TW201921379A - 偵測一核能設施的一控制元件之中子吸收能力之偵測設備及方法 - Google Patents

Abstract

一種偵測設備可用以偵測一核能設施之一控制元件之中子吸收能力，且包括一中子放射照相設備及一機器人設備。該中子放射照相設備包括具有可變強度之一中子發射源、一偵測器陣列、一遮罩設備，及一定位機器人，其全部係在一中央處理器及資料獲取單元之控制下。該中子發射源有利地在一開啟狀態與關斷狀態之間可切換，在該開啟狀態下具有可變源強度，此除了將該中子發射源置放於核能電廠地點處之一檢測池中以外避免了任何屏蔽需要，該檢測池包括但不限於用過燃料或運輸護箱擱置池。該中子發射源位於該控制元件之一翼之一個側處且產生一中子流，該偵測器陣列位於一翼之一相對側上，且該中子發射源及該偵測器陣列以機器人方式沿該翼前進。即時監測該偵測器陣列，且可將該遮罩設備之各種遮罩定位於該中子發射源與該偵測器陣列之間以更特定地識別中子正傳遞通過的葉片上之位置。

Description

偵測一核能設施的一控制元件之中子吸收能力之偵測設備及方法

所揭示及主張之概念大體上係關於核能發電裝備，且更特定而言，係關於一種意欲評估BWR及PWR核能反應器之控制元件之中子吸收能力的偵測設備及使用方法。

已知存在各種類型之核能發電系統，且特定地已知該等核能發電系統包括沸水反應器(boiling water reactor；BWR)及壓水反應器(pressurized water reactor；PWR)。BWR包括數個葉片，以及其他組件，該等葉片用作吸收中子且控制核能設施之反應器內之核反應的控制元件。如本文中所使用，表達「數個」及其變化應廣泛地係指任何非零數量，包括數量1。圖1中用數字6以例示性方式描繪一個此類葉片。

此類葉片經組態為具有細長十字形形狀，其具有一轂及自該轂突出之四個翼。該等翼經結構化為各自收納於燃料總成之鄰近對之間以吸收水中之中子，該等燃料總成位於該水內。在BWR之正常操作期間，相當大部分的葉片通常被至少部分地抽出免於位於燃料總成之間，且可根據需要而進一步前進至位於燃料總成之鄰近對之間的位置中。餘下的葉片將經定位為部分地至完全地抽出，如由核心反應度管理要求依據曝露核心耗盡及反應器熱餘裕要求所判定。葉片之此類進一步插入會致使葉片進入反應器燃料區域，引起吸收較大數目個中子，藉此以已知方式減慢或控制核反應。

BWR控制葉片各自包括被填充有硼或其他中子吸收物質且被加頂蓋之複數個細長中空通道。在一種此類類型之葉片設計中，通道經定向為實質上垂直於轂之縱向範圍且係藉由在翼之邊緣中鑽孔而形成。孔被形成有硼或另一中子吸收物質且被加頂蓋。在另一此類葉片設計中，葉片係藉由提供細長中空管而形成，該等管各自具有細長通道，該通道被填充有硼或另一中子吸收物質且接著在末端處被加頂蓋，且接著，該等管並排地鋪放且以多種方式中之任一者貼附在一起，諸如藉由運用金屬薄片覆蓋該等管以形成細長十字形形狀。

隨著時間推移，葉片中含有硼或其他中子吸收物質之通道可以多種方式中之任一者顯現缺陷。此類缺陷將接著允許用於反應器之高壓冷卻水進入為吸收材料而保留之空間。水侵入至中子吸收物質中通常會具有洗掉有缺陷的吸收劑管內之吸收材料的效應，藉此使控制葉片內之區域部分地或完全地缺少中子吸收物質。後果為，在此類破裂通道附近之葉片不會視需要而吸收中子。當控制葉片之有缺陷的部分足夠大以減弱複數個控制葉片插入物滅絕反應器內之核鏈反應的總體能力，或引起不可接受的反應器功率分佈及所得的熱餘裕損失時，自安全性及操作觀點來看，此吸收損失變得顯著。

隨著時間推移，任一給定葉片可在其上具有歸因於此類缺陷而缺乏中子吸收物質的一或多個部位，在該等部位處，葉片不會吸收中子，且更確切而言允許中子直接傳遞通過葉片。雖然中子直接傳遞通過葉片的某一數目個區及/或某一區分佈可被視為可接受的，但葉片吸收中子且減慢或以其他方式控制核反應的總體能力必須不受損。因而，一旦存在視覺或操作缺陷指示，就必須非破壞性地檢驗葉片，以評定其有效地吸收中子且藉此滿足設計及安全性要求的連續能力。

在一種此類先前檢測方法中，將中子吸收膜施加於翼之一個側上，且將中子源施加於翼之相對側處。未被吸收且更確切而言在翼上之任一給定部位處傳遞通過翼的中子在彼部位處之膜上留下標誌指示。已用於此類程序中之中子源使用鉲252，其為如下所述之中子源：該中子源不斷地發射中子，且因此在輸送期間及在其於檢測程序期間之使用之某些部分期間需要特殊屏蔽。在葉片大規模地曝露於來自中子源之中子之後，將接著移除膜，且常常以X射線膜之方式檢驗中子已傳遞通過翼的包括標誌指示之區域。接著基於膜之評估來評估翼之中子吸收能力。此類膜之使用已出於數個原因而繁重，該等原因包括：用以達成為量化葉片有效性所需要之有意義的膜曝露的時間範圍延長；所需要之鉲252中子源的屏蔽特殊；及在起始程序與獲得程序之結果之間逝去的時間長。因此將需要改良。

一種改良式偵測設備可用以偵測一核能設施之一控制元件之中子吸收能力，且包括一中子放射照相設備及一機器人設備。該中子放射照相設備包括一中子發射源、一偵測器陣列，及一遮罩設備。該中子發射源有利地在一開啟狀態與關斷狀態之間可切換，且使用一加速器，其將一氘粒子發射於另一氘粒子或一氚粒子處以引起藉由一核熔合反應而產生氦同位素及過多中子。該中子發射源因此在輸送期間不需要屏蔽且僅在浸沒至燃料檢測池中之某一深度之後才被賦能至該開啟狀態，此避免了針對額外人員或設備屏蔽之任何需要。該中子發射源位於一翼之一個側處且產生一中子流，該偵測器陣列位於一翼之一相對側上，且該中子發射源及該偵測器陣列以機器人方式沿該翼前進。即時監測該偵測器陣列，以藉由量測傳遞通過葉片之該中子流而判定該偵測器陣列是否發射表示一缺陷之一偵測的一輸出信號。若該偵測器陣列未量測到中子沿該翼之長度之任何地方過多地傳輸通過該翼，則彼翼被視為已通過檢測且被視為可接受的。另一方面，若該偵測器陣列在該翼上之一給定部位處偵測到中子傳輸通過該翼，則將該遮罩設備之各種遮罩定位於該中子發射源與該偵測器陣列之間以更特定地識別該等中子正傳遞通過的該葉片上之位置。每一遮罩呈一板狀中子吸收器之形式，該板狀中子吸收器具有形成於其中之一小開口。藉由使用一或多個遮罩且運用機器人操縱器操縱該一或多個遮罩，該偵測器陣列可判定中子被偵測為傳遞通過每一翼的該翼上之精確位置。此類處理可快速地發生，且當完成時，可評估結果以判定彼翼是否通過或彼翼是否需要替換或修復。

