[发明专利]用于测量核反应堆中核加热的测量芯及包含这种测量芯的量热传感器

说明书

本发明涉及一种用于测量核加热的测量芯(16)，该芯沿纵向方向(X)延伸并具有主平面(XY)，并且至少包括：‑第一材料层，其形成第一样品(161)；‑第一电绝缘薄层(163)，其位于第一样品上；‑薄导电层，其在第一电绝缘层上形成加热电阻器(164)；‑第二电绝缘薄层(165)，其位于加热电阻器上。本发明还涉及一种量热传感器(1)，包括：‑外护套(11)；‑包含于护套中的气体(12)；‑设置在护套中的测量芯(16)；‑联接装置(13)，其用于将芯保持在护套中并在所述芯和所述护套之间传递热量；‑温度测量装置(14、15)，其能够测量热点处的温度和冷点处的温度。

技术领域

本发明涉及核反应堆的测量和仪器仪表领域，更具体地，涉及测量核 加热甚至由辐射沉积于材料中的的能量(不同材料吸收的剂量和剂量率) 的领域。

本发明具体地涉及核反应堆中的测量芯及包括这种测量芯的量热传感 器，其用于测量核加热。

背景技术

核加热主要由存在于核反应堆中的光子和中子辐射引起。

核加热是用于由辐射与材料的相互作用引起的每单位质量和时间 (J.s^-1.g^-1或W/g)能量沉积的术语。

可以使用诸如裂变室、自给能中子探测器或者甚至活化探测器的特定 系统来量化中子辐射。就其本身而言，光子辐射可以使用特定系统(例如 电离室或自给能中子探测器)进行量化。光子和中子辐射由于其没有电荷 以及在材料中的平均自由程而具有将其能量沉积在材料(多种材料)中甚 至“远离”这些辐射的发生位置(核内实验通道、反射器等)，并因此加热所 述材料。

材料被理解为包含在核反应堆中的材料，例如反应堆的结构、实验装 置，包括存在于反应堆芯中的所有材料(包括核燃料)。

推荐量化由辐射而不是粒子流产生的总核加热以确定这些辐射的影 响。

这尤其适用于其中结构和内部系统(例如，实验装置)根据实验通道 和根据实验程序而不同的实验型核反应堆。更需要测量实验型核反应堆中 的核加热，由于这是确定实验装置尺寸的关键量，特别是从机械强度及其 热阻的角度来看。

核加热通常通过量热法通过使用量热计来测量。量热法主要是通过测 量一个或多个温度的变化或一个或多个温度的差异来确定重量已知的少许 材料(也可以称为样品或芯)的核加热。

在下文的描述中，该少许材料将被称为“样品”。样品通常由石墨或金 属制成。

一个或多个温度的变化或者一个或多个温度的差异可以由于光子和中 子辐射的影响。也可以是由于量热计中包含的加热系统与辐射结合或不结 合，例如用于校准反应器外部或反应器中的量热计或用于实施反应堆内所 谓的“零”测量协议或反应堆内所谓的“电流添加”测量协议。此类测量协议 在专利FR 2 968 448中有所描述。

不同的量热计通常用于两个试样。由于在量热计和量热计外部的传热 流体之间存在热交换器，因此差示量热计是非绝热型的。

上述专利FR 2 968 448描述了一种差示量热计，其包括具有两个试样 的量热计，两个试样基本上相同，在主轴线上彼此叠置，第一试样是固体， 也就是说，其中必须测量能量沉积的材料样品，并且第二试样是空的并用 作参考。每个试样通过连杆缸在主轴线上联接到基部，并且每个试样设置 两个热电偶，一个热电偶设置在连杆缸的顶部，另一个热电偶设置在基座 水平处。测量两个热电偶的之间的温度差。核热测量基于两个试样之间的双重温度差。沉积能量是从两个试样之间的这种双重温度差推导出来的， 并以W/g表示。

为了克服在这种配置中不存在试样并置的问题，专利FR 2 968 448将 沿主轴线的位移施加在量热单元上，并测量每个试样在每个轴向位置处的 温度差，该位移与测量的适当同步相关联。