一种用于辐照过程中镎靶件完整性的检测方法技术

本发明专利技术涉及一种用于辐照过程中镎靶件完整性的检测方法。采用本发明专利技术所提供的用于辐照过程中镎靶件完整性的检测方法，可以通过在线和离线两种方式监测、分析靶件冷却剂中裂变产物γ核素的活度浓度，从而实现有效判断反应堆内镎靶件完整性的目的，既保障镎靶件在辐照实验和生产过程中的安全性，又保障了反应堆运行的安全稳定性。本检测方法已成功应用于中国先进研究堆镎靶件辐照实验中，对后续镎靶件入堆辐照的安全性评估具有重要参考价值，同时为其它靶件的完整性检测提供了方法借鉴。它靶件的完整性检测提供了方法借鉴。它靶件的完整性检测提供了方法借鉴。

【技术实现步骤摘要】
一种用于辐照过程中镎靶件完整性的检测方法


[0001]本专利技术属于放射性同位素辐射生产领域，涉及一种用于辐照过程中镎靶件完整性的检测方法。

技术介绍

[0002]放射性同位素电池是通过热电偶将放射性同位素衰变过程中释放的热能转换成电能的装置，具有尺寸小、重量轻、性能稳定可靠、工作寿命长、环境耐受性好等特点，已成功应用于航天器、心脏起搏器和一些特殊军事领域。放射性同位素作为放射性同位素电池的能量来源，应用得比较多的是衰变中放出α粒子的
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Pu、
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Po等，其中
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Pu是当前放射性同位素电池的优选核素。
[0003]目前，获取
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Pu的主流途径是在反应堆内对
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Np靶件进行辐照生产。在生产过程中，如果靶件包壳存在缺陷或发生破损，则会有大量的裂变产物从反应堆芯进入冷却剂。因此，需要建立一套可靠的检测方法，能够有效判断反应堆内靶件的完整性，同时保障生产过程中靶件和反应堆的安全稳定性。
[0004]近年来，中国原子能科学研究院先后开展了两次镎靶辐照实验，在国内高通量研究堆属于开创性实验。通过监测和分析反应堆冷却剂中裂变产物核素的活度浓度，来检测辐照过程中镎靶件的完整性，同时得到靶件运行特性参数，为后续靶件辐照生产提供可靠的安全分析研究数据，具有重要的指导性意义。经过运行验证、与在线分析数据对比，本专利技术提供的取样检测方法可靠有效，可以切实应用于后续的辐照实验和靶件辐照生产中。

