SE445688B - Anordning for metning av den vermemengd som alstras av ett visst lengdavsnitt av en brenslestav i en kernreaktor - Google Patents

Description

D35 40 8004102-3 i - 2 - Vidare måste det lokala flöde av termiska neutroner, som beräknats med utgångspunkt från den korri- gerade emissionen hos miniatyrfissionskamrarna och neut- rondetektorerna med automatisk styrning, omvandlas till lokal värmealstringsnivå medelst en komplicerad räkning med avseende på att, eftersom.reaktorns uran-235 utarmas genom fissionen, den lokala värmealstringsnivån minskar, men det lokala flödet av termiska neutroner ökar. Följ- aktligen står den direkt uppmätta kvantiteten, och den beräknade intresserande kvantiteten i ett omvänt och komplicerat inbördes samband. Det händer ofta att pri- märsignalens korrektioner är tre gånger så stora som själ- va primärsignalen.

Problemet med neutrondetektorerna är att man inte kan få fram detektorer som alla är lika. Dess- utom kan de inte säkert kalibreras innan de tages i bruk, eftersom det utanför en reaktor inte finns tillräckliga neutronflödeskällor för en sådan kalibrering. Och även om en sådan källa stod till förfogande, skulle den genom kalibrering utlösta radioaktiviteten göra varje vidare manipulering omöjlig ur ekonomisk synpunkt.

Däremot, och enbart för sådana instrument, kan gammatermometrar framställas nästan alla likadana och kan provas på samma ställe där de tillverkats för att verifiera sambandet mellan varje utsignal och det i detek- torerna alstrade värmet. Deras utsignaler kan sålunda an- ses med noggrannhet återspegla den värmemängd som alst- rats i detektorerna, och uppgifter i den kända tekniska litteraturen utvisar att sambandet värme/signal är kons- tant under många år.

Det kvarstår emellertid problemet att be- stämma sambandet mellan den i detektorn uppmätta värme- alstringsnivån och den obekanta linjära värmealstrings- nivå hos angränsande bränslestavar som detektorerna har till uppgift att mäta.

Det enda verkligt oberoende, tillgängliga värde som kan tjäna till att verifiera denna egenskap i en lättvattenreaktor är bränslets linjära genomsnittliga värmealstringsnivå som bestäms genom kalorimetri. För att bestämma denna medelnivå, beräknas den totala värmemängd 40 - ß ~ 8004102-5 som alstrats i reaktorhärden genom att kombinera värde- na för det totala massflödet och för kylmedlets tempera- turhöjning, jämte de små korrektioner som krävs med hän- syn till att inget värme frigörs från bränslestavarna själva. Genom att dividera den på så sätt erhållna tota- la värmenivån med bränslets totala längd i reaktorhärden, erhålles ett medelvärde på den linjära värmealstringsni- vån.

Men de i reaktorhärden anbragta detekto- rerna är inte avsedda att lämna ett medelvärde utan att mäta den lokala linjära värmealstringsnivån. Om reaktorn skulle innehålla ett stort antal regelbundet fördelade detektorer av detta slag, skulle man kunna bilda ett me- delvärde av deras signaler, samt jämföra dem och even- tuellt likformigt korrigera med avseende på variationer i kvoten medelsignal/genomsnittlig linjär värmealstrings- nivå. Dessa variationer kan framkomma under loppet av flera års användning av bränslepatronerna.

Enligt föreliggande uppfinning åstadkommes en rörlig miniatyrgammatermometer som förflyttas i hål eller kanaler fördelade i reaktorhärden.

I vissa fall skall denna rörliga gammater- mometer vara mycket liten i förhållande till gammatermo- metrar enligt tidigare teknik, för att till exempel pas- sa i det torra hålet i innerstången hos gammatermometern enligt patentansökan 7902418-8. I andra fall kan tillå- tas diametrar ända till 6 mm eller till och med 9 mm, om den rörliga gammatermometern förflyttas i de höljen el- ler kapslar för instrument som finns i många reaktorer.

