约翰逊对空间反应器温度测量的噪声测温学

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约翰逊对空间反应器温度测量的噪声测温学
 摘要：地球的和遥远地被找出的反应器之间的第一差别是能力周期性地重新校正和替换仪器工作。因此，间隔反应器为自已校准安置了保险，且长期可靠的工作。以w/w热电偶制作的SP-100反映器为主要的测温仪器。然而，大伽玛和中子药量期望在蓄冷剂出口(>1 MGy；3x1015)与高温度结合了(1375 K名词性的词；1650)意味着热电偶将极大漂移在反应器的终身。一个联合的约翰逊噪声电阻温度计能执行在这些极端状态下由ORNL发展 (Carroll 1994)。噪声是一个根本表示温度法——它的约翰逊是电子领域周围的原子热量的振动。约翰逊噪声，然而，根本上是弱信号(~4x10-7 Vrms为100!电阻器在300 K，使用100千赫带宽)被传播在频率光谱中。创造电子学和信号处理所要求的有效地测量和解释噪声信号仍然是项挑战。ORNL最近在一个母鹿国际核能研究主动的项目之下与韩国原子能研究所(美国 母鹿2002)开发了与约翰逊噪声测温学(JNT)严密相关的电子和信号处理能力。间隔核能的JNT的应用概要和ORNL JNT能力的当前状态是本文主题。
 介绍：约翰逊噪声测温学被申请了于堆芯内测量温度到现在超过三十年(Brixy 1971)而且约翰逊噪声测量温度的一般使用超过了五十年(驻军1949)。 另外约翰逊噪声测温学的重大空间应用限制于技术。院长在这些之中的长期独立操作和非常高度辐射容忍电子。必要的是少量的、温度宽容电子和机械险峻更加进一步制约实施。约翰逊间隔核反应堆的噪声测温学的应用概要由罗伯特、Blalock和Shepard做的(1989)。
 历史约翰逊噪声空间反应器发展：SP-100空间反应器被设计有不同的套温度测量。主要W/W再热电偶因陈列在高中子通量(Brixy 1982)中大漂泊而闻名。SP-100温度测量系统在1375 K有一个1%测量不确定性要求，8秒响应时间极限和一个7年无人值守的要求。常规温度计不能实现这些目标。然而，由橡树岭国家实验室(ORNL)发展的约翰逊噪声温度计，最初为燃料中心线测量而且认为能符合这些严密要求。约翰逊噪声是一个温度的原则表示法。根本上，温度仅仅是一个原子合奏的卑鄙动能的方便表示法。因为约翰逊噪声是一个温度的表示法(而不是像电阻或热电潜力一样对温度的一个反应的)，约翰逊噪声在传感器的物质性质上从化工到机械变化是免疫的。
 测温学：从1987年到1991年SP-100空间核电力的节目支持约翰逊噪声温度计在ORNL发展。高温度，高辐射，液体锂蓄冷剂，与鞘物质焊接兼容性需求一起需要了一根习惯抵抗温度探针的发展。进一步，而约翰逊噪声是传感器的机械情况的独立，电子转轨在连接的缆绳之内将有害地影响测量。ORNL SP-100温度探针有3米的连续的长度和5毫米外部直径，与铌1%锆鞘。探针使用了高纯度crushable铝土绝缘材料和在一种惰性气氛之内聚集。 感觉的卷是10 cm长的导线创伤(127微米直径Nb-1%Zr导线)结构被焊接到二个对762微米直径连接导线。传感器有零的程度抵抗~30！并且1375 K抵抗~100!图1显示被装配的探针的概要。

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