EJ T 1092-1999 燃料棒中二氧化铀芯块间的间隙检测.γ射线透射法.pdf

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1、F 46 备禀号：2587-1999E.I ICS 27. 120. 30 中华人民共和国核行业标准EJ /T um-1999 燃料棒中二氧化铀芯块阔的闰隙检测射线避射法Determination of gaps between uranium di。对depellets in fuel r创byY-ray transmission metb创EE-E l EE-EE -EEEE- EE- 1 Ea-EE-Ea -EE na-EE-EE - . ,Fea- ”HHHMUM E-EE -EE -EE-Ea- -EE- EE-EE EE-EE-EE E-EE- . l l l -aEE-EE l

2、-EE-E-E l -E-EE-E 0605j lCOOlOl 199，。13-04发布1”07-01实施中国核工业总公司发布EJ /T 1092-1999 前言本标准各项规定是在实验和生产实践经验的基础上制定的，作为燃料棒中二氧化铀芯块间的间隙检测方法标准。Y射线透射法检测燃料棒中二氧化铀芯块间的间隙，是国际上通用的间隙检测方法之一，可用Am-241源或Cs-137源作为放射源。该方法具有结构简单、戚本低廉、与现代电子技术相结合，可实现自动化检测的特点。本标准的附录A、附录B都是标准的附录。本标准由核工业总公司燃料局提出。本标准由核工业标准化研究所归口。本标准起草单位：核工业第五研究设计院和

3、国营八一二厂。本标准主要起草人z邓景珊、朱国胜、郑平子、宋磊。中华人民共和国核行业标准燃料棒中二氧化铀芯块间的间隙检测射线透射法Determination of gaps between uranium dioxide pellets in fuel rod by Y - ray transmission method 1范围EJ/T 1092-1999 本标准规定了用Y射线透射法检测燃料棒中二氧化铀芯块间间隙的原理、设备、参数、条件、步骤、灵敏度和精密度。本标准造用于检测燃料棒中二氧化铀芯块间的间隙，同时也适用于检测燃料棒内的气腔长度。2 定义本标准采用下列定义。道步进时间channel s

4、canning time 在多道分析器按时间顺序对各时间间隔内所发生的有效事件进行记录的过程中，每道所对应的时间间隔叫道步进时间。3 原理本方法根据Y射线透过物质时，其强度以指数方式衰减的规律，利用二氧化铀芯块的Y射线衰减系数远比芯块间间隙或气腔的Y射线衰减系数大得多的特点，通过连续测量穿过燃料棒的Y射线强度变化，实现对燃料棒中二氧化铀芯块间间隙或气腔长度的检测。4 设备设备主要由传动装置、自动上下料机构、探测装置、核电子仪器、数据采集电路和数据处理系统组成。4. 1 传动装置用于推动燃料棒以一定速度通过探测装置，传动速度要均句稳定，不稳定性应小于士1%，不得使燃料棒产生抖动。4.2 自动上下

5、料机构中圄幢工业总公胃1”谷”批准”，。7-01属施1 EJ/T 1092-1999 用于把未经检测的燃料棒送人传动装置；把经过检测的合格燃料棒和不合格燃料棒分别从传动装置上卸下送到指定位置上。4.3 探测装置用于探测透过燃料棒的Y射线，它由Nal(Tl)晶体探测器、射线源、Y射线准直器、铅屏蔽室组成。Nal(Tl)晶体探测器位于铅屏蔽室的顶部；燃料棒通道位于铅屏蔽室的中部；在探测器与燃料棒通道之间装有Y射线准直器；Y射线源位于铅室的底部；在放射源与燃料棒之间装有射线屏蔽盖，在仪器不工作时，应将屏蔽盖关上，防止Y射线对探测器造成不必要的辐射损伤。4.4 核电子仪器用于把探测器得到的Y射线信号转

6、换为符合数据采集系统要求的数字信号。核电子仪器包括：低压电摞、高压电源、脉冲线性放大器、脉冲幅度盟别器和模数变换器。4.5 数据采集电路和数据处理系统用于对原始数据进行记录和处理，给出检测结果。它由多道能谱分析器、多定标器、微型计算机和专用数据处理程序组成。s 参数s. 1 放射源当错管壁厚小于l.Omm时，宜采用Am一241放射掘。在燃料棒传动速度小于或等于1. 5m/min，要求灵敏度不低于0.4mm的条件下，放射源活度宜选为1.11l09Bq。当传动速度高于1.5m/min或要求整个系统的检测灵敏度更高时，放射源的活度要相应地提高。5.2 晶体对于Am-241产生的Y射线，宜采用50mm