Det är inte oumbärligt att den rörliga gammatermometern med noggrannhet kalibrerats under till- verkningen, eftersom dess egenstabilitet tillåter den att under förflyttningen i reaktorhärden korrekt återge olika aktivitetsnivâer, utom visserligen i det fall då en myc- ket dålig termisk kontakt mellan den rörliga gammatermo- metern och ifrågavarande hål skulle bringa aggragetet till en mycket högre temperatur (till exempel av stor- hksordningen100°C) än vad normalvärdet är.

Denna stabilitet under reaktorhärdens av- sökning medger att exakt fastställa det relativa gamma- , 40 8004102-3 - 4 - flödet i reaktorhärden. Med hjälp av kalorimetri omvand- las de relativa gammanivåerna lätt till linjära värme- alstringsnivåer genom att kvoten bildas mellan den genom- snittliga gammaaktiviteten och den genomsnittliga linjära värmealstringsnivån och genom att de lokala angivelserna korrigeras med hjälp av denna kvot.

Med den rörliga miniatyrgammatermometern enligt uppfinningen kan således en reaktorhärds tvärsek- tion avsökas eller undersökas för att bestämma aktivitets- nivåerna på olika ställen i härden, och resultaten från en sådan avsökning kan användas för att bestämma linjära vär- mealstringsnivåer i härden och genom kalorimetriska meto- der verifiera de teoretiska kalibreringarna hos fasta gammatermometrar i en komplett eller partiell sats gamma- termometrar av typ enligt patentansökan 7902418-8, om reaktorn är försedd med sådana termometrar.

Om en komplett uppsättning symmetriskt an- bragta gammatermometrar av typ enligt patentansökan 7902418-8 vore anordnade i reaktorhärden, så skulle man kunna jämföra medelvärdet av alla mätningarna med det kalorimetriskt framtagna medelvärdet av bränslets linjära värmealstringsnivå, och man skulle experimentellt kunna fastställa kvoten mellan den linjära värmealstringsnivån och gammatermometrarnas signal, för att verifiera denna kvots teoretiska värde. I detta fall skulle genom använd- ning av den rörliga gammatermometern enligt uppfinningen litet eller till och med ingenting alls vinnas ifråga om kalibreringsnoggrannhet. Däremot vid partiella, osymmet- riska eller spridda satser gammatermometrar enligt patent- ansökan 7902418-8 kan en kalibrering av den linjära vär- mealstringsmedelnivån som funktion av den kalorimetriskt erhållna linjära värmealstringsnivån ha alltför låg nog- grannhet och precisionen i kalibreringen kan då betyd- ligt förbättras med hjälp av en rörlig gammatermometer enligt föreliggande uppfinning. _ Den rörliga gammatermometern enligt upp- finningen finner en viktig användning vid precisionska- librering av kompletta anläggningar av instabila instru- ment för neutronmätning av äldre typ, som till_exempel .fissionskamrar eller självdrlvandc ncutrondctekiorvr, 40 - ß - 2004102-3 som ännu inte ersatts eller inte lätt kan ersättas av system med stationära gammatermometrar av typ enligt patentansökan 7902418-8. I själva verket har rörliga undersökningssystem som använder antingen fissionskam- rar eller självdrivna neutrondetektorer visat sig nöd- vändiga för två huvudtyper av tryckvattenreaktorer, se- dan det har visat sig att stabiliteten hos dessa fasta instrument var otillräcklig, och det har alltid varit nödvändigt för att utföra täta verifikationer av kalib- reringen av de mycket instabila fasta instrument som användes vid kokarreaktorer. Hos reaktorer med sådana instabila fasta installationer och likaså hos reaktorer som endast använder rörliga sonder medför den rörliga gammatermometern enligt föreliggande uppfinning en be- tydligt bättre bestämning av den lokala värmealstrings- nivån.

