[发明专利]用于燃料组件或燃料棒破损检查的Kr-85检漏方法

说明书

技术领域

本发明属于燃料组件破损检查技术领域，特别是涉及用于燃料组件或燃料棒破损检查的Kr-85检漏方法。

背景方法

燃料组件发生破损后，其包壳内的裂变核素会由裂缝逸出。Kr-85是由U-235、U-238裂变后经一系列衰变而生成的放射性惰性气体，在²³⁵U燃料中裂变的产额为0.293%，由于其半衰期比其他气体典型核素要长很多（约为10.73年），因此在燃料组件破损检查时常用Kr-85作为典型核素。Kr-85自然存在量极其少，大部分都是由裂变生成的。

但是由于Kr-85的逸出量与多种原因有关，且加速其释放的各种手段也没有一个较为明确的工艺路线，Kr-85检漏的成功率及检出线不高，在燃料组件细微破损导致Kr-85释放量较少时，Kr-85检漏往往不能成功检出破损燃料组件。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供用于已辐照燃料组件或燃料棒破损检查的Kr-85检漏方法，该方法用于已辐照燃料组件或燃料棒破损检查，具有检出效率高、检出精度高、合理可靠的优点。

本发明解决上述方法问题所采用的技术方案是：用于燃料组件或燃料棒破损检查的Kr-85检漏方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A，将密闭容器放置于水中，使燃料组件或燃料棒放置于密闭容器内；

步骤B，对所述步骤A中的密闭容器进行排水；

步骤C，对所述步骤B处理后的密闭容器进行加热；

步骤D，继续加热，使所述步骤C密闭容器中的燃料组件或燃料棒保温贮存；

步骤E，停止对所述步骤D密闭容器的加热，让所述密闭容器自然冷却；

步骤F，启动真空泵，将所述步骤E冷却后的密闭容器内的气体抽出；

步骤G，对所述步骤F抽出的气体进行干燥，并对干燥后的气体采用液氮进行冷却，将其冷冻至液态便于捕集器进行捕集；对冷却后的气体进行Kr-85捕集；

步骤H，向所述步骤G处理后的密闭容器内充入氦气，稀释所述密闭容器内剩余的Kr-85；

步骤I，重复步骤F-G，最终得到捕集后的Kr-85样，使用高精γ谱仪系统分析，如果高精γ谱仪系统检出的Kr-85峰大于等于破损判漏限，则得出所述燃料组件或燃料棒中有Kr-85逸出的结论；如果高精γ谱仪系统检出的Kr-85峰小于破损判漏限，则得出所述燃料组件或燃料棒中没有Kr-85逸出的结论。

上述技术方案中，由于入堆进行裂变反应的核反应堆燃料组件或燃料棒具有极高的放射性，对人体及设备有很大的危害，因此需要对其进行屏蔽。水有较好屏蔽能力且较为便宜，故本检漏方法采取用水进行屏蔽，以使得操作人员可以直接进行观察，因此密闭容器需要放置于水中，所述燃料组件及燃料棒的移动及贮存均在水下进行。

所述破损判漏限可以根据国家的标准方法测试得到。在每次试验前，将按照标准方法，对使用的装置进行标定试验，得出所使用的燃料组件或燃料棒的破损判漏限。

上述技术方案中，所述步骤B包括如下步骤：

步骤B1, 采用压缩空气将所述密闭容器中的水排出。

步骤B2，对所述步骤B1处理后的密闭容器进行气压检漏；气压检漏的检漏压力优选0.4Mpa；气压检漏的目的是确认和保证密闭容器的气密性，以避免之后的步骤中有水进入密闭容器内。如果观察到有气泡由容器密封处冒出，则证明密闭容器气压检漏不合格，需要进行密闭容器的重新密封，之后再次进行气压检漏试验，直至试验合格。

步骤B3，对所述步骤B2处理后的密闭容器进行空气吹扫；去除燃料组件或燃料棒吊入时带入的水及容器中的残存的水汽，气压检漏合格则开始步骤C。

所述步骤C中，加热使所述密闭容器的温度达到80℃±10℃。将破损燃料组件或燃料棒加热到一定的温度，使得其中的裂变气体受热膨胀，膨胀后的气体由破损燃料组件或燃料棒的细微破口逸出。因此加热温度的大小影响着Kr-85的释放量，而经过本发明人多次试验证明，加热温度在80℃±10℃时，Kr-85的释放量最多。

所述步骤D中的保温贮存的温度为80℃±10℃，并且保温贮存时间为30-50小时。由于破损燃料组件或燃料棒存在的细微破口，在保温贮存过程中，其中的裂变气体与外界气体互换流动，而其交换与温度有一定的关系，本发明人研究表明保温贮存时间为30-50小时，释放的Kr-85量最多，在超过50小时之后，Kr-85的释放量变得相对较少。

优选的是，所述步骤D中保温贮存时间为40小时。