173089. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nukleáris fűtőelemek kiégési szintjének roncsolásmentes meghatározására
5 173089 6 c) besugárzás: geometria az In-lemez palástszerűen a La-forrásra helyezve időtartam 30 perc d) Intenzitás-mérések: detektor, elektronika: „Canberra gyártmányú” (Canberra Industries, Inc. Meriden, Connecticut, USA)kb. 50 cm3 érzékeny térfogatú Ge(Li) félvezető detektor; Nuclear Data 1000 csatornás analizátor; hűlési idő intenzitás-mérések időtartama: geometria forrás-detektor távolság hatásfok kezdeti intenzitás (bomlásgörbéből) 10 perc 1000 sec közeli „kiterjedt” forrás 10 mm 2,6% 2550 ± 80 impulzus/1000 sec 153 ± 5 (3,3%) cpm 5 10 15 20 A fenti 3,3%*>s mérési hiba - ilyen vagy ennél nagyobb beütésszám mellett — lehetővé teszi az 5%-nál nagyob aktivitáskülönbségek megbízható kimutatását, természetesen gondosan betartva a besugár- 25 zással és az intenzitás-méréssel szemben támasztott geometriai követelményeket. így tehát mód van arra, hogy egy fűtőelem vagy köteg tengelye mentén elhelyezett mintasorozattal a kiégés 5%-nál nagyobb eltérését megbízhatóan mérni 30 lehessen relatív módon, ha a szál (köteg) csentiméterenkénti Ba-La-140 aktivitása kb. 150 Ci vagy ennél nagyobb (felső határt gyakorlatilag nem szab a módszer). Ahhoz viszont, hogy a kiégés mértékét abszolút értelemben is meg tudjuk adni, további adatok isme- 35 rete szükséges (abszolút detektálási hatásfok, a minta önabszorpciója, a sugárforrás önabszorpciója stb.), melyek közül a legkritikusabb a vizsgált fotonukleáris reakció hatáskeresztmetszete (a Compton-szóródás „anyagfűggése” miatt ez fűtőelemfajtánként egyedi 40 meghatározást igényel). Az említett adatok bizonytalansága miatt az abszolút mérés hibája jelentősen nagyobb a relatívénál. összevetve eredményeinket egy nagyteljesítményű 45 reaktor — például a paksi atomerőműben is beépítésre kerülő 440 MW-os reaktor - zónájának, illetve egy fűtőelemkötegének megfelelő adatával, a következő adatokat kapjuk: a 440 MW teljesítményű, 3000 mm átmérőjű és 2500 mm magasságú aktív zóna mintegy 40 tonna, U-235-ben 3,3%-os dúsítású uránt tartalmaz 41 900 fűtőelemben, ill. 349 fűtőkötegben. Egy fűtőanyagköteg 120 fűtőelemet és 6 szabályozó rudat tartalmaz. Egy ilyen erőműben a La-140 telítési aktivitását — a Ba-140 anyaelem felezési idejét (12,8 nap) figyelembe véve - mintegy 3 hónap alatt éri el. Egy ekkor bekövetkező leállás után, 48 óra hűlési idő elteltével 40 MCi La-140 van jelen a zónában. Ez 1 kCi/kg fűtőanyag fajlagos aktivitásának felel meg (1 fűtőelem kb. 1 kg). Egy fűtőelem köteg La-140 aktivitása tehát megközelítőleg 120 kCi. Egyenletes elosztást feltételezve, ez 480 Ci/cm La-140 aktivitásnak felel meg. Megállapítható tehát, hogy egy nagyteljesítményű reaktor fűtőelemkötege bőven tartalmaz akkora Ba- La-140 aktivitást, mely a példában leírt feltételeket teljesíti. Az, hogy a szükségesnél körülbelül háromszor nagyobb aktivitás is rendelkezésre áll, lehetővé teszi vagy még nagyobb pontosság elérését a statisztika javítása révén, vagy a besugárzási és mérési idők, illetőleg a minták tömegének csökkentésére nyújt módot. A különböző típusú atomerőművek zónaadatai nem térnek el lényeges mértékben a fentiektől és így a találmány szerinti eljárás bármilyen atomreaktor fűtőanyagának vizsgálatára alkalmas. Szabadalmi igénypontok Eljárás nukleáris fűtőanyagok kiégési fokának és a kiégés fűtőelemen belüli eloszlásának roncsolásmentes meghatározására, azzal jellemezve, hogy a vizsgál fűtőelemben levő Ba-La-140 hasadási termék gammasugárzásával a reaktor zónából eltávolított fűtőelem vagy fűtőelemköteg felületére és/vagy középponti hossztengelye mentén elhelyezett In-115, Cd-111, Rh-103, Er-167 küszöbdetektorok valamelyikéből vagy kombinációikból álló sorozatokat gamma-aktiváció útján izomer állapotukra geijesztjük, majd mérjük az izomerbomlások számát, amelyekből a fűtőelemen vagy fűtőelemkötegek hossztengelye mentén elhelyezett küszöbdetektorokkal a kiégés fűtőelemen vagy fűtőelemkötegen belüli eloszlását határozzuk meg, valamint ugyanezen vagy tetszőlegesen elhelyezett küszöbdetektorokkal meghatározzuk a fűtőelemben levő Ba-La-140 mennyiségét és a fűtőelem kiégés mértékét. A kUWit fotel: a Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó igazgatója 79.7923.66-42 Alföldi Nyomda, Dsbracan - Felelői vezető: Bankó István igazgató 3
