Устройство для радиационного контроля стержневых твэлов

 

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗЬВРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советс пик

Социалистических

Республик

««Я72347 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.05.81 (21) 3284191/18-25 (5I)M. Кл.

GOl М 23/08 с присоединением заявки рй (23) Приоритет

Вкудврстеенный квинтет

СССР

IIo аелеи изобретений и открьпнй (53) УДК621.039. . 564.5(088.8) Опубликовано 07.11.82. Бюллетень М 41

Дата опубликования описания 07.11.82

Л. И. Косарев, Н. P. Кузелев, Э. Ю. Васильфва = ".--.: и А. Н. Майоров 1 т (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАДИАЦИОННОГО

КОНТРОЛЯ СТЕРЖНЕВЫХ ТВЭЛов

Изобретение относится к исследованию изделий, содержащих радиоактивные материалы, и может применяться для контроля стержневых ТВЭЛов.

Известно устройство для контроля

ТВЭЛов, содержащее источник нейтронов, фильтры, держатель контролируемого

ТВЭЛа со средствами его перемещения, четыре симметрично расположенных вокруг

ТВЭЛа детектора, подключенные к детекто торам спектрометрические каналы регистрации и устройство обработки зарегистрированных сигналов Р 1) .

Недостатками известного устройства являются необходимость использования внешнего источника нейтронов для возбуждения ядерных реакций в материале

ТВЭЛа, а также невысокая точность определения картины распределения анализи2О руемой компоненты по сечению ТВЭЛа.

Известны различные устройства для вычислительной эмиссионной топографии, содержашие держатель исследуемого объекта, множество симметрично расположенных вокруг держателя детекторов излучения, подключенных к системе обработтси сигналов и построения изображения 2)

Эти устройства могут, в принципе, использоваться для получения распределения деляшейся компоненты в ТВЭЛе, однако они весьма сложны как с точки зрения используемых измерительных средств, так и с точки зрения вычислительных средств, используемых для восстановления изображения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройся во для радиационного контроля стержневых

ТВЭЛов, содержашее держатель контролируемого ТВЭЛа со средствами перемешения последнего, два набора детекторов для регистрации собственного излучения

ТВЭЛов в двух взаимно перйендикулярных направлениях, подключенные к детекторам спектрометрические каналы регистрапии, выходы которых связаны с ЭВМ, и подУстройство для радиационного контроля стержневых ТВЭЛов содержит держатель контролируемого ТВЭЛа 1 (не показан) со средствами перемещения ТВЭЛа (не показаны), четыре детектора 2 - 2А, 1 излучения, перед которыми установлены подвижные коллиматоры 3 - 3 . К каж1 дому детектору 2 — 2 подключен соот1 ветствующий спектрометрический канал

4 - 4, включающий, например, при использовании пропорциональных счетчиков амплитудный дискриминатор, усилитель и счетчик. К выходу каждого спектрометрического канала 4 — 4+ подключены запоминающее ус тройс тво (ЗУ) 5 — 5+ и сумматор 6 - 6А. Один выход ЗУ 5 -Г>„

1 и выход сумматора 6 — 6 подключены к делителю 7„- 7 . Делители 7„и 7 подключены к одному блоку 8Ар, формирования корректирующих множителей, а д лители 7 и 7А -к другому блоку 8 „4 фоп мированйя корректирующих множителей.

Второй выход каждого ЗУ 5 — 5 подключен к умножителю 9 — 9, к другому входу каждого из которых подключен соответствующий выход блоков формирования 8,,„я и 8 „, . Выходы умножителейй 9. - 94 подключены к ЭВМ 10.

Блоки 8 и 8 4 снабжены соответствий ЪИ4 венно двумя выходами каждый 11 и 12, 13 и 14.

Устройство работает следующим образом.

Каждая пара коллиматоров, „— 3> и 3>. - 34 вырезает узкие коллймированные пучки собственного излучения контролируемого ТВЭЛа 1. При движении указаиных пар коллимаFopoB производится линейное сканирование излучения ТВЭЛа по двум взаимно перпендикулярным направлениям, в результате чего можно получить сигналы, относящиеся к двум совокупностям взаямноперпендикулярнь(х траекторий, проходящих через контролируемый ТВЭЛ l.

Эти сигналы получают путем детектирования собственного излучения ТВЭЛа 1 с помощью детекторов 2 - 2+ в фиксированных положениях пар коллиматоров

3 - 32, Зь - 34, a TaKme вания выходных сигналов детекторов 2

2+ в спектрометрических каналах 4„-4

Выходные сигналы спектрометрических каналов 4 - 4, представляют собой величины, пропорциональные абсолютным интенсивностям собственного излучения

ТВЭЛа 1 за каждым иэ коллиматоров 31

34 в его фиксированном положении. Эти величины поступают в сумматор 6 — 6

1 и запоминаются в ЗУ 5„- 5 . По окончании цикла сканирования в сумматоре

3 972347 4 ключенное к ЭВМ устройство визуализаци" $3) .

Однако при определении количества делящегося вещества не учитывается не« равномерность распределения делящегося изотопа по поперечному сечению ТВЭЛа, в результате чего велика ошибка контроля (например при неравномерйости содержания по сечению до 20% ошибка в величине измеренного сигнала, (искажение ig величины сигнала) достигает 50%).

