CN107525737A - Mox芯块密度测量方法 - Google Patents

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艾利君
杨廷贵
周国梁
陈诚
郭亮
刘鹏
任燕燕
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G01N9/10—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity by observing bodies wholly or partially immersed in fluid materials
    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明属于核燃料生产过程中产品分析检测技术领域，具体涉及一种MOX芯块密度测量方法。将MOX芯块在真空干燥箱干燥，冷却至室温时称重，平均值为干燥质量M；将MOX芯块放入真空容器中抽真空；将四氯化碳引入真空容器中，将MOX芯块浸渍；通入空气，待真空容器压力值为外界气压值后，将MOX芯块取出；将MOX芯块放置在四氯化碳溶液中称量液重，并记录平均值m；读取测量时的四氯化碳溶液温度t并记录；将MOX芯块放置在真空干燥箱中干燥，冷却至室温取出收存；从四氯化碳密度温度曲线上查出t℃时的四氯化碳密度ρt，代入公式中计算出产品在t℃时的密度Dt。本发明可以解决密度测量值波动大、腐蚀有机样品导致的废物较多等问题。

Description

MOX芯块密度测量方法
技术领域
本发明属于核燃料生产过程中产品分析检测技术领域，具体涉及一种MOX芯块密度测量方法。
背景技术
密度是MOX燃料芯块的关键技术参数，对燃料芯快的压制和烧结工艺参数的设定具有指导意义，同时芯块密度的高低直接影响到芯块在反应堆内的使用效果。目前，传统的燃料芯块密度测量技术主要存在三点不足，一是MOX燃料芯块结构特殊，尺寸小、带有中心孔结构，传统核燃料密度浸渍方法不适用于MOX燃料芯块的浸渍处理过程；二是由于制备过程中的造孔处理，MOX芯块表面存在有一部分直径极小的开孔，传统芯块检测溶剂水并不能很好的浸渍MOX芯块；传统核燃料芯块使用的二甲苯试剂对有机制品腐蚀严重，导致大量废物产生，同时存在潜在的核安全风险；三是原有的真空度不满足MOX芯块密度检测需求，测量数据波动较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种MOX芯块密度测量方法，解决密度测量值波动大、废物多的问题，实现芯块密度的准确测量。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种MOX芯块密度测量方法，包括以下步骤：
步骤一：分别测量不同温度对应的四氯化碳溶液密度，绘制四氯化碳密度温度曲线；
步骤二：将MOX芯块在真空干燥箱干燥，冷却至室温时称重3～6次，平均值为干燥质量M；
步骤三：将MOX芯块放入真空容器中抽真空；
步骤四：将四氯化碳引入真空容器中，将MOX芯块浸渍；
步骤五：抽真空保压及四氯化碳浸渍操作结束后，通入空气，待真空容器压力值为外界气压值后，将MOX芯块取出；
步骤六：将MOX芯块放置在四氯化碳溶液中称量液重3～6次，并记录平均值m；
步骤七：读取测量时的四氯化碳溶液温度t并记录；
步骤八：操作完成后，将MOX芯块放置在真空干燥箱中干燥，冷却至室温取出收存；
步骤九：从四氯化碳密度温度曲线上查出t℃时的四氯化碳密度ρt，取当地空气密度ρA＝0.001g/cm3，代入以下公式中计算出产品在t℃时的密度Dt；
式中：W表示失重，等于M-m。
所述的步骤二中将MOX芯块在真空干燥箱50～150℃干燥0.5～8h，真空度0.1～150.6Pa。
所述的步骤三中设定真空值为0.1～10.0MPa，抽真空5～90min。
所述的步骤四中将四氯化碳以0.5～15.0L/min的速度引入真空容器中，将MOX芯块浸渍5～60min。
所述的步骤五中以0.1～5.0L/min的速度通入空气。
所述的步骤八中将MOX芯块放置在真空干燥箱中50～100℃干燥0.5～2h，真空度0.1～150.6Pa。
所述的步骤九中测试结果保留3位有效数字，结果测量3—6次取平均值。
本发明所取得的有益效果为：
本发明通过采用四氯化碳浸渍液改善芯块浸渍效果，解决密度测量值波动大、腐蚀有机样品导致的废物较多等问题，提高密度检测的准确度。经MOX芯块密度测量试验验证，MOX芯块的密度测定精确度为0.04％，可以满足MOX芯块密度的测量要求。此外，本发明同样适用于其它核燃料芯块的密度测量，处理效果和可靠性高，可以满足核燃料对密度检测精确度的要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明所述MOX芯块密度测量方法包括以下步骤：
步骤一：分别测量不同温度对应的四氯化碳溶液密度，绘制四氯化碳密度温度曲线。
步骤二：将MOX芯块在真空干燥箱50～150℃干燥0.5～8h，真空度0.1～150.6Pa，冷却至室温时称重，称重3～6次，平均值为干燥质量M(g)。
步骤三：将MOX芯块放入真空容器中，设定真空值为0.1～10.0MPa，抽真空5～90min。
步骤四：将四氯化碳以0.5～15.0L/min的速度引入真空容器中，将MOX芯块浸渍5～60min。
步骤五：抽真空保压及四氯化碳浸渍操作结束后，以0.1～5.0L/min的速度通入空气，待真空容器压力值为外界气压值后，将MOX芯块取出。
步骤六：将MOX芯块放置在四氯化碳溶液中称量液重，称量3～6次，并记录平均值m(g)。
步骤七：读取测量时的四氯化碳溶液温度t(℃)并记录。
步骤八：操作完成后，将MOX芯块放置在真空干燥箱中，50～100℃干燥0.5～2h，真空度0.1～150.6Pa，冷却至室温取出收存。
步骤九：从四氯化碳密度温度曲线上查出t℃时的四氯化碳密度ρt(g/ml)，取当地空气密度ρA＝0.001(g/cm3)，代入以下公式中计算出产品在t℃时的密度Dt。
式中：W表示失重，等于M-m；
测试结果保留3位有效数字，结果测量3—6次取平均值。

