DE2155204A1

DE2155204A1 - Measurement of breeder factor and reactor power - in a fast reactor

Info

Publication number: DE2155204A1
Application number: DE19712155204
Authority: DE
Inventors: Norman P Sun Kuan Han Pittsburgh Pa Goldstein (V St A )
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1970-11-12
Filing date: 1971-11-06
Publication date: 1972-05-18
Also published as: JPS5121116B1; CH544384A; UST901026I4; AT319416B

Abstract

Determination of breeder factor and reactor power by means of probes consisting of fissile material amalgams distributed in a precise geometric pattern in a fast reactor core. The probes are made as small as possible so as not to impair core parameters and the fissile amalgams may be typically U235 U238 or U233 Pu241 with Th232 and are clad in Nb Th or Cr to ensure maximum fast neutron capture. Use of fissile amalgams ensures a greater number of fast neutrons of different resonant frequencies will be captured and thus a more representative and effective measure of breeder factor adn reactor power will be obtained by monitoring of particle emissions when the probes are retrieved from the core after discrete time intervals.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Verteilung des Brutfaktors und der Leistungsverteilung in einem schnellen Brüter Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung der Verteilung des Brutfaktors in einem schnellen Brüter mit einer Brennstoffausstattung, die Brutstoff enthält.Method and device for measuring the distribution of the breeding factor and power distribution in a fast breeder. The invention relates to a Method and device for measuring the distribution of the breeding factor in one fast breeder with fuel equipment that contains breeding material.

Das Verfahren und die Vorrichtung können auch zur Messung der Leistungsverteilung in dem schnellen Brüter benützt werden.The method and the device can also be used to measure the power distribution in which fast breeders are used.

Betriebssicherheit und ökonomische Arbeitsweise erfordern es, daß in modernen und zukünftigen Reaktortypen die Leistungsverteilung im Reaktorkern gemessen wird. Bei schnellen Brütern ist außerdem die Brutverteilung innerhalb des Reaktorkernes und in der Brutzone wichtig. In der Praxis erhält man Informationen über die leistungsverteilung, gewöhnlich aus der Messung des Neutronenflusses. Solche Messungen kann man entweder mit Ionisationskammern oder mit Aktivierungssonden erhalten.Operational safety and economical operation require that in modern and future reactor types the power distribution in the reactor core is measured. In the case of fast breeders, the brood distribution within the Important in the reactor core and in the breeding zone. In practice you get information on the power distribution, usually from the measurement of the neutron flux. Such Measurements can be obtained either with ionization chambers or with activation probes.

Beide Möglichkeiten wurden in thermischen Reaktoren angewendet.Both possibilities have been used in thermal reactors.

Wegen der schwierigen Betriebsbedingungen, die in einem modernen Beistungsbrüter bestehen, konnten jedoch bis jetzt noch keine hierfür geeigneten Spaltkammern oder Aktivierungssonden entwickelt werden.Because of the difficult operating conditions encountered in a modern day breeder exist, but so far no suitable fission chambers or Activation probes are developed.

Es besteht die Aufgabe, ein Verfahren zur Messung der Brutverteilung und eine Vorrichtung zur Iurchführung dieses Verfahrens zu finden, in dem eine geeignete Meßsonde benützt wird, die auch bei den schwierigen Betriebsbedingungen nicht versagt.The task is to find a method for measuring the brood distribution and to find an apparatus for carrying out this process in which a suitable Measuring probe is used, which does not fail even under difficult operating conditions.

Daneben besteht die Aufgabe, dieses Verfahren und die Vorrichtung so auszubilden, daß man zusätzlich und gleichzeitig Informationen Aber die Leistungsverteilung im Kern erhält.In addition, there is the task of this method and the device to be trained in such a way that one can get additional and at the same time information But the power distribution at the core.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß mehrere Sonden, die teilweise aus Brutstoff gefertigt sind, in einer bestimmten Gruppierung angeordnet werden, daß die Sonden in den Reaktorkern transportiert werden, wobei im Reaktorkern die Gruppierung beibehalten ist, daß die Sonden im Reaktorkern eine bestimmte Zeit bestrahlt werden und daß die Sonden unter Beibehaltung ihrer Gruppierung vom Reaktorkern zu einer Strahlungsmeßstelle gebracht werden, wo die Intensität der Strahlung Jeder Sonde gemessen wird. Es können die Sonden wenigstens teilweise sowohl aus Brutstoff als auch aus einem spaltbaren Material gefertigt sein, nach Messung der vom spaltbaren Material ausgesandten Strahlung können die Sonden aufbewahrt werden und es kann nach Abklingen der Radioaktivität des spaltbaren Materials auf einen vernachlässigbaren Wert die Aktivität des Endproduktes des BruJ-.organges gemessen werden. Bei einer vorteilhaften Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens sind mehrere Sonden vorgesehen, die teilweise aus Brutstoff und zur Messung der Leistungsverteilung aus spaltbarem Material gefertigt sind, wobei ein Brutstoff gewählt ist, dessen Beutronenwechselwirkungswahrscheinlichkeit im wesentlichen die gleiche Energie abhängigkeit wie die des Brutstoffes der Brennstoffausstattung aufweist, die Sonden sind in einer bestimmten Gruppierung in den Reaktorkern einführbar und in ihm anordbar, die Sonden sind im Reaktor aktivierbar und aus dem Reaktorkern herausziehbar, und mit Strahlungsmeßeinrichtungen wird unter Berücksichtigung der Gruppierung der Sonden die Strahlung gemessen, die das durch die Aktivierung erzeugte Endprodukt abstrahlt.According to the invention, this object is achieved in that several probes, which are partly made of breeding material, arranged in a certain grouping be that the probes are transported into the reactor core, in the reactor core the grouping is retained so that the probes in the reactor core a certain time are irradiated and that the probes while maintaining their grouping from the reactor core be brought to a radiation measuring point, where the intensity of the radiation each Probe is measured. The probes can at least partially consist of both breeding material as well as be made of a fissile material, after measuring the fissile Material emitted radiation can be stored in the probes and it can after the radioactivity of the fissile material has subsided to a negligible level Value the activity of the end product of the BruJ organ can be measured. At a advantageous device for carrying out the method several probes are provided, which are partly made from breeding material and used to measure the power distribution from fissile Material are made, with a breeding material is selected, whose Beutronen interaction probability essentially the same energy dependency as that of the fuel of the fuel equipment has, the probes can be introduced into the reactor core in a specific grouping and can be arranged in it, the probes can be activated in the reactor and taken from the reactor core extractable, and with radiation measuring devices taking into account the Grouping the probes measured the radiation that was generated by the activation End product emits.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und bei der Vorrichtung zu seiner Durchführung wird das Prinzip der bekannten Neutronen aktivierungsanalyse benützt. Das Meßverfabren und die benützte Vorrichtung sind Jedoch speziell für die Messung der Brutverteilung ausgelegt. Bei dieser Analyse wird ein aktivierbares Material mit Neutronen bestrahlt, die von einer Neutronenquelle ausgesandt werden. Die Bestrahlung erfolgt in einem bestimmten Zeitintervall. Das aktivierbare Material wird durch die Bestrahlung radioaktiv und die Messung der Aktivität in ausgewählten Energiebereichen liefert Informationen über die Leistungsverteilung und über die Brennstoffbrütung. Die Aktivität der ausgewählten Energiebereiche wird im folgenden als "interessierende Aktivität" bezeichnet. Die Sonden können aus einem Einbettmaterial gefertigt sein, das eine feste mechanische Struktur aufweist und in das das aktivierbare Material eingelagert ist.In the method according to the invention and in the device for its The principle of the well-known neutron activation analysis is used. The measuring process and the used However, devices are special designed for measuring the brood distribution. In this analysis, an activatable Material irradiated with neutrons emitted by a neutron source. The irradiation takes place in a certain time interval. The activatable material becomes radioactive by the irradiation and the measurement of the activity in selected Energy areas provides information about the power distribution and about the Fuel incubation. The activity of the selected energy areas is shown below referred to as "activity of interest". The probes can be made from an embedding material be made, which has a solid mechanical structure and in which the activatable Material is stored.

Ein Detektor bzw. eine Sonde zur Messung der Leistungsverteilung und der Verteilung des Brutfaktors bzw. Konversionsgrades in einem schnellen Brüter muß folgende Bedingungen erfüllen: 1. Die "interessierende Aktivität" muß frei von überlappender Radioaktivität von Verunreinigungen und des Einbettungsmaterials sein und muß in einer geeigneten Zeitspanne meßbar sein; 2. die Aktivität muß ein genaues Maß der Leistung und/oder des Bratens in der Nähe der Aktivierungszone im Kern enthalten; 3. die Sonden müssen so klein sein, daß das Aktivierungssystem den Fluß im Reaktor nicht in nennenswerter Weise stört; 4. die großen Temperaturänderungen innerhalb des schnellen Brüters (von Raumtemperatur bis 300 - i0000C und höher) und die starke Strahlung (ungefähr 109 r Ar und ungefähr 6x1015 Neutronen pro Zeiteinheit), denen die Sonden ausgesetzt sind, dürfen die mechanische Festigkeit der Sonden nicht beeinflussen; 5. die Sonden sollen sehr häufig wieder verwendet werden können. Das bedeutet, daß die künstliche Radioaktivität nach einer entsprechenden Lagerzeit bis auf einen Wert abgesunken sein muß, der vernachlässigt werden kann.A detector or a probe for measuring the power distribution and the distribution of the breeding factor or degree of conversion in a fast breeder must meet the following conditions: 1. The "activity of interest" must be free of overlapping radioactivity from contaminants and the embedding material and must be measurable in a suitable period of time; 2. The activity must be accurate Degree of power and / or frying in the vicinity of the activation zone contained in the core; 3. The probes must be so small that the activation system can control the flow in the reactor does not interfere in any noteworthy way; 4. the large temperature changes within of the fast breeder (from room temperature to 300 - i0000C and higher) and the strong ones Radiation (about 109 r Ar and about 6x1015 neutrons per unit of time), to which the probes are exposed, the mechanical strength of the probes must not influence; 5. It should be possible to reuse the probes very frequently. That means that the artificial radioactivity after a corresponding storage time must have fallen to a value that can be neglected.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit der vorzugsweise zu benutzenden Vorrichtung können die Brutverteilung und die Leistungsverteilung nur mit einer einzigen Bestrahlung der Sonden gemessen werden. Das aktivierbare Material wird mit Neutronen aus einer Neutronenquelle für eine bestimmte, bekannte Zeit bestrahlt. Die Neutronenquelle ist ein schneller Brüter. Das aktivierbare Material wird durch die Bestrahlung radioaktiv und die Messung der erzeugten Aktivität ergibt Werte, die dem Neutronenfluß und damit der Leistungsverteilung und räumlichen Verteilung der Brennstoffbrütung entsprechen.With the method according to the invention and with the one preferably to be used Device can brood distribution and power distribution with only one single irradiation of the probes can be measured. The activatable material will irradiated with neutrons from a neutron source for a certain, known time. The neutron source is a fast breeder. The activatable material is through the irradiation radioactive and the measurement of the generated activity gives values, that of the neutron flux and thus the power distribution and spatial distribution correspond to the fuel incubation.

