核工程检测仪表(哈工程)
核工程中的辐射监测与防护系统设计
核工程中的辐射监测与防护系统设计核工程中的辐射监测与防护系统设计引言：核工程是一项高风险的工程领域，辐射监测与防护是核工程中至关重要的环节。
本文将对核工程中的辐射监测与防护系统设计进行详细讨论，包括辐射监测系统的组成与工作原理、防护系统的设计原则以及在实际工程中应注意的问题等。
一、辐射监测系统设计辐射监测系统主要包括辐射探测器、数据采集与处理系统、数据传输系统和监测控制中心等组成部分。
1. 辐射探测器辐射探测器是辐射监测系统的核心设备，用于测量环境中的辐射水平。
常用的辐射探测器有γ射线探测器、α、β射线探测器和中子探测器等。
在核工程中，根据具体需要选择合适的探测器，以保证监测的准确性和可靠性。
2. 数据采集与处理系统数据采集与处理系统用于接收、处理和存储辐射监测设备的数据。
它通常由数据采集模块、数据处理模块和数据存储模块等组成。
数据采集模块负责从辐射探测器中采集数据，数据处理模块负责对采集的数据进行处理和分析，数据存储模块负责将处理后的数据保存在数据库中。
3. 数据传输系统数据传输系统用于将采集的数据传输至监测控制中心。
常用的数据传输方式有有线传输和无线传输。
有线传输可以保证传输的稳定性和可靠性，但受到传输距离限制；无线传输可以增加传输距离的灵活性，但可能受到信号干扰。
4. 监测控制中心监测控制中心是辐射监测系统的核心组成部分，用于实时监测辐射水平、报警管理和决策支持等。
中心设有监测仪表和监测显示屏，用于直接观察监测结果。
同时，监测控制中心应与相关部门和人员建立联络，以便及时响应突发事件和采取必要的措施。
二、防护系统设计防护系统是核工程中保护人员和环境免受辐射伤害的重要组成部分。
其设计原则主要包括预防、减轻和控制三个方面。
1. 预防原则预防原则是通过采取合理的工程措施和技术措施，尽可能减少辐射的产生和泄漏。
例如，在核反应堆设计阶段，应合理选择燃料元素和堆芯结构，以降低辐射水平。
此外，还应建立事故预防和应急预案，以及组织相关演练活动，提高应对突发事件的能力。
核工程检测技术习题及答案
1-1-2测量方法根据研究的问题不同如何进行分类？各分类方法包括哪些测量方法？答案 按如何取得测量结果进行分类有：1.直接测量法，2.间接测量法，3.组合测量法。
按测量方式来分类有：1.偏差式测量法，2.零位式测量法(补偿式测量法），3.微差式测量法1-2-9请指出下列误差属于哪类误差(、随机误差、粗大误差)：(1)用一块普通万用表测量同一电压，重复测量15次后所得结果的误差。
（随机误差）(2)观测者抄写记录时错写了数据造成的误差。
（粗大误差）(3)在流量测量中，流体温度、压力偏离设计值造成的流量误差。
（系统误差） 1-3-1什么是仪表的动态特性？什么是仪表的静态特性？什么是瞬态响应特性和频率响应特性，各有哪些特性指标？答案 仪表的动态特性是指其输出对随时间变化的输入量的响应特性。
仪表的静态特性是指其输出对不随时间变化的输入量的响应特性。
对于阶跃输入信号，则称为仪表的阶跃响应或瞬态响应。
对于正弦输入信号，仪表的响应称为频率响应或稳态响应；瞬态响应特性指标(1)时间常数τ，一阶仪表时间常数τ越小，响应速度越快。
(2)延时时间 仪表输出达到稳态值的50%所需时间。
(3)上升时间 仪表输出达到稳态值的90%所需时间。
(4)超调量 仪表输出超过稳态值的最大值。
频率响应特性指标(1)频带 仪表增益保持在一定值内的频率范围为仪表频带或通频带，对应有上、下截止频率。
(2)时间常数τ 用时间常数τ来表征一阶仪表的动态特性。
τ越小，频带越宽。
(3)固有频率ωn 二阶仪表的固有频率ωn 表征了其动态特性。
1-3-6 某测温仪表的准确度等级为1.0级，绝对误差为正负l ℃，测量下限为负值(下限的绝对值为测量范围的10％)，试确定该表的测量上限位、下限值及量程。
%100⨯围下限测量范围上限－测量范＝∆γ， 1=∆，精确度等级为1.0级，所以γ=0.01，所以量程为100℃。
由下限的绝对值为测量范围的10％，可列式-0.1x=-0.1×100=-10℃，所以上限为90℃。