Claims (7)

1.一种MOX芯块密度测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：分别测量不同温度对应的四氯化碳溶液密度，绘制四氯化碳密度温度曲线；
步骤二：将MOX芯块在真空干燥箱干燥，冷却至室温时称重3～6次，平均值为干燥质量M；
步骤三：将MOX芯块放入真空容器中抽真空；
步骤四：将四氯化碳引入真空容器中，将MOX芯块浸渍；
步骤五：抽真空保压及四氯化碳浸渍操作结束后，通入空气，待真空容器压力值为外界气压值后，将MOX芯块取出；
步骤六：将MOX芯块放置在四氯化碳溶液中称量液重3～6次，并记录平均值m；
步骤七：读取测量时的四氯化碳溶液温度t并记录；
步骤八：操作完成后，将MOX芯块放置在真空干燥箱中干燥，冷却至室温取出收存；
步骤九：从四氯化碳密度温度曲线上查出t℃时的四氯化碳密度ρt，取当地空气密度ρA＝0.001g/cm3，代入以下公式中计算出产品在t℃时的密度Dt；
<mrow> <msub> <mi>D</mi> <mi>t</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mi>M</mi> <mi>W</mi> </mfrac> <mo>&amp;lsqb;</mo> <msub> <mi>&amp;rho;</mi> <mi>t</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>&amp;rho;</mi> <mi>A</mi> </msub> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;rho;</mi> <mi>A</mi> </msub> </mrow>
式中：W表示失重，等于M-m。
2.根据权利要求1所述的MOX芯块密度测量方法，其特征在于：所述的步骤二中将MOX芯块在真空干燥箱50～150℃干燥0.5～8h，真空度0.1～150.6Pa。
3.根据权利要求1所述的MOX芯块密度测量方法，其特征在于：所述的步骤三中设定真空值为0.1～10.0MPa，抽真空5～90min。
4.根据权利要求1所述的MOX芯块密度测量方法，其特征在于：所述的步骤四中将四氯化碳以0.5～15.0L/min的速度引入真空容器中，将MOX芯块浸渍5～60min。
5.根据权利要求1所述的MOX芯块密度测量方法，其特征在于：所述的步骤五中以0.1～5.0L/min的速度通入空气。
6.根据权利要求1所述的MOX芯块密度测量方法，其特征在于：所述的步骤八中将MOX芯块放置在真空干燥箱中50～100℃干燥0.5～2h，真空度0.1～150.6Pa。
7.根据权利要求1所述的MOX芯块密度测量方法，其特征在于：所述的步骤九中测试结果保留3位有效数字，结果测量3—6次取平均值。
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