医院中子照射器防护门安全联锁控制系统

摘要

一种医院中子照射器防护门安全联锁控制系统，包括控制计算机、照射防护门状态检测装置、中子注量率检测装置、反应堆控制棒驱动装置；照射室防护门状态检测装置与照射室的防护门关联，用于检测照射室的防护门状态；中子注量率检测装置用于检测照射室内的中子注量率。由此有效避免了由防护门误开导致的辐射外泄或人员误入被照射。

权利要求

1.一种医院中子照射器防护门安全联锁控制系统，包括：控制计算机、照射室防护门状态检测装置、中子注量率检测装置、和反应堆控制棒驱动装置；照射室防护门状态检测装置与照射室的防护门关联，用于检测照射室的防护门状态；中子注量率检测装置用于检测照射室内的中子注量率，反应堆运行过程中，控制系统每间隔设定时间检测照射室防护门状态和中子注量率运行值，当中子注量率大于设定值且防护门未关闭时，执行紧急停堆操作。

2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，反应堆控制棒驱动装置包括步进电机、钢丝绳及滑轮机构，用于控制反应堆控制棒。

3.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，控制计算机包括操作界面以及相应的控制按键；控制按键包括开堆键、解锁键、载入数据键和退出键。

4.如权利要求3所述的控制系统，其特征在于，在防护门未关闭时，控制计算机的开堆键无效。

5.如权利要求3所述的控制系统，其特征在于，紧急停堆后，控制计算机除解锁键外，其余各键都处于失效状态；按下解锁键，界面恢复到正常停堆状态。

6.如权利要求3所述的控制系统，其特征在于，处于开堆状态时，控制计算机载入数据键和退出键失效，只有在反应堆控制棒下落到底，并且反应堆功率降至运行功率的10%后，才恢复有效。

7.一种医院中子照射器防护门安全联锁控制方法，包括如下步骤：（1）点击控制计算机的开堆键；

（2）读取中子注量率运行值和设定值；

（3）检测照射室防护门的状态；

（4）判断中子注量率是否大于设定值和防护门是否未关闭；

（5）当中子注量率大于设定值且防护门未关闭时，执行紧急停堆；否则，反应堆继续运行；反应堆运行过程中，步骤（2）至（5）每间隔设定时间循环一次。

8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，当中子注量率大于设定值，且防护门状态检测装置发现防护门未关闭时，执行紧急停堆操作。

说明书

医院中子照射器防护门安全联锁控制系统

技术领域

[0001] 本发明涉及核反应堆控制领域，具体涉及医院中子照射防护门安全联锁控制技术。

背景技术

[0002] 硼中子俘获疗法（BNCT）是一种新型二元靶向恶性肿瘤放射治疗技术，国际上均使用大功率实验研究堆的一条中子束流孔道作为中子源，因为这种中子源都是建造在核技术研究中心或大学内，远离居民区和医院，而且建造成本高，运行维护复杂，非BNCT专用，对病人的施治造成很大的不便和困难。因此，亟需提供一种新型的医院中子照射器以及配套设施。

[0003] 医院中子照射器反应堆的照射室是对病人进行照射治疗的房间，为了防止其辐射外泄，除了墙壁采取必要措施外，还要采用防护门。但是如果在反应堆运行期间打来防护门，势必造成辐射外泄或人员误入被照射。因此，需要对此采取必要的措施。

发明内容

[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种医院中子照射器防护门安全联锁控制系统和方法，使其与反应堆的运行与停堆控制关联，有效避免由防护门误开导致的辐射外泄。

[0005] 本发明的技术方案如下：

[0006] 一种医院中子照射器防护门安全联锁控制系统，包括控制计算机、照射室防护门状态检测装置、中子注量率检测装置、反应堆控制棒驱动装置；照射室防护门状态检测装置与照射室的防护门关联，用于检测照射室的防护门状态；中子注量率检测装置用于检测照射室内的中子注量率。

[0007] 进一步地，反应堆运行过程中，控制系统每间隔设定时间检测照射室防护门状态和中子注量率运行值，当中子注量率大于设定值且防护门未关闭时，执行紧急停堆操作。

[0008] 进一步地，反应堆控制棒驱动装置包括步进电机、钢丝绳及滑轮机构，用于控制反应堆控制棒。

[0009] 进一步地，控制计算机包括操作界面以及相应的控制按键；控制按键包括开堆键、解锁键、载入数据键和退出键。

[0010] 进一步地，当中子注量率大于设定值，且防护门状态检测装置发现防护门未关闭时，执行紧急停堆操作。

[0011] 进一步地，在防护门未关闭时，控制计算机的开堆键无效。

[0012] 进一步地，紧急停堆后，控制计算机除解锁键外，其余各键都处于失效状态；按下解锁键，界面恢复到正常停堆状态。

[0013] 进一步地，处于开堆状态时，控制计算机载入数据键和退出键失效，只有在反应堆控制棒下落到底，并且反应堆功率降至运行功率的10%后，才恢复有效。

[0014] 作为本方案的另一方面，本方案公开了一种医院中子照射器防护门安全联锁控制方法，包括如下步骤：

[0015] （1）点击控制计算机的开堆键；

[0016] （2）读取中子注量率运行值和设定值；

[0017] （3）检测照射室防护门的状态；

[0018] （4）判断中子注量率是否大于设定值和防护门是否未关闭；

[0019] （5）当中子注量率大于设定值且防护门未关闭时，执行紧急停堆；否则，反应堆继续运行；反应堆运行过程中，步骤（2）至（5）每间隔设定时间循环一次。

[0020] 进一步的，当中子注量率大于设定值，且防护门状态检测装置发现防护门未关闭时，执行紧急停堆操作。

[0021] 采用上述技术方案，可以达到以下效果：(1)反应堆中子注量率在设定值以上时打开防护门导致停堆；(2) 防护门打开状态下无法开堆。由此有效避免了由防护门误开导致的辐射外泄。