因此，所揭示及主張之概念之一態樣係提供一種可用以偵測及評估一核能設施之一控制元件之中子吸收能力的改良式偵測裝置。

所揭示及主張之概念之另一態樣係提供一種在偵測及評估一核能設施之一控制元件之中子吸收能力時操作此類偵測設備的改良式方法。

所揭示及主張之概念之另一態樣係提供此類裝置及方法，其使能夠即時評估一控制元件之一葉片之中子吸收性質。

所揭示及主張之概念之另一態樣係提供此類改良式偵測裝置及方法，其中一中子發射源能夠在一關斷狀態與一開啟狀態之間切換，且該中子發射源因此在輸送期間或在使用期間不需要屏蔽，且更確切而言依賴於用於任何屏蔽之一燃料檢測池中之水，當該中子發射源處於其開啟狀態時可需要該屏蔽。

所揭示及主張之概念之另一態樣係提供此類改良式偵測裝置及方法，其允許藉由提供具有數個遮罩之一遮罩設備而快速地評估一核能設施之一控制元件之中子吸收性質，該等遮罩可個別地及以各種組合被使用以使能夠使用逐漸較精細評估裝置來評估中子已被偵測為傳遞通過的一葉片之一區域，該等逐漸較精細評估裝置准許以一適當高解析度快速地評估該葉片之各種部分，而不需要以相同高解析度評估該整個葉片，藉此節省了時間。

因而，所揭示及主張之概念之一態樣係提供一種可用以偵測一核能設施之一控制元件之一中子吸收能力的改良式偵測設備，該偵測設備可被大體上陳述為包括：一處理器設備，其可被大體上陳述為包括一處理器及一儲存器；一機器人設備，其與該處理器設備通信且可被大體上陳述為包括數個操縱器；一中子放射照相設備，其可被大體上陳述為包括一中子發射源、一偵測器陣列及一遮罩設備，該中子放射照相設備經結構化以將該控制元件大體上收納於該中子發射源與該偵測器陣列之間，該中子發射源在一開啟狀態與一關斷狀態之間可切換，處於該開啟狀態之該中子發射源係在一電賦能條件下，其經結構化以產生一中子流，處於該關斷狀態之該中子發射源係在一電失能條件下，其經結構化以不輸出有意義的中子流，該偵測器陣列經結構化以偵測未被吸收地傳遞通過該控制元件的該中子流之一未被吸收部分，該偵測器陣列經進一步結構化以產生表示該中子流之該未被吸收部分的一輸出信號；且該遮罩設備可藉由該數個操縱器中之至少一第一操縱器而在數個位置之間移動，該數個位置中之一位置為該遮罩設備至少部分地安置於該中子發射源與該偵測器陣列之間的位置，該數個位置中之另一位置為該遮罩設備自該中子發射源與該偵測器陣列之間移除的位置。

所揭示及主張之概念之其他態樣係由一種操作前述偵測設備以偵測一核能設施之一控制元件之一中子吸收能力的改良式方法提供，其中該核能設施具有可用於實現控制元件檢測之一水池。該方法可被大體上陳述為包括：在該中子發射源處於該關斷狀態之情況下收納至該檢測水池中；在該水池中將處於該關斷狀態之該中子發射源浸沒至一預定水深度；及當該控制元件檢測將開始時將該中子發射源自該關斷狀態切換至該開啟狀態，此服從以下條件：該中子發射源在該水池中之深度滿足或超過該預定水深度以提供充足屏蔽以允許該中子發射源發射一中子流。該方法潛在地可進一步包括：將該偵測器陣列及該遮罩設備收納至該水池中；將該控制元件之至少一部分大體上收納於該中子發射源與該偵測器陣列之間；及監測該偵測器陣列以自其取得一輸出信號之可能輸出，該輸出信號將表示該中子流之一未被吸收部分未被吸收地傳遞通過該控制元件之該至少部分。

圖1及圖3至圖4中大體上描繪根據所揭示及主張之概念的改良式偵測設備4，且圖2中示意性地描繪改良式偵測設備4。偵測設備4有利地可用以檢測核能設施8之控制元件6的其吸收中子之能力。圖1及圖3至圖4描繪控制元件6已自其位於核能設施8之複數個燃料總成之間的常見位置移除且已收納於諸如用過燃料池之水池30中，但任何水池可用以收納控制元件6以用於下文更詳細地闡述且使用偵測設備4執行之檢測方法。

偵測設備4可據稱包括中子放射照相設備12、機器人設備14及處理器設備16。另外，偵測設備4包括將輸入信號提供至處理器設備16之輸入設備18，及自處理器設備16接收輸出信號之輸出設備20。諸如處理器設備16、輸入設備18及輸出設備20或其部分之某些組件可位於控制面板21上，控制面板21可被定位成遠離機器人設備14且可經由繫纜(umbilical) 23而與機器人設備14連接。各種組件之其他組態將係顯而易見的。

處理器設備16可包括許多各種組件且可大體上具有一般用途電腦的性質，該一般用途電腦包括諸如微處理器或其他處理器之處理器以及諸如RAM、ROM、EPROM、EEPROM、FLASH及其類似者之儲存器，且其功能具有電腦上之內部儲存器的性質。處理器設備16包括數個常式22，其儲存於儲存器中且可在處理器上執行以致使處理器設備16且因此致使偵測設備4執行某些操作，諸如下文將更詳細地所闡述。輸入設備18可包括數個偵測裝置或其他輸入裝置中之任一者，且可包括與處理器設備連接之輸入端子。輸出設備20可包括多種輸出裝置中之任一者，且可包括例如但不限於視覺顯示器、音訊轉訊器及資料輸出裝置等等。

自圖1及圖3可理解，控制元件6具有細長十字形形狀，其可被大體上描述為包括中心轂24及複數個翼28A、28B、28C及28D，翼28A、28B、28C及28D可在本文中共同地或個別地用數字28指代，且翼28A、28B、28C及28D中之每一者自轂24延伸。翼28中之每一者具有形成於其中之數個通道39，小數目個通道39係以翼28B上之虛線表示，其被填充有致使控制元件6吸收中子之含硼材料或其他中子吸收材料。應注意，所有翼28具有形成於其中之通道39，且通道39沿每一翼28之實質上整個長度而定位。如下文將更詳細地所闡述，偵測設備4有利地可用以評定形成於翼28中之每一者中的通道39中之任何一或多者是否已損失其硼或其他中子吸收材料，以致使其上之任何一或多個位置處之控制元件6可被中子透過且因此不吸收中子或在此類位置使中子吸收縮減。

