CN109061715A - 一种废包壳连续扫描的中子测量装置 - Google Patents

Abstract

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连续扫描的中子测量装置，用于测量乏燃料组件产生的废包壳中的铀钚含量，包括用于容纳测量对象(3)的圆筒状的测量腔(2)，环绕设置在所述测量腔(2)***并能够沿所述测量腔(2)的轴线上下移动的、筒状的测量主体(1)，所述测量主体(1)内设有若干中子管探测器，所述测量主体(1)的高度小于所述测量腔(2)的高度，所述测量对象(3)包含所述废包壳。该测量装置实现了对含有废包壳的测量对象的连续可移动式扫描，在保证测量效果的前提下，缩短了中子管探测器的长度，降低了中子管探测器的使用成本与数量。

Description

一种废包壳连续扫描的中子测量装置

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连续扫描的中子测量装置。

背景技术

随着我国核事业的快速发展，乏燃料的积累日益增多，为此有关乏燃料后处理厂建设及工艺研究工作也正在逐步实施。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。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。

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。但在这些测量装置中，所使用的中子管探测器数目通常依据实际的测量对象进行确定，即中子管探测器的高度与测量对象的有效高度相匹配，这在一定程度上增加了中子管探测器的使用数量或使用成本。(即中子管探测器的长度与成本成正比，一根中子管探测器根据活性区长度不同成本从五万到十多万。)

发明内容

为了降低使用中子管探测器的成本，本发明中提出了一种废包壳连续扫描的中子测量装置，即该种设计中所选用的中子管探测器高度小于测量对象的有效高度，与现有中子测量方法中所使用的中子管探测器高度相比有所缩短，这在一定程度上降低了中子管探测器的使用成本。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种废包壳连续扫描的中子测量装置，用于测量乏燃料组件产生的废包壳中的铀钚含量，其中，包括用于容纳测量对象的圆筒状的测量腔，环绕设置在所述测量腔***并能够沿所述测量腔的轴线上下移动的、筒状的测量主体，所述测量主体内设有若干中子管探测器，所述测量主体的高度小于所述测量腔的高度，所述测量对象包含所述废包壳。

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：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。

更进一步，所述中子管探测器内嵌在所述第一聚乙烯层中，所述中子管探测器为管状，沿所述测量主体的轴向分散排列。

进一步，所述测量主体设置在升降平台上，通过升降平台实现沿所述测量腔的轴线上下移动的测量。

进一步，还包括设置在所述测量主体外侧的升降轨道，所述升降平台能够沿所述升降轨道实现上下升降。

进一步，还包括连接和远程控制所述中子管探测器、升降平台的控制设备，操作人员通过与所述控制设备相匹配的自控软件操作所述控制设备实现所述测量主体的测量、所述升降平台的升降，所述控制设备还能够记录所述中子管探测器的测量结果。

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。

本发明的有益效果在于：

1.实现了对含有废包壳的测量对象的有效高度部分进行连续可移动式扫描，不必使中子管探测器的长度与测量对象进行匹配。

2.在保证测量效果的前提下，缩短了中子管探测器的长度，降低了中子管探测器的使用成本与数量。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中所述的一种废包壳连续扫描的中子测量装置的示意图；

图中：1-测量主体，2-测量腔，3-测量对象，4-升降平台，5-升降轨道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

如图1所示，本发明提供的一种废包壳连续扫描的中子测量装置，用于测量乏燃料组件产生的废包壳中的铀钚含量，包括测量主体1、测量腔2、升降平台4、升降轨道5、吊篮、控制设备(即电子学***)。

其中，测量腔2用于容纳测量对象3，测量腔2为圆筒状。测量对象3包含有用于测量的废包壳。

测量主体1环绕设置在测量腔2***并能够沿测量腔2的轴线上下移动。测量主体1为筒状，测量主体1内设有若干中子管探测器，测量主体1的高度小于测量腔2的高度。测量主体1由不同材料层构成，能够慢化测量对象3所发射的中子、降低测量对象3所发射的伽马射线的影响以及降低环境中子的影响。

