技術領域

本發(fā)明涉及核反應堆控制領域，具體涉及醫(yī)院中子照射防護門安全聯鎖控制技術。

背景技術：

硼中子俘獲療法（BNCT）是一種新型二元靶向惡性腫瘤放射治療技術，國際上均使用大功率實驗研究堆的一條中子束流孔道作為中子源，因為這種中子源都是建造在核技術研究中心或大學內，遠離居民區(qū)和醫(yī)院，而且建造成本高，運行維護復雜，非BNCT專用，對病人的施治造成很大的不便和困難。因此，亟需提供一種新型的醫(yī)院中子照射器以及配套設施。

醫(yī)院中子照射器反應堆的照射室是對病人進行照射治療的房間，為了防止其輻射外泄，除了墻壁采取必要措施外，還要采用防護門。但是如果在反應堆運行期間打來防護門，勢必造成輻射外泄或人員誤入被照射。因此，需要對此采取必要的措施。

技術實現要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種醫(yī)院中子照射器防護門安全聯鎖控制系統(tǒng)和方法，使其與反應堆的運行與停堆控制關聯，有效避免由防護門誤開導致的輻射外泄。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種醫(yī)院中子照射器防護門安全聯鎖控制系統(tǒng)，包括控制計算機、照射室防護門狀態(tài)檢測裝置、中子注量率檢測裝置、反應堆控制棒驅動裝置；照射室防護門狀態(tài)檢測裝置與照射室的防護門關聯，用于檢測照射室的防護門狀態(tài)；中子注量率檢測裝置用于檢測照射室內的中子注量率。

進一步地，反應堆運行過程中，控制系統(tǒng)每間隔設定時間檢測照射室防護門狀態(tài)和中子注量率運行值，當中子注量率大于設定值且防護門未關閉時，執(zhí)行緊急停堆操作。

進一步地，反應堆控制棒驅動裝置包括步進電機、鋼絲繩及滑輪機構，用于控制反應堆控制棒。

進一步地，控制計算機包括操作界面以及相應的控制按鍵；控制按鍵包括開堆鍵、解鎖鍵、載入數據鍵和退出鍵。

進一步地，當中子注量率大于設定值，且防護門狀態(tài)檢測裝置發(fā)現防護門未關閉時，執(zhí)行緊急停堆操作。

進一步地，在防護門未關閉時，控制計算機的開堆鍵無效。

進一步地，緊急停堆后，控制計算機除解鎖鍵外，其余各鍵都處于失效狀態(tài)；按下解鎖鍵，界面恢復到正常停堆狀態(tài)。

進一步地，處于開堆狀態(tài)時，控制計算機載入數據鍵和退出鍵失效，只有在反應堆控制棒下落到底，并且反應堆功率降至運行功率的10%后，才恢復有效。

作為本方案的另一方面，本方案公開了一種醫(yī)院中子照射器防護門安全聯鎖控制方法，包括如下步驟：

（1）點擊控制計算機的開堆鍵；

（2）讀取中子注量率運行值和設定值；

（3）檢測照射室防護門的狀態(tài)；

（4）判斷中子注量率是否大于設定值和防護門是否未關閉；

（5）當中子注量率大于設定值且防護門未關閉時，執(zhí)行緊急停堆；否則，反應堆繼續(xù)運行；反應堆運行過程中，步驟（2）至（5）每間隔設定時間循環(huán)一次。

進一步的，當中子注量率大于設定值，且防護門狀態(tài)檢測裝置發(fā)現防護門未關閉時，執(zhí)行緊急停堆操作。

采用上述技術方案，可以達到以下效果：(1)反應堆中子注量率在設定值以上時打開防護門導致停堆；(2) 防護門打開狀態(tài)下無法開堆。由此有效避免了由防護門誤開導致的輻射外泄。

附圖說明

附圖1是本技術方案的結構圖。

附圖2是本技術方案的控制系統(tǒng)工作流程圖。

具體實施方式

如圖1所示，醫(yī)院中子照射器防護門安全聯鎖控制系統(tǒng)，包括控制計算機、照射室防護門狀態(tài)檢測裝置、中子注量率檢測裝置、反應堆控制棒驅動裝置。

