DE4017100A1 - Verfahren und vorrichtung zum bestimmen von kernbrennstoffgehalt in einer langgestreckten kernbrennstoffsaeule - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum bestimmen von kernbrennstoffgehalt in einer langgestreckten kernbrennstoffsaeuleInfo
- Publication number
- DE4017100A1 DE4017100A1 DE4017100A DE4017100A DE4017100A1 DE 4017100 A1 DE4017100 A1 DE 4017100A1 DE 4017100 A DE4017100 A DE 4017100A DE 4017100 A DE4017100 A DE 4017100A DE 4017100 A1 DE4017100 A1 DE 4017100A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- nuclear fuel
- gamma
- fuel column
- radiation
- fuel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
- G21C17/06—Devices or arrangements for monitoring or testing fuel or fuel elements outside the reactor core, e.g. for burn-up, for contamination
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/36—Measuring spectral distribution of X-rays or of nuclear radiation spectrometry
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen von Kernbrenn
stoffgehalt in einer langgestreckten Kernbrennstoffsäule
entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vor
richtung zum Bestimmen dieses Kernbrennstoffgehaltes.
Verfahren und Vorrichtung dieser Art sind bekannt. Sie dienen zum
Bestimmen des Gehaltes an Isotopen des Kernbrennstoffs, die
spontan Gammastrahlung emittieren. Isotope, die keine oder nur
schwach Gammastrahlung spontan aussenden, werden von dieser
Bestimmung nicht erfaßt. Insofern ist also keine quantitative
Bestimmung der Gesamtmenge des Kernbrennstoffs in der Kernbrenn
stoffsäule möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bestimmung der
Gesamtmenge eines Kernbrennstoffs in der Kernbrennstoffsäule zu
ermöglichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe hat ein Verfahren der eingangs erwähnten
Art erfindungsgemäß die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des
Patentanspruchs 1.
Durch die Gammastrahlung aus der Gammastrahlungsquelle werden alle
Isotope eines Kernbrennstoffs, also auch die, die keine oder nur
schwach Gammastrahlung spontan emittieren, zur Aussendung von
charakteristischer Röntgenfluoreszensstrahlung gleichmäßig
angeregt. Mit Hilfe des Gammadetektors kann diese charakteristi
sche Röntgenfluoreszensstrahlung ausgewertet werden und eine
Angabe über den Gesamtgehalt eines bestimmten Kernbrennstoffs in
der Kernbrennstoffsäule gemacht werden.
Eine hohe Meßgenauigkeit wird erzielt, wenn die Kernbrennstoff
säule um ihre Längsachse gedreht wird.
Als Gammastrahlungsquelle werden günstigerweise Iridium 192, Selen
76, Jod 131, Barium 133, Cäsium 137, Quecksilber 203 und/oder
Protactinium 231 verwendet.
Die Meßstelle des Gammadetektors an der Kernbrennstoffsäule kann
günstigerweise auch mit der Bremsstrahlung aus einer Röntgenröhre
bestrahlt werden.
Die Erfindung und ihre Vorteile sind anhand der Zeichnung an einem
Ausführungsbeispiel näher erläutert:
Fig. 1 zeigt stark schematisiert eine erfindungsgemäße Vorrich
tung zum Bestimmen von Kernbrennstoffgehalt in einer langgestreck
ten Kernbrennstoffsäule.
Fig. 2 zeigt ein Gammaspektrum.
Die Vorrichtung nach Fig. 1 weist einen Halter 2 mit einem Brenn
stab 3 auf. Der Brennstab ist mit dem Halter 2 um die
Stablängsachse - wie der Pfeil 4 andeutet - drehbar und in
Stablängsrichtung hin und her verschiebbar.
Ein Gamma-Detektor 5 aus hochreinem Germanium ist in einer
Bleihülle 6 verpackt. Dieser Gammadetektor 5 ist über zwei
Zuleitungen 6 an einem elektronischen Vielkanalanalysator 7
angeschlossen. Ferner ist eine Gammastrahlungsquelle 8 ebenfalls in
einem Bleimantel 9 verpackt. Diese Gammastrahlungsquelle 8 ist
Iridium 192, das spontan Gammastrahlung mit einer Energie größer
als 100 keV aussendet.
