Protection Dosimetry, 1–4(144), 37-42. doi:10.1093/rpd/ncq359.

Mclean, T., Seagraves, D. (2018). ANS 2018 tutorial on MCNP applications (rev. 1). American Nuclear Society 20th Topical meeting on Radiation Protection and Shielding Design. LA-UR-18-28070, Los Alamos National Laboratory, 86.

VacuTec Meßtechnik GmbH. (2009). Geiger-Müller-Zählrohr. Type 70 013 A (Bestell-Nr. 013 00 570), 5. Retrieved from: https://www.vacutec-gmbh.de/.

Forrest, R., Tabasso, A., Danani, C. (2009). Handbook of activation data calculated using EASY-2007. EURATOM/UKAEA Fusion Association, UKAEA FUS 552, 670.

Baranochnikov, M. (2017). Radiation receivers and detectors. Handbook. Moscow: DMK Press, 1041. ISBN 978-5-97060-532-5.

Higgins, P., Attix, F., Hubbell, J., Seltzer, S., Berger, M., Sibata, C. (1991). Mass energy-transfer and mass energy-absorption coefficients, including in-flight positron annihilation for photon energies 1 keV to 100 MeV. National Inst. of Standards and Technology, USA, 66. NISTIR-4680, PB92-126473.