Устройство для определения концентрации делящегося вещества в топливных образцах без их разрушения Советский патент 1987 года по МПК G21C17/06 

i fv у/ } f f ./

/. У.

.J // j .

/ v «

4

O5

NU

CO

q)ui.l

.,м.«....-..........,--.--..--.-- . .--,.-.--..-. -.

Предлагаемое устройство относится ; кд бласти ядерной энергетики, в частнрсти, к устройствам для определения , кбйцёйтрации делящегося вещества в

тепловыделяющих элементах ядерных , реакторов, В настоящее время для не,-. разрушающего контроля используются устройства, основанные на принципе рёгййТ рацйи kalK собственного, так и

йндуцирова:нного излучения ТВЭЛов. 10 Конструктивно такие устройства имеют источник облучения ТВЭЛов идатчик звтбричного излучения по коййчёбтву и составу KoTopbto можно судить о концентрацииделящегося вещества. 15 ; . Йайёолёё 8лй1 КИМ к предлагаемому изобретению является устройство для ° :определё1нйя кШцёйтрации делящегося

вещества в топливных образцах без их :ра:зрупГ1ени;я .--...-,-.,---- , Это устройство содержит блок замедлит еля источ11ика нейтрОнов в виде бака с раствором делящегося вещества, датчик нейтроновделения ти- па йсевойнового окружённого погло- 25 щйющиМ тепловые нейтроны материалом

и постоянный сурьмянобериллиевьш источник нейтроной.

Недостатком устройства является малый период пблураспада нейтронного 30

-- -- истЬчййка, что приводит к быстрому

снижению его мощности, а, следоватеЛьно, к точности конечного результата и его надежности, такIcaknpftходится вводить пЬправки на измере- 5 ние мощности при длительной работе

устройства. ;- : -.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение точности и надеж ; ности определениякбнцёнтрацйн деля- 40

щегося вещества при йййтельной рабо ; тё устройстйа.. , :,,

Поставленная цёйьддстйгае тся тем, что в известное устройство, содержащее блок замедлителя и датчик нейтро- 45 нов деления типа всеволнового окруженного экраном, поглощающим тёпповые нейтроны, введен импульсный источник нейтронов, причем константе спада тепловых нейтронов датчика нейтронов 50 деления должна быть больше соответствующей величины блока замедлителя. Последйее условие однозначно определяет размеры и мате|зиал, из которого , изготовлены блок и датчик. Выбирая 55 ;- сортНошения йёжду константами спада, можно добиться ма;ксимальной точности в определении концентрация делящегося вещества в исследуемом образце.

92

Схематически , устройство изображено на фиг. 1; на фиг.2- временная зависимость пЬтока нейтронов.

Предлагаемое устройство состоит Из Импульсного источника нейтронов 1 расположенного снаружи или внутри блока замедлителя 2, датчика нейтронов деления, состоящего из блока замедлителя нейтронов деления, образца 3 и счетчиков замедлившихся нейтфонов делени.я 4, причем датчик нейтронов деления отведенот блока замедлителя 2 и исследуемого образца 5 экраном 6 из материала поглощающим замедлившиеся нейтроны. Блоки замедлителя и датчика нейтронов деления могут быть изготовлены из водородсодержащего материала, например плексигласа. - . :

В частности испытанное устройство было следующим.-.

Материал замедлителя и датчика нейтронов - плексиглас. Размеры замедлителя - 290 « 180 580 мм. Размеры датчика нейтронов деления следающие: толщина 50 мм, высота 290 мм. Датчик окружал кассету диаметром 68 мм. В датчике применялись счетчики теплрвьрс нейтронов типа СНМ-14 в количестве 6 штук.

Константа спада тепловых нейтронов замедлителя 5520 с , датчика нейтронов 20-180 с V. В кассете на-, ходилось 20 стержней уран обогащенны до 2% и. .

Работа устройства по определению концентрации делящихся веществ без их разрушения состоит в следующем.. Импульсный источник нейтронов 1 создет в блокё замедлителя 2 поток тепловых нейтронов, который облучает исследуемьй образец 5. Под действием тепловьйс нейтронов происходит деление ядер исследуемого образца. Быстрые нейтроны деления, проходя без ослабления зкран 6, попадают в блок замедлителя нейтронов деления 3, где становятся тепловыми и регистрируются счетчиками 4. Тепловые нейтроны блока замедлителя 2 поглощаются зкраном 6 и не попадают в счетчики 4. В момент вспьЩгки нейтронов импульсного источника нейтронов попадает в блок 3 и служит для мониторирования его мощности. При выборе частоты пЬвторбнйя импульсов генератора много больше самого короткого периода полураспада- запаздывающих нейтронов, последние дадут постоян

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ДЕЛЯЩЕГОСЯ ВЕЩЕСТВА В ТОПЛИВНЫХ ОБРАЗЦАХ БЕЗ ИХ РАЗРУШЕНИЯ, состоящёё^^^из блока: замедлителя источника нейтронов и датчика нейтронов деления, преимущественно всеволнового, окруженного поглощающим тепловые нейтроны материалом, о т л и- ч а ю щ е ее я тем, что, с целью увеличения точности измерений, в него введен импульсный источник нейтронов, а размер и материал блока замедлителя и датчика нейтронов делен.ия выбраны так, что константа спада тепловьк нейтронов блока замедлителя меньше константы спада датчика.(ЛCZ