GB-T7164-2004用于核反应堆的辐射探测器特性及其测试方法.pdf

I C S 1 7 . 1 4 0一一F 88荡黔中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 G B / T 7 1 6 4 -2 0 0 4 代替G B / T 7 1 6 4 -1 9 9 4 用于核反应堆的辐射探测器 特性及其测试方法 Ra d i a t i o n d e t e c t o r s f o r n u c l e a r r e a c t o r s - Ch a r a c t e r i s t i c s a n d t e s t me t h o d s2 0 0 4 - 0 2 - 0 4发布2 0 0 4 - 0 6 - 0 1 实施 中华人民 共和国国 家质量监督检验检疫总局 小 - I- 、 .P% I F 臂秘 埔瞥Iw s I L豁荟发布免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载G B / T 7 1 6 4 -2 0 0 4 前 片翎 本标准是对G B / T 7 1 6 4 -1 9 9 4 ( 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G B / T 1 . 1 -2 0 0 0 , 原标准自1 9 9 4 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问题和不足对原标准进行修订。 本标准代替G B / T 7 1 6 4 -1 9 9 4 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 / T 4 9 6 0 . 6 核科学技术术语核仪器仪表 和” G B / T 1 1 6 8 4 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G B / T 4 9 6 0 . 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 ，i 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 p =1 . 1 认” ； 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1 9 8 7 年1 月首次发布， 1 9 9 4年8 月第 1 次修订。免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 G B / T 7 1 6 4 -2 0 0 4 用于核反应堆的辐射探测器 特性及其测试方法1 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（ B F , 计数管、 H e 计数管、 10 13 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（ 7 补偿 中子电离室、 无 下 补偿中子 电离室） 和 下电离室。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。凡是注日 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。 G B / T 4 9 6 0 . 6 核科学技术术语核仪器仪表 G B / T 1 0 2 6 3 . 2 -1 9 8 8 辐射探测器环境试验基本要求与方法 温度试验 G B / T 1 0 2 6 3 . 3 -1 9 8 8 辐射探测器环境试验基本要求与方法 潮湿试验 G B / T 1 0 2 6 3 . 8 -1 9 8 8 辐射探测器环境试验基本要求与方法 振动试验 G B / T 1 0 2 6 3 . 9 -1 9 8 8 辐射探测器环境试验基本要求与方法 冲击试验 G B / T 1 0 2 6 3 . 1 0 -1 9 8 8 辐射探测器环境试验基本要求与方法 包装运输试验 G B / T 1 1 6 8 4 核仪器电磁环境条件与试验方法3 术语和定义 G B / T 4 9 6 0 . 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n e u t r o n i o n i z a t i o n c h a mb e r 含有 o B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o B进行核反应产生的。 粒子和铿核引起的。3 . 