CC BY
11
УДК 621.039.56
Мурасев Н.Н.
Инженер 3-й категории,
АО «Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники
им. Н.А. Доллежаля», АО «НИКИЭТ»
Мухин С.В.
Начальник группы разработки систем контроля, АО «Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники
им. Н.А. Доллежаля», АО «НИКИЭТ»
РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ КАЛИБРОВКИ КАНАЛА КОНТРОЛЯ НЕЙТРОННЫХ ПАРАМЕТРОВ
Аннотация
Работа посвящена развитию высокоэффективных технологий контроля параметров нейтронного потока для обеспечения безопасности в сфере атомной энергетики, которая, в свою очередь, является важной подотраслью глобальной энергетики, начавшая несколько десятков лет назад вносить заметный вклад в глобальное производство электроэнергии. Приведены конкретные примеры для расчета параметров нейтронного потока в области обеспечения безопасности атомной энергетики.
Ключевые слова:
разработка методики калибровки, канал контроля нейтронных параметров, нейтронные параметры.
Murasev N.N.
Engineer of 3 categories,
Join Stock Company «N.A. Dollezhal Research and Development Institute of Power Engineering», «JSC «NIKIET»
Mukhin S.V.
Head of the Control systems Development Group, Join Stock Company «N.A. Dollezhal Research and Development Institute of Power Engineering», «JSC «NIKIET»
DEVELOPMENT OF CALIBRATION METHODOLOGY FOR THE NEUTRON PARAMETERS MONITORING CHANNEL
Annotation
The work is dedicated to the development of highly efficient technologies for monitoring neutron flux parameters to ensure safety in the field of nuclear energy, which, in turn, is an important sub-sector of global energy, which began several decades ago to make a significant contribution to global electricity production. Specific examples are given for calculating the parameters of the neutron flux in the field of ensuring the safety of nuclear energy.
Keywords:
development of calibration methodology, neutron parameters monitoring channel, neutron parameters.
Канал контроля нейтронных параметров (ККНП) предназначен для контроля плотности потока тепловых нейтронов (ППТН) в каналах подвесок стенда для контроля (СК) ППТН (рис. 1). СК предназначен для имитации работы ядерного реактора в режиме пуска в части воспроизведения потока тепловых нейтронов в каналах подвесок.
issn 2410-6070
международный научный журнал «инновационная наука»
№ 7-2 / 2022
Рисунок 1 - Чертеж разрабатываемого стенда для контроля плотности потока тепловых нейтронов
В состав ККНП входят:
- прибор
- блок предварительного усиления;
- детектор нейтронов;
- соединители и кабели из состава СК.
В каналах подвесок СК в местах установки детекторов нейтронов за счет управляемого перемещения контейнера с источником нейтронов обеспечивается изменение ППТН в диапазоне от 4 до
6 декад, регистрируемое детектором нейтронов ККНП. Относительная погрешность измерения ППТН должна быть не более 20 %.
Примечание - Указаны максимальное значение нижней границы и минимальное значение верхней при использовании источника нейтронного излучения на основе 252С1\
Калибровку ККНП выполняют сравнением результатов измерений ППТН, выполненных ККНП и средством измерений (СИ) в составе детектора нейтронов и комплекса программно-технического аппаратуры контроля сигналов нейтронных детекторов (ПТК АК СНД).
Измерения проводят при расположении детекторов нейтронов ККНП и СИ в противоположных каналах подвесок СК последовательно в каждом из каналов подвесок.
Примечание - порядок работы на СК в соответствии с руководством по эксплуатации на СК Измерения проводят при положении контейнера с закрытым радиоактивным источником (ЗРИ) в пяти равноудаленных точках по высоте.
В соответствии с требованиями ГОСТ 23222-88 измерения выполняются при трехкратном циклическом изменении положения контейнера с ЗРИ в обоих направлениях (восходящем и нисходящем).
Для уменьшения до пренебрежимо малого влияния неодновременного измерения ППТН выполняемого ККНП и ПТК АК СНД время регистрации ППТН при каждом положении контейнера с ЗРИ должно быть не менее 100 с. Объем выборки (число зарегистрированных ККНП и СИ значений ППТН) при каждом положении контейнера с ЗРИ равен 1000. ППТН определяют по формуле
<Р = ~, (1)
где р - ППТН в месте размещения детектора нейтронов, см-2с-1; N - скорость счета, зарегистрированная аппаратурой, с-1;
Г - чувствительность к тепловым нейтронам в импульсном режиме работы детектора нейтронов,
см2.