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主要课程：工程力学、机械设计基础、电工与电子技术、工程热力学、流体力学、传热学、掌握理论、测试技术、核物理、核反应堆、核能与热能动力装置、热工设备。
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中核控制 bh1227型四路低本底α、β测量仪 说明书
BH1227型四路低本底α、β测量仪公司简介中核控制系统工程有限公司（以下简称“中核控制”）为中国核工业集团有限公司全资公司，由中核（北京）核仪器厂和北京中核东方控制系统工程有限公司于2013年10月15日重组成立，是国际上核仪控领域中产品链最长、品种最齐全、配备最完整的专业核仪控产品及服务整体解决方案供应商。
中核控制总部位于北京市，注册资金3.98亿元。
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中核控制立足高标准、高起点、高水平的经营理念，集科研、生产于一体，业务范围涵盖核工程数字化控制系统产品研发、设计、系统制造、系统集成、工程实施及售后服务等全过程整体解决方案，制造核电子仪器、环境监测仪器、实验室仪器、堆测量控制仪器、工农业同位素应用仪器、核探测仪器、气体电离探测器、光电倍增管、无机有机核探测器、半导体探测器以及与上述业务相关的技术服务、产品及技术进出口、代理进出口等业务。
中核控制在核仪控领域具备门类齐全的产品系列，涵盖核数字化控制系统产品、核探测器系列、核能专用仪控系统、核仪器仪表四大产品体系，拥有为全球核技术应用用户提供优质产品和服务的能力。
业绩涉足核电、军工、核化工、环保等多个领域，相继承接了福清核电站、秦山核电站、海南昌江核电站、巴基斯坦核电站等多个在建、已建核电站的DCS工程，为国内外三十多座反应堆和核电站提供了专用仪控系统（棒控与棒位系统、保护专设系统、堆芯中子测量系统、堆外核测量系统、氮16辐射测量仪等）和辐射监测仪表，且为国内唯一有应用业绩的生产商。
为核燃料生产厂、后处理厂等提供专用仪表；为卫生防疫部门、环境监测部门、各大专院校提供多项专用设备，为我国两弹一艇等国防工业建设做出重要贡献。
中核控制全面执行 ISO9001：拥有质量管理体系认证证书，核工业质量管理体系认证证书，拥有军工质量管理体系认证，民用核安全设备设计制造许可证，高新技术企业证书等各项专业资质，获得国家级奖项 19 项，部级奖项 142 项，其他奖项 28 项，完成科技创新成果近 190 项，取得软件著作权 23 项，专利 10 项，被列入中核集团、国家核电、中广核、华电、中石化等多家集团企业的合格供方名录，多次参编国家核行业标准。
哈尔滨工程大学核科学与技术学院2014年春季学期研究生专业课程表-核学院
6.1
6.2
6.8
6.9
6.15
6.16
6.22
6.23
6.29
6.30
7.6
7.7
7.13
7.14
7.20
一
1—2
强化换热（孙中宁1-4，谷海峰5，7-9）溶剂萃取与离子交换（高杨）辐射屏蔽设计（沈明启）（1-5,7-9）
3—4
加速器物理（邵琳）核反应堆与核电厂安全传热（曹夏昕）（1-5,7-9）反应堆物理数值计算（曹欣荣1-5，7，栾秀春8-9）
英语视听说5、11、17、23班
11#5057
太极拳
北田径馆
学术英语6、13、20班
11#5015
英语视听说6、12、18、24班
11#5058
健美
21B地下
学术英语7、14班
11#5006
俄语
11#2048
瑜伽
体育馆长条屋
英语国家社会与文化1、2、3、4班
11#0142
日语
21B319
泛函分析1、3班
5—6
数值传热学（田瑞峰）同位素分离原理（张萌）（1-5,7-9）
7—8
智能检测与数据融合（夏虹）（1-5,7-9）
9-10
核动力热工水力分析（王建军1-3，谭思超4-5，丁铭7-9）（1-5,7-9）
二
1—2
学术英语15班（王丽皓）16班（于春昱）17班（张鹏蓉）18班（孙淑娟）19班（陈海霞）20班（周薇薇）英语视听说13班（梁红1-4周；外教A）14班（原驰1-4周；外教C）15班（伊英莉1-4周；外教D）16班（外教A；梁红5-8周）17班（外教C；原驰5-8周）18班（外教D；杨红5-8周）英语国家社会与文化3班（姜辛歆）（1-8）学科前沿专题（阎昌琪、孙中宁、彭敏俊、韩伟实）（博士课程）（2-5）
