Способ радиационного контроля плотности тепловыделяющих элементов

Номер патента: 1124697

Авторы: Косарев, Кузелев, Майоров, Юмашев

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХггггююешнпРЕСПУ БЛИН С 01 Н 23/Об ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВИДЕТЕЛС АВТОРСН(2 (2 вэла лении,оше щего ои плотностьюнности расппогрешность измереарушениями гомогения материала в слое,к изменению измевысокая являений,зываема распределее приводитинтеграль ст отор енно ои интенсивност ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1) 3473117/252) 03.08.82(56) Авторское свидетельство СССР11 766264, кл. С 01 И 23/06, 1978.Горобец А,К. Семенов А.Л. Реализация гамма в абсорбционно методадля контроля распределения топливав ТВЭЛах. Препринт НИИАР, Дмитровград,1931, с. 3-5; 14-15.(54)(57) СПОСОБ РАДИАЦИОННОГО КОНТРО -ЛЯ ПЛОТНОСТИ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНИзобретение относится к радиационному контролю и может применятьсядля контроля стержневых тепловыделяющих элементов (твэлов),Известен способ радиационногоконтроля твэлов методом вычислительной томографии, .заключающийся в том,что просвечивают твэлы узкими пучками проникающего излучения при движении твэлов относительно пучков и ихвращении вокруг собственных осей,измеряют интенсивности прошедшего понаборам траекторий пучков излученияи восстанавливают с помощью ЭВМ картины распределения материала по слоям твэловНедостатком .известного технического решения является его малое быстродействие, которое делает спосо практически непригодным для сколько нибудь оперативного контроля длинно мерного изделия-твэла. ЯО, 1124697 А 1 ОВ (твэлов), основанный на сканироанин твэла в осевом направлении пуч ком ионизирующего излучения, ширинакоторого не менее диаметра твэла,регистрации интенсивности прошедшего излучения и последующем определении плотности, о т л и ч а ю ш и йс я тем,что, с целью повышения точности путем учета гетерогенности прнсохранении времени измерений, твэлдополнительно сканируют узким пучкомв направлении, перпендикулярном осевому, с шагом, равным его ширине Ь,которую выбирают из условия п .й,где Й - диаметр гетерогенности. Наиболее близким техническим решеием к изобретению является способ радиационного контроля плотноститвэлов, основанный на сканировани ш ким пучком ионизирующего злучен с шириной не менее диамета твэла в его осевом направ регистрации интенсивности пр дизлучения и последующим определенииплотности 12 .Плотность материала в каждом словычисляют по измеренной интенсивности и калибровочным данным,полученньдля образцов с известнв предположении гомогеределения материала в слое.излучения, прошедшего через слой, и искажает получаемое значение плотностиВсе многообразие видов распределе 5 ния материала может быть приведено к следующим типам:1) кольцевая гетерогенность - по периферии твэла плотность выше или ниже, чем в центральной области.Яо О на разноплотности сплошная, в виде кЬльца;2) локальная гетерогенность (круговая) - в гомогенном твэле имеется уплотнение или воздушная пора шаровой 5 или цилиндрической формы;3) равномерное или близкое к нему распределение материала, Множественные разноплотности приводят к выравниванию сигнала по сечению пучка и так же могут рассматриваться, как случай равномерного распределения.Первые цва типа неравномерного распределения приводят к неправильным результатам при контроле плотнос ти (усредненной по измеряемому объему) в случае использования способа- прототипа.Например, 07, кольцевое уплотнение при контроле способом-прототипом приводит к искажению истинного значения на 3-47. Это недопустимо,поскольку суммарная погрешность контроля установлена 1-27Целью изобретения является повыше 35 ние т очи о с ти определения пло тиос ти путем учета гетерогенности при сохранении времени измерений.Цель достигается тем, что в способе радиационного контроля тепловыделяющих элементов (твэлов), основанном на сканировании твэла широким пучком ионизирующего излучения, с шириной не менее диаметра твэла в его осевом направлении Регистрации 45 интенсивности прошедшего излучения и последующем определении плотности твэла дополнительно сканируют узким пучком в направлении, перпендикулярном осевому, с шагом, равным его ширине Ь , которую выбирают из условия ЙЙ, где Й - диаметр гетерогенности.Способ реализуют следующим образом, Проводят калибровочные измерения при просвечивании твэла с известной средней плотностьюшироким пучком, размер которого не менее диаметра твэла. По данным калибровки определяют коэффициенты калибровки Ки К, так как зависимость меж 9ду плотностью и логарифмом регистрируемой интенсивностью носит линейный характер1 п - -+К1о(1)Дополнительно проводят калибровочные измерения при сканировании твэлов в направлении, перпендикулярном осевому, с заданными типами гетерогенного распределения материала, а именно:1) гомогенное распределение;2) кольцевое уплотнение;3) кольцевое разряжение;4) локальное уплотнение;5) воздушная полость.Для этого просвечивают твэлы узким пучком с шириной Ь, меньшей или равной диаметру гетерогенности (практически не более 1/1 О широкого), и шагом между измерениями, равным ширине узкого пучка. Измеренные наборы интенсивностей прошедшего через твэлы излучения запоминают.Измерения контролируемого твэла проводят при просвечивании широким пучком, регистрируя излучение,прошедшее через твэл. Используя зависимость (1) с полученными при калибровке К 1 и К, получают значение плотности в предположении гомогенного распределения материала.