JPH05297184A - Mixer-settler, method for measuring its neutron multiplication factor and calibrating method of neutron detecting device - Google Patents

Mixer-settler, method for measuring its neutron multiplication factor and calibrating method of neutron detecting device

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JPH05297184A
JPH05297184A JP9939592A JP9939592A JPH05297184A JP H05297184 A JPH05297184 A JP H05297184A JP 9939592 A JP9939592 A JP 9939592A JP 9939592 A JP9939592 A JP 9939592A JP H05297184 A JPH05297184 A JP H05297184A
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JP
Japan
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neutron
mixer
settler
container
detector
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JP9939592A
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Kiyoshi Ueda
精 植田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To reduce the influence of neutron multiplication effect, evaluate the detecting efficiency of a neutron detector, and measure and calibrate the neutron multipication factor during campaign. CONSTITUTION:A plate neutron moderator 6 is arranged on the lower surface of a rectangular box vessel 1, and a neutron detector 15 is arranged in the neutron moderator with a distance from the bottom surface of the vessel 1. A neutron absorber 16 is arranged in plate form in the position on the output (lower side) of the bottom surface of the vessel 1 except a fixed range where the distance between the neutron detector 16 and the bottom surface on the vessel 1 is minimized. A neutron source is arranged in the position where the neutron absorber 12 is arranged within a fixed range having the shortest distance position to the bottom surface of the vessel 1 as a center in the inner part of the neutron moderator 6 or the outside of the neutron moderator 6 on the opposite side (lower side) to the vessel 1 in such a manner as to be capable being inserted and pulled out.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は使用済核燃料を再処理す
る際に用いられるミキサセトラと、ミキサセトラの中性
子増倍率測定方法および中性子検出装置の校正方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mixer-settler used when reprocessing spent nuclear fuel, a neutron multiplication factor measuring method for the mixer-settler, and a neutron detector calibration method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から使用されている使用済核燃料を
再処理するためのミキサセトラの概念を図12を用いて説
明する。図12(A)は図12(B)のA−A矢視方向から
見た立面図であり、図12(B)は図12(A)および図12
(C)のB−B矢視方向から見た平面図、図12(C)は
図12(A)および(B)のC−C矢視断面図である。
2. Description of the Related Art The concept of a mixer-settler for reprocessing spent nuclear fuel that has been conventionally used will be described with reference to FIG. FIG. 12 (A) is an elevation view seen from the direction of arrow AA in FIG. 12 (B), and FIG. 12 (B) is shown in FIG. 12 (A) and FIG.
FIG. 12C is a plan view seen from the direction of the arrows B-B in FIG. 12C, and FIG. 12C is a sectional view taken along the line C-C in FIGS. 12A and 12B.

【0003】ミキサセトラは図12(C)で示したように
長方箱形容器1内に区画壁2を設けて、この区画壁2内
に攪拌羽根3を回転軸4を介して設け、長方箱形容器1
の底板5の下方に中性子減速材6を設け、この中性子減
速材6内に中性子検出器案内管7を挿入したものからな
っている。なお、図12(A)の破線で示すように底板5
の下面近傍には板状の中性子吸収材12が設けられてい
る。ただし、底板5と中性子検出器案内管7との最短距
離付近で、かつ底板5の下面には直接中性子吸収材12は
配置されていない。
As shown in FIG. 12 (C), the mixer-settler has a rectangular box-shaped container 1 in which a partition wall 2 is provided, and stirring blades 3 are provided in the partition wall 2 via a rotary shaft 4 to form a rectangular shape. Box-shaped container 1
A neutron moderator 6 is provided below the bottom plate 5 of the above, and a neutron detector guide tube 7 is inserted into the neutron moderator 6. In addition, as shown by the broken line in FIG.
A plate-shaped neutron absorbing material 12 is provided near the lower surface of the. However, the neutron absorbing material 12 is not directly arranged on the lower surface of the bottom plate 5 near the shortest distance between the bottom plate 5 and the neutron detector guide tube 7.

【0004】個々のミキサセトラは図12(A)および
(B)に示すごとく多段に連結され、多段溶媒抽出装置
として使用されている。同図(B)においてMがミキサ
部、Sがセトラ部である。図12(C)では左側がミキサ
部M、右側がセトラ部Sであり、左側のミキサ部Mで水
相8と油相9が混合されて、例えば核燃料成分はほぼ一
様に混合される。
Individual mixer-settlers are connected in multiple stages as shown in FIGS. 12 (A) and 12 (B), and are used as a multi-stage solvent extraction device. In FIG. 3B, M is a mixer section and S is a settler section. In FIG. 12 (C), the left side is the mixer section M and the right side is the settler section S, and the water phase 8 and the oil phase 9 are mixed in the left mixer section M, for example, the nuclear fuel components are mixed almost uniformly.

【0005】ミキサ部Mへ入ってくる水相8または油相
9のいずれか一方の液体には核燃料が含まれている。ミ
キサ部Mへ入ってくる液体のうち、水相8に核燃料が含
まれており、セトラ部Sにおいて油相9へ核燃料を移行
させる工程は抽出工程と呼ばれ、ミキサ部Mへ入ってく
る液体のうち、油相9に核燃料が含まれており、セトラ
部Sにおいて水相8へ核燃料を移行させる工程は逆抽出
工程と呼ばれている。
The liquid in either the water phase 8 or the oil phase 9 entering the mixer M contains nuclear fuel. Among the liquids entering the mixer part M, the aqueous phase 8 contains the nuclear fuel, and the step of transferring the nuclear fuel to the oil phase 9 in the settler part S is called the extraction step, and the liquid entering the mixer part M is Among these, the process in which the oil phase 9 contains the nuclear fuel and the nuclear fuel is transferred to the water phase 8 in the settler portion S is called a back extraction process.

【0006】ミキサ部Mからセトラ部Sへ排出された混
合相10は図12(C)の右方向へ静かに流れる際に比重差
により混合相10は殆どなくなり、所定の液面11を保ちな
がら油相9と水相8に分相される。各相8,9の間には
液体の界面が生じ、正常運転時はほぼ所定の位置に止ま
っているが、何らかの異常が生じると界面は何方かに偏
ったり変動することも考えられる。
When the mixed phase 10 discharged from the mixer section M to the settler section S gently flows to the right in FIG. 12 (C), the mixed phase 10 almost disappears due to the difference in specific gravity, and a predetermined liquid level 11 is maintained. The oil phase 9 and the water phase 8 are separated. A liquid interface is formed between the phases 8 and 9 and stays at a predetermined position during normal operation. However, if some abnormality occurs, the interface may be biased or fluctuate in some way.

【0007】抽出工程では核燃料成分は主として上側の
油相9と混合相10にあり、逆抽出工程では水相8と混合
相10に含まれている核燃料成分、特に管理の必要なプル
トニウムは中性子を放出する。その中性子を図12(A)
および(C)に示したように長方箱形容器1の下側に設
けられた減速材6の中性子検出器案内管7内に挿入する
図示しない中性子検出器で計測し、核燃料液体の流れ状
態を監視するようになっている。この中性子検出器案内
管7は通常1段当たり1個設けられている。
In the extraction process, the nuclear fuel components are mainly in the upper oil phase 9 and the mixed phase 10, and in the back extraction process, the nuclear fuel components contained in the aqueous phase 8 and the mixed phase 10, especially plutonium which needs to be managed, emit neutrons. discharge. Figure 12 (A) of the neutron
And as shown in (C), the neutron detector (not shown) inserted in the neutron detector guide tube 7 of the moderator 6 provided on the lower side of the rectangular box-shaped container 1 measures the flow state of the nuclear fuel liquid. Are to be monitored. Usually, one neutron detector guide tube 7 is provided for each stage.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところが、核燃料から
の中性子放出率は核燃料濃度のみでなく組成比によって
変化し、また中性子検出器の計数率はこれらに加えて核
燃料液体の高さ方向位置によって変化するとともに、核
燃料濃度がある程度高い場合には誘発核分裂に伴う中性
子も計測することになる。したがって、ミキサセトラの
底板下方に配置された中性子検出器で液体中の核燃料の
濃度、未臨界性および液体の流れの状態を正しく監視す
ることは極めて困難となる課題がある。
However, the neutron emission rate from the nuclear fuel changes depending on not only the nuclear fuel concentration but also the composition ratio, and the count rate of the neutron detector also changes depending on the height direction position of the nuclear fuel liquid. In addition, if the nuclear fuel concentration is high to some extent, neutrons associated with induced fission will also be measured. Therefore, it is extremely difficult to properly monitor the concentration of the nuclear fuel in the liquid, the subcriticality, and the state of the liquid flow by the neutron detector arranged below the bottom plate of the mixer-settler.

【0009】中性子検出器はプルトニウムが放出する中
性子を計測するため、中性子の計数率を計測モニタする
ことによって液体中の核燃料の濃度、流れの挙動、臨界
安全性に係る未臨界度等を評価すべく開発が進められよ
うとしている。
Since the neutron detector measures the neutrons emitted by plutonium, the concentration of the nuclear fuel in the liquid, the behavior of the flow, the subcriticality related to the criticality safety, etc. are evaluated by measuring and monitoring the counting rate of the neutrons. Development is about to proceed.

【0010】このようにミキサセトラに設置される中性
子検出器には重要な機能の達成が期待されるが、現在ま
でのところこれらの技術は未開発状態にある。
As described above, the neutron detector installed in the mixer-settler is expected to achieve important functions, but these techniques have not been developed so far.

【0011】このような課題を解決するための第一歩と
して、中性子検出器が正しく動作していることを確認す
るとともにその検出効率を決定しなければならない。こ
れらは、中性子検出器が使用される位置において、ミキ
サセトラ、中性子吸収材、中性子減速材等との幾何学的
相互関係が与えられた条件において行うことが最も信頼
度が高い。
As a first step to solve such a problem, it is necessary to confirm that the neutron detector is operating properly and determine the detection efficiency thereof. It is most reliable to perform these under the conditions where a geometrical relationship with the mixer-settler, neutron absorber, neutron moderator, etc. is given at the position where the neutron detector is used.

【0012】このような背景から、容器内に核燃料液体
が存在しない場合のみでなく、存在する場合でも上述の
作業ができることが好ましい。
From such a background, it is preferable that the above operation can be performed not only when the nuclear fuel liquid is not present in the container but also when the nuclear fuel liquid is present.

【0013】中性子検出器が所定の使用位置に配置され
ており、容器内に核燃料液体が存在する場合に上述の作
業を行う場合には、核燃料液体部で中性子増倍が生じる
ために中性子検出器は増倍効果の影響を受けることにな
る。ミキサセトラの中性子検出装置に期待される前述の
機能のうち、中性子増倍率に係る臨界安全性の確保は最
重要課題である。
When the neutron detector is arranged at a predetermined use position and the above-mentioned work is carried out when the nuclear fuel liquid is present in the container, the neutron detector causes neutron multiplication in the nuclear fuel liquid portion. Will be affected by the multiplication effect. Among the above-mentioned functions expected of the neutron detector of Mixer Setra, ensuring the criticality safety related to neutron multiplication is the most important issue.