Der Bleimantel 6 weist einen Kollimator 10 für den Gamma-Detektor
5 und der Bleimantel 9 einen Kollimator 11 aus Blei für die
Gammastrahlungsquelle 9 auf. Die Kollimatoren 10 und 11 sind so
auf dieselbe Meßstelle 13 am Brennstab 3 gerichtet, daß der Winkel
14 zwischen der Strahlungseinfallrichtung 15 in den Gammadetektor
5 und der Strahlungsrichtung 16 der Gammastrahlungsquelle 8
60 Grad beträgt.
Der Brennstab 3 ist zum Einbau in ein Kernreaktorbrennelement für
einen Kernreaktor bestimmt. Dieser Brennstab 3 weist ein Hüllrohr
aus einer Zirkoniumlegierung auf, in dem sich eine Säule aus
nebeneinander angeordneten Kernbrennstofftabletten befindet und
das an beiden Enden jeweils mit einem nicht erkennbaren Zirkonium
stopfen verschlossen ist. Der Kernbrennstoff der Kernbrenn
stofftabletten im Brennstab 3 ist Uran-Plutonium-Mischoxid.
Die Strahlungseinfallrichtung 15 in den Gammadetektor 5 schließt
mit der Längsachse des Brennnstabes 3 einen rechten Winkel ein.
Zur Bestimmung des Uran- und Plutoniumgehaltes in der
Brennstoffsäule des Brennstabes 3 wird der Brennstab 3 mit dem
Halter 2 um die Stablängsachse gedreht und zugleich an den beiden
Kollimatoren 10 und 11 in Richtung seiner Stablängsachse
vorbeibewegt. Hierbei wird ständig Gammastrahlung von der
Gammastrahlungsquelle 8 auf die Meßstelle 13 am Brennstab 3
eingestrahlt und die von dieser Meßstelle 13 ausgehende
Röntgenfluoreszenzstrahlung auf den Gammadetektor 5 ausgesendet.
Mit Hilfe des elektronischen Vielkanalanalysators 7 wird das
Gammaspektrum nach Fig. 2 gewonnen. Dieses Gammaspektrum
entspricht der Messung an einer einzelnen Kernbrennstofftablette
des Brennstabes 3 während eines vorgegebenen Zeitraums bei
schrittweiser Bewegung des Brennstabes 3 in Richtung der
Stablängsachse. In der Abszisse ist die Energie der von dieser
Tablette abgestrahlten Röntgenfluoreszenzstrahlung in keV
aufgetragen und in der Ordinate die vom Gammadetektor 5 gemessene
Zählrate in Impulsen pro Minute während dieses Zeitraumes
aufgetragen.
Peak 20 in Fig. 2 entspricht der Röntgenlinie Kα 1 des Urans und
der Peak 21 der Röntgenlinie Kα 1 des Plutoniums in der Kernbrenn
stofftablette, der das Gammaspektrum nach Fig. 2 zugeordnet ist.
Die Fläche des Peak 20 ist ein Maß für die Menge des in dieser
Kernbrennstofftablette enthaltenen Urans und die Fläche des Peak
21 ein Maß für die Menge des in dieser Kernbrennstofftablette
enthaltenen Plutoniums.
Die Bewegung des Brennstabs 3 in Richtung der Stablängsachse kann
kontinuierlich sein, wenn der Zeitraum für die Messung der
Röntgenfluoreszenzstrahlung genügend kurz ist.
Ohne Zerstörung des Hüllrohrs des Brennstabes 3 kann also von
Kernbrennstofftablette zu Kernbrennstofftablette der Kernbrenn
stoffsäule im Brennstab 3 sowohl der Gesamtgehalt an Uran als auch
Plutonium bestimmt werden.
Claims (6)
1. Verfahren zum Bestimmen von Kernbrennstoffgehalt, insbesondere
Plutoniumgehalt, in einer langgestreckten Kernbrennstoffsäule mit
einem Gamma-Detektor unter Durchführung einer Relativbewegung
zwischen dem Gamma-Detektor und der Kernbrennstoffsäule in Längs
richtung dieser Kernbrennstoffsäule
dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstelle (13) des Gammadetektors
(5) an der Kernbrennstoffsäule mit Gamma-Strahlung aus einer
Gammastrahlungsquelle (8) bestrahlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß die Kernbrennstoffsäule um ihre
Längsachse gedreht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß als Gammastrahlungsquelle Iridium 192,
Selen 75, Jod 131, Barium 133, Cäsium 137, Quecksilber 203
und/oder Protaktinium 231 verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstelle (13) des Gammadetektors
(5) an der Kernbrennstoffsäule mit der Bremsstrahlung aus einer
Röntgenröhre bestrahlt wird.