2 7 电离室g a m m a i o n i z a t i o n c h a m b e r 探测 7 辐射的电离室。电离主要是 由 7 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s a t u r a t io n c h a r a c t e r i s t i c c u r v e 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 p l a t e a u c h a r a c t e r i s t i c c u r v e 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d is c r i m i n a t i o n c h a r a c t e r i s t i c c u r v e 在给定的条件下， 计数率随甄别阑变化的特性曲线。免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载G B / T 7 1 6 4 -2 0 0 43 . 6 中子灵敏度n e u t r o n s e n s i t i v i t y 单位中子注量率下所产生的计数率或电流。3 . 7 Y 感应度g a m m a i n f l u e n c o a b i l i t y 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 Y 灵敏度g a m m a s e n s i t i v i t y 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 a m p l it u d e r e s o l u t i o n 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 . 1 0 本底b a c k g r o u n d 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 . 1 1 最高计数率m a x i m u m c o u n t i n g r a t e 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 . 1 2 伴生辐射c o n c o mit a n t r a d i a t i o n 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 ； 。 ） 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；免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 G B / T 7 1 6 4 -2 0 0 4 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） ； 1 ） 本底 ； m） 最高允许中子注量率 ； n ） 最大允许 7照射量率； 。 ） 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 ： 2 0 士1 5 0C； b ） 相对湿度： 4 5 0 0 -7 5 %; c ） 环境气压： 8 6 k P a -1 0 6 k P a ; 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 测试的典型装里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1 9卜 弓 俩 谁bIWTIIAUm atdiA*? p ,+ It 6 DI IS 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。 图 1 计数管测试的装置方框图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 0 夕 Ll 图 2 裂变脉冲电离室脉冲测试装置方框图免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载G B / T 7 1 6 4 -2 0 0 4 产习 圈 3 裂变电流电离室平均电流测试装I方框 图 笋斌 尹 图 4 裂变电流电离室均方根电压（ 电流） 测试装里方框圈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5 ,户1% * JFlo-it t I7 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7 0免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 G B / T 7 1 6 4 -2 0 0 4 ，叫邑 性月 图 6 丫补偿中子电离室测试装置方框图 口 +HV-HV 图7 无丫 补偿中子电离室测试装皿方框图5 . 