book47的个人主页docin.com豆T网 nttnwww.docin.combook47 EJ F46 备案号：17243一2006 中华人民共和国核行业标准 EJ/T686--2005 代替EJ/T686-1992 反应堆燃料棒235U富集度检测方法 Y射线能谱法 Measurement method for 235u enrichment of PwR fuel rod bygamma spectrometry 2005—12—12发布 2006-05—01实施 国防科学技术工业委员会发布 book47的个人主页docin.com豆丁网 nttn:www.docin.com/book47 bonk47的个人主成docin.com豆网 nttowwwdon.comDook47 EJ/T686—2005 前言 本标准代替EJ/T686-1992《反应堆燃料棒铀-235富集度检测方法射线能谱法》。 本标准与EJ/T686-1992相比主要有以下变化： a）删去原标准第一章中的“本标准不适用于检测二氧化铀芯块年龄小于120d的燃料棒”； 删去原标准第二章中的“芯块年龄”术语，增加“背底”、“双窗测量”、“基体芯块”、“富 集度标准棒”、“均匀富集度标准棒”、“混料富集度标准棒”、“判废限”和“控制图”八 个术语； 删去原标准4.2.4和4.2.5中“多道脉冲幅度分析器和多路定标器”的内容，增加“单道分析 器”的内容； 在“仪器设备”一章中增加“双窗测量设备组成系统方框图”； 修订原标准7.1.2中用yy(2~3)/作为燃料棒内异常芯块的判别依据，改为用判废限（RL) e 进行判别（见7.3）； 增加判废限、监督限和控制限的计算方法（见附录A）。 f 本标准的附录A为规范性附录。 本标准由中国核工业集团公司提出。 本标准由核工业标准化研究所归口。 本标准起草单位：国营八一二厂。 本标准主要起草人：宋磊、朱国胜。 本标准于1992年7月首次发布。 活book47的个人主页docin.com豆T网 nttnwwwdocin.combook47 book47的个人主页docin.com豆网 nttowwwdon.comDook47 EJ/T686-2005 反应堆燃料棒235U富集度检测方法 Y射线能谱法 1范围 本标准规定了用无源式射线能谱法检测反应堆燃料棒"U富集度的方法及合格判定。 本标准适用于检测低浓铀燃料棒的"3"U富集度和燃料棒内与标称富集度不相符的燃料芯块。 2术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 2. 1 背底background U02芯块的某些放射性子体在185.7keV峰附近形成的连续谱线。 2. 2 双窗测量 measurement withdouble windows 由两路单道分析器组成的2个测量窗口，分别用于记录某一能量范围的射线。 2. 3 低浓铀 lowenricheduranium 235U富集度小于20%（质量分数）的浓缩铀。 2. 4 基体芯块 nominal enrichmentpellets 与燃料棒标称富集度相致的UO2芯块。 2. 5 富集度标准棒 reference rod of enrichment 按照一定的技术要求进行设计和制作的燃料棒。它分为混料富集度标准棒和均匀富集度标准棒两 种。 2. 6 混料富集度标准棒 reference rod withmixing enrichment peilets 把与基体芯块的"U富集度不同的UO2芯块，按照技术条件将它们混装在基体芯块之间所制造的燃料 棒。 2. 7 均匀富集度标准棒referencerodwithhomogeneousenrichmentpellets 把同一种5U富集度的UO2芯块装入一根棒内所制造的燃料棒。 2. 8 判废限rejectlimit 判定被测燃料棒是否含有异常芯块的一个值。 2. 9 控制图 control chart 监视检测仪器灵敏度的图表。 3检测原理 活book47的个人主页docin.com豆T网 nttnwwwdocin.combook47 book47的个人主页docin.com豆T网 nttowwwdocin.combook4 EJ/T686—2005 二氧化铀芯块中23u同位素在自发衰变过程中释放出能为185.7keV的特征射线。当芯块厚度大 于3.5mm时，特征射线的强度与"U富集度成正比。当燃料棒以恒定的速度通过一个探测器时，二氧化 铀芯块放出的射线激发探测器产生脉冲电信号被电子仪器定时采集接收。接收的信号送到由两个单道 分析器组成的双窗测量系统，其中一个单道窗口测量185.7keV峰射线强度，另一个单道窗口测量它的 背底。