一种核电站燃料组件破损在线检测装置的制作方法

本发明涉及核电技术领域，具体涉及一种核电站燃料组件破损在线检测装置。

背景技术：

核电站燃料组件破损在线啜吸检测装置是一种用于定性检测燃料组件有无破损的试验装置，目前在用的试验装置有两种检测原理，其中一类设备配备了一个γ辐射探测器，通过对气样的γ射线能谱分析确定样品中特征放射性核素的强度，然后根据该强度与本底单位时间强度比值判断燃料元件是否发生破损；另一类设备配备了一个β辐射探测器，通过对气样的β射线的强度测量确定样品中特征放射性核素的强度，然后根据该强度与本底单位时间强度比值判断燃料元件是否发生破损。这两类设备都有两个共同的缺点：用于做判断计算的放射性本底数据受环境因素影响大；在气样放射性水平较低时容易发生漏判。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是现有的核电站燃料组件在线检测装置都有两个共同的缺点：用于做判断计算的放射性本底数据受环境因素影响大；在气样放射性水平较低时容易发生漏判，目的在于提供一种核电站燃料组件破损在线检测装置，解决上述问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种核电站燃料组件破损在线检测装置，包括气体采样室、γ辐射探测器、β辐射探测器、抽气装置、吸气装置和核数据处理装置；所述γ辐射探测器和β辐射探测器设置于气体采样室上，且γ辐射探测器检测气体采样室内的γ射线粒子，β辐射探测器检测气体采样室内的β射线粒子；所述γ辐射探测器和β辐射探测器连接于核数据处理装置，且γ辐射探测器和β辐射探测器将采集的数据发送至核数据处理装置；所述抽气装置连通于气体采样室，且抽气装置在气体采样室内产生负压；所述吸气装置连通于气体采样室，且吸气装置将燃料组件的气体吸入气体采样室。

现有技术中，现有的核电站燃料组件在线检测装置都有两个共同的缺点：用于做判断计算的放射性本底数据受环境因素影响大；在气样放射性水平较低时容易发生漏判。本发明应用时，燃料组件的气体进入吸气装置，而抽气装置产生负压使得燃料组件的气体进入气体采样室内，在气体采样室，放射性气体由于衰变而发射出的β射线粒子和γ射线粒子将被γ辐射探测器和β辐射探测器检测到，然后这些气体通过抽气装置排出气体采样室。β射线粒子和γ射线粒子采集的数据被核数据处理装置接收并处理。本发明提出了一种基于放射性测量β-γ符合技术的核电站燃料组件破损在线啜吸检测装置，利用β-γ射线的关联性降低装置本底对环境因素的影响，从而提高装置的探测下限，进而保证装置的低放射性水平下也能准确判断出燃料组件是否发生破损，提高检测的准确性。

进一步的，所述抽气装置包括依次连通的进气口、负压发生单元和排气口，且负压发生单元连通于气体采样室并在气体采样室内产生负压。

本发明应用时，负压发生单元向气体采样室内提供负压，吸气装置啜吸燃料组件的气体；完成检测后，燃料组件的气体随着气体管路经负压发生单元排出。

进一步的，所述吸气装置包括依次连通的气体预处理单元、吸气口和啜吸套筒；所述啜吸套筒采集燃料组件的气体；所述燃料组件的气体被气体预处理单元预处理后进入气体采样室。

本发明应用时，啜吸套筒采集燃料组件的气体，并通过吸气口进入气体预处理单元，气体预处理单元对气体进行干燥等预处理再输送到气体采样室，通过吸气装置和抽气装置的配合，实现了对燃料组件气体的持续检测。

进一步的，所述核数据处理装置包括依次连接的核数据采集处理单元和计算机系统；所述核数据采集处理单元接收γ辐射探测器和β辐射探测器采集的数据初步处理后发送至计算机系统。

进一步的，所述核数据采集处理单元包括多道单元、符合单元和计数单元；所述γ辐射探测器将采集的数据发送至多道单元转化为多道信号；所述β辐射探测器将采集的数据发送至计数单元并计数分析；所述符合单元接收γ辐射探测器和β辐射探测器采集的数据并进行符合分析。

