JPS63180890A - Fuel failure detector in fast breeder reactor - Google Patents

Fuel failure detector in fast breeder reactor

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JPS63180890A
JPS63180890A JP62011271A JP1127187A JPS63180890A JP S63180890 A JPS63180890 A JP S63180890A JP 62011271 A JP62011271 A JP 62011271A JP 1127187 A JP1127187 A JP 1127187A JP S63180890 A JPS63180890 A JP S63180890A
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JP
Japan
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capture device
reactor
tank
coolant
fuel
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Application number
JP62011271A
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Japanese (ja)
Inventor
酒井 拓彦
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、高速増殖炉(以下、FBRと称す)における
燃料ピン破損の規模を正確に推定できるようにした原子
炉内の燃料破損検出装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention provides an in-reactor system that enables accurate estimation of the scale of fuel pin damage in a fast breeder reactor (hereinafter referred to as FBR). This invention relates to a fuel failure detection device.

(従来の技術) 原子炉はその安全性を充分考慮して、炉心に装荷されて
いる燃料ピンの使用可能時間を制限して運転されている
が、万一その燃料ピンが運転中に破損すると、冷却材の
流れに変化を与え、核燃料集合体ひいては炉心の熱的バ
ランス等が崩れ、原子炉運転に支障をきたす可能性があ
る。したかって、何らの手段で燃料ピンが破損したが否
がを當に監視する必要がある。
(Prior art) Nuclear reactors are operated with sufficient safety in mind and the usable time of the fuel pins loaded in the reactor core is limited, but in the unlikely event that the fuel pins break during operation. This may change the flow of coolant, disrupting the thermal balance of the nuclear fuel assembly and even the reactor core, and potentially interfering with reactor operation. Therefore, it is necessary to carefully monitor whether or not the fuel pin is damaged by any means.

ところで、FBHにおいては、万一運転中に燃料ピンが
破損した場合には、燃料ピン内部で生成された核分裂生
成物(以下、FPと略記)が冷却材である液体ナトリウ
ム中に放出される。このFPはほとんどが放射性であり
、その性質上、希ガスF P (Kr、 Xe等)、揮
発性F P (Br、Rb、Te、I。
By the way, in the FBH, if a fuel pin is damaged during operation, fission products (hereinafter abbreviated as FP) generated inside the fuel pin are released into liquid sodium, which is a coolant. Most of this FP is radioactive, and due to its nature, it contains rare gases FP (Kr, Xe, etc.), volatile FPs (Br, Rb, Te, I, etc.).

Cs等)および不揮発性F P (Sr、Y、Zr、R
u、Ba、La。
Cs, etc.) and non-volatile F P (Sr, Y, Zr, R
u, Ba, La.

Ce等)とに大別される。この現象を利用し、従来のF
 B Hにおける燃料ピン破損の検出には、前述のFP
のうちBr、 I等の一部のFP核種が放出する揮発中
性子(以下、DNと略記)を検出するDN検出法や、冷
却材中に放出された後、カバーガス中に移行した希ガス
FPのγ線検出器で検出する方法、また希ガスFPの放
射壊変で生成するRh。
Ce, etc.). By utilizing this phenomenon, the conventional F
To detect fuel pin damage in BH, the above-mentioned FP
Among them, the DN detection method detects volatile neutrons (hereinafter abbreviated as DN) emitted by some FP nuclides such as Br and I, and the rare gas FP that is released into the coolant and then transferred into the cover gas. Rh is detected by a gamma ray detector, and Rh is generated by radioactive decay of the rare gas FP.

