H3D, Inc. 的 GammaTrend 技術(shù)可收集并顯示連續(xù)的實時數(shù)據(jù)，顯示工廠系統(tǒng)中放射源項的動態(tài)。GammaTrend 提供每分鐘的結(jié)果，從而更好地了解特定工廠操作和水化學(xué)變化如何影響放射性核素傳輸。

使用 GammaTrend 的工廠報告了顯著的成果，包括停機劑量率和關(guān)鍵路徑時間的減少。一些工廠已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了以前未知的(或未充分描述的)影響，這些影響是由沉積在管道內(nèi)且未在水化學(xué)樣品中收集到的不溶性放射性核素(如銀-110m (Ag-110m))造成的。由于 GammaTrend 部署在現(xiàn)場，因此測量結(jié)果還捕捉到沉積在管道中并導(dǎo)致局部劑量率的放射性核素的存在。

GammaTrend 使用的探測器基于像素化鎘鋅碲 (CZT) 技術(shù)，無需液氮或機械冷卻即可實現(xiàn)高分辨率伽馬光譜。這使得 CZT 成為可現(xiàn)場部署、長期和實時伽馬光譜的完美選擇。

這些探測器提供了一種強大的工具來監(jiān)測物理和化學(xué)變化對工廠系統(tǒng)的源項的影響，例如反應(yīng)堆冷卻劑的溫度、壓力、pH值和化學(xué)添加劑。

GammaTrend 監(jiān)測是對傳統(tǒng)水化學(xué)和輻射劑量率測量的補充。實時放射性核素趨勢的可用性提供了有關(guān)放射源項當前狀態(tài)的見解，以支持戰(zhàn)術(shù)決策，例如何時停止強制氧化清理或開放進入禁區(qū)。

GammaTrend 技術(shù)的部署為支持戰(zhàn)略性源項削減計劃的制定提供了重要的經(jīng)驗。收集的大量數(shù)據(jù)以及更自信地將工廠運營與放射性分布變化關(guān)聯(lián)起來的能力，為在改善工人放射狀況方面做出重大投資決策時提供了強有力的新信息來源。實施劑量削減計劃后的數(shù)據(jù)監(jiān)測可驗證影響。

圖 1 - GammaTrend 系統(tǒng)示意圖。現(xiàn)場探測器通過以太網(wǎng)或無線電將數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦P記本電腦或 LAN 服務(wù)器。

圖 1 描繪了一個典型的 GammaTrend 系統(tǒng)。該系統(tǒng)由一臺或多臺 H3D, Inc. S100 型伽馬光譜儀組成。P100S 屏蔽光譜儀還可用于更高劑量率環(huán)境或由于該區(qū)域存在其他不相關(guān)的輻射源而需要準直探測器的情況。S100/P100S 裝置插入本地電源插座，設(shè)計為無需干預(yù)即可連續(xù)運行一個工作周期(通常更長)。

探測器每分鐘收集、處理和傳送新的輻射光譜。這些光譜通過以太網(wǎng)或無線電發(fā)射器傳送到運行 GammaTrend 基于網(wǎng)絡(luò)的軟件套件的服務(wù)器。該軟件提供工具來監(jiān)控系統(tǒng)/探測器的健康狀況，并提供遠程控制功能來啟動/停止測量(和其他功能)，而無需進入放射學(xué)控制區(qū)。

GammaTrend 軟件可長期收集和顯示從每個連接的探測器接收到的數(shù)據(jù)。標準顯示可用于提供放射性核素特定計數(shù)率的定性趨勢或指示每個核素產(chǎn)生的劑量率百分比。甚至可以對測量幾何形狀(例如管道尺寸和材料、距離等)進行建模，以提供工藝管線中放射性核素濃度的實時估計值。

中斷和 CRUD 突發(fā)監(jiān)控

GammaTrend 最初是根據(jù)輻射防護管理人員的反饋而開發(fā)的，他們看到了在壓水反應(yīng)堆強制氧化“CRUD 爆發(fā)”期間改善放射源項監(jiān)測的潛力。

憑借逐分鐘結(jié)果提供的趨勢精度，GammaTrend 可讓用戶更精確、更快速地監(jiān)控清理曲線，從而盡早發(fā)現(xiàn)比預(yù)期慢的清理情況。大量的數(shù)據(jù)點為預(yù)測和驗證清理進度提供了額外的信心。持續(xù)收集的大量數(shù)據(jù)支持何時停止清理和/或開放清理期間受限區(qū)域的訪問權(quán)限。

圖 2 - 典型的強制氧化“CRUD 爆發(fā)”清理曲線

圖 2 顯示了壓水反應(yīng)堆的典型早期停運趨勢(包括強制氧化期)。測量結(jié)果提供了放射性核素特定的結(jié)果，使人們能夠更好地了解在停運過渡期間物理和化學(xué)變化如何影響彼此。

