乏燃料元件的破损检测装置和方法制造方法及图纸

本申请提供一种乏燃料元件的破损检测装置和方法，破损检测装置包括：通气管路，通气管路与容器连通，容器用于盛放乏燃料元件；收集装置，与通气管路连接，收集装置用于收集容器中的气体，以通过检测气体中的放射性核素确定容器中的乏燃料元件是否破损；气体泵，与收集装置连接；第一阀门，第一阀门设置在通气管路中并设置在容器和收集装置之间，当第一阀门关闭时，气体泵能够抽取收集装置内的气体以在收集装置中建立真空环境，当第一阀门开启时，气体泵能够抽取容器中的气体以使容器中的气体被收集装置收集。根据本申请实施例的破损检测装置和方法能够较高效地检测乏燃料元件是否发生破损，并且成本较低。并且成本较低。并且成本较低。

【技术实现步骤摘要】
乏燃料元件的破损检测装置和方法


[0001]本申请涉及核电站燃料元件检测
，具体地，涉及一种乏燃料元件的破损检测装置和方法。

技术介绍

[0002]燃料元件包壳担负着包容燃料芯块裂变产物的任务。乏燃料元件是指经过辐照照射、使用过的核燃料，乏燃料元件被取出后需要进行转运，由于乏燃料元件存在破损风险，在转运之前需要准确地判断出该乏燃料元件的包壳是否破损，以保证乏燃料转运的安全。

