DE2354788A1

DE2354788A1 - Analyse von brennstoffstaeben

Info

Publication number: DE2354788A1
Application number: DE19732354788
Authority: DE
Inventors: Norman Francis Allard; Ivan Ernest Stepan; Carl Rudolph Suter
Original assignee: US Atomic Energy Commission (AEC)
Current assignee: US Atomic Energy Commission (AEC)
Priority date: 1972-11-03
Filing date: 1973-11-02
Publication date: 1974-05-09
Also published as: FR2205713B3; US3755675A; JPS4977096A; FR2205713A1

Description

23S4188

PATENI ANWALT · .--".. " ; , «HViNtfRFJOÄ,-ST. ANtöA *.KAT2 £·

DlPL-ING. KARL R

Ü&ited Status

lfeeft.

Die Irfiaaüüng. beziasM:" sl'cli allgemein aiaf ää& aicikt tJatersÄctasag umä. iaislsesoäiiäe^ce asat die mißbit izerstoaieaaite Analyse vom KSEmi^akt^Ärfeiiästoffstsiteeaa* _: jDnstoesöin^ die EriiJadttng die inicMit säestirÄtli^e &aal^se ~&eac der Breaiast^ffziisaitiineiiiisetizääg siiaes Babel bezieiat sich die Brfinä;Uü&g spezieil aaif eimt-WerJfatecem nai eine eutspaDecheiiiä aaasgebildetei^e EitoricMam^: .la-.welelaeii das janalysfeverfalhreii laiinisIsGäftiick der Brepasfcöf£^ rand^^ iSifttrat:loiaeai iai a^feiiraaiioerSoligeliidelia Itleiaaeia des Keraarea^torbreiffiistoifstalies auasgeä&art. werdesi

Bie Xeriiaeaaef gie wird iaa Satilreieiheii ülaadena der UeIt- ianmer -

"wiciitiger iäei der lLeistiiiogsersieagaiiing,. Eirjar sind Keraileisifciangsreaktorem Ina ^ielea bändern amzmtref fentj, aber üa?iar eimlge JLänder

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~ ²" 2354738

sind In der Iiatre^ die erforderlichen Mittel auf zubr Ingen, die 2ür Konstruktion end zürn Betrieb von _ Brennelement-Hers tellungs*- fabrifcen und Breiüistoffwiedergewlnnungs-Anlagen erforderlich jsind. Xfieie !Ander benötigen also Brennstoffelemente »die Herstellung dieser Elemente u&d die Wiedergewinnung von Brennstoff aus verbrauchten Hlementeö wird aber nur in einer !begrenzten Anzähl von tandem durchgeführt werden* Dabei wird In der Zukunft der Hantel swlsöoea te Nätio&ea mit Brennstoffelementen für diese telsfcmgs reaktorkern iMiiaer wichfeiger, wobei aber dieser Handel eine Steuerung und iberw&etwing der übergabe von Kernmateriallen ermaeht, wobei geaaiaie ÄjreiJhnaftgsverfahren für die

Die für einige Eeaktor-ffjpem ^erweadefceji Bteimstöffelemeiite ent- * halten saasanatien mit Öem toernforennsfcöfti: eiü brennbares <31ft. Kwel derartige !Reaktorem* die Bor als foreaaiEtbares Gift Im Brennstoff etitiialten, sinä 4Ie ^mMMmi&&ä fest MeaGtör*¹ nmß. ^wEngIneeriaig iPest Eeactor¹¹ der ϊϊ,,δ» Ätomi«3 Energy Cönßalssloii la «ler "iJatiional factor iPestlaig Station*¹ In ,^,©ΐα sldostllcJien Teili^Osn Idaho. Wegen itaes itotem äaeriiiiscäien Neufca^Diieiiigjaerseiinitts sirnü nur -sehr klelaie Mengen, vgxi Bor—1© erfordierlleh, wie ^beispielsweise O,75 Grainm Bor- IO in VQQO iGramm T3ran-23S in eimern. ^wJidvaiieeil ¹TeSt Seactor"-Breniaslboffelement. !Diese sehr kleine Boa^menge-inaeht die IKOntarolle dear 'Gesamtmenge waä. -deren ^eartellnamg sehr wichtig und entsprechend schwieri'g.. ©Ie Spezifikationen