Nedan beskrivna rörliga gammatermometer är användbar för precisionsprov för att Visa precisio- nen hos gammatermometrar av typ enligt patentansökan 7902418-8 före montering av en komplett uppsättning. Om till exempel endast tre eller fyra enheter enligt patent- ansökan 7902418-8 är installerade i en reaktor där till slut femtio symmetriska satser skall vara anordnade, varav var och en av dem bestående av sju detektorer, så kan man konstatera att den linjära värmealstringsnivå som beräknats med hjälp av dessa tre eller fyra satser under en lång tid är lika med den linjära värmealstrings- nivå som visas av en rörlig gammatermometer som passerat genom hela reaktorhärden och som upprepade gånger visat sig överensstämmande med den ovan beskrivna totala kalo- rimetriska kalibrationen.

Uppfinningen kommer nu att förklaras när- mare med ledning av bifogade ritningar som avser utfö- ringsexempel och i vilka fig. 1 visar en perpektivvy av en sats gammatermometrar, till exempel av typ enligt patentan- sökan 7902418-8 som har modifierats för samverkan med gammatermometern enligt föreliggande uppfinning, varvid denna sats termometrar delvis är inskjuten i ett hål som passerar genom en kärnreaktorhärd; 40 8004102-3 _ 6 ' fig. 2 är ett tvärsnitt av en rörlig mi- niatyrgammatermometer enligt föreliggande uppfinning som lämpar sig för användning i fall enligt fig. 1 och för andra tillämpningar där bestämning av en linjär värme- alstringsnivå krävs; fig. 3 visar ett längdsnitt genom en an- nan utföringsform av den rörliga miniatyrgammatermome- tern innefattande en termobrygga och ett centrerelement mellan termometerhöljet och det hål i vilket termometern är anbragt; fig. 4 är ett längdsnitt av en annan ut- föringsform av den rörliga gammatermometern, där ett parti av differentialtermoelementet är täckt av en vär- mesköld; och fig. 5 visar ett tvärsnitt genom en rörlig gammatermometer av typ som i fig. 3 men vilken modifie- rats så att den termiska längdgradienten bestäms av ka- rakteristika för termoelementets metalltrådar och inte för det hölje i vilka dessa trådar tillsammans med en isolerande fyllning är upptagna.

I fig. 1 är en del av satsen 1 av gamma- termometrar enligt patentansökan 7902418-8 delvis in- skjuten i ett hölje av en bränslestav 2 på ett ställe där det inte finns något bränsle. Kylmedlet strömmar med stor hastighet genom dessa rör och därmed också genom det ringformiga utrymmet 3.

Satsen gammatermometrar innefattar ett hölje 4, som medelst stukning har bragts i god termisk kontakt med gammadetekteringselementets partier 5 med större diameter men som överbryggar elementets partier 6 med mindre diameter (varav ett enda är återgivet).

Flera termoelementlödställen (ej visade) tjänar till att detektera temperaturen hos gammadetekteringselemen- tens olika partier, till exempel 5 och 6, och de reste-- rande elektriska potentialer tillförs via ledare 7 till utanför reaktorn belägna ej visade instrument. Dessa termoelementledare 7 är elektriskt isolerade medelst för reaktormiljön okänsligt, sammanpressat keramiskt pulver och de är täckta av ett metallhölje, så att de på sätt och vis påminner om värmeelementen i en elekt- 40 .....,._...._.. .__ __.._.--.._._._..___.__.....__ -_ ' 7 ' 8004102-3 risk spis, till exempel den som säljs under handelsbe- teckníngen "Calrod". Sådan konstruktion av termoelement- ledare används helt allmänt i kärnkraftsanläggningar.

Ledarna 7 till de olika termoelementen är fasthållna och fördelade inuti ett hål med likformig sektion i gammadetekteringselementens delar 5 och 6 me- delst en räfflad centrumstång 8.

Enligt föreliggande uppfinning är denna centrumstång 8 försedd med ett centrumhål 9 vilket tjä- nar som ett instrumentrör, varvid ett av de instrument som skjutes in där är i synnerhet den rörliga gammater- mometern enligt föreliggande uppfinning. Centrumstång- en 8, modifierad genom anordnande av centrumhålet 9, kom- mer i fortsättningen att betecknas "instrumentrör".

