[发明专利]一种废包壳测量装置

说明书

本发明属于废包壳铀钚含量测量技术领域，具体涉及一种废包壳测量装置，用于测量乏燃料组件产生的废包壳中的铀钚含量，包括内部设有呈直立桶状的、容纳测量对象(4)的测量腔(3)的测量主体(1)，所述测量主体(1)内部设有一个中子发生器(5)和若干正比计数管(10)，还包括能够沿着所述测量主体(1)外部一侧上下移动测量的伽马探测装置，所述测量对象(4)包含所述废包壳。本装置实现了对废包壳中铀钚含量的测量与分析，通过提供准确、快捷地测量废包壳内的铀钚含量(U、Pu)以及相应的α活度等参数，能够有效地提高乏燃料后处理、废物处理处置等环节的资源利用效率，产生较好的经济效益。

技术领域

本发明属于废包壳铀钚含量测量技术领域，具体涉及一种废包壳测量装置。

背景技术

乏燃料中含有未烧尽的U235、生成的Pu239等核燃料，以及一些裂变产物和超铀元素，废包壳是乏燃料组件经剪切、酸浸及清洗后的残留物。目前各国已经设计制造的废包壳测量装置，并在各后处理中试厂以及商用大厂进行应用，目前最新的几家后处理厂的废包壳测量装置包括法国的UP3厂、英国THORP厂、日本六个所等。其中，法国UP3厂采用有源中子测量方法，采用Cf252作为质询源。英国THORP厂采用有源中子质询方法和高分辨γ分析方法。日本六个所主要是根据法国相关工艺进行改进。2002年左右，我国中试厂进口了一台德国的废包壳测量装置CAMOS，其采用了有源中子和无源中子测量技术相结合的方法，使用了水作为慢化体，Cf252作为诱发中子源，裂变室作为中子探测器，增加了两个电离室作为γ水平的监控和修正。

发明内容

随着我国核事业的快速发展，乏燃料的积累日益增多，为此相继开展了有关乏燃料后处理厂建设及工艺研究工作。为此，有必要建立废包壳中铀钚含量测量的技术途径，通过提供准确、快捷地测量废包壳内的铀钚含量以及相应的α活度等参数，能够有效地提高乏燃料后处理、废物处理处置等环节的资源利用效率，产生较好的经济效益。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种废包壳测量装置，用于测量乏燃料组件产生的废包壳中的铀钚含量，其中，包括内部设有呈直立桶状的、容纳测量对象的测量腔的测量主体，所述测量主体内部设有一个中子发生器和若干正比计数管，还包括能够沿着所述测量主体外部一侧上下移动测量的伽马探测装置，所述测量对象包含所述废包壳。

进一步，所述中子发生器为有源中子发生器。

进一步，所述测量主体由不同材料层构成，能够慢化所述测量对象所发射的中子、降低所述测量对象所发射的伽马射线的影响以及降低环境中子的影响。

进一步，构成所述测量主体的所述材料层由里至外包括：第一不锈钢层、铅屏蔽体、第一聚乙烯层、石墨层、镉片、第二聚乙烯层、第二不锈钢层。

更进一步，所述正比计数管内嵌在所述第一聚乙烯层中，沿所述测量腔的轴向分散排列；所述中子发生器位于所述铅屏蔽体与所述测量腔之间。

进一步，所述伽马探测装置包括高纯锗探测器和设置在所述高纯锗探测器上的准直器，所述高纯锗探测器能够通过所述准直器探测所述测量主体中的所述测量对象所发射的伽马射线。

进一步，还包括设置在所述测量主体外部一侧的升降轨道，所述升降轨道上设有用于架设所述伽马探测装置的探测平台，所述伽马探测装置通过所述探测平台和所述升降轨道实现上下移动测量。

进一步，还包括连接和远程控制所述中子发生器、高纯锗探测器、升降轨道的控制设备，所述控制设备能够记录所述中子发生器、高纯锗探测器的测量结果。

进一步，还包括设置在所述测量腔内的吊篮，所述吊篮用于放置所述测量对象。

进一步，还包括设置在所述测量主体顶部的顶盖，所述顶盖的主体由聚乙烯制作，外加不锈钢包装，用于固定所述中子发生器。

本发明的有益效果在于：