[发明专利]加压轻水型中子源集合体

说明书

技术领域

本发明涉及加压轻水型中子源集合体，更详细地，涉及分别具备起动韩国标准核电站的模型APR1400加压轻水反应堆的原子核反应堆堆芯所需的多个初级源和次级源并相互交互排列的加压轻水型中子源集合体。

背景技术

为了起动核电站需要在原子核反应堆堆芯进行链式核反应，为此中子源以集合体的形态安装在原子核反应堆堆芯。为了起动原子核反应堆堆芯，中子源集合体包括初级源和次级源，其中所述初级源会在原子核反应堆堆芯的初期试运行时被使用，次级源在试运行后正常运行时被使用。

初级源为可自发生成中子的中子源，主要使用Cf-252靶丸，次级源为不可自发生成中子的非放射性物质或当暴露在由原子核反应堆堆芯的链式核反应生成的放射线时可生成链式核反应所需的中子的物质，主要利用锑-铍(Sb-Be)混合物。

作为初级源使用的Cf是1950年发现的原子序数为98的锕系元素，其同位元素从237到256有20个核素，其中Cf-252用作中子源。Cf-252的半衰期为2.646年，其进行自发性核分裂并放出中子。由此在核电站，建设后初次起动原子核反应堆堆芯时使用可通过自发性核分裂来放出中子的Cf-252。

由于用于初期起动的初级源在高速中子环境中枯竭，因此仅用于初期试运行及功率运行中，在之后的正常运行时使用作为次级源的锑-铍(Sb-Be)混合物。

次级源的Sb是以Sb-123的形态装载的状态下，通过中子的放射化转换为Sb-124，在此过程中放出的伽马射线与Be反应并生成高速中子。

作为用于现有的原子核反应堆堆芯的中子源集合体的现有技术，韩国公开专利第10-2013-0119420号(公开日：2013.10.31)已被公开，图1是表示所述现有技术的中子源集合体的剖视图。如图1所示，中子源集合体的特征在于，其下部具备由铍组成的一对次级源1，所述次级源1的边界面内置由Cf-252组成的初级源2。

所述中子源集合体，初级源2以小靶丸的形态被提供，通常的原子核反应堆堆芯的燃料棒会具有4m左右的长度，并且为了有效的链式核反应，有必要将中子均匀地放射到链式核反应开始的燃料棒上，但是根据所述技术，其实现中子均匀的放射有限，由于中子的不均匀放射，随着加压轻水反应堆的容量增大，稳定的链式核反应也将会延迟，同时对缩短反应堆的启动时间造成障碍。

现有技术文献

专利文献

(专利文献1)KR10-2013-0119420A(2013.10.31)

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明是为了解决上述问题而提出，本发明的目的在于提供一种可以实现中子源集合体的中子的均匀放射的加压轻水型中子集合体。

同时，本发明的目的在于提供一种在集合体内部容易实现初级源和次级源的配置并能够稳定地维持的加压轻水型中子源集合体。

(二)技术方案

为解决所述问题的本发明的加压轻水型中子源集合体，其特征在于，包括：上部管件，其插入配置在加压轻水反应堆的核燃料集合体导向管的上部；下部管件，其插入配置在所述加压轻水反应堆的核燃料集合体导向管的下部，并由与所述上部管件的下端部连接的管和密封所述管的下端部的端盖组成；以及中子源单元，其包括内置在所述管中，并相互串联排列的多个初级源和多个次级源，所述中子源单元在所述初级源之间配置次级源的状态下相互交互排列。

并且，本发明的加压轻水型中子源集合体，其特征在于，所述上部管件包括：上部连接球，其在公差范围内具有与所述核燃料集合体导向管的内径相同的直径；柱塞，将所述上部连接球的上部安装在核燃料集合体的导向管；上部弹簧，其内置在所述上部连接球中，并配置在所述柱塞的背面；管道，其与所述上部连接球的下端连接；以及下部连接球，其与所述管道的下端连接并固定，其中所述管道和下部连接球以螺丝形状连接。

同时，本发明的加压轻水型中子源集合体，其特征在于，所述初级源与次级源之间还包括安装所述初级源的辅助盖，以及两端分别弹性支撑所述辅助盖和次级源的源隔离弹簧，所述辅助盖，其上表面形成可插入安装所述初级源的一部分的收容槽，在所述收容槽的相反侧形成插入所述源隔离弹簧的固定突出端，其中所述固定突出端以强塞的方式插入所述源隔离弹簧的中空部，并且下端部形成规定的坡度。

(三)有益效果

本发明通过内置在管中的多个初级源和次级源相互交互排列来实现中子源集合体的中子均匀地放出，并可以提高APR1400加压轻水反应堆的起动效率。