Способ определения концентрациибора

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 ц 813213 Ф 4 ф,(61) Дополнительное к авт. саид-ву -(51) М. Кл з01 Х 23/02 т-т 01 Т 3/00 Государственный комитет ло делам изобретений и открытийЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ БОРА 54) СПОСОБ О за заданный интерв Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для оперативного контроля концентрации бора в теплоносителе первого контура реакторов атомных электростанций и других технологических системах. 5Известны нерадиоизотопные способы определения концентрации борной кислоты, например химическое титрование и фото- метрический метод анализа.Однако данные способы требуют отбора проб и применения ручного труда, дают запаздывающую информацию об изменениях концентрации бора, не являются бесконтактными и не могут обеспечить оперативности получения информации.Известны также способы определения тК концентрации бора, основанные на нейтронных методах анализа с применением изотопных. (постоянных) источников нейтронов, с помощью которых действительно можно осуществить замер бесконтактным способом без применения ручного труда. Мерой концентрации бора в этих способах является отношение числа нейтронов, которые вводят в исследуемую среду, к числу поглощенных неитронов ал времени 1.Однако при применении постоянных источников нейтронов на точность измерения существенно влияет неоднородность и геометрия в месте измерения, так как нельзя различить нейтроны, которые поглощают стенки технологической конструкции и бор,- ный раствор. Поэтому контроль ведется в измерительных камерах, ячейках или на участках калиброванных трубопроводов, что требует подготовки раствора или технологической конструкции для измерения или пробоотборов. Реально на АЭС нужно учитывать наличие интенсивного нейтронного фона (до 106 н/см/с и для получения хороших точностей замера нужно улучшать соотношение сигнал/фон, а это трубет источников повышенной мощности 1 .Ближайшим к предлагаемому является способ определения концентрации бора, заключающийся в облучении анализируемой среды с боросодержащим раствором нейтронами, и регистрации нейтронов утечки. При этом способе боросодержащий раствор пропускают через измерительную ячей 813213ку и бомбардируют нейтронами от изотопного источника. Прошедшие нейтроны детектируют, сосчитывают импульсы с детектора, за заданный интервал времени, и в конечном итоге получают сигнал, который соответствует концентрации бора 2 .Однако этот способ не позволяет производить оперативный контроль в технологических системах с высокими давлениями и температурами без пробоотборов и подготовки раствора для измерений в ячейке, где на точность замера влияет неоднородность стенок, геометрия, и т. д. Поэтому указанный способ не нашел широкого применения в промышленности.Цель изобретения - повышение оперативности контроля и упрощение способа, так как контроль производится без пробоотборов и систем приготовления раствора для измерений, а также исключается влияние геометрии и неоднородности стенок технологической конструкции на точность замера.Указанная цель достигается тем, что, анализируемую среду облучают нейтронами от импульсного источника (генератора) с временным строби рова нием регистрации, регистрируют нейтроны в импульсе и нейтроны утечки за время, когда в борсодержащем растворе присутствуют нейтроны, рожденные импульсным источником, и по отношению числа нейтронов утечки к числу нейтронов от импульсного источника за время замера определяют концентрацию бора. В этом случае измерение не чужно вести во всем интервале времени, как это делают в способе с постоянным источником нейтронов, а достаточно измерить реакцию анализируемой среды в непосредственной близости от времени возмущения. Это улучшает при той же мощности импульсного источника соотношение сигналфон не менее, чем нз три порядка. Для случая импульсного источника реакция системы представляет суперпозицию экспоненциальных процессов, обусловленных поглощением нейтронов в средах с характерными константами спада. Это дает возможность разделить эффекты и делает способ свободным от влияния неоднородностей и геометрии технологической конструкции с боросодержащим ра:твором на точность замера.На фиг. 1 приведен пример схемы осуществления способа.Схема осуществления предлагаемого способа содержит технблогическую конструкцию (трубопровод, бак и т. д.) 1, боросодержаший раствоР 2, импульсный нейтронный источник 1 генератор) 3, детектор 4, монитор 5 и стробируюшее устройство 6.Предлагаемый способ осуществляется следуюгцим образом.На поверхности технологической конструкциис боросодержашим раствором 2 располагают импульсный источник 3 ней 5 Формула изобретения 4 О 45 50 55 о 2 О 25 зо 35 тронов и в непосредственной близости с ним детектор 4. В исследуемый раствор 2 с помощью импульсного источника 3 вводят пачку быстрых нейтронов.Часть замедленных нейтронов утекает из контролируемой среды 1. Детектор 4 регистрирует нейтроны утечки, Монитор 5 регистрирует только прямые нейтроны импульсного генератора 3 и не регистрирует нейтроны, которые утекают из анализируемой среды. Строби рующее устройство 6 управляет работой детектора 4 так,что он регистрирует нейтроны утечки в непосредственной близости от момента возмущения системы генератором 3 в то время, когда в исследуемом растворе 2 присутствуют нейтроны, рожденные импульсным генератором 3. Г 1 о соотношению числа импульсов, которые регистрируют детектор 4 и монитор 5, за время измерения определяют концентрацию бора.Предлагаемый способ позволяет производить оперативный контроль содержания бора в первом контуре реакторов атомных электростанций и других технологических системах, улучшить режим работы реактора, обеспечить его безопасность, снизить себестоимость производства электроэнергии и повысить маневренность АЭС.Использование метода импульсного источника нейтронов с временным стробированием регистрации дает возможность при той же мощности источника снизить соотношение сигнал/фон не менее, чем на три порядка и обеспечить требования ядерной безопасности при ремонте и эксплуатации прибора, так как импульсный источник нейтронов совершенно безопасен в нерабочем состоянии. Способ определения концентрации бора, заключающийся в облучении анализируемой среды с борсодержашим раствором нейтронами и регистрации нейтронов утечки, отличающийся тем, что, с целью повышения оперативности контроля и упрощения способа, анализируемую среду облучают нейтронами от импульсного источника, регистрируют нейтроны в импульсе и нейтроны утечки за время, когда в борсодержащем растворе присутствуют нейтроны от импульсного источника, и по отношению числа нейтронов утечки к числу нейтронов от импульсного источника за время замера определяют концентрацию бора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Бован В. П. и др. Атомная энергия.Т. 38. 1975, вып. 5,2, Патент США Мо 3597613,кл. 250 - 83.1, опублик, 1971.КорректорПодписноеССР утя д. 4/5 ектная,Редактор А. НаурсковЗаказ 288/51ВНИИПИпо113035, МФилиал ППП Составитель Г. КулакоТехред А. БойкасТираж 907Государственного комитета Слам изобретений и открытииква, Ж - 35, Раушскаэ наб.,Патент, г. Ужгород, ул. Пр