Vid denna punkt i beskrivningen är det an- geläget att ange dimensionerna hos de beskrivna delarna, för att lättare förstå nedan angivna exempel. Röret 2 för bränslepatroner har en innerdiameter om 11,2 mm, centrumstången 8 har en diameter om 3,3 mm och centrum- hålet 9 har en diameter om 2 mm; det är sålunda mycket litet, till och med så att en vanlig blyertsspets med en diameter om 2 mm endast kan införas under sugpassning.

Vid andra mindrendniaturiseradetillämpningar som nedan behandlas är den rörliga gammatermometern enligt uppfin- ningen grövreaned en diameter av 10,5 mm.

Det hål genom reaktorhärden i vilket gam- matermometern är anordnad att förflyttas kan som nedan angivet anta olika former: A. Hålet kan ha formen av en extra, längs- gående koaxiell kanal anordnad i centrumstången hos gam- matermometern enligt patentansökan 7902418-8. Ett typiskt användningsområde för en sådan gammatermometer är de tryckreaktorer som tillverkas av bolaget Combustion Engi- neering, men den kan likaväl tjänstgöra vid andra typer av atomreaktorer.

B. Hålet kan vara anordnat i ett hölje el- ler en kapsel för instrument, av den typ som passerar genom härden i tryckreaktorer tillverkade av bolaget Westinghouse och som normalt används för avsökning med hjälp av en rörlig fissionskammarv. 40 8004102-3 C. Hålet kan finnas i ett torrt styrrör som passerar genom härden i en kokarreaktor, såsom reak- torer tillverkade av bolaget General Electric, och som normalt används för avsökning med hjälp av en självdri~ ven neutrondetektor.

D. Hålet kan slutligen vara anordnat i ett fuktigt styrrör, som till exempel ett sådant som finns i en tryckvattenreaktor tillverkad av bolaget Com- .bustion Engineering. Ett sådant fuktigt styrrör är fyllt med strömmande kylmedel och innehåller normalt bränsle- stavar, men om man underlåter att införa något bränsle, kan den rörliga gammatermometern enligt uppfinningen förflyttas däri.

I fig. dimensioner och form som medför att den kan skjutas in 2 visas en gammatermometer med fig. 1 visade gammatermometersatsen 7902418-8.

Gammatermometerns huvud eller värmealstra- i centrumhålet 9 i i enligt patentansökan re 11 omgives av en sköld 12 vars huvudsakliga uppgift är att tjäna som skärm för värmen men som likaså tjänar som skyddsrör under förflyttningen inuti ett instru- mentrörs centrumhål 19 motsvarande centrumhålet 9 i fig. 1. Detta huvud 11 innefattar två termoelementlödställen och 17 i form av lödpunkter mellan metalltrådarna 22, 23 och 24. Trådarna 22 och 23 är i något lämpligt mate- rial, som till exempel "Chromel", medan tråden 24 och det korta förbindelseelementet 20 är i något annat och med det första förenligt material, som till exempel “Alumel". Dessa två materials skilda termoelektriska egenskaper utnyttjas på väl känt sätt för att vid vart- dera lödstället alstra en potentialdifferens, som är ett mått på respektive lödställes temperatur.

Trådarna 22, 23 och 24 är inneslutna i ett hölje 25 som är fäst vid huvudets 11 bas 14. Den vänstra änden av detta hölje är utanför reaktorhärden åtkomlig för anslutning av mätinstrument till trådarna 22, 23 och 24.

För att förhindra kortslutning mellan trå- darna 22 - 24, eller mellan endera av dessa trådar och huvudet 11 eller höljet 25, är trådarna elektriskt iso- 40 _ 9 - '8004102-3 lerade med hjälp av ett sammanpressat pulver 26.