Cs等のイオン性核種を電気的に捕集してその核種の放
出するβ線を検出するプレシピテータ法等が採用されて
いる。そしてこれらの検出法で燃料ピンの破損が判った
時点でFBHの運転を停止し、破損燃料を交換していた
A precipitator method, etc., which electrically collects ionic nuclides such as Cs and detects β rays emitted by the nuclides, has been adopted. When a fuel pin was found to be damaged using these detection methods, the FBH operation was stopped and the damaged fuel was replaced.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上述した従来の検出方法においては次の
ような問題があった。たとえばDN法は、−次冷却系主
配管に沿って設けたDN検出器により、配管中に存在す
るFPから放出されたDNを検出する方法であるが、炉
心部には非常に大量の中性子が存在しているため、この
炉心部から大量に漏洩してくる中性子を遮蔽することは
困難である。このため漏洩中性子によるバックグランド
が非常に高くなってDN信号が埋もれてしまい、がなり
大規模な破損が起らないと、バックグランドとDN信号
の区別がつかないという欠点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the conventional detection method described above has the following problems. For example, in the DN method, a DN detector installed along the main piping of the secondary cooling system detects DN emitted from the FP existing in the piping, but a very large amount of neutrons are present in the reactor core. Therefore, it is difficult to shield the large amount of neutrons leaking from the reactor core. For this reason, the background due to leaked neutrons becomes extremely high and the DN signal is buried, resulting in a drawback that the background and the DN signal cannot be distinguished unless large-scale damage occurs.

そこでこれを克服するため、−次冷却系ナトリウムの一
部をバイパスさせて炉心部から漏洩してくる中性子の影
響の少ないところまで輸送してDNを測定する方法が試
みられている。しかしながらこの方法では、バイパス配
管が細いためこのバイパス配管を通流するDN放出FP
の絶対量が少ないこと、またDN放出FPは全て一分以
内の短半減期の核種であるためナトリウム輸送中に放射
壊変して減少することなどから、検出感度は余り向上し
なかった。
In order to overcome this problem, attempts have been made to measure DN by bypassing a portion of the sodium in the secondary cooling system and transporting it to a location where it is less affected by neutrons leaking from the reactor core. However, in this method, since the bypass piping is thin, the DN discharge FP flowing through this bypass piping is
The detection sensitivity did not improve much because the absolute amount of DN-released FP was small, and all DN-released FPs were nuclides with a short half-life of less than one minute, so they decreased due to radioactive decay during sodium transport.

一方、カバーガスに移行した希ガスFPを利用するγ線
検出法あるいはプレシピテータ法については、ナトリウ
ム中からカバーガス中への希ガスFPの移行率が低いこ
と、移行時間に遅れがあること、またカバーガスはアル
ゴンガスで希釈しながらフローさせるため、やはり検出
感度が低かった。さらにカバーガスに使用しているアル
ゴンガスは、炉心上部において高密度の中性子照射を受
けて放射化する。このため強いγ線を放出するAr−4
1がカバーガス中に大量に生成され、カバーガス希ガス
FPのγ線がAr−41の放射線で妨害を受けるという
欠点もあった。
On the other hand, regarding the gamma ray detection method or precipitator method that uses the rare gas FP transferred to the cover gas, there are problems such as a low transfer rate of the rare gas FP from the sodium to the cover gas, a delay in the transfer time, and Since the cover gas was flowed while being diluted with argon gas, the detection sensitivity was still low. Furthermore, the argon gas used as the cover gas is activated by high-density neutron irradiation in the upper part of the reactor core. Therefore, Ar-4 emits strong γ-rays.
There was also a drawback that a large amount of 1 was generated in the cover gas, and the γ rays of the cover gas rare gas FP were interfered with by the radiation of Ar-41.