照射室防護門狀態(tài)檢測裝置與照射室的防護門關聯，用于檢測照射室的防護門狀態(tài)，其可以是微動開關。

中子注量率檢測裝置用于檢測照射室內的中子注量率，其可以采用電流型的微型裂變室。

反應堆控制棒驅動裝置包括步進電機、鋼絲繩及滑輪機構，用于控制反應堆控制棒，反應堆控制棒包括中心控制棒和輔助控制棒。

控制計算機包括操作界面（沒有在圖中示出），以及相應的控制按鍵，包括開堆鍵、解鎖鍵、載入數據鍵和退出鍵。按照控制系統(tǒng)的要求，在不同狀態(tài)下，各個控制鍵將會處于不同的有效狀態(tài)。

如圖2所示，反應堆運行過程中，控制系統(tǒng)每間隔一定時間，優(yōu)選為1秒，檢測一次照射室防護門狀態(tài)和中子注量率運行值，并執(zhí)行以下的控制方案：

當中子注量率大于設定值，優(yōu)選為1.0×10⁹ n/(cm²?s)，且防護門狀態(tài)檢測裝置發(fā)現防護門未關閉時，執(zhí)行緊急停堆操作；否則，反應堆繼續(xù)運行。

當防護門狀態(tài)檢測裝置發(fā)現防護門未關閉時，發(fā)出相應信號，使得控制計算機的開堆鍵無效；

緊急停堆后，控制計算機除解鎖鍵外，其余各鍵都處于失效狀態(tài)；

按下解鎖鍵，界面恢復到正常停堆狀態(tài)；

處于開堆狀態(tài)時，控制計算機的載入數據鍵和退出鍵失效，只有在反應堆控制棒下落到底和功率降至運行功率的10%后才恢復有效。

作為另一實施方式，本方案還提出了一種醫(yī)院中子照射器防護門安全聯鎖控制方法，包括如下步驟：

（1）點擊控制計算機的開堆鍵；

（2）讀取中子注量率運行值和設定值；

（3）檢測照射室防護門的狀態(tài)；

（4）判斷中子注量率是否大于設定值和防護門是否未關閉；

（5）當中子注量率大于設定值且防護門未關閉時，執(zhí)行緊急停堆；否則，反應堆繼續(xù)運行；反應堆運行過程中，步驟（2）至（5）每間隔設定時間循環(huán)一次。

當中子注量率大于設定值，且防護門狀態(tài)檢測裝置發(fā)現防護門未關閉時，執(zhí)行緊急停堆操作。在防護門未關閉時，控制計算機的開堆鍵無效。緊急停堆后，控制計算機除解鎖鍵外，其余各鍵都處于失效狀態(tài)；按下解鎖鍵，界面恢復到正常停堆狀態(tài)。處于開堆狀態(tài)時，控制計算機載入數據鍵和退出鍵失效，只有在反應堆控制棒下落到底，并且反應堆功率降至運行功率的10%后，才恢復有效。

在上述實施方式的基礎上，本系統(tǒng)還包括一種緊急停堆控制系統(tǒng)，其又包括軟件緊急停堆控制裝置、自動硬件緊急停堆控制裝置和手動緊急停堆控制裝置；其中，軟件緊急停堆是通過步進電機快速反轉使中心控制棒和輔助控制棒下落到底，自動硬件緊急停堆和手動硬件緊急停堆是依靠中心控制棒和輔助控制棒重力下落到底。

軟件緊急停堆的觸發(fā)源有4個：（1）中子注量率超過限定值20%；（2）堆水出入口溫差≥25℃；（3）運行時開啟照射室防護門；（4）鼠標點擊屏幕上的緊急停堆鍵；任意一個觸發(fā)源都會導致緊急停堆。

自動硬件緊急停堆控制包括中子注量率檢測緊急停堆電路和兩路熱工控制電路；是通過電壓比較器和邏輯元件觸發(fā)繼電器動作，關斷中心控制棒和輔助控制棒驅動機構的電源，中心控制棒和輔助控制棒依靠重力下落到底。

手動硬件緊急停堆裝置包括設在控制臺的緊急停堆按鈕。按下控制臺的緊急停堆按鈕，等于關斷中心控制棒和輔助控制棒驅動機構的電源，控制棒和輔助控制棒依靠重力下落到底。電源的恢復必須手動完成，按下控制臺的電機投入按鈕后控制棒才能動作。

采用上述技術方案，可以有效避免了由防護門不當操作導致的輻射外泄或人員誤入被照射。

以上所述實施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發(fā)明的技術方案做出的各種變形和改進，均應落入本發(fā)明的權利要求書確定的保護范圍內。