[go: up one dir, main page]

DE1265882B - Arrangement for the continuous measurement of the neutron flux in a reactor core - Google Patents

Arrangement for the continuous measurement of the neutron flux in a reactor core

Info

Publication number
DE1265882B
DE1265882B DEG39947A DEG0039947A DE1265882B DE 1265882 B DE1265882 B DE 1265882B DE G39947 A DEG39947 A DE G39947A DE G0039947 A DEG0039947 A DE G0039947A DE 1265882 B DE1265882 B DE 1265882B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
chamber
lines
arrangement according
activation chamber
measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEG39947A
Other languages
German (de)
Inventor
Jean Laxague
Yves Wilmart
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alsacienne Atom
Original Assignee
Alsacienne Atom
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alsacienne Atom filed Critical Alsacienne Atom
Publication of DE1265882B publication Critical patent/DE1265882B/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T3/00Measuring neutron radiation
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00Monitoring; Testing ; Maintaining
    • G21C17/10Structural combination of fuel element, control rod, reactor core, or moderator structure with sensitive instruments, e.g. for measuring radioactivity, strain
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00Monitoring; Testing ; Maintaining
    • G21C17/10Structural combination of fuel element, control rod, reactor core, or moderator structure with sensitive instruments, e.g. for measuring radioactivity, strain
    • G21C17/108Measuring reactor flux
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES W7WWS PATENTAMT Int. Cl.: FEDERAL REPUBLIC OF GERMANY GERMAN W7WWS PATENT OFFICE Int. Cl .:

G21dG21d

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
Number:
File number:
Registration date:
Display day:

Deutschem.: 21g-21/31 German: 21g-21/31

G 39947 VIII c/21g
26. Februar 1964
11. April 1968
G 39947 VIII c / 21g
February 26, 1964
April 11, 1968

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum kontinuierlichen Messen des Neutronenflusses in einem Reaktorkern mit den Kern durchsetzenden Rohrleitungen, durch die eine aktivierbare Substanz strömt und die außerhalb des Kerns mit Strahlungsdetektoren zur Messung der Aktivität der ausströmenden Substanz versehen sind.The invention relates to an arrangement for continuously measuring the neutron flux in one Reactor core with pipelines penetrating the core through which an activatable substance flows and those outside the core with radiation detectors to measure the activity of the effluent Substance are provided.

Um das Verhalten von Kernreaktoren unter verschiedenen Betriebsbedingungen überwachend verfolgen zu können, ist es unbedingt erforderlich, die zeitliche Verteilung des Neutronenflusses im Reaktorkern laufend zu messen.To monitor the behavior of nuclear reactors under various operating conditions To be able to do so, it is absolutely necessary to determine the temporal distribution of the neutron flux in the reactor core to measure continuously.

Dazu sind zur Zeit unterschiedliche Verfahren und Anordnungen im Gebrauch, bei denen man kleine Ionisationskammern, Thermoelemente oder Drähte bzw. Bänder aus Metall verwendet, die aktiviert und dann Punkt für Punkt kontrolliert werden. Bei Reaktoren mit großem Neutronenfluß werden derartige Messungen zeitlich unstetig oder absatzweise durchgeführt, sowohl wegen ihres Prinzips, als auch weil die Thermoelemente oder Ionisationskammern nur eine außerordentlich kurze Lebensdauer aufweisen. So verliert beispielsweise eine Ionisationskammer mit einem Bor-Niederschlag in einem Fluß thermischer Neutronen von 1014 n/cm2 see 4% ihrer Empfindlichkeit je Betriebstag, und eine Ionisationskammer mit einem Urandepot verliert unter den gleichen Bedingungen 0,7% ihrer Empfindlichkeit.For this purpose, different methods and arrangements are currently in use, in which one uses small ionization chambers, thermocouples or wires or bands made of metal, which are activated and then checked point by point. In reactors with a large neutron flux, measurements of this type are carried out discontinuously or intermittently, both because of their principle and because the thermocouples or ionization chambers only have an extremely short life. For example, an ionization chamber with a boron deposit in a flow of thermal neutrons of 10 14 n / cm 2 s loses 4% of its sensitivity per day of operation, and an ionization chamber with a uranium deposit loses 0.7% of its sensitivity under the same conditions.

Weiterhin ist aus der österreichischen Patentschrift 220 256 ein Verfahren bekannt, bei dem ein durch Neutronen aktivierbares Gas durch den Reaktorkern hindurchgeschickt und die Aktivität des austretenden Gases gemessen wird. Dabei wird die Strömungsgeschwindigkeit des durch enge Kanäle gepreßten Gases verändert. Das Ergebnis der Reaktivitätsmessungen während einer Periode der Änderung der Strömungsgeschwindigkeit wird differenziert und liefert ein Maß für die Flußverteilung. Auch dieses bekannte Meßverfahren arbeitet also schon vom Prinzip her diskontinuierlich.Furthermore, from the Austrian patent specification 220 256 a method is known in which a by Neutron activatable gas is sent through the reactor core and the activity of the exiting Gas is measured. The flow rate is pressed through narrow channels Gas changed. The result of the reactivity measurements during a period of change in the Flow velocity is differentiated and provides a measure of the flow distribution. This too known measuring method works discontinuously in principle.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung anzugeben, die ein kontinuierliches Messen des Neutronenflusses auch in Reaktoren hoher Leistung gestattet.The invention is therefore based on the object of specifying an arrangement that has a continuous Measurement of the neutron flux also permitted in high-power reactors.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwei einander bis auf einen Leitungsabschnitt der einen Leitung am Ort der Meßstelle gleiche Leitungen parallel zueinander durch den Reaktorkern geführt sind, von denen die eine an der Meßstelle in ihrem Querschnitt zu einer die Verweilzeit der aktivierbaren Substanz an dieser Stelle erhöhenden Aktivierungskammer erweitert ist, und daßAccording to the invention, this object is achieved in that two each other except for a line section of the one line at the location of the measuring point the same lines are run parallel to each other through the reactor core, one of which is connected to the Measuring point in its cross section to increase the dwell time of the activatable substance at this point Activation chamber is expanded, and that

