IEC 61468:2000

NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2000-03
Centrales nucléaires de puissance –
Instrumentation en-cœur –
Caractéristiques et méthodes
d'essais des collectrons
Nuclear power plants –
In-core instrumentation –
Characteristics and test methods
of self-powered neutron detectors
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 61468:2000
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Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are
sont numérotées à partir de 60000. issued with a designation in the 60000 series.
Publications consolidées Consolidated publications
Les versions consolidées de certaines publications de Consolidated versions of some IEC publications
la CEI incorporant les amendements sont disponibles. including amendments are available. For example,
Par exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 edition numbers 1.0, 1.1 and 1.2 refer, respectively, to
indiquent respectivement la publication de base, la the base publication, the base publication incor-
publication de base incorporant l’amendement 1, et la porating amendment 1 and the base publication
publication de base incorporant les amendements 1 incorporating amendments 1 and 2.
et 2.
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Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état under constant review by the IEC, thus ensuring that
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mation de la publication sont disponibles dans le of the publication is available in the IEC catalogue.
Catalogue de la CEI.
Les renseignements relatifs à des questions à l’étude et Information on the subjects under consideration and
des travaux en cours entrepris par le comité technique work in progress undertaken by the technical
qui a établi cette publication, ainsi que la liste des committee which has prepared this publication, as well
publications établies, se trouvent dans les documents ci- as the list of publications issued, is to be found at the
dessous: following IEC sources:
• «Site web» de la CEI* • IEC web site*
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
Publié annuellement et mis à jour Published yearly with regular updates
régulièrement (On-line catalogue)*
(Catalogue en ligne)*
• Bulletin de la CEI
• IEC Bulletin
Disponible à la fois au «site web» de la CEI*
Available both at the IEC web site* and
et comme périodique imprimé
as a printed periodical
Terminologie, symboles graphiques
Terminology, graphical and letter
et littéraux
symbols
En ce qui concerne la terminologie générale, le lecteur
For general terminology, readers are referred to
se reportera à la CEI 60050: Vocabulaire Electro-
IEC 60050: International Electrotechnical Vocabulary
technique International (VEI).
(IEV).
Pour les symboles graphiques, les symboles littéraux
For graphical symbols, and letter symbols and signs
et les signes d'usage général approuvés par la CEI, le
approved by the IEC for general use, readers are
lecteur consultera la CEI 60027: Symboles littéraux à
referred to publications IEC 60027: Letter symbols to
utiliser en électrotechnique, la CEI 60417: Symboles
be used in electrical technology, IEC 60417: Graphical
graphiques utilisables sur le matériel. Index, relevé et
symbols for use on equipment. Index, survey and
compilation des feuilles individuelles, et la CEI 60617:
compilation of the single sheets and IEC 60617:
Symboles graphiques pour schémas.
Graphical symbols for diagrams.
* Voir adresse «site web» sur la page de titre.
* See web site address on title page.

NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2000-03
Centrales nucléaires de puissance –
Instrumentation en-cœur –
Caractéristiques et méthodes
d'essais des collectrons
Nuclear power plants –
In-core instrumentation –
Characteristics and test methods
of self-powered neutron detectors
 IEC 2000 Droits de reproduction réservés  Copyright - all rights reserved
Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni No part of this publication may be reproduced or utilized in
utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, any form or by any means, electronic or mechanical,
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– 2 – 61468  CEI:2000
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 6
Articles
1 Domaine d'application et objet. 8
2 Références normatives. 8
3 Définitions et abréviations . 10
3.1 Définitions. 10
3.2 Abréviations . 14
4 Collectrons – caractéristiques générales. 16
5 Structure mécanique et caractéristiques . 18
6 Caractéristiques électriques et nucléaires. 22
7 Recommandations pour les applications . 24
7.1 Carte de flux neutronique, surveillance et contrôle du coeur . 24
7.2 Régulation . 26
7.3 Protection du coeur . 26
7.4 Classification . 26
8 Recommandations pour la conception . 26
8.1 Bruit de fond . 26
8.2 Temps de réponse . 26
8.3 Durée de vie . 28
8.4 Construction mécanique et câblage . 28
9 Méthodes d’essai . 28
9.1 Essais sur un prototype. 28
9.2 Essais de fin de fabrication . 30
10 Etalonnage d’un détecteur. 30
10.1 Etalonnage absolu . 30
10.2 Etalonnage par comparaison . 32
10.3 Calibration en-coeur. 32
10.4 Procédure de calibration . 32
10.5 Recommandations pour la périodicité de la calibration. 34
Annexe A (informative) Principes du collectron . 36
A.1 Mécanismes qui conditionnent la réponse d'un collectron. 36
A.1.1 Désintégration bêta (réponse retardée) . 36
A.1.2 Capture neutronique (réponse prompte) . 36
A.1.3 Effet photoélectrique (réponse prompte). 36
A.1.4 Effet Compton (réponse prompte) . 38