中子放射照相設備12可據稱包括中子發射源32、偵測器陣列36及遮罩設備38。一般而言，中子發射源32在開啟狀態與關斷狀態之間可切換。在開啟狀態下，中子發射源32係在電賦能條件下且經組態以輸出中子流50，諸如圖4中大體上所描繪。在關斷狀態下，中子發射源32係在電失能條件下且不輸出有意義的中子流。中子發射源可被視為屏蔽於惟面向控制元件6之翼28之側除外的所有側上，且因此大體上僅在一個方向(亦即，面朝翼28之方向)上發射中子流50。

中子發射源32可據稱包括加速器42、數個第一粒子44，及數個第二粒子48。加速器42為粒子加速器，其在電賦能時具有數百千伏特之電位差。在賦能開啟狀態與失能關斷狀態之間切換加速器42的能力有利地使中子發射源32能夠在開啟狀態與關斷狀態之間切換。

在本文中所描繪之例示性實施例中，第一粒子44為數個氘粒子。亦在本文中所描繪之例示性實施例中，第二粒子48可為氘粒子或氚粒子。當加速器42處於其電賦能開啟狀態時，其加速第一粒子44以致使第一粒子44撞擊第二粒子48，以致使氘粒子及/或氚粒子進行核熔合且藉此產生形成中子流50之中子。在第二粒子48為氘粒子之情形中，第一粒子44中之一者與第二粒子48中之一者的碰撞會產生氦3(He3，其在原子核中包括兩個質子加一中子)加作為中子流50之部分而發射的額外中子。在第二粒子48為氚粒子之情形中，第一粒子44中之一者與第二粒子48中之一者的碰撞會引起產生氦4(He4，其在原子核中包括兩個質子及兩個中子)加作為中子流50之部分而發射的額外中子。

偵測器陣列為經組態以偵測中子且尤其是偵測中子流50之裝置，且可被同樣地視為屏蔽於惟面朝翼28之側除外的所有側上。偵測器陣列36可為偵測中子之多種裝置中之任一者，包括但不限於離子腔室，該離子腔室含有或被塗佈有BF3、He3、濃化鈾(裂變腔室)或其他此類同位素，其吸收中子且藉此瞬發地釋放帶電粒子，諸如可隨後被收集及量測為電荷脈衝或整合成電流之阿法或貝他粒子、質子、氘核或裂變碎片。偵測器陣列36合意地將具有高中子敏感度且亦具有拒絕伽馬輻射的能力，其必要地為正常受輻照控制元件之組件。當偵測器陣列36偵測到超過某一臨限值之中子信號，意謂偵測到滿足或超過預定臨限值的來自中子流50之中子之部分時，偵測器陣列36輸出在輸入設備18處作為至處理器設備16之輸入而接收的告警信號。回應於接收到源自偵測器陣列36之此類告警信號，常式22可在偵測器陣列36被定位的部位中起始進一步處理。另外或替代地，常式22可致使處理器設備16產生某一類型之輸出信號，其傳達至輸出設備22且產生可由例如技術員偵測之輸出。

遮罩設備38可據稱包括複數個遮罩，複數個遮罩中之至少一些係由圖1及圖3所展示且係以數字52A、52B、52C及52D指示之四個例示性遮罩表示，且可在本文中共同地或個別地用數字52指代。如下文將闡釋，遮罩52可據稱另外包括圖5C所描繪之另一遮罩85，且可包括但不限於其他遮罩。遮罩52各自具有板狀組態且係由諸如鎘或其他適當材料之中子吸收材料形成。遮罩52A、52B、52C及52D各自具有形成於其中之開口，該等開口分別係以數字56A、56B、56C及56D指示且可在本文中共同地或個別地用數字56指代。在所描繪之例示性實施例中，開口56各自呈細長槽之形式，其中已移除對應遮罩52之材料，此因此在中子流50之此類部分存在於開口56附近之情況下准許中子流動通過開口56。其中形成有開口56之遮罩52可各自另外或替代地各自被稱作準直器。

機器人設備14可據稱包括支撐件58及複數個操縱器，複數個操縱器位於支撐件58上且以數字62A、62B、62C、62D、62E及62F指示，其可在本文中共同地或個別地用數字62指代。操縱器62各自為具有位於支撐件58上之一個末端及與其相對之另一末端的機器人操縱器，該另一末端攜載中子放射照相設備12之組件。在所描繪之例示性實施例中，操縱器62A、62B、62C及62D在其自由端處分別攜載對應遮罩52A、52B、52C及52D。操縱器62E攜載中子發射源32，且操縱器62F攜載偵測器陣列36。操縱器62各自以機器人方式操作，且因此可彼此獨立地操作以彼此獨立地移動遮罩52及中子發射源32以及偵測器陣列36。應明確地注意，中子放射照相設備12及機器人設備14在本文中被描繪為包括僅四個遮罩52 (加遮罩85)及攜載遮罩52之四個對應操縱器62，但應理解，可取決於特定應用之需要而使用任何數目個操縱器62及任何數目個遮罩52，如下文將更詳細地所闡述。

在所描繪之例示性實施例中，開口56A、56B、56C及56D各自具有分別具有長度64A、64B、64C及64D且分別具有寬度68A、68B、68C及68D之細長大致矩形形狀。如上文所提及，遮罩52自身吸收中子，但開口56准許中子流動通過。

機器人設備14另外包括某一類型之機器人牽引機機構，其位於支撐件58上且在控制元件6之翼28上嚙合控制元件6，或以其他方式相對於控制元件6移動支撐件58或反之亦然。就此而言，應理解，偵測設備4或支撐件58或兩者可包括額外結構或支撐元件，其位於水池30之基底處且經組態以在控制元件6收納於水池30中時收納控制元件6且在其上攜載控制元件6。替代地，控制元件6可僅僅收納於水池30中且可使支撐件58收納於控制元件6上，其中牽引機接著以機器人方式操作以沿控制元件6之縱向範圍移動支撐件58。

在使用中，中子發射源32處於其關斷狀態之偵測設備4收納於水池30中，且浸沒於其中直至中子發射源32位於水池30內之預定深度82 (圖1)處。在預定深度82處，中子發射源32可切換至其開啟狀態，此係因為水池30中之水提供對中子流50之足夠屏蔽，使得不需要額外屏蔽來保護人員免於中子流50。因此，有利地，偵測設備4依賴於已經存在於水池30中之屏蔽以在中子發射源處於其開啟狀態時屏蔽人員免於中子流50。當中子發射源32自一個部位輸送至另一部位時及在中子發射源32浸沒至預定深度82之前，在開啟狀態與關斷狀態之間切換中子發射源的能力避免了針對其他屏蔽之需要。亦即，在輸送期間及在浸沒至預定深度82之前的中子發射源32僅僅處於其關斷狀態，且並不置於其開啟狀態直至其浸沒至水池30中處於或低於預定深度82之深度。