Das aktivierbare Material kann in den verschiedensten Zonen des Briiters angeordnet werden, wo diese Parameter gemessen werden sollen und müssen.The activatable material can be in the most diverse zones of the British where these parameters should and must be measured.

Die erfindungsgemäße Sonde kann als aktivierbares Material eine Mischung von spaltbaren Kernen, beispielsweise Pu239, U235, U233 und Pu241 und Brutstoff, beispielsweise 7238 oder Th232 enthalten. Der Einfangsquerschnitt dieser aktivierbaren Materialien ändert sich mit der Energie der eingestrahlten Teilchen und besitzt Maxima in einem oder mehreren Energiebereichen. Den bekannten Diagrammen, in denen der Einfangquerschnitt gegen die Energie aufgetragen ist, kann entnommen werden, daß verschiedene aktivierbare Materialien im allgemeinen unterschiedliche Einfangsquerschnitte für unterschiedliche Energiebereiche aufweisen. Die Zusammensetzung der Mischung aus aktivierbarem Material kann nun so gewählt werden, daß zumindest in bestimmten Energiebereichen die Neutronenwechselwirkungswahrscheinlichkeit der Mischung soweit wie möglich an die des Brennstoffes angeglichen ist. Dabei wird unter angeglichener Neutronenwechselwirkungswahrscheinlichkeit verstanden, daß der Einfangsquerschnitt der Mischung am aktivierbaren Material ungefähr die gleiche statistische Einfangswahrscheinlichkeit in den Energiebereichen der "interessierenden Aktivität" aufweist, wie der Brennstoff.The probe according to the invention can be a mixture as an activatable material of fissile cores, e.g. Pu239, U235, U233 and Pu241 and breeding material, for example 7238 or Th232. The capture cross-section of this activatable Materials changes with the energy of the irradiated particles and possesses Maxima in one or more energy ranges. The familiar diagrams in which the capture cross-section is plotted against the energy can be taken that different activatable materials generally have different capture cross-sections for different energy ranges. The composition of the mixture Activatable material can now be selected so that at least in certain Energy ranges the neutron interaction probability of the mixture so far how possible to match that of the fuel. It is under adjusted Neutron interaction probability understood that the capture cross section the mixture on the activatable material has approximately the same statistical probability of capture in the energy ranges of the "activity of interest", such as the fuel.

Nach der Neutronenbestrahlung wird die Aktivität der Spaltprodukte, die durch eine Kernspaltreaktion erzeugt wurden, zuerst gemessen. Dabei wird im allgemeinen die verzögerte Gammastrahlung gezählt, die die Information für die Leistungsverteilung im Reaktor gibt. Ungefähr einen Tag danach, nachdem die Aktivität der Spaltprodukte auf einen vernachlässigbaren Wert abgeklungen ist, wird die Aktivität von Np239 oder Pa233 gemessen, die die gewünschte Information über das Braten enthält. Diese Brutprodukte erhält man mit den Prozessen: Es können auch spaltbare Nukleide oder Zwischenkerne beispielsweise Ni64 und Si30 als aktivierbare Materialien zur Messung der Leistungsverteilung im Reaktor verwendet werden.After the neutron irradiation, the activity of the fission products generated by a nuclear fission reaction is first measured. In general, the delayed gamma radiation is counted, which gives the information for the power distribution in the reactor. About a day later, after the activity of the decomposition products has declined to a negligible level, the activity of Np239 or Pa233 is measured, which contains the desired information about the frying. These brood products are obtained with the processes: Fissile nuclei or intermediate nuclei, for example Ni64 and Si30, can also be used as activatable materials for measuring the power distribution in the reactor.

Vorzugsweise sind die Sonden Drähte oder kleine Kugeln oder Perlen. Sie enthalten kleine Mengen des verwendeten aktivierbaren Isotopes, das in ein Einbettmaterial eingelagert ist.Preferably the probes are wires or small balls or beads. They contain small amounts of the activatable isotope used in an embedding material is stored.

Als Einbettmaterial kann ein Material verwendet werden, das bei Neutronenbestrahlung nur vernachlässigbar aktiviert wird und das eine genügende Festigkeit aufweist. Es kann BeO, Chrom, Niob oder Tantal verwendet werden. Dem Einbettmaterial kann eine kleine Menge bekannten radioaktiven Materials, beispielsweise Cs137 zugefügt sein um die Sonde zu eichen. Die Drähte oder bandförmig aneinandergereihten Kugeln werden in die verschiedenen Zonen des Reaktors eingebracht, wo die Leistungsverteilung und die Brutverteilung gemessen werden sollen.As an embedding material, a material that can be used for neutron irradiation can be used is activated only negligibly and which has sufficient strength. BeO, chromium, niobium or tantalum can be used. The embedding material can a small amount of known radioactive material, e.g. Cs137, is added be to calibrate the probe. The wires or balls strung together in a ribbon are introduced into the different zones of the reactor, where the power distribution and the brood distribution should be measured.

Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand der Figuren 1 bis 6 naher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 die Ansicht eine Zählers, der als neßvorrichtung benützt wird, Fig.2a u. 2b das Gammaspektrum von Natururan und angereicherter Uran, 24 Stunden nach einer Bestrahlung, Fig.3a u. 3b die Gammaspektren von Natururan und angereichertei Uran, 100 Stunden nach einer Bestrahlung, Fig. 4 das Verhältnis der Nullrate zum Meßwert für die Np239 - 278 KeV - Linie als ction der Zeit, Fig. 5 in einem Übersichtsdiagramm ein Meßsystem nach der Erfindung, Fig. 6 eine Trennungsvorrichtung für flüssiges Natrium, wie sie in Fig. 5 enthalten ist.The invention is illustrated below by way of example with reference to FIGS to 6 explained in more detail. They show: FIG. 1 a view of a counter which is used as a wet device is used, Fig.2a and 2b the gamma spectrum of natural uranium and enriched uranium, 24 hours after irradiation, Fig.3a and 3b the gamma spectra of natural uranium and enriched uranium, 100 hours after irradiation, Fig. 4 shows the ratio the zero rate to the measured value for the Np239-278 KeV line as ction of time, Fig. 5 shows an overview diagram of a measuring system according to the invention, FIG. 6 shows a separation device for liquid sodium as contained in FIG.

Mit der Erfindung wird ein Meßsystem für die Messung der Leistungsverteilung und der Brutverteilung in einem Bruter vorgeschlagen. Beispielsweise Kugeln kleinen Durchmessers aus BeO, die Oxide von U235 und U238 enthalten, werden in den Reaktor zur Aktivierung eingeführt, anschließend dem Reaktor entnommen und mit einem G (Li) - Zähler die Radioaktivität gemessen. Die Messung ergibt die gewünschten Verteilungen.The invention provides a measuring system for measuring the power distribution and the brood distribution in a breeder is proposed. For example, small balls Diameter of BeO, which contain oxides of U235 and U238, are put into the reactor introduced for activation, then removed from the reactor and marked with a G (Li) - Counter measured the radioactivity. The measurement gives the desired distributions.

Um einen schnellen Brüter in der sichersten und ökonomischsten Weise zu betreiben, ist es erforderlich zu jeder Zeit die Leistunge- und Brutverteilung im gern zu kennen. Im Idealfall könnte die leistungsverteilung dadurch bestimmt werden, daß man kontinuierlich aufzeichnende Meßgeräte, beispielsweise kleine Spaltkammern an vielen Punkten in den Reaktor einführt. Wegen der hohen Temperaturen und der intensiven Gamma- und Neutronenstrahlung sind jedoch in einem schnellen Brüter die Betriebsbedingungen extrem ungilzistig. Randelsübliohe Spaltkammern können unter diesen Bedingungen nicht wirkungsvoll eingesetzt werden.To be a fast breeder in the safest and most economical way To operate, it is necessary at all times to distribute the performance and brood im like to know. Ideally, this could determine the power distribution be that one continuously recording measuring devices, such as small gap chambers introduces into the reactor at many points. Because of the high temperatures and the However, intense gamma and neutron radiation are the most common in a fast breeder Operating conditions extremely disgusting. Randel fissure chambers cannot be used effectively under these conditions.

Außerdem wäre es mit diesen Mitteln nicht möglich, die Brutverteilung in Reaktor genau zu bestimmten.In addition, it would not be possible with these means to brood distribution to be precisely defined in the reactor.

Es wurde ein Aktivierungssystem entwickelt, das sowohl die Leistungs- als auch die Brutverteilung in einem schnellen Brüter ißt. Dieses Aktivierungssystem benUtzt Sonden in der Form von DrShten oder kleinen Kugeln. Eine Anzahl dieser Sonden wird in Röhren eingeführt, die durch verschiedene Teile des Reaktors verlaufen. Nach einer kurzen Äktivierungszeit durch Neutronen werden die Sonden entfernt und ihre Radioaktivität gemessen.An activation system was developed, which both the performance as well as the brood distribution in a fast breeder. This activation system uses probes in the form of holes or small spheres. A number of these probes is inserted into tubes running through different parts of the reactor. After a short activation time by neutrons, the probes are removed and their radioactivity measured.