På ytterytan av höljet 25 är en skruvfor- mig metalltråd 27 lätt omrullad vilken ger styvhet åt höljet, som annars lätt skulle kunna utbuktas under hand- havandet. Den tillåter också gammatermometerns förflytt- ning respektive centrumhål, till exempel centrumhålet 9 enligt fig. 1 eller centrumhålet 19 enligt fig. 2, med hjälp av ett framdrivningsorgan (ej visat) som är anord- nat att ingripa med successiva varv hos den skruvformiga tråden 27 som ett drev med en kuggstång. Andra drivanord- ningar kan framdriva den rörliga termometern med hjälp av friktionshjul direkt ansatta mot höljetsyttersida.

Framdrivningsorganet är anordnat utanför _ reaktorn vid någon i underhållssynpunkt lämplig zon. Höl- jet 25 har en tillräcklig längd för att en stor del där- av skall förbli på en lagringstrumma intill framdriv- ningsorganet när den rörliga gammatermometern så långt som möjligt har inskjutits i reaktorhärden. Höljets yt- terände på lagringstrumman är ansluten till elektriska instrument. Änden vid höljets huvud och gammatermometern blir starkt radioaktiva under avsökningen av reaktorhär- den. När avsökningen har avslutats âterförs höljet från härden med hjälp av framdrivningsorganet och förvaras tillfälligt på lagringstrumman, varefter det åter förs fram, med hjälp av en anordning Y-kopplade omkastare, i ett annat instrumentrör i och för nya mätningar. Den i termometern och höljet uppkomna radioaktiviteten stör inte mätningarna. Utom mätperioderna förvarar man son- den och höljet på ett sådant viloställe, där den uppkom- na radioaktiviteten inte vållar någon olägenhet.

Under gammatermometerns användning uppvär- mer den omgivande gammastrålningen de olika delarna i en utsträckning som beror på det använda materialet. För att förenkla förklaringen antages att alla delarna upp- värmes likadant genom gammaflödet och att temperaturen i centrumhålet 19 är líkformig. Höljet 25 antar då en lik- formig temperatur och förlorar värme i radiell riktning utåt. Huvudet 11 är varmare vid sin högra ände eller spets änvidsin vänstra ände i närheten av basen 14, då ju sistnämnda tjänstgör som värmestrâlare för den så gott .i-f -.--._..._.w-.--~._.-._~._...-_.. ...w em.. _\ $__..__...__._ __. _ .25 40 ..._-_...._ _ --- l.......-.._. n.- .v _ _._ . ......__. -.__._...,.. . 8004102-3 -10- som totala värmemängd vilken frigöres i den högra änden och eftersom det förefinnes en termisk resistans mellan värmestrålaren vid basen 14 och den värmekälla som be- finner sig i huvudets 11 högra ände.

Termoelementets lödställe 17 är sålunda varmare än lödstället 15, varvid temperaturskillnaden är en funktion av gammaflödet i omgivningen. Den elekt- riska krets som bildas av metalltrâden 22, lödstället 17, det korta förbindelseelementet 20, lödstället 15 och trå- den 23 bildar ett differentiellt termoelement mellan löd- ställena 17 och 15. Detta differentiella termoelement ger upphov till en potentialskillnad som är funktion av tem- peraturskillnaden mellan huvudets 11 högra ände och vänst- ra ände 14 (värmestrålaren). Denna mot temperaturskillna- den proportionella potentialskillnad ledes via trådarna 22 och 23 till en utanför reaktorhärden belägen räknare (ej visad).

Temperaturskillnaden mellan termoelementets varma lödställe 17 och kalla lödställe 15 är en direkt funktion av det omgivande gammaflödet och är till stor del oberoende av basens 14 temperatur med undantag av att materialets termiska konduktivitet något varierar med tem- peraturen. För mycket noggranna mätningar skall basens 14 temperatur vara omkring50°C lägre än centrumhålets 19 temperatur. För att undgå all risk för inexakta mätningar, är tråden 24 likaså ansluten till termoelementets lödstäl- le 15, som tjänstgör som varmt lödställe för ledarparet 23 och 24. Tråden 24 går ut till reaktorns utsida, där den på ej visat men för fackmän välkänt sätt är ansluten till ett kallt lödställe, som i sin tur är anslutet till ett av uttagen till en mätare, vars andra uttag är anslu- tet till tråden 23. Sålunda utgör tråden 23 en gemensam ledare för två skilda termoelementkretsar, av vilka den ena bestämmer temperaturskillnaden utmed huvudet 11, me- dan den andra med ett yttre kallt lödställe, bestämmer temperaturen hos värmestrålaren 14.

