本發(fā)明涉及測量次臨界系統(tǒng)次臨界度的測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種次臨界系統(tǒng)次臨界度的測量方法。

背景技術(shù)：
源倍增法是一種測量次臨界系統(tǒng)次臨界度水平的方法。對于有外源的系統(tǒng)，其需要一個次臨界度ρ0和探測器的歸一化計數(shù)R0已知的參考態(tài)，然后在知道待測狀態(tài)的歸一化計數(shù)R1之后，可以通過如下的公式1計算得到待測狀態(tài)的次臨界度ρ1。由于其原理與實施簡單易行，且不需額外的堆芯參數(shù)，故其被認(rèn)為是實現(xiàn)次臨界堆芯次臨界度在線測量的有效手段。但是對于傳統(tǒng)的源倍增方法，在同一次臨界度水平下，當(dāng)通量形狀發(fā)生不同畸變時，探測器計數(shù)有很大不同，進(jìn)而測量結(jié)果也會有很大不同。這樣，對于未知原因造成的通量畸變，傳統(tǒng)的源倍增法可能給出錯誤的結(jié)果，給安全帶來潛在的威脅。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種次臨界系統(tǒng)次臨界度的測量方法，用以對于未知原因造成的通量畸變，傳統(tǒng)的源倍增法可能給出錯誤的結(jié)果，給安全帶來潛在的威脅的問題。一方面，本發(fā)明提供的一種次臨界系統(tǒng)次臨界度的測量方法，包括如下步驟：(1)、將至少兩個相同的探測器均勻布置在受外源影響相同的對稱位置；(2)、獲取所述至少兩個相同的探測器的探測器截面Σdet空間及能量分布；(3)、改變系統(tǒng)次臨界度，測量預(yù)設(shè)組不同狀態(tài)的“真實”次臨界度；(4)、根據(jù)所述至少兩個相同的探測器的探測器截面Σdet空間及能量分布,測量所述預(yù)設(shè)組不同狀態(tài)的“測量”次臨界度；(5)、根據(jù)所述預(yù)設(shè)組不同狀態(tài)的“真實”次臨界度與“測量”次臨界度，得到“真實”次臨界度與“測量”次臨界度的對應(yīng)關(guān)系；(6)、運行中，對任一當(dāng)前狀態(tài)，根據(jù)所述當(dāng)前狀態(tài)的“測量”次臨界度和所述“真實”次臨界度與“測量”次臨界度的對應(yīng)關(guān)系，獲取所述當(dāng)前狀態(tài)的“真實”次臨界度。可選地，上述所述的方法中，所述改變系統(tǒng)次臨界度，測量預(yù)設(shè)組不同狀態(tài)的“真實”次臨界度，包括：通過調(diào)節(jié)控制棒、調(diào)節(jié)燃料富集度、改變?nèi)剂辖M件數(shù)或者改變反射層厚度以改變系統(tǒng)次臨界度，使用脈沖源法測量所述預(yù)設(shè)組不同狀態(tài)的“真實”次臨界度。可選地，上述所述的方法中，根據(jù)所述至少兩個相同的探測器的探測器截面Σdet空間及能量分布,測量所述預(yù)設(shè)組不同狀態(tài)的“測量”次臨界度，包括：根據(jù)所述至少兩個相同的探測器探測到的探測器截面Σdet空間及能量分布抽象一個集總探測器；選擇一次臨界度值已知的參考態(tài)，記錄第一已知源強和所述集總探測器測量出第一探測器計數(shù)；對所述預(yù)設(shè)組的任一待測狀態(tài)，記錄第二已知源強和所述集總探測器測量出的第二探測器計數(shù)；將所述第一已知源強、所述第一探測器計數(shù)、所述第二已知源強以及所述第二探測器計數(shù)，代入源倍增法公式中求得所述預(yù)設(shè)組中待測狀態(tài)的所述“測量”次臨界度?？蛇x地，上述所述的方法中，所述集總探測器測量出的第一探測器計數(shù)等于在所述次臨界度值已知的參考態(tài)下，所述至少兩個相同的探測器的探測器計數(shù)之和。可選地，上述所述的方法中，所述集總探測器測量出的第二探測器計數(shù)等于在所述待測狀態(tài)下，所述至少兩個相同的探測器的探測器計數(shù)之和。可選地，上述所述的方法中，所述預(yù)設(shè)組包括數(shù)十種不同的狀態(tài)。