核辐射和石SAWR传感器的特征化 传感器高达800C

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 核工程 核工程是指核工程.
• 传感器技术 传感器技术

背景情况:

• 先进的核反应堆需要能够承受极端条件的传感器:高马辐射 (>10Gy/s),中子流量 (>10^12n/cm2/s) 和温度 (>700°C).
• 现有的传感器技术往往无法满足这些苛刻的操作要求.

研究的目的:

• 设计,制造和测试基于石 (LGS) 的表面声波共振器 (SAWR) 传感器设备,用于量化核反应堆中的中子流量.
• 在高马辐射和温度条件下评估LGS SAWR传感器的性能.

主要方法:

• 基于LGS的SAWR传感器设备在研究级试验反应堆中制造和测试.
• 传感器在高达800°C的温度和高达21 Gy/s的马剂量速率下暴露于不同反应器功率 (100-461 kW) 的环境中.
• 使用仪器控制的现场炉用于在辐射期间保持固定传感器温度,以隔离中子流效应.

主要成果:

• 通过监测对反应堆功率校准的频率响应,LGS SAWR传感器成功量化了总中子流量.
• 传感器在高达800°C的温度和21 Gy/s的最大马剂量速度下显示出功能.
• 频率变化主要归因于中子流引起的材料软化,在800°C时呈现约3kHz/100kW的线性转移.

结论:

• 基于LGS的SAWR传感器是先进核反应堆内核心中子流量监测的可行技术.
• 演示了传感器能够承受恶劣反应堆环境并提供定量测量的能力.
• 这项技术为增强下一代核系统的安全性和运营效率提供了有前途的解决方案.