[发明专利]一种用于辐照过程中镎靶件完整性的检测方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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²³⁸Pu、²¹⁰Po等，其中²³⁸Pu是当前放射性同位素电池的优选核素。

目前，获取²³⁸Pu的主流途径是在反应堆内对²³⁷Np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。

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，本发明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。

发明内容

针对现有技术中所存在的缺陷，本发明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。

为实现此目的，本发明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：

(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。

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。