氮-16輻射監測儀是核反應堆蒸汽發生器泄漏監測專業設備。蒸汽發生器是壓水堆核電站核蒸汽供應系統的主要設備之一，是連接反應堆一、二回路的關鍵設備。蒸汽發生器傳熱管(U型管)由于腐蝕、微振磨損、耗蝕及疲勞破裂等原因而造成泄漏是壓水堆核電站的多發性事故，是造成容量因子損失的主要原因之一。蒸汽發生器的可靠性對核電站的安全和經濟運行影響*，已成為一項性重要課題[1]。

氮一16輻射監測儀屬于核電站輻射監測系統中工藝輻射監測子系統"1，用于測定壓水堆核電站蒸汽發生器U型管破損所致一回路水向二回路側的泄漏率。在功率運行情況下，通過測量破損發生時在二回路主蒸汽管道內所出現的氮-16(16N)高能Y輻射，確定蒸汽發生器U型管的泄漏率；在熱停堆工況下，則可測量主蒸汽管道內出現的氪(Kr)、氙(Xe)等惰性氣體或其他核素；靈敏度高，速度快，可有效防止核污染，保證核反應堆安全運行，被確定為壓水堆核電站開通*的儀器。圖1是氮一16輻射監測儀。

國內外概況及發展趨勢：蒸汽發生器傳熱管(U型管)的破損監測是壓水堆核電站運行中的重要監督項目，通常采用蒸汽發生器排污取樣法、主冷凝器和除氧器排氣監測等方法。這些方法的共同缺點是：反應時間慢，至少需要3～10 rain，且系統較復雜，需要取樣設備，樣品經降溫降壓后，進入監測裝置；不能實現連續監測等[1]。

為防止出現滿溢事故污染蒸汽輪機，避免發生嚴重污染，上目前采用監測氮～16的方法。其裝置簡單，靈敏度高，反應速度快，測量時間短(約10 s)，可以連續監測。法國EDF公司從1983年開始研制該儀器軟件及傳輸系數，1988年由法國M G P公司正式投產，已有數百臺氮一16輻射監測儀投入運行。我國秦山核電站一期工程和大亞灣核電站均采用該公司產品。迄今，我國境內在役和正在建設的壓水堆核電站所安裝的氮-16輻射監測系統基本是從法國進口。

目前國外氮一16輻射監測系統發展趨勢是實現計算機化、網絡化，有就地和遠程顯示單元，用彩色液晶實時顯示；可以有多種配置和通訊方式，并已形成商品。

1994年1月至1996年6月，研制了氮一16輻射監測儀(見圖1)，鑒定會認為氮-16輻射監測儀研制是成功的，*了國內的空白，處于國內，達到了上同類產品水平。主要技術指標與當時MGP公司產品相同。

2006年，為C2項目研制了，C2測量箱和處理單元機箱的電路在C 1的基礎上進行了較大改進。主要元器件采用了更新換代產品；提高了模擬輸出精度；增加USB接口，與便攜式筆記本通訊；用便攜式筆記本和應用軟件組成用戶終端，取代原袖珍終端功能。增加RS485接口與輻射監測計算機系統通訊。C2處理單元機箱結構由C l的N I M機箱結構改為壁掛式機箱，16N和γ處理組件合并在一個處理單元機箱中，體積縮小，取消了端子箱；增加了電磁兼容性資質，符合IE C61000-6-2和IE C61000-6-3的標準要求。與MGP公司當前產品相比，各有所長，技術性能和指標見表l。

的研制成功*。

工作原理

16N在反應堆一回路內產生，是由冷卻劑中的氧原子經過160(n，p)16N反應生成的，有*的γ輻射，其半衰期為7．35 s，是一回路冷卻劑的主要放射源。當U型管破損時，冷卻劑中的16N就會進入主蒸汽管道。氮一16輻射監測儀就是通過測定主蒸汽管道中16N的放射性活度，再經過由計算方法預先確定的泄漏率傳輸系數的換算，求出蒸汽發生器傳熱管(U型管)冷端、熱端、彎管段或中段(平均)的泄漏率。

泄漏率與16N的γ計數率和傳輸系數的關系如下：

   Q=n/c    (1)

 式中：

q為泄漏率（L／h）；

n為測點處16N的γ輻射計數率（S-1）

C為傳熱管的泄漏率傳輸系數(S-1×L-1×h)，或者(S-1×kg-1×h)。

傳輸系數C與探測器幾何因子k1、探測器效率因子k2及從傳熱管泄漏點到主蒸汽管道

探測點之間的傳遞時間有關，用下式表示：

  C=K1×K2×AV         (2)

式中：AV為傳熱管單位泄漏時16N探測點處主蒸汽管道中的16N的放射性活度，量綱為(Bq×m-3×kg-1× h)。AV與傳遞時間t的關系如下：

AV =(Ap／Q)(rv／rp)e-lt    (3)

式中：

Ap為泄漏部位一回路側16N活度(Bq·m-3)，隨功率變化和泄漏點位置而改變；

Q為主蒸汽管道中的蒸汽流量(kg·h-1)；

rv為主蒸汽密度(kg·m-3)；

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