技术实现思路

[0003]在下文中给出了关于本申请的简要概述，以便提供关于本申请的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本申请的穷举性概述。它并不是意图确定本申请的关键或重要部分，也不是意图限定本申请的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
[0004]根据本申请的一个方面，提供一种乏燃料元件的破损检测装置，包括：通气管路，通气管路与容器连通，容器用于盛放乏燃料元件；收集装置，与通气管路连接，收集装置用于收集容器中的气体，以通过检测气体中的放射性核素确定容器中的乏燃料元件是否破损；气体泵，与收集装置连接；第一阀门，第一阀门设置在通气管路中并设置在容器和收集装置之间，当第一阀门关闭时，气体泵能够抽取收集装置内的气体以在收集装置中建立真空环境，当第一阀门开启时，气体泵能够抽取容器中的气体以使容器中的气体被收集装置收集。
[0005]根据本申请的另一个方面，提供一种乏燃料元件的破损检测方法，包括：使用通气管路将收集装置与容器连接，并将收集装置与气体泵连接，容器用于盛放乏燃料元件；关闭设置在容器与通气管路之间的第一阀门，运行气体泵以在收集装置中建立真空环境；在收集装置中建立真空环境后，打开第一阀门，使气体泵继续运行以将容器中的气体引入收集装置；停止运行气体泵，检测收集装置中的气体中的放射性核素以确定容器中的乏燃料元件是否破损。
[0006]根据本申请实施例的乏燃料元件的破损检测装置和方法能够高效率的检测乏燃料元件是否破损并且检测成本较低。
附图说明
[0007]图1为根据本申请实施例的破损检测装置示意图；
[0008]图2为根据本申请另一个实施例的破损检测装置示意图；
[0009]图3为根据本申请再一个实施例的破损检测装置示意图；
[0010]图4为根据本申请再一个实施例的破损检测装置示意图；
[0011]图5为根据本申请实施例的破损检测方法流程图。
具体实施方式
[0012]在下文中将结合附图对本专利技术的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本申请内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。
[0013]在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本专利技术，在附图中仅仅示出了与根据本专利技术的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本专利技术关系不大的其他细节。
[0014]乏燃料又称辐照核燃料，是经受过辐射照射、使用过的核燃料，通常是由核电站的核反应堆产生。核燃料在堆内经中子轰击发生核反应，经一定时间从堆内卸出。它含有大量未用完的可增殖材料铀
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238或钍
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232，未烧完的和新生成的易裂变材料钚
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239、铀
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235或铀
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233以及核燃料在辐照过程中产生的镎、镅、锔等超铀元素，另外还有裂变元素锶
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90、铯
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137、锝
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99等。这种燃料的铀含量降低，无法继续维持核反应,所以叫乏燃料。乏核燃料中包含有大量的放射性元素，因此具有放射性，如果不加以妥善处理，会严重影响环境与接触它们的人的健康。
[0015]乏燃料元件从反应堆拆卸后需要被运送至后处理厂进行后处理，由于乏燃料元件的包壳存在破损的风险，因此在进行转运之前需要先判断乏燃料元件是否出现了破损，为此，本申请的实施例首先提供一种乏燃料元件的破损检测装置，参照图1，其包括：通气管路10，通气管路10与容器1连通，容器1用于盛放乏燃料元件；收集装置20，与通气管路10连接，收集装置20用于收集容器1中的气体，以通过检测气体中的放射性核素确定容器1中的乏燃料元件是否破损；气体泵30，与收集装置20连接；第一阀门40，第一阀门40设置在通气管路10中并设置在容器1和收集装置20之间，当第一阀门40关闭时，气体泵30能够抽取收集装置20内的气体以在收集装置20中建立真空环境，当第一阀门40开启时，气体泵30能够抽取容器1中的气体以使容器1中的气体被收集装置20收集。
[0016]容器1可以是本领域技术人员所熟知的用于转运乏燃料元件的运输容器，该运输容器可以设置有屏蔽层和散热装置，并且可以对乏燃料元件进行密封保存，以保证乏燃料元件的运输安全。需要注意的是，为了抽取该容器1中的气体进行探测，需要保证容器1的密封性。
[0017]通气管路10可以在容器1与收集装置20之间形成气体通路，以使的容器1中的气体能够被导出到收集装置20并被收集装置20所收集，从而，可以通过检测收集装置20所收集的气体中的放射性核素来确定乏燃料元件是否发生了破损。具体地，如果乏燃料元件发生了破损，那么收集装置20中所收集到的气体中的一些核素含量将会出现明显的升高，在一个实施例中，可以通过检测气体中的85Kr来判断乏燃料元件是否发生了破损，85Kr是放射性的惰性气体。它的半衰期为10.73年，γ能量为514Kev。
[0018]在收集装置20收集到了容器1中的气体后，可以使用探测装置对该气体进行测量，若出现85Kr的峰值，则说明乏燃料元件有破损，若没有，则说明乏燃料元件包壳完好。在对85Kr进行测量时，可以选择使用多道探头与多道谱仪进行测量，也可以使用其他设置的探
测装置进行测量，对此不做具体的限定。除了85Kr外，乏燃料中还存在多种裂变产物，因此，在一些其他的实施例中，本领域技术人员也可以选择对气体中的其他核素进行测量。
[0019]收集装置20可以是本领域中常用的气体收集装置，本领域技术人员可以根据所要检测的核素的具体性质来选择合适的气体收集装置，例如当所要探测的是85Kr时，由于Kr为惰性气体，可以选用冷阱来进行气体的收集，冷阱可以产生一个温度极低的表面，使得经过冷阱的气体被液化并停留在该表面上，从而被收集。在一些实施例中，收集装置20可以为热电式冷阱，其优点在于真空环境建立后较为容易保持，然而由于Kr的沸点为
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153.2℃，可能需要较高的成本来将收集装置20内的表面冷却到这一温度。在一些其他的实施例中，收集装置20可以是例如气体收集罐等容器，并额外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种乏燃料元件的破损检测装置，包括：通气管路，所述通气管路与容器连通，所述容器用于盛放乏燃料元件；收集装置，与所述通气管路连接，所述收集装置用于收集所述容器中的气体，以通过检测所述气体中的放射性核素确定所述容器中的乏燃料元件是否破损；气体泵，与所述收集装置连接；第一阀门，所述第一阀门设置在所述通气管路中并设置在所述容器和所述收集装置之间，当所述第一阀门关闭时，所述气体泵能够抽取所述收集装置内的气体以在所述收集装置中建立真空环境，当所述第一阀门开启时，所述气体泵能够抽取所述容器中的气体以使所述容器中的气体被所述收集装置收集。2.根据权利要求1所述的破损检测装置，其中，所述收集装置的两端设置有第二阀门，当所述收集装置收集到所述容器中的气体后，关闭所述第二阀门以使气体被保存在所述收集装置中。3.根据权利要求2所述的破损检测装置，还包括：冷却装置，所述收集装置设置成能够置于所述冷却装置中或者从所述冷却装置取出；在使用所述气体泵抽取所述收集装置内的气体前，将所述收集装置从所述冷却装置中取出；在所述收集装置中建立真空环境后，将所述收集装置置于所述冷却装置中，以使所述容器中的气体进入所述收集装置时被所述冷却装置冷却至液态。4.根据权利要求3所述的破损检测装置，其中，所述冷却装置使用液氮冷却源。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的破损检测装置，其中，所述收集装置中设置有活性炭。6.根据权利要求1
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4中任一项所述的破损检测装置，其中，所述通气管路设置有通气孔，所述通气孔用于与大气环境连...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨刚，张亚东，韩玉祥，王硕，朱磊，蔡光博，吉学亦，李保青，路英昊，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：