[发明专利]压水堆核燃料棒中子照相检测装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及核反应堆燃料棒的检测技术，具体涉及一种压水堆核燃料棒中子照相检测装置及检测方法。

背景技术

核安全是核电发展的生命线，而核燃料棒是压水堆的核心部件，必须对其进行检测以确保反应堆安全运转。中子照相技术在核燃料棒检测方面具有许多优势，是检测核燃料棒破损、测定U-235富集度、检查包壳中氢聚等不可替代的技术手段。采用中子照相方法检测压水堆核燃料棒是一种保证压水堆核燃料棒性能的有力的无损检测技术。但是由于核燃料棒本身具有放射性，所以需要通过间接成像方法完成中子照相对核燃料棒的检测，所以技术相对复杂。利用中子照相技术检测核燃料棒在美国、欧洲、日本等核工业发达的国家有相应的应用，但是有关检测装置设计方面的资料公开发表的较少。我国还没有进行过采用中子照相方法检测压水堆核燃料棒的相关实验，所以相关的用来进行实验的压水堆核燃料棒检测装置没有可以参考的设计经验。

发明内容

本发明的目的在于根据燃料棒中子照相检测实验的要求，提供一种用来构建检测成像实验光路的压水堆核燃料棒中子照相检测装置及相应的检测方法。

本发明的技术方案如下：一种压水堆核燃料棒中子照相检测装置，包括设置在屏蔽底座上的核燃料棒通路、束流通路、转换屏通路，其中，所述的核燃料棒通路竖直设置在屏蔽底座内，核燃料棒通路的开口位于屏蔽底座的顶部或底部；所述的束流通路沿中子束流方向设置在屏蔽底座内，束流通路的开口位于屏蔽底座朝向中子束流的侧面上，束流通路与核燃料棒通路连通；所述的转换屏通路沿垂直于中子束流的方向设置在屏蔽底座内，转换屏通路与束流通路的末端相接。

进一步，如上所述的压水堆核燃料棒中子照相检测装置，其中，所述的核燃料棒通路为空心圆柱形结构，其直径和深度足以容纳核燃料棒，并留有一定的移动空间。

进一步，如上所述的压水堆核燃料棒中子照相检测装置，其中，在所述的束流通路末端转换屏通路的外侧设有中子束流阻挡片；所述的中子束流阻挡片为含硼聚乙烯片。

进一步，如上所述的压水堆核燃料棒中子照相检测装置，其中，所述的束流通路的开口处设有束流限束片，束流限束片上设有与束流通路对应的开口。

进一步，如上所述的压水堆核燃料棒中子照相检测装置，其中，所述的转换屏通路到达束流通路的末端后，再继续延伸一段距离，所延伸的距离大于核燃料棒通路的直径。

进一步，如上所述的压水堆核燃料棒中子照相检测装置，其中，所述的转换屏通路的侧边与核燃料棒通路的圆周相切。

进一步，如上所述的压水堆核燃料棒中子照相检测装置，其中，在所述的屏蔽底座下方设有用于调节屏蔽底座高度的台架。

一种压水堆核燃料棒中子照相检测方法，包括如下步骤：

(S1)将中子转换屏放置在位于中子束流中的核燃料棒之后进行曝光；

(S2)将曝光后的中子转换屏冷却一段时间；

(S3)将中子转换屏移至成像实验室内与胶片或IP板曝光，使记录在中子转换屏上的潜像转移到胶片或IP板上；

(S4)对曝光后的胶片进行显影，或对曝光后的IP板进行数据扫描从而获得核燃料棒的间接成像。

进一步，如上所述的压水堆核燃料棒中子照相无损检测方法，在步骤(S4)中，同时将已经曝光过的中子转换屏进行冷却，擦去转换屏上保留的放射性，从而擦去上一次曝光时记录的样品检测信息，以备下一次成像曝光使用。

进一步，如上所述的压水堆核燃料棒中子照相无损检测方法，步骤(S1)中，中子转换屏在中子束流中的曝光时间为中子转换屏材料的3个半衰期；步骤(S4)中，对已经曝光过的中子转换屏进行冷却的时间为大于等于中子转换屏材料的20个半衰期。

本发明的有益效果如下：在利用本发明进行中子照相检测核燃料棒时，核燃料棒可以通过核燃料棒通路开口进入检测装置内进行成像，并可以在检测装置内自由的上下移动从而控制间接成像的核燃料棒的检测位置；来自反应堆源的中子束流经过中子束流通道后形成了一束尺寸固定的用于中子照相检测核燃料棒的中子束流；由于采用间接成像方法需要在成像时使用转换屏，检测装置上的转换屏通路实现了转换屏的进出，并且能够满足成像两次使用的需要。检测方法根据压水堆核燃料棒的实际参数以及相应特点设计相关的实验流程，整个方法简单易行，能够非常方便的获得压水堆核燃料棒中子照相无损检测成像的结果。

附图说明

图1为核燃料棒中子照相检测装置的外部结构示意图；

图2为核燃料棒中子照相检测装置的内部结构示意图；