Anordnung zum kontinuierlichen Messen
des Neutronenflusses in einem Reaktorkern
Arrangement for continuous measurement
the neutron flux in a reactor core

Anmelder:Applicant:

Groupement Atomique Alsacienne Atiantique,Groupement Atomique Alsacienne Atiantique,

Le Plessis-Robinson, Seine (Frankreich)Le Plessis-Robinson, Seine (France)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. R. BeetzDipl.-Ing. R. Beetz

und Dipl.-Ing. K. Lamprecht, Patentanwälte,and Dipl.-Ing. K. Lamprecht, patent attorneys,

8000 München 22, Steinsdorfstr. 108000 Munich 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Yves Wilmart, Paris;Yves Wilmart, Paris;

Jean Laxague,Jean Laxague,

Chatenay-Malabry, Seine (Frankreich)Chatenay-Malabry, Seine (France)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Frankreich vom 26. Februar 1963 (926 106)France of February 26, 1963 (926 106)

außerhalb des Kerns zwei Strahlungsdetektoren in Differenzschaltung an den Leitungen angeordnet sind.Outside the core, two radiation detectors are arranged in a differential circuit on the lines are.

Bei dieser Anordnung hält sich die im Umlauf befindliche aktivierbare Substanz in der Aktivierungskammer während einer Zeit auf, die gleich dem Volumen dieser Kammer im Verhältnis zu dem Durchsatz der Substanz in dem gesamten Umlauf innerhalb des Reaktors ist; die Aktivierung der Substanz ist proportional zu dem Neutronenfluß, der sie umgibt; infolgedessen ist die Aktivität der Substanz am Austritt aus dem Kern des Reaktors grundsätzlich von der Größe des Neutronenflusses im Bereich der Aktivierungskammer abhängig.With this arrangement, the circulating activatable substance is retained in the activation chamber during a time equal to the volume of this chamber in relation to that Throughput of the substance in the entire circulation within the reactor; the activation of the substance is proportional to the neutron flux that surrounds it; consequently the activity of the substance at the exit from the core of the reactor basically depends on the size of the neutron flux in the area of the Activation chamber dependent.

In dem Kern des Reaktors liegen zwei in gleicher Weise mit der Substanz gespeiste Umläufe vor, in denen das Strömungsmedium mit der gleichen Geschwindigkeit strömt. Die beiden Umläufe führen durch den Kern des Reaktors hindurch; der eine der Umläufe enthält jedoch eine Aktivierungskammer, durch die die Substanz hindurchfließen muß und in der sie der Auswirkung des Neutronenflusses unterworfen ist, der im Bereich der Kammer vorhanden ist bzw. diese Kammer umgibt. Das Vorhandensein einer solchen Aktivierungskammer ist der einzige Unterschied zwischen den beiden Umläufen; jede Differenz der Aktivität der aus dem Reaktor austretenden Substanzen der beiden Umläufe rührt da-In the core of the reactor there are two circulations fed in the same way with the substance, in where the flow medium flows at the same speed. Make the two circuits through the core of the reactor; however, one of the circuits contains an activation chamber, through which the substance must flow and in which it is subjected to the effect of the neutron flux which is present in the region of the chamber or surrounds this chamber. The presence such an activation chamber is the only difference between the two circuits; every The difference in the activity of the substances emerging from the reactor in the two circulations is due to this.

809 538/426809 538/426

her von dem Aufenthalt der einen dieser Substanzen in der Aktivierungskammer her.based on the presence of one of these substances in the activation chamber.

Das Messen dieser Differenz erfolgt sofort beim Austritt der Substanzen aus dem Reaktor und macht es möglich, jederzeit die Größe des Neutronenflusses an derjenigen Stelle zu ermitteln, an der sich die Aktivierungskammer befindet. Wenn man ein Differenz-Meßsystem verwendet, das beispielsweise mit einem Gerät für unmittelbare Anzeige oder einem Registriergerät versehen ist, kann man den Wert des Neutronenfiusses zu jedem Augenblick ablesen, da die Messung und die Anzeige stetig sind.This difference is measured immediately when the substances emerge from the reactor and makes it is possible at any time to determine the size of the neutron flux at the point where the activation chamber is is located. If you use a differential measurement system, for example with a Device for immediate display or a recording device is provided, one can determine the value of the neutron fiow read at any moment as the measurement and display are continuous.