fordern eine *gleic;h£©raii<ge ¥erteilung otoe des Bor-1©, damit die SplfczenbllcLung Im lieuitroaaetn.-fluß, der Wärmeerzeagiiaiag und -das Ausbrennen •yenaieden wird» Es sind bereits Vorriclituagen bekannt» welche die Bestlifflaiang ψ®η Brennstoff und Gift in Eeaktorbrennstoff-elementen gestatteni Tsrergleiche dazu beispielsweise US Patent 3 O7O 538. Keine der !bekannten Vorrichtungen wad aucii keines der bekannten Verf aihren hat sich Jedoch als ausreichend genau herausgestellt, um bei derart kleine Mengen von Bor—1© enthaltenden Brennstoffelementen .änderungen festzustellen und die Homogenität zn gewährleisten. Insbesondere wurden die ""Advanced Test Reactor"-Brennstoffelemente und die "Engineering !Test Reactor¹"—Brennstoffelemente hinsichtlich

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'ihres Ges"amtbbr-io-Gehälts durch Reaktiv!tätsmessüngen "in einer kritischen Vorrichtung eingesehätzt, wobei die regulierende Stabpösitiön mittels Eichstandards mit dem. BorriO-Absorber--in Korrelation gebracht wird- Obwohl dieses Verfahren eine zufriedenstellende ISestinmüng des Gesamtbor-10-Gehalts ermöglicht, so liefert es doch keine Information hinsichtlich der Verteilung des"Bor-10" oder der Homogenität des Brennstoffelements. Die vorliegende Erfindung bezweckt also ein Verfahren und eine Vorrichtung zur nicht zerstörenden Bestimmung des Brennstoff- und. Gift-Gehalts von Kernreaktorbrennstoffelementen anzugeben. Die Erfindung bezweckt ferner die Homogenität eines Brennstoffelementes zu bestimmen und auch die Verteilung einer sehr kleinen Menge eines darin befindlichen brennbaren Giftes festzustellen. Insbesondere bezweckt die Erfindung jedoch die Feststellung der Konzentrationen des Brennstoffs und Gifts in kleinen Abschnitten entlang der Länge eines Kernreaktorbrennstoffstabes.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Äusführurigsbeispielen an Hand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt: ■■"'-."

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht' einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Einrichtung, wobei größere Einzelheiten weitgehend wegelassen sind und zur Darstellung der wichtigen Teile unwichtige Teile weggebrochen sind; /

Fig. 2 eine "graphische Darstellung einer Eichkurve, welche die Reaktivität eines Reaktors als eine Funktion der Brennstoffkonzentration zeigt, und zwar für die 'verschiedenen Brennstoff—, konzentrationen für bekannte Standardwerte, wobei die Empfindlichkeit der vorliegenden. Erfindung gegenüber Änderungen im Brennstoff gehalt deutlich dargestellt ist.

Zunächst sei einleitend die Erfindung kurz zusammengefaßt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Konzentration und Verteilung von Brennstoff und einem brennbaren Gift in einem Kernreäktörbrennstoffstab bestimmt. Für eine solche Bestimmung an aufein-