【0014】ミキサセトラの中性子検出装置に期待され
る前述の機能を達成するためには、中性子検出器が正し
く配置され、正しく動作し、しかもその中性子検出器の
中性子計数率と核燃料液体内のプルトニウム濃度との対
応が正しく対応づけされること、すなわち中性子検出装
置の校正ができていることが不可欠である。
In order to achieve the above-mentioned functions expected of the neutron detector of the mixer-settler, the neutron detector is properly arranged and operates properly, and the neutron count rate of the neutron detector and the plutonium concentration in the nuclear fuel liquid are required. It is indispensable that the correspondence with the above is correctly associated, that is, the neutron detector is calibrated.

【0015】本発明はこのような背景のもとになされた
ものであり、その目的とするところは、中性子検出器が
所定の使用位置に配置されており、容器内に核燃料液体
が存在して中性子増倍効果が無視できない場合でも、中
性子源を配置して中性子増倍効果の影響を低減して中性
子検出器の動作確認のみでなく検出効率を評価できるミ
キサセトラを提供することにある。
The present invention has been made on the basis of such a background, and an object thereof is that a neutron detector is arranged at a predetermined use position, and a nuclear fuel liquid is present in a container. Even if the neutron multiplication effect cannot be ignored, it is an object of the present invention to provide a mixer-settler capable of evaluating the detection efficiency as well as confirming the operation of the neutron detector by arranging a neutron source to reduce the influence of the neutron multiplication effect.

【0016】また、本発明はキャンペーン中に中性子増
倍率を測定することができるミキサセトラおよびその中
性子増倍率測定方法を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a mixer-settler capable of measuring neutron multiplication factor during a campaign and a neutron multiplication factor measuring method thereof.

【0017】さらに、本発明は核燃料を実際に処理する
キャンペーンに先立ち中性子源を用いた中性子検出装置
の各種機能および校正試験を行うことが可能であり、キ
ャンペーン中でも校正試験を中性子計数率を必要以上に
高めないで行えるようなミキサセトラおよびミキサセト
ラ中性子検出装置の校正方法を提供することにある。
Further, according to the present invention, it is possible to perform various functions of the neutron detector using a neutron source and a calibration test prior to the campaign for actually processing nuclear fuel, and the calibration test requires a neutron count rate more than necessary even during the campaign. It is an object of the present invention to provide a calibration method for a mixer-settler and a mixer-settler neutron detector that can be performed without increasing the cost.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】第1の発明は長方箱形容
器内に油相および水相を混合するミキサ部と、このミキ
サ部で混合された油相および水相を分離させるセトラ部
とを備えかつ前記容器内に核燃料液体を流して液々抽出
を行うミキサセトラにおいて、前記容器の下面側に板状
中性子減速材を配置し、前記容器の底面から一定の距離
を隔てた前記減速材の内部に中性子検出器を配置し、前
記容器の底面の外側(下側)で中性子検出器と前記容器
底面との距離が最小となる一定の範囲を除く部位に中性
子吸収材を板状に配置するとともに、前記中性子減速材
の内部または前記容器と反対側(下側)の前記中性子減
速材の外側で前記容器底面までの最短距離の位置を中心
とした前記中性子吸収材が配置された位置に中性子源を
挿抜自在に配置したことを特徴とする。
A first aspect of the present invention relates to a mixer section for mixing an oil phase and an aqueous phase in a rectangular box-shaped container, and a settler section for separating the oil phase and the aqueous phase mixed in the mixer section. In a mixer-settler that includes and that performs a liquid extraction by flowing a nuclear fuel liquid in the container, a plate-like neutron moderator is arranged on the lower surface side of the container, and the moderator is separated from the bottom surface of the container by a certain distance. The neutron detector is placed inside the neutron detector, and the neutron absorber is placed in a plate shape on the outside (bottom side) of the bottom surface of the container except a certain range where the distance between the neutron detector and the bottom surface of the container is minimized. With the inside of the neutron moderator or the opposite side of the container (lower side) outside the neutron moderator on the outer side of the neutron moderator to the bottom surface of the container centered on the position of the neutron absorber at the position Place the neutron source freely It is characterized in.

【0019】第2の発明は長方箱形容器内に油相および
水相を混合するミキサ部と、このミキサ部で混合された
油相および水相を分離させるセトラ部とを備えかつ前記
容器内に核燃料液体を流して液々抽出を行うミキサセト
ラにおいて、前記容器の下面側に中性子減速材を配置
し、前記中性子減速材内で前記容器の長手方向に中性子
検出器を挿抜自在に中性子検出器案内管を配置するとと
もに、前記容器の上面で前記中性子検出器案内管の上部
の一部に中性子反射体を配置したことを特徴とする。
A second aspect of the present invention comprises a rectangular box-shaped container having a mixer section for mixing an oil phase and an aqueous phase, and a settler section for separating the oil phase and the aqueous phase mixed by the mixer section. In a mixer-settler that performs liquid extraction by flowing a nuclear fuel liquid into the container, a neutron moderator is disposed on the lower surface side of the container, and a neutron detector is freely insertable and removable in the longitudinal direction of the container in the neutron moderator. A guide tube is arranged, and a neutron reflector is arranged on a part of an upper portion of the neutron detector guide tube on the upper surface of the container.

【0020】第3の発明は長方箱形容器内に油相および
水相を混合するミキサ部と、このミキサ部で混合された
油相および水相を分離させるセトラ部とを備えかつ前記
容器内に核燃料液体を流して液々抽出を行うミキサセト
ラにおいて、前記容器の下面側に中性子減速材を配置
し、前記中性子減速材内に中性子検出器を配置するとと
もに、挿抜自在に中性子源案内管を前記容器の上面また
は前記中性子減速材内に配置し、かつ挿抜自在に校正用
中性子源を案内する校正用中性子源案内管を前記減速材
内で前記中性子検出器の近傍に配置したことを特徴とす
る。
According to a third aspect of the present invention, a rectangular box-shaped container is provided with a mixer section for mixing an oil phase and an aqueous phase, and a settler section for separating the oil phase and the aqueous phase mixed by the mixer section. In a mixer-settler that performs liquid extraction by flowing a nuclear fuel liquid into the container, a neutron moderator is placed on the lower surface side of the container, a neutron detector is placed in the neutron moderator, and a neutron source guide tube is freely inserted and removed. Arranged in the upper surface of the container or in the neutron moderator, and insert and remove calibration neutron source guide tube for guiding the calibration neutron source is arranged in the moderator near the neutron detector To do.

【0021】第4の発明は請求項2記載のミキサセトラ
において、前記容器の上面に中性子反射体を配置した位
置の下側およびその位置の近傍で前記中性子反射体を配
置していない位置の下側の前記中性子検出器案内管内で
中性子計数率を測定してその比率を求め、この比率を理
論計算等で求めたパラメータを介して反射体を配置した
位置またはその近傍の中性子増倍率を求めることを特徴
とする。
A fourth aspect of the present invention is the mixer-settler according to the second aspect, in which the neutron reflector is disposed on the upper surface of the container and below the neutron reflector is not disposed near the position. Of the neutron detector guide tube to determine the ratio by measuring the neutron count rate, to determine the neutron multiplication factor at or near the position where the reflector is placed through the parameter obtained by theoretical calculation of this ratio Characterize.

【0022】第5の発明は請求項3記載のミキサセトラ
において、核燃料を処理するキャンペーンに先立ち中性
子源を中性子源案内管内を移動させて中性子検出器の感
度および動作特性を測定し、キャンペーン中は中性子吸
収材もしくは中性子源を含む中性子吸収材の少くともい
ずれか一方を中性子検出器近傍に設けた前記中性子源案
内管内を移動させて中性子検出器の動作状態を監視する
ことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the mixer-settler according to the third aspect, the neutron source is moved in the neutron source guide tube to measure the sensitivity and operating characteristics of the neutron detector prior to the campaign for treating nuclear fuel. At least one of the absorber and the neutron absorber including the neutron source is moved in the neutron source guide tube provided near the neutron detector to monitor the operating state of the neutron detector.

【0023】[0023]

【作用】第1の発明によれば、中性子源案内管は対称軸
上で中性子減速材内に奥行方向に中性子検出器案内管と
平行に配置されている。図示しない中性子源は中性子源
案内管内を挿抜することができ、検出器校正の場合を除
き、通常はミキサセトラ部から引抜かれている。
According to the first aspect of the invention, the neutron source guide tube is arranged in the neutron moderator in the depth direction parallel to the neutron detector guide tube on the axis of symmetry. A neutron source (not shown) can be inserted / extracted in / from the neutron source guide tube, and is usually pulled out from the mixer-settler section except in the case of detector calibration.

【0024】中性子源案内管と容器の底板との間には底
板の下面に中性子吸収材が配置されているため、中性子
源から放出された中性子が減速され、熱中性子化したも
のは容器内へ殆ど流入しなくなる。
Since the neutron absorbing material is arranged on the lower surface of the bottom plate between the neutron source guide tube and the bottom plate of the container, the neutrons emitted from the neutron source are decelerated and the neutrons converted into thermal neutrons enter the container. Almost no inflow.

【0025】その結果、中性子源に基づき容器内で増倍
される中性子の数は大幅に低減するため、容器内から放
出される該増倍中性子の中性子検出器への流れ込みは中
性子吸収材が存在しない場合に比べて大幅に減少する。
すなわち、容器内に核燃料が存在する場合でも増倍効果
に殆ど関係なく中性子検出器の校正を行うことができ
る。
As a result, the number of neutrons multiplied in the container based on the neutron source is significantly reduced, so that the multiplied neutrons emitted from the container flow into the neutron detector due to the existence of the neutron absorber. Significantly reduced compared to the case without.
That is, even if the nuclear fuel is present in the container, the neutron detector can be calibrated regardless of the multiplication effect.

【0026】第2の発明によれば、ミキサセトラを構成
する一方の容器の下側に短尺の中性子検出器を配置し、
対向する他方の容器の上側に局所的に中性子反射体を配
置したミキサセトラが得られる。
According to the second aspect of the invention, a short neutron detector is arranged below one of the vessels constituting the mixer-settler,
A mixer-settler in which a neutron reflector is locally arranged on the upper side of the other opposing container is obtained.

【0027】第3の発明によれば、容器の下側に配置し
た中性子減速材内に中性子検出器案内管を配置し、それ
に隣接して中性子源案内管を配置し、かつ校正用中性子
源案内管を配置したミキサセトラが得られる。
According to the third invention, the neutron detector guide tube is arranged in the neutron moderator arranged under the vessel, the neutron source guide tube is arranged adjacent to the neutron moderator guide tube, and the neutron source guide for calibration is arranged. A mixer settra with tubes is obtained.

【0028】第4の発明によれば、短尺中性子検出器を
容器の長手方向に移動しながら核燃料から放出された中
性子を測定することにより、外部から中性子源を人為的
に導入することなしに中性子実効増倍率を求めることが
でき、臨界安全性を確保することができる。
According to the fourth invention, by measuring the neutrons emitted from the nuclear fuel while moving the short neutron detector in the longitudinal direction of the container, the neutrons can be obtained without artificially introducing a neutron source from the outside. The effective multiplication factor can be obtained and the criticality safety can be ensured.