Je nach der Anzahl derjenigen Stellen, an denen der Neutronenfluß gemessen werden soll, und entsprechend der Lage dieser Meßstellen, können mehrere, mit je einer Aktivierungskammer versehene Umläufe in den Reaktorkern eingebaut werden; jedem dieser Umläufe ist ein Umlauf für direkten Durchfluß zugeordnet. In gewissen Fällen, wenn die Meßpunkte genügend dicht nebeneinanderliegen, können die Aktivitäten der Substanzen in den entsprechenden Umläufen jeweils nacheinander mit der Aktivität der Substanz verglichen werden, die einen einzigen Umlauf mit unmittelbarem Durchfluß durch den Kern durchströmt.Depending on the number of points at which the neutron flux is to be measured, and accordingly the position of these measuring points, several circuits, each provided with an activation chamber, can be used be built into the reactor core; each of these circuits is a direct flow circuit assigned. In certain cases, if the measuring points are sufficiently close to one another, you can the activities of the substances in the corresponding circulations one after the other with the activity of the Substance can be compared to a single circulation with direct flow through the nucleus flows through.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Anordnung ist das Differenz-Meßsystem, das die Aktivitäten gasförmiger Substanzen vergleicht, durch eine Differenz-Ionisationskammer mit zwei Baueinheiten gebildet, F i g. 1, 2 und 3 drei schematische Längsschnitte durch unterschiedliche Ausführungen von Aktivierungskammern, According to a further embodiment of the arrangement, the differential measuring system that measures the activities is gaseous Compares substances, formed by a differential ionization chamber with two structural units, F i g. 1, 2 and 3 three schematic longitudinal sections through different versions of activation chambers,

F i g. 4 eine Ionisationskammer, zur einen Hälfte im vertikalen Schnitt, zur anderen Hälfte in Außenansicht, F i g. 4 an ionization chamber, one half in vertical section, the other half in external view,

F i g. 5 eine Anordnung von mehreren Meßkanälen,F i g. 5 an arrangement of several measuring channels,

F i g. 6 eine abweichende Anordnung der Meßvorrichtung, F i g. 6 a different arrangement of the measuring device,

F i g. 6 a einen Schnitt längs der Schnittlinie VI-VI der F i g. 6,F i g. 6 a shows a section along the section line VI-VI of FIG. 6,

F i g. 7 einen Vertikalschnitt durch symmetrisch um eine einzige Zuführleitung angeordnete Meßkanäle, F i g. 7 shows a vertical section through measuring channels arranged symmetrically around a single feed line,

F i g. 8 in größerem Maßstab eine der Aktivierungskammern der F i g. 7, F i g. 8 on a larger scale one of the activation chambers of FIG. 7,

Fig. 9 ein Zusammenbauschema einer Meßeinrichtung mit Wiederumlauf des gasförmigen Strömungsmittels. 9 shows an assembly diagram of a measuring device with recirculation of the gaseous fluid.

Wie man aus der F i g. 5 erkennt, besteht die Meßanordnung aus zwei Leitungen 17, 17 a von kleinem Durchmesser, die nebeneinander und parallel zueinander in dem Reaktorkern angeordnet sind; in dem Zuge einer dieser Leitungen 17 a liegt eine Aktivierungskammer 18 an dem Meßpunkt. Ferner sind (nicht dargestellte) Mittel vorgesehen, die dazu dienen, gleiche Mengen der gleichen aktivierenden Substanz mit gleicher Geschwindigkeit durch gleichartigeAs one can see from FIG. 5 recognizes, the measuring arrangement exists from two lines 17, 17 a of small diameter, which are side by side and parallel to each other are arranged in the reactor core; in the course of one of these lines 17 a there is an activation chamber 18 at the measuring point. Furthermore, means (not shown) are provided which serve to use equal amounts of the same activating substance at the same speed through similar

aus den Ionisationskammern austretenden Strömungsmedien werden über die Sammelleitung 23 wieder abgeführt.Flow media emerging from the ionization chambers are returned via the collecting line 23 discharged.

Jeder der Ionisationskammern 20, 21 ist an ein Anzeigesystem oder ein Registriersystem (nicht dargestellt) angeschlossen, das den Wert des Ausgangsstromes der betreffenden Kammer anzeigt, also einen Wert, aus dem leicht die Größe des NeutronenfluaeesEach of the ionization chambers 20, 21 is connected to a display system or a registration system (not shown) connected, which indicates the value of the output current of the chamber in question, so one Value from which the size of the neutron fluaee can easily be determined

Teile jeder der Leitungen hindurchzuführen. FernerPass parts of each of the lines through. Further

von denen jede durch die Substanz in einer der Lei- 30 sind aus je zwei Einheiten 20 und 21 bestehende Diftungen durchströmt wird und die mit Hochspan- ferenz-Ionisationskammern vorhanden, deren Einnungen einander entgegengesetzter Polarität gespeist heiten jeweils von der in einem der Leitungszüge werden, wobei Mittel vorgesehen sind, um den Aus- strömenden aktivierbaren Substanz, die im folgenden gangsstrom der Ionisationskammer abzulesen oder zu kurz als Strömungsmedium bezeichnet sei, durchregistrieren; ferner ist eine Sammelvorrichtung für die 35 strömt werden; diese Ionisationskammern werden mit austretenden Gase vorgesehen. Spannungen entgegengesetzter Polarität gespeist. Dieeach of which by the substance in one of the lines 30 are each made up of two units 20 and 21 consisting of donations is traversed and the high voltage ionization chambers are present, their openings opposing polarity fed each means of that in one of the cable runs are provided, wherein means are provided in order to control the outflowing activatable substance, which in the following read the input current of the ionization chamber or be referred to as flow medium for short, register it; there is also a collection device for the 35 flows; these ionization chambers are made with escaping gases provided. Voltages of opposite polarity fed. the

Am elektrischen Ausgang der »doppelten« Ionisationskammer erfaßt man also einen Ausgangsstrom, dessen Stromstärke proportional zur Differenz der Stromstärken der Ausgangsströme jeder der beiden Einheiten der Ionisationskammer ist, d. h. proportional zur Differenz zwischen der von der Aktivität der Substanz in dem ersten Umlauf oder der ersten Leitung abhängigen Stromstärke (wobei diese SubstanzAt the electrical output of the "double" ionization chamber, an output current is detected its current strength proportional to the difference in the current strengths of the output currents of each of the two Units of the ionization chamber, d. H. proportional to the difference between that of the activity of the Substance in the first circulation or the first conduction dependent current strength (this substance

durch die Aktivierungskammer hindurchgeströmt ist) 45 im Bereich der Aktivierungskammer ermittelt werden und der Stromstärke, die von der Aktivität der Sub- kann.has flowed through the activation chamber) 45 can be determined in the area of the activation chamber and the strength of the current that can depend on the activity of the sub-.

