U型水银真空计，实现了收集后气体样品压力的准确测量，增大气体收集率。
[0031]采用内抛光的不锈钢自密封结构设计和微小流量调节结构，实现了辐照后重水堆燃料元件裂变气体增压收集，确保了安全性。
[0032]采用所述重水堆燃料元件裂变气体释放和测量系统的重水堆燃料元件裂变气体释放和测量工艺，包括以下步骤:
51、采用标定机构计算重水堆燃料元件钻孔前由收集装置、钻孔装置和标定机构构成的封闭管路系统的体积；
52、对重水堆燃料元件进行钻孔并将裂变气体完全释放出来，收集装置对释放出来的气体进行加压收集；
53、采用标定机构计算重水堆燃料元件内部空腔体积和由收集装置、钻孔装置和标定机构构成的封闭管路系统的体积之和，从而得到重水堆燃料元件内部空腔体积。
[0033]所述的步骤S1的操作方法为:将重水堆燃料元件放入钻孔装置内，标定机构包括连通裂变裂变气体导出管的标准容器和压力测量装置，标准容器为体积已知的容器，标准容器连通裂变气体导出管的管道上设置有阀，打开阀，然后由真空机组对由收集装置、钻孔装置和标定机构构成的封闭管路系统预抽真空，记录压力测量装置测得的压力P0，并停止抽真空，将阀关闭，然后继续由真空机组对由收集装置、钻孔装置和标定机构构成的封闭管路系统抽真空，当由收集装置、钻孔装置和标定机构构成的封闭管路系统的真空度达到一定程度时，记录压力测量装置测得的压力P1，并停止抽真空，打开阀，标准容器内气体进入由收集装置、钻孔装置和标定机构构成的封闭管路系统，记录压力测量装置测得的压力P2，根据理想气体状态方程，计算由收集装置、钻孔装置和标定机构构成的封闭管路系统的空腔体积。
[0034]所述的步骤S2包括以下子步骤:
521、将重水堆燃料元件插入密封座A的孔A，然后由真空机组对钻孔装置内部及通过管道F连接的收集腔和取样瓶内部抽真空，排除收集腔、取样瓶及与收集腔连通的管道内的气体和内壁吸附的气体；
522、当系统真空度达到技术要求时，开启电钻电源，驱动装置下压电钻，电钻的电机轴通过轴带动钻头旋转，高速旋转的钻头随电钻轴向运动到重水堆燃料元件包壳表面，并钻穿重水堆燃料元件包壳，裂变气体开始释放，裂变气体经气体收集座连接的裂变气体导出管导出；
523、当钻头达到一定深度，驱动装置限制钻头移动，关闭电钻电源，驱动装置轴向撤出电钻，钻头离开重水堆燃料元件，裂变气体完全释放出来，裂变气体继续经气体收集座连接的裂变气体导出管导出，钻孔完成；
524、将步骤S22和步骤S23中由裂变气体导出管导出的裂变气体通过管道B引入收集腔，通过调节阀门，将水银腔内的水银通过管道C注入收集腔内，并使收集腔内的水银将收集腔与其它管道密封隔离，仅使收集腔连通取样瓶和U型水银计，继续提升收集腔内水银的液位，将收集腔内的裂变气体压入取样瓶，然后关闭管道F上的阀B ;
525、调节阀门，使收集腔内的水银回流至水银腔，使收集腔内水银液位下降，直到收集腔与管道B连通，管道B内的裂变气又进入收集腔，再次执行步骤S24 ;
526、重复步骤S24?S25，在取样瓶内得到具有一定压力的裂变气体。
[0035]实际操作时，根据燃料元件铀装量和燃耗估算裂变气体的释放量，计算收集系统释放后的压力范围，根据压力范围选择满足量程的单开口 U型水银真空计。