Im Ausführungsbeispiel ist ein solches Meßsystem für einen schnellen Erster beschrieben. Es wird eine Sonde benützt, die sowohl spaltbares, als auch brütbares Material beispielsweise U235 und u238 enthält. Das aktivierbare Material ist in ein geeignetes Einbettmaterial, beispielsweise BeO, Nb, Ta oder Cr eingeschlossen. Die Menge des eingelagerten Materials sollte so klein wie möglich sein, um die mechanische Festigkeit der Sonden sicherzustellen. Da die Leistungs- und Brutverteilungsmessungen öfters wiederholt werden, werden die Sonden immer wieder benUtzt und es wird sich allmählich eine langlebige Aktivität, die aus früheren Bestrahlungen stammt, aufbauen und sich den Messungen der neuerlichen Aktivierung überlagern. Um das Verhältnis dieser Nullrate zur neuerlich erzeugten Aktivität kleinzuhalten, sollte die Menge des aktivierbaren Materials der Sonde und die Bestrahlungszeit so klein wie möglich gehalten werden. Bei der Messung ist die Zählrate durch die maximale Zahlrate des Zählers beschränkt. Sonden mit einer größeren Menge von Uran oder ähnlichem Material, die eine längere Bestrahlungszeit benötigen, haben eine größere Nullrate. Diese Detektoren bzw. Sonden sind ebenfalls der Begrenzung der Zählrate unterworfen, ähnlich wie Sonden mit kleineren Mengen aktivierbaren Materials. Für solche Detektoren ist daher eine langere Pause zwischen den Bestrahlungen nötig, bis die Untergrundeaktivität auf einen akzeptierbaren Wert abgesunken ist.In the exemplary embodiment, such a measuring system is for a fast First described. A probe is used that is both fissile and Incubatable material contains, for example, U235 and u238. The activatable material is enclosed in a suitable embedding material, for example BeO, Nb, Ta or Cr. The amount of stored material should be as small as possible in order to avoid the mechanical Ensure the strength of the probes. Since the performance and brood distribution measurements are repeated more than once, the probes will be used over and over and it will work gradually build up a long-lasting activity derived from previous exposures and are superimposed on the measurements of the renewed activation. About the relationship To keep this zero rate for newly generated activity small, the amount should the activatable material of the probe and the irradiation time as short as possible being held. When measuring, the count rate is determined by the maximum count rate of the Counter limited. Probes with a large amount of uranium or similar material, that require a longer exposure time have a higher zero rate. These Detectors or probes are also subject to the limitation of the count rate, similarly like probes with smaller amounts of activatable material. For such detectors is hence a longer pause between irradiations is necessary until the Underground activity has dropped to an acceptable level.

Dieser Wert ist erreicht, wenn die Nullrate die Messung bei einer neuerlichen Bestrahlung nicht mehr stört. Andererseits muß die Dichte des aktivierbaren Materials pro Sonde einen bestimmten Wert übersteigen, da sonst wegen der endlichen Zeit die für das Beschicken des Reaktors mit Sonden und das Entfernen der Sonden an dem Reaktor benötigt wird, eine Korrektur in der Länge der Bestrahlungszeit erforderlich wird, der jeweils die erste und letzte Sonde jeder Röhre ausgesetzt ist. Je länger die Bestrahlung ist, um so kleiner ist diese Korrektur, so daß die Bestrahlungszeit so groß wie möglich gemacht werden sollte, in dem Rahmen, den die anderen Bedingungen zulassen. Es ist deshalb die Bestrahlungszeit und die Dichte des aktivierbaren Materials, die beim Anwendungsbeispiel benutzt wurden, ein Kompromiß, der den drei genannten, einzelnen Bedingungen genügen muß.This value is reached when the zero rate is the measurement at a new irradiation no longer bothers. On the other hand, the density of the activatable Materials per probe exceed a certain value, otherwise because of the finite Time to load the reactor with probes and remove the probes is required on the reactor, a correction in the length of the irradiation time is required to which the first and last probe of each tube is exposed. The longer the irradiation, the smaller this correction, so that the irradiation time should be made as large as possible, within the limits of the other conditions allow. It is therefore the irradiation time and the density of the activatable material that were used in the application example, a compromise that the three mentioned, must meet individual conditions.

Es wurde bereits erwähnt, daß als aktivierbares Material eine Mischung aus spaltbarem und brütbarem Material verwendet wird.It has already been mentioned that the activatable material is a mixture made of fissile and breeding material is used.

Die Gammastrahlung der Kernspaltungs-Reaktion des spaltbaren Materials wird benutzt um die örtliche Leistungsverteilung festzustellen, während die charakteristische Strahlung des Np239 benutzt wird, um die örtliche Brutrate bzw. den örtlichen Konversationsgrad zu bestimmen. Der Einfangsquerschnitt dieser aktivierbaren Materialien ist abhängig von der Energie der ankommenden Teilchen und hat im allgemeinen Maxima in einem oder mehreren Energiebereichen. Die Mischung aus aktivierbarem Material ist so zusammengesetzt, daß die Energieabhängigkeit ihrer Neutronenwechselwirkungswahrscheinlichkeit so gut wie möglich der der Neutronenwechselwirkungswahrscheinlichkeit des Brennstoffes angeglichen ist. Dabei ist unter einer angeglichenen Neutronenwechselwirkungswahrsche inlichkeit zu verstehen, daß der Einfangswirkungsquerschnitt der Mischung in den Energiebereichen der "interessierenden Aktivität" etwa die gleiche statistische Einfangswahrscheinlichkeit aufweist, wie der Einfangsquerschnitt des Brennstoffes. Im Ausführungabeispiel wurden Sonden mit einem Durchmesser von ungefähr 1,5 mm benützt, die als brütbares Material U238 und als spaltbares Material U235 enthielten. Das Verhältnis von brütbarem und spaltbarem Material war 8,5:1, bei ungefahr 1 mg aktivierbarer Mischung pro Sonde. Die Menge und Zusammensetzung des aktivierbaren Materials kann unter Berücksichtigung der erwähnten Kriterien und in Abhängigkeit von der Brennstoffzusammensetzung des Brüters geändert werden, dessen Leistungs-und Brutverteilung gemessen werden soll. Die Sonden können anderes spaltbares Material, beispielsweise U233 und Pu241 und anderes brütbares Material, beispielsweise Th232 enthalten.The gamma rays from the nuclear fission reaction of the fissile material is used to determine the local power distribution, while the characteristic Radiation from the Np239 is used to determine the local breeding rate or the local level of conversation to determine. The capture cross-section of these activatable materials is dependent on the energy of the incoming particles and generally has maxima in one or several energy ranges. The mixture of activatable material is composed in such a way that that the energy dependence of their neutron interaction probability is so as closely as possible to the neutron interaction probability of the fuel is aligned. Thereby is under an adjusted neutron interaction probability to understand that the trapping cross section of the mixture in the Energy ranges of the "activity of interest" roughly the same statistical Has capture probability, such as the capture cross-section of the fuel. In the working example, probes with a diameter of approximately 1.5 mm were used used, which contained U238 as breeding material and U235 as fissile material. That Ratio of incubable and fissile material was 8.5: 1, at about 1 mg activatable Mixture per probe. The amount and composition of the activatable material can taking into account the criteria mentioned and depending on the fuel composition of the breeder, whose performance and brood distribution are measured target. The probes can be other fissile material such as U233 and Pu241 and other incubable material such as Th232.

Außerdem kann als spaltbares Material Ni64 und geschmolzener Quarz wie Si30 als aktivierbares Material benützt werden.Ni64 and fused quartz can also be used as fissile materials how Si30 can be used as an activatable material.

Es wurde ebenfalls bereits erwähnt, daß die Sonden aus einem geeigneten Einbettmaterial aufgebaut sind, das ein festes, hochtemperaturfestes Material sein muß, das zur Radioaktivität der Sonde nur eine geringe, überlappende Radioaktivität beisteuert.It has also already been mentioned that the probes are made of a suitable Embedding material are constructed, which can be a solid, high-temperature-resistant material must, that the radioactivity of the probe only a small, overlapping radioactivity contributed.

BeO ist ein Material, das diesen Bedingungen genügt. Dieses Material wird im Ausführungsbeispiel als Einbettungsmaterial benützt. Andere Materialien, die die gleichen Eigenschaften aufweisen, sind Nb, Da und Cr.BeO is a material that meets these conditions. This material is used in the exemplary embodiment as an embedding material. Other materials, which have the same properties are Nb, Da and Cr.

Pür eine genaue Bestimmung der Brut- und Leistungsverteilung sollte der Urangehalt der Sonden bestimmt werden, bevor diese zur Bestrahlung in den Reaktor eingeführt werden. Hierzu wird die Aktivität des Natururans der Sonde mit einem ungefähr 2,5x2,5 cm großen NaI (T1) - Zähler gemessen. Es kann zu diesem Zweck auch eine sehr kleine Menge eines Materials bekannter Radioaktivität, beispielsweise Cs137 dem Einbettungsmaterial beigemengt werden. Diese Messung kann dann als Eichung für die Bestimmung der Brut- und Leistungsverteilung benützt werden. Hierfür ist es jedoch erforderlich, daß die Sonden während ihrer gesamten Benutzung in der gleichen Reihenfolge gehalten werden.Pür should precisely determine the distribution of breeding and performance The uranium content of the probes can be determined before they are sent to the reactor for irradiation to be introduced. For this purpose, the activity of the natural uranium is measured by the probe with a Approximately 2.5x2.5 cm NaI (T1) counter measured. It can do this too a very small amount of a material of known radioactivity, for example Cs137 can be added to the embedding material. This measurement can then be used as a calibration can be used to determine the distribution of breeding and performance. For this is however, it required that the probes be in the same during their entire use Order to be kept.

Für die eigentliche Bestrahlung werden Sonden in Röhren eingeführt, die der Lange nach durch verschiedene Teile des Reaktors führen. Diese Röhren oder Rohrleitungen können aus rostfreiem Stahl hergestellt sein und haben einen Innendurchmesser, der weitgehend dem Durchmesser der Sonden entspricht.For the actual irradiation, probes are inserted into tubes, which run lengthways through different parts of the reactor. These tubes or Pipelines can be made of stainless steel and have an inner diameter that which largely corresponds to the diameter of the probes.