stanz in dem zweiten Umlauf abhängt, die nur so weit Die Aktivierungskammer kann beispielsweise einpunch in the second cycle depends, which only so far The activation chamber can, for example, a

aktiviert worden ist, wie die Substanz im anderen Zylinder mit gegebenenfalls konischem Einlaß und Leitungszug oder Umlauf in den Leitungen allein be- Auslaßteil oder ein Zylinder mit eingebauten Leiteinflußt wurde. Der Einfachheit wegen werden weiter- 50 blechen oder auch ein Zylinder mit einer schraubenhin die beiden Umlaufleitungen und die Aktivierungs- linienförmigen Trennwand sein, die den Strömungskammer mit dem Ausdruck »Meßkanal« bezeichnet. fluß durch die Kammer leitet. has been activated, like the substance in the other cylinder with optionally conical inlet and Cable run or circulation in the lines alone - outlet part or a cylinder with built-in guiding influence became. For the sake of simplicity, sheets or a cylinder with a screw are used be the two circulation lines and the activation line-shaped partition that denotes the flow chamber with the expression "measuring channel". flow through the chamber.

Nach einer Variante kann man eine Differenz- Die F i g. 1, 2 und 3 zeigen jeweils eine einfach©According to a variant, a difference can be made. The F i g. 1, 2 and 3 each show a simple ©

Ionisationskammer mehreren Meßkanälen zuordnen; zylindrische Aktivierungskammer 1 (F i g. 1) mit in diesem Fall sind Umschaltventile vorgesehen, um 55 konischen Ein- und Auslassen 2 bzw. 3 für das Strödie Meßkanäle nacheinander auf die Ionisationskam- mungsmedium, eine Kammer (F i g. 2) mit symmemer zu »schalten«. Man kann auch mit Vorteil um
eine gleiche vertikale Achse herum Aktivierungskammern in unterschiedlichen Höhenlagen zusammen
mit ihren Leitungen anordnen und einer derartigen 60
Anordnung einen einzigen direkten Durchtrittsumlauf
oder »Kompensationsumlauf« zuordnen, wobei man
dann die Umschaltung lediglich bei den Leitungen
der Aktivierungskammern vornimmt.
Assign ionization chamber to several measuring channels; cylindrical activation chamber 1 (FIG. 1) with, in this case, switching valves are provided, one chamber (FIG. 2) with 55 conical inlets and outlets 2 and 3 for the flow of measuring channels in succession to the ionization chamber symmemer to "switch". One can also take advantage of it
a same vertical axis around activation chambers at different altitudes together
arrange with their lines and such 60
Arrangement a single direct passage circulation
or assign "compensation cycle", where one
then the changeover only with the lines
the activation chambers.

Weitere Vorteile und Merkmale der Anordnung werden aus der ausführlichen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung deutlich, das in der Zeichnung veranschaulicht ist. In dieser zeigen trisch in dem Zylinder angeordneten Leitblechen 4 und schließlich (F i g. 3) eine zylindrische Kammer mit einer schraubenlinienförmigen Führungswendel 5.Further advantages and features of the arrangement will become apparent from the detailed description of a Embodiment of the invention clearly, which is illustrated in the drawing. In this show trically arranged in the cylinder baffles 4 and finally (Fig. 3) a cylindrical chamber with a helical guide coil 5.

Die Strömung des Strömungsmediums innerhalb der Aktivierungskammer kann auch durch andere Einbauten oder Mittel geführt werden, wie dies beispielsweise die Ausführungsform nach F ig. 8 zeigt, die weiter unten beschrieben wird.The flow of the flow medium within the activation chamber can also be through others Internals or means are performed, as is the case, for example, with the embodiment according to FIG. 8 shows which is described below.

Die Leitung, in der die Aktivierungskammer liegt, und die Leitung ohne Aktivierungskammer für direkten Durchfluß des Strömungsmediums sind je mit einer Baueinheit der Ionisationskammer ver-The line in which the activation chamber is located and the line without the activation chamber for direct flow of the flow medium are each provided with a structural unit of the ionization chamber

bunden, welche ihrerseits zweckmäßigerweise und insbesondere bei geringen Durchsatzmengen eines gasförmigen Strömungsmediums aus einem mit Querplatten ausgestatteten Zylinder besteht, dessen Platten abwechselnd an eine Hochspannungselektrode und an eine Sammelelektrode angeschlossen sind; der Zylinder hat eine Eintritts- und Austrittsöffnung für das Strömungsmedium, das von dem entsprechenden Leitungskanal herkommt. Die Differenz-Ionisationskammer ist durch eine Kombination zweier solcher Einheiten gebildet, deren elektrische Ausgangssignale einem Registriergerät zugeführt werden, nachdem sie nötigenfalls durch bekannte Mittel in geeigneter Weise verstärkt wurden.bound, which in turn expediently and in particular with low throughputs a The gaseous flow medium consists of a cylinder equipped with transverse plates, the plates of which are alternately connected to a high voltage electrode and to a collecting electrode; the cylinder has an inlet and outlet opening for the flow medium from the corresponding Duct comes from. The differential ionization chamber is by a combination formed two such units, the electrical output signals of which are fed to a recorder after appropriately amplifying them by known means if necessary.

