ДАТЧИК КОНТРОЛЯ ЭНЕРГОВЫДЕЛЕНИЯ ПО РАДИУСУ РЕАКТОРА

В основе используемого в СКРЭ метода контроля за распределением энерговыделения в реакторе лежит метод так называемого физического контроля (измерения потоков радиоактивных излучений, связанных с энерговыделением известными соотношениями).

В качестве основного параметра в СКРЭ измеряется плотность нейтронов. Для контроля за распределением плотности нейтронов по радиусу реактора используется 117 (β-эмиссионных нейтронных датчиков, равномерно размещаемых в активной зоне реактора.

Датчик контроля энерговыделения ДКЭ устанавливается в центральное отверстие ТВС (сухая циркониевая гильза, трубка с внутренним диаметром 6,5 мм). Он состоит из трех основных частей:

· чувствительного элемента из кабеля-датчика;

· предохранительной гильзы с головкой ;

· линии связи из высокотемпературного кабеля с магнезиальной изоляцией.

Кабель-датчик представляет собой высокотемпературный кабель диаметром 3 мм с магнезиальной изоляцией, центральной жилой из серебра и наружной оболочкой из нержавеющей стали. Длина чувствительной части датчика равна высоте активной зоны реактора. Наружный диаметр предохранительной гильзы из нержавеющей стали 6 мм. Принцип действия ДКЭ заключается в следующем. При облучении серебра (эмиттера) нейтронами образуются радиоактивные изотопы серебра. При их распаде из эмиттера вылетают β - частицы высоких энергий, в результате чего он заряжается положительно. Ток короткого замыкания с эмиттера на коллектор (оболочка кабеля) пропорционален плотности нейтронов. Измеряемый ток датчиков колеблется в зависимости от их расположения в активной зоне от 3 до 10 мкА.

Рисунок 5.1. Сечение чувствительного элемента ДКЭР типа Дт-4: 1 - эмиттер из Нf02; 2 - оболочка эмиттера; 3 - изоляция из MgO; 4 - оболочка чувствительного элемента

Переход в реакторах РБМК от инерционных бета-эмиссионных детекторов с эмиттером из серебра на безынерционные комптоновские эмиссионные детекторы с эмиттером из НfO₂ впервые был осуществлен на РБМК-1500 Игналинской АЭС в 1983 г. В дальнейшем такой переход был осуществлен для всех реакторов РБМК, что позволило существенно упростить работу оператора реактора по управлению распределением энерговыделения и использовать сигналы ДКЭР для локального автоматического регулирования и локальной аварийной защиты. HfO₂-детектор сохраняет свою работоспособность при плотности потока нейтронов до 10¹⁶ нейтр/(см2·с) и температурах до 700 °С .