本発明はこのような事情に基づきなされたもので、その
目的とするところは、原子炉の運転になんら支障をきた
すことなく燃料ピン破損の規模を正確に推定でき、原子
炉運転の継続可能性、破損燃料の交換必要性の的確な判
断に寄与することができ、もって経済性に優れた原子炉
の運転に寄与できる燃料ビン破損検出器装置を提供する
ことを目的とする。
The present invention was developed based on these circumstances, and its purpose is to accurately estimate the scale of fuel pin damage without causing any hindrance to the operation of the nuclear reactor, and to improve the possibility of continuing the operation of the reactor. It is an object of the present invention to provide a fuel bottle damage detector device that can contribute to accurate judgment of the necessity of replacing damaged fuel, thereby contributing to economical operation of a nuclear reactor.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(問題点を解決するための手段) 本発明の原子炉内の燃料破損検出方法は、液体金属を一
次冷却材とする原子炉の一次冷却材循環路にバイパス流
路を設け、このバイパス流路にFP捕獲用の捕獲装置を
介在させ、前記バイパス流路に液体金属を所定時間通流
させてこの液体金属中のFPを前記捕獲装置に捕獲させ
た後、この捕獲装置から液体金属を分離して、前記捕獲
装置内に捕獲された前記FPから放出される放射線量を
測定することにより、燃料ピン破損の規模を推定するよ
うにしたことを特徴としている。
(Means for Solving the Problems) The method for detecting fuel damage in a nuclear reactor of the present invention includes providing a bypass flow path in the primary coolant circulation path of a nuclear reactor that uses liquid metal as the primary coolant, and A capture device for capturing FP is interposed in the bypass channel, and the liquid metal is caused to flow through the bypass channel for a predetermined period of time to cause the capture device to capture the FP in the liquid metal, and then the liquid metal is separated from the capture device. The present invention is characterized in that the scale of fuel pin damage is estimated by measuring the amount of radiation emitted from the FP captured in the capture device.

すなわち本発明は、液体金属中に放出されたFPが特定
の部材に吸着しやすく、またナトリウム温度が高く、ナ
トリウム流速が速い程、FPの部材への沈着速度が大ぎ
いという事実に着目し、上記部材で構成される捕獲装置
に前記FPを捕獲さ゛ せるとともに、この捕獲装置か
ら液体金属を分離した後、この捕獲装置に捕獲されたF
Pから放射される放射線を測定することを特徴とするも
のである。
That is, the present invention focuses on the fact that FP released into a liquid metal is easily adsorbed to a specific member, and that the higher the sodium temperature and the faster the sodium flow rate, the faster the FP is deposited on the member. After capturing the FP in a capture device composed of the above-mentioned members and separating the liquid metal from the capture device, the FP captured by the capture device is
It is characterized by measuring radiation emitted from P.

(作用) 本発明によれば、液体金属を捕獲装置内に所定時間通流
させるに当り、捕獲装置内に液体ナトリウムの旋回流を
与えて流速を増加させて、捕獲装置内に充填しであるF
P吸着材へのFP沈着速度を増加させて沈着量を増大さ
せた後、捕獲装置内から液体金属を分離するようにして
いるので、捕獲装置内にFPを濃縮蓄積させることがで
きる。
(Function) According to the present invention, when the liquid metal is made to flow through the capture device for a predetermined period of time, a swirling flow of liquid sodium is applied to the capture device to increase the flow velocity, and the liquid sodium is filled into the capture device. F
Since the liquid metal is separated from the capture device after the FP deposition rate on the P adsorbent is increased to increase the amount of deposition, the FP can be concentrated and accumulated in the capture device.

このため、捕獲装置に捕獲されたFPからは強度の高い
放射線が放出され、さらに、液体金属を捕獲装置から分
離しているために、液体金属中に大量に存在するナトリ
ウムの放射化生成物であるNa−24等のバックグラン
ドレベルを下げることができ、捕獲装置に捕獲されたF
Pからの放射線を高感度で測定することができ、液体金
属中FPの量を高精度に推定することが可能となる。そ
の上バイパス流路でFPを捕獲するようにしているので
、炉心部から漏洩してくる大量のγ線および中性子の影
響が少ない場所で放射線量を測定することが可能となる
For this reason, highly intense radiation is emitted from the FP captured by the capture device, and since the liquid metal is separated from the capture device, activation products of sodium, which is present in large quantities in the liquid metal, are emitted. It is possible to lower the background level of certain Na-24, etc., and to reduce the F captured by the capture device.
Radiation from P can be measured with high sensitivity, and the amount of FP in the liquid metal can be estimated with high accuracy. Furthermore, since the FP is captured in the bypass flow path, it is possible to measure the radiation dose at a location where there is less influence from the large amount of γ-rays and neutrons leaking from the reactor core.

(実施例) 以下1図面を参照し、本発明の実施例について説明する
(Example) An example of the present invention will be described below with reference to one drawing.

