[发明专利]用于压水堆制备放射源的新型阻流塞组件及放射性棒

说明书

技术领域

本发明涉及一种核反应堆用组件，尤其涉及一种能生产放射性同位素的用于压水堆制备放射源的新型阻流塞组件及放射性棒。

背景技术

放射性同位素广泛应用于工业、农业、医学和科研等各个领域。目前的同位素生产主要依赖于低功率的研究用反应堆或加速器，国内生产一部分，间或从国外进口一部分，但依然货源匮乏，难以满足日益增长的需求。

常用的放射性同位素包括钴-60、铯-137、铱-192等。以钴放射性同位素为例，钴-59在反应堆内辐照适当时间，钴-59通过吸收一个中子，即可获得高比活度的钴-60。钴-60是核技术应用中最常用的放射性同位素，发射能量为1.17MeV和1.33MeV的γ射线或者0.315MeV的β射线，半衰期为5.27年。

压水堆是技术成熟、运行安全、经济实用的堆型。国际上，压水堆核电厂装机总容量约占所有核电厂各类反应堆总和的60％以上；我国目前已经投入商业运行和正在建造的核电机组中，压水堆堆型占90％以上。怎么利用核电厂中的核反应所产生的中子来生产放射性同位素，也成为核电技术人员所关注的问题。

上海核工程研究设计院于2008年提出了利用重水堆钴调节棒组件生产放射性同位素钴的一项中国发明专利申请，其公开号为CN101252025A，发明名称为：重水堆钴调节棒组件；由于该技术应用于重水堆中且束缚于其调节作用的调节棒上，因此存在以下缺陷：

(1)调节棒作为调节堆芯反应性的一种控制棒，当反应堆工况发生变化而需要用调节棒进行调节时，不可避免地使该调节棒时常抽出或插入堆芯，对束缚有钴的调节棒中的钴靶件而言，存在辐照剂量不稳定的现象；

(2)用束缚有钴的调节棒替代不锈钢调节棒起到调节反应性的功能，对反应堆运行有影响，需对核特性、热工、辐照安全等进行多项分析和合理设计,论证工作量大且复杂；

(3)在重水堆中用束缚有钴的调节棒替代不锈钢调节棒，需要在束缚有钴的调节棒周围设置厚重的放射性屏蔽防护装置，对生物起到屏蔽作用；

(4)该技术仅适用于重水堆，国内外核电厂使用重水堆的非常少，我国目前仅只有两座，应用范围有限，使钴放射源的生产数量受限，难以满足医用或工、农业广泛应用市场的需求。

目前而言，压水堆是技术成熟、运行安全、经济实用的堆型，国际上，压水堆核电厂装机总容量约占所有核电厂各类反应堆总和的60％以上；我国目前已经投入商业运行和正在建造的核电机组中，压水堆堆型占90％以上。

基于上述因素考虑，本申请人希望在压水堆中生产放射性同位素，并利用压水堆使用广泛的特点，来实现放射性同位素的大量生产，以满足工业、农业及医用的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既能限制反应堆堆芯冷却剂旁通流量，又能生产放射性同位素的新用于压水堆制备放射源的新型阻流塞组件。

本发明的另一目的在于提供一种在核反应堆芯中吸收中子而生产放射性同位素的放射性棒。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于压水堆制备放射源的新型阻流塞组件，包括连接板及不锈钢阻流塞棒，所述连接板具有安装所述不锈钢阻流塞棒的安装部，所述安装部呈分散分布，所述安装部的数量为24，其中，还包括吸收中子而生产放射性同位素的放射性棒，所述放射性棒的数量为N，N≤24的自然数，所述放射性棒呈悬空的对应安装于N个安装部上，剩余的安装部上呈悬空的对应安装一所述不锈钢阻流塞棒，所述放射性棒与所述不锈钢阻流塞棒相互平行。

较佳地，所述放射性棒包括包壳管、放射性芯块及弹性元件，所述放射性芯块呈密封的封装于所述包壳管内，所述弹性元件设置于所述包壳管内并恒将所述放射性芯块偏压于所述包壳管内固定不动。

较佳地，所述包壳管呈中空结构，所述中空结构形成收容腔，所述放射性芯块填充于所述收容腔下部，所述弹性元件收容于所述收容腔上部，所述收容腔充入氦气。

较佳地，所述包壳管的上端藉由一上端塞密封，所述包壳管的下端藉由一下端塞密封。

较佳地，所述用于压水堆制备放射源的新型阻流塞组件还包括中心导向筒，所述中心导向筒的上端呈上下滑动且弹性的卡设于一压紧件的中心处，所述中心导向筒的下端与所述连接板固定连接。

较佳地，所述用于压水堆制备放射源的新型阻流塞组件还包括销钉，所述销钉的上端固定于所述压紧件上，所述中心导向筒呈竖直开设有导向槽，所述销钉的下端呈上下滑动的卡设于所述导向槽内。