[发明专利]用于固体钆中子毒物棒泄漏的检测方法

说明书

本发明公开了一种用于固体钆中子毒物棒泄漏的检测方法，包括以下步骤：1)对放射性料液取样；2)分离样品中的钆元素；3)对样品中钆‑157的同位素丰度进行分析检测；4)在役检查时，重复步骤1)‑3)，若样品中钆‑157的同位素丰度高于预设的运行阈值，则判断出放射性料液中的固体钆中子毒物棒已经泄漏到放射性料液中。本发明提出的用于固体钆中子毒物棒泄漏的检测方法，基于钆‑157同位素丰度的分析方法，具有检测灵敏度高、操作简单、检测可靠、耗时短、无需停工的优势，保障了乏燃料后处理工艺的核临界安全。

技术领域

本发明属于放射性检测技术领域，具体涉及一种用于固体钆中子毒物棒泄漏的检测方法。

背景技术

核临界安全是核能利用的首要前提。使用固体中子毒物控制易裂变物质处于次临界的安全状态是最常见的临界控制方法之一。乏燃料的后处理源项组成复杂、放射性水平高。对乏燃料进行湿法后处理需要使用溶解器将乏燃料组件中易裂变核素溶解。溶解器使用固体钆中子毒物棒外加钛合金套管作为保护套管控制临界反应性。固体中子毒物长期浸泡在高温、强辐射、强酸性的溶解液中保护套管存在腐蚀泄漏的风险，进而减弱临界控制效果，带来核安全隐患。因此需要对固体中子毒物棒进行在役检查，保证其无泄漏。

目前，受限于强辐射场，对溶解器内固体中子毒物棒泄漏进行检验只能将其吊出溶解器，再通过热室内摄像头、窥视窗进行观察，操作复杂、耗时长，且检测的可靠性、有效性严重不足，后处理厂固体钆中子毒物泄漏检测仅依靠观察无法准确、可靠检查泄漏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种用于固体钆中子毒物棒泄漏的检测方法，具有检测灵敏度高、操作简单、无需停工的优势，解决了现有技术中对固体中子毒物泄漏检测操作复杂、耗时长，且检测的可靠性、有效性严重不足的问题。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供一种用于固体钆中子毒物棒泄漏的检测方法，包括以下步骤：

1)对放射性料液取样，放射性料液为使用固体中子毒物控制核临界风险的放射性料液情形；

2)分离样品中的钆元素；

3)对样品中钆-157的同位素丰度进行分析检测；

4)在役检查时，重复步骤1)-3)，若样品中钆-157的同位素丰度高于预设的运行阈值，则判断出放射性料液中的固体钆中子毒物棒已经泄漏到放射性料液中。否则，判断出放射性料液中的固体钆中子毒物棒没有泄漏到放射性料液中。

优选的是，放射性料液为乏燃料后处理工艺产生的含有易裂变物质、存在核临界风险的均匀放射性料液。

优选的是，乏燃料后处理工艺使用的设备包括：乏燃料后处理工艺首端的乏燃料溶解器、钚线二循环的高浓度钚溶液贮槽、其他乏燃料后处理工艺存在需要固体中子毒物棒控制临界安全的相关设备。

优选的是，所述的用于固体钆中子毒物棒泄漏的检测方法，还包括设置于步骤4)之前的步骤i)：固体钆中子毒物棒在役前，检测样品中的钆-157的同位素丰度，作为本底值，所述步骤4)中的预设的运行阈值高于本底值。

优选的是，所述步骤4)中钆-157的同位素丰度的预设的运行阈值为放射性料液中钆-157的同位素丰度的本底值的2～4倍。

优选的是，对于钆-157的同位素丰度检测所用的分析仪器为同位素质谱仪，对钆-157同位素丰度检测限低于0.01％，精度高于1％。

优选的是，所述步骤4)中预设的运行阈值为0.1％～0.6％。

优选的是，所述步骤2)中分离样品中的钆元素采用萃取色谱柱进行分离。

优选的是，固体钆中子毒物棒采用天然钆作为中子毒物，在固体钆中子毒物棒外设置有保护套管，保护套管用于保护固体钆中子毒物棒隔离开放射射性料液。