DE1156904B

DE1156904B - Device for measuring the performance of a heavy water or light water nuclear reactor

Info

Publication number: DE1156904B
Application number: DEA34855A
Authority: DE
Inventors: Alan James Salmon
Original assignee: Associated Electrical Industries Ltd
Current assignee: Associated Electrical Industries Ltd
Priority date: 1959-06-11
Filing date: 1960-06-10
Publication date: 1963-11-07
Also published as: GB949826A

Description

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

A34855Vmc/21gA34855Vmc / 21g

ANMELDETAG: 10. JUNI 1960REGISTRATION DATE: JUNE 10, 1960

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSSABEBER AUSLEGESCHRIFT: 7. NOVEMBER 1963NOTICE THE REGISTRATION ANDSABEBER EDITORIAL: NOVEMBER 7, 1963

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Leistung eines Schwerwasser- oder eines Leichtwasserkernreaktors durch Nachweis der durch die Kernspaltung erzeugten energiereichen Strahlung.The invention relates to a device for measuring the performance of a heavy water or a Light water nuclear reactor by detecting the high-energy radiation generated by nuclear fission.

Die von einem Kernreaktor an eine äußere Last abgegebene Leistung kann leicht nachgemessen werden. Es ist jedoch in vielen Fällen wünschenswert, die tatsächliche Leistung des Reaktors unmittelbar im Kernreaktor selbst zu messen. Da das Innere eines in Betrieb befindlichen Kenreaktors nicht zugänglich ist, muß bei derartigen Messungen einer Fernanzeige vorgesehen sein, um Gefährdungen zu vermeiden.The power delivered by a nuclear reactor to an external load can easily be measured. However, in many cases it is desirable to see the actual performance of the reactor immediately to measure in the nuclear reactor itself. Because the inside of a Kenreactor in operation is not accessible a remote display must be provided for such measurements in order to avoid hazards.

Es ist bekannt, solche Messungen durch Meßsonden durchzuführen, die innerhalb der Kernreaktorabschirmung angeordnet sind und die mit Meßapparaten elektrisch verbunden sind, die außerhalb der Kernreaktorabschirmung angeordnet sind.It is known to carry out such measurements by measuring probes that are inside the nuclear reactor shield are arranged and which are electrically connected to measuring apparatus that are outside the nuclear reactor shield are arranged.

Diese Anordnungen haben den Nachteil, daß die Meßsonden bei einer Fehlanzeige oder bei einem Ausfall nicht mehr zugänglich sind, wenn der Kernreaktor erst einmal angefahren worden ist.These arrangements have the disadvantage that the measuring probes in the event of a false indication or in the event of a Failure are no longer accessible once the nuclear reactor has been started up.

Bekanntlich emittieren gewisse radioaktive Isotope Betastrahlen und/oder Gammastrahlen. Wenn diese Betastrahlen oder Elektronen, die durch Wechselwirkung der Gammastrahlen mit der Materie freigesetzt worden sind, durch ein Dielektrikum mit einer Geschwindigkeit durchlaufen, die größer als die Lichtgeschwindigkeit ist, wird in diesem Medium eine Strahlung erzeugt, die als Cerenkov-Strahlung bekannt ist. Die Cerenkov-Strahlung besitzt ein breites Spektrum, das auch das sichtbare Licht einschließt. Es wurde festgestellt, daß die Cerenkov-Strahlung eine Funktion der entwickelten Leistung ist. Dieser Effekt wird ausgenutzt, indem gemäß der Erfindung ein Lichtleiter vorgesehen ist, der sich durch die Abschirmung des Reaktors hindurch erstreckt und der im Moderator auftretende Cerenkov-Strahlung zu einem lichtempfindlichen Nachweisgerät außerhalb der Reaktorabschirmung leitet und der mindestens zweimal so abgewinkelt ist, daß entlang diesem Lichtleiter keine energiereiche Strahlung durch die Abschirmung hindurch entweichen kann.It is known that certain radioactive isotopes emit beta rays and / or gamma rays. If those Beta rays or electrons that are released by the interaction of gamma rays with matter have been passed through a dielectric at a speed greater than that At the speed of light, radiation known as Cerenkov radiation is generated in this medium is. Cerenkov radiation has a broad spectrum, which also includes visible light. The Cerenkov radiation was found to be a function of the power developed. This The effect is exploited in that, according to the invention, a light guide is provided which extends through the shield extends through the reactor and the Cerenkov radiation occurring in the moderator conducts a light-sensitive detection device outside the reactor shield and the at least is angled twice so that along this light guide no high-energy radiation through the shield can escape through.