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anderfolgenden Punkten längs der Länge des Brennstoffstabes ist ein eine niedrige Leistung aufweisender thermischer Kernreaktor geeignet, der eine extrem hohe Empfindlichkeit gegenüber Änderungen im Brennstoffgehalt innerhalb des Reaktorcores und insbesondere innerhalb einer wassermoderierten Testzone an der Mitte des Gores aufweist.· Durch den Reaktorcore wird durch die Test-, zone ein trockenes Querrohr hindurchgeführt. Das Querrohr besitzt eine Auskleidung, die aus einem Neutronen absorbierenden Material besteht, welches sich sowohl oberhalb als auch, unterhalb des Reaktorcores erstreckt. Das Rohr ist derart angeordnet, daß ein enges Fenster in der Neutronen absorbierenden Auskleidung um die Rohrachse■herum innerhalb der Testzone liegt. Der Kernreaktorbrennstoff stab wird durch den Reaktorkern innerhalb des Querrohres in der Weise querverschoben, daß aufeinanderfolgende kleine Abschnitte entlang der Länge des Brennstoffstabes systematisch dem Neutronenfluß des Reaktors durch das enge Fenster ausgesetzt werden. Die Neutronen absorbierende Auskleidung schirmt den Rest des Brennstoffstabes gegenüber dem Neutronenfluß ab,.so daß nur ein kleiner Abschnitt der Brennstoffstablänge in irgendeinem Zeitaugenblick bestrahlt wird- Die sich ergebende Reaktivität des Reaktors Wird gemessen, wenn jeder der aufeinanderfolgenden schmalen Abschnitte des BrennstoffStabes bestrahlt wird, wobei jede der sich ergebenden gemessenen Reaktivitäten von der Zusammensetzung des Probestabes an dem belichteten kleinen Abschnitt abhängt. Die Konzentrationen des Brennstoffs und Gifts werden durch Einsetzen des Brennstoffstabes und durch Bestrahlung der Abschnitte mit Neutronenfluß an zwei gesonderten Stellen im Reaktorcore bestimmt., wobei die beiden Stellen unterschiedliche Gift- und Brennstoff-Empfindlichkeiten aufweisen. Eine Inhomogenität entlang dej: Brennstoff stablänge kann ,durch schnelles Abtasten der Gesamtlänge des Brennstoffstabes während der Überwachung der Reaktivität des Reaktors auf irgendwelche Änderungen bestimmt werden, wobei eine Änderung der Reaktivität bei der Abtastung, des Brennstoffstabes eine Inhomogenität anzeigt.

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Bs sei tonfflehir auf ©in Spezielles Äüsführungsbeispie:! der· Erfindunf B#ztig feßöimgiii/ wöbÄi aber darauf hingewiesen-sei, daß ; sieh dig-Effindürtg HiCJht auf dieses spezielle Äiigführungsbeispiel beseiirankt. '' _; .^ - "\

Gemäß der vörliegeHden EEfiRdußg isi* ein eine niedrige Leistung aufweisender: thermischer Kernreaktor außersfe empfindlich gegenüber Änderungen im Brennstoffgehalt innerhalb des Reaktorcores und insbesondere innerhalb einer wasserntöd§rierten Testzone an der Mitte des ICerns; erfindungsgemäß ist ein soleher Reaktor daher gur Bestimmung der Kgri^entration y©n BrennstPff un<ä einem brennbaren Gift an .aufeinanderfQlgende;n Punkten längs der Länge von Eernreaktorbrennstöffstäben geeignet. Etie "Ädvaneed Reactivity Measurement Facilities", ein Reaktor der ^Swimming-Pool" -Bauart mit einem leicht-wasser-mQdervierten KJern in der "Fational Reactor "Testing Station¹¹ in Südost Idaho ist ein der^ artiger Re^fetor mit niedriger Leistung und w^rde entsprechend angepaßt. Der allgemeine Seaktoraufbau weist eine Steuerbrüeke _r einen Gitter tragrahmen und obere, und untere Gi tterpiatten a,uf. Die oberen, und unteren; Gitter siniä zwei cpiadratische 46 Zoll ÄluminiumplattenjfT die durch Spindeln an den;.Vier Ecken mit Abstand angeordnet sind. Diese Gitter haben ¥e2?tiefungen zur Unter bringung .einer S χ @ Anordnung varv Brennstoffvorrichtungen,; 6 Instrume?i.tenhalterri_:, 4; §icherhe4tsstäben_? einem Ausgleichssitabj einen'Regulierstab und eineii zentralen Beide Gitter/ besitzen aus rostfreiem/ Stähl bestehende;

die die B^ennelementei hailtern und; an-

Der; Co.re i§t ge,genuber äußeren Söhwißgjiiagen. isoliert ©er Core issfe ait einem Z;entralen wassergeföllten

ausgebildet. _f was keinen Brennstoff: enthält und; als eine Ttestζ one dient. Eine mehr; ins einie-lne % ejiende Beschreibung der .-Advanced EeaGtiv4i?| MeasureiKent FacilitierS¹" feana foylgender-Schrift entnommen werdent-üi-S;« AtomiCi Ene^gvr©ainmis;sioii Research and Development, Reppct; IQd-VlOO^₁, Reaktor