當支撐件58位於控制元件6上時或反之亦然，操作操縱器62E及62F以致使中子發射源32及偵測器陣列36位於將被檢測的翼28之相對表面處，翼28為圖1、圖3及圖4中之翼28A。由於離開中子發射源32之中子處於太高的能態而不能由偵測器陣列36偵測到，故中子發射源32必須與翼28之表面隔開足夠距離以使中子能夠被熱化且因此被充分地減慢，使得傳遞通過翼28的中子流50之中子可由控制元件吸收或在缺陷之狀況下由偵測器陣列36偵測到。

在偵測操作之初始階段，其上定位有遮罩52之操縱器62經配置使得遮罩52遠離中子發射源32及偵測器陣列36而定位，諸如圖1中大體上所描繪。中子發射源32接著在其尚未處於其開啟狀態之情況下切換至此類狀態，且監測偵測器陣列36輸出信號以判定在翼28上之任一給定位置處是否存在缺陷。

若未自輸出36偵測到輸出，則操作支撐件58上之牽引機以致使支撐件58且因此致使操縱器62及位於其上之中子放射照相設備12沿控制元件6之縱向範圍前進。若在沿正被檢測的翼28之縱向範圍之任一點處未自偵測器陣列36偵測到信號，則翼28被視為良好，意謂其上沒有如下所述之區域：來自中子流50之中子未被吸收地傳遞通過翼28，且更確切而言，翼28已吸收中子流50之全部部分，而不准許中子流50之任何部分由偵測器陣列36偵測到。可接著針對控制元件6上之其他翼28重複處理程序直至全部翼28已被檢測。

另一方面，偵測器陣列36可在沿翼28之某一部位處產生由輸入設備18接收且作為輸入而提供至處理器設備16之輸出信號，於是常式22中之一者將源自偵測器陣列36之信號視為指示偵測到已在此類部位處未被吸收地傳遞通過翼28的中子流50之部分。通道69之例示性集合被描繪於圖1及圖4中，且表明中子發射源32及偵測器陣列36在任何給定時間鄰近於形成於正被評估的翼28中之複數個通道69。因而，偵測器陣列36已偵測到中子流50之部分傳遞通過翼28的來自偵測器陣列36之輸出信號不會自行指示鄰近於偵測器陣列36而定位之一或多個通道69中之哪一者可能破裂且可能已損失其硼或其他中子吸收物質。然而，應注意，僅僅偵測到發出中子流50之未被吸收部分傳遞通過翼28之信號的來自偵測器陣列36之輸出不會自動地引起將翼28或控制元件6拒絕為有缺陷及需要替換。更確切而言，若本文中所呈現之分析之結果為給定控制元件6具有不大於預定數目個失效位置(亦即，意謂其上未吸收中子的位置)，且若此類位置之分佈充分地分散，則控制元件6可被宣告為有效且不需要替換。然而，有必要判定中子未被吸收且傳遞通過控制元件6的在控制元件6上之任何此類位置之範圍及部位。然而，如上文所提到，偵測到來自偵測器陣列36之輸出信號未必指示通道69中之哪一者/哪一些處於部分或完全失效之狀態。因而，只要偵測器陣列36提供表示在中子未被吸收地傳遞通過的翼28上之位置處偵測到中子信號的輸出信號，就操作遮罩設備38以更精細地分析翼28之區域，中子發射源32及偵測器陣列36安置於該區域中，以便用較大特定性確切地判定翼28上之哪些位置准許中子傳遞通過。

因此，有利地，部署遮罩設備38，諸如圖3中大體上所描繪，該部署係藉由以下方式而進行：操作一或多個操縱器62以在中子發射源32與偵測器陣列36之間定位遮罩52中之一或多者，以使偵測器陣列36免於惟來自中子流50之傳遞通過開口56之彼等中子除外的全部中子，開口56形成於已以此類遮蔽方式而部署之遮罩52中之每一者中。雖然遮罩52可由對應操縱器62個別地部署，但可理解，任一個別經部署遮罩52將阻擋中子流50之所有中子，惟在開口56被定位的部位中除外，該部位可為具有遮罩之對應開口56之長度64及寬度68的區域，該遮罩位於中子發射源32與偵測器陣列36之間。然而，若複數個遮罩52經部署及定位使得開口56彼此疊覆，則可由偵測器陣列36接收的中子流50之部分僅為傳遞通過翼28且亦傳遞通過對應開口56彼此疊覆之區域的中子流50之彼部分。此類合作之複數個遮罩52可在本文中被稱作遮罩系統70，且遮罩系統70之遮罩52的開口56之疊覆部分可據稱形成孔口72。若開口56彼此垂直地定向，則所得孔口72比偵測器陣列36之橫截面積小得多，意謂翼28之相對較小部分(亦即，小於偵測器陣列36之橫截面尺寸)可經單獨地檢測以判定翼28上之每一此類位置是否有缺陷且准許來自中子流50之中子傳遞通過。

自圖5A可理解，遮罩系統70具有孔口72，其可被理解為比疊覆於翼28之偵測器陣列36小得多。應注意，圖5A、圖5B、圖5C及圖5D以假想線將偵測器陣列36之例示性輪廓描繪為其將被定位成疊覆於翼28，但其中偵測器陣列36已被移除以便較佳地觀測遮罩52中之疊覆開口56。

自圖5A可理解，孔口72可據稱具有第一尺寸76 (在本文中所描繪之例示性實施例中，其等於寬度68A)及第二尺寸78 (在所描繪之例示性實施例中，其等於寬度68B)。在彼特定遮罩系統70之遮罩52A及52B係如圖5A所描繪而定位的情況下，監測偵測器陣列36以判定其是否產生將表示來自中子流50之中子傳遞通過孔口72的輸出信號，孔口72疊覆於翼28上之給定位置84A。若自偵測器陣列36偵測到信號，則此事實被記錄於處理器設備16中。亦即，處理器設備16將記錄在翼28上之位置84A處偵測到中子的事實。另一方面，若當遮罩系統70係如圖5A所描繪而定位時未偵測到中子，則處理器設備16可(且很可能將)記錄在翼28上之位置84A處未偵測到中子的事實。

接著可操縱遮罩系統70以將孔口72移動至不同位置，諸如圖5B所描繪之位置84B。自圖5A與圖5B之比較可理解，可理解，藉由使用操縱器62B以在自圖5A轉至圖5B時自圖5A及圖5B之觀點來看在垂直向下方向上平移遮罩52，將孔口72自圖5A之第一位置84A移動至圖5B之第二位置84B。在遮罩系統70係如圖5B中而配置之情況下，監測偵測器陣列36以判定其是否產生將指示中子在位置84B處傳遞通過孔口72的輸出信號。當孔口72疊覆於位置84B時是否自偵測器陣列36偵測到輸出信號被記錄於處理器設備16中。就此而言，應理解，在適當時，亦可針對由偵測器陣列36進行的中子之偵測而評估圖5A之位置84A與圖5B之位置84B之間的任何數目個中間位置，且將此類偵測(或非偵測)記錄於處理器設備16中。