第七章 机械量检测仪表
2011/4/20
核工程检测技术
29
离心式转速器 原理：测量质量m旋转时所产生的离心力
F mr mr(
2
n
30
)2
重块式
圆环式
2011/4/20
核工程检测技术
30
磁性转速器
永久磁铁跟随待测轴 同步旋转，铝制园盘 靠近永久磁铁，二者 产生相对运动，从而 在铝制园盘中形成涡 流。该涡流产生的磁 场跟永久磁铁产生的 磁场相互作用，使铝 制园盘产生一定的转 矩M，该转矩跟待测 物的转速n成正比 。
核工程检测技术 35
2011/4/20
磁电感应式振动 速度传感器
CD-l型振动速度传感器 1-圆形弹簧；2-圆环形阻尼器；3-永久磁铁；4-铝架； 5-心轴；6-工作线圈；7-壳体；9-引线
dx 8 8 E BlW 10 BlavWV 10 ( 伏 ) dt
2011/4/20 核工程检测技术 36
磁性转速器结构原理 优点是结构简单、维护和使用 方便等．缺点是精度不高，检 测范围(1～20000)r／min，精 度1.5％～20％。
n=KM ， K是与结构有关的系数
2011/4/20 核工程检测技术 31
电容式转速器
当电容极板与齿轮相对时电容 量最大，而电容极板与齿隙相 对时电容量最小。当齿轮旋转 时，电容量发生周期性变化， 通过电路即可得到脉冲信号， 频率计显示的频率代表转速大 小 。
Nx为待测信号脉冲数。
2011/4/20 26
核工程检测技术
模拟法测量转速 模拟法测量转速是利用被测轴旋转时引起的某种物 理量的变化，例如离心力，发电机输出电压等，以转 速为单位，连续指示在刻度盘上的一种测速方法。 比较法测转速 用已知频率的闪光去照射被测轴，利用频率比较的 方法来测量转速，它的原理是基于人的视觉残留现象， 即物体在人的视野中消失之后仍能保留一定时间的视 觉印象。
核辐射监测仪器设计报告-中科大课程设计
核辐射监测仪器设计报告——一种基于GM计数管的核辐射监测器完成时间：2012-5-21目录1 选题依据 (3)1.1研究意义 (3)1.2 国内外辐射环境监测系统概况 (3)1.3 辐射监测仪器要求及选用 (4)2 研究内容和总体方法 (5)2.1 总体设计思路 (5)2.2 仪器工作原理 (5)2.3 系统软件设计 (7)2.4 测量原理 (8)3 课题研究的创新之处 (8)3.1 测量算法的改进 (8)3.2 双GM管自动切换方法的改进 (9)1 选题依据1.1研究意义核辐射事故及核辐射恐怖事件具有突发性，对社会安全和国家政治经济危害大，容易造成社会动荡虽然核电是清洁安全的能源，发生重大事故的概率很低，但必须做好充分的核事故应急准备工作历史上发生的核事故实例表明，一旦发生大量的放射性物质泄漏，会对工作人员周围公众及环境造成严重影响，社会影响巨大，经济损失严重，世界有核国家都建有应急组织，并建有完善的应急监测系统，能及时准确地向应急行为决策者提供环境污染状况。
核事故辐射环境监测系统是辐射防护应急以及核安全的一个重要环节，是确保核科学技术得到长足发展的一个重要环节，尤其是核电站周边辐射环境监测是持续健康发展核能的必要条件。
1.2 国内外辐射环境监测系统概况辐射环境监测工作是从半个世纪前起步，伴随着核污染事件核泄漏事故的发生公众的心理变化和关注而发展，世界上许多国家如美国、德国荷兰、日本、丹麦捷克英国奥地利瑞士葡萄牙、意大利、西班牙、澳大利亚、韩国等都十分重视辐射环境监测工作，美国、日本、英国、法国等一些发达国家建立了核设施环境辐射连续监测系统，用于核事故的早期报警及事故监测，其监测数据成为安抚公众、当局决策的主要依据。
我国环境辐射监测工作自上世纪五十年代起步，近年来随着核电站的兴建及发展正逐步受到核电、环保等有关部门的高度重视，因此研制核设施环境、辐射连续监测系统，为核设施辐射环境监测工作提供可靠的技术保障则具有重要意义。
中国核工业集团公司2008年高(中)等院校毕业生需求信息
微生物 lrjc@ 化学工程、化学 辐射防护 水文地质 物探/钻探
核工业
单位名称 联系人 联系电话
