СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ОБОЛОЧЕК ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА Российский патент 2009 года по МПК G21C17/04 

Описание патента на изобретение RU2355055C1

Изобретение относится к способам контроля герметичности оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов) ядерного реактора и направлено на повышение безопасности эксплуатации ядерных реакторов.

При нормальных условиях работы активной зоны ядерного реактора твэлы работают в напряженных температурных и гидродинамических условиях, что может вызвать образование дефектов в оболочке твэла. Через эти дефекты продукты деления (инертные радиоактивные газы (изотопы Хе и Kr), изотопы Cs, изотопы I и другие радионуклиды) поступают в первый контур теплоносителя реактора и далее через возможные негерметичности контура с газовоздушными выбросами поступают в атмосферу. Контроль за изменением концентрации продуктов деления в теплоносителе или в газовоздушных выбросах реакторной установки является эффективным идентификатором наличия негерметичных твэлов во время работы реактора.

Известно определение негерметичности (повреждения) оболочек твэлов по заявке Японии №62-43154, МПК G21C 17/06, опубл. 11.09.1987.

В соответствии с упомянутым изобретением повреждение оболочки твэла определяют, измеряя уровень радиоактивности криптона-85 в выходящем из ядерного реактора газе после его выдержки и снижения активности продуктов деления.

Известен способ (авторское свидетельство СССР №1101044, МПК G21C 17/04, 17/06, опубл. 10.11.2001, бюл. №31) контроля герметичности оболочек твэлов ядерного реактора. В соответствии со способом контроль герметичности оболочек твэлов осуществляют путем одновременной регистрации детектором гамма-излучения газообразных продуктов деления - слабоактивных и сильноактивных радионуклидов криптона и ксенона, содержащихся в газовоздушных выбросах турбины АЭС. Исследуемый газ подается в устройство для контроля герметичности непрерывно. Определение активности радионуклидов производится гамма-спектрометром на базе ЭВМ, информация выводится периодически на телетайп.

Повышение информативности контроля достигается за счет измерения концентрации слабоактивных нуклидов в анализируемом газе после прокачивания газа через разделительную емкость (адсорбер с активированным углем), в которой прокачиваемая газовая смесь выдерживается для отделения короткоживущих сильноактивных нуклидов от долгоживущих слабоактивных нуклидов.

В этом способе, так же как и в предыдущем, контроль герметичности оболочек твэлов ядерного реактора осуществляют путем детектирования только газообразных продуктов деления (радионуклидов Хе и Kr), и не учитывается вклад других продуктов деления, например радионуклидов Cs и I.

Способ контроля герметичности оболочек твэлов ядерного реактора, изложенный в авторском свидетельстве СССР №1101044, МПК G21C 17/04, 17/06, опубл. 10.11.2001, бюл. №31, в котором контроль герметичности оболочек твэлов осуществляют путем регистрации детектором гамма-излучения радионуклидов криптона и ксенона, содержащихся в газовоздушных выбросах реактора, выбран в качестве прототипа.

Задачей изобретения является расширение арсенала способов контроля герметичности оболочек твэлов ядерных реакторов.

Поставленную задачу решают тем, что в способе контроля герметичности оболочек твэлов ядерного реактора путем регистрации гамма-излучения радионуклидов криптона и ксенона в режиме непрерывного протока пробы газоаэрозольных выбросов реактора через измерительную камеру детектора пробу предварительно пропускают через адсорбер цезия и йода, в котором непрерывно регистрируют радионуклиды цезия и йода.

Изобретение поясняется чертежом. На чертеже изображены: стрелками показано направление движения пробы газоаэрозольной смеси, отбираемой непрерывно из газовоздушных выбросов реактора; 1, 5 - свинцовая защита спектрометров; 2, 7 - детекторы спектрометров; 3 - адсорбер цезия и йода; 4, 8 - сосуды Дьюара спектрометров; 6 - измерительная камера детектора ксенона и криптона.

Способ осуществляют следующим образом.

Организуют непрерывный с постоянным расходом отбор газоаэрозольной смеси из газовоздушных выбросов реактора (проба).

Сначала пробу направляют в адсорбер цезия и йода. Адсорбер представляет собой сложный фильтр, состоящий из аэрозольного фильтра и сорбционно-фильтрующей йодной ленты, сложенных вместе. В адсорбере происходит выделение аэрозолей (в том числе цезия) и йода из пробы и их концентрирование. Адсорбер установлен на детектор гамма-излучения (т.е. максимально приближен к чувствительной области детектора). При помощи гамма-спектрометра измеряют гамма-излучение радионуклидов цезия и йода в установленном энергетическом диапазоне. Расчет объемной активности радионуклидов, находящихся в адсорбере (т.е. на сложном фильтре), проводят с помощью ЭВМ, используя градуировочную характеристику спектрометра.

Очищенную от аэрозолей и йода газовую смесь (пробу) направляют на регистрацию гамма-излучения радионуклидов ксенона и криптона, для чего ее пропускают через измерительную камеру детектора (проточную емкость охватывающей геометрии, устанавливаемую непосредственно на детектор, которая окружает детектор почти со всех сторон - см. чертеж, эффективность детектора при этом максимальна). При помощи гамма-спектрометра измеряют гамма-излучение радионуклидов ксенона и криптона в установленном энергетическом диапазоне. Расчет объемной активности радионуклидов, находящихся в проточной емкости охватывающей геометрии, проводят с помощью ЭВМ, используя градуировочную характеристику спектрометра.