第1図は本発明の第1の実施例を説明するために適用し
たFBRプラントを模式的に示す図であり1図中符号1
は原子炉容器である。この原子炉容器1の内部には炉心
2が収容されている。この炉心2は原子炉容器1の内部
に収容された液体ナトリウムQによって冷却されている
。原子炉容器1の内部の上部と下部とは一次冷却系配管
3によって連通されており、この−次冷却系配管3を介
して液体ナトリウムQを炉心2の下部から炉心2の上部
へ移動させるようにしている。−次冷却系配管3には、
液体ナトリウムQの熱を放出させるための中間熱交換器
4と、液体ナトリウムQを循環させるためのポンプ5と
が設けられている。なお、図中Rは液体ナトリウムQの
上部中間に充填されたカバーガスである。
FIG. 1 is a diagram schematically showing an FBR plant applied to explain the first embodiment of the present invention, and the reference numeral 1 in FIG.
is the reactor vessel. A reactor core 2 is housed inside this reactor vessel 1 . This reactor core 2 is cooled by liquid sodium Q contained inside the reactor vessel 1. The upper and lower parts of the inside of the reactor vessel 1 are communicated by a primary cooling system piping 3, and liquid sodium Q is moved from the lower part of the reactor core 2 to the upper part of the reactor core 2 through this secondary cooling system piping 3. I have to. -The secondary cooling system piping 3 includes:
An intermediate heat exchanger 4 for releasing heat from the liquid sodium Q and a pump 5 for circulating the liquid sodium Q are provided. Note that R in the figure is a cover gas filled in the middle of the upper part of the liquid sodium Q.

原子炉容器1から中間熱交換器4に至る出口側の一次冷
却系配管3には、バイパス径路6が設けられている。そ
して、このバイパス径路6には、FP検出計7が設置さ
れている。
A bypass path 6 is provided in the primary cooling system piping 3 on the outlet side from the reactor vessel 1 to the intermediate heat exchanger 4 . An FP detector 7 is installed in this bypass path 6.

FP検出系7は、具体的には第2図に示す如く、たとえ
ば不揮発性FP検出系として構成されている。
Specifically, the FP detection system 7 is configured as, for example, a non-volatile FP detection system, as shown in FIG.

すなわちバイパス流路6には、F” P捕獲装置11が
設けられている。このFP捕獲装置11は、鉛等の遮断
体で覆われたステンレス鋼製の容器がら構成され、内部
には、第3図に示すように、ステンレス製等のロール状
金属充填物Sが充填されている。そして液体ナトリウム
Qを内部に通流させる過程で、液体ナトリウムQ中に含
まれる不揮発性FPを上記FP捕獲装置11中に挿入さ
れたステンレス製等のロール状金属性充填物S上に沈着
させるようにしたものである。
That is, the bypass channel 6 is provided with an F"P capture device 11. This FP capture device 11 is composed of a stainless steel container covered with a blocker such as lead. As shown in Figure 3, a roll-shaped metal filling S made of stainless steel or the like is filled.In the process of flowing liquid sodium Q into the interior, the non-volatile FP contained in the liquid sodium Q is captured by the FP. It is designed to be deposited on a roll-shaped metallic filling S made of stainless steel or the like inserted into the device 11.

FP捕獲装置11の上流側6aおよび下流側のバイパス
流路6bには、それぞれ弁12および13が設けられて
いる。また、弁13が設けられた下流側のバイパス流路
6bには、FP捕獲装置11の内部に液体ナトリウムQ
を循環させるためのポンプ14が設けられている。
Valves 12 and 13 are provided in the upstream side 6a and downstream side bypass channel 6b of the FP capture device 11, respectively. In addition, in the bypass flow path 6b on the downstream side where the valve 13 is provided, there is liquid sodium Q inside the FP capture device 11.
A pump 14 is provided for circulating the water.

FP捕獲装@11のL流側には、弁15?介して液体ナ
トリウムを貯溜するタンク16と連通している。
There is a valve 15 on the L flow side of the FP capture device @11. It communicates with a tank 16 that stores liquid sodium through the tank 16.