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有机合成/材料 采矿 选矿 核工业 北京化 工冶金 研究院 分析化学 土木工程 外贸英语 财务 建筑环境与设备 自动化 计算机软件 精密仪器 电气技术 热能工程 八一四厂 巫 江 0833－ 2708453 测控技术与仪器 电子技术 机械设计与自动化 焊接技术 安全防护
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机械工程及自动化 机械设备及其自动化 机械设计及制造 化工机械 电磁场与高频技术 电机电器及其控制 电力系统及其自动化 电气技术 电器维检技术 电子工程 高电压与绝缘技术 工业电子技术 测控技术与仪器 给水排水工程 焊接 精密仪器 中国原 子能科 学研究 院 热工计量测试 zhuzw@iris.ciae.ac 热能工程 010－ 霍颖颖 69357383 .cn 热能与动力工程 制冷与低温技术 临床医学 财经 档案管理 法学 工程管理 人力资源管理 技术经济及管理 经济学 企业管理 市场营销 新闻学与大众传播 质量管理、企业管理、经济 管理或理工类 中文（文科类） 行政管理 会计 国际贸易 教育学
核工业 第五研 究设计 院
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（3）探测器的主要技术指标及其用途。
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4
第一节 核仪表的工作原理
核辐射转变为电信号的过程
• 第一阶段；入射的粒子，如果不是带电的，如光 子和中子，则通过与探测器物质的相互作用，转变 或产生出带电粒子，这些带电粒子在探测器内的一 个特定区域使原子或分子电离和激发；
• 第二阶段：初电离或激发的原子，在探测器的外加 电场中作定向移动，因而在探测器外部负载电路中 给出一个电流信号，称为探测器的本征电流信号。
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12
第一节 核仪表的工作原理
（三）盖革—弥勒计数管
G-M计数管的特点
（1）无法甄别射线的种类，若测和混合场时则采用吸收 层甄别掉射线，以达到测量射线的目的。
（2）不宜于测量强辐射场，因为存在约10-4秒的“失效时 间”，在测量强 辐射时会有漏计数。
（3）适用于低辐射场的测量，因为它具有较高的测量灵敏 度。
• 当射线照在闪烁体上后发出荧光，利用光导和反光 材料，使大部分荧光光子收集到光电倍增管的光阴 极上。光子在对光灵敏的阴极上打出光电子，这些 光电子经过光电倍增管倍增、放大，倍增后的电子 在阳极上产生电压脉冲，此脉冲被电子线路放大和 分析后记录下来，这样就可以对粒子进行探测了。
电离室就是利用核辐射对物质的电离作用，使其工作 特性处于饱和电流区间的检测装置。
当用电离室测量射线时，气体中的电离作用大部分是由室壁中 产生的次级粒子所引起的。所以测量核辐射剂量必须选择适当
的材料做室壁。
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第一节 核仪表的工作原理
（二）正比计数管
正比计数器有以下几个特点： 1．正比计数器的脉冲高度比电离室增大A倍，因此降低了
• 本征电流信号的特点完全取决于核辐射在探测器内 转变为电信号的物理过程，而与探测器的外部负载 电路无关。
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5
• 为了使探测器内部产生一定电场，需供给探测 器以一定数值的直流电压。在探测器与提供直 流电压的电源之间还存在n个电子元件。为了把 本征电流信号转化成为适合测量任务需要的电 信号，在探测器与电信号处理仪器之间也需要 一些电子线路和元件。所有这些元件组成了探 测器的外部负载电路。
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6
第一节 核仪表的工作原理
C隔
探测器
R负 C探 C分
R入 C入
E
电信号处理仪器
(a)输出脉冲信号
探测器的脉冲型工作状况
探测器
R负 C探 C分
R入 C入
E
电信号处理仪器
(b)输出电核科流学信 与技号术学院 探测器的电流型工作状况
7
第一节 核仪表的工作原理 二、气体探测器