Temperaturangivelsen för värmestrålaren vid lödstället 15 kan användas för att korrigera uträkningen av det omgivande gammaflödet med hjälp av det differen- tiella termoelement med lödställena 15 och 17. I allmän- 40 _11... 8004102-5 het behövs ingen korrektion om värmestrâlarens tempera- tur inte skiljer sig mera än omkring 50°C från centrum- hâlets 19 temperatur. Om värmestrålarens temperatur vi- sar att den termiska kontakten med centrumhålet 19 är då- lig, kan man om så önskas ta ut aggregatet och åter in- föra det för att erhålla bättre termisk kontakt.

Utsidan av huvudet 11 och insidan av sköl- den 12 är med fördel polerade för att få ringa värme- överföring via strålning mellan dessa två element. Vida- re göres det mellan huvudet 11 och skölden 12 befintli- ga utrymmet snävt och antingen försätts det under vakuum eller fylls med en gas med låg termisk konduktivitet, till exempel med argon eller krypton, för att undertryc- ka eller åtminstone minska värmeöverföringen via konvek- tion mellan huvudet 11 och skölden 12. Till följd därav förlorar huvudets 11 högra ände huvudsakligen värme genom längsgående ledning mot basen 14. Den resulterande termis- ka gradient som därigenom erhålles utmed huvudet 11 kan noga beräknas, eftersom dimensionerna hos huvudet, som bearbetats i en svarv, är noggrant kända och detta huvud är rätt massivt i förhållande till tråden 22, det korta förbindelseelementet 20 och det sammanpressade pulvret 26 som är anbragta i huvudet. Tråden, förbindelseelemen- tet och pulvret har dimensioner och egenskaper som inte är lika väl definierade.

Den i fig. 2 visade utföringsformen upp- visar sålunda den fördelen att dess kalibrering med nog- grannhet kan beräknas och verifieras medelst experimen- tell kalibrering. Dessa tvâ kalibreringar kan då de över- ensstämmer med varandra, användas som standard för kalib- rering av andra gammatermometrar.

I fig. 3 visas en annan utföringsform av gammatermometern 28 enligt uppfinningen, införd i ett centrumhâl 29. Höljet 30 är här förlängt så att det bil- dar en huvudände 30A som är hermetiskt tätat med hjälp av en medelst en elektronstråle utförd lödskarv. Termo- elementets lödställen och trådar inuti gammatermometern 28 är lika de i fig. 2. Lödställena 15A och 17A motsva- rar till konstruktion och funktion lödställena 15 respek- tive 17 i fig. 2. kn 40 8004102-5 -12- Ett nytt särdrag i detta utförande utgöres av en serie elastiska element 32 som är fästa vid höl- jets periferi medelst lödpunkter 33. För tydligheten visas lödställena i ritningen som nitar, men det är klart att i sammanhanget nitar icke användes i praktiken.

De elastiska elementen 32 har två uppgif- ter. De tjänar dels som termobryggor för att hålla tem- peraturen hos höljet i närheten av nitarna 33 nära cent- rumhâlets 29 temperatur, dels som centrerdon för gamma- termometerninuticentrumhâlet 29. Under drift är det vik- tigt att gammatermometerns 28 högra ände eller huvud 30A inte berör centrumhålet 29, eftersom en eventuell kon- takt skulle rubba den termiska gradienten mellan huvudet 30A och lödstället 15A. De elastiska elementens 32 cent- rerverkan medför att det inte kan bli någon skadlig kon- takt.