Die Ionisationskammer nach F i g. 4 umfaßt zwei identische Einheiten 6, von denen die eine in der Zeichnung im Schnitt dargestellt ist.The ionization chamber according to FIG. 4 includes two identical units 6, one of which is shown in section in the drawing.

Eine zylindrische Einheit 6 umfaßt: einen axialen Einlaß 7 für das Gas- oder Strömungsmedium, das aus einer der Leitungen des Meßkanals kommt, und einen Auslaß 8 für das gleiche Strömungsmedium, einen Deckel 9, durch den die Auslässe 8 und die elektrischen Speiseleitungen 10 sowie die Meßleitungen 11 hindurchführen und der über Halte- und Schutzringe 12 und Isolierteile 13 eine zylindrische Hochspannungselektrode 14 mit Platten 14' trägt; zentral in dem Zylinder ist eine axiale Sammelelektrode 15 mit weiteren Platten angeordnet. Auf den Deckel 9 ist ein Vorverstärker 16 aufgebaut, dem über die elektrische Leitung 11 das von der Sammelelektrode 15 kommende Signal zugeführt wird.A cylindrical unit 6 comprises: an axial inlet 7 for the gas or flow medium coming from one of the lines of the measuring channel, and an outlet 8 for the same flow medium, a cover 9 through which the outlets 8 and the electrical feed lines 10 as well the measuring lines 11 pass through and which, via retaining and protective rings 12 and insulating parts 13, carries a cylindrical high-voltage electrode 14 with plates 14 '; An axial collecting electrode 15 with further plates is arranged centrally in the cylinder. A preamplifier 16 is built onto the cover 9, to which the signal coming from the collecting electrode 15 is fed via the electrical line 11.

Die gesamte Anordnung, wie sie in F i g. 5 dargestellt ist, umfaßt mehrere Meßkanäle, die in dem Kern A eines Reaktors vorgesehen sind; jeder dieser Meßkanäle besteht aus einem »Kompensations«- Leitungszug 17 a und einem Meßleitungszug 17, in dem eine Aktivierungskammer 18 liegt; die beiden Leitungszüge sind an eine Differenz-Ionisationskammer 20, 21 angeschlossen. Den Meßkanälen wird das Gas über die Verteilerleitung 22 zugeführt; aus den Ionisationskammern 20, 21 (die jeweils die Meßgröße für den von dem betreffenden Kanal zu erfassenden Fluß liefern) fließt das Medium über Auslaßleitungen in die Sammelleitung 23.The entire arrangement as shown in FIG. 5 comprises a plurality of measuring channels provided in the core A of a reactor; Each of these measuring channels consists of a "compensation" line 17a and a measuring line 17 in which an activation chamber 18 is located; the two cable runs are connected to a differential ionization chamber 20, 21. The gas is fed to the measuring channels via the distributor line 22; The medium flows from the ionization chambers 20, 21 (which each supply the measured variable for the flow to be detected by the relevant channel) via outlet lines into the collecting line 23.

In der F i g. 6 ist eine Anordnung dargestellt, die eine Differenz-Ionisationskammer 20, 21 aufweist, welche mehreren Kanälen 17 gemeinsam ist, denen auch ein gemeinsamer Kompensationskanal 17 α zugeordnet ist, während die anderen Kanäle 17 je eine Aktivierungskammer 18 enthalten. Umschaltventile 29 sind zusammen mit entsprechenden Umwegleitungen vorgesehen, um die Kanäle 17 jeweils nach Wunsch unmittelbar mit der Sammelleitung 23 oder mit der einen Einheit der Differenz-Ionisationskammer 21 zu verbinden, während die andere Einheit dauernd an den Kanal 17 a angeschlossen und über den Auslaß 32 mit der Sammelleitung 23 verbunden ist.In FIG. 6 shows an arrangement which has a differential ionization chamber 20, 21, which several channels 17 are common to which a common compensation channel 17 α is assigned is, while the other channels 17 each contain an activation chamber 18. Changeover valves 29 are provided together with corresponding detour lines to the channels 17 in each case Request directly with the manifold 23 or with the one unit of the differential ionization chamber 21 to connect, while the other unit is permanently connected to the channel 17 a and over the outlet 32 is connected to the manifold 23.

Eine derartige Anordnung kann so viel Meßkanäle enthalten, wie Meßpunkte im Reaktorkern vorgesehen werden, an denen man die Größe des Neutronenflusses feststellen oder überwachen möchte.Such an arrangement can contain as many measuring channels as there are measuring points in the reactor core on which one would like to determine or monitor the size of the neutron flux.

Die gesamte Anordnung von Meßkanälen, wie sie in F i g. 7 veranschaulicht ist, besteht aus einer zylindrischen Hülse 33, die für Neutronen durchlässig ist und deren hohle Achse 34 für die Zufuhr des Gases benutzt wird. Die zentrale Achse ist mit den jeweils auf unterschiedlichen Höhen angeordneten Aktivierungskammern 35 über Meßrohrleitungen 36 verbunden; eine Kompensationsrohrleitung 37 ist der gesamten Anordnung gemeinsam, und das Abströmen der Gase aus den Aktivierungskammern 35 erfolgt über die Rohrleitungen 38. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind in der dargestellten Anordnung drei Meßkanäle zusammengefaßt.The entire arrangement of measuring channels as shown in FIG. 7 illustrated consists of a cylindrical Sleeve 33, which is permeable to neutrons and whose hollow axis 34 for the supply of the gas is used. The central axis is with the activation chambers, each arranged at different heights 35 connected via measuring pipes 36; a compensation pipe 37 is the whole Arrangement together, and the outflow of the gases from the activation chambers 35 takes place via the pipes 38. In this embodiment, there are three in the illustrated arrangement Measurement channels combined.