Заявляемый способ позволяет в каждый момент времени производить измерение текущей объемной активности радионуклидов ксенона, криптона, цезия и йода в отбираемой из газовоздушных выбросов газоаэрозольной смеси, что позволяет судить о технологических процессах, происходящих на реакторной установке, и своевременно предотвращать развитие аварийных ситуаций.

Похожие патенты RU2355055C1

название год авторы номер документа
Способ комплексного контроля радионуклидов в выбросах ядерных энергетических установок 2018
  • Епимахов Виталий Николаевич
  • Олейник Михаил Сергеевич
  • Ильин Владимир Георгиевич
  • Саранча Олег Николаевич
RU2687842C1
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ОБОЛОЧЕК ТВЭЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2005
  • Ещеркин Виктор Маркович
  • Курский Александр Семенович
  • Ещеркин Александр Викторович
  • Краснов Александр Маркович
RU2297680C1
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ОБОЛОЧЕК ТВЭЛОВ ОТРАБОТАВШИХ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ СБОРОК ТРАНСПОРТНЫХ ЯДЕРНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК 2016
  • Епимахов Виталий Николаевич
  • Четвериков Виктор Виленович
  • Ильин Владимир Георгиевич
  • Фоменков Роман Викторович
  • Олейник Михаил Сергеевич
  • Саранча Олег Николаевич
  • Корнев Юрий Константинович
RU2622107C1
СПОСОБ РАДИАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ И МАТЕРИАЛОВ ЖЕСТКИМ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЕМ 2004
  • Абалин Сергей Сергеевич
  • Павшук Владимир Александрович
  • Удовенко Александр Николаевич
  • Хвостионов Владимир Ермолаевич
  • Чувилин Дмитрий Юрьевич
RU2270488C2
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦЕЛОСТНОСТИ ОБОЛОЧЕК ОБЛУЧЕННЫХ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ 2009
  • Павлов Сергей Владленович
  • Сагалов Сергей Сергеевич
  • Сухих Алексей Васильевич
RU2410772C1
Способ контроля радионуклидов в газообразных средах по реперному изотопу 1983
  • Леонтьев Г.Г.
  • Некрестьянов С.Н.
SU1151102A1
Способ контроля радионуклидов в аэрозольных выбросах 1982
  • Москвин Л.Н.
  • Леонтьев Г.Г.
  • Некрестьянов С.Н.
SU1123390A1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТИ ТОПЛИВНОГО СТОЛБА ТВЭЛА И МЕСТА РАСПОЛОЖЕНИЯ ПРОБКИ, НЕ ПРОНИЦАЕМОЙ ДЛЯ ГАЗА 1994
  • Сухих А.В.
RU2072572C1
СПОСОБ ОСТАНОВА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА 2003
  • Черников О.Г.
  • Ковалев С.М.
  • Шмаков Л.В.
  • Кудрявцев К.Г.
  • Харахнин С.Н.
  • Крицкий В.Г.
  • Быстриков А.А.
  • Стяжкин П.С.
RU2234753C1
Способ контроля активности радионуклидов инертных газов на ядерных реакторах 1987
  • Леонтьев Г.Г.
  • Некрестьянов С.Н.
  • Москвин Л.Н.
SU1529952A1

Реферат патента 2009 года СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ОБОЛОЧЕК ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА

Изобретение относится к способам контроля герметичности оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов) ядерного реактора и направлено на повышение безопасности эксплуатации ядерных реакторов. Способ включает регистрацию гамма-излучения радионуклидов криптона и ксенона в режиме непрерывного протока пробы газоаэрозольных выбросов реактора через измерительную камеру детектора. Пробу предварительно пропускают через адсорбер цезия и йода. В адсорбере непрерывно регистрируют радионуклиды цезия и йода. Изобретение позволяет повысить число детектируемых радионуклидов в отбираемой из газовоздушных выбросов газоаэрозольных смеси, что позволяет повысить безопасность работы реакторной установки. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 355 055 C1

Способ контроля герметичности оболочек тепловыделяющих элементов ядерного реактора путем регистрации гамма-излучения радионуклидов криптона и ксенона в режиме непрерывного протока пробы газоаэрозольных выбросов реактора, отличающийся тем, что пробу предварительно пропускают через адсорбер цезия и йода, в котором непрерывно регистрируют радионуклиды цезия и йода.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2355055C1

SU 1101044 А1, 10.11.2001
SU 1111609 А1, 10.11.2001
SU 1267976 А1, 27.11.2001
СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ЕДИНИЧНОГО ДЕФЕКТА ТВЭЛА 1999
  • Орленков И.С.
  • Гусев Б.А.
  • Дегтев В.Ф.
  • Красноперов В.М.
  • Кривобоков В.В.
  • Орленков С.И.
RU2169955C2
US 6345081 В1, 05.02.2002
US 4080250 А, 21.03.1978.

RU 2 355 055 C1

Авторы

Сеелев Игорь Николаевич

Изместьев Константин Михайлович

Комаров Евгений Алексеевич

Даты

2009-05-10Публикация

2007-07-30Подача