2 . 4 Y 电离室 Y电离室的测试装置方框图同图 7 06 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 ) A m - B e 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 2 0 c m厚慢化剂（ 石 蜡、 聚乙烯或水） 的外包装 ； c ) s 0 C o Y 源， 其活度应适用于待测探测器测试的要求。7 测试方法7 . 1 甄别特性曲线的测试和闷值的选择7 . 1 . 1 中子正比计数管 按图1 连接测试装置， 放射源用A m - B e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 ， 调节甄别器的阑值 。甄别闹值从小到大即可作出阑值与计数率的关系曲线 ， 见图 8 ,免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载G B / T 7 1 6 4 -2 0 0 4 、一丫 声 铃 ： 橄 I： 卞： 卜 一 一 一一 一 一 一 0 U3 U4 U6 甄别电压 U / V 图8 计数管在规定电压下的甄别特性曲线 甄别阑值的选择： 从图8中看出， U , U S 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 3 为甄别掉噪声的最低阑值。甄别阐值选择应大于U 3 。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 随甄别阑 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闭值 。 推荐的甄别阑U 。 为： U 。 二 1 , l u “ ， “ （1 ） t ? 沐 1 2 哥_L 0,r 了 一iiiii 1。 Ue U 甄别门U b / V 图 9 裂变脉冲电离室的甄别特性曲线免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 G B / T 7 1 6 4 -2 0 0 47 . 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闭下 ， 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 1 0 .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1 0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 U ： 。 、 一 哥I I I Z- 粼I，1 洲产 卞 N 2 卜 一 之二 N,一 一， U, U2 工作电压 U/ V 图 1 0 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, . U： 一U, ” ” “ ” “ （2） 尸 、 一 1 0 X 2 ( N a - N 典。 。 。 。 。 （ 3 ） （ N： N, ） ( U ： 一U , ） U U, ( U： 一U, ） / 3 “ “ 。 （4） 式中： U , 坪长， 单位为伏（ V ) ; P s 坪斜， 单位为每1 0 0 伏的百分数（ 写/ l o o v) ; U 推荐工作电压， 单位为伏（ V ) ; U , 坪始端电压的数值， 单位为伏（ V ) ; U Z 坪终端电压的数值， 单位为伏（ V ) ; N , 在电压 U , 下测得的计数率 ， 单位为每秒计数（ s - ) ; N , 在电压 U ： 下测得的计数率 ， 单位为每秒计数（ s - ) o7 . 2 . 2 裂变电流电离室 按图 3 连接测试装置。以线性范围中点附近的中子注量率进行照射 ， 测出裂变电流 电离室的平均输出电流随外加电压变化的曲线， 即得到裂变电流电离室的饱和特性曲线 ， 见图 1 1 。用规定的裂变电流电离室的坪斜作斜线与饱 和特性 曲线 的两个 拐弯处相切 。两切点之间 曲线段 的中点为饱和 电流I i. 0 9 测出输出电流为9 0 和1 1 0 饱和电流对应的电压值U o . 9 和U ,. , ， 以确定裂变电流电离室的坪长、坪斜和推荐工作电压。