RU2147148C1 - Tightness check technique for cans of fuel elements before placing them in dry storage - Google Patents
Tightness check technique for cans of fuel elements before placing them in dry storage Download PDFInfo
- Publication number
- RU2147148C1 RU2147148C1 RU99118451/06A RU99118451A RU2147148C1 RU 2147148 C1 RU2147148 C1 RU 2147148C1 RU 99118451/06 A RU99118451/06 A RU 99118451/06A RU 99118451 A RU99118451 A RU 99118451A RU 2147148 C1 RU2147148 C1 RU 2147148C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- container
- water
- radionuclides
- samples
- evacuated
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к системам контроля герметичности оболочек твэлов после длительного хранения отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) в воде в целях предотвращения загрязнения технологических сред или транспортного оборудования продуктами деления и топливной композицией, выходящих из разгерметизировавшихся твэлов. The invention relates to nuclear energy, in particular to systems for monitoring the tightness of the claddings of fuel rods after long-term storage of spent nuclear fuel (SNF) in water in order to prevent contamination of process media or transport equipment with fission products and fuel composition coming out of unsealed fuel rods.
Наиболее распространенным является способ, основанный на детектировании цезия-134 и цезия-137 (реперные продукты деления), выходящих из твэлов через неплотные оболочки в изолированный объем воды при саморазогреве топлива - "водный" метод [1]. The most common is a method based on the detection of cesium-134 and cesium-137 (reference fission products) emerging from fuel rods through loose shells into an isolated volume of water during self-heating of fuel - the "water" method [1].
При этом тепловыделяющие сборки ТВС транспортируются из реактора в специальные контейнеры, расположенные в бассейне выдержки и заполненные деминерализованной водой, где топливо разогревается за счет остаточного энерговыделения или с помощью нагревателей. После этого производят отбор пробы воды и измеряют активность присутствующих в пробе воды реперных продуктов деления. At the same time, fuel assemblies of fuel assemblies are transported from the reactor to special containers located in the holding pool and filled with demineralized water, where the fuel is heated by residual energy or using heaters. After that, a water sample is taken and the activity of reference fission products present in the water sample is measured.
Известен также "сухой" метод, при котором измеряют активность ксенона и криптона в пробах воздуха, отбираемых из пенала, в который помещают ТВС [2]. Данный метод обладает большей чувствительностью, чем "водный". Однако при осуществлении контроля в обоих случаях требуется разогрев ТВС. The “dry” method is also known, in which the activity of xenon and krypton is measured in air samples taken from a canister in which fuel assemblies are placed [2]. This method is more sensitive than water. However, in the implementation of control in both cases, the heating of the fuel assembly is required.
К недостаткам данного способа относится его недостаточная достоверность и необходимость разогрева ТВС до необходимой температуры в случае определения герметичности оболочек позднее 7 месяцев после остановки реактора. The disadvantages of this method include its lack of reliability and the need to heat the fuel assemblies to the required temperature in the case of determining the tightness of the shells later than 7 months after shutting down the reactor.
В настоящее время нашел достаточно широкое применение "водно-газовый" способ контроля герметичности оболочек ТВС, при котором сначала определяют радиоактивность пробы воды из пенала, в который помещена ТВС, а затем вода из пенала поступает в дегазатор, где она дегазируется методом распыления в воздушной среде, после чего измеряют радиоактивность газовой среды, выделяющейся из воды пенала [2]. At present, the “water-gas” method for monitoring the tightness of the fuel assembly shells has found wide application, in which the radioactivity of a water sample is determined from the canister in which the fuel assembly is placed, and then the water from the canister enters the degasser, where it is degassed by spraying in air then measure the radioactivity of the gaseous medium released from the water of the pencil case [2].
Вышеперечисленные методы являются достаточно эффективными при определении герметичности оболочек твэлов в случае их хранения в течение 6-7 месяцев после остановки реактора. The above methods are quite effective in determining the tightness of the cladding of the fuel rods in the case of their storage for 6-7 months after shutdown of the reactor.