因此可操縱遮罩設備38直至已藉由以下方式而評估鄰近於偵測器陣列36的在翼28上之全部位置：將孔口72疊覆於此類位置上方，且偵測偵測器陣列36是否已產生指示中子在翼28上之此類位置處通過的輸出信號。藉此，可能有必要使用不同遮罩，諸如圖5C所描繪，其中遮罩52B與遮罩設備38之其他遮罩85組合以形成另一遮罩系統70A，其具有疊覆於翼28上之另一位置84C的孔口73。舉例而言，遮罩52A可能已被抽出且遮罩85部署於其位置中。出於揭示簡單起見而在圖1及圖3中未描繪其他遮罩85。遮罩85係由其自己的機器人設備14之操縱器單獨地操縱，同樣地出於揭示簡單起見而在隨附圖式中未描繪該操縱器。在所描繪之例示性實施例中，圖5C之孔口73具有與圖5A及圖5B之孔口72相同的第一尺寸76及第二尺寸78。

可看出，遮罩85具有形成於其中之其自己的開口，該開口大致定位於遮罩85之中間，而非較接近於遮罩85之末端(遮罩52A係較接近於其末端之狀況)，且此使遮罩85之末端87能夠延伸超出開口56B之邊緣。亦即，各種遮罩(諸如以數字52、85等等指示，且其可包括本文中未明確地描繪之其他遮罩)經組態使得在各種組合中其可完全地阻擋如下所述之中子的通過：除了另外傳遞通過例如孔口72或73以外的可傳遞通過翼28之來自中子流50之中子。

可理解，遮罩52中之一或多者相對於其他遮罩52及其類似者的移動可程式化至常式22中之一者中，且由處理器設備16及與其連接之機器人設備14執行。同樣地，各種遮罩52及85以及本文中可能未明確地描繪之其他此類遮罩的選擇及其結合其他此類遮罩52的使用可同樣地程式化至常式22中之一者中。

因此可自前述內容理解，位於圖5A中大體上所描繪之部位處的偵測器陣列36已產生輸出信號，其指示中子正自中子流50在翼28上直接鄰近於偵測器陣列36之一或多個位置處傳遞通過翼28且由偵測器陣列36偵測到。因而，遮罩52A及52B係如圖5A所描繪而部署及定位。遮罩系統70經操縱使得其孔口72以光柵狀方式橫越偵測器陣列36與翼28之間的全部位置(84A、84B、84C等等)連續地定位，以判定在此類位置中之哪一者處偵測器陣列36再次產生指示中子之輸出。換言之，如圖5A至圖5C中而定位之偵測器陣列36在翼28上鄰近於偵測器陣列36之某一位置處偵測到中子，且各種遮罩52因此部署於偵測器陣列36與翼28之間且經定位以在全部位置(諸如位置84A、84B及84C)之間移動孔口72，以用較大特定性判定翼28上鄰近於偵測器陣列36之特定位置，其中中子實際上正傳遞通過翼28。

作為實例，可能已判定僅在圖5C中之位置84C處自偵測器陣列36接收到正信號。此將指示，當偵測器陣列36位於圖5A至圖5C所描繪的控制元件6上之部位中時，及當偵測器陣列36最初產生其表示在沿其橫截面積之某處偵測到中子的輸出信號時，偵測器陣列36實際上在位置84C內之某處偵測到中子。此將指示翼28具有在位置84C內之失效區域。

取決於孔口73之橫向尺寸的大小，如圖5C中的位置84C為中子源之判定可為不需要進一步分析之充分精確資訊。另一方面，可決定處理器設備16僅僅識別位置84C不充分地準確以評估控制元件6吸收中子的總體能力，而無論簡單地在該部位處抑或總體而言，且可決定可保證更特定及精細的細節，如圖5D及圖6中大體上所描繪。舉例而言，可決定移除遮罩52B及58免於鄰近於偵測器陣列36而定位，且代替地部署遮罩52C及52D以形成另一遮罩系統70B，其開口56C及56D相對窄於遮罩系統70A之開口。亦即，寬度68C及68D相對窄於寬度68B及遮罩58中之開口之寬度。因而，如圖5D中而疊覆之開口56C及56D可形成相對較小孔口83，其具有相對較小的第一尺寸76A及第二尺寸78A (圖6)，亦即，相對小於孔口72及73之第一尺寸76及第二尺寸78。

遮罩系統70B可經操縱使得孔口83沿圖6所描繪且自身各自為位置84C內之離散區域的複數個其他位置88連續地定位，位置84C在圖5C中被識別為具有自中子流50傳遞通過位置84C之中子。因而，遮罩52C及52D可由操縱器62C及62D操縱，使得所得孔口83以光柵狀方式橫越各種其他位置88之間的位置84C移動，直至偵測到數個其他位置88具有傳遞通過其他位置88之中子信號。偵測器陣列36是否輸出其與其他位置88中之任一者一致的警報信號被記錄於處理器設備16中。

中子被偵測到之例示性其他位置88在圖6中係用交叉影線示意性地指示且以數字90A、90B、90C、90D及90E表示，數字90A、90B、90C、90D及90E可在本文中共同地或個別地用數字90指代。若在其他位置90處偵測到中子信號為充分地詳細且精確之資訊，則位置84C之評估可結束，且偵測器陣列36可沿控制元件60之長度移動至另一部位。替代地，若需要其他位置90之更詳細的分析，則可部署其中形成有甚至更小的開口之其他遮罩52而以光柵狀方式評估其他位置90中之每一者內的數個較小區域，且將與此類較小區域一致的來自偵測器陣列36之所得輸出信號記錄於處理器設備16中，直至獲得關於中子流50傳遞通過翼28上的確切之處的充分詳細的資訊。重申，來自偵測器陣列36之所有此類輸出係在處理器設備16處被即時接收。

應理解，在不運用遮罩設備38之情況下最初使用偵測器陣列36直至偵測器陣列36提供輸出，且接著在中子信號被偵測到之位置(例如，84A、84B及84C)以及其他位置84及90 (進一步作為實例)處回應性地使用具有逐漸較小開口56之遮罩52，會節省檢測時間且引起快速檢測程序。雖然可以最精細的可能孔口大小來評估整個翼28，但運用此類精細度對整個翼進行此類評估將會花費過長的時間段且很可能將係不必要的。然而，藉由使用具有相對較大開口56A及56B之遮罩52A及52B執行相對粗略分析以粗略地識別中子信號被偵測到之各種位置84，且藉由接著使用具有相對較小開口56C及56D之遮罩52C及52D執行相對較精細評估，僅在知道存在中子信號的位置84處進行相對較精細評估。因而，可使用由遮罩52A及52B提供之相對粗略分析而快速地評估及忽略信號未被偵測到之各種位置，且可僅在中子信號已知被偵測到之處部署相對較精細分析。在中子信號被偵測到之位置處使用此類逐漸較精細評估會提供較大的效率及最小化的時間浪費。

