RU2458416C2 - Установка контроля плотности таблеток ядерного топлива - Google Patents
Установка контроля плотности таблеток ядерного топлива Download PDFInfo
- Publication number
- RU2458416C2 RU2458416C2 RU2010146411/07A RU2010146411A RU2458416C2 RU 2458416 C2 RU2458416 C2 RU 2458416C2 RU 2010146411/07 A RU2010146411/07 A RU 2010146411/07A RU 2010146411 A RU2010146411 A RU 2010146411A RU 2458416 C2 RU2458416 C2 RU 2458416C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tablets
- measuring
- pellets
- column
- unit
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Abstract
Изобретение относится к атомной промышленности, а именно к устройствам контроля структуры таблеток ядерного топлива для тепловыделяющих элементов, и предназначено для использования при контроле плотности таблеток ядерного топлива. Установка контроля плотности таблеток ядерного топлива содержит измерительный узел, включающий источник гамма-излучения и блок детектирования, транспортный механизм для перемещения таблеток и поджимное устройство, а также блок управления и обработки результатов измерения, предназначенный для управления работой транспортного механизма, для обработки результатов измерения и разбраковки таблеток. Транспортный механизм включает первый транспортный узел для продвижения столбика таблеток через измерительный узел с исходной на выходную паллету, второй транспортный узел для перемещения исходной и выходной паллет для столбиков таблеток в поперечном направлении, а поджимное устройство выполнено с возможностью поджатия таблеток при продвижении столбика таблеток через измерительный узел. Изобретение позволяет повысить производительность контроля за счет подачи в зону контроля таблеток ядерного топлива в виде столбиков и осуществления измерения при продвижении столбиков через зону контроля. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к атомной промышленности, а именно к устройствам контроля структуры таблеток ядерного топлива для тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ), и может быть использовано для контроля плотности таблеток ядерного топлива.
Известен гамма-адсорбционный метод измерения плотности таблеток ядерного топлива (Владыкина А.Н. и др. Методы и приборы контроля в производстве таблеток ядерного топлива. Обзор. М., 1982, с.37). В качестве источника гамма-излучения используют цезий-137, регистрацию прошедшего через таблетку излучения осуществляют с помощью сцинтилляционного детектора. Система контроля содержит два канала, использующих один источник излучения. Таблетки из вибробункера поступают на измерительную станцию и после измерения сортируются исполнительным механизмом.
Наиболее близким к предложенной является установка контроля плотности таблеток ядерного топлива, содержащая измерительный узел, включающий источник гамма-излучения и блок детектирования, транспортное устройство для перемещения таблеток и поджимную пяту, а также блок управления и обработки результатов измерения, предназначенный для управления работой транспортным устройством, для обработки результатов измерения и разбраковки таблеток (RU 2209477 C2, опубл. 27.07.2003). Транспортный механизм для перемещения таблеток включает механизм вращения, предназначенный для фиксации, вращения и сортировки таблеток. Таблетки из узла загрузки поштучно подаются в зону контроля на валы механизма вращения, таблетка поджимается пятой к измерительной призме, просвечивается потоком гамма-излучения, который регистрируется блоком детектирования. Механизм вращения дважды поворачивает таблетку на 120 градусов и измерение повторяется. За результат измерения принимается среднее значение трех измерений для одной таблетки.
Недостатками известных установок является их низкая производительность, обусловленная поштучной подачей таблеток в зону контроля. Они непригодны для сплошного контроля и применяются только для выборочного контроля плотности таблеток ядерного топлива.
Задачей изобретения является создание высокопроизводительной установки контроля плотности каждой изготовленной таблетки ядерного топлива.
Техническим результатом изобретения является повышение производительности контроля за счет подачи в зону контроля таблеток ядерного топлива в виде столбиков и осуществления измерения при продвижении столбиков через зону контроля.
Технический результат достигается тем, что в установке контроля плотности таблеток ядерного топлива, содержащей измерительный узел, включающий источник гамма-излучения и блок детектирования, транспортный механизм для перемещения таблеток и поджимное устройство, а также блок управления и обработки результатов измерения, предназначенный для управления работой транспортного механизма, для обработки результатов измерения и разбраковки таблеток, согласно предложению транспортный механизм включает первый транспортный узел для продвижения столбика таблеток через измерительный узел с исходной на выходную паллету, второй транспортный узел для перемещения исходной и выходной паллет для столбиков таблеток в поперечном направлении, а поджимное устройство выполнено с возможностью поджатия таблеток при продвижении столбика таблеток через измерительный узел.
