作為球床模塊式反應(yīng)堆中燃料元件循環(huán)的重要組成部分，燃耗測量系統(tǒng)必須對連續(xù)排出堆芯的燃料球進行非破壞性在線測量，以確定是作為乏燃料球退出循環(huán)，還是將其返回堆芯。 ¹³⁷Cs的活度和燃耗值存在很好的單調(diào)對應(yīng)關(guān)系，因此高溫氣冷堆核電站示范工程將利用高純鍺探測器測量燃料球中¹³⁷Cs的活度，進而根據(jù)燃耗計算曲線確定其燃耗值。在10兆瓦高溫氣冷試驗堆等以前的高溫氣冷堆上也曾運行過類似的系統(tǒng)，但是在高溫氣冷堆核電站示范工程中由于冷卻時間和測量時間更短，情況更為復(fù)雜，具體表現(xiàn)在能譜成分非常復(fù)雜，且本底活度很大，必須重新審視其可行性。本文取得的研究結(jié)果如下：首先優(yōu)化了高純鍺譜儀的工作參數(shù)，使之能在強本底下仍能有很好的能量分辨率，從而能將¹³⁷Cs的全能峰從其周圍的干擾峰中分辨出來，同時也確定了準(zhǔn)直器及屏蔽體等的設(shè)計。接著，用⁶⁰Co和¹³⁷Cs源分別模擬反應(yīng)堆運行時真實情況下的本底和全能峰計數(shù)率，利用實驗譜優(yōu)化了譜分析的算法和參數(shù)，最終對具有典型深燃耗值的燃料球中¹³⁷

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1四代核能系統(tǒng)發(fā)展路線圖

可將其分為四代[1,2]，如圖1.1所示。第一代是19世紀(jì)50年代至60年代開發(fā)的原型堆，現(xiàn)在已都不再運轉(zhuǎn)。第二代是1970年左右開始建設(shè)的大型商用核電站，目前絕大多數(shù)仍屬于這一代。較新的第三代（三代+）正在興建中，包括國內(nèi)在建的AP1000機組。圖1.1....

圖1.3137Cs裂變核素的同位素鏈圖

下面先給出一個簡化的計算方法。137Cs裂變核素的同位素鏈圖見圖1.3[32,33]。由圖1.3可以看出，137Cs的來源圖1.3137Cs裂變核素的同位素鏈圖包括直接裂變、其它核素的衰變和同位素的中子吸收，由于137Xe的產(chǎn)額相對較大，并且其半衰期比較短，而136Cs....

圖1.4不同燃耗和不同冷卻時間下燃料球的總γ射線發(fā)射率，冷卻時間增加會降低總發(fā)射率

設(shè)計了一套類似的系統(tǒng)，燃料球衰變冷卻100小時，測量時間平均每球29秒。與此相比HTR-PM中冷卻時間更短，只有50小時，單球平均測量時間只有20秒。由圖1.4可看出，冷卻時間縮短會造成很強的本底干擾。國內(nèi)也較早開始了通過測量燃料元件中裂變產(chǎn)物濃度來確定燃料燃....

圖1.5不同冷卻時間下137Cs峰附近的能譜（模擬結(jié)果），隨著冷卻時間的增加，干擾峰的影響越來越小

137Cs峰周圍的短壽命裂變產(chǎn)物的干擾峰已經(jīng)不存在了，給解譜帶來了很大的便利，圖1.5顯示了不同冷卻時間下137Cs的662keV能區(qū)的譜分布，可以看到隨著冷卻時間的增加，干擾峰的影響越來越小。其次，HTR-10滿功率運行時，每天排出球125個，使得系統(tǒng)可獲得相當(dāng)長....

本文編號：4052604