DE1156904B - Vorrichtung zur Messung der Leistung eines Schwerwasser- oder Leichtwasserkernreaktors - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

A34855Vmc/21g

ANMELDETAG: 10. JUNI 1960

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSSABEBER AUSLEGESCHRIFT: 7. NOVEMBER 1963

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Leistung eines Schwerwasser- oder eines Leichtwasserkernreaktors durch Nachweis der durch die Kernspaltung erzeugten energiereichen Strahlung.

Die von einem Kernreaktor an eine äußere Last abgegebene Leistung kann leicht nachgemessen werden. Es ist jedoch in vielen Fällen wünschenswert, die tatsächliche Leistung des Reaktors unmittelbar im Kernreaktor selbst zu messen. Da das Innere eines in Betrieb befindlichen Kenreaktors nicht zugänglich ist, muß bei derartigen Messungen einer Fernanzeige vorgesehen sein, um Gefährdungen zu vermeiden.

Es ist bekannt, solche Messungen durch Meßsonden durchzuführen, die innerhalb der Kernreaktorabschirmung angeordnet sind und die mit Meßapparaten elektrisch verbunden sind, die außerhalb der Kernreaktorabschirmung angeordnet sind.

Diese Anordnungen haben den Nachteil, daß die Meßsonden bei einer Fehlanzeige oder bei einem Ausfall nicht mehr zugänglich sind, wenn der Kernreaktor erst einmal angefahren worden ist.

Bekanntlich emittieren gewisse radioaktive Isotope Betastrahlen und/oder Gammastrahlen. Wenn diese Betastrahlen oder Elektronen, die durch Wechselwirkung der Gammastrahlen mit der Materie freigesetzt worden sind, durch ein Dielektrikum mit einer Geschwindigkeit durchlaufen, die größer als die Lichtgeschwindigkeit ist, wird in diesem Medium eine Strahlung erzeugt, die als Cerenkov-Strahlung bekannt ist. Die Cerenkov-Strahlung besitzt ein breites Spektrum, das auch das sichtbare Licht einschließt. Es wurde festgestellt, daß die Cerenkov-Strahlung eine Funktion der entwickelten Leistung ist. Dieser Effekt wird ausgenutzt, indem gemäß der Erfindung ein Lichtleiter vorgesehen ist, der sich durch die Abschirmung des Reaktors hindurch erstreckt und der im Moderator auftretende Cerenkov-Strahlung zu einem lichtempfindlichen Nachweisgerät außerhalb der Reaktorabschirmung leitet und der mindestens zweimal so abgewinkelt ist, daß entlang diesem Lichtleiter keine energiereiche Strahlung durch die Abschirmung hindurch entweichen kann.

Der Lichtleiter kann sowohl durch feste Körper, z. B. durch Stäbe aus lichtdurchlässigem dielektrischem Material, gebildet werden oder auch durch die Anordnung von Spiegeln, die eine mehrfache Reflexion des nachzuweisenden Lichtes ermöglichen, ohne die unerwünschte Strahlung zu reflektieren.

Solche Anordnungen haben den Vorteil, daß alle Meßgeräte und das Lichtnachweisgerät außerhalb der Kernreaktorabschirmung angeordnet werden können, da die zugeführten Strahlen Lichtstrahlen sind Vorrichtung zur Messung
der Leistung eines Schwerwasseroder Leichtwasserkernreaktors

Anmelder:

Associated Electrical Industries Limited,
London

Vertreter: Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,
Frankfurt/M. 1, Parkstr. 13

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 11. Juni 1959 (Nr. 20 055)

Alan James Salmon, Reading, Berkshire

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

und keine schädigende Wirkung haben. Die ganze Vorrichtung ist daher leicht zugänglich, wenn im Falle eines Fehlers Teile dieser Vorrichtung ausgewechselt werden sollen.

In allen Fällen ist darauf zu achten, daß zumindest innerhalb der Abschirmung für den Lichtleiter Material verwendet wird, das durch die Strahlung im Reaktor nicht stark geschädigt wird. Der Ausdruck »Licht« umfaßt hier sowohl sichtbares Licht als auch elektromagnetische Wellen im ultravioletten und im infraroten Spektralbereich.