Регистрируемая аппаратурой ККНП и СИ скорость счета может быть не равной нулю в отсутствии излучения. Это импульсный ложный выходной сигнал (ЛВС).
Хотя в течение полного времени измерений значение ЛВС нельзя считать постоянным, предполагается, что значение ЛВС, полученное по результатам измерений до и после работы с ЗРИ, представительно в пределах каждого цикла измерений в течение одной рабочей смены.
Измерения на СК могут выполняться в течении длительного времени, поэтому необходимо учитывать экспоненциальное затухание активности ЗРИ.
С учетом ЛВС и затухания активности ЗРИ уточненная формула (1) выражается следующим образом (приложение Н ГОСТ 34100.3)
У1]к=—---1 (2)
где - к -е зарегистрированное значение ППТН в } -ом измерении (одном из шести при
трехкратном циклическом изменении положения контейнера с ЗРИ в обоих направлениях) в / - ом канале
-2 -1
подвески, см-2с-1;
- к -е зарегистрированное значение скорости счета в}-ом измерении в / - ом канале подвески, с-1; X - постоянная распада калифорния-252 (252С^, год;
- время от первого измерения с ЗРИ до т-ой рабочей смены, год; Ылвст - скорость счета, зарегистрированная аппаратурой в отсутствии излучения в т-ой
рабочей смене, с-1.
Постоянная распада калифорния-252 (252Cf)
Л = (3)
Т1/2
где Ti/2=2,646 года - период полураспада калифорния-252 (252Cf).
Из формулы (2) следует, что простое усреднение по результатам измерений может быть некорректно. Перед усреднением необходимо внести в значения ППТН поправки на ЛВС и экспоненциальное затухание активности ЗРИ, если они в сумме превышают 1% от измеренного значения.
Среднее арифметическое зарегистрированных ККНП (СИ) значений ППТН при каждом положении контейнера с ЗРИ вычисляют по формуле (приложение Н ГОСТ 34100.3)
= ^iLiPijk, (4)
где p[J - среднее арифметическое значений ППТН, зарегистрированных ККНП (СИ) в j -ом измерении в i - ом канале подвески СК при каждом положении контейнера с ЗРИ, см-2с-1;
К=1000 - объем выборки.
Среднее арифметическое зарегистрированных ККНП (СИ) значений ППТН при каждом положении контейнера с ЗРИ в каждом канале подвески СК вычисляют по формуле
Vi=-^lJj=i'ZIk=iVijk, (5)
где р - среднее арифметическое значений ППТН, зарегистрированных ККНП (СИ) в i - ом канале подвески СК при каждом положении контейнера с ЗРИ, см-2с-1;
J=6 - число измерений.
Среднее арифметическое зарегистрированных ККНП (СИ) значений ППТН при положении контейнера с ЗРИ в каждом из пяти значений по высоте вычисляют по формуле
Wi=jjnIi=iI}j=iIk=iVijk, (6)
где р - среднее арифметическое значений ППТН, зарегистрированных ККНП (СИ) в l -ом положении по высоте контейнера с ЗРИ, см-2с-1;
I - количество каналов подвесок СК.
Разность ППТН, измеренных ККНП и СИ, определяют по формуле
А Р = Рккт-Реи='ШП-'И, (7)
''ККНП ''СИ
где Ар - разность ППТН, измеренных ККНП и СИ, см-2с-1;
Рккнп - ППТН, измеренная ККНП, см-2с-1;
Реи - ППТН, измеренная СИ, см-2с-1;
'ккнп - чувствительность к тепловым нейтронам в импульсном режиме работы детектора нейтронов ККНП, см2;
'си - чувствительность к тепловым нейтронам в импульсном режиме работы детектора нейтронов СИ, см2;
^ккнп - скорость счета, зарегистрированная аппаратурой ККНП, с-1; Ncn - скорость счета, зарегистрированная аппаратурой СИ, с-1.