Titelϊ;"'The ^^^Po®^ reactivity,

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In Fig. 1 ist der Reaktor dargestellt, wobei äußere Einzelheiten des Reaktorgebildes größtenteils wegelassen sind. Die allgemein mit 10 bezeichnete Corezone des Reaktors liegt zwischen einer oberen Gitterplatte 11 und einer unteren Gitterplatte 12." Die Ausgleichsstange 13 und die Regulierstange 14 erstrecken sich von der unteren Gitterplatte 12 aus nach oben durch die obere Gitterplatte 11. Vier Sicherheitsstäbe 15 sind aus der Reaktorcorezone 1O zurückziehbar. Die Brennstoffelementgitteradaptoren 16 sind sowohl an der oberen Gitterplatte 11 als auch an der unteren Gitterplatte 12 angeordnet und halten und positionieren die Brennstoffelemente 17, wobei die Gitter eine 6x6 Anordnung von Brennstoffvorrichtungen unterzubringen gestatten. Ein zentraler Wasserlochkapselhalter 18 liegt längs der Vertikal«? achse des Reaktorcores. Zahlreiche Lochungen 2O im Kapselhalter gestatten das Eintreten von Wasser in das Innere, welches als eine Testzone 19 dient.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein trocknes Querrohr 21 durch den Reaktorkern und durch die Testzone 19 geführt. Eine Tragplatte 22 im Kapselhalter 18 hilft bei der Halterung des Querrohrs 21. Das Rohr 21 besitzt eine Innenauskleidung 23 aus einem neutronenabsorbierenden Material, welches in diesem speziellen Fall Bor-10 ist. Die Auskleidung 23 besitzt ein enges Fenster 24 um die Achse des Rohrs 21. Das Rohr 21 ist derart angeordnet, daß das Fenster 24 innerhalb der Tesfezone 19 liegt. Xn diesem speziellen Ausführungsbeispiel ist das Fenster 24 t/4 Zoll breit und liegt an der Mittellinie des Reaktorkern^. Die neutronenabsorbierende Auskleidung 23 erstreckt sich 12 Zoll oberhalb und unterhalb der Reaktoxcorezone 1O. Übliche mechanische Mittel werden benutzt, um einen (nicht gezeigten) Kernreaktorbrennstqffstab durch die Reaktoreorezone 10 innerhalb des Querrohres 21 zu traversieren. ' .

Wenn ein Brennstoffstab in den Reaktorcore eingesetzt ist, so ist der Brennstoff stab gegenüber dem Netfferonenfluß des Reaktorcores durch die Bor-IQ-Auskleidung 23 abgeschirmt. Da der Reaktorcore im wesentlichen den abgesehirmteni Brennstoffstab noch nicht