Die F i g. 8 zeigt in größerem Maßstab eine Aktivierungskammer 35 innerhalb der zylindrischen Hülle 33; sie zeigt auch die als Verteiler dienende Hohlachse 34. Die Kammer 35 hat an ihren beiden axialen Enden je einen doppelten Boden 3S1 und 352, so daß an jedem Ende dieser Kammer teils scheiben- und teils ringförmige Hohlräume 39 gebildet werden, die in ihrem ringförmigen Teil mit Durchlaßöffnungen 40 versehen sind, über die das aus der Zuleitung 36 kommende Gas in den Innenraum der Kammer einströmen und das aus dem Innenraum austretende Gas zunächst in den Hohlraum 39 ein- und dann durch die Rohrleitung 38 hindurch abströmen kann. Die Kompensationsrohrleitung ist mit 37 bezeichnet.The F i g. Fig. 8 shows, on a larger scale, an activation chamber 35 within the cylindrical shell 33; it also shows the hollow shaft 34 serving as a distributor. The chamber 35 has a double bottom 3S 1 and 35 2 at each of its two axial ends, so that at each end of this chamber partly disc-shaped and partly annular cavities 39 are formed, which are in its annular part are provided with passage openings 40 through which the gas coming from the supply line 36 flows into the interior of the chamber and the gas emerging from the interior can first enter the cavity 39 and then flow out through the pipeline 38. The compensation pipeline is denoted by 37.

Die F i g. 9 zeigt in schematischer Weise eine Anordnung mit geschlossenem Gasumlauf; von dieser Anordnung ist ein Meßkanal 41 gezeigt, der einen Kompensationskreis und einen Meßkreis mit einer Aktivierungskammer 18 enthält, wobei die beiden parallelen Leitungen 17a und 17 durch den Kernel des Reaktors hindurchführen und über Abschlußventile 29 mit den beiden Einheiten der Differenz-Ionisationskammer 20, 21 verbunden sind. Die Ionisationskammer liefert die elektrischen Signale oder Meßwerte an ihren Ausgang 46, und jede dieser in größerer Anzahl vorgesehenen Kammern kann über ein Abschlußventil 47 jeweils in einer z. B. zyklischen Reihenfolge mit einem Entaktivierungsbehälter 48 verbunden werden, von dem das Gas durch einen Kompressor 49 und ein Abschlußventil 50 in einen Puffer-Druckbehälter 51 gelangt, von dem es wieder über die Rohrleitung 52 den Meßkanälen zugeführt wird.The F i g. 9 schematically shows an arrangement with a closed gas circulation; of this Arrangement is shown a measuring channel 41, a compensation circuit and a measuring circuit with a Activation chamber 18 contains the two parallel lines 17a and 17 through the kernel of the reactor and via shut-off valves 29 to the two units of the differential ionization chamber 20, 21 are connected. The ionization chamber supplies the electrical signals or measured values at their output 46, and each of these chambers provided in a larger number can via a shut-off valve 47 each in a z. B. cyclic sequence can be connected to a deactivation container 48, from which the gas passes through a compressor 49 and a shut-off valve 50 in a buffer pressure vessel 51, from which it is fed back to the measuring channels via the pipeline 52.

Das aus der Ionisationskammer (oder den Ionisationskammern) ausströmende Gas wird in einem Sammler gesammelt und erneut in den Umlauf eingeführt. Man hat ein Interesse daran, die Zeit bis zum folgenden Wiederumlauf relativ groß im Verhältnis zu der Lebensdauer der aktivierten Isotope zu machen; da die beim Wiedereinführen des Strömungsmediums in einen Meßkanal zurückgebliebene Aktivität aber die gleiche für jede der Rohrleitungen ist, aus denen der Meßkanal besteht, wird der Ionisationsstrom, der auf eine solche restliche Aktivität zurückzuführen ist, durch das Differenzprinzip der Messung ausgeglichen und dadurch sein Einfluß auf das Meßergebnis beseitigt.The gas flowing out of the ionization chamber (or the ionization chambers) is in a Collectors collected and reintroduced into circulation. One has an interest in the time until following recirculation relatively large in relation to the lifetime of the activated isotopes do; because the activity remaining when the flow medium is reintroduced into a measuring channel but is the same for each of the pipelines that make up the measuring channel, the ionization current, which can be traced back to such residual activity, through the difference principle of measurement balanced, thereby eliminating its influence on the measurement result.

Als umlaufendes Gas kann man Argon oder irgendein anderes Gas verwenden, das gegenüber den besonderen Verhältnissen der Neutronenflüsse und der Ionisation vereinbar ist. Im allgemeinen werden die Messungen unter Verwendung der Betastrahlung durchgeführt, und man kann aber auch mit der Gammastrahlung arbeiten. Bei Verwendung von Argon gibt dessen Isotop 40 durch die Reaktion: Neutron, Gamma ein Isotrop 41, das sich nach Aussenden einer Beta- und Gammastrahlung in Kalium 41 umwandelt.The circulating gas can be argon or any other gas that is opposite to the special conditions of neutron fluxes and ionization is compatible. Generally will the measurements are carried out using beta radiation, but you can also use the Gamma radiation work. When using argon, its isotope 40 gives by the reaction: Neutron, Gamma an isotropic 41, which turns into potassium after emitting beta and gamma rays 41 converts.

Das Volumen der Aktivierungskammer wird stets in Abhängigkeit von dem zeitlichen Durchsatz des Gases und der Empfindlichkeit der Ionisierungs-The volume of the activation chamber is always dependent on the time throughput of the Gas and the sensitivity of the ionization

kammer festgelegt. Dieses Volumen ist im allgemeinen IO bis 20 cm3.chamber set. This volume is generally 10 to 20 cm 3 .