61468  IEC:2000 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD . 7
Clause
1 Scope and object . 9
2 Normative references . 9
3 Definitions and abbreviations. 11
3.1 Definitions. 11
3.2 Abbreviations . 15
4 Self-powered neutron detectors – General characteristics. 17
5 Mechanical structure and characteristics . 19
6 Nuclear and electrical characteristics. 23
7 Application recommendations. 25
7.1 Fluence rate mapping – core monitoring and surveillance . 25
7.2 Feedback control . 27
7.3 Core protection . 27
7.4 Classification . 27
8 Design recommendations . 27
8.1 Background noise . 27
8.2 Time response . 27
8.3 Lifetime. 29
8.4 Mechanical design and electrical connection . 29
9 Test methods . 29
9.1 Prototype testing . 29
9.2 Production tests . 31
10 Detector calibration . 31
10.1 Absolute calibration. 31
10.2 Comparison calibration. 33
10.3 In-core calibration . 33
10.4 Calibration procedure. 33
10.5 Recommended calibration periods. 35
Annex A (informative)  Self-powered detector principles. 37
A.1 SPND response mechanisms. 37
A.1.1 Beta decay (delayed response). 37
A.1.2 Neutron capture (prompt response) . 37
A.1.3 Photoelectric effect (prompt response) . 37
A.1.4 Compton effect (prompt response) . 39

– 4 – 61468  CEI:2000
A.2 Nature de la réponse d'un collectron. 38
A.2.1 Interactions aux neutrons thermiques . 38
A.2.2 Interactions gamma. 38
A.3 Fluence de combustion d'un détecteur . 38
A.4 Caractéristiques fonctionnelles des collectrons . 40
A.4.1 Caractéristiques des émetteurs vanadium . 40
A.4.2 Caractéristiques des émetteurs cobalt. 40
A.4.3 Caractéristiques des émetteurs rhodium. 40
A.4.4 Caractéristiques des émetteurs argent . 42
A.4.5 Caractéristiques des émetteurs platine. 42
A.4.6 Caractéristiques des émetteurs hafnium. 42
A.5 Assemblages de collectrons . 46
A.5.1 Assemblages de collectrons pour réacteurs à eau légère. 46
A.5.2 Assemblages typiques de collectrons pour réacteurs à eau lourde . 48

61468  IEC:2000 – 5 –
A.2 Nature of SPND response . 39
A.2.1 Thermal neutron interactions . 39
A.2.2 Gamma interactions . 39
A.3 Detector burn-up life. 39
A.4 Self-powered detector operating characteristics. 41
A.4.1 Vanadium emitter characteristics. 41
A.4.2 Cobalt emitter characteristics . 41
A.4.3 Rhodium emitter characteristics. 41
A.4.4 Silver emitter characteristics. 43
A.4.5 Platinum emitter characteristics. 43
A.4.6 Hafnia emitter characteristics . 43
A.5 Self-powered detector assemblies . 47
A.5.1 Light water reactor self-powered detector assemblies . 47
A.5.2 Typical heavy water reactor self-powered detector assembly. 49

