元件破损监测中关键核素活度测量的影响因素

通过实时测量反应堆主冷却剂中关键核素¹³¹I、¹³⁷Cs的活度来进行压水堆燃料元件破损监测时,主要的影响因素有净化系统的净化效果、核素自身的衰变、活化产物的影响、能量相近的裂变产物等。对这些影响因素进行了分析、推导,结果表明,只有裂变产物⁹⁹Mo对¹³¹I的定量测量有较大影响。     

缓发中子计算燃料元件破损方法研究

当燃料元件发生破损时,裂变产物会释放到主冷却剂中,引起主冷却剂放射性水平增加。根据燃料元件破损的监测数据,采用一定的计算方法,计算燃料元件破损数目,可为核电厂处理元件破损事故、确保反应堆和人员安全提供重要依据。本文对缓发中子先驱核产生、释放、迁移和探测器响应等过程进行深入研究,并对每个过程建立了数学计算模型,形成了1套根据缓发中子监测数据来计算燃料元件破损数目的方法。该方法可适用于多数反应堆的燃料元件破损数目计算。     

NaI多道脉冲幅度分析系统在燃料元件破损监测中的应用研究

介绍了船用堆燃料元件破损监测中较常用的两种方法.通过分析其缺陷,提出了用NaI多道脉冲幅度分析系统测量特征核素(131I、137Cs)的方法,有效避免了监测中的干扰因素的影响,降低了定量监测中的误报率,提高了燃料元件破损监测的效率和置信度.     

LaBr_3(Ce)γ谱仪在燃料元件破损监测中的应用研究

为了实现用LaBr_3(Ce)γ谱仪实时监测压水堆燃料元件的破损,对该谱仪系统在燃料元件破损监测中的几个关键问题进行了研究。通过实验测试与蒙特卡罗(MC)模拟计算,提出了使用LaBr_3(Ce)γ谱仪测量一回路冷却剂中裂变产物~(135)Xe和~(88)Kr的活度浓度来判断燃料元件是否发生破损的方法,并对该方法进行了验证。对某反应堆一回路冷却剂进行测量的结果表明,基于LaBr_3(Ce)γ谱仪的燃料元件破损监测方法可有效避免监测中的干扰因素的影响,降低了定量测量中的不确定度。     

水堆燃料元件的破损监测、定位和处理

本文简介反应堆破损燃料元件的监测、定位和处理；反应堆运行时的监测与定位；换料时或换料后的监测；在燃料组件内鉴别破损的燃料棒；破损燃料棒拆出后的监测与定位；燃料组件的监测、拆卸和修复等方面在国际上的研究开发现状。     

HFETR套管型燃料元件破损判断方法研究

高通量工程实验堆(HFETR)的运行经验表明,核素趋势分析法分析燃料元件破损存在一定弊端,包壳中核燃料的释放会影响核素分析法的准确性。针对HFETR套管型燃料元件,结合运行经验,以典型核素131I为例,通过分析燃料元件正常腐蚀产物与裂变产物的关系,研究燃料元件破损趋势,提出K值趋势判断法与核素区域判断法,并根据运行数据确定2种分析方法的准确性,确保反应堆的安全运行。     

反应堆燃料元件破损当量诊断方法

破损当量是衡量反应堆燃料元件破损严重程度的重要指标,但破损当量无法直接测量,在决策应用中不具有可操作性,需要建立与破损当量对应的可监测指标。本文结合实践经验,分析确定了可用于燃料元件破损诊断的典型核素,建立了反应堆一回路冷却剂中裂变产物核素活度浓度与燃料元件破损当量之间的传递关系;给出了一回路冷却剂取样分析实验方法,并指出实验过程中应注意的问题;建立了采用监测一回路冷却剂中典型裂变产物核素活度浓度诊断破损当量的方法,并分析了诊断中不确定度的主要影响因素。本研究为反应堆燃料元件破损当量诊断提供了技术方法。     

基于剂量监测的船用反应堆破损燃料元件燃耗分析

分析了船用堆燃料元件破损后冷却剂中¹³⁴Cs、¹³⁷Cs的放射性活度与破损燃料元件中¹³⁴Cs、¹³⁷Cs的放射性活度之间的关系,同时也分析了燃料元件中¹³⁴Cs、¹³⁷Cs的放射性活度与燃料元件燃耗之间的关系。由分析得到破损燃料元件燃耗的计算公式,为进一步定位破损元件提供理论依据。     

水堆燃料元件的破损监测、定位和处理（续）

4在燃料组件内鉴别破损的燃料棒 一旦某束燃料组件用上述方法己判定为破损组件，如果条件不具备可将其放入专门容器贮存。在正常情况下就要从这束燃料组件中找出破损的燃料棒，然后抽出换上新棒。鉴别破损燃料棒的第一项技术就是外观检查超声检验。     

元件破损实时监测与分析中裂变产物光子能量的选择

计算了不同裂变产物的主要γ光子对φ７６．２ｍｍ×７６．２ｍｍ ＮａＩ探测器光电峰的相对探测效率。结果表明，在燃料元件破损监测中，光电效应计数率最高的几种光子能量与核素是８１ｋｅＶ（＾１３３Ｘｅ）、１９６．３ｋｅＶ（＾８８Ｋｒ）、２２０．９ｋｅＶ（＾８９Ｋｒ）、２４９．８ｋｅＶ（＾１３５Ｘｅ）、４０２．６ｋｅＶ（＾８７Ｋｒ）和５２９．８ｋｅＶ（＾１３３Ｉ）。由于活化产物γ辐射的干扰，监测用γ光子的能     

