SU609123A1 - Device for testing gas permeability of fuel element shells - Google Patents
Device for testing gas permeability of fuel element shellsInfo
- Publication number
- SU609123A1 SU609123A1 SU762320005A SU2320005A SU609123A1 SU 609123 A1 SU609123 A1 SU 609123A1 SU 762320005 A SU762320005 A SU 762320005A SU 2320005 A SU2320005 A SU 2320005A SU 609123 A1 SU609123 A1 SU 609123A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- gas permeability
- heater
- irradiation
- fuel
- converter
- Prior art date
Links
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
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
1one
Изобретение относитс к области дерной энергетики и может быть использовано дл контрол качества изготовлени и определени состо ни оболочки тепловыдел ющего элемента (ТВЭЛ).The invention relates to the field of nuclear energy and can be used to control the quality of manufacture and to determine the state of the shell of a heat-generating element (TVEL).
Известно устройство дл контрол герметичности оболочки ТВЭЛ 1, в котором нарушение герметичности оболочки ТВЭЛ определ етс по уровню радиоактивности газовой среды, омывающей ТВЭЛ, в котором используетс дерный реактор.A device is known for monitoring the tightness of the shell of a TVEL 1, in which the leakage of the shell of a TVEL is determined by the level of radioactivity of the gaseous medium washing the fuel element in which the nuclear reactor is used.
Недостатком этого устройства вл етс больша длительность реакторных испытаний , котора составл ет 200-800 ч, и использование реактора дл контрол герйетичности оболочек ТВЭЛ не экономично.The disadvantage of this device is the long duration of the reactor tests, which is 200-800 hours, and the use of the reactor to control the tightness of the fuel cell cladding is not economical.
Ближайшим к изобретению техническим решением вл етс устройство 2, содержащее камеру облучени , нагреватель, конвертор , колонку с поглотителем и детектор. В этом устройстве в нагреватель помещают предварительно облученный образец, облучение которого производитс на ускорителе электронов с Энергией не ниже 15 Мэв, пучок которого преобразуетс в пучок жестких тормозных гамма-квантов при взаимодействии электронов на выходе ускорител с конвертором , представл ющим собой мишень из материала с большим Z (вольфрам, тантал, платина и др.).The closest technical solution to the invention is a device 2 comprising an irradiation chamber, a heater, a converter, an absorber column and a detector. In this device, a pre-irradiated sample is placed in the heater, the irradiation of which is carried out on an electron accelerator with an energy of not less than 15 MeV, the beam of which is converted into a beam of rigid bremsstrahlung gamma quanta when the electrons interact at the accelerator output with a converter that is a Z (tungsten, tantalum, platinum, etc.).
Облученный образец помещают в нагреватель , чтобы стимулировать выделение газов, образовавшихс в нроцессе облучени , а поток гели транспортирует выделившиес газы в колонку.The irradiated sample is placed in a heater to stimulate the emission of gases formed during the irradiation process, and a stream of gels transports the evolved gases to the column.
Недостатком этого устройства вл етс низка чувствительность и точность измерени газопроницаемости, об словленна тем, что при однократном контакте потока газа носител с поглотителем колонки не происходит полного поглощени всего радиоактивного газа, выдел ющегос при нагреве облученного образца.A disadvantage of this device is the low sensitivity and accuracy of gas permeability measurement, due to the fact that when the carrier gas stream makes a single contact with the column absorber, the entire radioactive gas released during the heating of the irradiated sample is not completely absorbed.
Целью нзобретени вл етс повышение чувствительностн н точности намерени газопроннпаемостп . Под чувствительностью в данном случае следует понимать - абсолютное минимальное значение радноактивного газообразного нродукта, которое может быть достоверно зарегистрнровано, а нод точностью измерени газонроницаемости - точность анализа. Поставленна цель достигаетс тем, чтоThe purpose of the invention is to increase the sensitivity of the intent accuracy of gas permeability. The sensitivity in this case should be understood as the absolute minimum value of the radonactive gaseous product, which can be reliably recorded, and the accuracy of the gas permeability measurement node, the accuracy of the analysis. The goal is achieved by the fact that
нагреватель установлен в камере облучени , конвертор расположен непосредственно у стенки нагревател , а камера облучени и колонка соединены посредством замкнутой системы циркул ции газа-носител газообразных продуктов фотоделени .the heater is installed in the irradiation chamber, the converter is located directly at the wall of the heater, and the irradiation chamber and the column are connected by means of a closed circulation system of the carrier gas of the gaseous photofission products.