Die Gesamthöhe der Sonden, die in einer Reihe in einer der Röhren gruppiert sind, entspricht der Höhe des Brennstoffes im Reaktorkern.The total height of the probes that are in a row in one of the tubes are grouped, corresponds to the height of the fuel in the reactor core.

Bei bekannten Meßsystemen für thermische Reaktoren, bei denen zur Flußaufzeichnung eine Neutronenaktivierung benützt wird, wie sie beispielsweise in dem USA-Patent 3 263 081 beschrieben sind, werden die Sonden mit Druckgas in den Reaktor hinein-und aus dem Reaktor herausgetrieben. Aus zwei Gründen ist dieses Transportmittel in einem Breiter nicht anwendbar. Zum ersten ist die Rückwirkung einer zufällig im Reaktorkühlsystem auftretenden ungekühlten Stelle so ernsthaft, daß extreme mechanische Sicherungen gegen diese Möglichkeit erforderlich wären. Außerdem könnte die Erhitzung der Sonden durch ammastrahlung so stark sein, daß ein gasförmiges Transportmedium keine ausreichende Kühlung für die Sonden sicherstellen würde. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird dieses Problem mit einem flüssigen Transportmittel anstelle des gasförmigen Transportmittels gelöst. Ähnlich wie beim Einbettmaterial muß dieses Material seine chemische Stabilität bei hohen Temperaturen erhalten und es muß frei von überlappender, künstlicher Radioaktivität sein. Bi und Na können beispielsweise als flUssiges Transportmittel verwendet werden. Beim Ausführungsbeispiel wird Na angewandt. Die Benützung solcher, relativ dichter Flüssigkeiten bringt außerdem den Vorteil, daß StöBe zwischen den Sonden gemildert werden,die erfolgen, wenn die Sonden in den Reaktor hinein und au8 ihm herausbefördert werden.In known measuring systems for thermal reactors in which to Flow recording a neutron activation is used, as it is for example in U.S. Patent 3,263,081, the probes are supplied with pressurized gas in driven in and out of the reactor. This is for two reasons Means of transport in a wider area not applicable. First is the retroactive effect an uncooled point occurring by chance in the reactor cooling system so seriously, that extreme mechanical safeguards against this possibility would be required. In addition, the heating of the probes by amma radiation could be so strong that a gaseous transport medium does not ensure sufficient cooling for the probes would. In the method according to the invention and the device according to the invention will solve this problem with a liquid transport medium instead of the gaseous one Means of transport solved. Similar to the embedding material, this material has to be chemical stability at high temperatures and it must be free of overlapping, artificial radioactivity. Bi and Na can, for example, be used as a liquid transport medium be used. In the exemplary embodiment, Na is used. The use of those relatively dense liquids also has the advantage that collisions between the Probes that occur when the probes are in and out of the reactor are mitigated be promoted out of it.

Bach einer kurzen Bestrahlungszeit werden die Sonden aus dem Reaktor heraustransportiert und in einer gesonderten Röhre aufbewahrt, in der sie ihre ursprüngliche Reihenfolge beibehalten. Es wurde bereits erwähnt, daß die tatsächliche Bestrahlungszeit durch die Dichte des aktivierbaren Materials pro Sonde und die maximale Zählrate begrenzt wird, die der Zähler mit dem die Strahlungsmessung durchgeführt wird, aufweist. Im Ausführungsbeispiel wurde ein 25 cm3 Ge (Li) -Zähler verwendet, der eine Empfindlichkeit von 3 % bezogen auf einen ungefähr 7,5x7,5 cm NaI (T1) - Zähler bei 25 cm besitzt. In Fig. 1 ist der Zähler 62 mit einer Bleiabschirmung 60 umgeben. In der Bleiabschirmung ist eine Bohrung 64 mit einem Durchmesser von ungefähr 2,5 cm und einer Tiefe von ungefähr 35,4 cm vorgesehen, durch die die Strahlung der Sonde 4 den Zähler erreicht. Der Zähler 62 ist auf einem Kühlfinger 62a befestigt, der in ein mit flüssigem Stickstoff gefülltes Kühlgefäß 62b hineinragt. Ein Ge (Li) - Zähler zusammen mit einem schnellen Verstärker 68 kann 25 000 CPS Impulse pro Sekunde ohne bemerkenswerte Verluste verarbeiten. Es wurde deshalb unter Berücksichtigung der anderen, genannten Bedingungen im Ausführungsbeispiel eine Bestrahlungszeit von 5 Minuten gewählt.After a short irradiation time, the probes are removed from the reactor transported out and stored in a separate tube, in which they were their original Maintain order. It has already been mentioned that the actual exposure time by the density of the activatable material per probe and the maximum count rate that the meter with which the radiation measurement is carried out has. In the exemplary embodiment, a 25 cm3 Ge (Li) counter was used, which has a sensitivity of 3% based on an approximately 7.5x7.5 cm NaI (T1) counter at 25 cm. In FIG. 1, the meter 62 is surrounded by a lead shield 60. In the lead shield is a bore 64 having a diameter of approximately 2.5 cm and a depth of approximately 35.4 cm through which the radiation from the probe 4 reaches the meter. The counter 62 is mounted on a cold finger 62a, which is in a with liquid nitrogen filled cooling vessel 62b protrudes. A Ge (Li) counter along with a fast one Amplifier 68 can handle 25,000 CPS pulses per second with no appreciable loss. It was therefore taking into account the other conditions mentioned in the exemplary embodiment an irradiation time of 5 minutes was chosen.

Die Aktivität der Spaltprodukte, die durch eine Kernspaltungsreaktion erzeugt wurden, wird zuerst gemessen. Dabei wird in erster Linie die Intensität der verzögerten Gammastrahlung gemessen, mit der die Leistungsverteilung zu bestimmen ist.The activity of the fission products produced by a nuclear fission reaction are generated is measured first. First and foremost, the intensity the delayed gamma radiation measured, with which the power distribution can be determined is.

Nach Abklingen der Aktivität der Spaltprodukte auf einen vernachlässigbaren Wert wird die Aktivität des Np239 oder Pa253 gemessen, das durch folgende Reaktionen erzeugt wurde: Mit diesen Meßwerten erhält man die gewünschte Information über die Brutverteilung.After the activity of the cleavage products has subsided to a negligible value, the activity of Np239 or Pa253, which was generated by the following reactions, is measured: With these measured values one receives the desired information about the brood distribution.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Leistungsverteilung durch eine Messung der Gammastrahlung des U235 und U238 erhalten, während die Bestimmung der Brutrate mit einer Messung der Aktivität des Np239 erfolgt. Um die bei der Messung der Leistungs- und Brutverteilung vorgenommenen Verfahrensschritte richtig einschätzen zu können, ist es nötig, das durch Neutronenaktivierung erhaltene Strahlungsspektrum der verwendeten spaltbaren und brütbaren Materialien und das zeitliche Abklingen ihrer Aktivität zu kennen. Zu diesem Zweck sind in den Figuren 2a und 2b und in den Figuren 3a und 3b die nach der Neutronenaktivierung erhaltenen Spektren aufgezeichnet. Aufgetragen ist die relative Intensität über der Energie in MeV.In the present embodiment, the power distribution is obtained by measuring the gamma radiation of the U235 and U238 during the determination the breeding rate is carried out with a measurement of the activity of the Np239. To the when measuring correctly assess the procedural steps carried out in relation to the performance and brood distribution to be able to, it is necessary to determine the radiation spectrum obtained by neutron activation of the fissile and incubable materials used and the decay over time to know their activity. For this purpose, FIGS. 2a and 2b and in FIGS. 3a and 3b show the spectra obtained after the neutron activation. The relative intensity is plotted against the energy in MeV.

Die Spektren wurden mit einem Ge (Li) - Zähler gemessen. Bestimmt wurde die Aktivität, die man mit der Bestrahlung einer Probe von einem Milligramm Natururan (99,28 % U238, 0,72 % U245 und angereichertem Uran (93,2 % U235) bei einem thermischen Fluß von 6x1012n cm 2 sek-2 erhält. Wegen des großen Wirkungsquerschnittes des U235 gegenüber thermischen Neutronen erzeugt eine Probe aus Natururan ungefähr das gleiche Verhältnis von Np-Aktivität zu Spaltaktivität als man von der Exposition einer kombinierten U235 - U238 - Sonde in einem Brüter erwartet. Die Daten der U235 - Probe werden benutzt, um festzustellen, welche Linien des Natururan Linien des Np zuzuordnen sind und ermöglicht eine eindeutigere Peststellung der Nullrate aus der Kernspaltung für jede der Np --Linien. Hierauf wird im folgenden noch gesondert eingegangen.The spectra were measured with a Ge (Li) counter. certainly was the activity obtained with irradiating a sample of one milligram Natural uranium (99.28% U238, 0.72% U245 and enriched uranium (93.2% U235) in one thermal flow of 6x1012n cm 2 sec-2 is obtained. Because of the large cross-section of the U235 against thermal neutrons generates a sample of natural uranium approximately the same ratio of Np activity to cleavage activity as one from exposure a combined U235 - U238 probe in a breeder is expected. The data of the U235 - Sample are used to determine which lines of the natural uranium lines of the Np are to be assigned and enables a clearer determination of the zero rate the fission for each of the Np lines. This will be discussed separately in the following received.