– 6 – 61468  CEI:2000
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
CENTRALES NUCLÉAIRES DE PUISSANCE –
INSTRUMENTATION EN-COEUR –
CARACTÉRISTIQUES ET MÉTHODES D'ESSAIS
DES COLLECTRONS
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Électrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation composée
de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a pour objet de
favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de
l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes internationales.
Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le
sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation
Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, spécifications techniques, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les Comités
nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 61468 a été établie par le sous-comité 45A: Instrumentation des
réacteurs, du comité d'études 45 de la CEI: Instrumentation nucléaire.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
45A/369/FDIS 45A/379/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 3.
L’annexe A est donnée uniquement à titre d’information
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2004. A cette
date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
61468  IEC:2000 – 7 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
____________
NUCLEAR POWER PLANTS –
IN-CORE INSTRUMENTATION –
CHARACTERISTICS AND TEST METHODS
OF SELF-POWERED NEUTRON DETECTORS
FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International Organization
for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two
organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical specifications, technical reports or guides and they are accepted by the National
Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 61468 has been prepared by subcommittee 45A: Reactor
instrumentation, of IEC technical committee 45: Nuclear instrumentation.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
45A/369/FDIS 45A/379/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 3.
Annex A is for information only.
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until
2004. At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
– 8 – 61468  CEI:2000
CENTRALES NUCLÉAIRES DE PUISSANCE –
INSTRUMENTATION EN-COEUR –
CARACTÉRISTIQUES ET MÉTHODES D'ESSAIS
DES COLLECTRONS
1 Domaine d'application et objet
La présente Norme internationale est applicable aux détecteurs en-coeur et à l’instrumentation
associée, conçus pour des fonctions importantes pour la sûreté: la protection, le contrôle et
l’information. Elle se limite aux caractéristiques et méthodes d’essais pour les collectrons. Les
collectrons peuvent être utilisés pour mesurer un débit de fluence neutronique (flux) et la
distribution spatiale de puissance des réacteurs nucléaires. Cette norme précise les exigences
et les recommandations, et donne des conseils pour sélectionner un type de collectrons et les
caractéristiques des collectrons pour différentes applications possibles.
Concernant les principes de conception générale d’une installation et du système de contrôle
commande pour la mesure du débit de fluence neutronique, il convient de se référer aux
principes généraux des systèmes d'instrumentation nucléaire conformément aux codes et
guides de sûreté de l’AIEA, ainsi qu’à la CEI 61513.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence
qui y est faite, constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale.
Pour les références datées, les amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications
ne s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes aux accords fondés sur la présente
Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus
récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la
dernière édition du document normatif en référence s’applique. Les membres de la CEI et de
l'ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur.
CEI 60050(394):1995, Vocabulaire Electrotechnique International (VEI) – Chapitre 394:
Instrumentation nucléaire: Instruments
CEI 60515:1975, Détecteurs de rayonnement pour l’instrumentation et la protection des
réacteurs nucléaires: caractéristiques et méthodes d’essai
CEI 60568:1977, Appareillage de mesure du débit de fluence neutronique dans le coeur des
réacteurs de puissance
CEI 61226:1993, Centrales nucléaires – Systèmes d’instrumentation et de contrôle-commande
importants pour la sûreté – Classification
CEI 61513, Centrales nucléaires de puissance – Contrôle-commande des systèmes importants
1)
pour la sûreté – Prescriptions générales pour les systèmes
___________
1)
A publier.
61468  IEC:2000 – 9 –
NUCLEAR POWER PLANTS –
IN-CORE INSTRUMENTATION –
CHARACTERISTICS AND TEST METHODS
OF SELF-POWERED NEUTRON DETECTORS
1 Scope and object
This International Standard applies to in-core neutron detectors and instrumentation which are
designed for purposes important to safety: protection, control and information. It is restricted to
characteristics and test methods for self-powered neutron detectors (SPNDs). Self-powered
neutron detectors can be used for neutron fluence rate (flux) measurements and spatial power
measurements in nuclear reactors. This standard gives requirements, recommendations and
guidance on selection of the type and characteristics of SPNDs for different possible
applications of SPNDs.
For the principles of overall plant and I&C system design and the purpose of neutron fluence
rate measurements, reference should be made to general principles of nuclear reactor
instrumentation according to IAEA Codes and Safety Guides and IEC 61513.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text,
constitute provisions of this International Standard. For dated references, subsequent
amendments to, or revisions of, any of these publications do not apply. However, parties to
agreements based on this International Standard are encouraged to investigate the possibility
of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated
references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of IEC
and ISO maintain registers of currently valid International Standards.
IEC 60050(394):1995, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) Chapter 394: Nuclear
Instrumentation: Instruments
IEC 60515:1975, Radiation detectors for the instrumentation and protection of nuclear reactors;
characteristics and test methods
IEC 60568:1977, In-core instrumentation for neutron fluence rate (flux) measurements in power
reactors
IEC 61226:1993, Nuclear power plants – Instrumentation and control systems important for
safety – Classification
IEC 61513, Nuclear power plants – Instrumentation and control for systems important to safety
1)
– General requirements for systems
___________
1)
To be published.
– 10 – 61468  CEI:2000
3 Définitions et abréviations
3.1 Définitions
Pour les besoins de la présente norme, les définitions suivantes sont applicables.
3.1.1
compensation par câble de bruit de fond ou conducteur de compensation
(du signal d’un collectron)
méthode utilisée pour corriger le signal issu d’un collectron en retranchant la contribution du
bruit de fond. Cette correction est généralement obtenue en plaçant un détecteur de bruit de
fond dans l’assemblage ou en utilisant un détecteur équipé d’une deuxième âme pour la
compensation (voir figure 3)
3.1.2
désintégration bêta
processus de désintégration au cours duquel le nombre de masse A reste inchangé alors que
le numéro atomique Z est modifié. Les processus comprennent l'émission d'un électron
– +
(désintégration β ), la capture d'un électron, et l'émission d'un positron (désintégration β )
3.1.3
combustion
appauvrissement ou réduction du nombre d’atomes lorsque ceux-ci sont exposés à un débit de
fluence neutronique thermique pendant une certaine durée, à cause de leur transformation en
d'autres radio-isotopes
3.1.4
fluence de combustion (d’un détecteur de neutrons)
fluence estimée de neutrons d'une distribution énergétique donnée, pour laquelle la quantité de
matière sensible consommée est telle que les caractéristiques du détecteur se situent hors des
tolérances spécifiées pour une application déterminée [VEI 394-18-30]
3.1.5
section efficace de capture
mesure de la probabilité d'une collision ou d'un processus d'interaction, défini comme la
surface effective présentée par les particules de la cible vis à vis des particules incidentes pour
ce processus
3.1.6
effet Compton
collision élastique simple dans laquelle un photon d'une énergie E = hν entre en collision
0 0
avec un électron, provoquant ainsi le recul de l'électron qui emporte une énergie E = 1/2mv .
Le photon lui même est diffusé avec un angle Θ et une énergie E′ = hν – E
3.1.7
section efficace, σ
surface d'un noyau cible, qui, lorsqu'elle est frappée par une particule incidente, produit une
réaction. Le nombre de particules soumises à l'interaction (n ) est égal au produit du nombre
r
des particules incidentes (n ) par la valeur de la section efficace (σ), par le nombre total des
i
noyaux par unité de volume de la cible (N) et par l'épaisseur de la cible (t)
n = n σ Nt
r i
–28 2
La section efficace est exprimée en barns (1 b = 10 m )