【0029】第5の発明によれば、中性子検出器案内管
内をキャンペーンに先立ち、校正用中性子源を挿抜させ
て中性子検出器の動作試験や校正試験を行い、キャンペ
ーン中は、必要以上に中性子計数率の上昇を生じさせな
いように、中性子吸収材あるいは弱い中性子源を装着し
た中性子吸収材を挿抜させて中性子検出器が正常に動作
していることを確認することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, prior to the campaign, the neutron detector guide tube is inserted and withdrawn the calibration neutron source to perform an operation test and a calibration test of the neutron detector. It is possible to confirm that the neutron detector is operating normally by inserting or removing the neutron absorbing material or a neutron absorbing material equipped with a weak neutron source so as not to cause an increase in the rate.

【0030】特に、キャンペーン中に中性子計数率の上
昇を抑制するようにしたので、計数率異常上昇に伴なう
アラームやスクラム信号の発生がなく、このためミキサ
セトラの稼働率を低下させないで中性子検出器を常時監
視することができる。
In particular, since the increase in the neutron count rate is suppressed during the campaign, no alarm or scrum signal is generated due to the abnormal increase in the count rate, and therefore, the neutron detection is performed without lowering the operation rate of the mixer-settler. The vessel can be constantly monitored.

【0031】[0031]

【実施例】図1から図4を参照しながら第1の発明に係
る第1から第4の実施例を説明する。なお、各図とも
(A)は図12に対応するミキサセトラ1段の幅方向縦断
面図であり、各図(B)のA−A矢視方向縦断面図であ
る。各図(B)は図12(C)に対応するミキサセトラ1
段の長手方向縦断面図であり、各図(A)のB−B矢視
方向を切断した縦断面図である。図中の符号は図12と同
一部分には同一符号を付して重複する部分の説明は省略
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The first to fourth embodiments according to the first invention will be described with reference to FIGS. In each drawing, (A) is a vertical cross-sectional view in the width direction of one stage of the mixer-settler corresponding to FIG. 12, and is a vertical cross-sectional view in the direction of arrow AA in each drawing (B). Each figure (B) is a mixer-settler 1 corresponding to FIG. 12 (C).
It is a longitudinal cross-sectional view of a step, and is a vertical cross-sectional view taken along the line BB of FIG. The reference numerals in the figure are the same as those in FIG. 12, and the description of the overlapping portions will be omitted.

【0032】図1は第1の実施例であり、比較的大型の
ミキサセトラである。1段の容器幅(図1(A)の左右
方向)が大略30cmより大きいと幅方向端部の中性子情報
は殆ど得られなくなる。そこで本実施例では2本の中性
子検出器案内管7,7を30〜50cm程度の間隔で奥行方向
に対称軸14に対して対称で平行に配置している。なお、
ミキサセトラの寸法は後述する。中性子検出器としては
セトラ部Sの大部分の長さをカバーする長尺物が図示さ
れているが、複数個の中性子検出器を直列に配置するこ
ともできる。
FIG. 1 shows a first embodiment, which is a relatively large mixer-settler. If the width of the one-stage container (left-right direction in FIG. 1 (A)) is larger than about 30 cm, almost no neutron information can be obtained at the end in the width direction. Therefore, in this embodiment, the two neutron detector guide tubes 7, 7 are arranged symmetrically in parallel with the axis of symmetry 14 in the depth direction at intervals of about 30 to 50 cm. In addition,
The dimensions of the mixer-settler will be described later. As the neutron detector, a long object covering most of the length of the settler portion S is shown, but a plurality of neutron detectors may be arranged in series.

【0033】ここで一例として、容器1の側部や底板等
の構造材を例えばステンレス鋼板とし、いずれも厚さ5
mmと仮定する。中性子吸収材12は厚さ1mmのカドミウム
(Cd)金属板とする。また、容器1の厚さ(図の上下
方向)を約15cm、容器1の下側の中性子減速材6の厚さ
を約15cmとし、容器1は幅方向(図の左右方向)60cm、
奥行(図1(B)の左右方向)の全長を 150cm、セトラ
部Sの奥行を 120cmと仮定する。ごくおおまかにいっ
て、このような寸法のミキサセトラは一つの代表的な寸
法と考えてよい。
Here, as an example, the structural material such as the side portion and the bottom plate of the container 1 is, for example, a stainless steel plate, and each has a thickness of 5
Assume mm. The neutron absorbing material 12 is a cadmium (Cd) metal plate having a thickness of 1 mm. Further, the thickness of the container 1 (vertical direction in the figure) is about 15 cm, the thickness of the neutron moderator 6 on the lower side of the container 1 is about 15 cm, the container 1 is 60 cm in the width direction (horizontal direction in the figure),
It is assumed that the total length in the depth (left and right direction in Fig. 1 (B)) is 150 cm and the depth of the settler part S is 120 cm. Roughly speaking, a mixer-settler of this size can be considered as a typical size.

【0034】図1(A)において、1段の容器1当たり
の中性子吸収材12は左から12a,12b,12cがそれぞれ
15cm、中性子吸収材のない部分13a,13bをそれぞれ
7.5cmと仮定する。容器1の内部にはプルトニウム燃料
を含む核燃料液体が充填されており、一定の中性子実効
増倍率(一般にkeff と記されるが本明細書ではeff
除き、簡易にkで示すことにする)となっているものと
する。
In FIG. 1 (A), the neutron absorbing material 12 per one-stage container 1 is 12a, 12b, 12c from the left, respectively.
15cm, 13a and 13b without neutron absorber
Assume 7.5 cm. The container 1 is filled with a nuclear fuel liquid containing plutonium fuel, and has a constant neutron effective multiplication factor (generally written as k eff , but in the present specification, it is simply denoted as k except eff ). Shall be.

【0035】核燃料からの自発核分裂と、酸素等とアル
ファ線との(α,n)反応によって放出される自発中性
子放出率をS0 とすれば、中性子検出器16の位置におけ
る自発中性子に基く中性子束(または中性子計数率と考
えてもよい)φ0 は、比例係数γを介して式(1) で与え
られる。 φ0 =γS0 /(1−k) …(1)
If the spontaneous neutron emission rate emitted by spontaneous fission from nuclear fuel and (α, n) reaction between oxygen and the like and alpha rays is S 0 , neutrons based on spontaneous neutrons at the position of the neutron detector 16 The bundle (or may be thought of as the neutron count rate) φ 0 is given by equation (1) via the proportionality coefficient γ. φ 0 = γS 0 / (1-k) (1)

【0036】ところで、カリフォルニウム(Cf)252
のような人工中性子源を外部から外部中性子源として対
称軸14の位置に配置したときの外部中性子源に基づいて
アクティブ中性子束φS (中性子源増倍中性子束とも呼
ぶことにする)は定数a,bを介して、式(2) で与えら
れる。 φS =a+(b/(1−k)) …(2)
By the way, Californium (Cf) 252
Based on the external neutron source when an artificial neutron source such as that is externally placed at the position of the symmetry axis 14 as the external neutron source, the active neutron flux φ S (also referred to as neutron source multiplication neutron flux) is a constant a , B is given by the equation (2). φ S = a + (b / (1-k)) (2)

【0037】aとbとの関係については、水中に置かれ
た燃料集合体の場合につき、米国原子力学会誌『Nuclea
r Techuology』の1992年1月号において示されている
(Fig.8)。外部中性子源の強度をSとすれば、定数
a,bは比例係数α,βを介してa=αS,b=βSと
書いてもよい。
Regarding the relationship between a and b, for the case of a fuel assembly placed in water, the journal "Nuclea of the Atomic Energy Society" is published.
r Techuology ”, January 1992 issue (Fig. 8). If the intensity of the external neutron source is S, the constants a and b may be written as a = αS and b = βS via the proportional coefficients α and β.

【0038】本実施例では、容器1に自発中性子を放出
するプルトニウムのような核燃料が存在する場合でも中
性子検出器16の感度(検出効率)の校正を可能とするた
めに、φS 値がφ0 値に比べ、かなり大となるようにす
る。その一つの方法はS≫S0 とすることであるが、無
分別に中性子源を配置すると中性子検出器16の不感時間
による誤差を生じたり中性子増倍効果の影響を受けるこ
とがある。
In the present embodiment, in order to enable calibration of the sensitivity (detection efficiency) of the neutron detector 16 even when a nuclear fuel such as plutonium that emits spontaneous neutrons is present in the container 1, the φ S value is φ. It should be considerably larger than the 0 value. One of the methods is to set S >> S 0 , but if the neutron source is indiscriminately arranged, an error due to the dead time of the neutron detector 16 may occur or the neutron multiplication effect may be affected.

【0039】前記論文Fig.8より、a/b比は中性子源
近傍で大きくなることがわかる。このことは中性子増倍
効果の影響をあまり受けないことを意味している。本論
文は水中に燃料集合体を配置した場合について論じてい
るが、本実施例で対象としているミキサセトラ体系でも
中性子の減速・拡散・吸収および増倍特性は主として水
素原子によって支配されているため、中性子の挙動は両
者とも類似している。
From FIG. 8 of the above paper, it can be seen that the a / b ratio increases near the neutron source. This means that it is not affected by the neutron multiplication effect. This paper discusses the case of arranging the fuel assembly in water.However, even in the mixer-settler system targeted in this example, the neutron moderation / diffusion / absorption and multiplication characteristics are mainly controlled by hydrogen atoms. The behavior of neutrons is similar in both cases.

【0040】本発明では図1(A)から明らかなよう
に、中性子源案内管15と容器1の下面との距離が最短距
離となる容器1の下面でその近傍には中性子吸収材12で
あるカドミウム(Cd)シートが配置されているため、
中性子源案内管15内の図示しない中性子源から放出され
た中性子の大部分のものはCdに吸収され、容器1内に
入射しなくなるため、中性子源に基く式(2) で表わされ
る中性子束φS では、増倍効果はさらに微小なものとな
る。
In the present invention, as is clear from FIG. 1A, the neutron absorbing material 12 is provided in the lower surface of the container 1 where the distance between the neutron source guide tube 15 and the lower surface of the container 1 is the shortest. Since the cadmium (Cd) sheet is placed,
Most of the neutrons emitted from the neutron source (not shown) in the neutron source guide tube 15 are absorbed by Cd and do not enter the container 1, so that the neutron flux φ represented by the formula (2) based on the neutron source With S , the multiplication effect becomes even smaller.

【0041】すなわち、図1(A)のように、校正用の
中性子源を、中性子検出器16の比較的近傍で、容器1の
下側の中性子減速材6内もしくは中性子減速材6の下側
に配置し、Cdシートを12bのように配置すると、核燃
料による中性子増倍の影響を殆ど受けずに中性子検出器
16の校正を行うことができる。
That is, as shown in FIG. 1 (A), a neutron source for calibration is provided in the neutron moderator 6 below the vessel 1 or below the neutron moderator 6 in the vicinity of the neutron detector 16. When the Cd sheet is placed as shown in 12b, the neutron detector is hardly affected by neutron multiplication by nuclear fuel.
16 calibrations can be done.

【0042】図2は図1の変形例であり、中性子検出器
16がミキサセトラの奥行方向に直列に2本(16a,16b
で示す)配置されている点にある。図12(C)に示すよ
うに、ミキサ部Mからセトラ部Sへ排出された核燃料液
体はセトラ部Sにおいて分相されるが、異常時は各相の
高さが上下方向にずれる可能性がある。
FIG. 2 is a modified example of FIG. 1, in which the neutron detector
16 are two in series (16a, 16b) in the depth direction of the mixer-settler
(Indicated by) is located. As shown in FIG. 12 (C), the nuclear fuel liquid discharged from the mixer section M to the settler section S is phase-separated in the settler section S. However, at the time of abnormality, the height of each phase may be shifted vertically. is there.

