AT337319B - Verfahren zur messung des abbrandes von kernbrennstoffen in kernreaktoren - Google Patents

Description

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   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Messung des Abbrandes von Kernbrennstoffen in Kern- reaktoren durch den Vergleich von mindestens zwei Messsignalen aus denen der Abbrand errechnet wird. 



   Die genaue Kenntnis des lokalen Abbrandzustandes in einem Leistungsreaktor ist aus sicherheitstechni- schen und ökonomischen Gründen von grosser Bedeutung, da einerseits unzulässige Leistungsdichtespitzen   : mit   grösserer Zuverlässigkeit vermieden werden können und anderseits die Erstellung optimaler Brennele- ment-Umsetzpläne nur möglich ist, wenn der örtliche Brennelementabbrand des Cores bekannt ist. 



   Ausserdem ist das inhärente Stabilitätsverhalten des Reaktors abhängig von der Form der Neutronenfluss- verteilung und damit vom Abbrandzustand. 



   Die herkömmlichen Messverfahren zur Abbrandbestimmung im Kern während des Betriebes beruhen im ) wesentlichen auf der Bildung des Fluss-Zeit-Integrales bzw. des zeitlichen Integrales der Leistungsdichte, was aber die dauernde Messung des Flussverlaufes im Core und das Speichern der Daten erfordert. Der Nach- teil dieser Methode ist, abgesehen von eventuellen Schwierigkeiten bei Verlust von Daten, ihre Ungenauigkeit, wenn zwischen den einzelnen Messungen grosse langzeitlich Regelstabbewegungen erforderlich waren, z. B. beim Fahren unregelmässiger Zyklen oder bei Spitzenlastausregelung. 



   Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, welches diese Nachteile bekannter Verfahren beseitigt. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Messsignale von Spaltkammern mit verschie- denen Spaltstoffen erhalten werden, die durch den Fluss bzw. die Flussdichte verschiedener Neutronengruppen unterschiedliche Messsignale liefern, wobei die Spaltkammern im Kern ortsfest angeordnet sind und/oder zur
Messung in den Kern eingebracht werden. 



   Die Erfindung ermöglicht es auch den Abbrand in bereits in   Betrieb befindlichen Siedewasserreaktoren zu   messen, welche mit ortsfest angeordneten Spaltkammern und diesen zugeordneten Eichkammern ausgestattet sind, welche während des Betriebes in über den Kern verteilten Rohren verfahren werden. Dies wird dadurch erreicht, dass zweite mit einem andern Spaltstoff belegte Spaltkammern zur Messung der den Abbrand fest- legendenVergleichswerte in das jeweilige Rohr eingefahren werden, wobei die Vergleichswerte abgenommen werden, wenn die verfahrbare zweite Spaltkammer sich auf gleicher Höhe mit der jeweiligen ortsfesten Spalt- kammer befindet. 



   Die Erfindung beruht auf der Erkenntis, dass das Reaktorgrobspektrum   r     (X)   = os   (X) l Oth   (X) (Ener- 
 EMI1.1 
 hängt. 



     Störeinflüsse,   die auf diesen Zusammenhang einwirken, wie z. B. Bor, das dem Kühlmittel zur Bindung der Überschussreaktivität beigemengt wird, oder Strukturmaterialien in der Nähe der Messstelle, können unter Zuhilfenahme von   Einflussrechnungen   mit einem Abbrandprogramm eliminiert werden. 
 EMI1.2 
 
 EMI1.3 
 
 EMI1.4 
 
 EMI1.5 
 zum Zeitpunkt   t :   
 EMI1.6 
 wobei to   :     s t' : = t   ist. 

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   Im zweiten Korrekturterm werden alle Einflüsse k berücksichtigt, die eine Störung der Abhängigkeit des Grobspektrums vom Abbrand verursachen. Jede Abbrandparzelle i erhält einen eigenen Korrekturfak- tor für   r i.   



   Die experimentelle Messung des Abbrandes erfolgt durch den Vergleich von mindestens 2 Messsignalen,   i die   man aus Detektoren, etwa Spaltkammern, erhält, die in Reaktoren eingefahren werden und/oder fest montiert sein können. Die Detektoren besitzen eine für verschiedene Neutronengruppen unterschiedliche
Empfindlichkeit, so dass aus dem Vergleich von mindestens 2 Detektorsignalen nach den unten angegebenen
Formeln das Grobspektrum errechnet werden kann. Die im folgenden erwähnten Programme beziehen sich auf einen Druckwasserreaktor. Es sind aber ebenso für Siedewasserreaktoren entsprechende Programme   durchführbar.   



   Die Grobspektren ri ergeben sich aus den Verhältnissen der über die Abbrandparzelle gemittelten
Reaktionsraten der schnellen   (lis)   und der thermischen Neutronen   (Ih)   durch die folgenden Gleichungen : 
 EMI2.1 
 
 EMI2.2 
 
<tb> 
<tb> a, <SEP> b.... <SEP> indizieren <SEP> verschiedene <SEP> Spaltstoffe
<tb> o-.... <SEP> Wirkungsquerschnitt <SEP> für <SEP> Spaltung
<tb> Rres.... <SEP> Resonanzintegral <SEP> für <SEP> Spaltung
<tb> RS.... <SEP> über <SEP> gemittelter <SEP> Spalt-Querschnitt <SEP> 
<tb> 
 
Der Einfluss aller Effekte, die eine Störung des eindeutigen Zusammenhanges   Grobspektrum-Abbrand   verursachen, wird mit einem Abbrandprogramm (s. etwa W. Böhm : Das eindimensionale Abbrandprogramm ONDA, Siemens, interner Bericht-1967) berechnet und damit eine eindeutige Beziehung hergestellt. 



   Fig. l zeigt den Borkorrekturterm Bk 
 EMI2.3 
 
 EMI2.4