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sieht, ändert sich die Reaktivität des Reaktors nicht. Wenn der Brennstoffstab durch den. Core innerhalb des Querrohrs 21 traversiert wird, läuft der Brennstoffstab am Fenster 24 vorbei. Derjenige Teil des Brennstoffstabes gegenüber dem Fenster 24 wird dabei dem NeutronenfIuS des Reaktorcores ausgesetzt.und die Reaktivität des Reaktors wird durch den Brennstoffgehalt in. diesem kleinen Abschnitt der Länge des BrennstoffStabes beeinflußt, der dem Neutronenfluß durch das Fenster ausgesetzt ist. -Nur der kleine Brennstoffstababsehnitt gegenüber dem Fenster wird dem Neutronenfluß in irgendeinem Zeitpunkt ausgesetzt, während der Rest des Brennstoffstabes durch die neutronenabsorbierende Auskleidung abgeschirmt ist. Infolgedessen ist die Reaktivitätsänderung des Reaktors nur dem speziellen kleinen Abschnitt des bestrahlten Brennstoffstabes zurechenbar. Der Brennstoffstab wird systematisch durch das Röhr querverschoben ■ (traversiert), so daß aufeinanderfolgende unterschiedliche kleine Abschnitte der Brennstoffstablänge dem NeutrönenfIuB durch das Fenster ausgesetzt werden, wodurch in entsprechender Weise die Reaktivität des Reaktors beeinflußt wird, bis die Gesamtlänge des Probenstabes in der Weise bestrahlt wurde. Die Geschwindigkeit, mit welcher der"Brennstoffstab durch den Reaktörcore traversiert werden kann, kann verschieden sein. In der Praxis wurde diese Geschwindigkeit zwischen 3 Zoll pro Minute und 9 Zoll pro Minute geändert, ohne daß sich irgendeine Auswirkung.auf die Genauigkeit der Messungen ergab. Die Reaktivität des Reaktors.wird gemessen, wenn jeder aufeinanderfolgende kleine Abschnitt des Brennstoffstabes dem Neütronenfiuß durch das Fenster ausgesetzt wird. Da die gemessene sich ergebende-Reaktivität des Reaktors von der Zusammensetzung des BrennstoffStabes an denr bestrahlten kleinen Abschnitt abhängt, kann die Zusammensetzung jedes kleinen Abschnitts eines Probenbrenns to ff Stabes in einfacher Weise _;-aus den entsprechenden gemessenen Reaktivitäten bestimmt werden.

Die Brennstoffkonzentration in jedem aufeinanderfolgenden kleinen Abschnitt längs der Länge eines Probenbrennstoffstabes kann aus der Me.ssung der jedem kleinen Abschnitt entsprechenden

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Reaktorreaktivitäter. bestimni werden, und zwar durch Vergleichen mit einer Eichung, die durch eine Reihe von Standard-Brennstoffstäben mit bekannten Konzentrationen ermittelt wurden. Da der Reaktor ein Reaktor mit einer geringen^ Leistung oder Null-Leistung ist, kann die Regulierstange automatisch gesteuert werden, damit die Reaktivität des Reaktors auf einem konstanten Wert gehalten wird. Die Stangenstellung kann dann als Funktion der Brennstoffkonzentration" geeicht werden, und zwar mit einer Reihe von Standardstäben mit bekannten Konzentrationen. Die Konzentration des Brennstoffs in jedem aufeinanderfolgenden kleinen Abschnitt längs der Länge eines Probenbrennstoffstabes kann aus der Stellung des · Regulierstabes bestimmt werden, wenn jeder kleine Abschnitt des Probenstabes bestrahlt-wird. Alternativ kann die Netto-Reaktivität des Reaktors für die Reihe von Standard-Brennstoffstäben mit bekannten Konzentrationen gemessen werden, und eine Eichkurve der Netto-Reaktivität als Funktion der Konzentration kann dann .aufgestellt werden. Die Netto-Reaktivität des Reaktors kann sodann für jeden kleinen Abschnitt des Probenbrennstoffstabes gemessen werden, und die Brennstoffkonzentration in jedem Abschnitt wird aus der Eichkurve bestimmt. Eine Reihe von Standards mit bekannten Konzentrationen von Plutonium-239 wurde in das Querrohr entgegengesetztliegend zum Fenster eingesetzt und die Netto-Reaktivität wurde gemessen. Diese Werte sind in Tabelle I angegeben. Wie man ohne weiteres aus diesen Werten erkennen kann, wurden Unterschiede im Brennstoffgehalt von weniger als O,1 Gramm in einfacher Weise festgestellt. Die durch Messung eines Stabes bei drei verschiedenen Zeiten erreichte Genauigkeit ergab eine Standardabweichung von weniger als 0,1% der Gesamtreaktivität. In Fig. 2 ist die graphische Darstellung der Eichkurve gezeigt, die mit diesen Standards aufgestellt wurde, wobei die Netto-Reaktivität des Reaktors als eine" Funktion des Plutoniumgewichts . dargestellt ist. Die glatte Eichkurve zeigt deutlich die Empfindlichkeit gegenüber dem Plutonium entgegengesetzt zum Fenster in dem mit Bor-10 ausgekleideten Querrohr. Eine Inhomogenität im Probenbrennstoffstab kann noch einfacher dadurch bestimmt werden, daß man schnell längs der gesamten Länge eine Abtastung durchführt und die Reaktivität des Reaktors auf irgendeine Änderung überwacht. Eine Reaktivitätsänderung bei der Abtastung des Brennstoffstabes zeigt eine Inhomogenität in der Zusammensetzung des Brenn-