另一方面，本發(fā)明提供一種次臨界系統(tǒng)次臨界度的測量方法，包括如下步驟:(a)將至少兩個相同的探測器均勻布置在受外源影響相同的對稱位置；(b)獲取所述至少兩個相同的探測器探測到的探測器截面Σdet空間及能量分布；(c)根據(jù)所述至少兩個相同的探測器探測到的探測器截面Σdet空間及能量分布抽象一個集總探測器；(d)選擇一次臨界度值已知的參考態(tài)，記錄第一已知源強和所述集總探測器測量出的第一探測器計數(shù)；(e)對所述預(yù)設(shè)組的任一待測狀態(tài)，記錄第一已知源強和所述集總探測器測量出的第二探測器計數(shù)；(f)將所述第一已知源強、所述第一探測器計數(shù)、所述第二已知源強以及所述第二探測器計數(shù)，代入源倍增法公式中求得所述預(yù)設(shè)組中待測狀態(tài)的次臨界度?？蛇x地，上述所述的方法中，所述集總探測器測量出的第一探測器計數(shù)等于在所述次臨界度值已知的參考態(tài)下，所述至少兩個相同的探測器的探測器計數(shù)之和?？蛇x地，上述所述的方法中，所述集總探測器測量出的第二探測器計數(shù)等于在所述待測狀態(tài)下，所述至少兩個相同的探測器的探測器計數(shù)之和。可選地，上述所述的方法中，數(shù)十種不同的狀態(tài)。本發(fā)明的次臨界系統(tǒng)次臨界度的測量方法，通過至少兩個相同的探測器均勻分布在受外源影響模式相似的位置，并將這多個探測器作為一個抽象的集總探測器，之后利用集總探測器的探測結(jié)果和源倍增公式，測得次臨界度。計算結(jié)果表明，本發(fā)明的次臨界系統(tǒng)次臨界度的測量方法相對于傳統(tǒng)的源倍增法，對通量的畸變更不敏感，增強了測量的準(zhǔn)確性，減少了潛在的威脅，提高了安全性。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明一實施例提供的次臨界系統(tǒng)次臨界度的測量方法的流程圖。圖2為本發(fā)明實施例提供的鉛冷快堆的堆芯布置示意圖。圖3為本發(fā)明實施例中特殊工況下的“測量”次臨界度與“理論”次臨界度相對于“真實”次臨界度和“測量”次臨界度的對應(yīng)關(guān)系的位置示意圖。圖4為本發(fā)明另一實施例提供的次臨界系統(tǒng)次臨界度的測量方法的流程圖。具體實施方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。為克服傳統(tǒng)源倍增法在通量畸變時的缺陷，本申請?zhí)峁┮环N改進(jìn)的基于總探測器計數(shù)的源倍增法來測量次臨界系統(tǒng)的臨界度，因此本申請的次臨界系統(tǒng)次臨界度的測量方法可以稱之為基于集總探測器計數(shù)的源倍增法。其通過聯(lián)合使用多個探測器，減少通量畸變的影響。對于次臨界度相同但是通量發(fā)生畸變的情況，使用該方法可以得到相近的結(jié)果。本發(fā)明實施例解決減少通量畸變影響的原理是：為簡單起見，在本發(fā)明實施例中，中子通量密度Φ、探測器伴隨函數(shù)探測器計數(shù)R以及外源分布S都?xì)w一化到一個外源中子，在實際應(yīng)用中，將實際量除以源強即可(外源源強通過其他方法得知)。中子輸運方程可以表示為：(M-F)Φ＝S探測器的計數(shù)可以表示為R＝<Σdet,Φ>，引入探測器伴隨函數(shù)其表征空間某處某能量在某一方向的中子對探測器計數(shù)的貢獻(xiàn)，也可以稱之為探測器價值函數(shù)。則探測器計數(shù)可以表示為：=<(M0*-F0*)Φdet*,Φ>=<(M-F)Φ,Φdet*>=<Φdet*,S>]]>從推導(dǎo)的式子中可以看到，探測器計數(shù)取決于外源S以及探測器伴隨(價值)函數(shù)而取決于次臨界系統(tǒng)的M、F矩陣和探測器的截面分布Σdet，當(dāng)M、F矩陣發(fā)生變化時，系統(tǒng)次臨界度發(fā)生變化，同時也會發(fā)生變化。但是不同原因造成的次臨界度改變，次臨界度可能相同，而可能會不一樣。但是可以通過合適的探測器布置，以得到合適的探測器截面Σdet及能量分布，使得相同次臨界度時M、F矩陣對的影響減小。這樣在外源分布不變時，不同原因造成的次臨界度相同時，探測器計數(shù)基本相同，進(jìn)而能得到相同的測量結(jié)果。其中探測器截面Σdet及能量分布是一個依賴空間和能量的矢量。在本發(fā)明實施例中，通過使用多個(2個以上)相同探測器均勻分布在受外源影響模式相似的位置，并將這多個探測器作為一個抽象的集總探測器。