技术实现思路
<br/>[0005]针对现有技术中所存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种用于辐照过程中镎靶件完整性的检测方法，以建立一套有效可靠的取样测量分析方法，提高取样测量效率，又能保证取样、测量和分析结果的准确性，同时也为后续靶件辐照实验提供方法借鉴。
[0006]为实现此目的，本专利技术提供一种用于辐照过程中镎靶件完整性的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括如下步骤：
[0007](一)本底样品取样测量：反应堆启动前，至少对镎靶件冷却剂取样测量一次，作为本底样品；
[0008](二)镎靶件冷却剂中γ核素活度浓度在线跟踪分析：镎靶件辐照过程中，在线对镎靶件冷却剂中裂变产物γ核素活度浓度和靶件破损总γ剂量率进行记录和跟踪分析；
[0009](三)反应堆辐照运行中的取样、离线测量和核素分析：(1)反应堆启动后，稳态辐照运行期间，在镎靶件冷却剂中γ核素活度浓度无异常变化工况下，定期对镎靶件冷却剂进行取样、离线测量和核素分析；(2)在离线测量和核素分析反馈的结果显示镎靶件冷却剂中γ核素活度浓度出现异常，且在线跟踪分析仪触发报警值时，停止反应堆；(3)离线测量和核素分析反馈的结果显示镎靶件冷却剂中γ核素活度浓度出现异常，但在线跟踪分析仪未触发报警值时，提高取样频率以进一步确认，若经离线测量分析确定镎靶件冷却剂中γ
核素活度浓度无异常则继续稳态辐照运行，否则停止反应堆；(4)离线测量和核素分析反馈的结果显示所述镎靶件冷却剂中γ核素活度浓度无异常变化，但在线跟踪分析仪触发报警值时，提高取样频率以进一步确认，若经离线测量分析确定镎靶件冷却剂中γ核素活度浓度无异常则继续稳态辐照运行，否则停止反应堆。
[0010]进一步，所述检测方法的步骤(三)中，反应堆启动后，若为首次提升功率台阶，在到达所述稳态辐照运行的功率台阶之前，每个功率台阶提升过程中，每小时对所述镎靶件冷却剂进行一次跟随取样，且在离线测量和核素分析反馈的结果显示所述镎靶件冷却剂中γ核素活度浓度无异常变化后，再继续逐级提升功率台阶。
[0011]进一步，所述定期对镎靶件冷却剂进行取样、离线测量和核素分析是指每隔6
‑
10小时中的一个固定时间间隔，对镎靶件冷却剂进行取样、离线测量和核素分析一次。
[0012]进一步，所述取样容器为密封的扁平状取样袋。
[0013]进一步，所述镎靶件冷却剂中γ核素活度浓度出现异常是指：所述镎靶件冷却剂中γ核素活度浓度出现异常是指：所述离线测量和核素分析结果中出现两个或两个以上典型裂变产物核素。
[0014]进一步，所述典型裂变产物核素为Kr、Xe、I、Cs中任一种的关键特征γ核素。
[0015]进一步，所述取样操作完毕后，将所取的样品静置900
‑
3600秒后，再开始离线测量。
[0016]进一步，所述离线测量和核素分析包括如下步骤：
①
所述离线测量开始后，选择经过600
‑
800秒间的一个固定活时间点开始，保存所测量样品的第一个γ能谱图，进行半衰期较短的核素分析；
②
清除第一个γ能谱所有计数，重新开始测量，选择经过1200
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2000秒间的一个固定活时间点开始，保存所测量样品的第二个γ能谱图，进行中等时间半衰期的核素分析。
[0017]进一步，所述离线测量和核素分析还包括如下步骤：清除第二个γ能谱所有计数，24小时后重新开始测量，选择经过3600
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4000秒间的一个固定活时间点开始，保存所测量样品的第三个γ能谱图，进行半衰期较长的核素分析。
[0018]本专利技术的有益效果在于，采用本专利技术所提供的用于辐照过程中镎靶件完整性的检测方法，可以通过在线和离线两种方式监测、分析靶件冷却剂中裂变产物γ核素的活度浓度，从而实现有效判断反应堆内镎靶件完整性的目的，既保障镎靶件在辐照实验和生产过程中的安全性，又保障了反应堆运行的安全稳定性。本检测方法已成功应用于中国先进研究堆镎靶件辐照实验中，保证了该实验的成功进行，经过运行验证、与在线分析数据对比，本专利技术提供的取样、测量和分析方法可靠有效，对后续镎靶件入堆辐照的安全性评估具有重要参考价值，同时为其它靶件的完整性检测提供了方法借鉴。
附图说明
[0019]图1为本专利技术所述用于辐照过程中镎靶件完整性的检测方法流程图。
[0020]图2为本专利技术所述取样待测样品的处理、离线测量和核素分析的流程图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步描述。
[0022]如图1所示，一种用于辐照过程中镎靶件完整性的检测方法，包括如下步骤：
[0023](一)本底样品取样测量：反应堆启动前，对镎靶件冷却剂取样测量三次，作为本底样品；
[0024](二)镎靶件冷却剂中γ核素活度浓度在线跟踪分析：镎靶件辐照过程中，在线对镎靶件冷却剂中裂变产物γ核素活度浓度和靶件破损总γ剂量率进行记录和跟踪分析；
[0025](三)反应堆辐照运行中的取样、离线测量和核素分析：(1)反应堆启动后，若为首次提升功率台阶，在到达稳态辐照运行的功率台阶之前，每个功率台阶提升过程中，每小时用密封的扁平状取样袋对镎靶件冷却剂进行一次跟随取样，且在离线测量和核素分析反馈的结果显示所述镎靶件冷却剂中γ核素活度浓度无异常变化后，再继续逐级提升功率台阶；(2)稳态辐照运行期间，在镎靶件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于辐照过程中镎靶件完整性的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括如下步骤：(一)本底样品取样测量：反应堆启动前，至少对镎靶件冷却剂取样测量一次，作为本底样品；(二)镎靶件冷却剂中γ核素活度浓度在线跟踪分析：镎靶件辐照过程中，在线对镎靶件冷却剂中裂变产物γ核素活度浓度和靶件破损总γ剂量率进行记录和跟踪分析；(三)反应堆辐照运行中的取样、离线测量和核素分析：(1)反应堆启动后，稳态辐照运行期间，在镎靶件冷却剂中γ核素活度浓度无异常变化工况下，定期对镎靶件冷却剂进行取样、离线测量和核素分析；(2)在离线测量和核素分析反馈的结果显示镎靶件冷却剂中γ核素活度浓度出现异常，且在线跟踪分析仪触发报警值时，停止反应堆；(3)离线测量和核素分析反馈的结果显示镎靶件冷却剂中γ核素活度浓度出现异常，但在线跟踪分析仪未触发报警值时，提高取样频率以进一步确认，若经离线测量分析确定镎靶件冷却剂中γ核素活度浓度无异常则继续稳态辐照运行，否则停止反应堆；(4)离线测量和核素分析反馈的结果显示所述镎靶件冷却剂中γ核素活度浓度无异常变化，但在线跟踪分析仪触发报警值时，提高取样频率以进一步确认，若经离线测量分析确定镎靶件冷却剂中γ核素活度浓度无异常则继续稳态辐照运行，否则停止反应堆。2.根据权利要求1所述的一种用于辐照过程中镎靶件完整性的检测方法，其特征在于，所述检测方法的步骤(三)中，反应堆启动后，若为首次提升功率台阶，在到达所述稳态辐照运行的功率台阶之前，每个功率台阶提升过程中，每小时对所述镎靶件冷却剂进行一次跟随取样，且在离线测量和核素分析反馈的结果显示所述镎靶件冷却剂中γ核素活度浓度无异常变化后，再继续逐级提升功率台阶。3.根据权利要求1或2所述的一种用于辐照过程中镎靶件完整性的检测方法，其特征在于，所述定期对镎靶件冷却剂进行取样、离线测量和核素分析是指每隔6
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【专利技术属性】
技术研发人员：徐鹏程，王玉林，朱吉印，左彦慈，李图林，薛咏楠，丁春哲，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：