На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.The drawing schematically shows the proposed device.
В герметичной камере 1 облучени размещен полый нагреватель 2, в непосредственной близости от стенки нагревател 2 установлен электронно-фотонный конвертор 3 (диск из вольфрама толщиной 2 мм, диаметром 30 мм). Исследуемые ТВЭЛы 4 установлены на поворотный диск 5 устройства перемещени и замены ТВЭЛов 6. Устройство содержит механизм подачи ТВЭЛов 7 к месту облучени и нагрева 8. Механизм 7 снабжен теплостойким щтоком 9. Насос 10 обеспечивает циркул цию газа-носител (гели ) через объем камеры облучени 1 и колонку с поглотителем 11 инертных газов, р дом с которой находитс детектор 12 радиоактивного излучени с многоканальным амплитудным анализатором 13 и цифропечатью 14.A hollow heater 2 is placed in the sealed irradiation chamber 1, and an electron-photon converter 3 is installed in the immediate vicinity of the wall of the heater 2 (a disk made of tungsten 2 mm thick and 30 mm in diameter). Investigated fuel rods 4 are mounted on a rotary disk 5 of a device for displacing and replacing fuel rods 6. The device contains a feed mechanism for fuel rods 7 to the irradiation and heating site 8. Mechanism 7 is equipped with a heat-resistant brush 9. Pump 10 circulates carrier gas (gels) through the volume of the irradiation chamber 1 and a column with an inert gas absorber 11, next to which is a radioactive radiation detector 12 with a multichannel amplitude analyzer 13 and a digital printing 14.
Работа установки осуществл етс следующим образом.The operation of the installation is carried out as follows.
Исследуемые ТВЭЛы в количестве 6- 10 щтук устанавливают в чейках поворотного диска 5 (диски сменные).The investigated fuel rods in the amount of 6 to 10 shtyuk installed in the cells of the rotary disk 5 (removable disks).
Объем системы циркул ции газа-носител откачивают насосом 10 до Ю- тор, после чего эта система заполн етс гелием до давлени 0,2-0,4 тор.The volume of the carrier gas circulation system is pumped out by pump 10 to HUTOR, after which this system is filled with helium to a pressure of 0.2-0.4 Torr.
Камера 1 устанавливаетс на ускоритель и юстируетс на пучке ускоренных электронов так, чтобы пучок падал на электронно-фотонный конвертор 3. Рассто ние от поверхности ТВЭЛа 8 до конвертора 3 мм. Стенки камеры облучени охлаждаютс циркулирующей водой.Camera 1 is installed on the accelerator and is adjusted on the beam of accelerated electrons so that the beam falls on the electron-photon converter 3. The distance from the TVEL 8 surface to the converter is 3 mm. The walls of the irradiation chamber are cooled with circulating water.
Регул тором напр жени температура нагревател 2 поднимаетс до требуемой (1000-2000°С).The voltage regulator of the heater 2 rises to the required value (1000-2000 ° C).
В место нагрева и облучени 8 на термостойком штоке 9 из чейки диска 5 подаетс известное (весовое) количество дерного горючего без оболочки (например, окиси урана ) , которое в течение определенного времени (например, 30 мин) облучаетс жесткими гамма-квантами, рожденными в электроннофотонном конверторе 3 при торможении пучка электронов с энергией 15 Мэв и током 20 мка. Образованные при фотоделении радиоактивные газообразные продукты Хе Хе139, Кг Кг при нагревании диффундируют к поверхности горючего и транспортируютс потоком гели к колонке с поглотителем 11. Многократна циркул ци гели через объем камеры 1 и колонки с поглотителем 11 устран ет потери выделившихс из ТВЭЛов газов на пути от камеры 1 к поглотителю 11. В процессе облучени ТВЭЛа детектор 12, многоканальный анализатор 13 регистрируют излучение от активности, собранной в поглотителе 11.A known (weight) amount of nuclear fuel without a shell (e.g., uranium oxide) is fed to the heating and irradiation site 8 on the heat-resistant rod 9 from the cell of the disk 5, which is irradiated for a certain time (for example, 30 minutes) by hard gamma quanta produced in electron-photon converter 3 when decelerating an electron beam with an energy of 15 MeV and a current of 20 μA. The radioactive gaseous products Xe Xe139, Kg Kg formed during photofission, diffuse to the fuel surface when heated and are transported by helium flow to the column with absorber 11. Repeated circulation of the gels through chamber volume 1 and the absorber column 11 eliminates losses of gases released from the fuel elements on the way from chambers 1 to the absorber 11. In the process of irradiating a fuel rod, the detector 12, the multichannel analyzer 13 register the radiation from the activity collected in the absorber 11.