一方、FP捕獲装置11の下流側は、弁17を介して内
部にたとえばアルゴンガス、窒素ガス等のカバーガスR
が充填されたガスボンベ18と連通ずるとともに、弁1
9を介して真空ポンプ20と接続されている。
On the other hand, on the downstream side of the FP capture device 11, a cover gas R such as argon gas or nitrogen gas is introduced into the interior via a valve 17.
The valve 1 communicates with the gas cylinder 18 filled with
It is connected to a vacuum pump 20 via 9.

なお、FP捕獲装置11の近傍には、たとえば外部を鉛
等で遮蔽された、FP捕獲装置11および装置内に挿入
された充填物Sに沈着残留した放射性物質からのγ線を
検出するγ線検出器21が設置されている。
In addition, in the vicinity of the FP capture device 11, there is a gamma ray for detecting gamma rays from radioactive substances deposited and remaining on the FP capture device 11 and the filling S inserted into the device, which is shielded from the outside with lead or the like. A detector 21 is installed.

次に捕獲装置11について詳細に説明する。第3図は捕
獲装置11の縦断面図、第4図は、第3図のX−Y面で
の横断面図である。捕獲装置11の側面に液体ナトリウ
ムQの流入管6aが数本設けられている。この流入管は
上部にいく程細くする。もちろん、流入管6aは1本で
もよい。捕獲装置11内にはステンレスなどの薄い金属
板などのロール状充填物Sが配置してあり、スペーサー
8で支持されている。捕獲装置11を通過した液体ナト
リウムQは流出口6bを通って流出する。
Next, the capturing device 11 will be explained in detail. FIG. 3 is a longitudinal cross-sectional view of the capture device 11, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the X-Y plane of FIG. 3. Several inflow pipes 6a for liquid sodium Q are provided on the side surface of the capture device 11. This inflow pipe becomes thinner toward the top. Of course, the number of inflow pipes 6a may be one. A roll-shaped filler S such as a thin metal plate such as stainless steel is placed inside the capture device 11 and supported by a spacer 8 . The liquid sodium Q that has passed through the capture device 11 flows out through the outlet 6b.

このように構成された不揮発性FP検出系7の動作につ
いて説明する。
The operation of the nonvolatile FP detection system 7 configured in this way will be explained.

いま、原子炉の一次冷却系配管3には液体ナトリウムQ
が循環されているものとする。この状態で炉心2の内部
に収容された1シ)示しない燃料ビンが破損すると、液
体ナトリウム層内には前述した希ガスFP、揮発性FP
が放出される他、その破損が大規模になると不揮発性F
Pが放出される。
Currently, liquid sodium Q is in the reactor primary cooling system piping 3.
Assume that the is being circulated. If the fuel bottle (1) (not shown) housed inside the core 2 is damaged in this state, the above-mentioned rare gas FP and volatile FP will be present in the liquid sodium layer.
In addition to being released, if the damage becomes large-scale, non-volatile F
P is released.

そしてこれらのFPは液体ナトリウムQの移動に伴って
一次冷却系配管3内を循環する。
These FPs circulate within the primary cooling system piping 3 as the liquid sodium Q moves.

バイパス流路6の弁12,13を開放してポンプ14を
作動させると、流入管6aを通して液体ナトリウムQが
捕獲装置ll内に水平に流入する。水平方向に流入した
液体ナトリウムQは、高速流となってロール状金属充填
物Sに沿って矢印9のように上昇する。上方に行くに従
って圧損は小さくなるから、流入管6aの断面積は、上
方に行く従って小さくなるようにし、どの流入管からも
等しい流速で液体ナトリウムQが流入するようにする。
When the valves 12 and 13 of the bypass channel 6 are opened and the pump 14 is operated, liquid sodium Q flows horizontally into the capture device 11 through the inflow pipe 6a. The liquid sodium Q flowing in the horizontal direction becomes a high-speed flow and rises along the rolled metal filling S as shown by an arrow 9. Since the pressure drop decreases as one goes upward, the cross-sectional area of the inflow pipe 6a is made smaller as one goes upward, so that the liquid sodium Q flows in at the same flow rate from all the inflow pipes.

