Способ контроля мощности атомного реактора

ОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ СПУБЛИК ПИСАНИ БРЕТЕНИЯ ТВ(54)(57) 1 АТОМНОГО Р потока ней чении нейт вируемого веденной а СПОСОБ КОНТРОЛЯ МОЩН АКТОРА путем измерения ронов, основанный на онами газообразного ак ещества и регистрации тивности, о т л и ч а ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТ 94 С 21 С 17/06 С щ и й.с я тем, что, с целью повышения точности определения мощности атомного реактора путем измерения потока быстрых нейтронов, в качестве активируемого газообразного вещества используют вещество с порогом активации в области знергий быстрых нейтронов, которое способно распадаться с испусканием позитронов, регистрируЮт аннигиляционные гамма- кванты и по результатам измерений . судят о мощности атомного реактора.2. Способ по п. 1, отличающ и й с я тем, что в качестве активи руемого газообразного вещества преимущественно используют азот.Изобретение относится к области реакторостроения и может быть использовано для" контроля мощности атомного реактора.Известен способ контроля мощности атомного реактора путем измерения потока нейтронов по наведенной активности в проволоке, облученной нейтронами при протягивании ее через активную зону атомного реактора,10Недостатками известного способаявляется его низкая экспрессностьи погрешности результатов измерений,возникающие иэ-за неточного расположения проволоки при повторном установлении в реакторе, а также вследствие загрязнения проволоки при еесоприкосновении с конструктивными материалами при извлечении из реактора.20Наиболее близким техническим решением является способ контроля мощности атомного реактора путем измерения суммарного потока медленныхи быстрых нейтронов по наведенной 25активности струи газообразного аргона, активируемого при его пропускании через петлевой канал, расположенный в активной зоне реактора.Способ позволяет точно фиксиро- З 0вать струю в активной зоне, отсутствуют погрешности, связанные с за,грязнением газа, нет механическихперемещений внутри реактора, повышается скорость измерений.Недостаток способа состоит впогрешности определения мощностиреактора иэ-за того, что регистрируется суммарный поток нейтронов, вкотором неизвестно отношение между 40количествами тепловых, надтепловыхи быстрых нейтронов.Целью изобретения является повышение точности определения мощностиреактора путем измерения потока быст рых нейтронов,Поставленная цель достигается тем,что в способе контроля мощности атомного реактора, .основанного на измерении потока нейтронов путем регистрации наведенной активности облученного нейтронами газообразноговещества, пропускаемого через петлевой канал, проходящий через активную зону реактора, пропускают газообразное активируемое вещество с порогом активации в области энергийбыстрых нейтроноэ, которое способнораспадаться с испусканием позитронов,регистрируют аннигиляционные гамма- кванты и по .результатам измерений судят о мощности атомного реактора. В качестве газообразного вещества преимущественно используют азот.Быстрые нейтроны деления создают1(по реакции М(п.2 п) И радиоактивный1 Зизотоп. И, Затем активированный газ устройством принудительной циркуляции направляется в счетную ячейку, состоящую из некоторого объема, с противоположных сторон от которого расположены 2 или несколько пар сцинтилляционных счетчиков, включенных на совпадениях, Позитроны от распа 13да И тормозятся в газе и стенках счетного объема, образуют с электронами пары (позитроний), которые затем аннигилируют с испусканием двух У-квантов, вылетающих под углом 180 один относительного другого. Совпадения этих-квантов регистрируются счетчиками. Азот после прохождения счетной ячейки направляют в балласт 13ный объем, где И распадается, а остальной газ используется для дальнейших измерений. Пороги срабатывания сцинтилляционных счетчиков устанавливаются так, чтобы ф -кванты с энергиями ниже 300 КэВ не регистрировались. Это необходимо для того, чтобы не было совпадений от У -квантов загрязнений, комптоновски рассеянных в одном кристалле и поглощенных в другом кристалле счетчиков, включенных на совпадениях.П р и м е р , Очищенный азот, наполняющий балластный объем (200 л) под давлением в несколько атмосфер 1прогоняется компрессором по трубопроводу, проходящему через активную зону реактора, При этом балластнья объем, система трубопроводов, компрессор и счетный объем представляют из себя замкнутую систему, по которой газнепрерывно циркулирует. Средняя скорость движения азота составляет 10 см/с, длина петли в активной зоне реактора 16 м, длина трубопровода от активной зоны до счетного объема 30 м, сечение трубопровода 1 см, сечение процесса и, 2 п на ядрах азота в области энергий нейтронов 11- 15 МэВ составляет примерно 3 мбары, поток быстрых нейтронов в реакторах типа ВВЭР ранен приблизительно1 з нейтр.5 10 в в ; причем на областьсмс ф788977 Корректор А,ОбРУчаР Заказ 7925/1 тираж 417ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 энергий 11-15 МэВ приходится около 0,2 потока.Пользуясь этими данными, получим, что количество радиоактивных ядер зИ, образующихся в 1 см за 1 с азо та в активной зоне реактора составитядер11 = 1,5 10 -- . За время просм с хождения .газа через активную зону160 с в 1 см накопится И радио ОЯ и -М активных ядерМ, где Н = -(1-1 )= - 2,2 10 --- . ( М = 1,156 10 посс ядер . -зсмотоянная распада И). 5После прохождения трубопровода сечением 1 см в счетном объеме, размером в Ч = 100 см, будет находиться активированный газ с активностью-4 а, 5 распад ( =%1 Ч 1,8 10 з20 где 1 = в в в= 300 с,см10 --сПри аннигиляции позитрония у - кванты разлетаются в противоположных направлениях и регистрируются сцинтилляционными счетчиками, расположенными с двух и более противоположных сторон от счетного объема. Считая, что геометрическая.эффективРедактор Н.Каменская Техред Л.Олейник ность регистрации составляет около Зот 43, скорост счета совпадений5 3 совп, составляет 1,8 10 ф 0,03 =, 510 что является достаточным для получения результатов с высокой статистической точностью.Из возможных газообразных примесей в азоте наибольшую опасность представляет Аг, так как. образую 1 Ощийся при захвате медленных нейтро 41нов Аг при своем распаде может сильно перегрузить сцинтилляционные счетчики. Другие вероятные примеси, прежде всего кислород и углекислота, ,не образуют радиоактивных ядер, которые могли бы привести к заметным количествам ложных .совпадений или перегрузить сцинтилляционные счетчики.Данный способ позволяет повысить точность определения мощности атомного реактора путем измерения потока быстрых нейтронов, а также повысить точность определения степени выгорания и отравления топлива в различных участках активной зоны при наличии информации о величине потока медленных нейтронов, который производят другими методами.