7、2mm的Nal(Tl)晶体。5.3 Y射线准直器射线准直器用铅加工制成，厚度应大于或等于5mm，准直孔的长度应略小于燃料棒的直径，宽度宜选为35mm。5.4道步进时间道步进时间应根据检测速度、精密度、燃料棒的长度和多道的总道数来综合考虑确定。6 条件和步骤6. 1 条件6. 1. 1 燃料棒的传动速度按5.1选定。6. 1. 2 Nal(Tl)晶体探测器的高压宜选在600VlOOOV之间，电压波动范围应小于士0.1%。6. 1. 3 脉冲线性放大器的时间常数取0.8s1.0间。放大倍数的选取应使Am-241放射源产生的59.9keV的Y射线所对应的全能峰处于能谱的中心位置。6. 1. 4 脉冲

8、幅度班别器的上闹和下阑选择，应使低于30keV和高于90keV的射线所对应的脉冲不能进入模数变换器，而直接被.别掉。2 EJ/T 1092-1999 6. 1.5 道步进时间选取按5.4”选择，一般取为O.Ols0.100间。6.2 步骤6.2. 1 打开仪器电源，让仪器预热15mino6.2. 2 在每天开始正式检测时，按附录AC标准的附录）的要求用标准棒对仪器进行标定。6.2.3 检测过程如下：a）将待检测燃料棒送入上料装置，上料装置把一根燃料棒自动置于传动起始位。b）启动传动装置，推动燃料棒以一定速度前进。c）燃料棒进入探测装置时，数据采集电路开始采集数据。d）当一根燃料棒穿过探测装置后

9、，数据处理系统对采集到的数据按附录B（标准的附录）进行处理。给出检测结果，打印机打印出检测报告。e）下料装置根据检测结果将该燃料棒送到指定位置。7 灵敏度和精密度7. 1 灵敏度本方法对间隙的检测灵敏度优于0.4mmo 7.2 精密度（置信度95%)本方法对0.40mm的标准间隙，精密度为0.05mm；对于1.29mm的标准间隙精密度为士0.08mmo 8 检测报告检测报告包括如下主要内容：a）燃料棒的编码；b）间隙的位置和大小；c）检测人员姓名；d）检测日期。a Al 标准棒EJ /T 1092-1999 附录A（标准的附录）标准槽的与标定对每种类型的燃料棒应备有相应的标准棒。椒棒中不同尺寸

10、的标准间隙，其大小应包含燃料棒技术条件规定的最大和最小间隙，标准间隙的数量应不少于5个。标准棒的结构和制作工艺应与对应的燃料棒相同，间隙片的材料可选用普通有机玻璃。将直径与芯块直径相同的有机玻璃圆片厚度计量后，分别放在芯块之间形成标准间隙。各标准间隙在燃料棒距离分布，并按间隙宽度顺序排列。有机玻璃圆片厚度的计量精度要优于士0.OOlmm. A2标定在放射源、仪器参数、检测条件设定的条件下，标准棒在传动装置上以检测时的传动速度匀速地通过探测装置，透过标准棒的Y射线强度与间隙宽度呈线性关系（间隙宽度范围不大的条件下），用一元线性回归法求出透过燃料棒的Y射线强度与间隙宽度关系的回归方程。宜采用多次测

11、量的平均值来建立回归方程和标定曲线。仪器每天开始检测时，都要用标准棒对检测设备进行校验。校验结果应落在标定曲线的精密度（置信度为95%）范围内，否则要重新使用标准棒进行标定。4 Bl 间隙的判别EJ/T 1092-1999 附录B（标准的附录戴据处理当一根燃料棒通过探测装置后数据采集电路和数据处理系统便获得一组数据X1，Xi,Xk，其中k为多道的总道数。求X=XI晶，设N=X十.万（值根据检测灵敏度要求而定，一般取3）。如果xi注N，则认为X，对应燃料棒上的该位置存在间隙，对连续出现的坑，无1，Xi+m（均大于或等于N）进行累加，该累加值扣除本底后就对应一个间隙的宽度。B2 利用标定曲线的回归方程求出间隙宽度。BJ 根据产品技术条件指标对燃料棒作出是否合格的判定。5 aaaESSHH同国