[0036]本发明在裂变气体从刺孔腔引入前将收集系统抽真空，排除管道内气体和部份内壁吸附气体，减少杂质气体对气体成分分析的影响；然后将裂变气体引入收集系统，调节水银槽的液面，使裂变气体收集腔自动与其它管道密封隔离，随后将裂变气体压入样品收集瓶；关闭样品收集瓶，使水银液面下降，自动打开管道系统与裂变气体收集腔连通，管道系统内的裂变气体又进入收集腔，调节水银液面升高，开展再一次的收集。通过3次收集，至少可将90%的裂变气体收入取样瓶中，取样瓶内的裂变气体的压力取决于裂变气体的释放量和取样瓶的大小，增压比为系统管道体积与取样瓶体积(5ml~80ml)的比值，增压比范围一般在6~100之间；管道内的残余气体由真空系统送回热室壳体进入排风系统。取出裂变气体取样瓶，送入气体分析试验室开展气体分析。
[0037]该增压收集工艺不仅适用于棒束型燃料元件，如重水堆、压水堆燃料元件，也适用于其它类型的燃料元件裂变气体的增压收集。
[0038]该增压收集工艺已成功应用于放射性环境下压水堆回收铀应用于重水堆燃料元件辐照后裂变气体增压收集。
[0039]所述的S3的操作方法为:裂变气体收集完毕后，更换取样瓶，同时打开阀，密封由收集装置、钻孔装置和标定机构构成的封闭管路系统，由真空机组对由收集装置、钻孔装置和标定机构构成的封闭管路系统预抽真空，记录压力测量装置测得的压力P0，并停止抽真空，将阀关闭，然后继续由真空机组对由收集装置、钻孔装置和标定机构构成的封闭管路系统抽真空，当压力测量装置测得的压力为步骤S1记录的P1时，停止抽真空，打开阀，标准容器内气体进入由收集装置、钻孔装置和标定机构构成的封闭管路系统，记录压力测量装置测得的压力P2，根据理想气体状态方程，计算重水堆燃料元件内部空腔体积和由收集装置、钻孔装置和标定机构构成的封闭管路系统的体积之和，从而得到重水堆燃料元件内部空腔体积。
[0040]所述的S3的操作方法为:还包括对步骤S3得到的重水堆燃料元件内部空腔体积进行修正的步骤，具体包括:
A1、通过重水堆燃料元件的设计图册和重水堆燃料元件辐照考验参考资料，预估重水堆燃料元件内部空腔体积范围；
A2、根据预估体积，选用具有至少3种体积差的多个对比密封件，体积差覆盖待测件的预估体积，所述的体积差是指不同对比密封件被密封于钻孔装置内的体积的体积差；
A3、依次将对比密封件密封安装于钻孔装置用于密封安装重水堆燃料元件的安装孔内，在不同压力下分别测量插入密封件时的系统体积，将测量的体积差与体积差的理论计算值比较；其包括以下子步骤；
A31、将对比密封件A装入钻孔装置用于密封安装重水堆燃料元件的安装孔内，保持阀打开，通过真空机组对由收集装置、钻孔装置和标定机构构成的封闭管路系统预抽真空，记录用于测量由收集装置、钻孔装置和标定机构构成的封闭管路系统内部压力的压力测量装置测得的压力P0，并停止抽真空，将阀关闭，然后通过真空机组继续对由收集装置、钻孔装置和标定机构构成的封闭管路系统抽真空，记录压力测量装置测得的压力P1，并停止抽真空，然后打开阀，标准容器内的气体进入由收集装置、钻孔装置和标定机构构成的封闭管路系统，记录压力测量装置测得的压力P2，根据理想气体状态方程，计算由收集装置、钻孔装置和标定机构构成的封闭管路系统的体积；
A32、将与对比密封件A具有体积差的对比密封件B装入钻孔装置，打开阀，通过真空机组对由收集装置、钻孔装置和标定机构构成的封闭管路系统预抽真空，记录压力测量装置测得的压力P0，并停止抽真空，将阀关闭，然后通过真空机组继续对由收集装置、钻孔装置和标定机构构成的封闭管路系统抽真空，当压力测量装置测得的压力为步骤A31记录的P1时，停止抽真空，然后打开阀，标准容器内的气体进入由收集装置、钻孔装置和标定机构构成的封闭管路系统，记录压力测量装置测得的压力P3，根据理想气体状态方程，计算由收集装置、钻孔装置和标定机构构成的封闭管路系统的体积；