通过定时计数方式将匀速移动的燃料棒划分成近似一个芯块长度（10mm～12mm）的小段，每个 小段作为一个测量点。数据处理系统把测得的计数率同富集度标准棒的计数率进行对比，即可得到被 测燃料棒的""U富集度。通过比较计数率的差异就可判断燃料棒内是否混入异常富集度芯块。 4仪器设备 4.1检测系统组成 检测系统组成见图1，图1以一个探测器为例。 高压电源 低压电源 输出信号 模/数变换器 能谱分析接口板 线性脉冲 符合脉 数 计 符合脉冲 PC 探 线 据 算 总线 性 采 机 单道分析器 集 控 器 放 + 接 制 装 大 口 系 置 器 单道分析器 统 板 图1双窗测量设备组成系统方框图 4.2# 探测器装置 射线探测器装置示意见图2，主要由下列部件组成： a) 探测器：NaI闪烁探测器（或其它类型的射线探测器），对13"Cs能量分辨率优于12%； 准直器：用钨材料制成，嵌入探测器晶体孔的两端，形成20mm左右宽的探测窗口，准直孔的 孔径与被测燃料棒的直径相适应； c） 铅屏蔽：用于屏蔽外部射线对探测器的影响，其壁厚大于10mm。 4.3 线性放大器 线性放大器的放大倍数从1～256连续可调，其线性度优于0.5%。 4.4 高压电源 高压电源输出电压从100V～1000V内连续可调，其稳定性优于0.01%。 4.5 模/数变换器 模/数变换器的道宽8mV，分析脉冲幅度范围（0~1024)×8mV。 4.6 单道分析器 单道分析器由上下阈甄别器及逻辑电路组成，两个单道分析器组成一组，构成一个双窗测量系统。 4.7 燃料棒扫描传动装置 燃料棒扫描传动装置的正向传动速度60mm/min～200mm/min范围内连续可调，反向传动速度 900mm/min~1200mm/min范围内连续可调。 2 适book47的个人主docin.com豆T网 nttnwww.docin.combook47 book47的个人主页docin.com豆T网 nttnwwwdocin.combook47 EJ/T686-2005 3 5 10 7 1-低压电源输入；2一高压电源输入；3一信号输出；4一前置放大器；5一光电倍增管； 6-NaI晶体：7-燃料棒；8-调整块：9-U0.芯块；10一钨准直器；11-铅屏蔽 图2探测器装置示意图 5检测系统标定 5.1标定要求 5.1.1仪器的定期标定 定期标定要求每三个月一次。 5.1.2仪器的不定期标定 5.1.2.1 仪器设备关键部件出现故障修复完之后，应进行重新标定。 5.1.2.2 改变仪器设备的检测参数之后，应进行重新标定。 5.1.2.3 更换燃料棒的富集度时，应进行重新标定。 5.1.2.4 标准棒的校对值在控制图的不合格区，或者校对值连续两次在控制图的临界区，应进行重新 标定。 5.2 检测参数要求 检测系统标定结束后仪器设备的运行参数不能随意更改。 5.3 检测系统标定方法 标定方法见附录A。 6检测步骤 6.1仪器开机预热至稳定。 3 活book47的个人主页docin.com豆T网 nttnwww.docin.combook47 book47的个人主页docin.com豆T网 nttowwwdocin.combook47 EJ/T686--2005 6.2燃料棒检测时每天应用混料富集度标准棒对检测仪器的灵敏度进行校对。将富集度标准棒中被 监视的某个异常芯块点的检测值填入控制图。如果检测值落在控制图的合格区，则可进行检测。如果 检测值落在控制图的不合格区，则要对仪器按照附录A进行重新标定。如果检测值落在控制图的临界 区，应再用标准棒校对一次，校对后如果检测值落在合格区则可以进行燃料棒的检测，如果仍在临界 区，则应重新进行标定。 6.3将待测燃料棒放在传动装置的料架上，启动上料机构，将八根燃料棒装入到位，并使燃料棒的 端塞卡入夹具中。 6.4启动电机，使燃料棒匀速通过探测器装置的准直孔。 6.5探测器开始检测燃料棒内UO2芯块放出的Y射线强度，计算机自动记录测量数据。 6.6传动装置达到终点时停止检测。 7结果处理 7.1富集度计算 按式（1）计算出燃料棒的计数率平均值Y： (1) 式中： Y——燃料棒的每秒平均计数率； i—取自然数，i=l，2，3，.，n; y,第i个检测点的每秒计数率。 按式（2）计算出燃料棒的实测富集度值※ * (2) 9 式中： X实测富集度以质量分数计，用百分数表示： a——回归方程的截距； 6——回归方程的斜率。 7.2均匀富集度的判定 当燃料棒实测富集度与标称富集度的相对偏差超过土2%时，该燃料棒富集度为不合格。 7.3异常富集度芯块的判定 按式（3）来判定燃料棒内是否存在异常富集度芯块： [Y-y >RL. · (3) 式中： RL判废限。 燃料棒计数率平均值写与它某一点的计数率y之差的绝对值大于判废限，应对这根燃料