像素化 CZT 光谱仪对反应堆冷却剂进行 GammaTrend 监测

H3D, Inc. 的 GammaTrend 技术可收集并显示连续的实时数据，显示工厂系统中放射源项的动态。GammaTrend 提供每分钟的结果，从而更好地了解特定工厂操作和水化学变化如何影响放射性核素传输。

使用 GammaTrend 的工厂报告了显著的成果，包括停机剂量率和关键路径时间的减少。一些工厂已经发现了以前未知的(或未充分描述的)影响，这些影响是由沉积在管道内且未在水化学样品中收集到的不溶性放射性核素(如银-110m (Ag-110m))造成的。由于 GammaTrend 部署在现场，因此测量结果还捕捉到沉积在管道中并导致局部剂量率的放射性核素的存在。

GammaTrend 使用的探测器基于像素化镉锌碲 (CZT) 技术，无需液氮或机械冷却即可实现高分辨率伽马光谱。这使得 CZT 成为可现场部署、长期和实时伽马光谱的完美选择。

这些探测器提供了一种强大的工具来监测物理和化学变化对工厂系统的源项的影响，例如反应堆冷却剂的温度、压力、pH值和化学添加剂。

GammaTrend 监测是对传统水化学和辐射剂量率测量的补充。实时放射性核素趋势的可用性提供了有关放射源项当前状态的见解，以支持战术决策，例如何时停止强制氧化清理或开放进入禁区。

GammaTrend 技术的部署为支持战略性源项削减计划的制定提供了重要的经验。收集的大量数据以及更自信地将工厂运营与放射性分布变化关联起来的能力，为在改善工人放射状况方面做出重大投资决策时提供了强有力的新信息来源。实施剂量削减计划后的数据监测可验证影响。

图 1 - GammaTrend 系统示意图。现场探测器通过以太网或无线电将数据传输到笔记本电脑或 LAN 服务器。

图 1 描绘了一个典型的 GammaTrend 系统。该系统由一台或多台 H3D, Inc. S100 型伽马光谱仪组成。P100S 屏蔽光谱仪还可用于更高剂量率环境或由于该区域存在其他不相关的辐射源而需要准直探测器的情况。S100/P100S 装置插入本地电源插座，设计为无需干预即可连续运行一个工作周期(通常更长)。

探测器每分钟收集、处理和传送新的辐射光谱。这些光谱通过以太网或无线电发射器传送到运行 GammaTrend 基于网络的软件套件的服务器。该软件提供工具来监控系统/探测器的健康状况，并提供远程控制功能来启动/停止测量(和其他功能)，而无需进入放射学控制区。

GammaTrend 软件可长期收集和显示从每个连接的探测器接收到的数据。标准显示可用于提供放射性核素特定计数率的定性趋势或指示每个核素产生的剂量率百分比。甚至可以对测量几何形状(例如管道尺寸和材料、距离等)进行建模，以提供工艺管线中放射性核素浓度的实时估计值。

中断和 CRUD 突发监控

GammaTrend 最初是根据辐射防护管理人员的反馈而开发的，他们看到了在压水反应堆强制氧化“CRUD 爆发”期间改善放射源项监测的潜力。

凭借逐分钟结果提供的趋势精度，GammaTrend 可让用户更精确、更快速地监控清理曲线，从而尽早发现比预期慢的清理情况。大量的数据点为预测和验证清理进度提供了额外的信心。持续收集的大量数据支持何时停止清理和/或开放清理期间受限区域的访问权限。

图 2 - 典型的强制氧化“CRUD 爆发”清理曲线

图 2 显示了压水反应堆的典型早期停运趋势(包括强制氧化期)。测量结果提供了放射性核素特定的结果，使人们能够更好地了解在停运过渡期间物理和化学变化如何影响彼此。

比较清理期前后的结果，可以评估演变导致的预期放射性条件。比较连续停机期间收集的数据，或检查两个独立反应堆单元的数据，可以提供关于多个参数对结果影响的关键见解。

银-110m及其他不溶性物质

图 3 - 强制氧化后的银-110m 趋势。GammaTrend 测量可有效监测由于工艺管线中不溶性银沉积而导致的上升趋势。

多家工厂使用 GammaTrend 来监测 Ag-110m 对其系统的影响。银的复杂化学性质会在较低系统温度下产生不溶性物质，这些物质存在于热交换器下游的反应堆冷却剂净化回路中，因此很难使用传统的水化学采样技术进行监测。图 3 的数据突显了水采样在表征银等不溶性物质方面的局限性——当它聚集在被监测的管线中时，就无法再在水样中收集到。由于 GammaTrend 监测是在工艺管线本地进行的，因此 Ag-110m 等不溶性物质会被探测器捕获。

不幸的是，Ag-110m 是一种硬伽马射线发射体，它能对工厂这些区域的剂量率产生很大影响，由于传统监测的局限性，这种影响并不总是被很好地理解。GammaTrend 对 Ag-110m 的监测一直是工厂特定和行业讨论的重要贡献者，旨在减轻工厂银污染的影响。

补充燃料缺陷监测

图 4 - 监测燃料缺陷中的 Xe-133 的 GammaTrend 和水化学结果叠加。

最近，该技术已在多个设施中使用，以精确预测运行周期内因燃料小缺陷而导致的氙气浓度。停机期间使用的相同探测器在随后的运行周期中保持不变。

这些例子表明，GammaTrend 可有效用于连续测量 Xe-133 和 Xe-135。虽然需要水化学结果来充分表征小缺陷(例如，小浓度的碘和难以检测的放射性核素)，但这些工厂发现，连续监测氙气可以成为一种有效的补充监测工具，以确保快速识别缺陷状况的变化，以便及时取样。

图 4 显示，使用 GammaTrend 获得的 Xe-133 结果与水样采样结果高度一致。GammaTrend 提供的数据量大且即时性强，使得条件的阶跃变化非常明显，可以通知人员、提示进行额外采样，并且(如果相关)调查发生变化时发生的工厂运营情况。

策略性源项缩减

图 5 - 停运与停运对比显示，实施修改后的运行周期和停运化学方案后，Co-58(顶部)和 Ag-110m(底部)有所改善。

战略剂量减少计划(例如“五年 ALARA 计划”)通常详细说明单位/站点的历史剂量表现，并致力于继续减少工人暴露的举措。使用 GammaTrend 的站点发现，这些系统收集的数据与这些讨论非常相关，并且可以提供有效的输入，以确定正确的举措以产生预期结果。GammaTrend 还可以更好地验证是否实现了预期结果。

例如，一家工厂使用在上一个周期收集的 GammaTrend 数据来对行业领导者的工厂停工策略进行基准测试。确定了改进措施，以改善初始停机序列期间的源项清理，更具体地说，改善银输送到净化脱盐器进行清理。在随后的停机期间，对冷却剂温度、pH 值、循环结束时的硼浓度进行了多次更改，并改善了酸还原条件。图 5 显示了一些结果。GammaTrend 数据提供了明确的证据，验证了所做更改的影响，表明在随后的停机期间，Co-58 和 Ag-110m 库存均显着减少。

预期和意外的变化

虽然大多数用户使用 GammaTrend 来监控预期变化(例如 CRUD 突发)，但许多人发现识别意外趋势和变化的能力很有好处。长时间放置探测器可以更好地了解影响源项的因素。

强大的基准数据

GammaTrend 提供了大量数据——这些数据可轻松用于比较停运、运行周期、反应堆装置，并引发对源项影响和潜在改进的基准对话。