[发明专利]用于进行核燃料棒的有源扫描的系统和方法

权利要求书

1.一种用于对核燃料棒进行有源扫描的系统，所述系统包括：

电驱动的中子发生器，所述中子发生器包括离子源、加速器和靶；

慢化器，所述慢化器围绕所述中子发生器并配置为慢化所述中子发生器产生的中子；

设置在所述慢化器内的第一燃料棒通道，所述第一燃料棒通道配置为接收第一核燃料棒并使所述第一核燃料棒经受预定的中子通量；

其中所述第一燃料棒通道包括内部超热壳，所述内部超热壳具有内层和外层，将所述内层配置为将快中子散射到超热区域中，所述外层包含可燃毒物并配置为吸收热中子；和

多个辐射检测器，

其中中子诱发即时和延迟的γ发射、中子发射或其组合的二次辐射，所述二次辐射由所述多个辐射检测器检测以确定所述第一核燃料棒中裂变材料的量和所述裂变材料沿所述第一核燃料棒的长度的空间分布。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一燃料棒通道配置为接收含有可燃毒物的第一核燃料棒。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述内层包含铍。

4.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一燃料棒通道配置为接收含有钆或硼的第一核燃料棒。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中所述预定的中子通量为超热中子通量，并且超热中子诱发所述二次辐射，所述二次辐射由所述多个辐射检测器检测。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中所述离子源为微波离子源或电子回旋共振(ECR)离子源。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中所述靶为包含钛、铜、锆、铀、钯或铝中的至少一种的固体靶。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中所述慢化器包括围绕所述靶的腔室、围绕所述腔室的中子慢化器和围绕所述中子慢化器的附加中子慢化器。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述腔室含有介电固体、液体或气体。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述腔室含有含氟惰性液体。

11.根据权利要求8所述的系统，其中所述围绕所述腔室的中子慢化器包含石墨、D₂O或聚乙烯。

12.根据权利要求8所述的系统，其中所述附加中子慢化器包含聚乙烯。

13.根据权利要求8所述的系统，其中所述附加中子慢化器包含5%的硼酸化聚乙烯。

14.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，所述系统还包括第二燃料棒通道，所述第二燃料棒通道配置为接收第二核燃料棒并使所述第二核燃料棒经受预定的热中子通量，

其中所述第二燃料棒通道设置在所述慢化器内，并且

其中热中子在所述第二核燃料棒中诱发γ发射、中子发射或其组合的二次辐射，所述二次辐射由所述多个辐射检测器中的至少一个检测以确定裂变材料的量和所述裂变材料沿所述第二核燃料棒的长度的空间分布。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述第二燃料棒通道包括内部热壳，所述内部热壳具有包含铝的外层和包含聚乙烯的内层。

16.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，所述系统还包括至少一个附加燃料棒通道，所述燃料棒通道配置为接收核燃料棒并使所述核燃料棒经受超热中子通量或热中子通量，

其中所述超热中子通量或所述热中子通量的中子在所述核燃料棒中诱发γ发射、中子发射或其组合的二次辐射，所述二次辐射由所述多个辐射检测器中的至少一个检测以确定裂变材料的量和所述裂变材料沿所述核燃料棒的长度的空间分布。