乏燃料棒中关键核素径向分布特点及对废包壳测量准确度影响

废包壳是水法乏燃料后处理工艺首端高放固态废物的主要来源,通常采用非破坏性测量方法进行整体测量并分析其中残余的U、Pu等感兴趣关键核素的量,传统方法中多引用组件的平均燃耗作为分析计算的输入参数。但根据反应堆运行经验,乏燃料组件和乏燃料棒中燃烧生成的核素及残余U的浓度呈非均匀空间分布状态,这一特性增大了废包壳非破坏性测量分析结果的不确定度。本文采用模拟计算的方法重建乏燃料棒中感兴趣关键核素的径向分布特征,数据表明废包壳中感兴趣核素的质量浓度比与采用燃料棒平均燃耗计算的结果相差可达100%,由此建立了采用非均匀分布特性修正废包壳中感兴趣核素浓度测量分析方法。     

乏燃料废包壳残留物质核素分析计算

为分析计算乏燃料废包壳残留物质的核素含量,以M310型核电机组及燃料组件为分析对象,建立了乏燃料废包壳残留物质核素含量分层计算模型,用SCALE程序计算分析了²⁴⁴Cm含量、总Pu含量及²⁴⁴Cm/Pu比等主要参数随燃耗及冷却时间的变化。计算结果表明,²⁴⁴Cm含量、总Pu含量及²⁴⁴Cm/Pu比随燃耗及冷却时间的变化均可用三阶多项式拟合。本文工作为废包壳残留物质非破坏性测量方法研究提供了数据支持。     

PWR核电厂乏燃料贮存临界计算重要核素的选取

信用核素选取是基于燃耗信用制乏燃料贮存临界安全分析的关键一步。通过对不同富集度、燃耗深度及停堆冷却时间下典型PWR燃料组件分析,以核素中子吸收份额大小排序为依据,筛选出对总的中子吸收起主要贡献的核素。结果显示,47个核素即可包络停堆后0~20a内影响乏燃料贮存系统反应性的所有核素中的99%。通过核素敏感性因子分析证明依据中子吸收份额排序选取重要核素的方法是合理的,与基准算例的结果对比证明所筛选出的核素能足够代表影响系统反应性的所有重要核素。     

LOCA工况下环形燃料元件外包壳鼓胀爆破试验研究

为获得环形燃料元件外包壳在压水堆冷却剂丧失事故（LOCA）工况下鼓胀爆破温度和应变的经验关系式,为设计计算提供必要的输入,并初步评价其LOCA工况下的鼓胀爆破性能,在堆外对其开展了LOCA工况下的鼓胀爆破试验研究。在不同的升温速率和内压下,蒸汽环境中,以外表面红外加热的方式对环形燃料元件外包壳进行了鼓胀爆破试验。总结了试验得到的经验关系式,分析了试验中爆破温度和应变的影响因素,并将试验结果与美国核管理委员会出版的NUREG0630中的结果进行对比,验证了试验结果的合理性。获得的试验数据可用于环形燃料的设计、计算和改进。     

LOCA工况下环形燃料元件内包壳外压屈曲试验研究

环形燃料一种安全高效的新型核燃料。为对环形燃料元件冷却剂丧失事故（LOCA）下整体受压失效形式的问题进行研究,将环形电加热棒、模拟芯块和试验件组装成试验装置,在空气环境中,以环形电加热棒外加热的方式,对环形燃料元件内包壳进行了外压屈曲试验,并将试验屈曲压力与Bresse?Bryan公式计算结果和特征值屈曲数值模拟分析结果进行了对比分析。结果表明：Bresse?Bryan公式计算结果除以安全系数m=2?5得到的结果高于试验结果而不够保守,试验结果分布于特征值屈曲数值模拟分析结果的1/5?1/3之间。本文结果可为环形燃料元件安全评价及后续工程化提供基础数据。     

包覆燃料颗粒应力的有限元分析

高温气冷堆的燃料元件由包覆燃料颗粒弥散在石墨基体中组成。在反应堆运行过程中,辐照及各复杂的物理化学反应产生的应力会使包覆燃料颗粒发生破损,对包覆燃料颗粒进行应力分析是评价燃料元件和反应堆运行安全性能的主要内容之一。本文基于压力壳模式,主要考虑内压作用下的球形壳层应力及包覆燃料颗粒的非球形因素,用有限元法对应力进行了分析。     

板型燃料元件内部缺陷的无损检测

本文使用超声波水浸单探头反射法对不贴紧缺陷进行了检测,根据缺陷反射波的形状及在时域上的位置对缺陷的深度和类型进行了分析评价。使用²⁴¹Am源59.5 keV的单能窄缝γ射线,对芯体分布的均匀性进行了检测。根据特定检测频率下包壳厚度与涡流阻抗变化的对应关系对包壳厚度进行了分析评价。通过超声、射线和涡流检测方法对板型燃料元件内部缺陷检测并给予评价,保证产品质量。