【0043】図2の実施例のように2本の中性子検出器
16a,16bを奥行方向に2本配置していると、ミキサ部
M側と反対側の中性子検出器とで中性子応答特性が相対
的に変化するため、両中性子検出器16a,16bの中性子
計数率の比から異常情報を得ることができる。
Two neutron detectors as in the embodiment of FIG.
When two 16a and 16b are arranged in the depth direction, the neutron response characteristics of the neutron detector on the side of the mixer M and the neutron detector on the opposite side change relatively, so the neutron count rates of both neutron detectors 16a and 16b Abnormality information can be obtained from the ratio.

【0044】図3は第1の発明に係る第2の実施例を示
したものである。核燃料の濃度が高くなるミキサセトラ
では、臨界安全性を確保するため、図1の場合に比べて
大幅に小さくする必要がある。このような場合、図1の
ように幅方向に2本の中性子検出器案内管7を配置する
と、隣接する他段の容器から放出される中性子が中性子
検出器で検出されるようになるため不都合であり、図3
のように幅方向の中央に1本のみ配置することになる。
FIG. 3 shows a second embodiment according to the first invention. In the case of a mixer-settler where the concentration of nuclear fuel is high, it is necessary to make it significantly smaller than that in the case of FIG. In such a case, if two neutron detector guide tubes 7 are arranged in the width direction as shown in FIG. 1, neutrons emitted from the adjacent vessels of other stages will be detected by the neutron detector, which is inconvenient. And FIG.
As described above, only one is arranged at the center in the width direction.

【0045】この実施例によれば、中性子源を測定すべ
き段の中央ではなく、他段との境界に配置しており、第
1の実施例と同様な作用効果が得られる。図3では二つ
の段の下側にある2本の中性子検出器案内管7,7内の
中性子検出器を同時に校正できるというメリットがあ
る。
According to this embodiment, the neutron source is arranged not at the center of the stage to be measured but at the boundary with another stage, and the same effects as those of the first embodiment can be obtained. In FIG. 3, there is an advantage that the neutron detectors in the two neutron detector guide tubes 7, 7 located below the two stages can be simultaneously calibrated.

【0046】なお、本実施例では図2の場合のように2
本の中性子検出器16a,16bを1本の中性子検出器案内
管7内に直列に配置しており、上記変形例と同様な作用
効果が得られる。
In this embodiment, as in the case of FIG.
The neutron detectors 16a and 16b are arranged in series in the neutron detector guide tube 7, and the same effects as those of the modification can be obtained.

【0047】図4は第1の発明に係る第3の実施例であ
り、図3の場合と同様に比較的小型のミキサセトラの場
合である。前述の理由から本実施例でも中性子検出器案
内管7a,7bは図3の場合と同様に容器1の幅方向中
心軸面上に配置され、他段からの不必要な悪影響を避け
ている。
FIG. 4 shows a third embodiment according to the first invention, which is the case of a relatively small mixer-settler as in the case of FIG. For the above-mentioned reason, also in this embodiment, the neutron detector guide tubes 7a and 7b are arranged on the central axis surface in the width direction of the container 1 as in the case of FIG. 3 to avoid unnecessary adverse effects from other stages.

【0048】中性子源案内管15は中性子検出器案内管7
aと7bとの中間中央軸面上に配置されている。これに
よって隣接する2段の容器の下側に配置された4本の中
性子検出器案内管(7a,7b,7a,7b)内に収納
された検出器を校正することができる。
The neutron source guide tube 15 is the neutron detector guide tube 7
It is located on the middle central axial plane between a and 7b. As a result, the detectors housed in the four neutron detector guide tubes (7a, 7b, 7a, 7b) arranged below the two adjacent vessels can be calibrated.

【0049】図4(B)に示すように、中性子検出器案
内管7a内には2本の中性子検出器が直列に配置され、
中性子検出器案内管7b内には長尺の1本の中性子検出
器が配置されている。
As shown in FIG. 4 (B), two neutron detectors are arranged in series in the neutron detector guide tube 7a.
One long neutron detector is arranged in the neutron detector guide tube 7b.

【0050】各中性子検出器の作用効果は前述した各中
性子検出器配置の作用効果を複合的に生じさせることに
なる。中性子検出器案内管7a,7bはこの例では上下
方向に隣接配置しているが、当然ながら水平方向に配置
することもできる。
The action and effect of each neutron detector causes the above-mentioned action and effect of each neutron detector arrangement in a composite manner. The neutron detector guide tubes 7a and 7b are arranged adjacent to each other in the vertical direction in this example, but naturally, they can also be arranged in the horizontal direction.

【0051】次に第2および第4の発明に係る実施例を
図5から図8を参照して説明する。図5は第1の実施例
であり、図5(A)は図12(A)に対応するミキサセト
ラ1段の幅方向縦断面図であり、図5(B)のA−A矢
視縦断面図、図5(B)は図12(C)に対応するミキサ
セトラ1段の長手方向縦断面図であり、図5(A)のB
−B断面図である。
Next, embodiments according to the second and fourth inventions will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a first embodiment, FIG. 5 (A) is a longitudinal cross-sectional view of one stage of the mixer settra corresponding to FIG. 12 (A), and is a vertical cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 5 (B). FIG. 5 (B) is a longitudinal cross-sectional view of one stage of the mixer-settler corresponding to FIG. 12 (C), and FIG.
It is a -B sectional view.

【0052】長方箱形容器は天井板、区画壁2および底
板5で仕切られた長方形の箱型容器となっており、図12
(C)で示すように核燃料液体等が流れている。この容
器1の下側は中性子減速材6が配置され、その中を容器
1の長手方向に平行して3本の中性子検出器案内管7
(7a,7c,7b)が配置されている。
The rectangular box-shaped container is a rectangular box-shaped container partitioned by the ceiling plate, the partition wall 2 and the bottom plate 5.
As shown in (C), the nuclear fuel liquid or the like is flowing. A neutron moderator 6 is arranged on the lower side of the container 1, and three neutron detector guide tubes 7 are provided in the container 1 in parallel with the longitudinal direction of the container 1.
(7a, 7c, 7b) are arranged.

【0053】該中性子検出器案内管のうち7aと7bは
通常のプロセスをモニタもにする図示しない中性子検出
器が配置されており、キャンペーン中は一般に移動させ
ないで核燃料液体から漏洩してくる中性子を測定してい
る。
Of the neutron detector guide tubes, 7a and 7b are provided with neutron detectors (not shown) that also monitor the normal process. During the campaign, neutrons leaking from the nuclear fuel liquid are generally kept without moving. I'm measuring.

【0054】プロセスモニタとしての中性子計数率を高
めるために、中性子検出器案内管7aと7bはともに破
線で示す中性子吸収材12a,12b,12cが容器を最近接
点付近を避けるように配置されている。なお、中性子吸
収材としては通常カドミウムシートが利用されることが
多い。
In order to increase the neutron count rate as a process monitor, the neutron detector guide tubes 7a and 7b are arranged so that the neutron absorbers 12a, 12b and 12c shown by the broken line avoid the container near the nearest contact point. .. A cadmium sheet is often used as the neutron absorber.

【0055】一方、中性子検出器案内管7cの中には図
1(B)で示すように中性子反射体(単に反射体とも呼
ぶことにする)Rの容器長手方向の幅より検出範囲の短
い短尺型の中性子検出器がキャンペーン中でも自在に移
動させ、中性子を計測するようになっている。
On the other hand, in the neutron detector guide tube 7c, as shown in FIG. 1 (B), a short length whose detection range is shorter than the width of the neutron reflector (also simply referred to as a reflector) R in the longitudinal direction of the container. Type neutron detector can be freely moved during the campaign to measure neutrons.

【0056】ミキサセトラの中性子増倍率(k)の変化
は異常時でも一般にゆるやかであることが知られている
ため、中性子計測時間は1点当たり数分程度かけても差
支えない。中性子検出器は短尺化して検出効率がある程
度低下しても差支えない。また、容器と中性子検出器案
内管7cとの間には中性子吸収材12cのシートが配置さ
れていても一般に許容できることが多い。
Since it is known that the change in the neutron multiplication factor (k) of the mixer-settler is generally gentle even in an abnormal condition, the neutron measurement time may take several minutes per point. It does not matter if the neutron detector is shortened and the detection efficiency is lowered to some extent. Further, even if a sheet of the neutron absorbing material 12c is arranged between the container and the neutron detector guide tube 7c, it is generally acceptable in many cases.

【0057】反射体Rはセトラ部Sのうちミキサ部Mに
比較的近い場所に配置されている。反射体の容器長手方
向幅は15〜30cm程度、厚さ(上下方向)は5〜15cm程度
であり、容器幅方向(図5(A)の左右方向)の幅は少
くとも10cm以上、通常15cm以上とされる。容器1段の幅
より広くしても差支えないが、通常は15〜30cm程度とさ
れる。
The reflector R is arranged in the settler section S at a position relatively close to the mixer section M. The width of the reflector in the longitudinal direction of the container is about 15 to 30 cm, the thickness (up and down direction) is about 5 to 15 cm, and the width in the container width direction (the left and right direction in FIG. 5A) is at least 10 cm or more, usually 15 cm. That is all. Although it may be wider than the width of one container, it is usually about 15 to 30 cm.

【0058】これらの寸法を、15cm×15cm×厚さ5cmよ
り小さくすれば、ポリエチレン等含水素性の反射体とし
ての機能が大幅に低下する。重水や黒鉛のような材料を
更に大きくかつ厚くしないと反射体としての作用が小さ
くなるので、含水素物質の使用が最適である。
If these dimensions are made smaller than 15 cm × 15 cm × thickness of 5 cm, the function as a hydrogen-containing reflector such as polyethylene is significantly reduced. The use of a hydrogen-containing substance is optimal because the action as a reflector will be reduced unless a material such as heavy water or graphite is made larger and thicker.

【0059】中性子計測は図6のil ,i,ir 点に対
応したd1 ,d2 ,d3 の点(図5(B)参照)で測定
され、後述する式(7) から反射体Rが存在しない場合の
後述する式(7a)から反射体Rが存在する状態でのd2
上部の中性子実効増倍率(k)が求められる。
Neutron measurement is performed at points d 1 , d 2 and d 3 (see FIG. 5B) corresponding to points i l , i and i r in FIG. 6 and reflected from the equation (7) described later. When the body R does not exist, the neutron effective multiplication factor (k) above the d 2 point in the presence of the reflector R can be calculated from the equation (7a) described later.

【0060】本実施例のミキサセトラは、核燃料を処理
するミキサ部とセトラ部からなる長方箱形容器を有し、
その容器の下側に中性子減速材を配置し、中性子減速材
内で容器の長手方向に中性子検出器を挿抜移動自在とす
る中性子検出器案内管を配置し、容器の上面で中性子検
出器案内管の上部の一部に水平方向寸法で少くとも15×
15cm、厚さで少くとも5cmの中性子反射体を配置してい
る。
The mixer-settler of this embodiment has a rectangular box-shaped container having a mixer part for treating nuclear fuel and a settler part,
Place the neutron moderator under the container, and arrange the neutron detector guide tube that allows the neutron detector to be inserted and removed in the longitudinal direction of the container inside the neutron moderator, and the neutron detector guide tube on the upper surface of the container. Horizontal dimension at least 15x on top of part of
It has a neutron reflector of 15 cm and a thickness of at least 5 cm.