液体ナトリウムQ中のFPが流路壁面などの固体表面に
沈着する過程は、FPの液体ナトリウムQ中の境界層内
拡散により固体表面に到達して沈着すると説明される。
The process by which FP in liquid sodium Q is deposited on a solid surface such as a channel wall surface is explained as FP reaching the solid surface and depositing due to diffusion within the boundary layer in liquid sodium Q.

境界層は固体表面付近の流速0から主流の最大速度に至
るまでの間の層流領域をさす。この境界層が薄い程、ま
たFPの拡散速度が速い程、単位時間当りに単位固体表
面に沈着するFP量は増加する。流速が速い程境界層は
薄くなり、高温程FPの拡散速度は大きくなるから、沈
着量が増加する。本発明の装置は、これらの現象を利用
したもので、捕獲装置内に旋回流を与えて、液体ナトリ
ウムQの流速を増加させ、ロール状充填物SへのFP沈
着を増加させるとともに、図中に示さない保温材あるい
は加熱装置でナトリウム温度を高温のまま維持すること
により、更に充填物S上への沈着量を増大させたもので
ある。しかもこの沈着量は液体ナトリウムQ中に存在す
る不揮発性FP量に比例し、すなわち燃料ピン破損の規
模に比例した量となる。このように充填物S上へのFP
沈着量を増大させることにより、検出するγ線の強度が
強くなり、燃料破損の検出感度が高くなるという極めて
大きな利点を有する。
The boundary layer refers to the laminar flow region between the zero flow velocity near the solid surface and the maximum velocity in the mainstream. The thinner this boundary layer is, and the faster the diffusion rate of FP is, the greater the amount of FP deposited on a unit solid surface per unit time. The faster the flow rate, the thinner the boundary layer becomes, and the higher the temperature, the faster the diffusion rate of FP, so the amount of deposition increases. The device of the present invention utilizes these phenomena, and gives a swirling flow within the capture device to increase the flow rate of liquid sodium Q and increase the FP deposition on the roll-shaped packing S. By maintaining the sodium temperature at a high temperature using a heat insulating material or a heating device not shown in , the amount of deposition on the filling material S was further increased. Furthermore, the amount of this deposit is proportional to the amount of nonvolatile FP present in the liquid sodium Q, that is, the amount is proportional to the scale of the fuel pin damage. In this way, the FP is placed on the filling S.
Increasing the amount of deposition increases the intensity of the gamma rays to be detected, which has the great advantage of increasing the sensitivity for detecting fuel damage.

所定時間の通流経過後、弁12,13を閉じ、弁15゜
17を開放し、ガスボンベ18の内部に充填されたカバ
ーガスRをFP捕獲装置11内に供給する。この結果、
FP捕獲装置11内に収容された液体す1−リラムQは
タンク16内に排出される。したがってFP捕獲装置1
1の内部には、前述したように不揮発性FPのみが残留
する6そこでこの残留した不揮発性FPから放出される
γ線検出器21によって測定する。
After a predetermined period of time has elapsed, the valves 12 and 13 are closed, the valves 15 and 17 are opened, and the cover gas R filled in the gas cylinder 18 is supplied into the FP capture device 11. As a result,
The liquid 1-relum Q contained in the FP capture device 11 is discharged into the tank 16. Therefore, FP capture device 1
As described above, only non-volatile FP remains inside 1. Therefore, the gamma rays emitted from this remaining non-volatile FP are measured by the gamma ray detector 21.

測定が終了したら、弁15,17を閉じ、弁19を開放
して真空ポンプ20を作動させる。これにより、FP捕
獲装置11の内部に充填されたカバーガスRは真空排気
され、図示しない排気ガス処理系に導かれる。この排気
の終了後、弁19を閉じ、弁12゜13を再び開放して
FP捕獲装置11に液体ナトリウムQを導入する。
When the measurement is completed, valves 15 and 17 are closed, valve 19 is opened, and vacuum pump 20 is operated. As a result, the cover gas R filled inside the FP capture device 11 is evacuated and guided to an exhaust gas treatment system (not shown). After this evacuation is completed, the valve 19 is closed, and the valves 12 and 13 are opened again to introduce liquid sodium Q into the FP capture device 11.

