[实用新型]一种探测器及燃料棒芯块间隙检测装置

说明书

本实用新型公开一种探测器以及包含该探测器的燃料棒芯块间隙检测装置。所述探测器用于探测燃料棒芯块间隙，包括探测器外壳、闪烁晶体、晶体外壳，信号接收单元，所述晶体外壳的中心设有沿其轴向的安装孔，所述闪烁晶体设于所述安装孔内，用于接收从闪烁晶体的底面进入的γ射线，安装孔底部是封闭的，所述晶体外壳采用侧面厚、安装孔底部薄的结构，所述探测器外壳与所述晶体外壳的一端固定连接，晶体外壳的该端为容纳闪烁晶体的顶面的一端，所述信号接收单元设于所述探测器外壳内部，并与所述闪烁晶体耦合，用于接收闪烁晶体传递的光信号，并将光信号转换成电信号。所述探测器有效地提高了对γ射线的探测效率与芯块间隙的检测精度。

技术领域

本实用新型属于核工业技术领域，具体涉及一种探测器以及包含该探测器的燃料棒芯块间隙检测装置。

背景技术

核燃料棒是反应堆释放热量的单元体，也是反应堆的核心部件。核燃料棒在反应堆里处于强中子场中，经受高温、高压、高流速冷却剂的冲刷，同时承受裂变物质化学作用和复杂的机械载荷，蒸汽腐蚀，工作条件十分苛刻，要求核燃料棒有高度的可靠性和安全性。核燃料棒中芯块之间若存在较大的间隙会造成反应堆中中子通量或热量分布不均匀，降低了燃料棒的使用可靠性，影响反应堆运行效率。因此，必须对所生产的核燃料棒进行100％的间隙检查。

目前核燃料元件厂在用间隙检测设备均以γ射线穿透法为原理，燃料棒从放射源和探测器之间的准直体穿过。间隙设备使用的放射源分为两种：²⁴¹Am和¹³⁷Cs。两种间隙检测设备最小可检出间隙均为0.5mm，²⁴¹Am源间隙设备检测速度最大为10m/min，但其原理决定了其不具备检测芯块掉边掉角和检测芯块端部碟形的能力，¹³⁷Cs源间隙设备检测速度最大为6m/min，可以检测芯块掉边掉角，但目前尚不能检测芯块端部碟形。近年来随着国内核电的日益发展，对间隙检测设备的检测技术指标和检测速度要求日益提高，要求的最小可检出间隙小至0.3mm，同时要求能分辨出燃料棒内芯块端部碟形，以达到使用间隙检测设备快速核算燃料棒内装入芯块数的目的。

而现有技术中的探测器通常采用薄壁的晶体外壳，其对非准直孔方向的无用γ射线的屏蔽效果差，从而导致其对芯块间隙的间隙精度不高、并且检测速度慢。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种探测器以及包含该探测器的燃料棒芯块间隙检测装置，所述探测器有效地提高了有用γ射线的探测效率与芯块间隙的检测精度。

为了解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种探测器，用于探测燃料棒芯块间隙，包括探测器外壳、闪烁晶体、晶体外壳，信号接收单元，所述晶体外壳的中心设有沿其轴向的安装孔，所述闪烁晶体设于所述安装孔内，用于接收从闪烁晶体的底面进入的γ射线，安装孔底部是封闭的，所述晶体外壳采用侧面厚、安装孔底部薄的结构，所述探测器外壳与所述晶体外壳的一端固定连接，晶体外壳与探测器外壳连接的该端为容纳闪烁晶体的顶面的一端，所述信号接收单元设于所述探测器外壳内部，并与所述闪烁晶体耦合，用于接收闪烁晶体传递的光信号，并将光信号转换成电信号。

优选的，所述晶体外壳的侧面厚度不小于5mm，安装孔底部的厚度范围为0.2～0.5mm。

优选的，所述闪烁晶体的底面与安装孔底部贴合，闪烁晶体的顶面或顶面的一部分作为光窗，用于与光电转换器件耦合，闪烁晶体的其他外表面上涂覆反射层。

优选的，反射层的材料采用二氧化钛、硫酸钡、硫化锌、镀铝mylar膜中的一种。

优选的，所述信号处理单元包括光电转换器件与信号读出电路，所述光电转换器件的输入端与所述闪烁晶体相耦合，用于将闪烁晶体发出的光信号转换成电信号，所述信号读出电路与光电转换器件的输出端连接，用于将光电转换器件输出的电信号滤波放大。

优选的，所述光电转换器件采用光电倍增管或SiPM。