Tack vare närvaron av termobryggan 32, är en av uppgifterna för lödstället 15A (vars bortre kalla lödställe ej visas) att utvisa om höljets temperatur in- te är korrekt hellre än att åstadkomma en mätning för korrigering av temperaturskillnaden, som fallet är vid utförandet enligt fig. 2, De elastiska elementen 32 kan smörjas med produkten "Nëolube", som är ett speciellt smörjmedel be- stående av grafit i organisk suspension med alkohol som gör det lättare att utstryka. Ett sådant smörjmedel gör det inte endast lättare att inskjuta gammatermometern i instrumentröret utan det ökar även den termiska konduk- tiviteten mellan centrumhålet 29 och gammatermometern.

När inte någon termobrygga används vid en rörlig gammatermometer, har det visat sig att använd- ningen av smörjmedlet “Nëolube" mellan gammatermometern och centrumhålet i instrumentröret ofta medför tillräck- lig termisk kontakt för att få exakta angivelser. I så- dana fall bör emellertid kvaliteten av den termiska kon- takten verifieras genom observation av gammatermometerns absoluta temperatur.

När gammatermometern enligt patentansökan 7902418-8 användes inuti ett torrt rör, är det av två skäl angeläget att använda en sådan termobrygga. Vid det -.~_.....__... __ _ ._ 40 ._13- 8004102-3 biaxiella strömningstermiska systemet hos gammatermomet- rar enligt patentansökan 7902418-8 påverkas precisionen mera av temperaturvariationer hos värmestrâlaren än vid anordningar med enkelriktad värmeströmning enligt före- liggande uppfinning. Vid termometrar enligt patentansö- kan 7902418-8 upphäves ofta denna olägenhet genom vatten- kylning, vilket inte är vanligt vid rörliga gammatermo- metrar.

Det i fig. 4 visade utförandet uppvisar en annan termobrygga och ett annat centrerelement och är så geometriskt utformat, att den enkla stukade for- men hos utförandet enligt fig. 3 kombineras med de myc- ket framstående egenskaperna hos det med en sköld över- täckta huvudet hos utförandet enligt fig. 2.

Gammatermometern 41 är införd i ett cent- rumhål 39. Höljet 43 med termoelementen 15B och 17B har tillplattats genom stukning tills det fått en mycket li- ten tvärsektion vid huvudet 44. En sådan stukning, lämp- ligen utförd medelst laminär flytning, modifierar skalan utmed längdaxeln och tväraxeln i motsatt proportion utan att modifiera termoelementets egenskaper. Det tunna och bräckliga huvudet 44 är täckt av en skyddssköld och styr- del 45. Det element som bildar termobryggan och centrer- donet och vilket också tjänar som värmestrålare har for- men av en starkt ledande krage 46. Mellan kragen 46 och centrumhâlet 39 förefinns endast ett mycket litet spel, tack vare vilket kragen 46 berör centrumhålet 39 för att åstadkomma termisk kontakt. Dessutom säkerställas att gammatermometerns 41 geometriska axel inte kan starkt luta i förhållande till centrumhålets axellinje så att skölden 45 inte vidrör centrumhålet 39.

Det mellan det stukade partiet eller hu- vudet 44 och skölden 45 befintliga utrymmet 47 kan vara försatt under vakuum eller kan fyllas med argon eller krypton. När gammatermometern har införts i härden av en full effekt arbetande reaktor, hade högeränden av spet- sen 44 en temperatur omkring 400C över den intill kra- gen 46 belägnavänstruänden. Det uppskattas att i detta tillstånd ungefär 1% av den totala termiska energimängd som frigjorts i materialen i högra änden av huvudet 44 8004102-3 40 _ 14 _ (framför allt det material som bildar höljet) förloras genom strålning mot skölden, medan omkring 15% förloras mot skölden genom konvektion via en argonfyllning. Åter- stoden strömmade i längsgående ledning utmed huvudet 44 fram till värmestrålaren mitt för kragen 46.