Задачей изобретения является разработка надежного, достоверного способа контроля герметичности твэлов после длительного хранения отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) в воде при его переводе на сухое хранение с целью исключения возможности нахождения в контейнере негерметичного топлива. Отсутствие выхода в контейнер продуктов деления радиоизотопов обеспечит последующее безопасное хранение ОЯТ в контейнере даже в случае его разгерметизации и соответственно обеспечит нормальную радиационную обстановку в хранилище и на границе санитарно-защитной зоны объекта. The objective of the invention is to develop a reliable, reliable way to control the tightness of fuel rods after long-term storage of spent nuclear fuel (SNF) in water when it is transferred to dry storage in order to exclude the possibility of leaking fuel in the container. The absence of the release of radioisotope fission products into the container will ensure the subsequent safe storage of spent nuclear fuel in the container even if it is depressurized and, accordingly, will ensure a normal radiation situation in the storage and at the border of the sanitary protection zone of the facility.
Способ в соответствии с изобретением заключается в том, что в бассейне перегрузки в контейнер, предварительно заполненный химобессоленной водой, загружают чехол с размещенными в нем пучками твэлов. Далее проводят слив воды из бассейна перегрузки и дренирование контейнера. В процессе дренирования отбирают пробы воды в несколько этапов. The method in accordance with the invention lies in the fact that in the reloading pool, a cover with bundles of fuel elements placed in it is loaded into a container pre-filled with chemically demineralized water. Next, drain the water from the overload pool and drain the container. In the drainage process, water samples are taken in several stages.
Первую пробу воды отбирают в начале слива воды. После чего контейнер выдерживают в течение суток. The first water sample is taken at the beginning of the drain. After which the container is kept for a day.
Далее пробы отбирают во время дальнейшего опорожнения контейнера после настоя в течение суток. В пробах воды определяют приращение удельной активности радионуклидов Cs-134 и Cs-137, которое не должно превышать установленного критерия 2,2•10-7 Ки/л.Next, samples are taken during further emptying of the container after infusion during the day. In water samples, the increment of the specific activity of the radionuclides Cs-134 and Cs-137 is determined, which should not exceed the established criterion of 2.2 • 10 -7 Ci / l.
После полного опорожнения осуществляют выдержку контейнера и затем проводят вакуумирование контейнера, направляя откачиваемый воздух в систему, состоящую из воздухоохладителя, аэродинамического фильтра и газового датчика β-активности благородных газов Kr-85, Xe-133. After complete emptying, the container is aged and then the container is evacuated, directing the evacuated air to a system consisting of an air cooler, an aerodynamic filter, and a gas detector of β-activity of noble gases Kr-85, Xe-133.
Если величина приращения удельной активности радионуклидов Cs-134 и Cs-137 в воде в последней пробе не превышает установленного значения и отсутствуют радиоактивные благородные газы в откачиваемом воздухе, то признают оболочки герметичными. If the increment in the specific activity of Cs-134 and Cs-137 radionuclides in water in the last sample does not exceed the established value and there are no radioactive noble gases in the pumped-out air, then the shells are considered leakproof.
Если величина приращения суммарной удельной активности радионуклидов Cs-134 и Cs-137 в воде превышает установленную величину и/или зафиксировано наличие радиоактивных благородных газов в откачиваемом воздухе, то признают оболочки негерметичными. If the increment in the total specific activity of Cs-134 and Cs-137 radionuclides in water exceeds the specified value and / or the presence of radioactive noble gases in the pumped air is detected, then the envelopes are recognized as leaky.
Радиоактивные благородные газы являются продуктами деления урана, инертными по своей химической природе, и присутствие их в контейнере однозначно свидетельствует о выходе их из твэлов, т. е. о наличии дефектов в оболочке твэлов. Radioactive noble gases are uranium fission products that are inert in their chemical nature, and their presence in the container clearly indicates their exit from the fuel rods, i.e., the presence of defects in the cladding of the fuel rods.
Использование Kr-85 и Xe-133 связано с тем, что эти радиоизотопы имеют больший период полураспада, чем обычно используемые в практике проведения контроля герметичности оболочек твэлов на работающем реакторе или непосредственно после выгрузки твэлов из реактора, радиоизотопов J-131-135. The use of Kr-85 and Xe-133 is due to the fact that these radioisotopes have a longer half-life than are commonly used in the practice of monitoring the tightness of the cladding of fuel rods in a working reactor or immediately after unloading fuel rods from the reactor, radioisotopes J-131-135.
