CS231967B2 - Měřicí zařízení pro stanovení koncentrace bóru, nebo jiné látky absorbující neutrony, rozpuštěného ve vodě nebo jiných kapalinách - Google Patents
Měřicí zařízení pro stanovení koncentrace bóru, nebo jiné látky absorbující neutrony, rozpuštěného ve vodě nebo jiných kapalinách Download PDFInfo
- Publication number
- CS231967B2 CS231967B2 CS743470A CS347074A CS231967B2 CS 231967 B2 CS231967 B2 CS 231967B2 CS 743470 A CS743470 A CS 743470A CS 347074 A CS347074 A CS 347074A CS 231967 B2 CS231967 B2 CS 231967B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- neutron
- input
- output
- moderator
- concentration
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
- G01N23/06—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
- G01N23/09—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption the radiation being neutrons
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
- G01N23/06—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
- G01N23/12—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption the material being a flowing fluid or a flowing granular solid
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Měřicí zařízení pro stanovení koncentrace bóru, nebo jiné látky absorbující neutrony, rozpuštěného ve vodě, nebo· jiných kapalinách, obsahuje alespoň dvě paralelní rovinné plochy, které jsou součástí ploch měřicí nádoby, radioaktivní neutronový zdroj, moderátor, reflektor neutronů a detekční čidlo tepelných neutronů. Jeho podstata spočívá v tom, že neutronový zdroj záření (Fj je uložen uvnitř moderátoru (L) u jeho boční stěny hraničící s měřicí nádobou (M) a k výstupu detektoru neutronů je připojeno elektronické zařízení pro zpracování signálu, v němž je k detektoru neutronů (D) připojen vstup prvního čítače impulsu (Szi), jehož výstup je napojen na první vstup hradla (K), jehož druhý vstup je připojen k výstupu časového generátoru (G), k němuž je rovněž připojen vstup druhého čítače impulsů (Szž), jehož výstup je přiřazen třetímu vstupu hradla (K), jehož výstup je spojen se vstupem ukazovacího čítače (Sz3).
Description
(73)
Majitel patentu BUDAPEŠTI MUSZAKI EGYETEM, BUDAPEŠŤ (MLR) (54 j Měřicí zařízení pro stanovení koncentrace bóru, nebo jiné látky absorbující neutrony, rozpuštěného ve vodě nebo jiných kapalinách
Měřicí zařízení pro stanovení koncentrace bóru, nebo jiné látky absorbující neutrony, rozpuštěného ve vodě, nebo· jiných kapalinách, obsahuje alespoň dvě paralelní rovinné plochy, které jsou součástí ploch měřicí nádoby, radioaktivní neutronový zdroj, moderátor, reflektor neutronů a detekční čidlo tepelných neutronů. Jeho podstata spočívá v tom, že neutronový zdroj záření (Fj je uložen uvnitř moderátoru (L) u jeho boční stěny hraničící s měřicí nádobou (M) a k výstupu detektoru neutronů je připojeno elektronické zařízení pro zpracování signálu, v němž je k detektoru neutronů (D) připojen vstup prvního čítače impulsu (Szi), jehož výstup je napojen na první vstup hradla (K), jehož druhý vstup je připojen k výstupu časového generátoru (G), k němuž je rovněž připojen vstup druhého čítače impulsů (Szž), jehož výstup je přiřazen třetímu vstupu hradla (K), jehož výstup je spojen se vstupem ukazovacího čítače (Sz3).
R D
2319B7
Vynález se týká měřicího zařízení pro stanovení koncentrace bóřu^ného, jin£ň látky absorbující neutrony, rozpuštěného^ ve vodě, nebo jiných kapalinálch, které má alespoň dvě rovinné paralelní plochy, jež jsou součástí ploch ohraničujících měřicí nádobu, dále obsahuje radioaktivní neutronový zdroj, moderátor, reflektor neutronů a čidlo pro detekci tepelných neutronů.
Bór se stal pro svoji velkou absorpční schopnost neutronů isotopu 10B, který se v něm nalézá, důležitým reaktoťově-fyzickým a technickým materiálem. Proto se velmi rozšířil jako materiál regulačních tyčí a používá se ve formě karbidu bóru.
V posledních letech prudce vzrostl význam bóru v jaderných elektrárnách s vestavěnými reaktory s tlakovou vodou, vzhledem k rozšíření tzv. chemických regulací. Při tomto způsobu regulace se rozpouští bór v přiřazeném nebo v 10B obohaceném stavu, ve formě kyseliny borité v chladicí vodě reaktoru a požadovaná reaktivita, tj. vazební schopnost, se zajišťuje odpovídající změnou koncentrace. Nejpodstatnější výhody chemického zařízení oproti provedení s regulačními tyčemi jsou ty, že termický tok neutronů se vytváří stejnoměrněji, čímž se zvýší geometrie, rozměry a technická hranice odebíraného výkonu. V případě jejího použití pak nejsou nezbytné regulační tyče, regulační zařízení a zvýší se hodnota počáteční reaktivity. Jako výsledek výše uvedeného se projeví to, že se může zvýšit stupeň vyhoření reaktoru a uplynulý čas mezi dvěma překládkami paliva.