附图说明

[0022] 附图1是本技术方案的结构图。

[0023] 附图2是本技术方案的控制系统工作流程图。

具体实施方式

[0024] 如图1所示，医院中子照射器防护门安全联锁控制系统，包括控制计算机、照射室防护门状态检测装置、中子注量率检测装置、反应堆控制棒驱动装置。

[0025] 照射室防护门状态检测装置与照射室的防护门关联，用于检测照射室的防护门状态，其可以是微动开关。

[0026] 中子注量率检测装置用于检测照射室内的中子注量率，其可以采用电流型的微型裂变室。

[0027] 反应堆控制棒驱动装置包括步进电机、钢丝绳及滑轮机构，用于控制反应堆控制棒，反应堆控制棒包括中心控制棒和辅助控制棒。

[0028] 控制计算机包括操作界面（没有在图中示出），以及相应的控制按键，包括开堆键、解锁键、载入数据键和退出键。按照控制系统的要求，在不同状态下，各个控制键将会处于不同的有效状态。

[0029] 如图2所示，反应堆运行过程中，控制系统每间隔一定时间，优选为1秒，检测一次照射室防护门状态和中子注量率运行值，并执行以下的控制方案：

[0030] 当中子注量率大于设定值，优选为1.0×109 n/(cm2•s)，且防护门状态检测装置发现防护门未关闭时，执行紧急停堆操作；否则，反应堆继续运行。

[0031] 当防护门状态检测装置发现防护门未关闭时，发出相应信号，使得控制计算机的开堆键无效；

[0032] 紧急停堆后，控制计算机除解锁键外，其余各键都处于失效状态；

[0033] 按下解锁键，界面恢复到正常停堆状态；

[0034] 处于开堆状态时，控制计算机的载入数据键和退出键失效，只有在反应堆控制棒下落到底和功率降至运行功率的10%后才恢复有效。

[0035] 作为另一实施方式，本方案还提出了一种医院中子照射器防护门安全联锁控制方法，包括如下步骤：

[0036] （1）点击控制计算机的开堆键；

[0037] （2）读取中子注量率运行值和设定值；

[0038] （3）检测照射室防护门的状态；

[0039] （4）判断中子注量率是否大于设定值和防护门是否未关闭；

[0040] （5）当中子注量率大于设定值且防护门未关闭时，执行紧急停堆；否则，反应堆继续运行；反应堆运行过程中，步骤（2）至（5）每间隔设定时间循环一次。

[0041] 当中子注量率大于设定值，且防护门状态检测装置发现防护门未关闭时，执行紧急停堆操作。在防护门未关闭时，控制计算机的开堆键无效。紧急停堆后，控制计算机除解锁键外，其余各键都处于失效状态；按下解锁键，界面恢复到正常停堆状态。处于开堆状态时，控制计算机载入数据键和退出键失效，只有在反应堆控制棒下落到底，并且反应堆功率降至运行功率的10%后，才恢复有效。

[0042] 在上述实施方式的基础上，本系统还包括一种紧急停堆控制系统，其又包括软件紧急停堆控制装置、自动硬件紧急停堆控制装置和手动紧急停堆控制装置；其中，软件紧急停堆是通过步进电机快速反转使中心控制棒和辅助控制棒下落到底，自动硬件紧急停堆和手动硬件紧急停堆是依靠中心控制棒和辅助控制棒重力下落到底。

[0043] 软件紧急停堆的触发源有4个：（1）中子注量率超过限定值20%；（2）堆水出入口温差≥25℃；（3）运行时开启照射室防护门；（4）鼠标点击屏幕上的紧急停堆键；任意一个触发源都会导致紧急停堆。

[0044] 自动硬件紧急停堆控制包括中子注量率检测紧急停堆电路和两路热工控制电路；是通过电压比较器和逻辑元件触发继电器动作，关断中心控制棒和辅助控制棒驱动机构的电源，中心控制棒和辅助控制棒依靠重力下落到底。

[0045] 手动硬件紧急停堆装置包括设在控制台的紧急停堆按钮。按下控制台的紧急停堆按钮，等于关断中心控制棒和辅助控制棒驱动机构的电源，控制棒和辅助控制棒依靠重力下落到底。电源的恢复必须手动完成，按下控制台的电机投入按钮后控制棒才能动作。

[0046] 采用上述技术方案，可以有效避免了由防护门不当操作导致的辐射外泄或人员误入被照射。

[0047] 以上所述实施例仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。