61468  IEC:2000 – 11 –
3 Definitions and abbreviations
3.1 Definitions
For the purpose of this publication, the following definitions apply:
3.1.1
background or lead-compensation (of a self-powered detector signal)
a method employed to correct the current from a SPND for background contribution. This is
usually accomplished by placing an "emitterless" background detector in the in-core assembly,
or by using detectors with an internal compensating lead wire (see figure 3)
3.1.2
beta decay
radioactive decay process in which mass number A remains unchanged but the atomic number
–
Z changes. Processes include electron emission (β decay), electron capture, and positron
+
emission (β decay)
3.1.3
burn-up
depletion or reduction of target atoms when exposed to a thermal neutron fluence rate over
time, due to conversion to other radioisotopes
3.1.4
burn-up life (of a neutron detector)
estimated fluence of neutrons of a given energy distribution after which the sensitive material
will be consumed to such an extent that the detector characteristics exceed the specified
tolerances for a specified purpose [IEV 394-18-30]
3.1.5
capture cross-section
measure of the probability of a particular collision or interaction process, stated as the effective
area which target particles present to incident particles for that process
3.1.6
Compton effect
ordinary elastic collision in which an incident photon of energy E = hν strikes a target electron
0 0
causing the electron to recoil with energy E = 1/2mv . The photon itself is scattered at an angle
Θ and energy E′ = hν – E
3.1.7
cross-section, σ
area within a target nucleus, which if struck by an incident particle will lead to a reaction taking
place. The number of particles undergoing interaction (n ) is equal to the number of incident
r
particles (n) times the cross-section (σ) times the total number of target nuclei per target
i
volume (N) times the target thickness (t).
n = n σNt
r i
–28 2
The cross-section is expressed in barns (1 b = 10 m )