應理解，所使用之各種遮罩52取決於控制元件6中之通道69的組態。如上文所提及，翼28B中之在圖1中以例示性方式描繪的通道69 (且其表示沿所有翼28之實質上整個長度而位置的通道69)表示一種將通道69組態為在其中含有硼或其他中子吸收物質之已知方式，亦即，垂直於轂24之縱向範圍。如上文所提到，存在替代設計，其中含有硼或其他中子吸收材料之通道被定向為平行於轂24之縱向範圍。因此可能需要提供不同組態之遮罩，該等組態之開口具有經最佳化以評估此類替代通道配置之不同大小及/或形狀及/或定向。

圖7A至圖7C中描繪替代遮罩系統170。替代遮罩系統170經組態使得其開口156可選擇性地具有複數個不同尺寸。此係藉由以下方式而實現：將遮罩系統170組態為包括其中形成有凹口160之板狀第一構件154，且進一步提供可相對於第一構件154移動之板狀第二構件166。就此而言，可將單獨的機器人牽引機提供於遮罩系統170上，以使第二構件166相對於第一構件154移動或反之亦然。自圖7A至圖7C可理解，開口156具有固定長度164，但寬度在例如相對較寬寬度168A (諸如圖7A所描繪)、相對較小寬度168B (諸如圖7B所描繪)及進一步較小寬度168C (如圖7C所描繪)之間可變。各種寬度168A、168B及168C係例示性的且可更大、更小等等，而不脫離本發明之精神。

作為實例，遮罩系統170潛在地可代替被移除且用具有相對較窄開口56C之遮罩52C替換的遮罩52A。同樣地，遮罩系統170之另一例子可代替遮罩52B及52D兩者且將避免必須移除遮罩52B以用遮罩52D替換。更確切而言，遮罩系統170可保持於鄰近於偵測器陣列36之適當位置，且經簡單地操縱以諸如藉由以下方式使其開口156相對較窄：逐漸地改變開口156，使得其寬度自圖7A所描繪且以數字168A指示之寬度變成直至寬度縮減至以圖7C中之數字168C指示之寬度。遮罩系統170可與遮罩系統170之額外例子一起或與但不限於其他遮罩52一起使用。

可理解，遮罩系統170可採取其他形式，該等形式不僅准許開口156之寬度改變，而且可改變長度164，以及可同樣地改變其上之開口156之位置。可設想提供各種開口位置或尺寸及兩者之額外遮罩系統之數個組態中之任一者。

圖8A及圖8B中大體上描繪根據所揭示及主張之概念的改良式方法。處理可據稱開始，如在204處，其中將處於關斷狀態之中子放射照相設備12收納於核能設施8之檢測水池30中，且浸沒直至中子發射源32處於或低於預定深度82。如在208處，可接著將控制元件6定位於水池30中，使得控制元件6之翼28或其他部分大體上位於中子發射源32與偵測器陣列36之間。如在212處，可接著藉由賦能加速器42以致使其發射中子流50而將中子發射源32自其關斷狀態切換至其開啟狀態。在監測偵測器陣列36以自偵測器陣列36取得信號之可能輸出時，可接著相對於控制元件6遞增地移動支撐件52或反之亦然，該信號將表示中子流50之未被吸收部分未被吸收地傳遞通過控制元件6之部分。若偵測到此類輸出，則此類輸出可由輸入設備18接收且作為輸入信號提供至處理器設備16。如在220處，若自偵測器陣列36未偵測到高於臨限值之信號，則處理可繼續，如在216處，其中將中子放射照相設備12沿控制元件6遞增地移遠。另一方面，若在220處自偵測器陣列36接收到信號，則如在224處可產生輸出。如上文所提到，輸出可由輸入設備18接收，且可引起輸出警報信號或觸發常式22以操縱遮罩系統38，或兩者。

舉例而言，且如在228處，可將遮罩設備38之部分自大體上遠離中子發射源32及偵測器陣列36而安置之部位移動至大體上位於中子發射源32與偵測器陣列36之間的另一部位。處理可接著繼續，如在232處，其中使用遮罩系統38藉由使用孔口72評估控制元件6，孔口72具有初始大小且以光柵狀方式圍繞控制元件6之彼區域移動，同時監測偵測器陣列36以取得額外信號，該等額外信號將表示中子流50之未被吸收部分未被吸收地傳遞通過控制元件6及孔口72。如在236處，處理器設備16可記錄自偵測器陣列36接收到額外信號所處的控制元件6上之一或多個位置。若如在240處判定不需要評估之較大精細度，則如在244處可終止分析，且可輸出分析之結果以供專家評估。

然而，若在240處判定需要評估之進一步精細度，則處理可繼續，如在248處，其中可藉由使用遮罩系統及相對較小大小之孔口83而實行運用偵測器陣列36偵測到信號所處的位置之進一步評估。再次，此類分析將以如上文所闡述之光柵狀方式執行，或可以其他方式實行而不脫離本發明之精神。可發生記錄，如在252處，記錄係關於已自偵測器陣列36接收到其他信號所處的控制元件6上之更精細界定位置中之任一者。

應理解，上文所提到之程序可取決於針對效率之需要而以多種不同次序中之任一者執行。舉例而言，有可能的是，可在不部署遮罩設備38之情況下使用中子發射源32及偵測器陣列36整體上評估翼28，以便發現在其上偵測到中子信號之各種部位。此後，可使用具有相對較大開口56A及56B之遮罩52A及52B進行另一遍次，且當不使用遮罩設備38時，可橫越在第一遍次期間偵測及儲存之各種部位以光柵狀方式移動此類遮罩系統70。將記錄在遮罩62A及62B處於適當位置之情況下偵測到信號的各種位置。此可橫越正被評估之翼之整個長度而發生。接著，或許可使用相對較精細遮罩52C及52D橫越控制元件之整個長度進行另一遍次，且信號已被偵測及儲存之僅彼等位置將為由遮罩系統70A進行之進一步分析的主題。其他變化將係顯而易見的。

因此可理解，本文中所描述之偵測設備及方法准許快速地評估控制元件6，且准許判定控制元件是否需要替換或控制元件6是否可重新部署於核能設施8中。有可能的是，可提供偵測設備4之變化，其中使用多個中子發射源及偵測器陣列同時地評估多個翼28。中子發射源32有利地可在關斷條件與開啟條件之間切換，藉此當發射源32自一個部位輸送至另一部位時避免了屏蔽需要。如上文所提及，已知的鉲中子發射源不能關斷，且因此中子發射源32在不存在5米深大水池之情況下有利地避免了針對為輸送鉲源所需要之單獨重屏蔽運輸護箱的需要。另外，使用偵測器陣列36及遮罩系統38之評估提供對翼28之即時分析，此實現了指導評估之較大效率，且其亦避免了針對將膜長期曝露於中子源之需要。另外，將遮罩設備38組態為提供逐漸較小孔口以僅在需要較精細評估之彼等位置中提供此類較精細評估會節省評估時間，且引起控制元件6之快速總體評估。其他優點將係顯而易見的。