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"stoffstabes an.' ■ ..

Ferner kann auch die Brennstoffkonzentration und die Giftkonzentration in aufeinanderfolgenden kleinen' Abschnitten längs der Länge eines Brennstoffprobenstäbes, der ein Gift enthält ,- bestimmt werden. Die Querstange ist derart angeordnet, daß jeder Abschnitt der Probe und jeder aus, der Reihe der Standard-Brennstoffstäbe mit dem Neutronenfluß des.Reaktors an jeweils zwei axial getrennten Stellen in der Wasserzone des, Reaktorkerns bestrahlt wird. Die beiden Stellen sind derart gewählt, daß Sie zwei verschiedene Gift- und Brennstoff-Empfindlichkeiten aufweisen. Zwei Gleichungen mit zwei Unbekannten können .. dann aufgestellt werden und die in diesen Gleichungen verwendeten Standard-Stäbe werden benutzt, um Gewichtungsfaktoren für die Stellen und Brennstoff- und Gift-Konzentrationen zu erhalten. Die beiden gemessenen Reaktivitäten (wobei eine an jeder der beiden gesonderten Stellen erhalten wurde) für jeden Abschnitt des Probenstabes können dann benutzt werden, um die Brennstoff- und Gift-Konzentrationen in jedem Abschnitt des Probenbrennstoffstabes zu erhalten, und zwar durch; Verwendung der erhaltenen Gewichtungsfaktoreh.

Zum Stand der"Technik-sei auf die US Patentschriften 3 070 538 und 3 222 521 verwiesen.,Ferner wird bemerkt, daß die folgenden US Patentschriften vom US Patentamt genannt wurden: 2 781 307, 2 969 307, 2 936 274, 3 375 371.

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TABELLE I

TOO

Gramm Brennstoff -(Pu) Netto-Reaktivität (pk)

32.7489 31.5802 3P.9958 30.4115 29.2334 28.0552 26.8772 25.6991 24,5210 23.3428 22.1649 20.9868 19.8087 19.2150

18,6213 18.0276 16.9796 15.9316 14.8836 13.8356 12.7876 11.7396 10.6916 9.6436

8.5956 7.5476 6.4946

5.4516 4.9973 4.5430 4.0887 6334

1791 7248

2.2705 I.I862

I.3619 . 9076 .4543

0.0000 55.74 54.14 53.64 53.04 51.94 50.04 48.29 46.74 45.54 43.74 43.44 41.54 40.24 39.39 39.25 38.26 36.81 35.64 33.54 32.69 30.44 28.14 26.89 24.69 21.69 20.54 18.09 16.84 15.64 12.69 12.39 -10.84 Ip-. 39

8.09

7.34

5.34·

4.09

3.29 1.34 0.00

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Claims

PATENTAN SP RÜCHE . -

Verfahren zur nicht zerstörenden Analyse eines Kernreaktorbrennstoff Stabes durch Einsetzen des zu analysierenden Probenbrennstoff Stabes in den Core eines Kernreaktors und durch Messung der sich ergebenden Reaktivität des Reaktors, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Abschirmung des Probenstabes gegenüber dem Neutronenfluß des Reaktorcores längs der gesamten Länge des Probenstabes mit der Ausnahme eines kleinen Abschnitts; ; ·

