94第22卷第4期核安全NUCLEARSAFETY2023年8月讨研究与探于稼驷.β衰变型自给能堆芯中子探测器灵敏度数学模型［J］.核安全，2023，22（4）：94-106.YuJiasi.MathematicalModelforCalculatingSensitivityofSelf-poweredIn-coreNeutronDetectorswithβDecay［J］.NuclearSafety，2023，22（4）：94-106.β衰变型自给能堆芯中子探测器灵敏度数学模型于稼驷（中华人民共和国生态环境部，北京100006）摘要：本文介绍了一个较完善的计算铑、钒自给能堆芯中子探测器灵敏度的数学模型，其特点是能计算超热共振中子对铑探测器灵敏度的贡献。同时，提出一个计算铑核素有效中子截面的替代公式，推导出了柱状发射体表面各向同性、均匀面源的穿越该发射体的径迹长度概率函数，并用本文数学模型计算了铑、钒自给能堆芯中子探测器轻水堆灵敏度，与实验结果进行了比较。比较结果表明，本文模型是科学、可行的。关键词：自给能；探测器；灵敏度；数学模型中图分类号：TL375.4文章标志码：A文章编号：1672-5360（2023）04-0094-13堆系统中的灵敏度作了计算，结果与实验值符合较好。钒探测器数学模型与铑探测器数学模型的热中子部分相同。灵敏度是本论文的核心概念，为了便于论述，现定义两个术语：（1）探测器灵敏度，即整个探测器单位中子注量率输出电流；（2）探测器单位长发射体灵敏度，是与单位长（1cm，下同）发射体相对应的那部分探测器灵敏度的简称。如果探测器灵敏度为I，探测器发射体长度为L，那么探测器单位长发射体灵敏度为I/L。1铑探测器灵敏度数学模型铑探测器放在稳定典型热堆中子场中，在平衡状态下，发射体单位时间放出的β粒子数等于其俘获的中子数。发射体放出的β粒子在穿越发射体过程中损失能量，以一定的概率逃脱发射体，我们把逃脱到发射体表面的β粒子能量分布称为逃脱谱。逃脱发射体的β粒子，自给能探测器广泛用于连续监测大型核动力堆堆芯中子注量率水平及其分布；这种小型、全固化的探测器，耐辐照、易安装、寿命长，是一种较理想的堆芯中子注量率探测元件。自给能中子探测器发射体吸收中子后，诱发β衰变，形成输出电流。我们把这类自给能中子探测器称为β衰变型中子探测器，主要包括铑、钒自给能探测器。探测器灵敏度是自给能探测器的核心参数。国内外很多文献［1-5］探讨、分析、研究了铑、钒自给能探测器灵敏度的计算方法或数学模型。要系统地刻度探测器的灵敏度是困难的，特别对铑探测器，不但要刻度热中子灵敏度，而且要刻度探测器灵...
