SU716419A1

SU716419A1 - Устройство дл определени концентрации дел щегос вещества в топливных образцах без их разрушени

Info

Publication number: SU716419A1
Application number: SU782629514A
Authority: SU
Inventors: В.Л. Ромоданов; В.Г. Николаев
Original assignee: Московский Инженерно-Физический Институт
Priority date: 1978-06-16
Filing date: 1978-06-16
Publication date: 1987-04-15

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ДЕЛЯЩЕГОСЯ ВЕЩЕСТВА В ТОПЛИВНЫХ ОБРАЗЦАХ БЕЗ ИХ РАЗРУШЕНИЯ, состо щёё^^^из блока: замедлител источника нейтронов и датчика нейтронов делени , преимущественно всеволнового, окруженного поглощающим тепловые нейтроны материалом, о т л и- ч а ю щ е ее тем, что, с целью увеличени точности измерений, в него введен импульсный источник нейтронов, а размер и материал блока замедлител и датчика нейтронов делен.и выбраны так, что константа спада тепловьк нейтронов блока замедлител меньше константы спада датчика.(ЛCZ

Description

i fv у/ } f f ./

/. У.

.J // j .

/ v «

4

O5

NU

CO

q)ui.l

.,м.«....-..........,--.--..--.-- . .--,.-.--..-. -.

Предлагаемое устройство относитс ; кд бласти дерной энергетики, в частнрсти , к устройствам дл определени , кбйцёйтрации дел щегос вещества в

тепловыдел ющих элементах дерных , реакторов, В насто щее врем дл не ,-. разрушающего контрол используютс устройства, основанные на принципе рёгййТ рацйи kalK собственного, так и

йндуцирова:нного излучени ТВЭЛов. 10 Конструктивно такие устройства имеют источник облучени ТВЭЛов идатчик звтбричного излучени по коййчёбтву и составу KoTopbto можно судить о концентрациидел щегос вещества. 15 ; . Йайёолёё 8лй1 КИМ к предлагаемому изобретению вл етс устройство дл ° :определё1нй кШцёйтрации дел щегос

вещества в топливных образцах без их :ра:зрупГ1ени; .--...-,-.,---- , Это устройство содержит блок замедлит ел источ11ика нейтрОнов в виде бака с раствором дел щегос вещества , датчик нейтроновделени ти- па йсевойнового окружённого погло- 25 щйющиМ тепловые нейтроны материалом

и посто нный сурьм нобериллиевьш источник нейтроной.

Недостатком устройства вл етс малый период пблураспада нейтронного 30

-- -- истЬчййка, что приводит к быстрому

снижению его мощности, а, следоватеЛьно , к точности конечного результата и его надежности, такIcaknpftходитс вводить пЬправки на измере- 5 ние мощности при длительной работе

устройства. ;- : -.

Целью предлагаемого изобретени вл етс увеличение точности и надеж ; ности определени кбнцёнтрацйн дел - 40

щегос вещества при йййтельной рабо ; тё устройстйа .. , :,,

Поставленна цёйьддстйгае тс тем, что в известное устройство, содержащее блок замедлител и датчик нейтро- 45 нов делени типа всеволнового окруженного экраном, поглощающим тёпповые нейтроны, введен импульсный источник нейтронов, причем константе спада тепловых нейтронов датчика нейтронов 50 делени должна быть больше соответствующей величины блока замедлител . Последйее условие однозначно определ ет размеры и мате|зиал, из которого , изготовлены блок и датчик. Выбира 55 ;- сортНошени йёжду константами спада, можно добитьс ма;ксимальной точности в определении концентраци дел щегос вещества в исследуемом образце.

92

Схематически , устройство изображено на фиг. 1; на фиг.2- временна зависимость пЬтока нейтронов.

Предлагаемое устройство состоит Из Импульсного источника нейтронов 1 расположенного снаружи или внутри блока замедлител 2, датчика нейтронов делени , состо щего из блока замедлител нейтронов делени , образца 3 и счетчиков замедлившихс нейтфонов делени. 4, причем датчик нейтронов делени отведенот блока замедлител 2 и исследуемого образца 5 экраном 6 из материала поглощающим замедлившиес нейтроны. Блоки замедлител и датчика нейтронов делени могут быть изготовлены из водородсодержащего материала, например плексигласа . - . :

В частности испытанное устройство было следующим.-.

Материал замедлител и датчика нейтронов - плексиглас. Размеры замедлител - 290 « 180 580 мм. Размеры датчика нейтронов делени следающие: толщина 50 мм, высота 290 мм. Датчик окружал кассету диаметром 68 мм. В датчике примен лись счетчики теплрвьрс нейтронов типа СНМ-14 в количестве 6 штук.

Константа спада тепловых нейтронов замедлител 5520 с , датчика нейтронов 20-180 с V. В кассете на-, ходилось 20 стержней уран обогащенны до 2% и. .

Работа устройства по определению концентрации дел щихс веществ без их разрушени состоит в следующем.. Импульсный источник нейтронов 1 создет в блокё замедлител 2 поток тепловых нейтронов, который облучает исследуемьй образец 5. Под действием тепловьйс нейтронов происходит деление дер исследуемого образца. Быстрые нейтроны делени , проход без ослаблени зкран 6, попадают в блок замедлител нейтронов делени 3, где станов тс тепловыми и регистрируютс счетчиками 4. Тепловые нейтроны блока замедлител 2 поглощаютс зкраном 6 и не попадают в счетчики 4. В момент вспьЩгки нейтронов импульсного источника нейтронов попадает в блок 3 и служит дл мониторировани его мощности. При выборе частоты пЬвторбнй импульсов генератора много больше самого короткого периода полураспада- запаздывающих нейтронов, последние дадут посто н

Claims

ный по времени фон нейтронов. При условиях, что константа спада тепловых нейтронов датчика нейтронов деления больше, чем константа спада блока замедлителя, временная завися- 5 мость потока нейтронов, регистрируемая счетчиками 4, будут иметь вид, представлений на фиг. 2. Число нейтронов , соответствующее крутой константе спада 1, будет пропорциональ- 10 но мощности нейтронного источника, ·. число нейтронов соответствующее пологой константа спада (2) будет пропорционально концентрации вещества изотопа, делящегося: на тепловых 15 нейтронах, и связанной как с плотностью вещества, так и с обогащением, а число нейтронов дающее постоянный по времени фон (3) пропорционально сумме слагаемых, зависящих от общей 20 концентрации делящегося вещества, например U²³⁸ и U²³⁵ , в которую также входят как плотность, так и обогащение. Отношение числа нейтронов, связанных с крутой константой к чис- 25 :лу нейтронов пологой, дает относительную концентрацию изотопа, делящегося на тепловых нейтронах, зави- * сящую как от плотности вещества, так и от обогащения, нормированную на мощность источника. При этом для нормировки не требуется отдельного мониторного тракта. Отношение числа нейтронов, представляющих постоянный фон, к числу нейтронов пологой константы спада дает относительное обогащение образца и практически не зависит от плотности.

Таким образом, вышеописанное устройство позволяет определить концентрацию делящихся веществ, например U²⁵⁵ или U²³⁹ в присутствии U²³⁸ , причем возможна сколь угодно длительная работа устройства, так как рно обладает качеством самомониторирования на одном и том же электронном Тракте, что повышает точность и надежность конечного результате. Кроме того, устройство позволяет разделить эффекты изменения концентрации делящегося вёщества; связанные как с плотностью его, так и с обогащением. Все устройство может быть реализбвано простыми средствами и укомплектовано приборами, выпускающимися серийно промышленностью.