[发明专利]燃料破损缓发中子探测装置

说明书

技术领域

本发明属于中子探测技术领域，具体涉及一种探测燃料元件破损用的缓发中子探测装置。 

背景技术

无论压水堆还是快中子增值堆，燃料元件破损的探测都是一个备受关注的问题。通常，压水堆燃料元件破损探测使用的是啜吸检测法，即检测燃料组件的严密性，其原理是通过隔离被检测的燃料组件，提高燃料的内压(加热)或降低燃料的外压，加快裂变产物经破损燃料的包壳向外释放，以探测裂变产物是否存在。另外，中国专利200610087597.3公开了另一种破损燃料定位检测方法，即实时监测卸料池间的伽玛剂量变化趋势，判断是否符合特征曲线，符合特征曲线，则表明破损燃料已发生破损。中国专利85105572也公开了一种识别破损的反应堆元件的方法，该方法是把固体标记材料放到反应堆元件内部，特别是燃料元件内部，在中子的照射下，标记材料能产生稳定的、可探测、可识别和可测量的同位素气体。这些燃料元件破损检测方法操作比较复杂，所需的设备较多。 

利用缓发中子探测燃料元件是否破损的方法已用在压水堆中，该方法是将一回路的水引出，通过探测水中裂变产物的总γ以检测元件是否破损。但该方法不能用于钠冷快堆，因为将一回路的钠引出的风险极大。 

发明内容

(一)发明目的 

本发明针对现有技术的不足，提供一种比较简单实用的燃料元件破损的探测装置。 

(二)技术方案 

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案。 

一种燃料破损缓发中子探测装置，包括探测站、探测器、放大器和成形器、处理器、显示与报警终端等几部分，各部分之间通过电缆连接。关键在于，探测站为长方形，在长方形外壳的中间放置中子探测器及探测器导管，围绕探测器导管设有针对缓发中子的慢化层，探测站内侧设有阻挡γ射线的板状铅屏蔽。为了消减本底中子的干扰，除了朝向反应堆堆芯的内侧外，在的长方形外壳的上、下、前、后及外侧都设有针对本底中子的板状慢化层及吸收层。 

为了增加探测装置的可靠性，每个探测站内安装2个中子探测器。 

另外，为了保证装置完好可靠，在中子探测器导管附件设有检验中子源导管，必要时将中子源从中子源导管吊入，检验探测装置是否工作正常。 

(三)发明效果 

本发明通过探测反应堆一回路冷却剂钠中释放的缓发中子的相对注量率，来判断燃料裸露破损的严重程度，以保证反应堆安全。装置内的铅屏蔽、慢化层及吸收层都采用板状，可叠放改变厚度，插拔方便，便于安装和拆换。同时避免了将钠引出所带来的安全风险因此。 

附图说明

图1燃料破损缓发中子探测装置结构示意图； 

图2图1中A-A处的剖示图。 

图中，1a、内侧铅屏蔽层；1b、内侧铅屏蔽层；1c、内侧铅屏蔽层；1d、内侧铅屏蔽层；2、BF₃正比计数管；3、中子探测器导管；4、放大器和成形器；5、处理器；6、显示与报警终端；7、中子源导管；8、探测器顶盖；9、上部铅屏蔽层；10、屏蔽慢化层；11、含硼屏蔽吸收层；12、镉屏蔽吸收层；13、外侧铅屏蔽层；14、缓发中子慢化层；15、下部铅屏蔽层；16、内部支撑板；17、外壳。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步阐述。 

如图1所示，一种用于钠冷快堆燃料元件破损探测的探测装置，通过探测反应堆一回路冷却剂钠中缓发中子的相对注量率，来判断燃料元件裸露破损的严重程度，以保证反应堆安全。缓发中子探测装置安装在与主热交换器相对的堆容器的外面，探测由主热交换器中释放出来的缓发中子，即一回路钠释放出的缓发中子。。