之后將集總探測器計數(shù)代入源倍增公式中，以測得次臨界度。計算結(jié)果表明，基于集總探測器計數(shù)的源倍增法比原來的源倍增法對通量的畸變更不敏感。圖1為本發(fā)明一實施例提供的次臨界系統(tǒng)次臨界度的測量方法的流程圖。本實施例的次臨界系統(tǒng)次臨界度的測量方法是一種在線測量的方案。如圖1所示，本實施例的次臨界系統(tǒng)次臨界度的測量方法，具體可以包括如下步驟:100、將至少兩個相同的探測器均勻布置在受外源影響相同的對稱位置；具體地探測器的數(shù)目可以根據(jù)實際需求選取。101、獲取至少兩個相同的探測器的探測器截面Σdet空間及能量分布；102、改變系統(tǒng)次臨界度，測量預(yù)設(shè)組不同狀態(tài)的“真實”次臨界度；例如本實施例中的預(yù)設(shè)組中可以包括數(shù)十種不同的狀態(tài)，如10種、20種、50種或者100種等等，具體可以根據(jù)實際需求選擇。當(dāng)預(yù)設(shè)組包括100種狀態(tài)時，這里需要測量100種不同狀態(tài)中每種狀態(tài)的“真實”次臨界度。103、根據(jù)至少兩個相同的探測器的探測器截面Σdet空間及能量分布，測量預(yù)設(shè)組不同狀態(tài)的“測量”次臨界度；例如當(dāng)預(yù)設(shè)組包括100種狀態(tài)時，這里需要測量100種不同狀態(tài)中每種狀態(tài)的“測量”次臨界度。104、根據(jù)預(yù)設(shè)組不同狀態(tài)的“真實”次臨界度與“測量”次臨界度，得到“真實”次臨界度與“測量”次臨界度的對應(yīng)關(guān)系；根據(jù)上述步驟102和步驟103中得到的預(yù)設(shè)組中每種狀態(tài)的“真實”次臨界度與“測量”次臨界度，建立“真實”次臨界度與“測量”次臨界度的對應(yīng)關(guān)系。105、運行中，對任一當(dāng)前狀態(tài)，根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)的“測量”次臨界度和“真實”次臨界度與“測量”次臨界度的對應(yīng)關(guān)系，獲取當(dāng)前狀態(tài)的“真實”次臨界度。由于步驟104得到“真實”次臨界度與“測量”次臨界度的對應(yīng)關(guān)系，這樣，在運行中，對于任意一個未知的當(dāng)前狀態(tài)，當(dāng)測量到當(dāng)前狀態(tài)的“測量”次臨界度時，可以根據(jù)“真實”次臨界度與“測量”次臨界度的對應(yīng)關(guān)系，獲取當(dāng)前狀態(tài)的“真實”次臨界度。本實施例的次臨界系統(tǒng)次臨界度的測量方法，通過至少兩個相同的探測器均勻分布在受外源影響模式相似的位置，并將這多個探測器作為一個抽象的集總探測器，之后利用集總探測器的探測結(jié)果和源倍增公式，測得次臨界度。計算結(jié)果表明，本實施例的次臨界系統(tǒng)次臨界度的測量方法相對于傳統(tǒng)的源倍增法，對通量的畸變更不敏感，增強了測量的準(zhǔn)確性，減少了潛在的威脅，提高了安全性?？蛇x地，在上述圖1所示實施例的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，其中步驟102“改變系統(tǒng)次臨界度，測量預(yù)設(shè)組不同狀態(tài)的“真實”次臨界度，具體可以包括：通過調(diào)節(jié)控制棒、調(diào)節(jié)燃料富集度、改變?nèi)剂辖M件數(shù)或者改變反射層厚度以改變系統(tǒng)次臨界度，使用脈沖源法等傳統(tǒng)方法測量預(yù)設(shè)組不同狀態(tài)的“真實”次臨界度。可選地，在上述圖1所示實施例的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，其中步驟103“根據(jù)至少兩個相同的探測器的探測器截面Σdet空間及能量分布,測量所述預(yù)設(shè)組不同狀態(tài)的“測量”次臨界度“，具體可以包括如下步驟：(1)根據(jù)至少兩個相同的探測器的探測器截面Σdet空間及能量分布抽象一個集總探測器；(2)選擇一次臨界度值已知的參考態(tài)，記錄第一已知源強和集總探測器測量出的第一探測器計數(shù)；(3)對預(yù)設(shè)組的任一待測狀態(tài)，記錄第二已知源強和集總探測器測量出的第二探測器計數(shù)；(4)將第一已知源強、第一探測器計數(shù)、第二已知源強以及第二探測器計數(shù)，代入源倍增法公式中求得預(yù)設(shè)組中待測狀態(tài)的“測量”次臨界度。