雖然已詳細地描述本發明之特定實施例，但熟習此項技術者應瞭解，鑒於本發明之總體教示，可對彼等細節做出各種修改及替代。因此，所揭示之特定實施例意謂僅係說明性的且並不限制本發明之範疇，本發明之範疇係由隨附申請專利範圍之全部廣度以及其任何及所有等效者給出。
數字清單
4 安全系統
6 工人
8 軌道
10 結構
12 地板
13 距離
14 伸長方向
15 設施
16 基底
18 腹板
20AB 凸耳
22 上部表面
24AB 下部表面
26AB 側向表面
28 掉落阻抗設備
30 掉落保護設備
32AB 吊運車
34 支撐件
35 附接設備
36 連接器
38 繫纜
40 環圈
42 繫繩
44 連接設備
45 銷設備
46 銷
47 墊圈
48 搭扣
49 螺釘
50 支柱
51 凹痕
52 上部把手
53 有斜面的末端
54 下部把手
55 撐臂
56AB 耳部
57 緊固件
58 緊固件
59 孔
61 孔
63 穿孔
64 框架
65 螺紋孔
66 第一輥
68 第二輥
70 卡鉤
72AB 框架半部
74 腿部
75 柄部
76 本體
77 螺母
78AB 安裝板
79 孔
80 撐臂
82 突片
84 嚙合結構
86 突出部
88 孔
90 力

4‧‧‧偵測設備

6‧‧‧控制元件

8‧‧‧核能設施

12‧‧‧中子放射照相設備

14‧‧‧機器人設備

16‧‧‧處理器設備

18‧‧‧輸入設備

20‧‧‧輸出設備

21‧‧‧控制面板

22‧‧‧常式

23‧‧‧繫纜

24‧‧‧轂

28A‧‧‧翼

28B‧‧‧翼

28C‧‧‧翼

28D‧‧‧翼

30‧‧‧水池

36‧‧‧偵測器陣列

38‧‧‧遮罩設備

42‧‧‧加速器

44‧‧‧第一粒子

48‧‧‧第二粒子

50‧‧‧中子流

52‧‧‧遮罩

52A‧‧‧遮罩

52B‧‧‧遮罩

52C‧‧‧遮罩

52D‧‧‧遮罩

56A‧‧‧開口

56B‧‧‧開口

56C‧‧‧開口

56D‧‧‧開口

58‧‧‧支撐件

62‧‧‧操縱器

62A‧‧‧操縱器

62B‧‧‧操縱器

62C‧‧‧操縱器

62D‧‧‧操縱器

64A‧‧‧長度

64B‧‧‧長度

64C‧‧‧長度

64D‧‧‧長度

68A‧‧‧寬度

68B‧‧‧寬度

68C‧‧‧寬度

68D‧‧‧寬度

62E‧‧‧寬度

62F‧‧‧寬度

69‧‧‧通道

70‧‧‧遮罩系統

70A‧‧‧遮罩系統

70B‧‧‧遮罩系統

72‧‧‧孔口

73‧‧‧孔口

76‧‧‧第一尺寸

76A‧‧‧相對較小第一尺寸

78‧‧‧第二尺寸

78A‧‧‧相對較小第二尺寸

82‧‧‧預定深度

83‧‧‧相對較小孔口

84B‧‧‧第二位置

84C‧‧‧另一位置

85‧‧‧遮罩

88‧‧‧其他位置

90A‧‧‧其他位置

90C‧‧‧其他位置

90D‧‧‧其他位置

90E‧‧‧其他位置

154‧‧‧板狀第一構件

156‧‧‧開口

160‧‧‧凹口

164‧‧‧固定長度

166‧‧‧板狀第二構件

168A‧‧‧相對較寬寬度

168B‧‧‧相對較小寬度

168C‧‧‧進一步較小寬度

170‧‧‧遮罩系統

當結合隨附圖式閱讀時，可自以下實施方式得到對所揭示及主張之概念之進一步理解，圖式中：

圖1描繪根據所揭示及主張之概念的改良式偵測設備，其位於核能設施之控制元件上；

圖2為圖1之偵測設備的示意性描繪；

圖3為圖1之偵測設備及其他方法態樣的另一描繪；

圖4為圖3之檢測設備之部分的側視圖；

圖5A為圖1之偵測設備之遮罩設備之部分的描繪；

圖5B為圖5A之遮罩設備的另一描繪，惟在方法之不同部分期間除外；

圖5C為在改良式方法之另一部分期間遮罩設備之另一部分的描繪；

圖5D為在改良式方法之又一部分期間遮罩設備之另一部分的描繪；

圖6為控制元件之翼上之位置的擴大描繪，在該位置處偵測到中子信號，且該擴大描繪另外描繪該位置內之數個其他位置，在該等其他位置處可以較精細精確度偵測中子信號；

圖7A、圖7B及圖7C描繪根據所揭示及主張之概念之另一實施例的改良式遮罩系統，該遮罩系統可經組態為具有尺寸可調整的開口；且

圖8A及圖8B為描繪根據所揭示及主張之概念的改良式方法之某些態樣的流程圖。

貫穿本說明書，相似數字係指相似部件。

Claims (20)