С учетом (2) и (4) разность значений ППТН, измеренных ККНП и СИ, при каждом положении контейнера с ЗРИ вычисляют по формуле
A^ij = e^fäjKKHn- фцсй)> (8)
Или
_ еМт {Nljk ККНП-NkMBc т ККНП Nijkm-NkMBc тСи) ,Q>
A<Pij = к Lk=1) „ „ (9)
к К %кнп Ъи )
где Афц - значение разности значений ППТН, зарегистрированных ККНП и СИ в j-ом измерении в i - ом канале подвески, см-2с-1;
vij ккнп - среднее арифметическое значений ППТН, зарегистрированных ККНП в j -ом измерении
в i - ом канале подвески, см-2с-1;
фц си - среднее арифметическое значений ППТН, зарегистрированных СИ в } -ом измерении в / -
-2 -1
нале подвески, см-2с-1;
ккнп - к-е зарегистрированное ККНП значение скорости счета в}-ом измерении в / - ом канале
-1
подвески, с 1;
си - к -е зарегистрированное СИ значение скорости счета в } -ом измерении в / - ом канале подвески, с-1;
Ык лвстккнп = мклвстнКШП+мклвстк^ - среднее арифметическое к -го зарегистрированного ККНП значения скорости счета в отсутствии излучения в т-ой рабочей смене до начала и в конце рабочей
, с-1;
Nк лвс тн ккнп - к -е зарегистрированное ККНП значение скорости счета в отсутствии излучения в
-1
смены, с-1;
начале т-ой рабочей смены, с-1;
nк лвс тк ккнп - к -е зарегистрированное ККНП значение скорости счета в отсутствии излучения в конце т-ой рабочей смены, с-1;
ык лвс тси = мклвс т"СИ+мклвсткСИ - среднее арифметическое к -го зарегистрированного СИ значения скорости счета в отсутствии излучения в т-ой рабочей смене до начала и в конце рабочей смены, с-1;
nк лвс тн си - к -е зарегистрированное СИ значение скорости счета в отсутствии излучения в начале т-ой рабочей смены, с-1;
nк лвс тк си - к -е зарегистрированное СИ значение скорости счета в отсутствии излучения в конце т-ой рабочей смены, с-1.
Среднее арифметическое разности значений ППТН, измеренных ККНП и СИ, в каждом канале подвески СК при каждом положении контейнера с ЗРИ вычисляют по формуле
Ь$1 = 1?!}=1ь<рц, (10)
где - среднее арифметическое разности значений ППТН, зарегистрированных ККНП и СИ в / -
ом канале подвески СК при каждом положении контейнера с ЗРИ, см-2с-1.
Среднее арифметическое разности значений ППТН, измеренных ККНП и СИ, при положении контейнера с ЗРИ в каждом из пяти значений по высоте вычисляют по формуле
issn 2410-6070 международный научный журнал «инновационная наука» № 7-2 / 2022
Wi=il.i=il/j=iApij, (11)
где Аф1 - среднее арифметическое разности значений ППТН, зарегистрированных ККНП и СИ в I -ом положении по высоте контейнера с ЗРИ, см-2с-1.
Выборочное стандартное отклонение, являющееся мерой неопределенности оценки разности значений ППТН, зарегистрированных ККНП и СИ в I -ом положении по высоте контейнера с ЗРИ, получают по формуле (приложение Н ГОСТ 34100.3)
= (12)
где э^Аф^ - выборочное стандартное отклонение среднего арифметического разности значений ППТН, зарегистрированных ККНП и СИ в I -ом положении по высоте контейнера с ЗРИ, см-2с-1.
Относительную суммарную стандартную неопределенность оценки зарегистрированных ККНП значений ППТН при положении контейнера с ЗРИ в каждом из пяти значений по высоте исходя из выражения (7) вычисляют по формуле (приложение Н ГОСТ 34100.3)
}Ш = юо
\
щ1+(^)2 + («ъи)\2, 0/ (13)
V Меи ) К'еж)
где - суммарная стандартная неопределенность оценки среднего арифметического значений ППТН, зарегистрированных ККНП в I -ом положении по высоте контейнера с ЗРИ, см-2с-1;
и(Аф1) = 5(Аф1) - стандартная неопределенность оценки среднего арифметического разности значений ППТН, зарегистрированных ККНП и СИ в I -ом положении по высоте контейнера с ЗРИ, см-2с-1;
и( - стандартная неопределенность оценки зарегистрированных СИ значений скорости счета,
с-1;
и(цси) - стандартная неопределенность оценки чувствительности к тепловым нейтронам в импульсном режиме работы детектора нейтронов СИ, см2.
