[发明专利]一种中子测量含铀液体中铀含量的方法及其实现装置

说明书

本发明公开了一种中子测量含铀液体中铀含量的方法及其实现装置，解决了现有检测方式存在分析流程长、操作繁琐，不能进行核临界安全在线监测的问题。本发明包括：采用中子源放射的中子穿透管道壁，然后使中子与管道内的含铀液体发生裂变反应，通过中子探测器测量出管道内的中子计数率N_测，依据计算模型N_测＝Φ_热σ_fN_Uty，计算出管道内的铀含量N_U；其中，Φ_热为管道内平均中子注量率，σ_f为微观截面，t为测量时间，y为每次裂变平均释放中子数。本发明具有实现含铀液体中铀浓度的实时、在线测量等优点。

技术领域

本发明涉及核探测/核分析技术领域，具体涉及一种中子测量含铀液体中铀含量的方法及其实现装置。

背景技术

燃料元件研制、乏燃料后处理是核工业体系中非常重要的环节，是核燃料循环的核心工作。其中，铀化工转化是燃料微球研制的关键环节，为燃料单板制造提供芯体必备的燃料相，直接影响燃料元件研制的工程进度，也与核材料的闭合衡算问题相关。乏燃料后处理是核工业体系的最后环节，直接决定了核工程的安全性。

在铀化工转化的工艺转化过程中，大量含铀管道中含铀溶液铀浓度值是研制和生产必须的数据，直接关系工艺的核临界安全问题。传统的方式是采取工艺点位取样，然后进行实验室分析的模式，传统的方式存在分析流程长、操作繁琐、稳定性和精度不够等不足和缺点，这在中试规模、甚至批量化生产中时不能满足核安全监控的需求，急需建立一种在线检测方法、开发相应的在线检测系统，实现核临界安全的在线测量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有检测方式存在分析流程长、操作繁琐，不能进行核临界安全在线监测的问题，目的在于提供一种中子测量含铀液体中铀含量的方法及其实现装置，解决了核临界安全在线监测和核材料物料衡算问题，能够实现含铀液体中铀浓度的实时、在线测量。

本发明通过下述技术方案实现：

一种中子测量含铀液体中铀含量的方法的实现装置，包括采用中子源放射的中子穿透管道壁，然后使中子与管道内的含铀液体发生裂变反应，通过中子探测器测量出管道内的中子计数率N_测，依据计算模型N_测＝Φ_热σ_fN_Uty，计算出管道内的铀含量N_U；

其中，Φ_热为管道内平均中子注量率；

σ_f为微观截面，微观截面属于反应堆物理领域专业术语，表示一个中子和一个靶核发生反应的几率，单位为靶，1靶＝10^-24cm²；

t为测量时间；y为每次裂变平均释放中子数。

现有技术中含铀溶液铀浓度值是采用传统的方式获得，传统的方式是采取工艺点位取样，然后进行实验室分析的模式，该模式存在分析流程长、操作繁琐、稳定性和精度不够等不足和缺点，尤其是无法实现实时在线检测，导致在中试规模、甚至批量化生产中时不能满足核安全监控的需求。

本发明通过核材料物料衡算的方式建立了本发明的计算模型，通过该计算模型，并通过检测管道内的中子计数率N_测即可实时计算出管道内的铀含量N_U，因而能有效达到实时在线检测的目的，在中试规模、甚至批量化生产中时能满足核安全监控的需求。

并且本发明的建立不仅仅能有效实时检测出管道内的铀含量N_U，解决了传统模式存在的分析流程长、操作繁琐的问题，并且通过实施例的表1和表2可知，本发明的方法还具有稳定性高、检测精度满足需求的优点，效果十分显著。