【0061】中性子検出器は中性子検出器案内管内を自
在に移動し、核燃料、特にプルトニウムが放出する一次
中性子(その強度をSとする)と、それによって誘発核
分裂を起して放出された二次中性子によって形成された
中性子束(φ)を計測する。
The neutron detector freely moves in the neutron detector guide tube, and the primary neutrons (its strength is S) emitted by the nuclear fuel, particularly plutonium, and the secondary neutrons emitted by the induced fission The neutron flux (φ) formed by neutrons is measured.

【0062】得られた計数率はφと比例するので、ここ
では中性子計数率と中性子束を同義語として使用するこ
とにする。中性子増倍率としては実効増倍率keff を対
象とする。一般のkeff 値は臨界に近い原子炉を対象と
して使用されている。
Since the obtained count rate is proportional to φ, neutron count rate and neutron flux will be used as synonyms here. The effective multiplication factor k eff is targeted as the neutron multiplication factor. Typical k eff values are used for near critical reactors.

【0063】炉物理学上の常識としては、中性子増倍体
系を一つのkeff 値で表すことになっているが、ミキサ
セトラのように核燃料液体の層が薄く、中性子の漏洩す
る確率が大きく、しかもk(keff )値が 1.0(臨界)
より大幅に小さい場合には、いわゆる中性子的な結合作
用が近くにしか波及しないため、k値は局所的に変化す
るものとして考えてはじめて物理的な意味を生じるもの
である。
As a common knowledge in reactor physics, the neutron multiplication system is to be expressed by one k eff value, but the layer of the nuclear fuel liquid is thin and the probability of neutron leakage is large like mixer-settler, Moreover, k (k eff ) value is 1.0 (critical)
When the value is much smaller, the so-called neutron-like coupling action spreads only in the vicinity, so that the k value has a physical meaning only when it is considered to locally change.

【0064】このような背景のもとに、中性子束(=中
性子計数率)φ、中性子源強度S、実効増倍率kとの間
には比例計数αを介して、 φ=αS/(1−k) …(3) なる関係にあることが未臨界中性子増倍体系に対する一
点炉モデルの理論から導かれることはよく知られてい
る。
Against this background, the neutron flux (= neutron count rate) φ, the neutron source intensity S, and the effective multiplication factor k are proportionally divided by α, and φ = αS / (1- k) It is well known that the relationship (3) is derived from the theory of the single-point reactor model for the subcritical neutron multiplication system.

【0065】以下、式(3) を出発点として、外部から人
為的に人工中性子源を導入することなく、核燃料自体が
放出する自発中性子を内部中性子源として利用しなが
ら、その強度を知らなくても測定位置またはその近傍の
“局所的”なk値を求める方法を簡単な図と式を用いて
説明する。
From the equation (3) as a starting point, the spontaneous neutrons emitted by the nuclear fuel itself are used as an internal neutron source without artificially introducing an artificial neutron source from the outside, and its intensity is not known. Also, a method for obtaining the "local" k value at or near the measurement position will be described with reference to simple diagrams and equations.

【0066】図6はミキサセトラの長手方向の縦断面を
簡略化して示したものである。容器1の上側には局所的
に中性子反射体が配置されている。容器1の下側には中
性子減速材6が配置されており、その中性子減速材6内
に中性子検出器案内管7が配置されている。中性子検出
器16としては一般に反射体の長手方向幅より短いものを
使用する。
FIG. 6 shows a simplified vertical cross section of the mixer-settler in the longitudinal direction. A neutron reflector is locally arranged on the upper side of the container 1. A neutron moderator 6 is arranged below the container 1, and a neutron detector guide tube 7 is arranged in the neutron moderator 6. As the neutron detector 16, one having a width shorter than the longitudinal width of the reflector is generally used.

【0067】中性子検出器が反射体の下側に配置されて
いる場合をi、反射体の下側から離れた左側および右側
の場合をil ,ir とすると、式(1) から、il ,i,
r位置ではS値は一定であり、式(3a),(3b),(3c)と
書ける。“°”マークは反射体がないことを示してい
る。
Letting i be the case where the neutron detector is arranged below the reflector, and i l and i r be the cases on the left side and the right side apart from the underside of the reflector, from equation (1), i l , i,
At the i r position, the S value is constant and can be written as equations (3a), (3b), and (3c). The "°" mark indicates that there is no reflector.

【0068】[0068]

【数1】 [Equation 1]

【0069】i位置で中性子反射体が存在しない場合を
式(3d)で示す。
The case where the neutron reflector does not exist at the i position is shown by the equation (3d).

【数2】 [Equation 2]

【0070】反射体の長手方向幅を15〜30cm程度とした
場合には、反射体がないときのφおよびkのil 点とi
r 点の値とは差が小さいため、単純平均でi点のφおよ
びk値を表わす(近似する)ことができる。すなわち、
[0070] If the longitudinal width of the reflector was approximately 15~30cm includes i l point of φ and k in the absence of the reflector i
Since the difference from the value at the r point is small, the φ and k values at the i point can be represented (approximated) by a simple average. That is,

【数3】 [Equation 3]

【0071】したがって、式(4a)〜(4c)を式(3d)式に代
入して使用することとする。すなわち、
Therefore, the expressions (4a) to (4c) are substituted into the expression (3d) for use. That is,

【数4】 [Equation 4]

【0072】両式の比をとると次式が得られる。すなわ
ち、
The following equation is obtained by taking the ratio of both equations. That is,

【数5】 [Equation 5]

【0073】ここで、 は測定量であり、 またはkiのいずれか一方が求める量である。Here, Is the measured quantity, Either one of k i and k i is the required amount.

【0074】 は、反射体を中性子検出器と反対側(上側)に配置する
ため、 1.0に比較的近い値でありほぼ一定値となる。し
たがって正確に理論計算で求めることができる。式(5)
右辺では とkiの2つの未知数があるため、いずれか一方を消去
することにする。いま仮に を求めることにする。
[0074] Is relatively close to 1.0 and almost constant because the reflector is placed on the opposite side (upper side) from the neutron detector. Therefore, it can be accurately calculated by theoretical calculation. Formula (5)
On the right side Since there are two unknowns, i.e. and ki, either one will be deleted. Now tentatively Will be asked.

【0075】いま、Riを定義すると、Now, when Ri is defined,

【数6】 [Equation 6]

【0076】この値は中性子のもれない確率の比である
ことが、1点炉モデルの臨界方程式からわかる。反射体
の有り無しで容器内の中性子スペクトルは殆ど変化しな
いため無限増倍率も殆ど変化しない。したがって式(6)
はもれない確率の比となり、理論計算からRi値は核燃
料の組成には殆ど依存せず一定となることがわかってい
る。ただRi値はミキサセトラの位置によっては変化す
る可能性があり、その点を考慮して理論計算によりRi
値が求められる。
It can be seen from the critical equation of the one-point reactor model that this value is the ratio of neutron leakage probabilities. With or without the reflector, the neutron spectrum in the container hardly changes, so the infinite multiplication factor hardly changes. Therefore, equation (6)
It is a ratio of probabilities of not leaking, and it is known from theoretical calculation that the Ri value is constant regardless of the composition of the nuclear fuel. However, the Ri value may change depending on the position of the mixer-settler.
Value is required.

【0077】式(6) を式(5) に代入して について解くと式(7) で示す公式が得られる。すなわ
ち、
Substituting equation (6) into equation (5) Solving for gives the formula shown in Eq. (7). That is,

【数7】 [Equation 7]

【0078】逆に の代りにkiで解いてもよい。すると式(7a)が得られ
る。
On the contrary, You may solve with ki instead of. Then, formula (7a) is obtained.

【数8】 [Equation 8]

【0079】すなわち、式(7) によって 、式(7a)によってki(反射体あり)の場合の“局所的
な”中性子実効増倍率(k)を求めることができる。な
お、式(7a)はミキサセトラが臨界に近づくような場合、
いち早く臨界に近づくため、臨界近傍の警報を発生させ
るのに好都合である。
That is, according to equation (7) , (7a), the “local” effective neutron multiplication factor (k) in the case of ki (with a reflector) can be obtained. Equation (7a) is used when the mixer-settler approaches criticality.
Since it approaches the criticality quickly, it is convenient to generate a warning near the criticality.

【0080】なお、本実施例では反射体Rを比較的ミキ
サ部Mの近傍に配置したが、これは図5(C)から理解
できるように流れの上下方向ゆれが生じにくく、精度が
比較的高いことが期待されるためである。しかしながら
反射体Rをミキサ部から大きく離れた位置に置いても当
然差支えない。
In the present embodiment, the reflector R is arranged relatively near the mixer section M. However, as can be understood from FIG. 5C, the vertical fluctuation of the flow is unlikely to occur, and the accuracy is relatively high. This is because it is expected to be high. However, it does not matter if the reflector R is placed at a position greatly apart from the mixer section.

【0081】図7は第2の発明における第2の実施例を
示すものであり、図5(A)に対応する幅方向縦断面図
である。図5に示す第1の実施例と異なる点は、このミ
キサセトラは小型であり、ルーチン用のプロセスモニタ
としての中性子検出器案内管7aが1本だけしか配置さ
れていない点にある。したがって本発明を実施する中性
子検出器案内管7cは7aの下側に配置されており、第
1実施例と同様にして中性子実効増倍率(k)が式(7)
と式(7a)により求められる。
FIG. 7 shows a second embodiment of the second invention and is a widthwise vertical sectional view corresponding to FIG. 5A. The difference from the first embodiment shown in FIG. 5 is that this mixer-settler is small, and only one neutron detector guide tube 7a as a process monitor for routine is arranged. Therefore, the neutron detector guide tube 7c for carrying out the present invention is arranged on the lower side of 7a, and the neutron effective multiplication factor (k) is expressed by the formula (7) as in the first embodiment.
And equation (7a).

【0082】図8は第2の発明における第3実施例を示
すものであり、図5(A)に対応する幅方向縦断面図で
ある。図5の場合と同様にこの構成は比較的大型のミキ
サセトラに適用するのに適している。中性子検出器案内
管7cの上部に反射体Rが配置されており、中性子検出
器案内管7bの上方には反射体は配置されていない。
FIG. 8 shows a third embodiment of the second invention, and is a widthwise vertical sectional view corresponding to FIG. 5 (A). As in the case of FIG. 5, this configuration is suitable for application to a relatively large mixer settler. The reflector R is arranged above the neutron detector guide tube 7c, and the reflector R is not arranged above the neutron detector guide tube 7b.