Den i fig. 5 visade utföringsformen är analog med den i fig. 3, men har mycket större känslig- het. iGammatermometern 51 är införd i ett cent- rumhål 49. Höljet 53 innesluter ett sammanpressat isole- rande pulver 55 som uppbär och isolerar lödställena 15C och 17C i termoelementet. I höljets 53 framände 54 är detta pulver avlägsnat för att lämna ett fritt utrymme 57, som kan försättas under vakuum eller fyllas med en föga konduktiv gas.

I denna utföringsform bildar trådarna 58 och 59 gammastrålningsdetektorerna genom att invändigt uppvärmas under inverkan av gammaflödet. Trådarna åstad- kommer även den termiska ledningen utmed en längsgående bana mot en värmestrålare. Huvudet 54 av höljet 53 tjänar som värmesköld för trådarna 58 och 59.

Vid denna utföringsform har det differen- tiella termoelementet sålunda två uppgifter, nämligen dels att uppfånga gammastrålningen och omvandla den till värme, dels att indikera den resulterande temperaturskill- naden. Detta skiljer denna senare utföringsform från de andra ovan diskuterade, i vilka det differentiella termo- elementet i huvudsak endast har sistnämnda uppgift.

Det framgår av föregående beskrivning att den beskrivna rörliga gammatermometern lämpar sig för många användningstillfällen. Utöver användningen för ka- librering av en sats gammatermometrar, kan den användas för kalibrering av en sats instrument för mätning av kärnaktivitet av annan typ, till exempel självdrivna neutrondetektorer. Vidare kan den rörliga gammatermome- tern enligt uppfinningen användas ensamt antingen som ett stationärt och definitivt installerat mätinstrument, eller som ett permanent disponibelt rörligt mätinstru- ment .

Claims (7)

8Ûfl4~102~3 Eatentkrav

1. Anordnig för mätning av den värmemängd som alstras av ett visst längdavsnitt av en bränslestav (2) i en kärnreaktor, vilken anordning innefattar en flyttbar sond med ett huvud (11) och æigæmesmálnumsummmmehæf och som kan förskjutas i ett hål i reaktorhärden samt uppvisar en termiskt isolerande massa som absorberar gammastrålning, varvid dels en värmesänka (14) vilken uppvisar ungefär samma temperatur som hålet, och dels termo- elektriska element för mätning av temperaturskillnaden mellan den absorberande massan och värmesänkan är anordnade, k ä n n e - t e c k n a d av att - de termoelektriska elementen uppvisar två seriekopplade löd- ställen (15,17), - det ena lödstället (15) är anordnat i området för nämnda huvuds bas (14) som bildar värmesänkan, medan det andra löd- stället (17) är placerat i huvudet för att ta upp temperaturen av den absorberande massan, - tre isolerade ledare (22-24) leder till lödställena, varvid en ledare (22) är ansluten till lödstället (17) i huvudet och de tvâ övriga ledarna (23, 24 är anslutna till lödstället (15) i basen, och bägge lödställena är förbundna med varandra av ett förbindelseelement (20), - nämnda tre ledare är upptagna i ett rörformat och med isolerande pflver Q6) fyllt hölje (25) vilket skiljs från huvudet av nämnda bas som bildar värmesänkan.

2. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a 6 av att det rörformade höljet är böjligt och är upplindbart på en trumma.

3. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att det rörformade höljet omslutes med kraftig spänning av en skruvlinjeformigt lindad metalltråd (27), varvid stigningen av den av träden bildade gängan ungefär är lika med trädens dubbla diameter, och att ett framdrivningsorgan som ett kuggdrev ingriper med den av tråden bildade gängan.

4. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att höljet består av separata element. _15- 8004102-3

5. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att höljet består av ett enda stycke.

6. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att höljet har på det ställe där det upptar de tre ledarna större diameter än i området för skarvstället (17) i huvudet.

7. Anordning enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda område med mindre diameter omslutes av en koaxial sköld (12) som avskärmar huvudet.