免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载GB / T 7 1 6 4 - 2 0 0 4 I， 叫 1 1一声尸尸 鹅 1 二 二 L 一 一 一 ， 曰 一一 一一一 一一一： 一“一 一一 U a . s Ut . 1 工作电压 U/ V 图 们裂变电流 电离室的饱和特性曲线 坪长、 坪斜和推荐工作电压按下列公式计算： U, , U, , , 一 U 。 ， s “ 补 （5） 一 月I ，一 I 。 P S 1 0 喂 X-共 . i一二 . y 。 （ 6） 、 I z . o ( U 1 . 1 一U o . 。 ） U U o . s ( U , , ， 一U o . s ) / 3 （7 ） 式中： U ,. 坪长， 单位为伏（ V ) ; P s 坪斜， 单位为每 1 0 0 伏的百分数（ / 1 0 0 V ) ; U 推荐工作电压， 单位为伏（ V) ; 1 0 . 9 输出电流为9 0 饱和电流的数值， 单位为安培（ A) ; I , , 输出电流为1 1 0 饱和电流的数值， 单位为安培( A ) ; U o . 9 坪始端电压即输出电流为 I o .， 时所加电压的数值 ， 单位为伏（ V ) ; Ul. 1 坪终端电压即输出电流为 I , , , 时所加电压的数值 ， 单位为伏（ V ) a7 . 2 . 3 中子电离室7 . 2 . 3 . 1 7 争 卜 偿中子电离室 按图 5 连接测试装置。将被测电离室放在 7 伴生辐射尽可能低的地方 ， 以线性范围中点附近韵 中子注量率进行照射。7 室电极加给定的负 电压 ， 中子室电极加正电压， 由低逐渐升高 ， 测出输 出电流 J n与正电压 U 。 的相应值 ， 绘制饱和特性曲线 ， 见图 1 2 。用规定 电离室的坪斜作斜线与饱和特性曲线 的两个拐弯处相切。两切点之间曲线段的中点为饱和电流 7 1 . 0 f 测出输出电流为9 0 和1 1 0 饱和电流对应的电压值 U n 0 。 和 U n l . 1 。当超过最大给定 电压时， 以最大的给定电压代替坪的终端电压 U n l . 1 n 叫 1 妮 I .- 。卜 一 ，尸产一 U n 0 . 9 U n l . 1 工 作电 压U n / v 图 1 2 电离室的饱和特性曲线示意图免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 G B / T 7 1 6 4 -2 0 0 4 坪长、 坪斜和推荐工作 电压按下列公式计算 ： U L U . , ， 一U n 0 . 。 （ 8） 1 0 4 X ( I、 一I。 ） PS 月子 井拼 二. 1 一 万 . I 于 t （9） I ,. 0 ( U . , . ； 一U . 0 . ， ） u U 0 . 。 ( U . , ， 一U n 0 。 ) / 3 （ 1 0） 式 中： U ,. 坪长 ， 单位为伏 （ V) ; P s 坪斜， 单位为每1 0 0 伏的百分数（ 八0 0 V ) ; u 推荐工作电压 ， 单位为伏（ V) ; 1 0 . 9 输出电流为9 0 饱和电流的数值， 单位为安培( A ) ; I , , ,输出电流为 1 1 0 饱和电流的数值 ， 单位为安培（ A ) ; U no . s 坪始端电压即输出电流为 I o . 。 时中子室所加电压的数值 ， 单位为伏（ V) ; U n , . , 坪终端电压即输出电流为 几 ， 时中子室所加电压的数值 ， 单位为伏（ V) o7 . 2 . 3 . 2 无Y补偿中子电离室 按图 6 连接测试装置 ， 将被测电离室放在 y 伴生辐射尽可能低的地方 ， 以线性范围中点附近的中子注量率进行照射， 工作电压 由低逐渐升高， 测出电流 I 。 与电压 U 。 的相应值 ， 绘制饱和特性 曲线 。 坪长、 坪斜及推荐工作电压的计算同7 . 2 . 3 . 1 07 . 2 . 4 Y电离室 7 电离室坪长、 坪斜的测试方法参照7 . 2 . 3 . 2 。使用的放射源为Y 源。7 . 3 灵敏度的标定7 . 3 . 1 中子正比计数管、 裂变电离室和无 Y 补偿中子电离室7 . 3 . 1 . 1 灵敏度的绝对标定 在反应堆热柱上对计数管或裂变电离室的热中子灵敏度进行绝对标定 。在探测器表面的灵敏区内适当的位置贴上一些活化片， 测量计数管或裂变电离室及无 Y 补偿 中子 电离室在某一中子注量率下的计数率（ 或电流） ， 然后用活化法标定该中子注量率的实际值， 此中子注量率除计数率或电流， 得出计数管或裂变室及无Y 补偿中子电离室的中子灵敏度， 同时要给出计数率或电流及中子注量率的测量精度，该计数管或裂变电离室及无 Y 补偿中子电离室可以作为标准管。标准管应定期复验。7 . 3 . 1 . 2 灵敏度的相对标定 按图 1 或图 2 连接测试装置 。