Je nepochybné, že podle výše uvedeného provedení tohoto systému se dosáhne podstatného hospodářského účinku. Regulace s kyselinou bioriitou udělala současně nezbytnou výstavbu nových dávkováních, vypnazdňovacích a čisticích zařízení, jakož i průběžné měření koncentrace bóru v primárním obvodu jaderných elektráren. Měření koncentrace bóru obvyklým způsobem, například titriací, je účinné jetn částečně, spíše je spletité ia zdlouhavé, la proto se musely hledat metody, které lépe odpovídají danému cíli.
S výzkumem průběžného měření koncentrace bóru chladicí vody se začalo na různých místech a tedy i různými metodami. Zásadně náleží tyto metody do dvou skupin, skupiny chemické a skupiny isotopové.
Pomocí chemických metod lze řešit problém jenom částečně, případně s velkými zpožděními, jak je uvedeno v práci K. Schneidera: Automatische Boranalyse fůr Druckwasser Reaktoren, Nuclex 72 CH-4021, Basel, Švýcarsko. Literatura J. E. Bulkowski, W. D. Fletciheir, Ά. G. Qpitz, V. Bajagopal: Die Entwicklung eines Borkonzentrationsmessers, Edgiiltiger Bericht, AEC Contract TJ3O-1J 3960, April 1969 pojednává v podstatě o měřicím zařízení pracujícím na principu měření vodivosti. Schneiderův analyzátor bóru obsahuje titrační-pH měřicí zařízení, které pracuje v polovině periody, zatímco F&hrmann a Japel popisují v číslech 11 ročníku 1967 Keřhenergie v článku „Messanordniing fůr die Úberwachung der Borfsaarekonzentration bei Reaktoren“ patentovaný měřicí isotopový článek. Zpráva autorů. Bulkowského a kol. sestavená v laboratořích Westinghouse Electric Co., pojednává nejen o měřiči koncentrace kyseliny bórité, který pracuje na principu vodivosti mannitu, nýbrž i o zařízení od Bajagopala postaveném na bázi absorpce neutronů. Z těchto dvou zařízení bylo na základě provozních zkušeností a odhadu výdajů považováno za mnohem vhodnější zařízení dle Bajagopala.
Dosavadní výsledky mohou být shrnuty do konstatování, že v této oblasti vědy dochází ke značné výzkumné činnosti. Přesto nebylo dokončeno žádné zařízení vhodné pro sériovou výrobu. Byl vyvinut jen přístroj s lineární charakteristikou koncentrase kyseliny bórité, avšak pouze do 5 g. kg na minus prvou.
Měřicí a regulační požadavky související s energetickými reaktory jaderných elektráren jsou vzhledem k existujícím nezvyklým poměrům v místě měření v mnoha vztazích horší než ty, které jsou běžné u nukleárních měřicích zařízení pracujících v laboratořích, popřípadě v běžných provozních podmínkách.
Toto zjištění platí 1 pro měřicí zařízení koncentrace bóru. V zájmu daného řešení úkolu i využité dané metody beze zbytku musí být zařízení vřazeno do primárního chladicího okruhu reaktoru. Vzhledem k existujícím vysokým tlakům a vysoké teplotě v primárním okruhu a také vzhledem k silnému radioaktivnímu záření musí být splněny zvláštní požadavky, týkající se v prvé řadě nádoby obsahující měřenou kapalinu a detekčního systému. Měřicí zařízení splňující tyto požadavky musí být co možná jednoduché a levné.
Výše uvedené nedostatky známého stavu techniky odstraňuje a vytčený cíl řeší měřicí zařízení pro stanovení koncentrace bóru, nebo jiné látky absorbující neutrony, rozpuštěného ve vodě nebo jiných kapalinách s nejméně dvěma paralelními rovinnými plochami, které jsou součástí ploch ohraničujících měřicí nádobu, s radioaktivním neutronovým zdrojem, moderátorem, reflektorem neutronů a čidlem pro detekci tepelných neutronů, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že neutronový zdroj je uspořádán uvnitř moderátoru u jeho boční stěny, která hraničí s měřicí nádobou, přičemž na výstup detektoru neutronů je zařazeno elektronické zařízení pro zpracování signálu s přímým lineárním ukazováním koncentrace měřeného materiálu. V tomto zařízení pro zpracování signálu je k signalizačnímu zařízení, opatřenému detektorem neutronů připojen vstup prvního čítače impulsů, jehož výstup je připojen k prv2 31 9 6 7
S níímu vstupu hradla. K druhému vstupu hradla je připojen výstup časového- generátoru, k němuž je připojen i vstup druhého čítače impulsů, jehož výstup je zařazen na třetí vstup hradla, jehož výstup je spojen se vstupem ukazovacího čítače.