An Stelle einer Ionisationskammer können beispielsweise auch Geiger-Müller-Zähler, Proportionalzähler, Durchflußzähler, Szintillationsdetektoren oder Halbleiterdetektoren verwendet werden.Instead of an ionization chamber, Geiger-Müller counters, proportional counters, Flow meters, scintillation detectors or semiconductor detectors can be used.

Die Anordnung kann natürlich nicht nur zur Messung von Neutronenflüssen benutzt werden, wie sie im Kern von Reaktoren auftreten, sondern auch außerhalb des Reaktorkerns.The arrangement can of course not only be used for measuring neutron fluxes, as they do occur in the core of reactors, but also outside the reactor core.

An Stelle das Gas durch eine Ionisationskammer hindurchzuleiten, kann es auch an einer sehr dünnen Trennwand vorbeigeführt werden, welche die Kammer begrenzt, wobei die Messung beispielsweise unter Ausnutzung der Betastrahlen durchgeführt wird.Instead of passing the gas through an ionization chamber, it can also be passed through a very thin one Partition wall, which delimits the chamber, taking the measurement for example is carried out using beta rays.

Claims (11)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Anordnung zum kontinuierlichen Messen des Neutronenflusses in einem Reaktorkern mit den Kern durchsetzenden Rohrleitungen, durch die eine aktivierbare Substanz strömt und die außerhalb des Kerns mit Strahlungsdetektoren zur Messung der Aktivität der ausströmenden Substanz versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwei bis auf einen Leitungsabschnitt der einen Leitung zu auf der Meßstelle einander gleiche Leitungen (17, 17 a) parallel zueinander durch den Reaktorkern (/4) geführt sind, von denen die eine (17 a) an der Meßstelle in ihrem Querschnitt zu einer die Verweilzeit der aktivierbaren Substanz an dieser Stelle erhöhenden Aktivierungskammer (18) erweitert ist, und daß außerhalb des Kerns (A) zwei Strahlungsdetektoren (20 und 21) in Differenzschaltung an den Leitungen (17,17 a) angeordnet sind.1. Arrangement for continuously measuring the neutron flux in a reactor core with the core penetrating pipes through which an activatable substance flows and which are provided outside the core with radiation detectors for measuring the activity of the substance flowing out, characterized in that two to one line section of the a line to lines (17, 17 a) which are identical to one another at the measuring point are led parallel to one another through the reactor core (/ 4), one of which (17 a) at the measuring point in its cross-section to one the dwell time of the activatable substance on this Place increasing activation chamber (18) is expanded, and that outside of the core (A) two radiation detectors (20 and 21) are arranged in a differential circuit on the lines (17, 17 a). 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Gruppen von je zwei Leitungen (17,17 a) für den Umlauf der aktivierbaren Substanz verbunden sind, bei denen jeweils in die eine Leitung (17 a) eine Aktivierungskammer (18) eingeschaltet ist, und daß jede Gruppe an ein Differenz-Meßsystem (20, 21) für die Messung der Differenz der Aktivitäten der in den Leitungspaaren umlaufenden aktivierbaren Substanz angeschlossen ist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that several groups of two Lines (17, 17 a) are connected for the circulation of the activatable substance, in each of which in which a line (17 a) an activation chamber (18) is turned on, and that each group to a difference measuring system (20, 21) for measuring the difference in the activities in the Pairs of lines circulating activatable substance is connected. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben der den Reaktorkern (/4) durchquerenden Leitung (17 a) ohne Aktivierungskammer mehrere Leitungen (17), die je eine Aktivierungskammer (18) an unterschiedlichen Stellen im Kern enthalten, und Mittel (29) zur wahlweisen Verbindung jeweils einer der Leitungen (17) mit Aktivierungskammer und der Leitung (17a) ohne Aktivierungskammer mit einem Differenz-Meßsystem (20, 21) für die Aktivität der in den Leitungen umlaufenden aktivierbaren Substanzen vorgesehen sind.3. Arrangement according to claim 1, characterized in that in addition to the reactor core (/ 4) traversing line (17 a) without activation chamber several lines (17), each with an activation chamber (18) at different Locations included in the core, and means (29) for selectively connecting one of the lines at a time (17) with activation chamber and the line (17a) without activation chamber with a Difference measuring system (20, 21) for the activity of the activatable ones circulating in the lines Substances are provided. 4. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine aus zwei identischen Einheiten (6) bestehende Differenz-Ionisationskammer.4. Arrangement according to claim 1, characterized by one of two identical units (6) existing differential ionization chamber. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an die Ionisierungskammer eine Signal-Registriervorrichtung angeschlossen ist.5. Arrangement according to claim 4, characterized in that one of the ionization chamber Signal registration device is connected. 6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere koaxial übereinander angeordnete Aktivierungskammern (35), eine Reihe von jeweils in einer der Kammern mündenden Leitungen (38) und eine durch alle Kammern hindurchführende Leitung (27) aufweist. 6. Arrangement according to claim 3, characterized in that there are several coaxially one above the other arranged activation chambers (35), a row of each in one of the chambers having opening lines (38) and a line (27) extending through all chambers. 7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zylindrische Aktivierungskammer (1) mit je einem konischen Ein- und Auslaß (2 bzw. 3) aufweist.7. Arrangement according to claim 1, characterized in that it has a cylindrical activation chamber (1) each with a conical one and outlet (2 and 3, respectively). 8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierungskammer (1) mit Leitblechen (4) für die Führung der umlaufenden aktivierbaren Substanz versehen ist.8. Arrangement according to claim 7, characterized in that the activation chamber (1) is provided with guide plates (4) for guiding the circulating substance that can be activated. 9. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierungskammer \1) eine Führungswendel (5) für die Führung der umlaufenden aktivierbaren Substanz enthält.9. Arrangement according to claim 7, characterized in that the activation chamber \ 1) contains a guide helix (5) for guiding the circulating activatable substance. 10. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierungskammer (35) zylindrisch ist und einen Eintrittsraum sowie einen Austrittsraum (39) enthält, die mit dem zentralen Raum der Kammer über periphere Durchlässe (40) in Verbindung stehen.10. Arrangement according to claim 1, characterized in that the activation chamber (35) is cylindrical and contains an entry space and an exit space (39), which with the central space of the chamber via peripheral passages (40). 11. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Sammler (23, 30) für die aus den Ionisationskammern kommende aktivierbare Substanz aufweist.11. The arrangement according to claim 4, characterized in that it has a collector (23, 30) for has the activatable substance coming from the ionization chambers. In Betracht gezogene Druckschriften:
Österreichische Patentschrift Nr. 220 256.
Considered publications:
Austrian patent specification No. 220 256.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 809 538/426 4.58 © Bundesdruckerei Berlin809 538/426 4.58 © Bundesdruckerei Berlin
DEG39947A 1963-02-26 1964-02-26 Arrangement for the continuous measurement of the neutron flux in a reactor core Pending DE1265882B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR926106A FR1357745A (en) 1963-02-26 1963-02-26 Device for continuous measurement of neutron fluxes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1265882B true DE1265882B (en) 1968-04-11