Остальные возможные источники неопределенности оцениваются как пренебрежимо малые. Перечень характеристик, которые в дальнейшем не рассматриваются, включает в себя:
- стандартную неопределенность периода полураспада калифорния-252;
- неопределенность, связанную с неодновременностью регистрации измеренных значений скорости счета и ППТН аппаратурой ККНП и СИ;
- неопределенность, связанную с возможным изменением ЛВС в течение измерений.
Пределы допускаемой относительной погрешности измерений ПТК АК СНД частоты следования импульсов ±2 % в диапазоне измерений входной величины от 5,0 до 100,0 Гц и ±1 % в диапазоне измерений входной величины свыше 100 до 106 Гц.
Исходя из равномерного распределения вероятности нахождения измеренных значений скорости счета в пределах указанных интервалов, в соответствии с разделом 4 ГОСТ 34100.3 относительную стандартную неопределенность оценки зарегистрированных СИ значений скорости счета вычисляют по формуле
■иХ^ои) _ . .
мси 100^ ( )
где ан - предел допускаемой относительной погрешности измерений в рабочих условиях частоты
следования импульсов измерительных каналов ПТК АК СНД, %.
Погрешность определения чувствительности к тепловым нейтронам в импульсном режиме работы детектора нейтронов СИ не более 15 %.
Исходя из равномерного распределения вероятности нахождения чувствительности к тепловым нейтронам в импульсном режиме работы детектора нейтронов СИ в пределах указанного интервала относительную стандартную неопределенность оценки чувствительности к тепловым нейтронам в импульсном режиме работы детектора нейтронов СИ вычисляют по формуле (14), подстановкой погрешности определения чувствительности к тепловым нейтронам в импульсном режиме работы детектора нейтронов СИ.
Относительную расширенную неопределенность оценки зарегистрированных ККНП значений ППТН при положении контейнера с ЗРИ в каждом из пяти значений по высоте вычисляют по формуле (раздел 6 ГОСТ 34100.3)
= , о/ (15)
VI VI
где - расширенная неопределенность оценки среднего арифметического значений ППТН,
зарегистрированных ККНП в I -ом положении по высоте контейнера с ЗРИ, см-2с-1;
к = 2,069 - коэффициент охвата, соответствующий уровню доверия 95% для распределения Стьюдента с 23 степенями свободы (приложение Б ГОСТ Р 50779.21-2004).
Относительная целевая неопределенность измерений ППТН, рассчитанная по формулам (14) и (15) с подстановкой относительной погрешности измерения ППТН 20 % и коэффициента охвата 2,069; соответствующего уровню доверия 95 % для распределения Стьюдента с 23 степенями свободы 23 %.
Список использованной литературы:
1. Научно-технические основы управления ядерными реакторами / Емельянов И.Я. и др. -Москва Энергоиздат 1981. - 359 с.
2. История и технология ядерной энергетики / Н.И. Бушуев. - М.: Форум, 2015. - 223 с.
© Мурасев Н.Н., Мухин С.В., 2022
УДК: 004.75
Сергеев С.М.
основатель и CEO студии разработки OneWayBlock.
г. Москва РФ
5 ГЛАВНЫХ ТРЕНДОВ РЫНКА КРИПТОВАЛЮТ НА 2022-2025 ГОДЫ
Аннотация
Несмотря на прогнозы экспертов, после обвала рынка криптовалют в 2018 году, индустрия стремительно развивается, а уровень владения криптовалютами увеличивается. Но в ближайшие три года рынок криптовалют ждут изменения — на это указывает статистика и оценки экспертов. В статье изложены основные тренды рынка криптовалют на 2022-2025 годы и дана оценка их возможному влиянию на индустрию.
Ключевые слова
Криптовалюта, криптоактивы, NFT, глобальное регулирование, токен, тренд, тенденция.