Podstatnou předností zařízení podle vynálezu je to, že lze použít zdroje neutronů o nižší intenzitě, výrobní náklady na zařízení jsou nízké a závislost mezi časem nutným pro shromáždění daného počtu zásahů a koncentrací bóru je lineární. Rozměry navrhovaného uspořádání jsou navíc podstatně menší, než rozměry zařízení známých. Rovněž teplotní součinitel zařízení dle vynálezu je menší. Vynález tedy představuje snadno- použitelné, relativně levné zařízení tmalých rozměrů.
Jeden příklad konkrétního provedení zařízení podle vynálezu je znázorněn na přiloženém výkresu, kde obr. 1 představuje schematický pohled na mechanickou část zařízení a obr. 2 elektronickou část zařízení podle vynálezu.
Látka, tj. voda nebo parafin naplňující nádobu moderátoru L moderovaná neutrony radioaktivního neutronového zdroje F se nachází v uspořádání zobrazeném na obr. 1. Neutrony proudící z nádoby moderátoru L ve směru proporcionálního čidla záření, tj. z detektoru neutronů D naplněného plynným fluoritem bóru, se v míře snímané koncentrace absorbují pomocí bóru nebo jiných látek absorbujících neutrony v nejméně dvou navzájem paralelních plochách obsažených v částech ohraničujících měřicí nádobu M.
Vhodnou volbou materiálu a rozměrů nádoby M odolávající vysokým tlakům, nádoby moderátoru L, reflektoru R, jakož i správnou volbou relativního uspořádání -měřicí nádoby M, moderátoru L, reflektoru R, neutronového zdroje záření F -a detektoru neutronů D lze dosáhnout toho, že souvislost mezi bórem, nebo jinou látkou absorbující neutrony, rozpuštěnou ve vodě a měřicím časem nezbytným pro dosažení počtu detekčních zásahů N je lineární.
Neutronový reflekt-or R, například grafit, odráží neutrony přicházející přes detektor neutronů D, čímž se zvyšuje účinnost měření, které naopak umožňuje použití zdrojů neutronů nižší intenzity, a nebezpečí i výrobní náklady na zařízení se snižují.
U zvoleného výše uvedeného měřicího zařízení se dosáhlo toho, že souvislost mezi časem nutným pro shromáždění daného počtu' zásahů N a koncentrací hóru se jeví .lineární.
Potom čas nutný pro shromáždění N impulsů v případě čisté vody bude označen To, popřípadě čas řešení obsahujícího koncentraci Ci g . kg-1 kyseliny bórité Ti a bude-li zvolená diference mezi těmito časovými úseky ΔΤ0, pak se mohou napsat následující rovnice:
Ti — To — ΔΤ„, kde
K je -konstanta charakterizující zařízení. Z posledního vztahu lze určit T° a Ti:
τ - ATO K — 1 popřípadě
První čítač Szi čítá signály přicházející z detektoru neutronů D a zastaví měření při dosažení předepsaného počtu impulsů. Druhý čítač SZ2 nastaveného času -a ukazovací čítač SZ3 čítají přes hradlo K signály z generátoru G časové základny, ale jen od časového okamžiku t = To, tj. když -druhý čítač Szz nastaveného času k tomu dává signál. Podmínka pro otevření hradla K je dána společným působením čítačů Szi, SZ2. Zařízení zde odčítá automaticky měřicí čas náležející nulové koncentraci kyseliny bórité a postrádá proto bezprostředně hodnotu T = T — To = B . C, kde B je rovněž konstanta charakteristická pro zařízení.
Odpovídajícím dělením udává T číselně přímo koncentraci C kyseliny borité. Jak druhý čítač SZ2 nastaveného času, tak také ukazovací čítač Szí se nastavují pomocí .prvního- čítače Szi.