Die Figuren 2a und 2b zeigen einen Vergleich der Spektren von Natururan und angereichertem Uran 24 Stunden nach der Bestrahlung. Die Figuren 3a und 3b zeigen den gleichen Vergleich 100 Stunden später, jedoch mit einer anderen Einteilung der Energieskala. Diesen Diagrammen ist zu entnehmen, daß die Linien bei den Energiewerten 106, 209, 228, 278, 315 und 234 KeV, der Aktivität des Np239 zuzuordnen sind. Der Diskriminator, für den Zähler zur Messung der Gammastrahlung der Kernspaltung muß oberhalb der energiereichsten Linie des Np eingestellt werden. Den Piguren ist zu entnehmen, daß hierfür ein Wert von 0,4 MeV genügt. Wegen der Wahl des aktivierbaren Materials ist deswegen die Messung der verzögerten Gammastrahlung oberhalb des Energiewertes von 0,4 MeV repräsentativ für die "interessierende Aktivität11,. Messungen in diesem Energiebereich werden benützt, um die Leistungsverteilung festzustellen. Die Hauptforderung an das Meßsystem ist, daß die erhaltenen Meßdaten eine genügende statistische Genauigkeit aufweisen und die Leistungs- und Brutverteilung mit einer genauen räumlichen Auflösung angeben. Wegen der relativ langen, mittleren freien Weglänge schneller Neutronen in einem Brüter ist eine räumliche Auflösung von ungefähr 2,5 cm ausreichend für das Meßsystem. Beim Ausführungsbeispiel, bei dem Sonden mit einem Durchmesser von ungefähr 1,5 mm vorgesehen sind, ist das Meßsystem so ausgebildet, daß während eines MeBabschnittes 16 Detektoren zur Messung gebracht werden und dann die nächsten 16 folgen. Bei einer Alternativlösung kann jede Sonde kontinuierlich bewegt werden, wenn sie am Zähler vorbeiläuft. Falls diese Möglichkeit gewählt wird, muß das Produkt C.m = 16 erfüllt sein, in dem r die Zeit für einen Meßabschnitt und m die Anzahl von Sonden pro sek ist, die an dem Zähler vorbeilaufen. Die zuletzt erwähnte Meßanordnung ist vorzuziehen und wird im Ausführungsbeispiel benutzt, da sie statistische Vorteile mit sich bringt und leichter in ein System eingefügt werden kann. Setzt man für das Ausführungsbeispiel eine statistische Genauigkeit von 5 % voraus, so ist eine Zeit für einen Meßabschnitt bzw. eine Integrationszeit von 8 sek zu benützen. Es laufen daher zwei Sonden pro sek am Zähler vorbei. Wegen der maximal möglichen Zählrate von 25 000 CPS des im Ausführungsbeispiel benutzten Ge (Li) - Zählers, wegen der pro Sonde benützten Dichte des aktivierbaren Materials und wegen der erwahnten Bestrahlungszeit von 5 Min. sind die Sonden ungefähr 15 Stunden zu lagern, bevor die erste Messung für die Leistungsverteilung durchgeführt werden kann, um die künstliche Radioaktivität abklingen zu lassen.Figures 2a and 2b show a comparison of the spectra of natural uranium and enriched uranium 24 hours after irradiation. Figures 3a and 3b show the same comparison 100 hours later, but with a different classification of the Energy scale. It can be seen from these diagrams that the lines at the energy values 106, 209, 228, 278, 315 and 234 KeV, to be assigned to the activity of Np239 are. The discriminator, for the counter for measuring the gamma radiation of the nuclear fission must be set above the most energetic line of Np. Den Piguren is it can be seen that a value of 0.4 MeV is sufficient for this. Because of the choice of the activatable Material is therefore the measurement of the delayed gamma radiation above the energy value of 0.4 MeV representative of the "activity of interest11, measurements in this Energy ranges are used to determine the power distribution. The main claim What is important to the measurement system is that the measurement data obtained have a sufficient statistical accuracy and the performance and brood distribution with an accurate spatial resolution indicate. Because of the relatively long, mean free path of fast neutrons in a breeder, a spatial resolution of about 2.5 cm is sufficient for the measuring system. In the exemplary embodiment in which probes with a diameter of approximately 1.5 mm are provided, the measuring system is designed so that during a Measuring section 16 detectors are brought to measure and then the next 16 follow. In an alternative solution, each probe can be moved continuously, when she walks past the meter. If this option is chosen, the product must C.m = 16 must be fulfilled, in which r is the time for a measurement section and m is the number of probes per sec passing the meter. The last-mentioned measuring arrangement is preferable and is used in the exemplary embodiment because it has statistical advantages and can be more easily integrated into a system. If you set for the exemplary embodiment assumes a statistical accuracy of 5%, so is one Time to use for a measurement section or an integration time of 8 seconds. It therefore, two probes pass the meter every second. Because of the maximum possible count rate of 25,000 CPS of the Ge (Li) counter used in the exemplary embodiment, because of the density of activatable material used per probe and because the mentioned irradiation time of 5 minutes, the probes are about 15 hours before taking the first power distribution measurement can to let the artificial radioactivity subside.

Um die Messung für die Brutverteilung durchführen zu können, ist es nötig, folgendes festzustellen: (1) welche der Np-Linien am geeignetsten für die Messung ist; und (2) welch eine Lagerzeit man nach der Bestrahlung anzusetzen hat, damit die Nullrate aus der Kernspaltung für die gewählte Linie ein Minimum ist. In dieser Nullrate tritt ein Minimum auf, da der Np-Zerfall exponentiell ist, während der aus der Compton-Strahlung stammende Untergrund dieses nicht tut, da er aus Beiträgen von vielen Gammastrahlungen aus Spaltprozessen mit unterschiedlichen Halbwertzeiten zusammengesetzt ist.In order to be able to carry out the measurement for the brood distribution, it is It is necessary to determine the following: (1) Which of the Np lines are most suitable for the Measurement is; and (2) what a storage time to set after the irradiation, so that the zero rate from nuclear fission is a minimum for the selected line. A minimum occurs in this zero rate, since the Np decay is exponential, while the background from the Compton radiation does not do this because it is made up of contributions of many gamma rays from fission processes with different half-lives is composed.

Aus den Figuren 2a und 2b und den Figuren 3a und 3b ist unter Berücksichtigung der speziellen aktivierbaren Materialien zu entnehmen, daß die besten Np - Linien bei Energiewerten von 228 und 278 KeV liegen. Die erste dieser Linien liegt jedoch beim selben Energieniveau wie eine der Linien des Kernspaltungsprozesses und kann daher nicht benutzt werden. Die "interessierende Aktivität'1 bezüglich der Messung der Brutverteilung liegt daher bei einem Energiewert von 278 KeV. Um daher die Brutverteilung zu bestimmen, werden die Sonden erneut am Zähler vorbeigeführt und die vom Ge (Li) - Zähler gezählten Impulse werden einem Einkanalanalysator zugeführt, der auf die 278 KeV - Np239 - Linie eingestellt ist. Sclche Instrumente sind bekannt und im Handel erhältlich. Die angewendete Zählgeschwindigkeit beträgt wieder 2 Sonden pro sek.From Figures 2a and 2b and Figures 3a and 3b is under consideration of the special activatable materials can be seen that the best Np lines lie at energy values of 228 and 278 KeV. However, the first of these lines lies at the same energy level as one of the lines of the nuclear fission process and can therefore cannot be used. The "activity of interest" 1 related to the measurement the brood distribution is therefore at an energy value of 278 KeV. Hence the brood distribution to determine, the probes are led past the meter again and the Ge (Li) - Counter counted pulses are fed to a single-channel analyzer, which is based on the 278 KeV - Np239 - line is set. Such instruments are known and in the Commercially available. The counting speed used is again 2 probes per sec.

Bevor die Messung für die Brutverteilung durchgeführt werden kann, muß eine Lagerungsperiode eingehalten werden, in der die verzögerte Gammastrahlung, die zur Messung der Leistungs-Verteilung benutzt wurde, auf einenvernachlässigbaren Wert abgesunken ist. Fig. 4 zeigt die Nullrate für die 278 KeV -Linie eines U235 - U238 - Detektors als eine Funktion der Zeit. Als Nullrate ist das Verhältnis der Intensität der aus dem Kernspaltungsprozeß stammenden Gammastrahlung Intensität der 278 KeV - Np-Linie aufgetragen. Der Figur ist zu entnehmen, daß der Beitrag der Nullrate ein Minimum von ungefähr 9,5 % 100 Stunden nach der Bestrahlung erreicht und bis ungefähr 150 Stunden nach der Bestrahlung nicht ansteigt. Es kann daher zu Jeder Zeit innerhalb dieses Zeitintervalles die Messung der Np - Strahlung durchgeführt werden. Um eine genauere Messung zu erhalten, kann der Beitrag der aus der Kernspaltung hervorgehenden Gammastrahlung berücksichtigt und von der erhaltenen Np - Messung abgezogen werden.Before the measurement for the brood distribution can be carried out, a storage period must be observed in which the delayed gamma radiation, used to measure the power distribution to negligible value has sunk. 4 shows the zero rate for the 278 KeV Line of a U235 - U238 detector as a function of time. As zero rate is the ratio of the intensity of the gamma radiation originating from the nuclear fission process Intensity of the 278 KeV - Np line plotted. The figure shows that the Contribution of the zero rate a minimum of approximately 9.5% 100 hours after irradiation and does not increase until about 150 hours after irradiation. It can therefore the measurement of the Np radiation at any time within this time interval be performed. To get a more accurate measurement, the contribution of the from the fission resulting gamma radiation and from the received Np measurement can be deducted.

Aus den mit den beiden Zählvorgängen erhaltenen Meßdaten kann sowohl die Leistungs- als auch die Brutverteilung mit Hilfe eines Computers berechnet werden. Das hierzu benötigte mathematische Rüstzeug ist bekannt und wurde bei der Neutronenaktivierungsanalyse, die in dem USA-Patent 3 263 081 für die Messung der Leistungsverteilung in einem thermischen Reaktor beschrieben wurde, ebenfalls angewendet. Bei der Berechnung der Brutverteilung ist folgende Reihenfolge von Reaktionen, die beim Brutvorgang auftritt, zu berücksichtigen: Die Menge von U238, die pro Volumeneinheit im Reaktor an der Stelle r durch den Brutvorgang in Pu239 verwandelt wird, ist durch folgende Beziehung gegeben: Dabei ist mit Nb(r) die Anzahl der U238-Atome pro Volumeneinheit in den Brennstoffelementen an der Stelle r bezeichnet,t,(E) ist der Neutroneneinfangsquerschnitt des U258, ß (E,r) ist der Neutronenfluß an der Stelle r.From the measurement data obtained with the two counting processes, both the performance and the brood distribution can be calculated with the aid of a computer. The mathematical equipment required for this is known and has also been used in the neutron activation analysis described in US Pat. No. 3,263,081 for measuring the power distribution in a thermal reactor. When calculating the brood distribution, the following sequence of reactions that occurs during the incubation process must be taken into account: The amount of U238 that is converted into Pu239 per unit volume in the reactor at the point r by the incubation process is given by the following relationship: Nb (r) denotes the number of U238 atoms per unit volume in the fuel elements at point r, t, (E) is the neutron capture cross-section of the U258, ß (E, r) is the neutron flux at point r.