【0083】中性子検出器案内管7b内に配置される中
性子検出器はルーチン的にプロセスモニタを行うもので
あり、中性子検出器案内管7c内に配置される中性子検
出器は短尺ものとされ、キャンペーン中必要に応じて中
性子検出器案内管7c内を移動させて中性子実効増倍率
(k)が式(7) と式(7a)により求められる。なお、移動
する必要がない期間は所定位置に置いてルーチン的にプ
ロセスモニタとして使用される。図8中、Snは中性子
源案内管に挿入される中性子源を示している。
The neutron detector arranged in the neutron detector guide tube 7b is for routinely performing a process monitor, and the neutron detector arranged in the neutron detector guide tube 7c is a short length. Medium If necessary, the neutron detector guide tube 7c is moved to obtain the effective neutron multiplication factor (k) by the equations (7) and (7a). During the period when it is not necessary to move, it is routinely used as a process monitor by placing it at a predetermined position. In FIG. 8, Sn indicates a neutron source inserted in the neutron source guide tube.

【0084】近年は中性子検出器としてposition-sensi
tive counterが開発されており、電気波形の弁別によ
り、短尺の中性子検出器を直列に配列したときの任意位
置の中性子束を測定することが可能となっており、図8
の中性子検出器案内管7c内に挿入すれば、ルーチン的
なプロセスモニタと本実施例に係る実効増倍率の測定を
同時に行うことができる。
In recent years, position-sensi
A tive counter has been developed, and it is possible to measure the neutron flux at an arbitrary position when a short neutron detector is arranged in series by discriminating the electric waveform.
If it is inserted into the neutron detector guide tube 7c, the routine process monitor and the measurement of the effective multiplication factor according to the present embodiment can be performed at the same time.

【0085】また、この図では、中性子検出器の動作特
性や検出感度校正を必要に応じて中性子源(Sn)を用
いて行うことができるように構成されている。
Further, in this figure, the operation characteristics and detection sensitivity calibration of the neutron detector can be performed by using the neutron source (Sn) as required.

【0086】次に図9から図11を参照して第3および第
5の発明に係る実施例について説明する。図9は第1の
実施例であり、図9(A)は図12(A)に対応するミキ
サセトラ1段の幅方向縦断面図であり、図9(B)のA
−A縦断面図、図9(B)は図12(C)に対応するミキ
サセトラ1段の長手方向縦断面図であり、図9(A)の
B−B縦断面図である。
Next, embodiments of the third and fifth inventions will be described with reference to FIGS. 9 to 11. FIG. 9 shows the first embodiment, FIG. 9 (A) is a longitudinal cross-sectional view of one stage of the mixer settra corresponding to FIG. 12 (A), and FIG.
-A vertical sectional view, FIG. 9 (B) is a longitudinal longitudinal sectional view of one stage of the mixer-settler corresponding to FIG. 12 (C), and is a BB vertical sectional view of FIG. 9 (A).

【0087】長方箱形容器1は天井板、区画壁(側板)
2および底板5から形成され、ミキサセトラ本体を構成
している。容器1内には図12(C)で示すように水相8
および油相9が流れている。水相8または水相9のいず
れか一方は核燃料液体である。
The rectangular box-shaped container 1 includes a ceiling plate and partition walls (side plates).
2 and the bottom plate 5 to form a mixer-settler body. In the container 1, as shown in FIG.
And the oil phase 9 is flowing. Either water phase 8 or water phase 9 is a nuclear fuel liquid.

【0088】容器1の下側には中性子減速材6が配置さ
れ、その中性子減速材6内を容器1の長手方向に沿って
2本の中性子検出器案内管7a,7bと本実施例におけ
る中性子吸収材・中性子源案内管15(以下線源吸収材案
内管という)が平行かつ隣接して配置されている。
A neutron moderator 6 is arranged below the container 1, and the neutron moderator 6 has two neutron detector guide tubes 7a and 7b along the longitudinal direction of the container 1 and neutrons in the present embodiment. An absorber / neutron source guide tube 15 (hereinafter referred to as a radiation source absorber guide tube) is arranged in parallel and adjacently.

【0089】これらの案内管のうち7aと7bは通常の
プロセスをモニタする図示しない中性子検出器が配置さ
れており、キャンペーン中は一般に移動させないで核燃
料液体から漏洩してくる中性子を計測している。
Among these guide tubes, 7a and 7b are provided with a neutron detector (not shown) for monitoring a normal process, and generally measure neutrons leaking from the nuclear fuel liquid without moving during the campaign. ..

【0090】プロセスモニタとしての中性子計数率を高
めるために、各案内管と容器との最近接部近傍には中性
子吸収材12a,12bが取り除かれており、特に熱中性子
に対して窓を形成している。
In order to increase the neutron count rate as a process monitor, the neutron absorbing materials 12a and 12b are removed in the vicinity of the closest portion between each guide tube and the container, and a window is formed especially for thermal neutrons. ing.

【0091】一方、中性子源案内管15内にはキャンペー
ン中でも中性子吸収材、弱い中性子源を装着した中性子
吸収材、あるいは中性子吸収材を装着した中性子検出器
が自在に挿抜でき、本実施例の目的を達成することがで
きる。中性子吸収材を装着した中性子検出器は本実施例
の目的達成の他、さらに中性子も検出できるため、別の
用途として活用可能となる。
On the other hand, during the campaign, a neutron absorber, a neutron absorber fitted with a weak neutron source, or a neutron detector fitted with a neutron absorber can be freely inserted into and removed from the neutron source guide tube 15 for the purpose of this embodiment. Can be achieved. The neutron detector equipped with the neutron absorber can be used for another purpose because it can detect neutrons in addition to the purpose of this embodiment.

【0092】上記実施例のミキサセトラには前述したよ
うに核燃料を処理するミキサ部とセトラ部からなる長方
箱形容器と、その下側に中性子減速材を配置し、その内
部に中性子検出器を配置するとともに、中性子源案内管
と中性子検出器の近傍約5cm以内で中性子減速材内に中
性子吸収材案内管が設けられている。したがって、キャ
ンペーンに先立ち中性子源を用いた中性子検出装置の校
正試験を行うことが容易にできる。
In the mixer-settler of the above-mentioned embodiment, as described above, a rectangular box-shaped container composed of a mixer part for treating nuclear fuel and a settler part, a neutron moderator underneath is arranged, and a neutron detector is arranged inside thereof. Along with the placement, a neutron absorber guide tube is provided within the neutron moderator within approximately 5 cm of the neutron source guide tube and neutron detector. Therefore, it is possible to easily perform the calibration test of the neutron detector using the neutron source prior to the campaign.

【0093】また、キャンペーン中は弱い中性子源を含
む中性子吸収材を、通常用いられる含水素中性子減速
材、通常ポリエチレンで構成された中性子減速材内で中
性子検出器から熱中性子拡散距離(約 2.5cm)の約2倍
以内の距離で移動することができるので、中性子計数率
がプルトニウムからの中性子を計数している際の計数率
からあまり上昇しない条件で中性子検出装置の校正試験
を行うことができる。
During the campaign, a neutron absorber containing a weak neutron source was used as a thermal neutron diffusion distance (about 2.5 cm) from a neutron detector in a normally used hydrogen-containing neutron moderator, or a neutron moderator usually made of polyethylene. ), It is possible to perform a calibration test of the neutron detector under the condition that the neutron count rate does not increase much from the count rate when counting neutrons from plutonium. ..

【0094】もし、中性子計数率が大幅に上昇すると、
ミキサセトラによってはアラームあるいはスクラム信号
が発生してキャンペーンを中断しなければならない場
合、まはそれを避けるためにバイパスキーを特設しなけ
ればならなくなり、操作ミスの原因となることも考えら
れるが、本実施例によれば、それら予想されるトラブル
をも回避することができる。
If the neutron count rate increases significantly,
Depending on the mixer / settler, if an alarm or scrum signal is generated and the campaign has to be interrupted, a bypass key must be specially installed to avoid it, which may cause an operation error. According to the embodiment, these expected troubles can be avoided.

【0095】なお、熱中性子拡散距離の約2倍以上離れ
た位置では中性子吸収材による熱中性子束の歪みは殆ど
無視される程小さくなるが、本実施例ではこの歪みを利
用するため、中性子検出器から中性子減速材の熱中性子
拡散距離の2倍以内の位置において中性子吸収材を移動
自在となるよう構成されている。
It should be noted that the distortion of the thermal neutron flux due to the neutron absorbing material becomes almost negligible at a position about twice or more the thermal neutron diffusion distance, but this distortion is used in the present embodiment, so neutron detection is performed. The neutron absorber is configured to be movable at a position within twice the thermal neutron diffusion distance of the neutron moderator from the vessel.

【0096】次に、本実施例の作用を説明する。キャン
ペーンに先立って行われる中性子源を用いた校正試験で
は強度既知の中性子源を用い、詳細な中性子輸送計算の
助けを借りて中性子検出装置の感度評価が行われ、その
手法は炉物理実験や解析の専門家は対象条件に応じて実
施することができるので、ここでは主にキャンペーン中
の校正試験について説明する。
Next, the operation of this embodiment will be described. In the calibration test using a neutron source performed before the campaign, a neutron source of known strength is used, and the sensitivity of the neutron detector is evaluated with the help of detailed neutron transport calculation. Since the expert of can be carried out according to the target conditions, the calibration test during the campaign will be mainly described here.

【0097】中性子検出器としては通常熱中性子に特に
高感度ないわゆる熱中性子検出器が用いられる。熱中性
子検出器は熱外中性子にも若干感度を有するが、ミキサ
セトラの測定位置では熱外中性子成分は通常熱中性子成
分に比べて低く、結局熱外中性子を検出する割合は相当
小さいため、ここでは簡単のため熱中性子のみを考える
ことにする。
As the neutron detector, a so-called thermal neutron detector which is particularly sensitive to thermal neutrons is usually used. Although the thermal neutron detector has some sensitivity to epithermal neutrons, the epithermal neutron component is lower than the normal thermal neutron component at the measurement position of the mixer-settler, and as a result, the ratio of detecting epithermal neutrons is considerably small, so here For simplicity, we will consider only thermal neutrons.

【0098】ここで、(1) キャンペーン(正規データC
1 取得)中、(2) キャンペーン中でしかも校正のために
中性子吸収材を中性子検出器の近傍に配置した場合、
(3) 弱い中性子源を付加した中性子吸収材を中性子検出
器の近傍に配置した場合の3ケースを考える。
Here, (1) campaign (regular data C
( 1 )), (2) If the neutron absorber is placed near the neutron detector during the campaign and for calibration,
(3) Consider three cases where a neutron absorber with a weak neutron source is placed near the neutron detector.

【0099】この3ケースに対応する中性子検出装置の
計数率をC1 ,C2 ,C3 とする。また、C2 /C1
をRとし、弱い中性子源に伴なう中性子計数率の上昇分
をCs とすると、次の2つの式が成り立つ。 C2 =RC1 …(8) C3 =RC1 +Cs …(9)
The count rates of the neutron detector corresponding to these three cases are C 1 , C 2 and C 3 . Further, assuming that the C 2 / C 1 ratio is R and the increase in neutron count rate associated with a weak neutron source is C s , the following two equations hold. C 2 = RC 1 (8) C 3 = RC 1 + C s (9)

【0100】弱い中性子源を付加した中性子吸収材を中
性子検出器に近づけてもキャンペーン中の中性子計数率
1 より大きくならない条件を想定すると、 C1 −C3 =C1 (1−R)−Cs ≧0 …(10) となる。Rの値は理論計算により求めることができる。
1 は実際の運転条件に対して評価することができるの
で、上の条件を満足できるようにCs の値、したがって
弱い中性子源の強度を決定することができる。また(8),
(9) 両式から、 C3 −C2 =Cs …(11) と書ける。
Assuming that the neutron absorbing material added with a weak neutron source does not become larger than the neutron count rate C 1 in the campaign even if it is brought close to the neutron detector, C 1 -C 3 = C 1 (1-R)- C s ≧ 0 (10). The value of R can be obtained by theoretical calculation.
Since C 1 can be evaluated against the actual operating conditions, the value of C s and thus the intensity of the weak neutron source can be determined to satisfy the above conditions. Also (8),
(9) from the two equations, written as C 3 -C 2 = C s ... (11).