Der Lichtleiter kann sowohl durch feste Körper, z. B. durch Stäbe aus lichtdurchlässigem dielektrischem Material, gebildet werden oder auch durch die Anordnung von Spiegeln, die eine mehrfache Reflexion des nachzuweisenden Lichtes ermöglichen, ohne die unerwünschte Strahlung zu reflektieren.The light guide can be used both through solid bodies, e.g. B. by rods made of translucent dielectric Material, can be formed or by the arrangement of mirrors that have multiple reflection of the light to be detected without reflecting the undesired radiation.

Solche Anordnungen haben den Vorteil, daß alle Meßgeräte und das Lichtnachweisgerät außerhalb der Kernreaktorabschirmung angeordnet werden können, da die zugeführten Strahlen Lichtstrahlen sind Vorrichtung zur Messung
der Leistung eines Schwerwasseroder LeichtwasserkernreaktorsSuch arrangements have the advantage that all measuring devices and the light detection device can be arranged outside of the nuclear reactor shielding, since the beams supplied are light beams measuring devices
the performance of a heavy water or light water nuclear reactor

Anmelder:Applicant:

Associated Electrical Industries Limited,
LondonAssociated Electrical Industries Limited,
London

Vertreter: Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,
Frankfurt/M. 1, Parkstr. 13Representative: Dr.-Ing. W. Reichel, patent attorney,
Frankfurt / M. 1, Parkstrasse 13th

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 11. Juni 1959 (Nr. 20 055)Claimed priority:
Great Britain June 11, 1959 (No. 20 055)

Alan James Salmon, Reading, BerkshireAlan James Salmon, Reading, Berkshire

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden(Great Britain),
has been named as the inventor

und keine schädigende Wirkung haben. Die ganze Vorrichtung ist daher leicht zugänglich, wenn im Falle eines Fehlers Teile dieser Vorrichtung ausgewechselt werden sollen.and have no harmful effect. The whole device is therefore easily accessible when in the In the event of a fault, parts of this device should be replaced.

In allen Fällen ist darauf zu achten, daß zumindest innerhalb der Abschirmung für den Lichtleiter Material verwendet wird, das durch die Strahlung im Reaktor nicht stark geschädigt wird. Der Ausdruck »Licht« umfaßt hier sowohl sichtbares Licht als auch elektromagnetische Wellen im ultravioletten und im infraroten Spektralbereich.In all cases it must be ensured that at least within the shield for the light guide Material is used that is not severely damaged by radiation in the reactor. The expression "Light" here includes both visible light and electromagnetic waves in the ultraviolet and in the im infrared spectral range.

Die Erfindung kann zur Messung von Strahlung in leicht- oder schwerwassermoderierten Reaktoren oder in unter hohem Druck gasgekühlten Reaktoren verwendet werden.The invention can be used for measuring radiation in light or heavy water moderated reactors or be used in high pressure gas cooled reactors.

An Hand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeipiele soll die Erfindung näher erläutert werden;The invention is intended to be based on the exemplary embodiments shown schematically in the drawings be explained in more detail;

Fig. 1 zeigt die Durchführung des Lichtleiters durch die seitliche Abschirmung eines Reaktors;1 shows the implementation of the light guide through the lateral shielding of a reactor;

Fig. 2 zeigt die Durchführung des Lichtleiters durch die obere Abschirmung eines Reaktors;2 shows the passage of the light guide through the upper shield of a reactor;

Fig. 3 zeigt eine Anordnung von Spiegeln in der oberen Abschirmung des Reaktors;Fig. 3 shows an arrangement of mirrors in the top shield of the reactor;

309 747/286309 747/286

Fig. 4 zeigt eine Anordnung von Spiegeln in der oberen Abschirmung des Reaktors.Fig. 4 shows an arrangement of mirrors in the upper shield of the reactor.