在中子辐照下， 以同一条件测试标准计数管或裂变电离室及无补偿中子电离室和待测计数管或裂变电离室及无 Y 补偿 中子电离室的计数率或电流， 则待测计数管或裂变电离室及无Y 补偿中子电离室的热中子灵敏度分别为： 、，N二 S . . 5 。书W 。 。 。 4 。 。 一 （1 1） 一 ， .一 N 式中： S n w 待测计数管或裂变脉冲电离室的热中子灵敏度， 单位为平方厘米（ c m 2 ) ; S n 标准管的热中子灵敏度 ， 单位为平方厘米 （ c m 2 ) ; N w 待测计数管或脉冲裂变电离室的计数率， 单位为每秒（ s - ) ; N 标准管的计数率， 单位为每秒（ s - 1 ) . I， ，、 5 ， 5 。二 n w （1 2） 一 ，一 “ J n免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载G B / T 7 1 6 4 -2 0 0 4 式中： S n w 待测电离室的热中子灵敏度， 单位为库仑平方厘米（ C C m ) ; S n 标准管的热中子灵敏度， 单位为库仑平方厘米（ C C m ) ; I - 待测非补偿中子电离室的输出电流 ， 单位为安培（ A ) ; I n 标准管的输出电流， 单位为安培（ A ) o7 . 3 . 1 . 3 用中子源标定灵敏度 按图 1 或图 2 连接测试装置。将计数管或裂变电离室或无 Y 补偿中子电离室置于已知中子注量率的慢中子场中， 测量计数管或裂变电离室及无 Y 补偿 中子电离室的计数率或电流， 除以已知的中子注量率 ， 得出的商即为该探测器的中子灵敏度 。 此方法要求中子源的慢 中子注量率必须经有关计量部门定期标定。7 . 3 . 2 补偿中子电离室中子灵敏度及灵敏度一致性偏差 按图6 或图7 连接测试装置。将被测电离室在Y 伴生辐射可忽略和已知扰动的稳态中子注量率下照射。中子室电极上加正工作电压U , Y 室电极上依次加有正向及反向工作电压时， 测出两种情况下的输出电流（ I n c + 1 1 c ） 和（ I n。 一几 。 ） ， 其中子灵敏度为： 。（ I n , I , ） （ I n 。 一 I y c ） ， S n 一 甲 ， ， ， （ 1 3） 2 式 中 ： S n 中子灵敏度， 单位为库仑平方厘米（ C C m ) ; I n 中子室的输出电流， 单位为安培（ A ) ; 几 c -7 室的输出电流 ， 单位为安培（ A ) ; lp 一 一中 子注 量 率， 单 位为 每 平方 厘 米每 秒（ C m - z s - ) o 灵敏度一致性偏差是多节电离室的一个重要的性能指标 ， 其偏差值 。 可用下式求出： S 。 一5 。 ， 二 巴 年 巴X 1 0 0 % （1 4） S n 式 中： a t 第 1 节电离室灵敏度一致性偏差 ； s n 多节电离室平均中子灵敏度， 单位为库仑平方厘米（ C C m ) ; S ni 第 1 节电离室的中子灵敏度， 单位为库仑平方厘米（ C C m ) . 最大的 a ； 值即为电离室灵敏度一致性偏差 。7 . 3 . 3 Y 电离室 按图 7 连接测试装置。Y电离室置于已知照射量率的 Y 辐照场中， 在工作电压下可测得电流 I , ， 同时给出 Y 照射量率及测得 I ， 的精度， 其灵敏度 S ， 为 ： I . 5 ， 子 。 （1 5） X 式中： S , y电离室的灵敏度， 单位为安培每库仑千克小时（ A C - - 1 k g h ) ; I , y电离室所测得的电流 ， 单位为安培（ A ) ; X 照射量率， 单位为库仑每千克每小时（ C k g - h - ) o7 . 4 Y 感应度的测试7 . 4 . 1 中子正比计数管 按图 1 连接测试装置。将计数管置于能产生产品标准规定 的最大允许 照射量率 的6 0 C o y辐射场免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 G B / T 7 1 6 4 -2 0 0 4中， 在推荐工作电压和甄别闭值下， 记录Y 辐射产生的计数值， 每次测量不少于1 0s ， 求出三次以上计数率的算术平均值， 此值即为中子正比计数管的 Y 感应度。7 . 4 . 2 裂变电离室 按图2 、 图3 和图4 连接测试装置。将裂变电离室置于能产生产品标准规定的最大允许照射量率的“ C O Y 辐射场中。分别测出在该位置处裂变电离室三种工作方式下的输出信号 ： 计数率 N， 、 电流 I ,和电压U , ， 则被测裂变室三种工作方式下的Y 感应度分别为： ，N。 S Y , 一土 ， ” “ “ （ 1 6） x 式中： s l c 裂变电离室的Y 脉冲计数感应度， 单位为每秒每库仑千克小时（ s - 1 C - i k g h ) . ，I , s , ; 羊 （ 1 7） x 式中： S , ;裂变电离室的Y 平均电流感应度， 单位为安培每库仑千克小时（ A C - 。 