【0101】ここで、中性子検出装置に異常が発生した
場合を想定する。すなわち、アンプのゲイン変動、ディ
スクリセットずれが生じてノイズを計測したいガンマ線
を計測した場合を考えると、C1 およびC2 に一定の計
数率のバイアスが発生し、その結果、式(8) のR値が変
化するので異常が発見できる。
Here, it is assumed that an abnormality occurs in the neutron detector. That is, considering the case where a gamma ray for which noise is to be measured due to a gain variation of the amplifier and a disc reset deviation is measured, a bias with a constant count rate is generated in C 1 and C 2 , and as a result, in Equation (8), An abnormality can be detected because the R value changes.

【0102】ノイズの発生がなく、ゲインが低下したり
ディスクリセット値が上昇した場合を考えるとC1 とC
2 との比は変化せず、したがって式(8) のR値により異
常を発見することはできないが、式(11)のCs 値は異常
が発生する以前、例えばキャンペーンに先立って基準値
として測定しておけば、その値は異常時には変化するた
め異常を発見することができる。
Considering the case where no noise is generated and the gain is lowered or the disk reset value is raised, C 1 and C
The ratio with 2 does not change, so it is not possible to detect anomaly by the R value of equation (8), but the C s value of equation (11) can be used as a reference value before the anomaly occurs, for example, before the campaign. If it is measured, the value changes at the time of an abnormality, so that the abnormality can be found.

【0103】ケース(1) と(3) の校正試験を行う場合に
は、 C1 −C3 =(1−R)C1 +Cs …(12) と書ける。ここで前述のようにノイズやガンマ線の計数
が生じた場合を考えると、Cs にキャンペーンに先立つ
測定値を用いれば、C1 ,C3 ともに同一のバイアス計
数率(バックグラウンド計数率)δが加わり、式(5)
は、 C1 −C3 =(1−R’)(C1 +δ)−Cs …(12a) となる。
When carrying out the calibration tests of cases (1) and (3), it can be written that C 1 -C 3 = (1-R) C 1 + C s (12). Considering the case where noise or gamma ray counting occurs as described above, if the measurement value before the campaign is used for C s , the same bias counting rate (background counting rate) δ is obtained for both C 1 and C 3. Join, equation (5)
Is, C 1 -C 3 = (1 -R ') become (C 1 + δ) -C s ... (12a).

【0104】式(12)と式(12a) の左辺は等しいため、R
はR’に変化しなければ両式を等しくすることができな
い。すなわち、R値があらかじめ理論計算等で求めた値
から変化するのでこのような異常を発見することができ
る。また、式(12)をC1 で割って式(13)をつくる。 (C1 −C3 )/C1 =(1−R)−(Cs /C1 ) …(13)
Since the left sides of the equations (12) and (12a) are equal, R
Must be changed to R'to make both equations equal. That is, since the R value changes from the value obtained by theoretical calculation in advance, such an abnormality can be found. Also, formula (13) is created by dividing formula (12) by C 1 . (C 1 -C 3) / C 1 = (1-R) - (C s / C 1) ... (13)

【0105】ここで、前述のようにノイズの発生がな
く、ゲインが低下したりディスクリセット値が上昇した
場合を考えると、式(6) 左辺は一定であり、Cs /C1
比は変化するため、R値を変えないと式(6) は成り立た
なくなる。R値は本来変わるべき値ではないため、Cs
/C1 が変化を生じれば異常であることがわかる。
Here, considering the case where the noise is not generated as described above, the gain is decreased and the disk reset value is increased, the left side of Expression (6) is constant and C s / C 1
Since the ratio changes, equation (6) does not hold unless the R value is changed. Since the R value is not a value that should originally change, C s
It is understood that if / C 1 changes, it is abnormal.

【0106】以上説明したように、前記3ケースの校正
試験を行うことが最も好ましいが、(1) と(3) でも、概
ね同じ目的が達成できる。キャンペーン中の校正試験で
中性子源使用に伴い中性子計数率の上昇が許容できる場
合には(3) において中性子吸収材を除外することもでき
る。また、(1) と(2) でもある程度本発明の目的が達成
できる。
As described above, it is most preferable to carry out the calibration test in the above-mentioned three cases, but the same objectives can be achieved by (1) and (3). If the increase in neutron count rate due to the use of neutron sources is acceptable in the calibration test during the campaign, the neutron absorber can be excluded in (3). Further, the objects of the present invention can be achieved to some extent by (1) and (2).

【0107】図10は第3の発明の第2の実施例を示すも
のであり、図10(A)は(B)のA−A縦断面図、図10
(B)は(A)のB−B縦断面図であり、それぞれ図10
(A)は図9(A)と図10(B)は図10(B)と対応し
ている。
FIG. 10 shows a second embodiment of the third invention, and FIG. 10 (A) is a vertical sectional view taken along line AA of FIG. 10 (B).
10B is a vertical cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
9A corresponds to FIG. 9A and FIG. 10B corresponds to FIG. 10B.

【0108】この第2の実施例では2本の中性子検出器
案内管7a,7bがある程度例えば10cm以上離れて容器
1の長手方向に平行に配置されている。中性子源案内管
15a,15bは中性子検出器案内管7a,7bに対応して
隣接されている。すなわち、7aは15aに、7bは15b
にそれぞれ隣接配置されている。
In the second embodiment, the two neutron detector guide tubes 7a and 7b are arranged parallel to the longitudinal direction of the container 1 with a distance of, for example, 10 cm or more. Neutron source guide tube
15a and 15b are adjacent to each other corresponding to the neutron detector guide tubes 7a and 7b. That is, 7a is 15a, 7b is 15b
Are adjacent to each other.

【0109】中性子検出器案内管7a,7b内には図10
(B)に示したようにそれぞれ直列に2本ずつの中性子
検出器16a,16bが配置されているが、本実施例ではさ
らに校正用中性子源案内管17が設けられている。
In the neutron detector guide tubes 7a and 7b, as shown in FIG.
As shown in (B), two neutron detectors 16a and 16b are arranged in series, but in this embodiment, a calibration neutron source guide tube 17 is further provided.

【0110】キャンペーンに先立って、この校正用中性
子源案内管17内で校正用中性子源を挿抜すると中性子検
出器案内管7a,7b内に中性子検出器を配置したま
ま、その動作試験や校正試験を行うことができる。キャ
ンペーン中にはこの中で中性子検出器を挿抜すれば長手
方向の核燃料液体の状況を監視することができる。
Prior to the campaign, if the calibration neutron source is inserted / removed in / from the calibration neutron source guide tube 17, the operation test and the calibration test can be performed while the neutron detector is placed in the neutron detector guide tubes 7a and 7b. It can be carried out. During the campaign, the state of the nuclear fuel liquid in the longitudinal direction can be monitored by inserting and removing the neutron detector in this.

【0111】なお、校正用中性子源案内管17を通常の中
性子源案内管として使用する場合には、この案内管17は
容器1の上側に配置することもできる。
When the calibration neutron source guide tube 17 is used as a normal neutron source guide tube, the guide tube 17 may be arranged above the container 1.

【0112】このような構成はミキサセトラが比較的大
型の場合に有用である。中性子源案内管15a,15bによ
り本実施例の目的を達成できるのは第1実施例の場合と
同様である。
Such a configuration is useful when the mixer-settler is relatively large. The purpose of the present embodiment can be achieved by the neutron source guide tubes 15a and 15b as in the case of the first embodiment.

【0113】図11は第3の発明の第3の実施例を示すも
のであり、図11(A)は(B)のA−A矢視縦断面図、
図11(B)は(A)のB−B矢視縦断面図であり、それ
ぞれ図11(A)は図10(A)と図11(B)は図10(B)
と対応している。
FIG. 11 shows a third embodiment of the third invention. FIG. 11 (A) is a vertical sectional view taken along the line AA of FIG. 11 (B).
FIG. 11B is a vertical cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 11A, and FIG. 11A is FIG. 10A and FIG. 11B is FIG. 10B.
It corresponds to.

【0114】図11が図10と異なる点はミキサセトラの幅
が狭いため1段当たり1本の中性子検出器案内管7aが
長手方向に配列され、それに隣接して中性子源案内管15
aが配置されており、本実施例の目的を達している。さ
らに隣接する2段の容器の境界の下側には図10の場合と
同様に校正用中性子源案内管17が設けられている。
The difference between FIG. 11 and FIG. 10 is that the width of the mixer-settler is narrow, so that one neutron detector guide tube 7a is arranged in the longitudinal direction for each stage, and the neutron source guide tube 15 is adjacent to it.
a is arranged, which achieves the purpose of this embodiment. Further, a calibration neutron source guide tube 17 is provided below the boundary between the two adjacent vessels as in the case of FIG.

【0115】キャンペーンに先立って、この校正用中性
子源案内管17内の校正用中性子源を挿抜することによ
り、隣接する2段に設けられている中性子検出器案内管
7a内に中性子検出器を配置したまま、それらの動作試
験や校正試験を行うことができる。校正用中性子源案内
管17の上下方向の高さに大きな条件はなく、容器1の上
側や中性子減速材の下側に配置することも可能である。
Prior to the campaign, a neutron detector is placed in two adjacent neutron detector guide tubes 7a by inserting and removing the calibration neutron source in the calibration neutron source guide tube 17. The operation test and the calibration test can be performed as they are. There is no large requirement for the vertical height of the calibration neutron source guide tube 17, and the calibration neutron source guide tube 17 can be arranged above the container 1 or below the neutron moderator.

【0116】[0116]

【発明の効果】本発明によれば、ミキサセトラ内に核燃
料液体が存在する場合でも、それに伴う中性子増倍の影
響を殆ど受けることなく中性子検出器の校正ができるミ
キサセトラが得られる。また、中性子源を使用しない
で、キャンペーン中にも中性子増倍率を測定することが
できる。さらに、キャンペーンに先立ち所定位置で中性
子検出器の校正ができ、キャンペーン中でも中性子検出
器の動作テストや校正を可能とする。
According to the present invention, even if a nuclear fuel liquid is present in the mixer-settler, a neutron detector can be calibrated with almost no influence of neutron multiplication accompanying it. Also, the neutron multiplication factor can be measured during the campaign without using the neutron source. Furthermore, the neutron detector can be calibrated at a predetermined position prior to the campaign, and the neutron detector can be tested and calibrated during the campaign.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(A)は第1の発明に係るミキサセトラの第1
の実施例を示す縦断面図、(B)は(A)におけるB−
B矢視方向を切断して示す断面図。
FIG. 1A is a first mixer-settler according to the first invention.
Is a longitudinal sectional view showing the embodiment of FIG.
Sectional drawing which cuts and shows the B arrow direction.