5. Vorrichtung zum Bestimmen von Kernbrennstoffgehalt, insbeson
dere Plutoniumgehalt, in einer langgestreckten Kernbrennstoffsäule
mit einem drehbaren und/oder in Längsrichtung der Kernbrennstoff
säule verschiebbaren Halter (2) für die Kernbrennstoffsäule, mit
einem auf die Kernbrennstoffsäule gerichteten Gamma-Detektor (5)
und mit einer auf die Meßstelle (13) des Gammadetektors (5) an der
Kernbrennstoffsäule gerichteten Gammastrahlungsquelle (8).
6. Vorrichtung nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (14) zwischen der
Strahlungseinfallrichtung (15) in den Gammadetektor (5) und der
Strahlungsrichtung (16) der Gammastrahlungsquelle (8) einen Wert
im Bereich von 50-70 Grad, vorzugsweise von 60 Grad hat.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP89110258 | 1989-06-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4017100A1 true DE4017100A1 (de) | 1990-12-06 |
Family
ID=8201471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE4017100A Withdrawn DE4017100A1 (de) | 1989-06-05 | 1990-05-28 | Verfahren und vorrichtung zum bestimmen von kernbrennstoffgehalt in einer langgestreckten kernbrennstoffsaeule |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4017100A1 (de) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2714517A1 (fr) * | 1993-12-23 | 1995-06-30 | Commissariat Energie Atomique | Procédé de contrôle non destructif de l'enrichissement en gadolinium d'un combustible nucléaire à base d'UO2. |
| WO2001073415A2 (en) * | 2000-03-28 | 2001-10-04 | American Science And Engineering, Inc. | Detection of fissile material |
| WO2005008680A1 (en) * | 2003-07-23 | 2005-01-27 | Belgonucleaire Sa | Method and apparatus for controlling the homogeneity of mox fuel pellets |
| US7538325B2 (en) | 2000-02-10 | 2009-05-26 | American Science And Engineering, Inc. | Single-pulse-switched multiple energy X-ray source applications |
| US8325871B2 (en) | 2000-03-28 | 2012-12-04 | American Science And Engineering, Inc. | Radiation threat detection |
| US10901113B2 (en) | 2015-03-20 | 2021-01-26 | Rapiscan Systems, Inc. | Hand-held portable backscatter inspection system |
| US11143783B2 (en) | 2002-07-23 | 2021-10-12 | Rapiscan Systems, Inc. | Four-sided imaging system and method for detection of contraband |
| US11175245B1 (en) | 2020-06-15 | 2021-11-16 | American Science And Engineering, Inc. | Scatter X-ray imaging with adaptive scanning beam intensity |
| US11340361B1 (en) | 2020-11-23 | 2022-05-24 | American Science And Engineering, Inc. | Wireless transmission detector panel for an X-ray scanner |
| US11525930B2 (en) | 2018-06-20 | 2022-12-13 | American Science And Engineering, Inc. | Wavelength-shifting sheet-coupled scintillation detectors |
| US11579327B2 (en) | 2012-02-14 | 2023-02-14 | American Science And Engineering, Inc. | Handheld backscatter imaging systems with primary and secondary detector arrays |
-
1990
- 1990-05-28 DE DE4017100A patent/DE4017100A1/de not_active Withdrawn
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2714517A1 (fr) * | 1993-12-23 | 1995-06-30 | Commissariat Energie Atomique | Procédé de contrôle non destructif de l'enrichissement en gadolinium d'un combustible nucléaire à base d'UO2. |
| US7538325B2 (en) | 2000-02-10 | 2009-05-26 | American Science And Engineering, Inc. | Single-pulse-switched multiple energy X-ray source applications |
| US9841386B2 (en) | 2000-03-28 | 2017-12-12 | American Science And Engineering, Inc. | Radiation threat detection |
| WO2001073415A2 (en) * | 2000-03-28 | 2001-10-04 | American Science And Engineering, Inc. | Detection of fissile material |
| WO2001073415A3 (en) * | 2000-03-28 | 2002-06-27 | American Science & Eng Inc | Detection of fissile material |
| US8325871B2 (en) | 2000-03-28 | 2012-12-04 | American Science And Engineering, Inc. | Radiation threat detection |
| US11143783B2 (en) | 2002-07-23 | 2021-10-12 | Rapiscan Systems, Inc. | Four-sided imaging system and method for detection of contraband |
| WO2005008680A1 (en) * | 2003-07-23 | 2005-01-27 | Belgonucleaire Sa | Method and apparatus for controlling the homogeneity of mox fuel pellets |
| US11579327B2 (en) | 2012-02-14 | 2023-02-14 | American Science And Engineering, Inc. | Handheld backscatter imaging systems with primary and secondary detector arrays |