– 12 – 61468  CEI:2000
3.1.8
constante de décroissance radioactive (λλ)
constante de désintégration radioactive,
constante de décroissance du radio-isotope
constante de proportionnalité,
constante obtenue, pour chaque isotope, en divisant le logarithme naturel de 0,5 par la période
–1
(demi-vie, en secondes), et exprimée en s :
λ = (ln0,5)/t = 0,693/t
1/2 1/2
3.1.9
réponse retardée
retard ou décalage dans la production du signal après une exposition à un échelon de débit de
fluence neutronique. Le retard moyen est (t /ln2) où t est la période du radio-isotope qui
1/2 1/2
produit le signal. Le signal atteint l'équilibre en un temps de l'ordre de cinq fois t après
1/2
l'échelon.
3.1.10
réponse à l’équilibre
pour des collectrons utilisant la désintégration bêta, la réponse du détecteur (le signal) produite
lorsque le taux de réaction de capture dans l’émetteur est égal au taux de désintégration du
radio-isotope contenu dans l’émetteur
3.1.11
période ou demi-vie (t )
1/2
temps nécessaire pour que la valeur du nombre d'atomes ou de l'activité d'un élément
radioactif soit diminuée de moitié
3.1.12
détecteur de neutrons en-coeur
détecteur, fixe ou mobile, conçu pour la mesure du débit de fluence neutronique (flux) ou pour
celle de la fluence en un point déterminé ou dans une zone du coeur ou de l’enveloppe
primaire
3.1.13
collectron intégral
assemblage qui réunit un collectron et son câble de telle manière que le câble constitue une
extension du collectron lui-même, c’est-à-dire que l’émetteur est directement connecté à l’âme
du câble. Le câble et le collectron partagent le même isolant, et le collecteur constitue aussi
l’enveloppe extérieure du câble (voir figure 1)
3.1.14
collectron modulaire
assemblage obtenu par une liaison mécanique (soudure ou brasure) d’un détecteur (émetteur,
isolant, collecteur) à un câble conducteur (âme, isolant, enveloppe extérieure) (voir figure 2)
3.1.15
effet photoélectrique
collision d'un photon dans laquelle la totalité de l'énergie du photon incident est absorbée par
l'atome cible, provoquant l'émission d'un électron avec une énergie E = hν – B , où hν est
e
énergie du photon incident et B est énergie de liaison de l'électron émis
e
3.1.16
réponse prompte
production d’un signal par un collectron dont le principe est basé sur des réactions (n,γ,e)

61468  IEC:2000 – 13 –
3.1.8
decay constant (λλ)
disintegration constant
radioisotope decay constant
proportionality constant
for each radioisotope, λ is derived by dividing the natural logarithm of 0,5 by the half-life (in
–1
seconds), and expressed in s
λ = (ln0,5)/t = 0,693/t
1/2 1/2
3.1.9
delayed response
time delay or lag in signal generation after exposure to a step change in neutron fluence rate.
The mean lag time is (t /ln2) where t is the half-life of the radioisotope which produces the
1/2 1/2
signal. The signal reaches equilibrium after a period of about five times t following the step
1/2
change
3.1.10
equilibrium response
for beta-decay self-powered neutron detectors, the response (signal) generated once the rate
of neutron capture in the emitter equals the decay rate of radioisotopes in the emitter
3.1.11
half-life (t )
1/2
time required for the number of atoms or the activity of a radioactive element to decrease from
a particular value to half that value
3.1.12
in-core neutron detector
detector, fixed or movable, designed for the measurement of neutron fluence rate (flux) or
neutron fluence at a defined point or in a region of a reactor core or primary envelope
3.1.13
integral self-powered neutron detector
self-powered neutron detector assembly in which the lead cable section is an extension of the
detector section, i.e. the emitter is directly attached to the core/signal wire; both sections share
common insulation, and the collector of the detector section is also the outer sheath of the lead
cable section (see figure 1)
3.1.14
modular self-powered neutron detector
self-powered neutron detector assembly made by mechanically joining, welding or brazing a
detector (emitter, insulator, collector) to a length of lead cable (core/signal wire, insulator, outer
sheath) (see figure 2)
3.1.15
photoelectric effect
photon collision in which the energy of the incident photon is absorbed by the target atom,
causing an electron to be emitted with energy E = hν – B , where hν is the energy of the
e
incident photon and B is the binding energy of the emitted electron
e
3.1.16
prompt response
signal generation from a self-powered neutron detector based on the (n, γ, e) reaction