【図2】(A)は図1における変形例を示す縦断面図、
(B)は(A)におけるB−B矢視方向を切断して示す
断面図。
FIG. 2A is a vertical cross-sectional view showing a modification example of FIG.
(B) is sectional drawing which cuts and shows the BB arrow direction in (A).

【図3】(A)は第1の発明に係るミキサセトラの第2
の実施例を示す縦断面図、(B)は(A)におけるB−
B矢視方向を切断して示す断面図。
FIG. 3A is a second mixer-settler according to the first invention.
Is a longitudinal sectional view showing the embodiment of FIG.
Sectional drawing which cuts and shows the B arrow direction.

【図4】(A)は第1の発明に係るミキサセトラの第3
の実施例を示す縦断面図、(B)は(A)におけるB−
B矢視方向を切断して示す断面図。
FIG. 4 (A) is a third mixer-settler according to the first invention.
Is a longitudinal sectional view showing the embodiment of FIG.
Sectional drawing which cuts and shows the B arrow direction.

【図5】(A)は第2の発明に係るミキサセトラの第1
の実施例を示す縦断面図、(B)は(A)におけるB−
B矢視方向を切断して示す断面図。
FIG. 5 (A) is a first mixer-settler according to a second invention.
Is a longitudinal sectional view showing the embodiment of FIG.
Sectional drawing which cuts and shows the B arrow direction.

【図6】図5におけるミキサセトラの作用を説明するた
めの縦断面図。
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view for explaining the operation of the mixer-settler in FIG.

【図7】第2の発明に係るミキサセトラの第2の実施例
を示す縦断面図。
FIG. 7 is a vertical cross-sectional view showing a second embodiment of the mixer-settler according to the second invention.

【図8】第2の発明に係るミキサセトラの第3の実施例
を示す縦断面図。
FIG. 8 is a vertical sectional view showing a third embodiment of the mixer-settler according to the second invention.

【図9】(A)は第3の発明に係るミキサセトラの第1
の実施例を示す縦断面図、(B)は(A)におけるB−
B矢視方向を切断して示す断面図。
FIG. 9 (A) is a first mixer-settler according to a third invention.
Is a longitudinal sectional view showing the embodiment of FIG.
Sectional drawing which cuts and shows the B arrow direction.

【図10】(A)は第3の発明に係るミキサセトラの第
2の実施例を示す縦断面図、(B)は(A)におけるB
−B矢視方向を切断して示す断面図。
FIG. 10A is a vertical sectional view showing a second embodiment of the mixer-settler according to the third invention, and FIG.
-B is a cross-sectional view taken along the arrow B direction.

【図11】(A)は第3の発明に係るミキサセトラの第
3の実施例を示す縦断面図、(B)は(A)におけるB
−B矢視方向を切断して示す断面図。
FIG. 11A is a longitudinal sectional view showing a third embodiment of the mixer-settler according to the third invention, and FIG.
-B is a cross-sectional view taken along the arrow B direction.

【図12】(A)は従来のミキサセトラを概略的に示す
立面図、(B)は(A)の平面図、(C)は(B)のC
−C矢視方向を切断して示す縦断面図。
FIG. 12 (A) is an elevation view schematically showing a conventional mixer-settler, (B) is a plan view of (A), and (C) is C of (B).
-C is a vertical cross-sectional view showing the direction of the arrow.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…容器、2…区画壁、3…攪拌羽根、4…回転軸、5
…底板、6…中性子減速材、7,7a,7b…中性子検
出器案内管、8…水相、9…油相、10…混合相、11…液
面、12,12a,12b,12c…中性子吸収材、13,13a,
13b…吸収材のない部分、14…対称軸、15,15a,15
b,…中性子源案内管、16,16a,16b…中性子検出
器、17…校正用中性子源案内管。
1 ... Container, 2 ... Compartment wall, 3 ... Stirring blade, 4 ... Rotation axis, 5
... Bottom plate, 6 ... Neutron moderator, 7, 7a, 7b ... Neutron detector guide tube, 8 ... Water phase, 9 ... Oil phase, 10 ... Mixed phase, 11 ... Liquid level, 12, 12a, 12b, 12c ... Neutron Absorber, 13, 13a,
13b ... part without absorbent material, 14 ... symmetry axis, 15,15a, 15
b ... Neutron source guide tube, 16, 16a, 16b ... Neutron detector, 17 ... Calibration neutron source guide tube.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G21F 9/04 D 9216−2G ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location G21F 9/04 D 9216-2G

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 長方箱形容器内に油相および水相を混合
するミキサ部と、このミキサ部で混合された油相および
水相を分離させるセトラ部とを備えかつ前記容器内に核
燃料液体を流して液々抽出を行うミキサセトラにおい
て、前記容器の下面側に板状中性子減速材を配置し、前
記容器の底面から一定の距離を隔てた前記減速材の内部
に中性子検出器を配置し、前記容器の底面の外側(下
側)で中性子検出器と前記容器底面との距離が最小とな
る一定の範囲を除く部位に中性子吸収材を板状に配置す
るとともに、前記中性子減速材の内部または前記容器と
反対側(下側)の前記中性子減速材の外側で前記容器底
面までの最短距離の位置を中心とした前記中性子吸収材
が配置された位置に中性子源を挿抜自在に配置したこと
を特徴とするミキサセトラ。
1. A nuclear fuel in a rectangular box-shaped container, comprising a mixer section for mixing an oil phase and an aqueous phase, and a settler section for separating the oil phase and the water phase mixed in the mixer section. In a mixer-settler that performs liquid extraction by flowing a liquid, a plate-shaped neutron moderator is arranged on the lower surface side of the container, and a neutron detector is arranged inside the moderator at a constant distance from the bottom surface of the container. The outer side of the bottom surface of the vessel (lower side), the neutron detector and the bottom surface of the vessel except for a certain range where the distance between the bottom surface of the vessel is minimized and the neutron absorber is arranged in a plate shape, and the inside of the neutron moderator Alternatively, the neutron source is arranged so that the neutron source can be inserted and removed at the position where the neutron absorbing material is arranged around the position of the shortest distance to the bottom surface of the container outside the neutron moderator on the opposite side (lower side) to the container. Mixet which is characterized by La.
【請求項2】 長方箱形容器内に油相および水相を混合
するミキサ部と、このミキサ部で混合された油相および
水相を分離させるセトラ部とを備えかつ前記容器内に核
燃料液体を流して液々抽出を行うミキサセトラにおい
て、前記容器の下面側に中性子減速材を配置し、前記中
性子減速材内で前記容器の長手方向に中性子検出器を挿
抜自在に中性子検出器案内管を配置するとともに、前記
容器の上面で前記中性子検出器案内管の上部の一部に中
性子反射体を配置したことを特徴とするミキサセトラ。
2. A nuclear fuel is provided in a rectangular box-shaped container, comprising a mixer section for mixing an oil phase and an aqueous phase, and a settler section for separating the oil phase and the aqueous phase mixed in the mixer section. In a mixer-settler that performs liquid extraction by flowing a liquid, a neutron moderator is arranged on the lower surface side of the container, and a neutron detector guide tube is freely inserted and removed in the longitudinal direction of the container in the neutron moderator. A mixer-settler, characterized in that a neutron reflector is arranged on a part of an upper part of the neutron detector guide tube on the upper surface of the container.
【請求項3】 長方箱形容器内に油相および水相を混合
するミキサ部と、このミキサ部で混合された油相および
水相を分離させるセトラ部とを備えかつ前記容器内に核
燃料液体を流して液々抽出を行うミキサセトラにおい
て、前記容器の下面側に中性子減速材を配置し、前記中
性子減速材内に中性子検出器を配置するとともに、挿抜
自在に中性子源案内管を前記容器の上面または前記中性
子減速材内に配置し、かつ挿抜自在に校正用中性子源を
案内する校正用中性子源案内管を前記減速材内で前記中
性子検出器の近傍に配置したことを特徴とするミキサセ
トラ。
3. A nuclear fuel is provided in a rectangular box-shaped container, comprising a mixer section for mixing an oil phase and an aqueous phase, and a settler section for separating the oil phase and the aqueous phase mixed in the mixer section. In a mixer-settler for performing liquid extraction by flowing a liquid, a neutron moderator is arranged on the lower surface side of the container, a neutron detector is arranged in the neutron moderator, and the neutron source guide tube is freely insertable and removable. A mixer-settler, characterized in that a calibration neutron source guide tube that is arranged on the upper surface or in the neutron moderator and that guides the calibration neutron source in a removable manner is arranged in the moderator near the neutron detector.
【請求項4】 請求項2記載のミキサセトラにおいて、
前記容器の上面に中性子反射体を配置した位置の下側お
よびその位置の近傍で前記中性子反射体を配置していな
い位置の下側の前記中性子検出器案内管内で中性子計数
率を測定してその比率を求め、この比率を理論計算等で
求めたパラメータを介して反射体を配置した位置または
その近傍の中性子増倍率を求めることを特徴とするミキ
サセトラの中性子増倍率測定方法。
4. The mixer-settler according to claim 2,
Measure the neutron count rate in the neutron detector guide tube below the position where the neutron reflector is not arranged below the position where the neutron reflector is arranged on the upper surface of the container and in the vicinity of that position. A method for measuring a neutron multiplication factor of a mixer-settler, characterized in that a neutron multiplication factor is obtained at a position where a reflector is arranged or in the vicinity thereof, by obtaining a ratio and using a parameter obtained by theoretical calculation or the like.
【請求項5】 請求項3記載のミキサセトラにおいて、
核燃料を処理するキャンペーンに先立ち中性子源を中性
子源案内管内を移動させて中性子検出器の感度および動
作特性を測定し、キャンペーン中は中性子吸収材もしく
は中性子源を含む中性子吸収材の少くともいずれか一方
を中性子検出器近傍に設けた前記中性子源案内管内を移
動させて中性子検出器の動作状態を監視することを特徴
とするミキサセトラの中性子検出装置の校正方法。
5. The mixer-settler according to claim 3,
Prior to the campaign to process nuclear fuel, the neutron source is moved in the neutron source guide tube to measure the sensitivity and operating characteristics of the neutron detector, and at least one of the neutron absorber and the neutron absorber containing the neutron source is measured during the campaign. A method for calibrating a neutron detector of a mixer-settler, characterized in that the operating state of the neutron detector is monitored by moving the inside of the neutron source guide tube provided near the neutron detector.
JP9939592A 1992-04-20 1992-04-20 Mixer-settler, method for measuring its neutron multiplication factor and calibrating method of neutron detecting device Pending JPH05297184A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9778384B1 (en) * 2016-05-24 2017-10-03 Thermo Fisher Scientific Messtechnik Gmbh Method of operational status verification for a neutron detecting device
CN110729063A (en) * 2019-09-23 2020-01-24 中国核电工程有限公司 Critical safety control method for mixing and clarifying tank in nuclear fuel post-treatment

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9778384B1 (en) * 2016-05-24 2017-10-03 Thermo Fisher Scientific Messtechnik Gmbh Method of operational status verification for a neutron detecting device
CN110729063A (en) * 2019-09-23 2020-01-24 中国核电工程有限公司 Critical safety control method for mixing and clarifying tank in nuclear fuel post-treatment
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