本发明应用时，由于选择的特征放射性核素衰变时会同时发射出β和γ射线，利用发射出的β和γ射线的关联性，采用电子信号符合技术，可以大幅降低仪器的本底计数，从而提高设备判断的准确性，降低燃料元件漏检误判的几率。相比传统啜吸检测方式，本装置同时采用β射线探测器和γ射线探测器，对样品发射的β射线和γ射线进行无遗漏的数据收集，既同时兼容了现有两类不同检测原理设备的相关功能，又利用信号符合技术降低仪器的本底水平，可以实现现有技术水平下2个数量级以下的放射性活度准确测量，使得燃料元件破损判断更加准确。

进一步的，所述计算机系统连续分析来自于核数据采集处理单元的多道信号、计数分析信号和符合分析信号，并在任意一路信号超过阈值时发出警报。

进一步的，所述燃料组件的气体为裂变气体。

进一步的，所述气体采样室外部设置屏蔽体。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种核电站燃料组件破损在线检测装置，提出了一种基于放射性测量β-γ符合技术的核电站燃料组件破损在线啜吸检测装置，利用β-γ射线的关联性降低装置本底对环境因素的影响，从而提高装置的探测下限，进而保证装置的低放射性水平下也能准确判断出燃料组件是否发生破损，提高检测的准确性；

2、本发明一种核电站燃料组件破损在线检测装置，利用发射出的β和γ射线的关联性，采用电子信号符合技术，可以大幅降低仪器的本底计数，从而提高设备判断的准确性，降低燃料元件漏检误判的几率。相比传统啜吸检测方式，本装置同时采用β射线探测器和γ射线探测器，对样品发射的β射线和γ射线进行无遗漏的数据收集，既同时兼容了现有两类不同检测原理设备的相关功能，又利用信号符合技术降低仪器的本底水平，可以实现现有技术水平下2个数量级以下的放射性活度准确测量，使得燃料元件破损判断更加准确。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明信号处理系统图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-气体采样室，2-γ辐射探测器，3-计算机系统，4-核数据采集处理单元，5-气体预处理单元，6-β辐射探测器，7-屏蔽体，8-负压发生单元，9-啜吸套筒，10-燃料组件，11-抽气装置，12-吸气装置，13-核数据处理装置。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，本发明一种核电站燃料组件破损在线检测装置，包括气体采样室1、γ辐射探测器2、β辐射探测器3、抽气装置11、吸气装置12和核数据处理装置13；所述γ辐射探测器2和β辐射探测器3设置于气体采样室1上，且γ辐射探测器2检测气体采样室1内的γ射线粒子，β辐射探测器3检测气体采样室1内的β射线粒子；所述γ辐射探测器2和β辐射探测器3连接于核数据处理装置13，且γ辐射探测器2和β辐射探测器3将采集的数据发送至核数据处理装置13；所述抽气装置11连通于气体采样室1，且抽气装置11在气体采样室1内产生负压；所述吸气装置12连通于气体采样室1，且吸气装置12将燃料组件10的气体吸入气体采样室1。

本实施例实施时，燃料组件10的气体进入吸气装置12，而抽气装置11产生负压使得燃料组件10的气体进入气体采样室1内，在气体采样室1，放射性气体由于衰变而发射出的β射线粒子和γ射线粒子将被γ辐射探测器2和β辐射探测器6检测到，然后这些气体通过抽气装置11排出气体采样室1。β射线粒子和γ射线粒子采集的数据被核数据处理装置13接收并处理。本发明提出了一种基于放射性测量β-γ符合技术的核电站燃料组件破损在线啜吸检测装置，利用β-γ射线的关联性降低装置本底对环境因素的影响，从而提高装置的探测下限，进而保证装置的低放射性水平下也能准确判断出燃料组件是否发生破损，提高检测的准确性。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，所述抽气装置11包括依次连通的进气口、负压发生单元8和排气口，且负压发生单元8连通于气体采样室1并在气体采样室1内产生负压。

本实施例实施时，负压发生单元8向气体采样室1内提供负压，吸气装置12啜吸燃料组件的气体；完成检测后，燃料组件10的气体随着气体管路经负压发生单元8排出。

实施例3

本实施例在实施例1的基础上，所述吸气装置12包括依次连通的气体预处理单元5、吸气口和啜吸套筒9；所述啜吸套筒9采集燃料组件10的气体；所述燃料组件10的气体被气体预处理单元5预处理后进入气体采样室1。