电离室、正比计数器、G-M计数器。 核辐射转变成为电信号的物理过程都是在探测器 内充特定气体的特定体积中进行的。
核辐射探测器的基本类型：
气体探测器、半导体探测器和闪烁探测器。
与探测器配合的电信号处理设备：
高压电源、放大器、甄别器、计数器、计数率计脉冲幅 度分析器、符合和反符合单元等。
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3
第一节 核仪表的工作原理 通过学习应该掌握的内容：
（1）探测器把核辐射转变为电信号的物理过程； （2）探测器的输出回路及其与探测器输出电信号
直线称作计数管的“坪”，其长度叫“坪长”，其斜率称为
“坪斜”。
• 死时间:
坪斜＝ NDNG % NG(VDVG)
也称为失效时间，是G-M计数管不能对入射粒子计数的时间，
一般约在100～300微秒间。 • 探测效率：
N N0 1 N
为一个粒子通过计数管的灵敏体积而能引起输出脉冲的几 率。
章反应堆核测量与辐射监测 节核仪表的工作原理
一、概述
核辐射可以利用它们和物质相互作用所呈现
的变化进行观察和检测。
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1
• 反应堆运行监测包括功率（中子通量）监测、 辐射监测和热工参数监测三部分。
• 功率监测系统的主要职能是监测反应堆从释热 到发电的整个过程，并为功率调节系统和保护 系统输送信号，以确保反应堆的安全运行；
（4）不需放大器，这就降低了计数设备的价格，因为气体 放大倍数很大。
（5）只能用作粒子强度的测量，不能用于入射粒子能量的 测量。
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第一节 核仪表的工作原理
G-M计数管的特性
• 坪特性：
在放射源强度不变的情况下，计数率随外加电压V变化的曲
线称为坪曲线，此曲线上计数率基本上不随V而改变的一段
• 辐射监测的任务是测量核辐射所造成的剂量和 排放物的放射性水平，防止工作人员遭受射线 的外照射以及由放射性气体或气溶胶引起的内 照射所带来的危害，根据辐射监测系统的指示 也可以判断反应堆运行的安全性。
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2
第一节 核仪表的工作原理
核辐射探测器的主要作用：
使进入探测器灵敏区域的核辐射转变为信号处理设备能 够接收的信号，例如电信号、光信号、声信号、热信号等。
对放大器的要求。 2．由于在一定的工作电压下A是常数，所以正比计数器输
出脉冲幅度正比于入射粒子能量，因此，它和脉冲电离 室一样，具有较高的灵敏度。正比计数器原则只要有一 对离子就可能分辨出来，因此，适于探测低能或比电离 低的粒子。 3．由于A随工作电压而变化，因此，工作中对电源电压的 稳定性要求很高，一般不稳定性小于0.1%。
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8
第一节 核仪表的工作原理
计数器脉冲计数与外加电压的关系
N
• I区 复合区 • II区 饱和区(电离室区) • III区 正比区 • IV区 有限正比区 • V区 G-M区
ⅠⅡ
α β Ⅴ Ⅳ
Ⅲ
V
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10
辐射通过一个中间充有空气，两极加 上电压的容器时，容器内空气就产生电离。若容器两 极间所加的电压足够高的话，而且正负离子的复合和 损失可以忽略不计，即所有形成的离子几乎全部被收 集，这时测量电路中的电流达到饱和。
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15
第一节 核仪表的工作原理
三、固体探测器
• 利用辐射与固体的相互作用来进行辐射测量 的探测器，称为固体探测器，如各种类型的 闪烁计数器、半导体探测器等。
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16
第一节 核仪表的工作原理
1.闪烁计数器的工作原理
• 根据射线照射在某些闪烁体上能使它发出闪光的原 理进行测量的一种探测器。