压水堆一回路边界发生冷却剂泄漏,不仅会使反应堆的运行功率发生变化,影响核电站的安全运行,而且会造成核电站周边环境污染,甚至发生严重的安全事故。对一回路泄漏情况进行监测可以保证压力边界发生泄漏后能及时发现,为运行人员及时采取有效处理措施,防止事故扩大提供帮助和指导。20世纪90年代,以监测安全壳内13N含量来判断泄漏的方法迅速发展,该方法具有源项可以准确计算,能够定量的给出一回路的泄漏率及响应快等优点。目前,13N一回路泄漏监测采用的是低本底γ能谱仪法,实际使用中发现γ能谱方法存在着泄漏率探测下限较高,谱仪长期工作稳定性变差的不足。为了解决存在的问题,提出了基于13N的多探头γ-γ符合一回路泄漏监测方法。符合法能够有效的抑制测量系统的本底,同时符合方法探测效率相对较低;对于γ-γ符合方法,提高符合探测效率是降低测量系统的探测下限,提高灵敏度的核心关键问题。本文将通过蒙特卡罗模拟与实验测试结合的方法进行研究,主要内容如下:首先,基于γ能谱法测量系统的取样容器马林杯（Marinelli Beaker）,设计了基于四个Na I（TI）符合、五个Na I（TI）符合的测量装置,并利用MCNP6程序模拟了13N、22Na衰变产生的正电子的湮没行为,分别计算了正电子在容器内空气中、容器内壁上下底面、内壁其它面发生湮没的几率。模拟结果显示,当取样容器容积由1.8L增大到4.9L时,13N、22Na产生的正电子的湮没遵循以下规律:1)在空气中湮没几率正比于容器的容积,湮没的几率分别在[6.57%,20.3%]、[11.76%,32.1%]范围内逐渐增大;2)在容器内壁上下底面湮没的几率正比于容器容积,湮没的几率分别在[24.66%,41.2%]、[21.33%,34.7%]范围内逐渐增大;3)在容器内壁其它面的湮没几率反比于容器容积,湮没的几率分别在[43.3%,64.68%]、[35.6%,59.08%]范围内逐渐减小。根据正电子在容器内的湮没规律,为了提高符合效率,本文设计了多种基于四个探测、五个探测器符合的不同几何结构的取样测量装置。利用Geant4程序模拟计算了取样测量装置在不同容积、不同浓度情况下的总符合探测效率（阈值E=150ke V）和全能峰符合效率（阈值E=450ke V）。探讨了各种结构装置符合效率随容积变化的规律,不同抽样次数NPS、探测器表面积占比、中心探测器对符合探测效率的影响;分析了不同几何结构取样测量装置在同一容积情况下,符合效率不同的原因。依据符合效率和装置容积计算了各种装置的综合分析因子ε·V值,分析了ε·V值随容积变化的规律。在综合分析符合探测效率、综合因子ε·V值、工程实际应用可行性等因素的基础上,确定了最优取样测量装置的几何结构以及相应的容积;最优装置的容积为2.3L,对γ射线的总符合效率、全能峰符合效率分别为5.12%和1.93%。其次,利用13N标准气体源对最优取样测量装置（文中编号为D装置）和其它三种不同结构的装置的探测效率进行了实验刻度。利用医用回旋加速器产生13N气体,并制备了不同活度的标准气体源;搭建了符合效率刻度的实验系统,分析了系统各设备的最佳工作参数;在系统单道阈值E=150ke V时,符合本底为2.08cps,约为单个探测器本底的百分之三;E=450ke V时,符合本底为0.169cps,约为单个探测器百分之一。用标准气体对四种取样测量装置的探测效率进行了刻度,其中最优装置的总符合效率、全能峰符合效率分别为5.05%和1.89%,实验结果与模拟结果符合较好,相对误差在5%以内。最后,为了解决用13N标准源制备困难且不适合在生产现场进行刻度问题,提出了用固态正电子衰变核素22Na标准点源代替13N气体源对取样测量装置探测效率进行实验刻度的方法。首先,运用Geant4程序模拟计算了最优测量装置对22Na产生电子湮没的符合探测效率,模拟结果与13N模拟结果符合较好,在装置容积为2.3L时总符合效率的相对误差为4.15%,全能峰符合效率的相对误差为3.17%;模拟结果证明了该方法理论上的可行性。然后,按照固体源刻度的原理,应用实验的方法获得了点源模拟13N气体源时取样测量装置的符合效率。点源刻度法的实验结果与模拟计算结果符合较好,总符合效率的相对误差为2.34%,全能峰符合效率相对误差为3.26%。依据秦山核电二期60万千瓦反应堆的部分参数和本研究工作中符合探测效率、测量装置的容积值,计算了符合方法的理论探测下限;当在反应堆安全壳驱动机构通风罩内取样时,γ-γ符合监测方法对泄漏率的探测下限为0.756L/h。本文通过软件模拟、实验结合的方法设计了符合测量系统中的取样测量装置,并利用了三种不同的方法对装置的符合效率进行了刻度,确保探测效率的准确性。论文主要成果和创新性如下:1)提出了一种基于γ符合的多探头13N泄漏监测方法;2)研制了N-13取样探测装置,探测下限降低了一个量级;3)采用了22Na固体点源替代N-13气体源,提供了一种新的刻度方法。本研究工作的开展对反应堆一回路泄漏监测方法多样化、监测系统优化升级具有重要的意义。