– 14 – 61468  CEI:2000
3.1.17
radio-isotopes
isotopes radioactifs
espèces atomiques instables ayant un nombre atomique Z identique (c'est le même élément)
mais un nombre de masse différent; isotope de cet élément qui est sujet à la désintégration
3.1.18
collectron
détecteur de neutrons qui ne nécessite pas de polarisation extérieure et qui est constitué de
trois éléments principaux: l’émetteur qui interagit avec les neutrons pour émettre des électrons,
un collecteur qui récupère ces électrons et un isolant placé entre l’émetteur et le collecteur
(voir figure 1)
3.1.19
autoprotection
auto-absorption qui se produit dans l'émetteur. Lorsque le diamètre de l'émetteur augmente, la
probabilité pour un électron créé à l'intérieur de l'émetteur de sortir de celui-ci décroît, et la
génération d'un courant diminue en efficacité
3.1.20
sensibilité (d’un détecteur)
sensibilité d’un détecteur vis à vis du rayonnement qu’il doit mesurer, donnée par la relation:
variation du signal de sortie (réponse du détecteur)
S =
variation de la grandeur d' entrée (rayonnement à mesurer)
Dans la plupart des applications, la réponse du détecteur est linéaire et le signal de sortie est
négligeable en l’absence de rayonnement.
Ainsi:
signal de sortie (réponse du détecteur)
la sensibilité S =
grandeur d' entrée (rayonnement à mesurer)
3.1.21
neutrons thermiques
neutrons dont l'énergie cinétique est environ de 0,025 eV à 293 K; neutrons qui sont en
équilibre thermique avec leur environnement
3.1.22
vie utile (d’un détecteur)
durée de fonctionnement, dans des conditions d'irradiation et d'environnement comprises entre
des limites spécifiées, à la suite de laquelle les caractéristiques du détecteur se situent hors
des tolérances spécifiées [VEI 394-18-29]
NOTE La vie utile peut s'exprimer en fluence de particules incidentes, etc.
3.2 Abréviations
3.2.1
REB
réacteur à eau bouillante
3.2.2
CANDU
nom donné par les Canadiens à leur filière de réacteur utilisant l’uranium naturel comme
combustible et l’eau lourde comme réfrigérant et comme modérateur. Abréviation de CANada,
Deuterium, Uranium
61468  IEC:2000 – 15 –
3.1.17
radioisotopes
radioactive isotopes
unstable atomic species which have the atomic number Z of the same element but different
mass numbers A; isotope of an element that undergoes disintegration
3.1.18
self-powered neutron detector (SPND)
neutron-sensitive radiation detector that requires no external power supply and consists of
three basic elements: an emitter that interacts with neutrons to emit electrons; a collector that
collects these electrons and an insulator that isolates the emitter from the collector (see
figure 1)
3.1.19
self-shielding
self-absorption which occurs in the emitter: as emitter diameter increases, the escape
probability of an electron born in the interior of the emitter decreases, and current-producing
efficiency drops
3.1.20
sensitivity (of a detector)
sensitivity of a detector to the radiation to be measured. This sensitivity is given by:
variation of the output quantity (detector response)
S =
variation of the input quantity (radiation to be measured)
In most applications, the detector response is linear and has a negligible output signal for zero
input.
Hence
output quantity (detector response)
sensitivity S =
input quantity (radiation to be measured)
3.1.21
thermal neutrons
neutrons with kinetic energy equal to about 0,025 eV at 293 K; neutrons that are approximately
in thermal equilibrium with their surroundings
3.1.22
useful life (of a neutron detector)
operational life, under irradiation and environmental conditions restricted within specified limits,
after which the detector characteristics exceed the specified tolerances [IEV 394-18-29]
NOTE Useful life can be expressed in incident particle fluence, etc.
3.2 Abbreviations
3.2.1
BWR
boiling water reactor
3.2.2
CANDU
the name given to a Canadian reactor design featuring natural uranium fuel and heavy water
moderator and coolant. An acronym for CANada, Deuterium, Uranium