| US10901113B2 (en) | 2015-03-20 | 2021-01-26 | Rapiscan Systems, Inc. | Hand-held portable backscatter inspection system |
| US11300703B2 (en) | 2015-03-20 | 2022-04-12 | Rapiscan Systems, Inc. | Hand-held portable backscatter inspection system |
| US11561320B2 (en) | 2015-03-20 | 2023-01-24 | Rapiscan Systems, Inc. | Hand-held portable backscatter inspection system |
| US11525930B2 (en) | 2018-06-20 | 2022-12-13 | American Science And Engineering, Inc. | Wavelength-shifting sheet-coupled scintillation detectors |
| US11175245B1 (en) | 2020-06-15 | 2021-11-16 | American Science And Engineering, Inc. | Scatter X-ray imaging with adaptive scanning beam intensity |
| US11340361B1 (en) | 2020-11-23 | 2022-05-24 | American Science And Engineering, Inc. | Wireless transmission detector panel for an X-ray scanner |
| US11726218B2 (en) | 2020-11-23 | 2023-08-15 | American Science arid Engineering, Inc. | Methods and systems for synchronizing backscatter signals and wireless transmission signals in x-ray scanning |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3685891T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur messung der verteilung von radioaktivitaet. | |
| DE2341758A1 (de) | Analysesystem | |
| DE102010031844A1 (de) | Verfahren zur zerstörungsfreien Elementanalyse großvolumiger Proben und Vorrichtung zur Durchführung | |
| DE4017100A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum bestimmen von kernbrennstoffgehalt in einer langgestreckten kernbrennstoffsaeule | |
| DE2727989C3 (de) | Einrichtung zur Bestimmung von Uran und/oder Thorium in Erzproben | |
| DE1296829B (de) | Verfahren und Vorrichtungen zur Bestimmung des Gehaltes einer Probe an schweren Elementen durch Messung ihrer optisch angeregten K alfa- oder K beta-Roentgenfluoreszenzlinien | |
| DE60219219T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zum durchführen einer qualitätskontrolle an einem mox-brennstab | |
| DE69812935T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur messung des relativen anteils von uran und plutonium in einem körper | |
| DE2122214A1 (de) | Verfahren zur quantitativen Messung der Konzentration einzelner Elemente, sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
| DE69123337T2 (de) | Vorrichtung zur messung des gehaltes von verschiedenen schüttgutkomponenten mit pulsierender neutronenstrahlung und verfahren zur bestimmung des gehaltes mit dieser vorrichtung | |
| DE69008993T2 (de) | Einrichtung zur bildlichen Darstellung von Elementen unter Verwendung von Röntgenfluoreszenz. | |
| DE3872208T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur messung der radioaktivitaet. | |
| DE2946003A1 (de) | Verfahren zum kompensieren der an radioaktiven proben erhaltenen strahlungsmesswerte | |
| DE69815873T2 (de) | Gerät zur bestimmung des nukleidgehalts radioaktiver edelgase | |
| DE69824581T2 (de) | Verbesserungen von und bezüglich einer Überwachung | |
| DE1236831B (de) | Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung von in geringen Mengen bis Spuren in Metallkoerpern oder in Schmelzen befindlichen Elementen | |
| DE1598584B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur durchfuehrung von aktivierungs analysen | |
| DE2001513A1 (de) | Vorrichtung zur Messung des Gehalts einer Probe an einem Element durch Gamma-Absorptiometrie | |
| DE69405837T2 (de) | Plutoniumbestimmung | |
| DE1607580A1 (de) | Verfahren zur Bestimmung des Schuettprofils und der sich daraus ergebenden Leistungsaufnahme einer Rohrmuehle | |
| EP0873524B1 (de) | Methode zur quantitativen, zerstörungsfreien bestimmung von spaltmaterial | |
| CH428010A (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Messung physikalischer Eigenschaften von Röntgenstrahlen und y-Strahlen | |
| EP1493045A2 (de) | Chemische analyse von messobjekten mit durch konzentrisch beschleunigten deuterium-ionen generierten neutronen | |
| DE1614014C (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Gehalts an spalt barem Material in aus Kernreaktoren entnommenen Brennelementen oder Brennstoffproben | |
| DE2226393C3 (de) | Anordnung zur kontinuierlichen radiometrischen Analyse einer Metallschmelze Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |