Устройство для определения концентрации делящегося вещества в топливных образцах без их разрушения

Устройство для определения концентрации делящегося вещества в топливных образцах без их разрушения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ДЕЛЯЩЕГОСЯ BED1ECTBA В ТОПЛИВНЫХ. ОБРАЗЦАХ БЕЗ ИХ РАЗРУШЕНИЯ по авт. св. № 716419, о тлич аю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности определения концентрации Делящегося вещества путем исключения влияния эффекта самоэкранировки тепловых нейтронов , в него .введен счетчик тепловых нейтронов, расположенный между датчиком нейтронов деления и топливным образцом. S / -г

СОЮЗ GOBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

12 А2 (19) (11) (51)4 С 21 С 17/Об

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

«!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 716419 (21),3277158/18-25 (22) 22.04.81 (46) 15.09.87. Бюл. й- 34 (71) Московский инженерно-физический институт (72) В.Л.Ромоданов и В.Г.Николаев (53) 62).039.54(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 716419, кл. G 21 С 17/06, 1978. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КОНЦЕНТРАЦИИ ДЕЛЯР1ЕГОСЯ ВЕ01ЕСТВА В

ТОПЛИВНЫХ. ОБРАЗЦАХ БЕЗ ИХ РАЗРУШЕНИЯ по авт. св. N- 716419, о т л и ч а— ю m е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности определения концентрации делящегося вещества путем исключения влияния эффекта самоэкранировки тепловых нейт. ронов, в него введен счетчик тепловых нейтронов, расположенный между датчиком нейтронов деления и топливным образцом. окруженного материалом, поглощающим тепловые нейтроны, импульсного источника нейтронов, размер и материал блока замедлителя и датчика нейтронов деления типа всеволнового выбраны так, что константа спада тепловых нейтронов блока замедлителя меньше константы спада датчика, в него введен счетчик тепловых нейтронов, который расположен между топливным образцом и датчиком нейтронов деления, и служит для измерения числа тепловых нейтронов, прошедших через топливный образец.

Это позволяет в качестве характеристики концентрации делящегося вещества использовать величину, равную отношению числа нейтронов деления, возникших при делении ядер делящегося вещества тепловыми нейтронами, к числу тепловых нейтронов, прошедших через топливный образец.

При этом, как число нейтронов деления, так и число тепловых нейтронов, прошедших через топливный образец, получаются одновременно при измерении концентрации. Поэтому их отношение обладает свойством самомониторирования, т.е. не зависит от мощности источника.

Использование в данном отношении величин, имеющих разный характер зависимости от концентрации делящегося вещества, — число нейтронов деления увеличивается, а число тепловых нейтронов, прошедших через топливный образец, уменьшается с увеличением концентрации, дает возможность получить характеристику концентрации, которая более чувствительна к изменению концентрации, чем отношение числа нейтронов деления к числу нейтронов источника.

Схема:предложенного устройства приведена на фиг.1.

1 ..98810

Изобретение относится к ядерной энергетике, в частности, к устройствам для определения концентрации де. лящегося вещества в тепловыделяющих

5 элементах ядерных реакторов, По основному авт. св. 11 - 716419 известно аналогичное устройство, состоящее из импульсного источника нейтронов, блока замедлителя нейтро 0 нов, источника и датчика нейтронов деления, преимущественно всеволнового, окруженного поглощающим тепловые нейтроны материалом, а размер и материалы блока замедлителя и датчика 15 нейтронов деления выбраны так,.что константа спада тепловых нейтронов блока замедлителя меньше константы спада датчика.

Концентрацию делящегося вещества в топливных образцах характеризует величина, равная отношению числа нейтронов деления, :возникших . при делении ядер делящегося вещества тепловыми нейтронами и соответствую- 25 щих пологой константе спада временной зависимости скорости счета дат-. чика нейтронов деления, к числу нейт ронов источник, соответствующих крутой константе спада временной д0 зависимости скорости счета датчика, В качестве характеристики концентрации делящегося вещества можно использовать величину, обратную этому отношению.

Недостатком известного устройства является влияние эффекта самоэкранировки тепловых нейтронов на результат измерения концентрации делящегося вещества. Из-за влияния само- 40 экранировки зависимость между величинами, характеризующими концентрацию делящегося вещества, и концентрацией является нелинейной. Это приводит к уменьшению чувствительности и точнос- 45 ти определения концентрации делящегося вещества.

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности определения концентрации делящегося вещества пу- 5< тем исключения влияния эффекта самоэкранировки тепловых нейтронов.

Цель достигается тем, что в устройстве для определения концентрации делящегося вещества в топливных об55 разцах без их разрушения по авт. св.

11 716419, состоящего из блока эамедлителя источника нейтронов и датчика нейтронов деления типа всеволнового, Устройство содержит импульсный источник нейтронов 1, блок замедлителя

2, датчик нейтронов деления, состоящий из блока замедлителя нейтронов деления 3 и счетчиков замедлившихся нейтронов деления 4, отделенного от блока замедлителя ? и топливного образца 5 экраном 6 из материала, погло. щающего тепловые нейтроны, и счетчика тепловых нейтронов 7, измеряющего число тепловых нейтронов, прошедших через топливный образец.

988102

0тгг, еР. г,5

1,0

10 SS га

Фнг. 2

0 1.

Техред М. Ходанич Корректор М. Демчик

Редактор Н.Сильнягина

Тираж 394 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4153

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Испытанное устройство содержало блок эамедлителя размером 290х290х х580 мм датчик нейтронов деления толщиной 50 мм и высотой 290 мм.

В качестве материала для блока за5 медлителя и датчика нейтронов деления было взято органическое стекло, .В качестве топливного образца использовали моделв тепловыделяющей сборки, ко- )0 торая содержала 18 урановых стержней длиной 280 мм, расположенных в решетке с шагом 11 мм. Для измерения числа тепловых нейтронов, прошедших через топливный образец, использовали счетчик тепловых нейтронов типа CHM-9.

На фиг,2 представлены кривая 1 зависимости от концентрации урана-235 в топливном образце отношения числа нейтронов деления к числу нейтронов 20 источника и кривая II зависимости отношения числа нейтронов деления к числу тепловых нейтронов,. прошедших через топливный образец.

Линейный характер зависимости от 25 концентрации урана-235 величины отношения числа нейтронов деления к чис-.. лу тепловых нейтронов, прошедших через топливный образец, в отличие от отношения числа нейтронов деления к числу нейтронов источника, показывает, что на результат измерения концентрации,. делящегося вещества с помощью предлагаемого устройства не влияет эффект самоэкранировки тепловых нейтронов.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет повысить чувствительность и точность определения концентрации делящегося вещества примерно в два раза.

Устройство можно использовать для контроля с высокой точностью за содержанием делящегося вещества в тепловыделяющих сборках ядерных реакторов без разрушения. Знать точное количество делящегося вещества, .которое находится в тепловыделяющей сборке, важно для учета делящихся веществ в связи с их высокой стоимостью.