– 16 – 61468  CEI:2000
3.2.3
HWR
réacteur à eau lourde; réacteur refroidi et modéré à l’eau lourde (D O)
3.2.4
REL
réacteur à eau légère; réacteur refroidi et modéré à l’eau légère. Les types de réacteurs
commercialisés comprennent les réacteurs à eau pressurisée (REP) et les réacteurs à eau
bouillante (REB)
3.2.5
REP
réacteur à eau pressurisée
3.2.6
RBMK
réacteur modéré au graphite et refroidi à l’eau légère
3.2.7
SIR
sigle anglais: "straight individually replaceable". Désigne les collectrons de type intégral utilisés
sur les réacteurs à eau lourde
3.2.8
SPND
sigle anglais: "self powered neutron detector": détecteur de neutron auto-alimenté (se traduit
par "collectron")
4 Collectrons – caractéristiques générales
Dans les collectrons, les interactions entre les neutrons et les noyaux sont utilisées pour
produire un courant proportionnel au débit de fluence neutronique. Comparativement aux
autres détecteurs en-coeur, les collectrons présentent les avantages suivants:
– ils ne nécessitent pas de polarisation;
– leur structure est simple et robuste;
– leur petite taille est bien adaptée aux applications en-cœur;
– une bonne stabilité en fonction des conditions de température et de pression;
– une faible perte de sensibilité en fonction de la fluence (selon le type d’émetteur).
Néanmoins, ils présentent les inconvénients suivants:
– dynamique de mesure réduite du fait de leur faible sensibilité aux neutrons;
– ils nécessitent une compensation du bruit de fond (pour certains émetteurs);
– leur réponse est retardée (certains émetteurs).

61468  IEC:2000 – 17 –
3.2.3
HWR
heavy water reactor – A heavy water (D O) cooled and moderated reactor
3.2.4
LWR
light water reactor – A light water cooled and moderated reactor. Commercial types include the
pressurized water reactor (PWR) and the boiling water reactor (BWR)
3.2.5
PWR
pressurized water reactor
3.2.6
RBMK
a graphite moderated light water cooled reactor
3.2.7
SIR
an acronym for "straight individually replaceable". An integral type self-powered detector used
in HWRs
3.2.8
SPND
self-powered neutron detector
4 Self-powered neutron detectors – General characteristics
In self-powered neutron detectors (SPNDs), the interactions of neutrons and atomic nuclei are
used to produce a current which is proportional to the neutron fluence rate (flux). When
compared to other types of in-core detectors, they have the following advantages:
– no need of power supply;
– simple and robust structure;
– relatively small mechanical "size" well-suited for in-core installation;
– good stability under temperature and pressure conditions;
– low burn-up (dependent on emitter material).
At the same time, they have the following disadvantages:
– limited operating range due to relatively low neutron sensitivity;
– compensation for background noise required (for some emitters);
– delayed signal response (for some emitters).

– 18 – 61468  CEI:2000
5 Structure mécanique et caractéristiques
Un collectron (voir figure 1) se présente typiquement sous la forme d’un câble coaxial
comprenant une électrode interne (l’émetteur), entourée d’un isolant et d’une électrode externe
(le collecteur).
Il est préférable que le câble de liaison et le détecteur forment une structure intégrale, c’est-à-
dire que l’âme du câble soit reliée directement à l’émetteur; q
...