k g h ) . U S Y u 共 止 “ “ “ （ 1 8） x 式中： S , . 裂变电离室的7 均方根电压感应度， 单位为伏平方每库仑千克小时（ V Z C - k g h ) ,7 . 4 . 3 中子电离室 Y 感应度及补偿因子的测试 按图6 或图7 连接测试装置。将电离室置于产品标准规定的照射量率的s o C o Y辐射场中， 当中子室电极加有推荐的工作电压时， Y 室电极分别加给定的工作电压U ， 及一U , 。测量两种情况下的输出电流（ I . , +I n ） 和（ h ， 一1 , , ) . 7 感应度和补偿因子分别为： 1、 一 I S Y f 二 二 r 一 一 一 立 竺 （ 1 9） X I， 一 I， 、 f 二 n J 一 一 一 二 2 二 （2 0） I n Y 式 中： S Y f 7 感应度， 单位为安培每库仑千克小时（ A C - 1 k g h ) ; I n Y 中子室的7电流， 单位为安培（ A) ， 其值为（ I n Y +I) + ( I n ， 一I Y Y ） 之和的一半； I T Y 7 室的7电流， 单位为安培（ A ) ， 其值为（ I n Y +I Y Y ） 一（ I n ， 一I Y 7 ） 之差的一半； f 一 补偿因子。7 . 5 幅度分辨率的测试 按图 1 连接测试装置。使用 A m - B e 中子源， 在前置放大器之后接示波器及脉冲幅度分析器 ， 在计数管阳极加上推荐工作电压， 测量计数管的脉冲幅度一计数率关系曲线， 见图 1 3 , 幅度分辨率为 ： d ， 一 d， 。 R 二 三 一 二 三 X 1 0 0 肠 （2 1） d , 式 中： R 计数管的分辨率； d f 计数率为 Nf 时所对应的道址（ 必要时 ， d ； 要扣除零点） ；免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载G B / T 7 1 6 4 -2 0 0 4 d , 计数率为 1 / 2 Nf 时所对应 的低能道址 ； d 2 计数率为1 / 2 N ， 时所对应的高能道址。 、一 、一 并I 撼万 I 卞：、 一 5 性 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - L - - - , - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 一 一户火 一 一 一一 一 一一 一 一一 0 d, df d2 道址 注： N f 为曲线的最高计数率。 图 1 3 B 姚 计数管脉冲幅度一计数率关 系曲线7 . 6 线性偏差 、 最高计数率和测f范围上限（ 或最高允许中子注，率） 的测试7 . 6 . 1 中子正比计数管和裂变脉冲电离室 按图1 或图2 连接测试装置。将计数管或裂变脉冲电离室置于反应堆孔道内， 加上推荐工作电压。当反应堆的功率随时间增加等而周期性上升时， 计数管或裂变脉冲电离室的计数率也随之上升。用半对数坐标纸绘出计数率与时间的关系曲线， 见图1 4 。当计数率到某一值时， 实测曲线将明显向下弯曲。 在某一时刻 t h 的计数率下线性偏差 D为 ： N， 一 N。 D 二气. . . P X 1 0 0 肠 （2 2） 一N： 式中： NP t h 时的实际计数率， 单位为每秒（ s - ) ; N, t h 时的理论计数率， 单位为每秒（ s _ ) n 当线性偏差为1 0 时的实测计数率N - 、 为最高计数率。 裂变脉冲电离室的测量范围上 限T - 、 为： N， 、 T0 - 分 兴争 ， 一 （ 2 3） 0 . 9 . 7 , 式中： Nm a x 当D为1 0 时的最高计数率， 单位为每秒（ s - ) ; S n c 裂变脉冲电离室的灵敏度 ， 单位为平方厘米（ c m z ) o免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 G B / T 7 1 6 4 -2 0 0 4 理论 曲线 、 N ，卜 一 一 一 一 一一一 一一 一一一 一一 一一一一一 一 一弄书 N卜一 一一一一 一 一 一一 一一 一一一一 一一 一一 一一一一一 一 - =W- 1 00 L - 一一一 一一一 一一一一 1 04 F - - -一一一一 一一一一一一 、1 03 一一一一一一一一一 一一一一一一 2胜 卞 I O l 卜一一一一一一一一气产一 一一 一 1 0 卜一 一一 一 一 一 一 ， 一 一 一 一 一 一 . 0 1 1 1 2 1 3 1 n 1 4 时间1 / S 图 1 4 计数率与时间关系曲线7 . 6 . 2 裂变电流电离室和中子电离室7 . 6 . 2 . 