Изотопы Cs, являющиеся также продуктами деления, активно выходят из-под негерметичных оболочек твэлов, и значение активности воды в контейнере в случае негерметичности оболочек будет значительно выше, чем активность других радионуклидов в воде. Cs isotopes, which are also fission products, actively leave the leaky cladding of fuel elements, and the value of the activity of water in the container in the case of a leaky cladding will be significantly higher than the activity of other radionuclides in water.
Необходимость выдержки контейнера после полного опорожнения обусловлена необходимостью " настоя" контейнера с ОЯТ, что будет способствовать в случае негерметичности оболочек выходу продуктов деления в полость контейнера. The necessity of holding the container after complete emptying is due to the need for a “tincture” of the container with SNF, which will contribute to the release of fission products into the cavity of the container in case of leakage of the shells.
Установленный критерий герметичности оболочек твэлов, равный 2,2 •10-7 Ки/л, получен экспериментальным путем определения минимального приращения активности радионуклидов Cs-134 и Cs-137 за счет наличия негерметичных оболочек твэлов.The established criterion for the tightness of the cladding of the fuel rods, equal to 2.2 • 10 -7 Ci / l, was obtained experimentally by determining the minimum increment in the activity of the radionuclides Cs-134 and Cs-137 due to the presence of leaking cladding of the fuel rods.
Новизна способа заключается в сочетании новых приемов и операций по определению герметичности оболочек твэлов. Разработанный способ позволит с полной надежностью установить дефектность оболочек твэлов, подлежащих сухому хранению. The novelty of the method lies in the combination of new techniques and operations for determining the tightness of the claddings of fuel elements. The developed method will allow to establish with full reliability the defectiveness of the cladding of the fuel rods to be dry stored.
ПРИМЕР. EXAMPLE.
Послереакторный цикл обращения ОЯТ РБМК 1500 включал хранение тепловыделяющих сборок в водозаполненном бассейне в течение 5-10 лет. The post-reactor cycle of RBMK 1500 spent nuclear fuel included storage of fuel assemblies in a water-filled pool for 5-10 years.
Определение герметичности оболочек твэлов производят в следующей последовательности. The determination of the tightness of the cladding of the fuel rods is carried out in the following sequence.
В бассейне перегрузки под водой чехол, содержащий пучки твэлов, загружают в контейнер, предварительно заполненный химобессоленной водой. In the reloading pool under water, a cover containing bundles of fuel rods is loaded into a container pre-filled with demineralized water.
Производят измерение удельной активности радионуклидов Cs-134 и Cs-137 в серии фоновых проб в воде контейнера. The specific activity of the radionuclides Cs-134 and Cs-137 is measured in a series of background samples in the container water.
Производят измерение удельной активности радионуклидов Cs-134 и Cs-137 в серии проб в процессе дренирования 200 л воды из полости контейнера перед суточным "настоем". The specific activity of the radionuclides Cs-134 and Cs-137 is measured in a series of samples during the drainage of 200 l of water from the container cavity before the daily infusion.
Производят измерение удельной активности радионуклидов Cs-134 и Cs-137 в серии проб после "настоя" в течение суток. Measure the specific activity of the radionuclides Cs-134 and Cs-137 in a series of samples after "infusion" during the day.
Результат эксперимента показал, что приращение суммы удельной активности радионуклидов фоновой пробы и пробы, отобранной в процессе дренирования, составило 1,7•10-7 Ки/л, что не превышает установленного критерия.The result of the experiment showed that the increment in the amount of specific activity of radionuclides of the background sample and the sample taken during the drainage was 1.7 • 10 -7 Ci / l, which does not exceed the established criterion.
Приращение суммы удельной активности радионуклидов в пробах воды до "настоя" и в пробах воды, отобранной после суточного настоя, составило 1,8•10-7 Ки/л, что не превышает установленного критерия.The increment of the sum of the specific activity of radionuclides in water samples to the “infusion” and in water samples taken after the daily infusion amounted to 1.8 • 10 -7 Ci / l, which does not exceed the established criterion.