Затем прекращают облучение и измер ют количество собранных радиоактивных газов.The irradiation is then stopped and the amount of collected radioactive gases is measured.
Заменив образец и поглотитель 11 другими, аналогичное измерение провод т с ТВЭЛом, имеющим известное (весовое) количество Replacing the sample and absorber 11 with others, a similar measurement is carried out with a fuel rod having a known (weight) amount
окиси урана в оболочке. Сравнивают результаты измерений, рассчитывают коэффициент проницаемости оболочки ТВЭЛа.uranium oxide in the shell. Compare the measurement results, calculate the permeability of the shell of a fuel rod.
Провод т измерени с новым ТВЭЛом из числа установленных в диске 5.Measurements are carried out with the new TVEL from among those installed in disk 5.
Обычно испытани газопроницаемости оболочки ТВЭЛа провод т путем облучени в реакторе. Такие испытани длительны: облучение ведетс 200-800 ч.Usually, gas permeability tests of the fuel cladding are carried out by irradiation in a reactor. Such tests are long lasting: irradiation takes 200-800 hours.
Ядерный реактор должен иметь отдельный канал дл таких испытаний, то есть реактор должен быть специальным.A nuclear reactor must have a separate channel for such tests, that is, the reactor must be special.
Преимуществом предлагаемой установки в этом плане вл етс то, что она позвол ет, во-первых, вести указанные исследовани на любом ускорителе электронов с энергией 15 Мэв (тем более, что ускоритель электронов значительно дешевле реактора) и, вовторых , такие исследовани экспрессны: облучение и контроль одного ТВЭЛа занимает 1-2 ч.The advantage of the proposed installation in this regard is that it allows, firstly, to carry out these studies on any 15 MeV electron accelerator (especially since an electron accelerator is much cheaper than a reactor) and, secondly, such studies are express: radiation and control of a fuel rod takes 1-2 hours
Технически выполнение исследований газопроницаемости путем изучени проникновени газообразных радиоактивных продуктов фотоделени по сравнению с реакторными испытани ми существенно проще.Technically, performing gas permeability studies by studying the penetration of gaseous radioactive photofission products as compared to reactor tests is much simpler.
К тому же, в предлагаемой установке при фотоделении ТВЭЛ может быть нагрет до любой требуемой температуры в процессе облучени . Это позвол ет получать данные не только о газопроницаемости оболочки ТВЭЛа, но и о кинетике процесса газовыделени .In addition, in the proposed installation, during photofission, the fuel elements can be heated to any desired temperature during the irradiation process. This makes it possible to obtain data not only on the gas permeability of the fuel cladding shell, but also on the kinetics of the gas evolution process.
Введение нагревател ТВЭЛа в канал дерного реактора хот и принципиально возможно, однако существенно скажетс на процессе облучени из-за возмущени потока нейтронов в месте нахождени нагревател и исследуемого ТВЭЛа.The introduction of a fuel rod heater into the nuclear reactor channel is possible in principle, but it will significantly affect the irradiation process due to disturbances in the neutron flux at the location of the heater and the fuel cell under investigation.
Таким образом, при реакторных испытани х ТВЭЛов процессы облучени и выделени газообразных радиоактивных продуктов делени разделены по месту и по времени, то есть измерени более длительны, чем при использовании предлагаемой установки.Thus, during reactor tests of fuel rods, the processes of irradiation and release of gaseous radioactive fission products are separated by place and time, i.e. measurements are longer than when using the proposed facility.
Услови радиационной безопасности при реакторном облучении требуют применени специальных боксов дл работы с высокоактивными ТВЭЛами, которые не нужны при работе на предлагаемой установке.The radiation safety conditions for reactor irradiation require the use of special boxes for working with highly active fuel rods, which are not needed when working at the proposed facility.
Система замкнутой циркул ции газа-носител обеспечивает не только возможность собирани газообразных радиактивных продуктов делени без потерь, но и, в отличие от известных установок, работает с существенно меньшим расходом гели .The system of closed circulation of the carrier gas provides not only the possibility of collecting gaseous radioactive fission products without loss, but, unlike the known installations, it works with a significantly lower flow rate of gels.