1 方法一 电离室在反应堆不同中子注量率p 照射下， 加上推荐工作电压测试其输出电流I， 作出图1 5 ,一巨一 ： 一1 =1 o i , 1 0 2 1 0 4 1 0 6 1 0 8 1 0 1 0 叻 二 中 子 o f率0 / ( n . c m - 2 . S - 1 ) 图 1 5 输出电流I ， 与中子注f率0 关系曲线 其线性偏差 D为 ： I 一 I 。 ， 、 D 二 , 半PX 1 0 0 （2 4） 一1 ： 式中： I , 理论输出电流值 ， 单位为安培（ A ) ; I P 实测输出电流值， 单位为安培（ A ) , 当D为1 0 时， 由图1 5 可见二 为测量允许的最高中 子注量率。免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载G B / T 7 1 6 4 -2 0 0 47 . 6 . 2 . 2 方法二 电子离子的复合效应及所加电压决定电离室的测量范围上限。其上限由测量不同中子注量率下的饱和特性曲线来确定（ 如图1 6 ) 。在推荐工作电压U 。 下， 当注量率增大时， 实测电流I 。 与饱和电流ho之间将出现偏差并逐渐增大。当此偏差达到饱和电流的1 0 时， 实测电流值即为该工作电压下的最大输出电流I m a x ， 则测量范围上限T m a x 为： I 二 P m a x “ 不 州 m a x 。 （ 2 5） 0 . g s , 式中： S n 2 中子灵敏度 ， 单位为库仑平方厘米（ C - c m ) . 了一：一、 、：、：、一 厂 一一 一一一 瑞L - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - L一 一一一 w z 一 一一一沪尸产 匕三士二 U 电压 UI V 图 1 6 不同中子注f率下电离室饱和特性曲线 由图1 6 可知， 在不同中子注量率下， 输出电流的线性偏差 D为： 一1。 一L D 二 1 于 X 1 0 0 （2 6） 一I 1 . 0 当D为 1 0 时， I 。 即为最大输出电流。7 . 7 每次电离事件 电荷f的测试 在相同的中子注量率和相同的工作电压下， 分别测出计数管或裂变电离室的计数率和输出电流， 则每次电离事件的电荷量为： I，。， 、 q n w 令 （2 7） Nc 式中： q n 每个脉冲的平均电荷量， 单位为库仑（ C ) ; I 输出电流， 单位为安培（ A ) ; N。 计数率 ， 单位为每秒（ s - ) o7 . 8 平均电荷收集时间的测试 平均电荷收集时间的测试图见图1 7 ,免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 c B / T 7 1 6 4 -2 0 0 4 矜摆洲 图 1 7 平均电荷收集时间的典型测试装置方框图 用裂变电离室输出电流脉冲的宽度来表示裂变电离室的平均电荷收集时间 ， 即在 电流脉冲波形 曲线上纵坐标为 0 . 1 I _ 、 两点间的时间间隔。测试装置的时间常数应远小于平均 电荷收集时间， 见图 1 8中的 T , d 一 一 留 I - 0. 1，一、一 时间 t / n s 图 1 8 裂变室输 出电流脉冲波形7 . 9 气体放大系数的测试 按图1 9 连接测试装置。用A m - B e 中子源， 计数管的阴极接负高压， 电压从零开始升高， 在前1 0 0 V内每隔 2 0 V记录一次电流值。在 1 0 0 V -3 0 0 V范围内每隔 5 0 V记录一次电流值； 之后每隔1 0 0 V 记录一次电流值 。电压一般加至 2 k V-4 k V。根据测量值绘出电流与电压的关系曲线， 见图 2 0 a 中子源， ， ， ， ，二，、 J 竺一H V（ 高压电源） 电 攫 粤 一 绝缘层 图 1 9 气体放大系数测试原理方框 图免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载G B / T 7 1 6 4 -2 0 0 4 从图2 0中可看到阴极电压很低时有一小平台， 以此时的电流为起点， 对其他电压所对应的电流值进行归一 ， 则绘制出所加工作电压下的气体放大系数曲线 ， 见图 2 1 , 10 3 一一一一一一一一刁生一一 d 1 0 2 一 一 一一 一 一一一 一 子一一 一 一 一一一一 趁二 即 ( g 1 0一一一目 一一 一 一 尹 一一 一一一内 一 一一 一一 ， 一 一 一 一 一一 曰 0 1 2 3 4 阴极电压U / k V 图 2 0 计数管电流与 电压的关系曲线 1。匕 一 一 1 03 L .- - 一一一 一一一一 一一一 : z 1 橄！ 喊1 杖！ ,* - 1 0卜一一一一一一一一一一一，广一一 4 0卜一一一一 一 一一一沪一一 一 ： ， 0 1 2 3 4 电压 U/ k V 圈 2 1 计数管的气体放大系数曲钱7 . 