上記したように、FP捕獲装置11を特殊形状としてい
ることにより、液体ナトリウムQ中の不揮発性FP、特
にSr 、 Y 、 Ba 、 La等の核種が速やか
に効率良くかつ大量に充填物S上に沈着し、かっNa 
−24の放射能を含んだナトリウムをタンク16内に排
出させるようにしているので、ロール状充填物Sには燃
料ピンの破損規模を忠実に知らせる不揮発性FPのみが
沈着蓄積し、したがってこれらがら放出されるγ線を非
常に高い感度で測定することができる。
As described above, the special shape of the FP capture device 11 allows nonvolatile FPs in the liquid sodium Q, especially nuclides such as Sr, Y, Ba, and La, to be quickly and efficiently transferred onto the filling material S in large quantities. Deposited and cooled down
Since the sodium containing the radioactivity of -24 is discharged into the tank 16, only non-volatile FP, which accurately indicates the scale of damage to the fuel pin, is deposited and accumulated in the roll-shaped filling S. Emitted gamma rays can be measured with very high sensitivity.

また、このγ線の検出方法としては、1428.3Ke
Vのγ線を放出するSr −9’Lを検出するのが最も
優れている。この場合、ナトリウム中に含有され、かつ
ステンレス表面に沈着する放射性腐食生成物(CP)の
Mn−54やCo−60の放出するγ線エネルギーより
も5r−94から放出されるγ線のエネルギーの方が充
分に高いため、CPのγ線のコンプトン散乱による妨害
を受けることなく極めて高感度の測定が可能である。な
お、上記Sr −94の他にも、9+ 5r−91,5r−92,Sr  93. Y −t4
. Tc−101,Ba−141、Ba−143,La
−140,La−142等のγ線を検出してもよい。
In addition, as a method for detecting this γ-ray, 1428.3Ke
The best method is to detect Sr-9'L, which emits V gamma rays. In this case, the energy of the γ-rays emitted from 5r-94 is higher than that of Mn-54 and Co-60, which are radioactive corrosion products (CP) contained in sodium and deposited on the stainless steel surface. Since this value is sufficiently high, extremely high sensitivity measurement is possible without being interfered with by Compton scattering of CP gamma rays. In addition to the above Sr-94, 9+ 5r-91, 5r-92, Sr 93. Y-t4
.. Tc-101, Ba-141, Ba-143, La
γ-rays such as -140 and La-142 may also be detected.

発明の他の実施例として、上記ステンレス製のロール状
充填物Sは、ニッケル製でもよい。さらに液体ナトリウ
ムによる腐食を受けにくい金属であれば、どんなもので
もよい。
As another embodiment of the invention, the roll-shaped filler S made of stainless steel may be made of nickel. Further, any metal may be used as long as it is resistant to corrosion by liquid sodium.

なお上記実施例は下方から液体ナトリウムQを捕獲装置
11に流入させたが、本発明はこれに限ることはない。
In the above embodiment, the liquid sodium Q was flowed into the capture device 11 from below, but the present invention is not limited to this.

例えば上方から流入させてもよい。For example, it may be introduced from above.

またロール状充填物Sは、平板でなく第5図に示すよう
に波型板をロール状にして使用すわば、流れは更に複雑
になり、従って液体ナトリウム中の境界層は更に薄くな
りまた一部では境界層の剥離が起るため、その分FPの
沈着量が増加し、更に沈着表面積も増大するために更に
有利である。一方充填物Sとして、平板に突起をつけた
板を用いてもよいし、金属性のメツシュを用いてもよい
Furthermore, if the roll-shaped packing S is used in the form of a roll of corrugated plates as shown in Figure 5 instead of a flat plate, the flow will become more complicated, and the boundary layer in the liquid sodium will become thinner and more uniform. Since the separation of the boundary layer occurs in this region, the amount of FP deposited increases accordingly, and the surface area for deposition also increases, which is further advantageous. On the other hand, as the filler S, a flat plate with protrusions may be used, or a metal mesh may be used.