Die Erfindung kann zur Messung von Strahlung in leicht- oder schwerwassermoderierten Reaktoren oder in unter hohem Druck gasgekühlten Reaktoren verwendet werden.

An Hand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeipiele soll die Erfindung näher erläutert werden;

Fig. 1 zeigt die Durchführung des Lichtleiters durch die seitliche Abschirmung eines Reaktors;

Fig. 2 zeigt die Durchführung des Lichtleiters durch die obere Abschirmung eines Reaktors;

Fig. 3 zeigt eine Anordnung von Spiegeln in der oberen Abschirmung des Reaktors;

309 747/286

Fig. 4 zeigt eine Anordnung von Spiegeln in der oberen Abschirmung des Reaktors.

In Fig. 1 ist die Seitenwand 1 einer biologischen Abschirmung und der Lichtleiter 2 zu erkennen. Der Lichtleiter 2 hat ein Ende 3, das so im Reaktor untergebracht ist, daß es das Licht der Cerenkov-Strahlung »sehen« kann. Am anderen Ende des Lichtleiters 2 befindet sich eine Photozelle 4, deren elektrischer Ausgang mit einer Anzeige und/oder Meßapparatur 5 verbunden ist. Der Lichtleiter 2 kann aus einem homogenen, lichtdurchlässigen Material bestehen oder aus verschiedenen aneinandergesetzten Stücken gebildet sein. Die Figur zeigt, daß der Lichtleiter S-förmig verläuft, so daß die radioaktive Strahlung nicht entlang dem Lichtleiter von der Innenseite zur Außenseite der Abschirmung gelangen kann. Ferner ist zu beachten, daß die Krümmung der Führungsbahn nicht zu schwach sein darf, weil sonst die Möglichkeit besteht, daß Gammastrahlen reflektiert und durchgelassen werden.

Fig. 2 zeigt eine entsprechende Anordnung, bei der ein Lichtleiter 6 vorgesehen ist, der ähnlich wie der Lichtleiter 2 ausgebildet sein kann, der aber durch die obere Abschirmung 7 des Reaktors verläuft. Das innere Ende 3 befindet sich in dem Kühlmittel, das eine Flüssigkeit 8 ist.

Fig. 3 zeigt eine der Fig. 1 entsprechende Anordnung, bei der jedoch an Stelle des aus festem dielektrischem Material bestehenden Lichtleiters Spiegel verwendet werden. In der gezeigten Anordnung sind ein inneres Deckglas 9 und zwei Spiegel 10 und 11 vorgesehen. Diese dienen dazu, das Licht entlang einer Bahn zu reflektieren, die der Bahn des Lichtleiters 2 in Fig. 1 ähnelt. Die Spiegel haben aber die Eigenschaft, daß sie Gammastrahlen nicht reflektieren.

Fig. 4 zeigt eine ähnliche Anordnung von Spiegeln wie die Fig. 3, wobei sich wieder der Lichtweg durch die obere Abschirmung 7 des Reaktors erstreckt, wie dies bei der Anordnung nach Fig. 2 der Fall ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Vorrichtung zur Messung der Leistung eines Schwerwasser- oder Leichtwasserreaktors durch Nachweis der durch die Kernspaltung erzeugten energiereichen Strahlung, dadurch gekennzeich net, daß ein Lichtleiter vorgesehen ist, der sich durch die Abschirmung des Reaktors hindurch erstreckt und der im Moderator auftretende Cerenkov-Strahlung zu einem lichtempfindlichen Nachweisgerät außerhalb der Reaktorabschirmung leitet, und daß der Lichtleiter mindestens zweimal so abgewinkelt ist, daß entlang diesem Lichtleiter keine energiereiche Strahlung durch die Abschirmung hindurch entweichen kann.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   »Siemens-Zeitschrift«, 32. Jahrgang, 1958, Heft 5, S. 279 bis 284;

   »Kosmos«, 1959, Nr. 6, S. 269; »Nuclear Instruments«, Bd. 2, 1958, S. 343;

   Riezler-Walcher, »Kerntechnik«, 1958, Stuttgart, S. 341;

   Fünfer-Neuert, »Zählrohre und Szintillationszähler«, 1959, S. 153 und 154;

   Price, »Nuclear Radiation Detection«, 1958, S. 230 bis 236.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 309 747/286 10.63