Das im Aktivierungsdetektor bzw. der Sonde enthaltene U238 unterliegt der gleichen Reaktion und daher ist mit der Messung der vom Nu239 ausgesandten Gammastrahlung, die vom Zerfall des U239 herrührt, eine experimentielle Bestimmung des Brutfaktors bzw. Konversationsgrades gegeben. Für die Bestimmung ist die Beziehung zu benützen, die für die künstliche Aktivität gilt, die in einem aktivierbaren Material nach einer Zeit t vorhanden ist, wenn das aktivierbare Material während einer Zeitspanne "s" einer Strahlung ausgesetzt war. Diese Beziehung lautet: In dieser Beziehung ist Nd die Anzahl der aktivierbaren Kerne, die in der Sonde vorhanden sind, a ist die Intensität Gammastrahlen oder Betastrahlen der "interessierenden Aktivität", die pro Spaltung der erhaltenen radioaktiven Kerne-erzeugt wird, F (T,t) ist eine Funktion, die von der Bestrahlungszeit, von der Betriebsdauer und der Abklingcharakteristik der gebildeten radioaktiven Nukleide abhängt und dd (E) der Neutronenwirkungsquerschnitt der dem Meßvorgang zugrunde liegende Reaktion. Setzt man dd (E) = dc (E), so wandelt sich der Ausdruck für die experimentielle Bestimmung des Brutfaktors an der Stelle r um in: worin sich die 0 auf eine beliebige Referenzstellung bezieht, beispielsweise auf das Zentrum des Reaktorkernes und worin sich A'(r)/A'(O) auf die Messung der Np-Gammastrahlung mit der Sonde bezieht.The U238 contained in the activation detector or the probe is subject to the same reaction and therefore an experimental determination of the breeding factor or degree of conversation is given with the measurement of the gamma radiation emitted by the Nu239, which comes from the disintegration of the U239. For the determination, the relationship is to be used which applies to the artificial activity which is present in an activatable material after a time t when the activatable material was exposed to radiation for a period of time "s". This relationship is: In this regard, Nd is the number of activatable nuclei present in the probe, a is the intensity of gamma rays or beta rays of the "activity of interest" generated per cleavage of the radioactive nuclei obtained, F (T, t) is one Function that depends on the irradiation time, the operating time and the decay characteristics of the radioactive nuclei formed and dd (E) the neutron cross-section of the reaction on which the measurement process is based. If one sets dd (E) = dc (E), the expression for the experimental determination of the breeding factor at the point r is converted into: where the 0 refers to any reference position, for example to the center of the reactor core and where A '(r) / A' (O) refers to the measurement of the Np gamma radiation with the probe.

Da Nb (r)/b (o) für den Zeitpunkt bekannt ist, in dem der Reaktor das erstemal in Betrieb genommen wurde und da A'(r)/ A'(O) in der beschriebenen Weise genau gemessen werden kann, kann der Brutfaktor mit kleinem Fehler bestimmt werden. Es kann daher, wie er angegeben wurde, die Leistungs- und Brutverteilung aus einer einzigen Bestrahlung der Sonden bestimmen.Since Nb (r) / b (o) is known for the time when the reactor the first time it was put into operation and because A '(r) / A' (O) in the described Way can be measured accurately, the breeding factor can be determined with a small error will. It can therefore, as he was stated, the performance and brood distribution from a single irradiation of the probes.

Es ist auch möglich, die Brutverteilung aus den Aktivitätsmessungen zu bestimmen, die zur Berechnnung der Leistungsverteilung benutzt wurden. Diese Alternative ist jedoch weniger genau. In diesem Fall wird der Brutfaktor aus folgender Gleichung bestimmt: Die Schwäche dieser Methode liegt darin, daß die gegenseitige Anpassung von dc(E) und dc(E> nicht besonders genau ist, da die Sonde in erster Linie so ausgewählt ist, daß sie an den Spaltwirkungsquerschnitt des Brennstoffes angepaßt ist. Dies führt dazu, daß die auf diese Weise bestimmte Brutrate nicht die gleiche Genauigkeit wie die Leistungsrate besitzt, da bei dem erhaltenen 0 die Pehlerausschaltung weniger vollständig ist.It is also possible to determine the brood distribution from the activity measurements that were used to calculate the performance distribution. However, this alternative is less accurate. In this case, the breeding factor is determined from the following equation: The weakness of this method lies in the fact that the mutual adaptation of dc (E) and dc (E> is not particularly precise, since the probe is primarily selected in such a way that it is adapted to the gap cross-section of the fuel. that the breeding rate determined in this way does not have the same accuracy as the performance rate, since with the 0 obtained the error elimination is less complete.

Trotzdem ist auch bei Anwendung dieser Gleichung die Bestimmung der Brutverteilung nicht nur mit einer einzigen Messung möglich.Nevertheless, even when this equation is used, the determination of the Brood distribution not only possible with a single measurement.

Wie man ein solches Aktivierungssystem auszuführen hat, ist bereits bekannt und kann beispielsweise aus dem USA-Patent 3 263 081 entnommen werden. Zusätzlich snd jedoch noch gesonderte, verzögerte Zählzyklen für die Messung Aktivität der aktivierten Spaltprodukte und der Endprodukte vorzusehen, die man aus der Neutronenaktivierung des Brutmaterials erhält.How one has to carry out such an activation system is already is known and can be found, for example, in U.S. Patent 3,263,081. Additionally However, there are still separate, delayed counting cycles for measuring the activity of the activated fission products and the end products resulting from neutron activation of the breeding material.

In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel eines solchen Meßsystems dargestellt. Die Sonden 4 sind anfänglich in Aufbewahrungaröhren oder ähnlichen Vorratsbehältern 2 gespeichert. In der Fig. 5 sind drei solcher Vorratsgefäße 2 vorgesehen. Um die Sonden 4 in den Reaktor 5 einzubringen, wird das Ventil 8 geschlossen und das Ventil 6 geöffnet, wodurch der Verteiler 10 an die Röhre 7 angeschlossen wird. Dann wird das Ventil 3 betätigt, um eines der Vorratsgefäße 2 mit dem Sondenverteiler 10 zu verbinden. Anschließend wird der Sondenverteiler 10 geöffnet und die Sonden 4 fallen in die Röhre 7 zwischen den Ventilen 6 und 8 und das mittels des Ventils 3 angekoppelte erste Vorratsgefäß 2 wird geleert. Anschließend wird das Ventil 6 betätigt und eine Verbindung zwischen der Röhre 9 und der Röhre 7 geschaffen und mit dem Ventil 12 wird das Natriumvorratsgefäß 24 mit den Leitungen 9 und 7 verbunden. Durch Öffnen der Ventile 8 und 14 werden die Sonden über ein Ventil 15 in die Verteilerspinne 16 gebracht, wo sie bestrahlt werden.In Fig. 5, an embodiment of such a measuring system is shown. The probes 4 are initially in storage tubes or similar Reservoirs 2 stored. In FIG. 5 there are three such storage vessels 2 intended. In order to introduce the probes 4 into the reactor 5, the valve 8 is closed and the valve 6 is opened, whereby the manifold 10 is connected to the tube 7 will. Then the valve 3 is actuated to one of the storage vessels 2 with the probe distributor 10 to connect. Then the probe distributor 10 is opened and the probes 4 fall into the tube 7 between the valves 6 and 8 and that by means of the valve 3 coupled first storage vessel 2 is emptied. Then the valve 6 actuated and created a connection between the tube 9 and the tube 7 and the sodium storage vessel 24 is connected to the lines 9 and 7 by means of the valve 12. By opening the valves 8 and 14, the probes are placed in the distributor spider via a valve 15 16 brought where they are irradiated.

Der Transport der Sonden 4 aus der Rohrleitung 7 in die Reaktorspinne 16 über das Ventil 15 erfolgt mit dem mit Druck beaufschigten flüssigen Natrium. Der Reaktor 5 ist mit einer Anzahl gleicher Spinnen 16 ausgerüstet, deren Anzahl der Zahl der Vorratsgefäße 2 entspricht. Das beschriebene Ventilspiel wird nacheinander für jedes der Vorratsgefäße 2 wiederholt, womit jede der Reaktorspinnen 16 in gleicher Weise gefüllt wird. Mit dem Ventil 3 wird hierzu das nächste Vorratsgefäß 2 mit dem Sondenverteiler 10 verbunden, nachdem alle Sonden 4 des vorher angeschlossenen Vorratsgefäßes 2 in die zugehörige Spinne 16 eingebracht wurden. Genauso wird mit dem Ventil 15 die nächste Spinne 16 an die Fülleitung angeschlossen, nachdem die vorhergehende Spinne 16 aufgefüllt worden ist. Jedes Vorratsgefäß 2 enthält genügend Sonden, um die ihm zugeordnete Spinne 16 bis auf eine Höhe aufzufüllen, die mit der Höhe der Reaktionszone 11 übereinstimmt.The transport of the probes 4 from the pipeline 7 into the reactor spider 16 via the valve 15 takes place with the pressurized liquid sodium. The reactor 5 is equipped with a number of identical spiders 16, the number of which corresponds to the number of storage vessels 2. The valve clearance described is sequential repeated for each of the storage vessels 2, whereby each of the reactor spiders 16 in the same Way is filled. With the valve 3, the next storage vessel 2 is used for this purpose connected to the probe manifold 10 after all probes 4 of the previously connected Storage vessel 2 were introduced into the associated spider 16. It is the same with the valve 15, the next spider 16 is connected to the filling line after the previous spider 16 has been padded. Each storage vessel 2 contains enough Probes to fill the spider 16 assigned to it to a height that corresponds to the height of the reaction zone 11 coincides.