また上部にカバーガス部を設けて上部をフランジ構造と
し、充填物Sの交換が容易に行なわせることも可能であ
る。
It is also possible to provide a cover gas section in the upper part and make the upper part a flange structure so that the filling material S can be replaced easily.

また、上記捕獲装置11を並列に数個設置すれば、順次
捕獲装置11に液体ナトリウムの通流、ドレン、γ線測
定な実施することにより、液体ナトリウム中のFPを半
連続的に監視することが可能となる。
Furthermore, if several of the above-mentioned capture devices 11 are installed in parallel, FP in the liquid sodium can be semi-continuously monitored by sequentially conducting liquid sodium flow, draining, and gamma ray measurement through the capture devices 11. becomes possible.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、原子炉の運転継続が困難な規模の燃料
破損でのみ冷却材中に放出されるSr + Tc +B
a、La等の不揮発性FPのγ線を高感度に検出するこ
とかできるため、原子炉の運転になんら影響を与えるこ
となしに、燃料破損の規模を正確に検知することができ
るので、原子炉をスクラムする回数を低減することがで
き、結局原子炉運転の経済性を高めることができる。
According to the present invention, Sr + Tc + B is released into the coolant only in the event of a fuel failure on a scale that makes it difficult to continue operation of the nuclear reactor.
Since gamma rays from non-volatile FPs such as a and La can be detected with high sensitivity, the scale of fuel damage can be accurately detected without affecting the operation of the reactor. The number of times the reactor is scrammed can be reduced, ultimately increasing the economic efficiency of reactor operation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1の実施例を説明するためのFBR
プラン1へを模式的に示す系統図、第2図は第1図に示
したプラントにおけるFP検出系を示すフローシート図
、第3図は第1図におけるFP捕獲装置を示す縦断面図
、第4図は本発明の捕獲装置の横断面図、第5図は本発
明の第2の実施例の捕獲装置の横断面図である。 1・・・原子炉容器、   2・・・炉心、3・・・−
次冷却系配管、 4・・・中間熱交換器、6・・・バイ
パス配管、   7・・・不揮発性FP検出系、11・
・・FP捕獲装置、  Q・・・液体す1〜リウム。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同  二俣弘文 ミ       −   ′″′ 喝 第3図 第 b 因 第4図
FIG. 1 shows an FBR for explaining the first embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a flow sheet diagram showing the FP detection system in the plant shown in Fig. 1; Fig. 3 is a vertical cross-sectional view showing the FP capture device in Fig. 1; 4 is a cross-sectional view of a trapping device according to the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view of a trapping device according to a second embodiment of the present invention. 1...Reactor vessel, 2...Reactor core, 3...-
Secondary cooling system piping, 4...Intermediate heat exchanger, 6...Bypass piping, 7...Nonvolatile FP detection system, 11.
...FP capture device, Q...liquid 1~lium. Agent Patent Attorney Nori Ken Chika Yudo Hirofumi Futamata − ′″′ Figure 3 b Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 液体金属を一次冷却材とする原子炉の一次冷却材循環炉
にバイパス流路を設け、このバイパス系中にステンレス
製ロール状充填物を充填したタンクを設け、バイパス配
管を通して一次冷却材を前記タンク内に通流した後タン
ク内冷却材をドレンして充填物に沈着した放射性核分裂
生成物の放射能を測定して燃料破損を検出する方法にお
いて、前記タンク側面から冷却材を注入させてタンク内
に高速の旋回流を発生させ、ロール状充填物上への核分
裂生成物の沈着量を大幅に増加させることを特徴とする
高速増殖炉内の燃料破損検出装置。
A bypass flow path is provided in the primary coolant circulation reactor of a nuclear reactor that uses liquid metal as the primary coolant, and a tank filled with stainless steel roll-shaped filler is provided in this bypass system, and the primary coolant is supplied to the tank through bypass piping. In the method of detecting fuel damage by draining the coolant in the tank and measuring the radioactivity of the radioactive fission products deposited in the filling, the coolant is injected from the side of the tank and the coolant is injected into the tank. A fuel failure detection device in a fast breeder reactor, which is characterized by generating a high-speed swirling flow and greatly increasing the amount of fission products deposited on a roll-shaped packing.
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