比較清理期前后的結(jié)果，可以評估演變導(dǎo)致的預(yù)期放射性條件。比較連續(xù)停機期間收集的數(shù)據(jù)，或檢查兩個獨立反應(yīng)堆單元的數(shù)據(jù)，可以提供關(guān)于多個參數(shù)對結(jié)果影響的關(guān)鍵見解。

銀-110m及其他不溶性物質(zhì)

圖 3 - 強制氧化后的銀-110m 趨勢。GammaTrend 測量可有效監(jiān)測由于工藝管線中不溶性銀沉積而導(dǎo)致的上升趨勢。

多家工廠使用 GammaTrend 來監(jiān)測 Ag-110m 對其系統(tǒng)的影響。銀的復(fù)雜化學(xué)性質(zhì)會在較低系統(tǒng)溫度下產(chǎn)生不溶性物質(zhì)，這些物質(zhì)存在于熱交換器下游的反應(yīng)堆冷卻劑凈化回路中，因此很難使用傳統(tǒng)的水化學(xué)采樣技術(shù)進行監(jiān)測。圖 3 的數(shù)據(jù)突顯了水采樣在表征銀等不溶性物質(zhì)方面的局限性——當它聚集在被監(jiān)測的管線中時，就無法再在水樣中收集到。由于 GammaTrend 監(jiān)測是在工藝管線本地進行的，因此 Ag-110m 等不溶性物質(zhì)會被探測器捕獲。

不幸的是，Ag-110m 是一種硬伽馬射線發(fā)射體，它能對工廠這些區(qū)域的劑量率產(chǎn)生很大影響，由于傳統(tǒng)監(jiān)測的局限性，這種影響并不總是被很好地理解。GammaTrend 對 Ag-110m 的監(jiān)測一直是工廠特定和行業(yè)討論的重要貢獻者，旨在減輕工廠銀污染的影響。

補充燃料缺陷監(jiān)測

圖 4 - 監(jiān)測燃料缺陷中的 Xe-133 的 GammaTrend 和水化學(xué)結(jié)果疊加。

最近，該技術(shù)已在多個設(shè)施中使用，以精確預(yù)測運行周期內(nèi)因燃料小缺陷而導(dǎo)致的氙氣濃度。停機期間使用的相同探測器在隨后的運行周期中保持不變。

這些例子表明，GammaTrend 可有效用于連續(xù)測量 Xe-133 和 Xe-135。雖然需要水化學(xué)結(jié)果來充分表征小缺陷(例如，小濃度的碘和難以檢測的放射性核素)，但這些工廠發(fā)現(xiàn)，連續(xù)監(jiān)測氙氣可以成為一種有效的補充監(jiān)測工具，以確保快速識別缺陷狀況的變化，以便及時取樣。

圖 4 顯示，使用 GammaTrend 獲得的 Xe-133 結(jié)果與水樣采樣結(jié)果高度一致。GammaTrend 提供的數(shù)據(jù)量大且即時性強，使得條件的階躍變化非常明顯，可以通知人員、提示進行額外采樣，并且(如果相關(guān))調(diào)查發(fā)生變化時發(fā)生的工廠運營情況。

策略性源項縮減

圖 5 - 停運與停運對比顯示，實施修改后的運行周期和停運化學(xué)方案后，Co-58(頂部)和 Ag-110m(底部)有所改善。

戰(zhàn)略劑量減少計劃(例如“五年 ALARA 計劃”)通常詳細說明單位/站點的歷史劑量表現(xiàn)，并致力于繼續(xù)減少工人暴露的舉措。使用 GammaTrend 的站點發(fā)現(xiàn)，這些系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)與這些討論非常相關(guān)，并且可以提供有效的輸入，以確定正確的舉措以產(chǎn)生預(yù)期結(jié)果。GammaTrend 還可以更好地驗證是否實現(xiàn)了預(yù)期結(jié)果。

例如，一家工廠使用在上一個周期收集的 GammaTrend 數(shù)據(jù)來對行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的工廠停工策略進行基準測試。確定了改進措施，以改善初始停機序列期間的源項清理，更具體地說，改善銀輸送到凈化脫鹽器進行清理。在隨后的停機期間，對冷卻劑溫度、pH 值、循環(huán)結(jié)束時的硼濃度進行了多次更改，并改善了酸還原條件。圖 5 顯示了一些結(jié)果。GammaTrend 數(shù)據(jù)提供了明確的證據(jù)，驗證了所做更改的影響，表明在隨后的停機期間，Co-58 和 Ag-110m 庫存均顯著減少。

預(yù)期和意外的變化

雖然大多數(shù)用戶使用 GammaTrend 來監(jiān)控預(yù)期變化(例如 CRUD 突發(fā))，但許多人發(fā)現(xiàn)識別意外趨勢和變化的能力很有好處。長時間放置探測器可以更好地了解影響源項的因素。

強大的基準數(shù)據(jù)

GammaTrend 提供了大量數(shù)據(jù)——這些數(shù)據(jù)可輕松用于比較停運、運行周期、反應(yīng)堆裝置，并引發(fā)對源項影響和潛在改進的基準對話。