A33、将S31和S32两次测量的由收集装置、钻孔装置和标定机构构成的封闭管路系统体积差V与体积差的理论计算值比较，并计算测量误差和修正系数K，修正系数K=两密封件体积差理论计算值/测量的系统体积差V，完成一次测量，该修正系数即为与该测量系统体积差V和压力Ρ1相对应的修正系数；然后对各具有不同体积差的两个密封件在多个压力Ρ1下分别进行上述测量，并记录每次测量系统体积差V、压力Ρ1及修正系数Κ，构成测量数据库；
Α4、依据所述测量数据库制作各测量封闭管路系统体积差V相对应的修正系数Κ-压力Ρ1修正曲线和各压力Ρ1相对应的修正系数Κ-标定体积V修正曲线；
Α5、根据步骤S1记录的压力Ρ1和步骤S3测得的重水堆燃料元件内部空腔体积，在Κ-Ρ修正曲线或Κ-V修正曲线上查询修正系数； A6、计算待测重水堆燃料元件辐照后实际空腔体积，待测重水堆燃料元件辐照后实际空腔体积=K*步骤S3得到的重水堆燃料元件内部空腔体积。
[0041]通过研究采用理想气体状态平衡方程用于实际气体进行体积测量误差修正方法，建立微小体积测量修正系数标定方法，建立辐照后重水堆燃料元件内部空腔体积测量技术，实现棒束型燃料元件内部空腔体积测量，已成功用于压水堆回收铀用于重水堆燃料元件的辐照考验试验，在放射性环境下对辐照后重水堆燃料棒的内部空腔体积进行测量，测量结果准确可靠。
[0042]综上，本发明的有益效果是:
1、本发明设计了重水堆燃料裂变气体释放和测量系统，建立了重水堆燃料元件裂变气体释放和收集技术，完成了重水堆燃料元件裂变气体释放、测量与收集，将磁流体密封的机械钻孔技术用于重水堆燃料元件裂变气体释放，实现重水堆燃料元件的密封、钻孔和裂变气体释放。
[0043]2、使用方便快捷，体积测量精度高，即可用于重水堆燃料元件也可用于其它类型燃料元件的裂变气体收集，为重水堆燃料元件以及同类燃料元件的设计、制造和性能改进提供依据。
[0044]3、将裂变气体释放装置与标定系统进行有效集成，采用内抛光的不锈钢管道，减小内壁放气面积，降低气体平衡时间，实现了辐照后重水堆燃料棒裂变气体体积准确测量。
[0045]4、建立了理想气体状态方程进行体积测量的修正系数标定方法，实现了辐照后燃料棒内腔微小体积测量，提高了测量准确度。
[0046]5、采用直接加压法，不改变裂变气体间分压比，建立了裂变气体加压收集技术，实现了重水堆燃料棒辐照后裂变气体的收集和测量，降低了对气体分析系统灵敏度的技术要求。
【附图说明】
[0047]图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的钻孔装置结构示意图；
图3是本发明的钻孔装置的剖视结构示意图；
图4是本发明的钻孔装置设置有水平支架时的结构示意图；
图5是本发明的对比密封件的结构示意图。
[0048]附图中标记及相应的零部件名称:
1-钻孔装置，2-标定机构，3-收集装置，4-真空机组，5-钻头，6-轴，7-重水堆燃料元件，8-密封座Α，9-气体收集座，10-管件，11-密封座Β，12-电钻，13-驱动装置，14-推杆，15-旋转手柄，16-水平支架，17-驱动气缸B，18-U型水银计，19-取样瓶，20-收集瓶，21-水银瓶，22-缓冲瓶，23-管路Α，24-管路Β，25-管路C，26-管路D，27-管路Ε，28 -管路F，29-阀Α，30-阀Β，31-管路G，32-阀，33-压力测量装置，34-对比密封件，35-标准容器，36-圆柱型主体，37-凸台。
【具体实施方式】
[0049]下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0050]实施例