При этом блок управления обработки результатов измерения выполнен на базе компьютера с установленными в нем платой коммуникационного процессора и платой спектрометра.
На фиг.1 изображена схема предложенной установки.
На фиг.2 изображен график, иллюстрирующий пример зависимости числа N измеренных импульсов за единицу времени в зависимости от координаты L участка столбика таблеток.
Установка контроля плотности таблеток ядерного топлива содержит измерительный узел, который включает источник 1 гамма-излучения и сцинтилляционный блок 2 детектирования, который соединен с блоком управления и обработки результатов измерения, включающим компьютер 3 с процессором импульсных сигналов (спектрометра типа SBS-67), а также систему управления транспортным механизмом (не показана).
Блок 2 детектирования предназначен для регистрации гамма-излучения, проходящего через топливный столбик. Процессор импульсных сигналов типа SBS-67 (спектрометр) предназначен для получения спектрометрической информации о проходящем сквозь столбик гамма-излучении. Данный спектрометр установлен в компьютер 3, предназначенный для обработки получаемой информации о распределении плотности таблеток по топливному столбику на монитор компьютера 3.
Механизм перемещения таблеток ядерного топлива включает первый транспортный узел 4 (ТУ 4) и второй транспортный узел 5 (ТУ 5). ТУ 4 предназначен для перемещения посредством толкателя 6 столбиков 7 таблеток в продольном направлении из исходной паллеты 8 через измерительный узел в выходную паллету 9. ТУ 5 предназначен для перемещения исходной паллеты 8 и выходной паллеты 9 в поперечном направлении. Поджимная штанга 10 установлена соосно столбикам 7 с возможностью перемещения навстречу движению столбика 7 и поджатия таблеток в процессе продвижения столбика 7 через измерительный узел.
Сформированные в процессе производства столбики топливных таблеток укладываются на транспортные паллеты (обычно 15-20 таблеток в одном столбике).
Предложенная установка предназначена для анализа плотности топливных таблеток в потоке столбиков топливных таблеток, расположенных на транспортных паллетах. Метод измерения - гамма-абсорбционный (широкий пучок излучения). Просвечивание происходит параллельным пучком, перпендикулярным оси таблетки.
При измерении распределения плотности таблеток по топливному столбику используется гамма-абсорбционный метод измерения γ-излучения проходящего через топливный столбик по энергетической линии 667 кэВ исходящего от источника 1 гамма-излучения типа Cs 137.
Для измерения γ-излучения, проходящего через топливный столбик ТВЭЛ, используется спектрометрическая система, состоящая из одного спектрометра типа SBS, установленного в компьютер 3 и подключенного к блоку 2 детектирования. Сцинтиллятор блока 2 детектирования представляет из себя кристалл NaI(TI), либо (CsI(TI)).
Данная измерительная схема позволяет регистрировать только полезный сигнал от источника 1 гамма-излучения, убирая при регистрации все паразитные излучения, что позволяет при высокой скорости движения столбика топливных таблеток получить достоверный результат.
Принцип действия установки при измерении плотности единичных таблеток в столбике заключается в регистрации плотности потока γ-квантов от внешнего источника излучения, прошедшего через ограниченный коллиматорами участок контролируемого столбика при перемещении его вдоль своей продольной оси с известной скоростью.
При движении столбика в процессе контроля плотность потока γ-квантов, прошедшего через изделие, с помощью сцинтилляционного блока 2 детектирования преобразуется в статистически распределенную последовательность электрических импульсов, поступающих на плату спектрометрического анализатора (см. фиг.2), где происходит соответствующее усиление и амплитудная дискриминация, а далее запись в файл временной последовательности чисел зависимости N(L), где
N - количество импульсов за единицу времени;
L - координата участка столбика.
ПФОН - значение скорости счета без столбика (используется для перестройки нижеперечисленных пороговых значений при изменении источника излучения, блока детектирования, конструкции измерительного блока).
ПТС - пороговое значение скорости счета для столбика.
ПП - пороговое значение скорости счета для порогового значения плотности единичной таблетки, расположенной в топливном столбике.
Пороговые значения выбираются в процессе предварительных исследований.
В алгоритме поиска в топливных столбиках аномальных по плотности таблеток участвуют следующие характеристики:
- пороговое значение скорости счета для столбика (ПТС),
- пороговое значение скорости счета для порогового значения плотности единичной таблетки, расположенной в топливном столбике (ПП).