1 0 本底的测试 本底的测试应在周围无放射源和在电磁环境能保证测试装置正常工作的情况下进行。 按图 1 连接测试装置。在 推荐工作 电压和甄别阑值下， 记 录本底计数值 ， 每次测量时 间不少于5 m i n ， 求出三次以上平均单位时间计数， 即为本底。7 . 1 1 绝缘电阻的测试 在规定的电压下， 用高阻仪测量各电极间的电阻值及各电极对外壳的电阻值。7 . 1 2 电容的测试免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 G B / T 7 1 6 4 - 2 0 0 47 . 1 2 . 1 中子正比计数管、 裂变电离室、 Y 电离室及无 Y补偿中子电离室 将信号输出极接电容测试仪的测试端 ， 另一极 或外壳接测试仪 的地端 ， 测出电容值。接线应尽量短 。7 . 1 2 . 2 Y补偿中子电离室 使用电容测试仪测量 电离室的收集极与其他极间的电容值。再将中子室和 Y 室电极均接外壳 ， 测量收集极与外壳间的电容量。测试前检查全部连接电缆的电气可靠性和连续性 。7 . 1 3 使用寿命的测试7 . 1 3 . 1 中子正比计数管 按图 1 连接测试装置 。将计数管置于已知扰动的中子照射下 ， 在推荐工作电压和甄别阑值下， 测量计数管的计数率（ 一般在计数管的最高计数率范围内） 。当累计计数达到规定的要求时 ， 再作坪长、 坪斜的测试 ， 其变化值应小于规定值 。 也可用已知的高中子注量率照射被测计数管， 在推荐工作电压和甄别 阑值下， 加速寿命试验 。此时， 将中子注量率乘以计数管灵敏度 ， 再乘以试验时间。当它们的积达到规定的要求时， 待计数管恢复4h以上， 再作坪长、 坪斜测试， 其试验前后的变化值应小于规定值。7 . 1 3 . 2 裂变电离室 按图 2 或图 3 连接测试装置。将裂变电离室安装在已知热中子注量率和 Y 照射量率的反应堆孔道内， 并用另一支不进行长期辐照裂变电离室对中子注量率归一。当达到规定的寿命终止的任一项判据（ 如灵敏度） 时， 裂变电离室寿命终止 。此时的热中子注量即为裂变电离室的使用寿命 。 为了加速寿命试验 ， 可以用提高热中子注量率的方法进行 。因为裂变 电离室性能的变化不但与热中子注量有关， 而且与注量率有关。因此辐照时裂变脉冲电离室的中子注量率应不大于1 X l o ll c m - z s - ； 裂变电流电离室中子注量率应不大于1 X l o ll c m - 2 s - o7 . 1 3 . 3 中子电离室 将电离室安装在已知热中子注量率和 Y 伴生辐射照射量率的反应堆孔道 内， 通过 电缆连接二次仪表进行监测 。当达到规定的寿命终止的任一项判据（ 如灵敏度） 时， 中子电离室寿命终止 。其相应 的累积热中子注量即为电离室的使用寿命 。 为了加速寿命试验， 可以提高热中子注量率。7 . 1 4 中子注f寿命（ 即燃耗寿命） 的测试 将计数管置于已知高中子注量率下照射 ， 此时计数管处于非工作状态（ 未加高压） 。当中子注量达到规定值时， 待计数管恢复 4h以上， 再作坪长、 坪斜测试 ， 其测试前后的变化值应小于规定值。7 . 1 5 温度试验7 . 1 5 . 1 一般使用环境下的温度试验（ 低于 1 0 0 ,0 ) 温度试 验 属 于 不 带 温 度 冲 击 的 试 验。试 验 时 热 平 衡 时 间 不 少 于 1 h 。试 验 方 法 见G B / T 1 0 2 6 3 . 2 -1 9 8 8 中的3 . 1 , 3 . 3 和第4 , 5 章。试验后按7 . 1 进行测试， 所得结果在规定限值内应一致。7 . 1 5 . 2 特殊使用环境下的温度试验（ 高于 1 0 0 C )7 . 1 5 . 2 . 1 中子正比计数管试验： a ) 把计数管及其电缆放入恒温箱内， 将温度升至规定的最高温度 ； b ) 按7 . 1 , 7 . 2 , 7 . 5 , 7 . 1 1 进行测试， 所得结果在规定限值内 应一致； c ） 计数管及其电缆在最高温度下至少放置 1 0 0 h ， 此后探测器及其电缆在该温度下重复 b ) 项测 试， 所得结果在规定限值内应一致； d ) 冷却到环境温度后重复b ) 项测试， 所得结果在规定限值内应一致。7 . 1 5 . 2 . 2 裂变脉冲电离室试验： a ) 把裂变电离室及其电缆放入恒温箱内， 将温度升至规定的最高温度 。检查全部连接 电缆的连免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载G B / T 7 1 6 4 -2 0 0 4 续性 ； b ） 按 7 . 1 , 7 . 2 , 7 . 8 , 7 . 1 1 进行测试； C ) 裂变电离室及其电缆在最高温度下至少放置1 0 0 h ， 此后探测器