b) Freigabe nur' eines kleinen Abschnitts der Länge des Probenstabes gegenüber dem Neutr'onenf luß des Reaktorcores zu irgendeinem Zeitpunkt, wobei der Probenstäb gegenüber dem'Neutrönenfluß längs seiner übrigen Länge,abgeschirmt ist;'

c) systematische Freigabe aufeinanderfolgender unterschiedlicher kleiner Abschnitte der Länge des Brennstoffstabes gegenüber dem Neutronenfluß des Kernreaktorcores, bis die gesamte Länge des.Probenstabes derart freigegeben oder bestrahlt wurde;

d) Messung der Reaktivität, wenn jeder aufeinanderfolgende kleine Abschnitt des Probenstabes dem Neutronenfluß ausgesetzt ist, wobei jede der gemessenen sich ergebenden Reaktorreaktivitäten von der Zusammensetzung des Probenstabes an dem freigegebenen kleinen Abschnitt abhängt. '

Verfahren nach Anspruch 1 .zur nicht zerstörenden Überprüfung auf eine.Inhomogenität in der Zusammensetzung eines Kernreaktor-Brennstoff Stabes längs dessen Länge, gekennzeichnet durch die schnelle'Abtastung des Brennstoffstabes längs der; gesamten Länge, während die Reaktorreaktivität auf jede Reaktivitatsänderung überwacht wird, wenn der Brennstoffstab abgetastet wird, wobei eine Reaktivitätsänderung bei der BrennstoffStababtastung eine Inhomogenität anzeigt.. ■

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3. Verfahren zur nicht destruktiven Bestimmung der Konzentration des Brennstoffs in jedem aufeinanderfolgenden kleinen Abschnitt längs der Länge eines' Probenkernreaktorbrennstoffstabs durch Analyse eines ProbenbrennstoffStabes gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte: " ■

a) Aufeinanderfolgendes Einsetzen einer Reihe von Standard-Brennstoff stäben mit verschiedenen bekannten Brennstoffkonzentrationen in die gleiche Stelle des Cores des Kernreaktors;

b) Abschirmung' des Standard-Stabes gegenüber dem Neutronenfluß des Reaktorcores längs der gesamten Länge des. Standard-Stabes mit der Ausnahme eines kleinen Abschnittes, wobei der kleine Abschnitt identische Abmessungen,mit den entsprechenden kleinen "Abschnitten des Probenstabes aufweist, der systematisch bestrahlt wurde;

c) Freigabe dieses kleinen Abschnitts der Standard-Stablänge für den Neutronenfluß des Reaktorcores, während der Standard-Stab gegenüber dem Neutronenfluß längs des Restes seiner Länge abgeschirmt ist;

d) Messung der sich ergebenden-Reaktorreaktivität, wenn jeder aufeinanderfolgende Standard-Brennstoffstab mit bekannter Konzentration dem Neutronenfluß freigegeben ist;

e) Vergleich der gemessenen Reaktorreaktivität für jeden aufeinanderfolgenden kleinen Abschnitt des Probenstabs mit den Reaktivitäten, die für jeden der Standardstäbe bekannter Konzentration gemessen wurden, wodurch die Brennstoffkonzentration in jedem aufeinanderfolgenden kleinen Abschnitt längs der Länge des Probenstabes aus der entsprechenden gemessenen Reaktivität bestimmt wird.

4. Verfahren zur Bestimmung der Brennstoffkonzentration und" der Giftkonzentration in aufeinanderfolgenden kleinen Abschnitten längs der Länge eines Probenbrennstoffstabes, der ein brennbares Gift enthält, und zwar durch Einsetzen in den Reaktorcore, und wobei sodann und entsprechend Anspruch 3 der zu analysierende Probenbrennstoffstab und jeder aus einer Reihe

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von--Standard—Brennstoff'stäben mit verschiedenen bekannten Konzentrationen mit dem Neutronenfluß bestrahlt werden, gekennzeichnet durch das Einsetzen jedes, der Brennstoff stäbe in den Reaktorcore und Freigabe jedes der'Brennstoffstäbegegenüber dem Neutronenfluß an zwei' gesonderten Stellen im Reaktorcore, wobei die beiden Stellen unterschiedliche Gift- ~ und Brennstoff-Empfindlichkeiten aufweisen, wodurch die Brennstoffkonzentratχοή und die Giftkonzentration in jedem aufeinanderfolgenden kleinen Abschnitt längs der Länge des Probenbrennstoffstabes bestimmt werden, und zwar aus den beiden entsprechenden gemessenen Reaktivitäten und den gemessenen Reaktivitäten für die Standard-Stäbe.