1. 一種可用以偵測一核能設施(8)之一控制元件(6)之一中子吸收能力的偵測設備(4)，該偵測設備包含： 一處理器設備(16)，其包含一處理器及一儲存器； 一機器人設備(14)，其與該處理器設備通信且包含數個操縱器(62)； 一中子放射照相設備(12)，其包含一中子發射源(32)、一偵測器陣列(36)及一遮罩設備(38)，該中子放射照相設備經結構化以將該控制元件大體上收納於該中子發射源與該偵測器陣列之間； 該中子發射源在一開啟狀態與一關斷狀態之間可切換，處於該開啟狀態之該中子發射源係在一電賦能條件下，其經結構化以產生一中子流(50)，處於該關斷狀態之該中子發射源係在一電失能條件下，其經結構化以不輸出有意義的中子流； 該偵測器陣列經結構化以偵測未被吸收地傳遞通過該控制元件的該中子流之一未被吸收部分，該偵測器陣列經進一步結構化以產生表示該中子流之該未被吸收部分的一輸出信號；且 該遮罩設備可藉由該數個操縱器中之至少一第一操縱器而在數個位置之間移動，該數個位置中之一位置為該遮罩設備至少部分地安置於該中子發射源與該偵測器陣列之間的位置，該數個位置中之另一位置為該遮罩設備自該中子發射源與該偵測器陣列之間移除的位置。
2. 如請求項1之偵測設備，其中該遮罩設備包含一遮罩系統(70、70A、70B)，該遮罩系統(70、70A、70B)具有形成於其中之一孔口，該遮罩系統經結構化以大體上抵抗該中子流傳遞通過該遮罩系統，但准許該中子流之至少一部分傳遞通過該孔口。
3. 如請求項2之偵測設備，其中該孔口在橫向於該中子流之該部分的數個方向上具有數個實體尺寸，且其中該機器人設備可操作以在一第一大小與不同於該第一大小之一第二大小之間改變該數個實體尺寸中之至少一個實體尺寸。
4. 如請求項3之偵測設備，其中該遮罩系統包含：一第一遮罩，其具有形成於其中之一第一開口；及一第二遮罩，其具有形成於其中之一第二開口，該機器人設備可操作以操縱該第一遮罩及該第二遮罩中之至少一者以將該第一開口及該第二開口中之至少一者之至少一部分與該第一開口及該第二開口中之另一者之至少一部分疊覆，以由該第一開口及該第二開口之該等疊覆至少部分形成該孔口。
5. 如請求項4之偵測設備，其中藉以該第一遮罩及該第二遮罩中之一者相對於該第一遮罩及該第二遮罩中之另一者的移動在該第一大小與該第二大小之間改變該至少一個實體尺寸。
6. 如請求項4之偵測設備，其中該機器人設備可操作以至少部分地將該第一遮罩及該第二遮罩中之至少一者與該第一遮罩及該第二遮罩中之另一者分離地收納於該中子發射源與該偵測器陣列之間。
7. 如請求項4之偵測設備，其中該第一開口及該第二開口中之至少一者具有在該處理器設備之指導下由該機器人設備控制之一長度及一寬度。
8. 如請求項4之偵測設備，其中該第一遮罩及該第二遮罩中之至少一者具有一大體上板狀組態。
9. 如請求項1之偵測設備，其中該中子發射源包含具有可變強度之一加速器(42)，在該中子發射源之該開啟狀態下，該加速器(42)經結構化以運用可變射束電流及加速速度來加速輕原子離子，通常為但不限於氫同位素，以便在射束被聚焦之一目標中誘發核熔合反應且藉此將中子發射至源總成中。
10. 如請求項1之偵測設備，其中在至少部分地安置於該中子發射源與該偵測器陣列之間的該位置中之該遮罩設備經結構化以對該中子流之至少一部分進行阻擋及吸收中之至少一者。
11. 一種操作如請求項1之偵測設備以偵測一核能設施(8)之一控制元件之一中子吸收能力的方法，其中該核能設施具有一水池(30)，該方法包含： 將處於該關斷狀態之該中子發射源收納至該水池中； 在該水池中將處於該關斷狀態之該中子發射源浸沒至一預定水深度；及 當該水池中之該中子發射源之該深度滿足或超過該預定水深度以使該中子發射源能夠安全地操作時，將該中子發射源自該關斷狀態切換至該開啟狀態。
12. 如請求項11之方法，其進一步包含： 將該偵測器陣列及該遮罩設備收納至該水池中； 將該控制元件之至少一部分大體上收納於該中子發射源與該偵測器陣列之間；及 監測該偵測器陣列以自其取得一輸出信號之可能輸出，該輸出信號將表示該中子流之一未被吸收部分未被吸收地傳遞通過該控制元件之該至少部分。
13. 如請求項12之方法，其進一步包含在執行該監測時使該中子放射照相設備及該控制元件中之至少一者相對於該中子放射照相設備及該控制元件中之另一者移動。
14. 如請求項12之方法，其進一步包含： 自該偵測器陣列接收一輸出信號，該輸出信號表示該中子流之一未被吸收部分未被吸收地傳遞通過該控制元件之該至少部分；及 回應於該接收，處理及報告該控制元件之條件。
15. 如請求項14之方法，其中該遮罩設備包含一遮罩系統(70、70A、70B)，該遮罩系統(70、70A、70B)具有形成於其中之一孔口，該遮罩系統經結構化以強烈地抵抗該中子流傳遞通過該遮罩系統，但准許該中子流之至少一部分傳遞通過該孔口，且該方法進一步包含： 當該遮罩設備在自該中子發射源與該偵測器陣列之間移除之該另一位置中時接收該輸出信號； 回應於該接收，將該遮罩設備自該另一位置移動至該遮罩設備至少部分地安置於該中子發射源與該偵測器陣列之間的該位置；及 監測該偵測器陣列以自其取得另一輸出信號之可能輸出，該另一輸出信號將表示該中子流之該未被吸收部分之至少一部分傳遞通過該孔口。
16. 如請求項15之方法，其進一步包含： 在該孔口之複數個位置之間相對於該控制元件移動該控制元件及該孔口中之至少一者； 在該複數個位置當中之數個位置中偵測該另一輸出信號之數個例子；及 記錄控制元件翼檢測高度、中子源強度、遮罩組態、經量測偵測器陣列回應及預期偵測器陣列回應。
17. 如請求項16之方法，其中該孔口在橫向於該中子流之該部分的數個方向上具有數個實體尺寸，且該方法進一步包含： 當該數個實體尺寸中之一實體尺寸具有一第一大小時偵測該另一輸出信號之該數個例子； 將該實體尺寸自該第一大小改變至小於該第一大小之一第二大小； 在該數個位置內之複數個其他位置之間在該第二大小中移動該控制元件及該孔口中之至少一者； 在該複數個其他位置當中之數個其他位置中偵測該另一輸出信號之數個其他例子；及 記錄該數個其他位置。
18. 如請求項17之方法，其進一步包含： 將處於該開啟狀態之該中子發射源定位成與該偵測器陣列相隔至少一預定距離；及 使用該池中之該水以充分地減慢該中子流，使得該未被吸收部分可由該偵測器陣列偵測。
19. 如請求項17之方法，其中該遮罩系統包含：一第一遮罩，其具有形成於其中之一第一開口；及一第二遮罩，其具有形成於其中之一第二開口，該第一開口及該第二開口中之至少一者具有由該遮罩機器人及控制系統控制之一長度及一寬度；: 操縱該第一遮罩及該第二遮罩中之至少一者以將該第一開口及該第二開口中之至少一者之至少一部分與該第一開口及該第二開口中之另一者之至少一部分疊覆，以由該第一開口及該第二開口之該等疊覆至少部分形成該孔口； 使該第一遮罩及該第二遮罩中之一者相對於該第一遮罩及該第二遮罩中之另一者移動以進行以下操作中之至少一者： 在該第一大小與該第二大小之間改變該至少一個實體尺寸；及 在該複數個位置之間相對於該控制元件移動該孔口之該位置。
20. 如請求項19之方法，其進一步包含操作該機器人設備以至少部分地將該第一遮罩及該第二遮罩中之至少一者與該第一遮罩及該第二遮罩中之另一者分離地收納於該中子發射源與該偵測器陣列之間。