构成测量主体1的材料层由里至外包括：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。

中子管探测器内嵌在测量主体1的第一聚乙烯层中，中子管探测器为管状，沿测量主体1的轴向分散排列(中子管探测器的间隔可以是均匀的也可以是不均匀，能够满足技术指标即可)。

测量主体1设置在升降平台4上，通过升降平台4实现沿测量腔2的轴线上下移动的测量。

升降轨道5设置在测量主体1外侧，升降平台4能够沿升降轨道5实现上下升降。

控制设备(即电子学***)连接和远程控制中子管探测器、升降平台4的，操作人员通过与控制设备相匹配的自控软件操作控制设备实现测量主体1的测量、升降平台4的升降，控制设备还能够记录中子管探测器的测量结果。

吊篮设置在测量腔2内，吊篮用于放置测量对象3，并将测量对象3在测量腔2内定位。

本发明所提供的废包壳连续扫描的中子测量装置的测量实施操作流程如下：

1)采用吊装装置将含有废包壳的测量对象3由测量腔2上端传输至测量腔2内部固定位置；

2)通过自控软件打开移位寄存器，启动中子本底的测量；

3)根据测量需求，设置实验参数；

4)通过自控软件将升降平台4沿升降轨道5移至测量起点；

5)在步骤3与步骤4完成后，启动中子测量；

6)通过自控软件实现升降平台4沿升降轨道5的稳步升降，使得测量主体1随着升降平台4同时稳步连续移动，实现对测量对象有效高度内的连续扫描测量，并记录中子测量结果；

7)测量结束后，进行数据处理与保存；

8)采用吊装装置将测量对象3由测量腔2内部转移至指定位置；

9)测量过程结束。

本发明所述的装置并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。

Claims (8)

1.一种废包壳连续扫描的中子测量装置，用于测量乏燃料组件产生的废包壳中的铀钚含量，其特征是：包括用于容纳测量对象(3)的圆筒状的测量腔(2)，环绕设置在所述测量腔(2)***并能够沿所述测量腔(2)的轴线上下移动的、筒状的测量主体(1)，所述测量主体(1)内设有若干中子管探测器，所述测量主体(1)的高度小于所述测量腔(2)的高度，所述测量对象(3)包含所述废包壳。

2.如权利要求1所述的中子测量装置，其特征是：所述测量主体(1)由不同材料层构成，能够慢化所述测量对象(3)所发射的中子、降低所述测量对象(3)所发射的伽马射线的影响以及降低环境中子的影响。

3.如权利要求2所述的中子测量装置，其特征是，构成所述测量主体(1)的所述材料层由里至外包括：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。

4.如权利要求3所述的中子测量装置，其特征是：所述中子管探测器内嵌在所述第一聚乙烯层中，所述中子管探测器为管状，沿所述测量主体(1)的轴向分散排列。

5.如权利要求1所述的中子测量装置，其特征是：所述测量主体(1)设置在升降平台(4)上，通过升降平台(4)实现沿所述测量腔(2)的轴线上下移动的测量。

6.如权利要求5所述的中子测量装置，其特征是：还包括设置在所述测量主体(1)外侧的升降轨道(5)，所述升降平台(4)能够沿所述升降轨道(5)实现上下升降。

7.如权利要求6所述的中子测量装置，其特征是：还包括连接和远程控制所述中子管探测器、升降平台(4)的控制设备，操作人员通过与所述控制设备相匹配的自控软件操作所述控制设备实现所述测量主体(1)的测量、所述升降平台(4)的升降，所述控制设备还能够记录所述中子管探测器的测量结果。

8.如权利要求1所述的中子测量装置，其特征是：还包括设置在所述测量腔(2)内的吊篮，所述吊篮用于放置所述测量对象(3)。