5. Verfahren zur Freigabe von nur einem kleinen Abschnitt der Länge des* Probenstabes gegenüber dem Neutronenfluß des Reaktorcores zu irgendeinem Zeitpunkt, wobei der Probenstab .gegenüber dem Neutronenfluß längs des Restes seiner Länge gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 abgeschirmt ist_Λ gekennzeichnet .durch folgende Schritte: Auskleidung eines Rohres mit einem neutronenabsorbierenden Material;. Erzeugung eines engen Fenstersum die Achse des Rohres in der neutronenabsorbierenden Auskleidung; Anordnung des Rohres durch den Reaktorcore verlaufend; Anordnung des.Rohres derart, daß die neutronenabsorbierende Auskleidung sich sowohl oberhalb als auch unterhalb des Reaktorcores erstreckt, und derart, daß ein enges Fenster in der Auskleidung an einem Punkt liegt, der innerhalb des Reaktorcores liegt; Hindurchführung des Brennstoffstabes durch den Reaktorcore innerhalb des Rohres; systematisches Hindurchführen der gesamten Länge des BrennstoffStabes

-- durch das enge Fenster derart, daß aufeinanderfolgende verschiedene kleine Abschnitte der Brennstofirstablänge dem Neutronenfluß ausgesetzt werden.

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6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr mit Bor-10 ausgekleidet ist, wobei ein 1/4 Zoll hohes Fenster um die Achse des Rohres in der Auskleidung vorhanden ist, und ein Rohr derart angeordnet ist, daß das Fenster in der Auskleidung an der vertikalen Mittellinie des Kernreaktorcores liegt.'

7. Vorrichtung zur nicht zerstörenden Analyse der Brennstoffzusammensetzung in aufeinanderfolgenden kleinen Abschnitten längs der Länge eines Kernreaktorbrennstoffstabes mit einem thermischen Reaktor niedriger Leistung, wobei der Reaktor eine äußerst hohe Empfindlichkeit gegenüber Änderungen im Brennstoffgehalt innerhalb des Reaktorcores aufweist und eine Testzone in der Mitte des Reaktorkerns vorhanden ist und sich längs dessen Vertikalachse erstreckt, und wobei ferner die Testzone Wasser enthält, gekennzeichnet durch e^Nin trocknes, sich durch das Zentrum des Reaktorcores und durch die Testzone er- _ streckendes Querrohr, eine innerhalb des trockenen Rohres vorgesehene Auskleidung aus einem neutronenabsorbierenden Material,

sich
wobei diese Auskleidung/sowohl oberhalb als auch unterhalb des Reaktorcores erstreckt, ein enges Fenster in der Auskleidung, wobei das Fenster an der Achse des Rohres liegt und das Rohr derart angeordnet ist, daß das enge Fenster innerhalb der Testzone liegt, und Mittel zum Traversieren eines Kernreaktorbrennstoff Stabes durch den Reaktorkern innerhalb des Querrohres derart, daß aufeinanderfolgende kleine Abschnitte längs der Länge des Brennstoffstabes systematisch gegenüber dem Neutronenfluß des Reaktors durch das enge Fenster freigegeben werden.

8. Vorrichtung nach Anspruch.7, dadurch gekennzeichnet, daß die neutronenabsorbierende Auskleidung Bor-10 ist, und daß sich die Auskleidung mindestens 12 Zoll oberhalb und unterhalb des Reaktorkerns erstreckt, wobei das Fenster 1/4 Zoll breit und an der Mittellinie des Reaktorkerns angeordnet ist.

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