PREDMET
Claims (2)
- Měřicí zařízení pro stanovení koncentrace bóru, nebo jiné látky absorbující neutrony, rozpuštěného ve vodě nebo jiných kapalinách, s alespoň dvěma paralelními .rovinnými plochami, které jsou součástí ploch ohraničujících měřicí nádobu, s radioaktivním neutronovým zdrojem, moderátorem, reflektorem neutronů a čidlem pro detekci tepelných neutronů, vyznačující se tím, že neutronový zdroj záření (EJ je uspořádán vynalezu uvnitř moderátoru (Lj u jeho boční stěny hraničící s měřicí nádobou (Mj, přičemž na výstup detektoru neutronů (Dj je zařazeno elektronické zařízení pro zpracování signálu (E) s přímým lineárním ukazováním koncentrace měřeného materiálu, a v tomto .zařízení pro zpracování signálu (E) je k signalizačnímu zařízení, opatřenému detektorem neutronů (D) připojen vstup
- 2 31*96 7 prvního čítače impulsů (Szi), jehož výstup je napojen na první vstup hradila JK), jehož druhý vstup je připojen k výstupu časového generátoru (G), k němuž je rovněž připojen vstup druhého čítače impulsů (Sz2:), jehož výstup je přiřazen třetímu vstupu hradla (Kj, jehož výstup je spojen se vstupem ukazovacího čítače (Sz3).1 list výkresů
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU73BU697A HU172219B (hu) | 1973-05-18 | 1973-05-18 | Izmeritel'noe ustrojstvo dlja opredelenija bora ili poglohhajuhhego nejtron vehhestva rastvorjonnogo v vode ili drugoj zhidkosti |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS347074A2 CS347074A2 (en) | 1984-01-16 |
| CS231967B2 true CS231967B2 (cs) | 1985-01-16 |
Family
ID=10993924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS743470A CS231967B2 (cs) | 1973-05-18 | 1974-05-15 | Měřicí zařízení pro stanovení koncentrace bóru, nebo jiné látky absorbující neutrony, rozpuštěného ve vodě nebo jiných kapalinách |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS231967B2 (cs) |
| GB (1) | GB1445655A (cs) |
| HU (1) | HU172219B (cs) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1225166A (en) * | 1984-09-06 | 1987-08-04 | Majesty (Her) In Right Of Canada As Represented By Atomic Energy Of Canada Limited/L'energie Atomique Du Canada Limitee | Method and apparatus for determining the properties of wet steam |
-
1973
- 1973-05-18 HU HU73BU697A patent/HU172219B/hu unknown
-
1974
- 1974-05-15 CS CS743470A patent/CS231967B2/cs unknown
- 1974-05-16 GB GB2180074A patent/GB1445655A/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS347074A2 (en) | 1984-01-16 |
| HU172219B (hu) | 1978-07-28 |
| GB1445655A (en) | 1976-08-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3644172A (en) | System for determining leakage inside a reactor containment | |
| US3712850A (en) | Method for determining reactor coolant system leakage | |
| US3783268A (en) | Device for measuring activity concentration in primary circulation systems of nuclear reactors | |
| Perrotta et al. | Experience on wet storage spent fuel sipping at IEA-R1 Brazilian research reactor | |
| CS231967B2 (cs) | Měřicí zařízení pro stanovení koncentrace bóru, nebo jiné látky absorbující neutrony, rozpuštěného ve vodě nebo jiných kapalinách | |
| GB1478271A (en) | Boron concentration measuring device | |
| US3578562A (en) | Method and apparatus for continuous monitoring and control of neutron absorption properties of chemical shim | |
| CA1210162A (en) | Method and apparatus for measuring reactivity of fissile material | |
| Hardy et al. | Determining the accumulated deposit of radionuclides by soil sampling and analysis | |
| US4081683A (en) | Measuring the concentration of boron in water | |
| Rouhani et al. | Measurements of void fractions for flow of boiling heavy water in a vertical round duct | |
| FR2272392A1 (en) | Apparatus determining boron concentration in water - has measuring cell detecting radiation from neutron source | |
| GB1509269A (en) | Inspecting radioactive fuel rods | |
| Carroll et al. | Techniques for In-Pile Measurements of Fission-Gas Release | |
| Mason | Use of Calorimetry for Plutonium Assay | |
| Wagner et al. | A status report on instrumentation for nuclear power plant control in Czechoslovak Socialist Republic | |
| SU988102A2 (ru) | Устройство дл определени концентрации дел щегос вещества в топливных образцах без их разрушени | |
| Kato et al. | Measurement of Circulation, Retention Times and Flow Patterns in an Electrolytic Refinery by Using Radioactive Tracers | |
| GB1197099A (en) | Method and device for the Non-Destructive Control of Nuclear Fuels | |
| SU813213A1 (ru) | Способ определени концентрациибОРА | |
| RU2397511C1 (ru) | Способ определения содержания стронция-90 в жидкостях | |
| JPS52139897A (en) | Measuring method and device for core coolant flow quantity in reactor | |
| Nainan et al. | Lifetime measurements of excited states in 115In | |
| Seeley et al. | MEASUREMENT OF SOME REACTIVITY EFFECTS IN THE ENRICO FERMI REACTOR. | |
| D'Alberti et al. | Environmental radioactivity around joint research centre ISPRA-Italy analysis of data from 1958 until 1996 |