Family

ID=8797949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEG39947A Pending DE1265882B (en) 1963-02-26 1964-02-26 Arrangement for the continuous measurement of the neutron flux in a reactor core

Country Status (6)

Country Link
BE (1) BE644372A (en)
DE (1) DE1265882B (en)
FR (1) FR1357745A (en)
GB (1) GB1021434A (en)
LU (1) LU45504A1 (en)
NL (1) NL6401822A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4990304A (en) * 1989-01-27 1991-02-05 Westinghouse Electric Corp. Instrumentation tube features for reduction of coolant flow-induced vibration of flux thimble tube

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5108694A (en) * 1991-08-23 1992-04-28 Westinghouse Electric Corp. Power distribution measuring system employing gamma detectors outside of nuclear reactor vessel

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT220256B (en) * 1959-06-12 1962-03-12 Atomic Energy Authority Uk Method and device for determining the neutron flux distribution in a nuclear reactor

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT220256B (en) * 1959-06-12 1962-03-12 Atomic Energy Authority Uk Method and device for determining the neutron flux distribution in a nuclear reactor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4990304A (en) * 1989-01-27 1991-02-05 Westinghouse Electric Corp. Instrumentation tube features for reduction of coolant flow-induced vibration of flux thimble tube

Also Published As

Publication number Publication date
LU45504A1 (en) 1964-04-24
GB1021434A (en) 1966-03-02
NL6401822A (en) 1964-08-27
FR1357745A (en) 1964-04-10
BE644372A (en) 1964-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1489636B2 (en) Fuel element for a nuclear reactor
DE2126859A1 (en)
DE2733544A1 (en) EXAMINATION DEVICE
DE1277603B (en) Arrangement for recording the velocity distribution of gas bubbles moving in a vertical, liquid-filled line
DE1265882B (en) Arrangement for the continuous measurement of the neutron flux in a reactor core
DE2415559A1 (en) DISPLAY DEVICE FOR THE STATUS OF A NON-CONDUCTIVE FLOWABLE MEDIUM
DE2510762A1 (en) FLOW METER
DE1539750A1 (en) Device for displaying changes in a characteristic quantity in a flow medium
DE1162008B (en) Method for determining the neutron flux distribution in the core of a nuclear reactor
DE1084846B (en) Device for the detection of shell fractures in nuclear reactors cooled with gas streams
DE2160153B2 (en) Method for determining the neutron flux distribution in a reactor core
DE1523055A1 (en) Device for measuring radioactive flux
DE2440741A1 (en) METHOD AND EQUIPMENT FOR MEASURING THE BURN UP OF NUCLEAR FUELS IN A NUCLEAR REACTOR
AT220256B (en) Method and device for determining the neutron flux distribution in a nuclear reactor
DE2642064C2 (en) Density measuring device for flowing media based on the radiation principle
DE1489743B1 (en) Measuring arrangement for the detection and localization of damage on the shells of the fuel elements of a nuclear reactor with gas as coolant and method for their operation
DE2247745A1 (en) METHOD OF DETERMINING RAPID DENSITY FLATS OF NUCLEAR REACTOR COOLANT
DE2540708A1 (en) DEVICE FOR DETERMINING THE STATUS OF FUEL RODS INSIDE A NUCLEAR REACTOR CORE
DE102008016310A1 (en) Measuring arrangement for determining concentration of boron dissolved in e.g. water, has radioactive neutron source and thermal radiation sensors/neutron detectors for detecting neutrons, where source is arranged within measuring vessel
DE1212747B (en) Portable measuring device for displaying the oxygen content of a gas, especially weather mixtures in mining
DE1807801C3 (en) Device for detecting gases, in particular fission gases, in the cooling channel of a nuclear reactor fuel element cooled with a liquid
DE1259473B (en) Device for the detection of fuel element shell fractures in nuclear reactors
GB1023133A (en) Improvements in or relating to fuel elements for nuclear reactors
DE1214339B (en) Device for determining the neutron flux distribution in the core of a nuclear reactor
DE2157848C3 (en) Probe for the determination of characteristic values of underground and groundwater flows