Дополнительно проводят измерения каждого слоя твэла, облучаемого широким пучком, и при просвечивании узким пучком. Полученный набор сигналов при сканировании узким пучком последовательно вычитают из наборов,Ьсоответствующим пяти калибровочным измерениям. По наименьшей разности находят тип гетерогенности (один из пяти). При гомогенном распределении (1-й тип) печатают полученное значение р .В случае негомогенного расйРеделения определяют величину поправки. В случае кольцевой или локальной гетерогенности поправка может определяться в несколько этапов (шагов программы) в следующем порядке:1 . Определяют число и координаты точек нулевых значений разности набо ров, измеренных при сканировании узким пучком 11, =1;,и, контроли5 1124697 руемого твэла и при калибровке и вычисляют коэффициенты С 1 и С. д - диаметр твэла (размер широкого пучка);Ь - шаг сканиронания узким пучп и где Й Рпс= --р Я.1;К - (1-С ) 1 п (-"-) +2т,( С,) 25 3, Вычисляют уточненное значениеплотности )+, используя значение вычисленное в предположении гомогенного распределения, следующим образом;Ап+ В.Печатают уточненное значение плотностиНа чертеже представлена схема устройства, реализующего способ.Устройство для контроля плотноститвэлов 1 содержит источник 2 излучения, неподвижный коллиматор З,подвижный коллиматор 4, привод 5 подвижного коллиматора, детектор б,счетчик 7,таймер 8, блок 9 управления приводомколлиматора, блок памяти 10, блок 11разрешения счета (по сигналу краятвэла), сумматор 12, вычислительный 45блок 13, блок вычитания 14, анализатор 15 типа и вычислитель поправки,блок внесения поправки 16, печатающее устройство 17,Устройство для реализации способаработает следующим образом.Измеряемый твэл 1, ось которогоперпендикулярна плоскости чертежа,просвечивается излучением источника2, которое регистрируетсядетектором6. Первоначально просвечиваются калибровочные твэлы, Используя твэл сизвестной средней плотностью и убравподвижный коллиматор 4 приводом 5,Коэффициент С служит для учетаразмера гетерогенности- диаметр гетерогенности;(1-С ) +1В=К АС- + 2 - С ком,ш,п - число точек сканирования,соответствующих д и О.Учет величины гетерогенности (уплотнения или воздушной полости) происходит в коэффициенте С. измеряют интенсивность при сформированном неподвижным коллиматором 3 широком пучке, сканируя его вдоль оси. Сигнал с детектора 6 поступает на счетчик 7 за время регистрации, здддваемое таймером 8. Затем сосчитанное число из счетчика 7 передается в вычислительный блок 13 через сумматор 12. В блоке 13 находятся коэффициенты калибровки Ки КЗатем поочередно помешают н пучок твэлы 1 с заданным гетерогенным распределением материала. Сигналы со счетчика 7 регистрирует при шаговом сканировании подвижным (с узкой щелью) коллимдтором 4. Наборы формируют в блоке памяти 10 для каждого твэла и запоминают их.Измерения контролируемого твэла 1 проводят при просвечивании аналогично калибровке. Сигндл при просвечивании широким пучком поступает со счетчика 7 в вычислитель, где определяется )Набор сигналов при сканировании узким пучком поступает в блок вычитания 14, где последовательно вычи.тается данный набор из наборов калибровки, которые хранятся в блоке памяти 10, Результаты вычитания поступают из блока 14 в вычислитель 15, где вычисляются коэффициенты Си С и величины поправок А и В.Величины А и В передаются в блок внесения поправок, куда передается и определенное в блоке 13 значение 3 для вычисления уточненного значения плотностиБлок управления 9 обеспечивает последовательность измерений.Блок 17 служит для печати результатовП р и м е р. При контроле плотности стержневого твэла диаметром1124697 15 Техред А,К Корректор Н. Ревская едактор О,Орко Заказ 1062 Тираж 402 ПодписноеВЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г,Ужгород,агарина,6 мм и длиной 1000 мм необходимо измерить 100 слоев. Время измерений каждого слоя в широком пучке составляет 30-40 с, Таким образом, время контроля твэла 40-60 мин,В данном случае погрешность измерений за счет гетерогенного распределения топлива по измеренному слою достигает 1-1,57 (при кольцевой гетерогенности 107). А суммарная погрешность измерения, которая может быть достигнута при использовании способа- прототипа, будет 3-4,5 Е. При использовании способа сканирования с шагом 0,5 мм узкой щелью слоев за время 6 с определяют поправки С 1 и С,уточненное значение плотности , снижая суммарную погрешность контроля до а2,5 - ЗХ, т.е, точность измеренияповышается на 20-ЗОХ при незначительном увеличении времени контроля (на 55-77). Если же статистику (числоотсчетов) при измерениях с узкимпучком присуммировать к статистикепри измерениях с широким пучком,товремя контроля вообще не увеличится.Альтернативно, при использованииспособа вычислительной томографиивремя контроля каждого слоями 1 О мин,т.е, для контроля твэла требуется3-4 ч, что неприемлемо для технологического контроля, хотя точностьможет быть получена высокая. Такимобразом, использование способа обеспечивает по сравнению с прототипомувеличение точности на 20-307.

Смотреть

Заявка

3478117, 03.08.1982

ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ А-3430

КОСАРЕВ Л. И, КУЗЕЛЕВ Н. Р, МАЙОРОВ А. Н, ЮМАШЕВ В. М

МПК / Метки

МПК: G01N 23/06

Метки: плотности, радиационного, тепловыделяющих, элементов

Опубликовано: 30.03.1991

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-1124697-sposob-radiacionnogo-kontrolya-plotnosti-teplovydelyayushhikh-ehlementov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ радиационного контроля плотности тепловыделяющих элементов</a>

Похожие патенты