需要說明的是，上述所述中，第一已知源強和第一探測器計數(shù)都是對應(yīng)于次臨界度已知的參考態(tài)，第二已知源強和第二探測器計數(shù)都是對應(yīng)于待測狀態(tài)。第一已知源強和第二已知源強可以通過由加速器輸出的質(zhì)子束強度計算得到，也可以通過其它某種可能的方法測量得到。需要注意的是，源倍增法公式(1)中的計數(shù)是歸一化之后的，即默認(rèn)公式中的計數(shù)R等于實際計數(shù)除以源強。亦即，利用對應(yīng)于參考態(tài)的第一探測器計數(shù)除以對應(yīng)于參考態(tài)的第一已知源強，可以得到對應(yīng)于參考態(tài)的歸一化計數(shù)；利用對應(yīng)于待測狀態(tài)的第二探測器計數(shù)除以對應(yīng)于待測狀態(tài)的第二已知源強可以得到對應(yīng)待測狀態(tài)的歸一化計數(shù)。需要說明的是，上述實施例中的集總探測器測量出的第一探測器計數(shù)等于在次臨界度值已知的參考態(tài)下，至少兩個相同的探測器的探測器計數(shù)之和。需要說明的是，集總探測器測量出的第二探測器計數(shù)等于在待測狀態(tài)下，至少兩個相同的探測器的探測器計數(shù)之和。上述實施例的次臨界系統(tǒng)次臨界度的測量方法，通過至少兩個相同的探測器均勻分布在受外源影響模式相似的位置，并將這多個探測器作為一個抽象的集總探測器，之后利用集總探測器的探測結(jié)果和源倍增公式，測得次臨界度。計算結(jié)果表明，本實施例的次臨界系統(tǒng)次臨界度的測量方法相對于傳統(tǒng)的源倍增法，對通量的畸變更不敏感，增強了測量的準(zhǔn)確性，減少了潛在的威脅，提高了安全性。圖2為本發(fā)明實施例提供的鉛冷快堆的堆芯布置示意圖。如圖2所示，圖中標(biāo)識了6相同個探測器的布置。由于要選擇受外源影響模式相同的探測器，在本實例中使用1-4#探測器，那么Σdet為1-4#探測器探測截面分布之和。下面使用上述圖1所示實施例的方法來實現(xiàn)次臨界系統(tǒng)次臨界度的測量。具體步驟如下：(1)首先在反應(yīng)堆啟動之前，選定最接近臨界的狀態(tài)，作為參考態(tài)。使用其它測量方法測得該狀態(tài)的真實次臨界度ρ0。同時記錄對外源源強歸一化的將1-4#探測器抽象成的集總探測器的計數(shù)，即1-4#探測器計數(shù)之和R0。(2)通過調(diào)節(jié)控制棒，獲得不同的次臨界度狀態(tài)。使用如脈沖源法，測量得到這些狀態(tài)的真實次臨界度。同時，記錄外源源強歸一化的集中探測器計數(shù)，即1-4#探測器計數(shù)之和。(3)針對以上的不同狀態(tài)，將集總探測器計數(shù)代入源倍增公式中，求得這個狀態(tài)的“測量”次臨界度。即將集總探測器計數(shù)代入公式(1)中。(4)將步驟(2)和步驟(3)得到的“真實”次臨界度和“測量”次臨界度畫出刻度，做出“真實”次臨界度和“測量”次臨界度的對應(yīng)關(guān)系；(5)反應(yīng)堆啟動后，對任一穩(wěn)定的狀態(tài)，通過記錄集總探測器計數(shù)，再通過公式1可以得到該狀態(tài)的“測量”次臨界度ρ1。(6)將該狀態(tài)的“測量”次臨界度代入“真實”次臨界度和“測量”次臨界度的對應(yīng)關(guān)系，便能得到步驟(5)中狀態(tài)的“真實”次臨界度。使用程序?qū)y量進(jìn)行了模擬計算，這里使用“理論”次臨界度表示“真實”次臨界度，結(jié)果如圖3所示。圖3為本發(fā)明實施例中特殊工況下的“測量”次臨界度與“理論”次臨界度相對于“真實”次臨界度和“測量”次臨界度的對應(yīng)關(guān)系的位置示意圖。圖3中，ρm表示的是“測量”次臨界度，ρr表示的是“理論”次臨界度。