При анализе файла данных с помощью программы его обработки находится начало топливного столба, (ПТС), далее программа начинает перебирать подряд все точки сканирования от начала топливного столба до точки его конца.
После получения сигнала, который больше или равен ПП, находится координата его окончания (величина сигнала <ПП). Этот участок столбика определяется как таблетка с пониженной плотностью.
После того как первый столбик таблеток был перемещен с транспортной исходной паллеты 8 на выходную (пустую) паллету 9, ТУ 5 одновременно перемещает исходную паллету 8 и выходную паллету 9 относительно измерительного узла на шаг, необходимый для того, чтобы следующий топливный столбик расположился напротив измерительного узла.
Далее ТУ 4 перемещает посредством толкателя 6 второй столбик через измерительный узел на выходную паллету 9.
Этот процесс повторяется до тех пор, пока все столбики не будут перемещены с транспортной исходной паллеты 8 на выходную паллету 9.
Если при контроле были обнаружены подозрительные таблетки, то их местоположение (порядковый номер столбика и номер таблетки в столбике) запоминается и выводится на экран компьютера.
По окончании контроля паллеты оператор может легко идентифицировать бракованные таблетки и удалить их из соответствующего столбика.
Установка позволяет с высокой производительностью выявлять топливные таблетки с пониженной плотностью, определять их местоположение в столбике, формировать базу данных по проконтролированным столбикам и выдавать полученные данные либо на экран компьютера, либо на печатающее устройство.
Данный метод некритичен к типу измеряемой таблетки, к дефектам ее поверхности, и не требует особой точности настройки пучка ионизирующего излучения. При этом ширина пучка подбирается, как половина длины облучаемой таблетки. Скорость контроля составляет 4 с на 1 таблетку.
Claims (2)
1. Установка контроля плотности таблеток ядерного топлива, содержащая измерительный узел, включающий источник гамма-излучения и блок детектирования, транспортный механизм для перемещения таблеток и поджимное устройство, а также блок управления и обработки результатов измерения, предназначенный для управления работой транспортного механизма, для обработки результатов измерения и разбраковки таблеток, отличающаяся тем, что транспортный механизм включает первый транспортный узел для продвижения столбика таблеток через измерительный узел с исходной на выходную паллету, второй транспортный узел для перемещения исходной и выходной паллет для столбиков таблеток в поперечном направлении, а поджимное устройство выполнено с возможностью поджатая таблеток при продвижении столбика таблеток через измерительный узел.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что блок управления обработки результатов измерения выполнен на базе компьютера с установленными в нем платой коммуникационного процессора и платой спектрометра.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010146411/07A RU2458416C2 (ru) | 2010-11-15 | 2010-11-15 | Установка контроля плотности таблеток ядерного топлива |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010146411/07A RU2458416C2 (ru) | 2010-11-15 | 2010-11-15 | Установка контроля плотности таблеток ядерного топлива |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010146411A RU2010146411A (ru) | 2012-05-20 |
| RU2458416C2 true RU2458416C2 (ru) | 2012-08-10 |
Family
ID=46230357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010146411/07A RU2458416C2 (ru) | 2010-11-15 | 2010-11-15 | Установка контроля плотности таблеток ядерного топлива |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2458416C2 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU171596U1 (ru) * | 2017-01-27 | 2017-06-07 | Акционерное Общество "Твэл" | Устройство для исследования радиационной доспекаемости ядерного топлива энергетических реакторов |
| RU2669578C1 (ru) * | 2017-11-10 | 2018-10-12 | Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод" | Устройство контроля и поддержания равномерности движения пресс-порошка ядерного топлива при его засыпке в устройство прессования топливных таблеток |
| RU2787014C1 (ru) * | 2022-02-15 | 2022-12-28 | Акционерное общество "Машиностроительный завод" | Установка контроля плотности цилиндрических изделий |
| WO2023158336A1 (ru) * | 2022-02-15 | 2023-08-24 | Акционерное общество "Машиностроительный завод" | Установка контроля плотности цилиндрических изделий |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4070240A (en) * | 1977-02-02 | 1978-01-24 | Westinghouse Electric Corporation | Seal containment system |