本实施例实施时，啜吸套筒9采集燃料组件10的气体，并通过吸气口进入气体预处理单元5，气体预处理单元5对气体进行干燥等预处理再输送到气体采样室1，通过吸气装置12和抽气装置11的配合，实现了对燃料组件10气体的持续检测。

实施例4

如图2所示，本实施例在实施例1的基础上，所述核数据处理装置13包括依次连接的核数据采集处理单元4和计算机系统5；所述核数据采集处理单元4接收γ辐射探测器2和β辐射探测器3采集的数据初步处理后发送至计算机系统5。所述核数据采集处理单元4包括多道单元、符合单元和计数单元；所述γ辐射探测器2将采集的数据发送至多道单元转化为多道信号；所述β辐射探测器3将采集的数据发送至计数单元并计数分析；所述符合单元接收γ辐射探测器2和β辐射探测器3采集的数据并进行符合分析。所述计算机系统5连续分析来自于核数据采集处理单元4的多道信号、计数分析信号和符合分析信号，并在任意一路信号超过阈值时发出警报。

本实施例实施时，由于选择的特征放射性核素衰变时会同时发射出β和γ射线，利用发射出的β和γ射线的关联性，采用电子信号符合技术，可以大幅降低仪器的本底计数，从而提高设备判断的准确性，降低燃料元件漏检误判的几率。相比传统啜吸检测方式，本装置同时采用β射线探测器和γ射线探测器，对样品发射的β射线和γ射线进行无遗漏的数据收集，既同时兼容了现有两类不同检测原理设备的相关功能，又利用信号符合技术降低仪器的本底水平，可以实现现有技术水平下2个数量级以下的放射性活度准确测量，使得燃料元件破损判断更加准确。

实施例5

本实施例在实施例1～4的基础上，本装置可以采用一体式机柜结构方式，将气体采样室1、γ辐射探测器2、计算机系统3、核数据采集处理单元4、气体预处理单元5、β辐射探测器6、屏蔽体7、负压发生单元8和相关气体与电器回路安装到一起。其中气体采样室1和γ辐射探测器2、β辐射探测器6安装在屏蔽体7的内部，气体采样室1的进气口和出气口分别于气体预处理单元5和负压发生单元8相连，气体预处理单元5对啜吸来的气体进行干燥等预处理，负压发生单元8为啜吸气体的流动提供动力来源。工作时，装置进气口外接压缩空气，压缩气体经负压发生单元8后产生低于外界大气环境的负压，从而产生啜吸效应，带动与之相连的气体回路将位于啜吸套筒内的气体经气体预处理单元5吸入气体采样室1。在气体采样室，放射性气体由于衰变而发射出的β射线粒子和γ射线粒子将被置于气体采样室1外部的γ辐射探测器2和β辐射探测器6所检测到，γ辐射探测器2和β辐射探测器6分别为β射线粒子探测器和γ射线粒子探测器，裂变气体不断随着气体管路流经负压发生单元8排出装置。

γ辐射探测器2和β辐射探测器6通过电线与核数据采集单元4相连，核数据采集单元4为辐射探测器提供电源并将由γ辐射探测器2和β辐射探测器6输出的信号进行初步信号处理，其中γ射线粒子探测器产生的信号一路被转化为多道信号用于后期能谱分析，一路送入符合电路进行符合分析；β射线粒子探测器产生的信号一路被转化为计数器信号用于计数分析，一路送入符合电路进行符合分析。核数据采集单元4将γ多道信号、符合输出信号、β计数信号送入后面的计算机系统3进行数据处理。

计算机系统3连续分析来自于核数据采集处理单元4发来的γ多道信号、符合输出信号、β计数信号等三路信号，当某一路信号出现超出阈值时，可通过外部的其它显示终端发出报警，并给出所检测燃料元件破损的判断。

γ辐射探测器可以是电离室型、闪烁体型、半导体或化合物半导体型、或者其它可以完成能量分辨测量工作的探测器。

核数据采集处理单元包括信号放大、幅度分析、多道和单道计数功能。

气体预处理单元包括气体干燥器和气体过滤器。

β辐射探测器可以是电离室型、塑料闪烁体型、半导体型探测器。

负压发生单元可以是具有文丘里效应的真空发生器，也可以是真空泵等能产生负压的装置。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。