Бель изобретения - повышение точности определения содержания делящегося вещества в контролируемом сечении

ТВЭЛа. 15

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для радиационного контроля стержневых ТВЭЛов, содержащее держатель контролируемого ТВЭЛа, со средствами перемещения последнего, два набора детекторов для регистрации собственного излучения ТВЭЛов в двух совокупностях взаимно перпендикулярных траекторий, подключенные к детекторам спектрометрические каналы регистрации, выходы25 которых связаны с ЭВМ, и подключенное к ЭВМ устройство визуализации, введены средства получения коллимированных пучков собственного излучения контролируемого ТВЭЛа по двум наборам взаимно перпендикулярных траекторий, проходящих через сечение ТВЭЛа, причем. каждый набор детекторов включает, по меньшей мере, два установленных с противоположных сторон держателя ТВЭЛа детектора, подключенные.к выходу каждого спектромет35 рического канала сумматор и запоминающее устройство, подключенный к выходам сумматора и запоминающего устройства, для каждого спектрометрического канала

4О делитель для получения отношений измеренных сигналов для каждой из траекторий одной совокупности к суммарной интенсивности измеренных сигналов для всех траекторий данной совокупности, подключенный к BbIxogBM делителей сигналов одной совокупности траекторий блок формирования корректирующих множителей и подключенный одним входом к выходу кажпого запоминающего устройства умножитель, к другому входу которого подключен выход блока формирования корректирующих множителей, подключенный к делителям сигналов перпендикулярной совокупности траекторий, а выход которого подключен к ЭВМ. 55

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства для радиационного контроля стержневых ТВЭЛов.

5 97234

6 — 6А формируется величина, пропор1 циональная суммарной интенсивности собственного излучения ТВЭЛа 1 для одной совокупности траекторий (с одной стороны ТВЭЛа в каждом сумматоре), а в ЗУ S

5 - 54 запоминаются все значения интенсивйостей для каждой отдельной траектории той же совокупности. Делитель 71

7+ осуществляет последовательное или параллельное деление интенсивностей на суммарную интенсивность, в результате чего получается набор относительных величин, для которых устранено влияние ряда внешних факторов (например абсолютного размера ТВЭЛа 1).

1S

Сигналы с делителей- 7 «7 и 7 -7

М соответствующих двум совокупностям траекторий также в последовательном или параллельном режимах,. поступают в блоки формирования коректируюших множителей

8„„и 8,, в которых иэ каждой пары И4 отйосительных сигналов, соответствующих одной траектории, получают два корректирующих множителя, один из которых поступает. на выход 11 или 13, а другой « 5 на выход 12 или 14. Корректирующие множители с указанных выходов блоков

84и 2. и 8 и4 поступают на входы умножителей 9 — 94 и 9 — 9, на другие входы которых йоступают сигналы с ЗУ

5 — 5. и 5, — 5 . В указанных умножителях 9 — 9 происходит перемножение

4 сигналов, пропорциональных интенсивностям собственного излучения ТВЭЛа 1 для каждой траектории, на корректирую- 35 шие множители, полученные по каждой паре сигналов для каждой из траекторий перпендикулярной совокупности, B результате этого, если количество траекторий в каждой совокупности равно И, то с каж- 40 дого умножителя 9 — 9, в ЭВМ 10 ïîступает скорретированных величин. В

ЭВМ 10 эти величины обрабатываются в соответствии с известным алгоритмом для получения картины распределения и ра- 45 счета содержания делящейся компоненты в исследуемом слое.

Для надлежащей синхронизации работы в устройстве содержатся средства.синхронизации (не показаны), связанные с меха-5Е низмами перемещения коллиматоров 3

М

ЗА, ЗУ 5„— 5, сумматоры 6, — 6.

Работой целителей 7 — 7,, умножителей

9 — 9, блоков формирования 8 „ и

8, 4 могут управлять тактовые импульсы ЭВМ 10.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность определения содержания делящейся компоненты в сечении

7 d стержневого ТВЭЛа по сравнению с известным устройством того же назначения, в то же время является более простым по выполнению нежели устройства для эмиссионной томографии. формула изобретения

Устройство для радиационного контроля стержневых ТВЭЛов, содержащее держатель контролируемого ТВЭЛа со средствами перемещения последнего, два набора детекторов для реги.трации собст,венного излучения ТВЭЛов в двух совокупностях перпендикулярных траекторий, подключенные к детекторам спектрометрические каналы регистрации, выходы которых связаны с ЭВМ, H подключенное к

ЭВМ устройство визуализации, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения содержания делящегося вещества в контролируемом сечении ТВЭЛа, .в устройство введены средства получения коллимированных пуч. ов собственного излучения контролируеого ТВЭЛа по двум наборам взаимно перпендикулярных траекторий, проходящих через се -.ение ТВЭЛа. причем каждый набор детекторов включает по меньшей мере два установленных с противоположных сторон держателя ТВЭЛа детектора, подключенные к выходу каждого спектрометрического канала сумматор и запоминающее устройство, подключенный к выходам сумматора и запоминающего устройства для каждого спектрометрического канала делитель для получения отношений измеренных сигналов для каждой иэ траекторий одной совокупности к суммарной интенсивности измеренных сигналов для всех траекторий данной совокупности, подключенный к выходам двух делителей сигналов одной совокупности траекторий блок формирования корректирующих множителей и подключенный одним входом к выходу каждого запоминающего устройства умножитель, к другому входу которого подключен выход блока формирования корректируюших множителей, подключенный к делителям сигналов перпендикулярной совокупности траекторий, выход которого подключен к ЭВМ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент франции Ne 2066786, кл. 601 М 23/00, опублик. 1971.

2. Патент США Л 4150292, кл. 250-363, опублик. 1979.

3. Система контроля распределения плутония и плотности виброуплотненного топлива в ТВЭЛах реактора БОР-60.

Отчет. Л". 105937, 1977 (прототип).