| RU2109265C1 (ru) * | 1995-10-24 | 1998-04-20 | Акционерное Общество Открытого Типа "Новосибирский завод Химконцентратов" | Автоматический радиоизотопный измеритель плотности |
| RU2209477C2 (ru) * | 2001-02-02 | 2003-07-27 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Устройство для измерения и сортировки таблеток ядерного топлива |
| US20070248239A1 (en) * | 2003-11-24 | 2007-10-25 | Philippe Mahe | Method for the Non-Destructive Testing of an Element for a Nuclear Reactor |
| JP2009281851A (ja) * | 2008-05-22 | 2009-12-03 | Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd | 燃料棒検査装置 |
-
2010
- 2010-11-15 RU RU2010146411/07A patent/RU2458416C2/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4070240A (en) * | 1977-02-02 | 1978-01-24 | Westinghouse Electric Corporation | Seal containment system |
| RU2109265C1 (ru) * | 1995-10-24 | 1998-04-20 | Акционерное Общество Открытого Типа "Новосибирский завод Химконцентратов" | Автоматический радиоизотопный измеритель плотности |
| RU2209477C2 (ru) * | 2001-02-02 | 2003-07-27 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Устройство для измерения и сортировки таблеток ядерного топлива |
| US20070248239A1 (en) * | 2003-11-24 | 2007-10-25 | Philippe Mahe | Method for the Non-Destructive Testing of an Element for a Nuclear Reactor |
| JP2009281851A (ja) * | 2008-05-22 | 2009-12-03 | Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd | 燃料棒検査装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU171596U1 (ru) * | 2017-01-27 | 2017-06-07 | Акционерное Общество "Твэл" | Устройство для исследования радиационной доспекаемости ядерного топлива энергетических реакторов |
| RU2669578C1 (ru) * | 2017-11-10 | 2018-10-12 | Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод" | Устройство контроля и поддержания равномерности движения пресс-порошка ядерного топлива при его засыпке в устройство прессования топливных таблеток |
| RU2787014C1 (ru) * | 2022-02-15 | 2022-12-28 | Акционерное общество "Машиностроительный завод" | Установка контроля плотности цилиндрических изделий |
| WO2023158336A1 (ru) * | 2022-02-15 | 2023-08-24 | Акционерное общество "Машиностроительный завод" | Установка контроля плотности цилиндрических изделий |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010146411A (ru) | 2012-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8084748B2 (en) | Radioactive material detecting and identifying device and method | |
| US7514694B2 (en) | Neutron detector | |
| US7919758B2 (en) | Neutron detector | |
| EP1994430B1 (en) | Correction of a radioactivity measurement using particles from atmospheric source | |
| US6470285B1 (en) | Method and apparatus for multi-parameter digital pulse pileup rejection | |
| CN104360376A (zh) | 具有放射源核素识别功能的伽马相机及核素识别方法 | |
| RU2583339C2 (ru) | Способ детектирования ядерного вещества посредством нейтронного исследования и соответствующая система детектирования | |
| RU2458416C2 (ru) | Установка контроля плотности таблеток ядерного топлива | |
| JPS62115351A (ja) | 物質分析系 | |
| CN101907582B (zh) | 全断面扫描的在线检测装置 | |
| WO2015177534A1 (en) | Analysis of signals from pixellated detectors of ionizing radiation | |
| RU89752U1 (ru) | Комплекс контроля внутренней структуры тепловыделяющих элементов | |
| RU103035U1 (ru) | Установка контроля плотности таблеток ядерного топлива | |
| CN113866046A (zh) | 一种测量热中子吸收材料面密度的方法 | |
| RU2603017C1 (ru) | Установка для контроля характеристик топливного столба кольцевого тепловыделяющего элемента | |
| US20160084972A1 (en) | X-Ray Detector Apparatus | |
| Tunnicliffe et al. | A Method for the Accurate Determination of Relative Initial Conversion Ratios | |
| JPH04235379A (ja) | 放射能測定方法 | |
| RU2789006C1 (ru) | Способ контроля измерителя фонового излучения топливного столба твэла | |
| Denisov et al. | Time and position resolution of the scintillator strips for a muon system at future colliders | |
| RU2483373C2 (ru) | Способ контроля топливного столба тепловыделяющего элемента ядерного реактора и устройство для его осуществления | |
| RU2645307C1 (ru) | Устройство экспресс-контроля обогащения урана в порошках | |
| RU2629371C1 (ru) | Устройство непрерывного контроля обогащения и содержания оксида гадолиния в пресспорошке ядерного топлива при его засыпке в устройство прессования топливных таблеток | |
| CN217425256U (zh) | 用于镅241污染土壤的测量及分选的装置 | |
| Trombetta et al. | Sensitive detection of special nuclear materials for rpm applications based on gamma-fast neutron coincidence counting |