EAST聚变装置长脉冲辐射监测及研究

摘要

EAST(Experimental Advanced Superconducting Tokamak)全超导托卡马克核聚变实验装置主要利用氘氘为燃料进行等离子体聚变反应,聚变反应会释放大量中子与次级γ射线。为了能够准确掌握EAST聚变装置在高参数长脉冲等离子体放电条件下辐射产物的空间分布信息,利用辐射在线监测系统实现对中子与γ射线的有效监测。按照防护需求在EAST装置大厅内外共布置13个重点监测区域。监测系统硬件方面,辐射中子与γ射线测量分别采用基于BF3正比计数管与氩气的电离室,通过双绞线与以太网的混合组网模式将监测数据传输到采集机,监测系统软件采用基于LabVIEW的控制采集软件实现对中子与γ射线实时剂量率及累积剂量的采集与存储。监测结果表明,EAST聚变装置在长脉冲高参数等离子体运行条件下,大厅内最大辐射剂量率迅速提高3个数量级以上,放电结束后又很快下降到接近辐射环境本底水平;大厅外由于屏蔽墙的防护作用,辐射剂量率始终保持接近辐射环境本底水平。利用辐射在线监测系统不仅可以有效获得放射性数据,而且为辐射安全防护管理提供了数据支撑,确保聚变能安全开发利用与人员安全。