AT249815B - Verfahren und Einrichtung zur zerstörungsfreien Untersuchung von Kernbrennstoffproben bzw. ganzen Brennstoffelementen - Google Patents

Description

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 soweit als möglich entfernt werden. Es ist daher hinter dem Kollimator 2 ein Filter 3 vorgesehen, das   z. B.   aus einem Cadmiumblech bestehen kann. 



   Mit 4 ist die Kernbrennstoffprobe bezeichnet, die durch den Neutronenstrahl hindurchgeführt wird. 



   Die Probe kann entweder ein Brennstoffelement oder aber auch nur ein Teil desselben sein. 



   Bekanntlich können Neutronen von einem Atomkern eingefangen werden. Es gibt nun für bestimmte
Kernreaktionen definierte Energiewerte, bei denen der Einfangsquerschnitt ausserordentlich ansteigt ; es tritt Resonanz ein und die Reaktion verläuft verstärkt. Diese Resonanzenergien haben für die jeweiligen
Isotope ganz bestimmte, für das Isotop charakteristische Werte. 



   Die Erfindung macht sich nun den oben erwähnten Effekt zunutze, indem die aus der Brennstoffpro- be 4 austretende Strahlung auf einen Auffänger 11 geleitet wird, der mit einem spaltbaren Material versehen ist, das dem zu messenden gleich ist. Da in der aus der Probe austretenden Strahlung 10 ge- rade die denResonanzen entsprechendenNeutronenenergien durchAbsorption undStreuung in der Probe 4 in ihrer Intensität vermindert sind, tritt am Auffänger 11 ein geringerer Messeffekt auf, weil der Auf- fänger gerade für diese Resonanzenergien besonders empfindlich ist. Der sich am Auffänger durch Spal- tung des als neutronenempfindliche Substanz dienenden Materials auftretende Effekt kann dann in ver- schiedener bekannnter Weise gemessen werden.

   Zum Beispiel kann die sich bildende Ionisation über ein
Verstärkersystem   den Messeinrichtungen   7 bzw. 8 zugeleitet werden. 



   Will man die Anteile zweier Isotope nebeneinander feststellen, z. B. den Gehalt an U235 und Pu239, so müssen amAuffänger in getrennten Bereichen diese beidenMaterialien vorgesehen sein. Die Sekundär- erscheinungen in diesen beiden Bereichen werden dann getrennt bestimmt und schliesslich miteinander verglichen. Ausführungsbeispiele werden im folgenden erläutert. 



   In der Fig. l ist als Auffänger eine Folie verwendet, die in einem Behälter 18 eingeschlossen ist. 



     Wie dieFig. 2 zeigt, befindet sich auf der einen Seite der Folie   12 eine Schicht 13,   z. B, aus U235,   und auf der andern Seite eine andere Schicht 14, z. B. aus Pu239. Bei Auftreffen der Neutronenstrah- lung 10 werdendiefür U 235 charakteristischen Resonanzenergien Spaltungen in U 235 und dessen Spaltbruchstücke eine Ionisation in der Kammer 5 hervorrufen, die dann in bekannter Weise mittels des Messgerätes 8   gemessen werden kann, Jene Neutronenenergien, diefür Pu239 charakteristisch sind,   werden hingegen Spaltungen in der Schicht 14 auf der andern Seite der Folie 12 hervorrufen, die eine Ionisation in der Kammer 6 bewirken. Diese Ionisation wird in an sich bekannter Weise mit dem Messgerät 7 gemessen. 



   In   der Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform des Auffängers   11 dargestellt. Hier ist der Auffänger   in drei Bereiche 15, 16, 17 geteilt. Es könnten hier also die Anteile dreier verschiedener Isotope neben-    einander festgestellt werden, wenn man für jede Kammer dasjenige Isotop als empfindliche Schicht verwendet. 



   Eine weitere Ausführungsform besteht darin, dass die Schichten 13 und 14 verhältnismässig dick ausgeführt sind, so dass ihre Dicke wesentlich grösser als die Reichweite der Spaltbruchstücke ist. Dann wird durch die Abbremsung dieser Spaltbruchstücke eine Erwärmung der Schichten 13 und 14 entstehen, die in bekannter Weise gemessen werden kann. Die in den Schichten gebildete Wärmemenge ist dann genau so ein Mass für die Zahl der aufgetretenen Spaltungen wie die Zählung der einzelnen Spaltereignisse in Beispiel 1. 



   Eine dritte Ausführungsform besteht darin, dass statt der Wärmebildung wie in Beispiel 2 die gebildeten Radioaktivitäten der Spaltbruchstücke nach bekannten Methoden der Radioaktivitätsmessung bestimmt werden. 



   Allgemein ist die Erfindung nicht nur für Kernbrennstoffe anwendbar, sondern für alle Materialien, deren Neutronenwirkungsquerschnitt ausgeprägte Resonanzen enthält. 



   Eine vierte Ausführungsform des Auffängers ist in Fig. 4 dargestellt. Bei dieser dient die das neutronenempfindliche spaltbare Material enthaltende Folie 19 zur Streuung der den Resonanzen dieses Materials entsprechenden Neutronenenergien. Diese Neutronen 21 werden dann in einem oder mehreren Neutronenmessgeräten 20 üblicher Konstruktion registriert. Der Vorteil einer solchen Anordnung liegt darin, dass die eigentlichen Messgeräte 20 nicht der direkten Strahlung der Neutronenquelle sowie der Brennstoffprobe ausgesetzt sind. Um den Gehalt an z. B. zwei Isotopen in der Probe 4 zu ermitteln, wird die Folie 19 abwechselnd aus diesen beiden Materialien zusammengesetzt und der den beiden Arten der Streufolie entsprechende Effekt im Detektor 20 festgestellt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : EMI3.1