在圖3中，還表示了在通量發(fā)生畸變的特殊工況(如單根控制棒發(fā)生落棒或彈棒事故等事故工況)下，使用集總探測器源倍增法測量得到的“測量”次臨界度與“理論”次臨界度相對于“真實”次臨界度和“測量”次臨界度的對應(yīng)關(guān)系的刻度曲線的位置。圖4為本發(fā)明另一實施例提供的次臨界系統(tǒng)次臨界度的測量方法的流程圖。本實施例的次臨界系統(tǒng)次臨界度的測量方法是一種離線測量的方案。如圖4所示，本實施例的次臨界系統(tǒng)次臨界度的測量方法，具體可以包括如下步驟:200、將至少兩個相同的探測器均勻布置在受外源影響相同的對稱位置；201、獲取至少兩個相同的探測器的探測器截面Σdet空間及能量分布；202、根據(jù)至少兩個相同的探測器的探測器截面Σdet空間及能量分布抽象一個集總探測器；203、選擇一次臨界度值已知的參考態(tài)，記錄第一已知源強和集總探測器測量出的第一探測器計數(shù)；204、對預(yù)設(shè)組的任一待測狀態(tài)，記錄第二已知源強和集總探測器測量出的第二探測器計數(shù)；205、將第一已知源強、第一探測器計數(shù)、第二已知源強以及第二探測器計數(shù)，代入源倍增法公式中求得預(yù)設(shè)組中待測狀態(tài)的次臨界度。需要說明的是，上述所述中，第一已知源強和第一探測器計數(shù)都是對應(yīng)于次臨界度已知的參考態(tài)，第二已知源強和第二探測器計數(shù)都是對應(yīng)于待測狀態(tài)。第一已知源強和第二已知源強可以通過由加速器輸出的質(zhì)子束強度計算得到，也可以通過其它某種可能的方法測量得到。本實施例的步驟的具體實現(xiàn)詳細(xì)可以參考上述圖1所示實施例及其可選技術(shù)方案的具體實現(xiàn)，在此不再步驟。本實施例與上述圖所示實施例的區(qū)別主要在于：上述圖1所示實施例為一種次臨界系統(tǒng)次臨界度的在線測量方案；而本實施例為一種次臨界系統(tǒng)次臨界度的離線測量方案。在“離線測量”中，不依靠“真實”次臨界度與“測量”次臨界度的對應(yīng)關(guān)系，所以僅能在測量次臨界度較淺的狀態(tài)得到比較精確的結(jié)果。而在“在線測量”中，可以通過“真實”次臨界度與“測量”次臨界度的對應(yīng)關(guān)系，即使在偏離臨界較遠(yuǎn)的情況下，依然可以得到比較精確的結(jié)果。本實施例的次臨界系統(tǒng)次臨界度的測量方法，通過至少兩個相同的探測器均勻分布在受外源影響模式相似的位置，并將這多個探測器作為一個抽象的集總探測器，之后利用集總探測器的探測結(jié)果和源倍增公式，測得次臨界度。計算結(jié)果表明，本實施例的次臨界系統(tǒng)次臨界度的測量方法相對于傳統(tǒng)的源倍增法，對通量的畸變更不敏感，增強了測量的準(zhǔn)確性，減少了潛在的威脅，提高了安全性。可選地，在上述圖4所示實施例的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，其中集總探測器測量出的第一探測器計數(shù)等于在次臨界度值已知的參考態(tài)下，至少兩個相同的探測器的探測器計數(shù)之和?？蛇x地，在上述圖4所示實施例的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，集總探測器測量出的第二探測器計數(shù)等于在待測狀態(tài)下，至少兩個相同的探測器的探測器計數(shù)之和。例如上述實施例中的預(yù)設(shè)組中可以包括數(shù)十種不同的狀態(tài)，如10種、20種、50種或者100種等等，具體可以根據(jù)實際需求選擇。當(dāng)預(yù)設(shè)組包括100種狀態(tài)時，這里需要測量100種不同狀態(tài)中每種狀態(tài)的“真實”次臨界度。上述實施例的次臨界系統(tǒng)次臨界度的測量方法，通過至少兩個相同的探測器均勻分布在受外源影響模式相似的位置，并將這多個探測器作為一個抽象的集總探測器，之后利用集總探測器的探測結(jié)果和源倍增公式，測得次臨界度。計算結(jié)果表明，本實施例的次臨界系統(tǒng)次臨界度的測量方法相對于傳統(tǒng)的源倍增法，對通量的畸變更不敏感，增強了測量的準(zhǔn)確性，減少了潛在的威脅，提高了安全性。最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。