Кроме того, така система не загр зн ет активными газами рабочих помещений, не требует сооружени фильтров очистки дл предотвращени загр знени внешней среды и работающих с радиоактивными криптоном, ксеноном, летучими химическими соединени ми .In addition, this system does not contaminate the active gases of the working premises, does not require the construction of cleaning filters to prevent contamination of the environment and working with radioactive krypton, xenon, and volatile chemical compounds.
Приближение электронно-фотонного конвертора к облучаемому ТВЭЛу на минимальное рассто ние обеспечивает оптимальноеApproximation of the electron-photon converter to the irradiated TVEL for the minimum distance ensures optimal
использование пучка жестких гамма-квантов, плотность нотока в этом случае максимальна.the use of a beam of hard gamma-quanta, the density of the current in this case is maximum.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU762320005A SU609123A1 (en) | 1976-02-02 | 1976-02-02 | Device for testing gas permeability of fuel element shells |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU762320005A SU609123A1 (en) | 1976-02-02 | 1976-02-02 | Device for testing gas permeability of fuel element shells |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU609123A1 true SU609123A1 (en) | 1978-05-30 |
Family
ID=20647454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU762320005A SU609123A1 (en) | 1976-02-02 | 1976-02-02 | Device for testing gas permeability of fuel element shells |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU609123A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2790147C1 (en) * | 2022-02-21 | 2023-02-14 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" | Transport nuclear power plants irradiated fuel assemblies fuel element cladding tightness monitoring method |
-
1976
- 1976-02-02 SU SU762320005A patent/SU609123A1/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2790147C1 (en) * | 2022-02-21 | 2023-02-14 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" | Transport nuclear power plants irradiated fuel assemblies fuel element cladding tightness monitoring method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Storer et al. | The relative biological effectiveness of various ionizing radiations in mammalian systems | |
| Andersson et al. | A neutron rem counter | |
| SE7906249L (en) | METLANS FOR COOK WATER REACTORS | |
| US3717765A (en) | Device for non-destructive consumption testing of reactor fuel elements | |
| SU609123A1 (en) | Device for testing gas permeability of fuel element shells | |
| US4409480A (en) | Method and system for the testing and calibration of radioactive well logging tools | |
| JP2978106B2 (en) | Active neutron measurement method and apparatus | |
| JPH04301597A (en) | Apparatus for measuring subchannel void rate in fuel-bundle testing apparatus for light water reactor | |
| JP3137548B2 (en) | Charged particle, X-ray detector | |
| Armstrong et al. | RADIATION CHEMISTRY OF SOLUTIONS: II DOSE-RATE, ENERGY, AND TEMPERATURE DEPENDENCE OF A LEUCO TRIARYLMETHANE DOSIMETER SOLUTION | |
| Saunders et al. | A Convenient Source of Gamma Radiation | |
| RU2527489C2 (en) | Neutron-activation method of monitoring burning of spent fuel assemblies of thermal neutron reactors and apparatus therefor | |
| Dodson et al. | Products of the uranium fission. Radioactive isotopes of iodine and xenon | |
| RU2410772C1 (en) | Method of determining integrity of casing of irradiated fuel elements | |
| Williamson et al. | Characterization of an epithermal irradiation facility | |
| JP3131059B2 (en) | Non-destructive measurement method and apparatus for boron 10 | |
| IL30264A (en) | Method and device for examining nuclear fuel elements | |
| SU813213A1 (en) | Method of determination of boron concentration | |
| Thaler | The measurement of capsule heat transfer gaps using neutron radiography | |
| Moore | Neutron, electron and X-ray beams used for radiation research from a Van de Graaf generator | |
| RU2167457C2 (en) | Method for monitoring coolant steam quality in nuclear reactor | |
| JPH0118376B2 (en) | ||
| Sakata et al. | Calorimeter Pair for Determination of Absorbed Dose in Epoxy and Carbon in Swimming-Pool-Type Reactor | |
| GALTIER | IRRADIATION OF 33SV IN THE SILOE REACTOR FOR THE PRODUCTION OF" Mo, 131I AND 133Xe RADIOISOTOPES | |
| Coehoorn et al. | Measurements and calculations on thermal, Argonaut type, cores in the STEK-facility at Petten |