CN1105125A - 二氧化铀芯块铀-235丰度在线无损检查方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种用于对核电站的燃料元件二氧化
铀芯块铀-235丰度在线无损检查方法，其特征在于：
利用二氧化铀碘化钠探测器伽玛射线能谱双峰技术
和相邻两点平均法，及加大伽玛射线的准直缝宽度。
本发明对核电站的燃料元件二氧化铀芯块铀-235丰
度在线无损检查提供了一种检查速度快，获取数据充
分的有效手段，尤其适用于我国目前核电站情况。
Description
本发明为一种用于对核电站的燃料元件二氧化铀芯块铀-235丰度在线无损检查方法。
目前，在核电站燃料元件二氧化铀芯块铀-235丰度在线无损检查方法中（除中予活化法以外），均采用二氧化铀芯块自身发出的185.7千电子伏特一个能量的伽玛射线强度与芯块中铀-235丰度成正比的方法，即碘化钠探测器伽玛射线能谱能谱单峰技术。如美国洛斯阿拉莫斯科学实验室1970年第4605号报告中第19页所载《丰度仪-一种测量丰度的简单方法》一文中指出碘化钠探测器伽玛射线能谱单峰方法。其缺点主要是单位时间内所获得取的数据较少，检查速度较慢。
本发明的目的就在于克服上述现有检查方法中的不足之处，而提供一种检查速度快，获取数据充分，尤其适用于我国目前核电站情况的二氧化铀芯块铀-235丰度在线无损检查方法。
本发明的目的可采取下述方法来实现：
即利用二氧化铀碘化钠探测器伽玛射线能谱双峰技术和相邻两点平均法及加大伽玛射线的准直缝宽度来对二氧化铀芯块铀-235的丰度进行在线无损检查。
本发明的方法中所指碘化钠探测器伽玛射线能谱双峰技术为二氧化铀芯块自身发出的98千电子伏特和185.7千电子伏特两种能量的伽玛射线总强度与芯块中铀-235的丰度成正比，所指相邻两点平均法为对多定标连续记录核燃料元件棒中各个位置上二氧化铀芯块的98千电子伏特和185.7千电子伏特的伽玛射线总计数率相邻两点进行平均法。
本发明的方法可采用带孔的碘化钠探测器、能量甄别器和多定标器对核燃料元件棒进行在线动态检查。
本发明对核电站的燃料元件二氧化铀芯块铀-235丰度在线无损检查提供了一种检查速度快，获取数据充分的有效手段，尤其适用于我国目前核电站情况。
附图的图面说明如下：
图1：二氧化铀芯块碘化钠探测器上伽玛射线能谱图。
图2：为二氧化铀芯块自身发出的98千电子伏特和185.7千电子伏特两种能量的伽玛射线总强度（计数率）与芯块中铀-235的丰度的关系图。
本发明的方法中所指碘化钠探测器伽玛射线能谱双峰技术为二氧化铀芯块自身发出的98千电子伏特和185.7千电子伏特两种能量的伽玛射线总强度与芯块中铀-235的丰度成正比的方法，即二氧化铀芯块碘化钠探测器上伽玛射线能谱上的98千电子伏特和185.7千电子伏特两个峰的总面积与芯块丰度成正比的方法。
核电站的燃料元件二氧化铀芯块铀-235的α衰变伴随有明显的98千电子伏特和185.7千电子伏特伽玛射线辐射。如图1所示，利用高纯锗探测器对二氧化铀能谱进行分析研究，发现二氧化铀芯块碘化钠探测器上伽玛射线能谱第一个高峰，即98千电子伏特峰，其主要成分也是铀-235进行的一系列子体衰变产生的。因此，二氧化铀芯块放射出的98千电子伏特和185.7千电子伏特两种伽玛射线总强度，即二氧化铀芯块碘化钠探测器伽玛射线能谱上的98千电子伏特和185.7千电子伏特两个峰的总面积（图中阴影部分），反映二氧化铀芯块中铀-235的丰度，而且与铀-235丰度成正比。图2为二氧化铀芯块自身发出的98千电子伏特和185.7千电子伏特两种能量的伽玛射线总强度（计数率）与芯块中铀-235的丰度的关系图，通过此图可见它们为直线关系。
采用本发明的方法，可实现对元件棒中二氧化铀芯块的丰度进行在线动态检查。将能量甄别器上、下阈置于包含98千电子伏特和185.7千电子伏特两个峰，即图1中横坐标a、b位置。核燃料元件棒以恒定速度匀速地水平通过带孔的碘化钠探测器，多定标器以一定多定标时间连续记录元件棒中各个位置上的二氧化铀芯块自身发出的98千电子伏特和185.7千电子伏特两种能量的伽玛射线总强度。记录结果显示在显示器上，如果元件棒中所有的二氧化铀芯块丰度都相同，则结果显示点组成一条平行于X轴的水平线;如果元件棒中某一位置混装了异常丰度的芯块，则记录结果显示点将偏离水平线。由这些偏离直线的显示点的数目、位置及偏离直线的差值，可确定混装异常丰度芯块在元件棒中的数目、位置及丰度。
为了提高检查的灵敏度和减少误报率及漏检率，需加大伽玛射线的准直缝宽度。
由于检查中存在着统计涨落，使得检测的结果产生误报和漏报，为此本发明的方法中采用了对多定标器连续记录核燃料元件棒中各个位置上二氧化铀芯块的98千电子伏特和185.7千电子伏特的伽玛射线计数率进行相邻两点平均法，达到减少误报和漏报的问题。
Claims (4)
1、本发明为一种用于对核电站的燃料元件二氧化铀芯块铀-235丰度在线无损检查方法，其特征在于：利用二氧化铀碘化钠探测器伽玛射线能谱双峰技术和相邻两点平均法，及加大伽玛射线的准直缝宽度。
2、根据权利要求1所述的二氧化铀芯块铀-235丰度在线无损检查方法，其特征在于：所指碘化钠探测器伽玛射线能谱双峰技术为二氧化铀芯块自身发出的98千电子伏特和185.7千电子伏特两种能量的伽玛射线总强度与芯块中铀-235的丰度成正比。
3、根据权利要求1所述的二氧化铀芯块铀-235丰度在线无损检查方法，其特征在于：相邻两点平均法为对多定标连续记录核燃料元件棒中各个位置上二氧化铀芯块的98千电子伏特和185.7千电子伏特的伽玛射线计数率相邻两点进行平均法。
4、根据权利要求1所述的二氧化铀芯块铀-235丰度在线无损检查方法，其特征在于：采用带孔的碘化钠探测器、能量甄别器和多定标器对核燃料元件棒进行在线动态检查。
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|---|---|---|---|
| CN 93100877 CN1105125A (zh) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | 二氧化铀芯块铀-235丰度在线无损检查方法 |
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| CN102175704A (zh) * | 2011-02-18 | 2011-09-07 | 中国原子能科学研究院 | 铀同位素丰度分析方法 |
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| CN113851237A (zh) * | 2021-08-10 | 2021-12-28 | 中国核电工程有限公司 | 一种核燃料棒PuO2丰度在线检测方法及系统 |
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1993
- 1993-02-05 CN CN 93100877 patent/CN1105125A/zh active Pending
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