Nach Ablauf der erforderlichen Bestrahlungsperiode wird das Ventil 14 betätigt und die Spinne 16 mit dem Natriumabscheider 18, der später genauer beschrieben wird, verbunden. Außerdem wird das Ventil 12 betätigt und der Natriumvorratstank mit der Spinne 16 gekoppelt. Das mit Druck beaufschlagte Natrium aus dem Natriumtank 24 tritt über die Natriumleitung 17 in den unteren Teil der Spinne 16 ein, der mit dem Ventil 15 über ein Netzwerk dünner Röhren verbunden ist, mit dem jede Spinne 16 versehen ist. Das mit Druck beaufschlagte Natrium transportiert die Sonden dieser Spinne 16 aus dem Reaktor heraus.After the required irradiation period has elapsed, the valve 14 actuated and the spider 16 with the sodium separator 18, which will be described in more detail later connecting. aside from that the valve 12 is actuated and the sodium storage tank coupled to the spider 16. The pressurized sodium from the sodium tank 24 occurs via the sodium line 17 in the lower part of the spider 16, which is with the valve 15 is connected by a network of thin tubes to which each spider 16 is provided. The pressurized sodium transports the probes of this Spider 16 out of the reactor.

Das Ventil 15 wird nacheinander auf alle Spinnen 16 geschaltet, so daß alle Sonden 4 aus dem Reaktor 5 heraustransportiert und in den Natriumabscheider 18 gebracht werden, wobei die säulenförmige Gruppierung beibehalten wird, mit der die Sonden 4 in den Reaktor eingeführt wurden. Anschließend wird das Ventil 22 geschlossen und über das Ventil 20 die Ausgangsleitung 58 des Natriumabscheiders mit der Röhre 13 verbunden.The valve 15 is switched to all spiders 16 one after the other, see above that all probes 4 transported out of the reactor 5 and into the sodium separator 18, maintaining the columnar grouping with which the probes 4 were introduced into the reactor. The valve 22 is then closed and via the valve 20, the outlet line 58 of the sodium separator with the tube 13 connected.

Die aus dem Natriumabscheider 18 austretenden Sonden 4 fallen unter Wirkung der Schwerkraft in die Rohrleitung 13. Die Rohrleitung 13 ist vorzugsweise so konstruiert, daß ihre Höhe mit der Gesamtlänge der Sonden 4 in jeder Spinne 16 übereinstimmt.The probes 4 emerging from the sodium separator 18 are included Effect of gravity on the pipeline 13. The pipeline 13 is preferred constructed so that their height corresponds to the total length of the probes 4 in each spider 16 matches.

Das aus dem Natriumabscheider 18 austretende, dort abgeschiedene Natrium wird in einem Tank 70 solange gespeichert, bis seine Aktivität abgeklungen ist und kann über die Rohrleitung 72 mit einer Natriumpumpe 74 in den Natriumtank 24 zurückgeführt werden. Ist die Rohrleitung 13 gefüllt, so wird mit dem Ventil 20 der Ausgang der Rohrleitung 58 geschlossen und eine Druckluftquelle 26 an die Rohrleitung 13 über die Luftleitung 25 gelegt. Anschließend wird das Ventil 22 geöffnet und mit Druckluft aus der Druckluftquelle 26 werden die Detektoren 4 in die Zählvorratsbehälter 28 über die Leitung 19 und das Ventil 27 transportiert. Nachdem ein Vorratsgefäß 28 gefüllt ist, wird mit dem Ventil 27 auf das nächste Vorratsgefäß 28 umgeschaltet und mit dem gleichen beschriebenen Ventilspiel werden alle Vorratsgefäße 28 gefüllt, wobei die in den Vorratsgefäßen 2 vorhandene Gruppierung den Sonden 4 erhalten bleibt.The sodium emerging from the sodium separator 18 and separated there is stored in a tank 70 until its activity has subsided and can be returned to the sodium tank 24 via the pipeline 72 with a sodium pump 74 will. If the pipeline 13 is filled, the valve 20 is the output of the Pipe 58 is closed and a compressed air source 26 is connected to pipe 13 the air line 25 placed. Then the valve 22 is opened and pressurized air The detectors 4 are transferred from the compressed air source 26 into the counting storage containers 28 transported via the line 19 and the valve 27. After a storage vessel 28 is filled, the valve 27 is used to switch to the next storage vessel 28 and with the same valve clearance described, all storage vessels 28 are filled, the grouping present in the storage vessels 2 being retained for the probes 4.

Bevor die Messung zur Bestimmung der Leistungsverteilung durchgeführt wird, wird der Sondenverteiler 30 geschlossen und die Verteiler 32 in entsprechender Folge geöffnet, um die Zählleitung 34 mit den Sonden 4 in der gleichen Gruppierung zu füllen, in der sie in die Vorratsbehälter 28 eingeführt wurden.Before the measurement is carried out to determine the power distribution is, the probe manifold 30 is closed and the Distributor 32 opened in a corresponding sequence to the counting line 34 with the probes 4 in the the same grouping in which they are introduced into the storage container 28 became.

Zur Messung werden die Sonden 4 am Zähler 36 mittels des Doppelverteilers 30 vorbeigeführt. Bei der Messung werden die vom Zähler 76 abgegebenen Impulse registriert. Der Zähler registriert sechszehn Sonden gleichzeitig und zählt eine halbe Sekunde lang, wie bereits früher erwähnt wurde. Die Sondenreihe wird dann weiterbefördert und eine Integration von einer halben Sekunde durchgeführt. Während dieser Zeit wird das Ventil 38 betätigt und die aus dem Verteiler 30 auatretenden Sonden in die Rohrleitung 39 gebracht, wobei das Ventil 40 geschlossen bleibt. Jede Sonde, die durch den Verteiler 30 läuft, fällt mit Hilfe der Schwerkraft in die Leitung 39, die so ausgelegt ist, daß ihre Röhre mit der Höhe der Rohrleitung 13 übereinstimmt. Wenn die Rohrleitung 39 gefüllt ist, wird mit dem Ventil 38 der Verteileraustritt 37 geschlossen und über die Luftleitungen 35 und 25 die Druckquelle 26 angeschlossen.For the measurement, the probes 4 are connected to the counter 36 by means of the double distributor 30 passed. During the measurement, the pulses emitted by the counter 76 are registered. The counter registers sixteen probes at the same time and counts half a second long, as mentioned earlier. The row of probes is then advanced and an integration of half a second is carried out. During this time the valve 38 is actuated and the probes emerging from the manifold 30 in brought the pipeline 39, the valve 40 remains closed. Every probe passing through manifold 30 falls into the conduit by gravity 39, which is designed so that its tube coincides with the height of the pipeline 13. When the pipeline 39 is filled, the valve 38 becomes the distributor outlet 37 is closed and the pressure source 26 is connected via the air lines 35 and 25.

Dann wird das Ventil 40 geöffnet und die Röhre 39 mit der Rückführleitung 21 verbunden. Mit Druckluft aus der Druckluftquelle 26 werden die Sonden 4 aus der Rohrleitung 39 durch die Rückführleitung 21 in die Vorratsgefäße 28 über das Ventil 27 zurückgeführt, wobei das Ventil 27 so gestellt ist, daß die Leitung 21 mit dem entsprechenden, zu füllenden Vorratsgefäß 28 verbunden ist. Während die Rückführung durchgeführt wird und während der Zwischenzeit, in der das Ventil 38 geschlossen ist, werden Sonden 4 kontinuierlich aus dem Verteiler 30 an die Rohrleitung 37 abgegeben und dort gespeichert, bis das Ventil 38 wieder geöffnet wird und die Detektoren in die Röhre 39 fallen können. Nachdem ein Vorratsgefäß 28 gefüllt wurde, wird mit dem Ventil 27 das nächste Vorratsgefäß 28 an die Rückführleitung 21 angeschlossen. Das Füllen und Leeren der Röhre 39 wird solange wiederholt, bis alle Sonden 4 wieder in den Vorratsgefäßen 28 gespeichert sind, wobei ihre ursprüngliche Gruppierung erhalten bleibt. Damit ist die Messung der Leistungsverteilung abgeschlossen.Then the valve 40 is opened and the tube 39 with the return line 21 connected. With compressed air from the compressed air source 26, the probes 4 from the Pipeline 39 through the return line 21 into the storage vessels 28 via the valve 27 returned, the valve 27 is set so that the line 21 with the corresponding storage vessel 28 to be filled is connected. During the repatriation is carried out and during the meantime in which the valve 38 is closed is, probes 4 are continuously delivered from the manifold 30 to the pipeline 37 and stored there until the valve 38 is opened again and the detectors can fall into the tube 39. After a storage vessel 28 has been filled, is with the valve 27, the next storage vessel 28 is connected to the return line 21. The filling and emptying of the tube 39 is repeated until all probes 4 again are stored in the storage vessels 28, with their original grouping preserved. This completes the measurement of the power distribution.

Dieses Verfahren wird wiederholt, nachdem die Abklingzeit vorüber ist und die Messung zur Feststellung der Brutverteilung durchgeführt werden kann. Beim Leeren der Röhre 39 ist jetzt jedoch das Ventil 40 so gestellt, daß die Rückführleitung 43 angeschlossen ist. Mit der Druckluft aus der Druckluftquelle 26 werden nun die Sonden 4 in die jeder Gruppierung zugehörigen Vorratsgefäße 2 über das Ventil 41 zurückgeführt. Nach dem Füllen eines dieser Vorratsgefäße wird das Ventil 41 auf das nächste Vorratsgefäße 2 weitergeschaltet und das Füllen und Leeren der Rore 39 wird wieder solange wiederholt, bis alle Sonden 4 unter Beibehaltung ihrer ursprünglichen Gruppierung in den Vorratsgefäßen 2 gespeichert sind. Dann ist die Messung der Brutverteilung ebenfalls abgeschlossen.This process is repeated after the cooldown has passed and the measurement can be carried out to determine the brood distribution. When emptying the tube 39, however, the valve 40 is now set so that the return line 43 is connected. With the compressed air from the compressed air source 26 are now the Probes 4 into the storage vessels 2 belonging to each grouping via the valve 41 returned. After one of these storage vessels has been filled, the valve 41 opens the next storage vessel 2 is switched on and the filling and emptying of the Rore 39 is repeated again until all probes 4 maintaining their original Grouping in the storage vessels 2 are stored. Then there is the measurement of the brood distribution also completed.