In Fig. 1 ist die Seitenwand 1 einer biologischen Abschirmung und der Lichtleiter 2 zu erkennen. Der Lichtleiter 2 hat ein Ende 3, das so im Reaktor untergebracht ist, daß es das Licht der Cerenkov-Strahlung »sehen« kann. Am anderen Ende des Lichtleiters 2 befindet sich eine Photozelle 4, deren elektrischer Ausgang mit einer Anzeige und/oder Meßapparatur 5 verbunden ist. Der Lichtleiter 2 kann aus einem homogenen, lichtdurchlässigen Material bestehen oder aus verschiedenen aneinandergesetzten Stücken gebildet sein. Die Figur zeigt, daß der Lichtleiter S-förmig verläuft, so daß die radioaktive Strahlung nicht entlang dem Lichtleiter von der Innenseite zur Außenseite der Abschirmung gelangen kann. Ferner ist zu beachten, daß die Krümmung der Führungsbahn nicht zu schwach sein darf, weil sonst die Möglichkeit besteht, daß Gammastrahlen reflektiert und durchgelassen werden.In Fig. 1, the side wall 1 of a biological shield and the light guide 2 can be seen. Of the Light guide 2 has one end 3 which is housed in the reactor so that it receives the light of the Cerenkov radiation "able to see. At the other end of the light guide 2 there is a photocell 4 whose electrical output is connected to a display and / or measuring apparatus 5. The light guide 2 can consist of a homogeneous, translucent material or of various juxtaposed Be formed pieces. The figure shows that the light guide is S-shaped so that the Radioactive radiation does not travel along the light guide from the inside to the outside of the shield can get. It should also be noted that the curvature of the guideway should not be too weak because otherwise there is a possibility that gamma rays will be reflected and transmitted.

Fig. 2 zeigt eine entsprechende Anordnung, bei der ein Lichtleiter 6 vorgesehen ist, der ähnlich wie der Lichtleiter 2 ausgebildet sein kann, der aber durch die obere Abschirmung 7 des Reaktors verläuft. Das innere Ende 3 befindet sich in dem Kühlmittel, das eine Flüssigkeit 8 ist.Fig. 2 shows a corresponding arrangement in which a light guide 6 is provided, which is similar to the Light guide 2 can be formed, but which runs through the upper shield 7 of the reactor. That inner end 3 is in the coolant, which is a liquid 8.

Fig. 3 zeigt eine der Fig. 1 entsprechende Anordnung, bei der jedoch an Stelle des aus festem dielektrischem Material bestehenden Lichtleiters Spiegel verwendet werden. In der gezeigten Anordnung sind ein inneres Deckglas 9 und zwei Spiegel 10 und 11 vorgesehen. Diese dienen dazu, das Licht entlang einer Bahn zu reflektieren, die der Bahn des Lichtleiters 2 in Fig. 1 ähnelt. Die Spiegel haben aber die Eigenschaft, daß sie Gammastrahlen nicht reflektieren. Fig. 3 shows an arrangement corresponding to FIG. 1, but in which instead of the solid dielectric Material existing light guide mirror can be used. In the arrangement shown are an inner cover glass 9 and two mirrors 10 and 11 are provided. These are used to move the light along to reflect a path which is similar to the path of the light guide 2 in FIG. But the mirrors have them Property that they do not reflect gamma rays.

Fig. 4 zeigt eine ähnliche Anordnung von Spiegeln wie die Fig. 3, wobei sich wieder der Lichtweg durch die obere Abschirmung 7 des Reaktors erstreckt, wie dies bei der Anordnung nach Fig. 2 der Fall ist.FIG. 4 shows a similar arrangement of mirrors as FIG. 3, the light path again passing through the upper shield 7 of the reactor extends, as is the case with the arrangement of FIG.

Claims

PATENT CLAIM:

Device for measuring the performance of a heavy water or light water reactor by detecting the high-energy radiation generated by the nuclear fission, characterized in that a light guide is provided which extends through the shield of the reactor and the Cerenkov radiation occurring in the moderator becomes a light-sensitive Detection device conducts outside the reactor shield, and that the light guide is angled at least twice so that no high-energy radiation can escape through the shield along this light guide.

Considered publications:

"Siemens-Zeitschrift", Volume 32, 1958, Issue 5, pp. 279 to 284;

"Kosmos", 1959, No. 6, p. 269; "Nuclear Instruments", Vol. 2, 1958, p. 343;

Riezler-Walcher, "Kerntechnik", 1958, Stuttgart, p. 341;

Fünfer-Neuert, "counting tubes and scintillation counters", 1959, pp. 153 and 154;

Price, "Nuclear Radiation Detection," 1958, pp. 230-236.

1 sheet of drawings