[发明专利]一种反应堆测瞬发中子衰减参数的数据处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及零功率反应堆物理试验动态特性参数测量技术领域，具体涉及一种反应堆测瞬发中子衰减参数的数据处理方法。

背景技术

在以铀水为介质的零功率物理试验研究中，反应堆通常运行在缓发临界状态下，瞬发中子对次级中子的衰减起主导作用。瞬发中子衰减用特征时间参数α表示，它是单位时间内瞬发中子衰变几率的表征，次临界度越深α值越大，而对某一特定堆型，缓发临界状态下的瞬发中子衰减参数α₀则是唯一的。以缓发临界瞬发中子衰减参数α₀为基准点，分别测量不同次临界状态下的瞬发中子衰减参数α，通过下式计算得到该堆芯棒态的次临界度反应性：ρ＝(α-α₀)/α₀；其中，α、α₀为瞬发中子衰减参数，单位为s^-1；ρ为反应性，单位为β_eff。

上式也称α法反应性测量，该方法的特点是物理意义明确，测量简单，只需确定α、α₀两个参数就可以得到反应性。次临界状态下α参数的测量，由中子发生器按一定的频率向堆芯注入脉冲中子，利用次级中子生成时间不同，调节脉冲中子的发射频率，使得在一个周期内瞬发中子高次谐波完全衰减掉，缓发中子趋于本底，得到一个按单一指数α衰减平滑曲线，由此拟合得到的瞬发中子衰减参数α具有很高的精确性和可重复性。但是，临界状态下α₀参数的测量则不能通过瞬发中子衰减曲线直接拟合得到，只能依靠外推临界法拟合得到。一方面，为了保证反应堆运行的安全，用外推临界法求解α₀时控制棒提棒必须有足够的裕量，以避免瞬发临界事故；另一方面，反应堆接近临界时，堆内本底计数偏高导致临界点附近的α测量值误差偏大。因此，为了提高反应性测量值的精确性，必须先保证α₀测量值的准确性和可靠性，这是α法反应性测量的难点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是获得有效、可靠的瞬发中子衰减参数，目的在于提供一种反应堆测瞬发中子衰减参数的数据处理方法，解决获得有效、可靠的瞬发中子衰减参数的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种反应堆测瞬发中子衰减参数的数据处理方法，包括以下步骤，

步骤1：确定参加拟合的瞬发中子衰减参数α_i的数据点n；

步骤2：确定用来进行刻度的控制棒，刻度以H表示，单位cm，根据提棒程序，将控制棒提升到顶，外围控制棒调临界调平后保持不动，然后将控制棒分n步均匀下插到底，每下插一个H_i棒位测得一个对应的α_i值，n为大于零的自然数。

步骤3：每当控制棒下插到H_i棒位时，根据估算的α_i值大小调节脉冲中子的发射频率，使得在一个脉冲周期内，瞬发中子刚好衰减完毕而缓发中子趋于本底，利用测量曲线根据最小二乘法拟合得到一个α_i值，重复第一步和第二步，直至控制棒下插到底测量完n个α_i数据点；

步骤4：根据α法反应性测量原理，ρ＝(α-α₀)/α₀，其中，α、α₀为瞬发中子衰减参数，单位为s-¹；ρ为反应性，单位为β_eff；控制棒插入到H_i棒位时对应的价值为：

步骤5：假设控制棒整棒价值为ρ_H,则ρ_Hi和ρ_H之间满足以下关系：

步骤6：将式(1)代入式(2)，整理后得到α_i对应的计算值表达式为：

步骤7：令测量值α_i与计算值之间的残差平方和函数为R：

步骤8：当α_i与之间的残差平方和最小时，对应函数R的待定参数α₀、ρ_H偏导数为零，

步骤9：将式(4)分别代入式(5)、式(6)，整理后得到两个关于α₀、ρ_H的方程，