Das Ventilspiel bei allen beschriebenen Verfahrensschritten wird über eine Steuereinrichtung 80 ausgelöst. In Fig. 6 ist der Abscheider 18 für flüssiges Natrium aus der Fig. 5 detailliert dargestellt. Die bestrahlten Sonden 4 und das nun radioaktive Natrium strömen dem Natriumabscheider 18 über die Eingangsleitung 42 zu. Nachdem der höchste Punkt 44 erreicht wurde, rollen die Sonden 4 in der Abscheidleitung 46 über ein feinmaschiges Netz 48 nach unten. Das radioaktive, flüssige Natrium tropft durch die Maschen des Netzes 48 in den Sammelbehälter 50 ab. Gleichzeitig tritt nicht radioaktives, flüssiges Natrium 52 über die senkrechte Leitung 54 von oben her ein und tropft ebenfalls in den Auffangbehälter 50 ab. Mit diesem nicht radioaktiven Natrium 52 wird das an den Sonden 4 haftende radioaktive Natrium von den Detektoren abgewaschen. Das in dem Auffangbehälter 50 gesammelte Natrium wird über die Rohrleitung 56 in den Natriumtank 70 transportiert, wo seine Radioaktivität abklingen kann. Nach Abklingen der Radioaktivität des Natriums auf eine akzeptierbare Dosis wird das Natrium in den Natriumvorratsbehälter 24, der in Fig. 5 gezeigt ist, über die Natriumpumpe 74 und die Leitung 72 zurückgeführt. Die Sonden 4 werden mit Hilfe der Schwerkraft durch den Abscheider 18 geführt und verlassen den Abscheider über den Ausgang 58 und das Ventil 20 und werden in die Leitung 17 eingespeist, die in Fig. 5 gezeigt ist.The valve clearance in all process steps described is about a control device 80 triggered. In Fig. 6, the separator 18 is for liquid Sodium from Fig. 5 shown in detail. The irradiated probes 4 and that Now radioactive sodium flow to the sodium separator 18 via the input line 42 to. After the highest point 44 has been reached, the probes 4 roll in the separation line 46 downwards via a fine-meshed network 48. The radioactive, liquid sodium drips through the meshes of the net 48 into the collecting container 50. Simultaneously non-radioactive liquid sodium 52 passes through the vertical line 54 from at the top and also drips off into the collecting container 50. Not with this one radioactive sodium 52 is the radioactive sodium adhering to the probes 4 from washed off the detectors. The sodium collected in the receptacle 50 is transported via the pipeline 56 into the sodium tank 70, where its radioactivity can subside. After the radioactivity of the sodium has subsided to an acceptable level Dose the sodium into the sodium reservoir 24 shown in Fig. 5 Recirculated via the sodium pump 74 and line 72. The probes 4 are with Help gravity through the Separator 18 out and leave the separator via the outlet 58 and the valve 20 and are in the line 17 which is shown in FIG.

Rohrleitungen, Ventile und Verteiler, wie sie in diesem Ausführungsbeispiel verwendet werden, sind bekannt und eine ausführlichere Beschreibung ihres Aufbaus und ihrer Arbeitsweise kann in dem USA-Patent 3 263 081 gefunden werden. Die Rohrleitungen, die die Sonden führen, können beispielsweise aus rostfreiem Stahl hergestellt sein und haben einen inneren Durchmesser, der so eng wie möglich an den Durchmesser der Detektoren angepaßt ist. Die Druckluftleitung kann aus Stahl, Aluminium oder anderen geeigneten Metallen oder Kunststoffen hergestellt sein und die Natriumleitung kann aus Stahl gefertigt sein.Pipelines, valves and manifolds, as in this embodiment are used are known and a more detailed description of their structure and their operation can be found in U.S. Patent 3,263,081. The pipelines, that guide the probes can be made of stainless steel, for example and have an inner diameter that is as close as possible to the diameter of the Detectors is adapted. The compressed air line can be made of steel, aluminum or other suitable metals or plastics and the sodium line can be made of steel.

Wenn die Detektoren 4 in ihrer ursprünglichen Gruppierung in die Vorratsgefäße 2 zurückgeführt worden sind, kann nach einer entsprechenden Aubewahrungszeit, in der ihre Radioaktivität abklingt, das beschriebene Verfahren wiederholt werden, womit eine laufende Bestimmung der Leistungs- und Brutverteilung sichergestellt ist. Wegen der Ausbildung einer Restaktivität von früheren Bestrahlungen neben der Spalt akt ivität der letzten Strahlung, ist es günstig, fünf Detektorsätze in zyklischer Reihenfolge einzusetzen. Falls ein Detektorsatz fünf Jahre lang jeden Monat benutzt wurde, beträgt die Restaktivität am Ende dieser Zeit 15 % der ersten Zählrate, gemessen 20 Stunden nach der letzten Bestrahlung. Werden fünf Detektorsätze in zyklischer Reihenfolge benutzt, so kann diese Störgröße auf weniger als 1 %0 reduziert werden.When the detectors 4 are in their original grouping in the storage vessels 2 can be returned after a corresponding retention period, in whose radioactivity subsides, repeat the procedure described, This ensures an ongoing determination of the performance and brood distribution is. Because of the formation of a residual activity from previous irradiations in addition to the If the activity of the last radiation is split, it is convenient to have five sets of detectors in a cyclic manner Order. If a set of detectors has been used every month for five years the residual activity at the end of this time is 15% of the first count rate, measured 20 hours after the last exposure. Will be five sets of detectors in cyclic Sequence is used, this disturbance variable can be reduced to less than 1% 0.

Es wurde dargelegt, daß man mit der Erfindung ein Neutronenaktivierungssystem erhält, das eine Bestimmung des Neutronenflusses und der Brennstoffbrütung in einem schnellen Brüter erlaubt. Dieses System ist leistungsfähig, anpassunsfähi und arbeitet wirtschaftlich.It has been shown that the invention provides a neutron activation system that a determination of the neutron flux and the fuel breeding in one fast breeder allowed. This system is powerful, adaptable and works economically.

Eine vom Ausführungsbeispiel abweichende Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung kann jeder Zeit durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Polge der Ventilbetätigung verändert werden. Die Detektoren können so angeordnet werden, daß sie am Zähler auf einer Drehscheibe vorbeigleiten oder es kann der Strahlenkanal für die Zähler fest angeordnet sein, während die Zähler bewegbar sind und sich am Strahlenkanal vorbeibewegen. Hierzu können die Zähler auf einem Zapfen drehbar montiert sein und der Strahlenkanal kann kreisförmigen Querschnitt aufweisen und die Zähler können im Mittelpunkt des Strahlenkanals liegen. Bei dieser Ausführung werden die Zähler im Strahlenkanal mit einer konstanten Geschwindigkeit gedreht und bestimmen dabei die Aktivierung der Sonden über den Strahlenkanal.An embodiment of the invention that differs from the exemplary embodiment The method and the device can be carried out at any time. For example the pole of the valve actuation can be changed. The detectors can be arranged be that they slide past the counter on a turntable or it can be the radiation channel be fixed for the counters, while the counters are movable and on Move the radiation channel past. For this purpose, the counters can be rotatably mounted on a pin and the beam channel can have a circular cross-section and the counters can be in the center of the radiation channel. In this version, the Counter rotated in the beam channel at a constant speed and determined activation of the probes via the radiation channel.

Hervorzuheben ist, daß das System benutzt werden kann um die Brutrate allein zu messen. In diesem Pall ist es lediglich nötig, die Sonden aus brutbarem Material herzustellen. Es kann jedoch auch die Leistungsdichte allein gemessen werden.It should be emphasized that the system can be used to determine the breeding rate to measure alone. In this pall it is only necessary to remove the probes from breeding To manufacture material. However, the power density alone can also be measured.

In diesem Fall brauchen die Detektoren lediglich spaltbares Material zu enthalten.In this case the detectors only need fissile material to contain.

Claims

Claims W method for measuring the brood distribution in one fast breeder with a fuel supply that contains breeding material characterized in that several probes (4) which are partly made of breeding material, be arranged in a certain grouping that the probes in the reactor core (il) are transported, the grouping being retained in the reactor core, that the probes in the reactor core are irradiated for a certain time, that the probes while maintaining their grouping from the reactor core to a radiation measuring point (36), where the intensity of the radiation from each probe is determined.

2. The method according to claim 1, characterized in that the radiation each probe (4) is measured by the activation of the breeding material produced end product is sent out.

3. Method of measuring the distribution of benefits in a fast Breeder, in particular according to Claim 1 or 2, characterized in that the probes (4) made at least partially of both breeding material and fissile material are that after measuring the radiation emitted by the fissile material, the probes and that after the radioactivity of the fissile material has subsided the activity of the end product of the breeding material to a negligible value is measured.

4. Device for performing the method according to one of the claims 1 to 3, characterized in that several probes (4) are provided, some of which are made of breeding material, wherein a breeding material is selected that essentially the same energy dependency as the fuel of the fuel endowment of the Reactors (5) has that the probes in a certain grouping in the reactor core can be introduced and arranged in it that the probes can be activated in the reactor, that the probes can be brought out of the reactor core, and that with a radiation measuring device (36) the intensity of the radiation taking into account the grouping of the probes is measurable, which emits the end product generated during activation.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the breeding material the probe (4) is embedded in a material.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the embedding material one or more of the substances Be0, Nb, Ta and Cr are selected.

7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that that the breeding material of the probe (4) is U238 and / or Th232.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the breeding material the probe (4) contains U238 and the end product used for radiation measurement Np239.

9. Apparatus according to claim 7, characterized in that the breeding material the probe (4) contains Th232 and the end product Pa233 used for radiation measurement.

10. Device according to one of claims 4 to 9, characterized in that that tubes (16) are passed through the reactor core (5) and that with a Liquid the probes (4) can be transported through the pipes.

11. The device according to claim 10, characterized in that the Transport of the probes (4) takes place in a regular sequence.

12. Apparatus according to claim 10 or 11, characterized in that that the transport liquid contains sodium or bismuth.

13. Device according to one of claims 4 to 12, characterized in that that the probes (4) contain fissile material and with a radiation measuring device (36) taking into account the grouping of the probes, the radioactivity can be measured resulting from the activation of the fissile material.

14. Apparatus according to claim 13, characterized in that as fissile material chrome nickel or fused quartz is provided.

15. The device according to claim 1, characterized in that as a fissile Material one of the substances U255, U233 and zu241 is provided. Blank page