Таким образом, на данном этапе наличия в контейнере не обнаружено негерметичных оболочек с твэлами. Thus, at this stage, no leaking cladding with fuel rods was found in the container.
Измерение активности Kr-85 в воздухе контейнера заключалось в измерении фона в помещении и проведении измерений в воздухе контейнера в процессе вакуумной сушки. Measurement of Kr-85 activity in the air of the container consisted of measuring the background in the room and taking measurements in the air of the container during vacuum drying.
Значение величины фона составило 11,7+0,8 Бк/л и находится в пределе измерений прибора радиометра объемной активности РГБ-07. The background value was 11.7 + 0.8 Bq / L and is in the measurement limit of the device of the volumetric activity radiometer RGB-07.
Измерение фона по окончании вакуумной сушки составило величину 13,8 Бк/л, что незначительно отличается от измерений, произведенных перед началом вакуумной сушки. The background measurement at the end of vacuum drying amounted to 13.8 Bq / L, which is slightly different from the measurements made before the start of vacuum drying.
Таким образом, можно сделать вывод об отсутствии негерметичных оболочек. Thus, we can conclude that there are no leaky shells.
Литература
1.Green T., Laurent M.,Examining fuel for detects "Nuclear Plant Safety, 1984, N 5, p. 16-18.Literature
1.Green T., Laurent M., Examining fuel for detects "Nuclear Plant Safety, 1984, No. 5, p. 16-18.
2. Седов В.К. и др. Опыт комплектации и транспортирования отработавших тепловыделяющих сборок с Нововоронежской АЭС. Доклад на совещании специалистов стран - членов СЭВ, Ленинград, сентябрь 1978 г. 2. Sedov V.K. et al. Experience in the assembly and transportation of spent fuel assemblies from Novovoronezh NPP. Report at a meeting of experts from the CMEA member countries, Leningrad, September 1978.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99118451/06A RU2147148C1 (en) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | Tightness check technique for cans of fuel elements before placing them in dry storage |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99118451/06A RU2147148C1 (en) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | Tightness check technique for cans of fuel elements before placing them in dry storage |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2147148C1 true RU2147148C1 (en) | 2000-03-27 |
Family
ID=20224325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99118451/06A RU2147148C1 (en) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | Tightness check technique for cans of fuel elements before placing them in dry storage |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2147148C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2297680C1 (en) * | 2005-09-05 | 2007-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации-Научно-исследовательский институт атомных реакторов" | Method and device for checking fuel element cans for tightness |
| WO2012047135A1 (en) * | 2010-10-06 | 2012-04-12 | Fedosovsky Mikhail Evgen Evich | Method for automated fuel leakage detection during reloading of reactor fuel assembly and system therefor |
| RU2738962C1 (en) * | 2020-03-02 | 2020-12-21 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Device for reloading and monitoring tightness of fuel assemblies of nuclear reactor |
| RU2790147C1 (en) * | 2022-02-21 | 2023-02-14 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" | Transport nuclear power plants irradiated fuel assemblies fuel element cladding tightness monitoring method |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3509759A (en) * | 1967-03-15 | 1970-05-05 | Atomic Energy Authority Uk | Detection of leaks |
| US4016749A (en) * | 1973-07-05 | 1977-04-12 | Wachter William J | Method and apparatus for inspection of nuclear fuel rods |
| SU1387722A1 (en) * | 1986-04-09 | 1996-06-10 | В.В. Курилкин | Method for checking tightness of assembly of heat elements of nuclear reactor |
| RU2075738C1 (en) * | 1990-12-04 | 1997-03-20 | Головное конструкторское бюро научно-производственного объединения "Энергия" им.акад.С.П.Королева | Method of tightness test of articles |
| RU2094861C1 (en) * | 1994-09-29 | 1997-10-27 | Акционерное общество закрытого типа "ККИП" | Method for detecting depressurized fuel elements |
-
1999
- 1999-08-31 RU RU99118451/06A patent/RU2147148C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3509759A (en) * | 1967-03-15 | 1970-05-05 | Atomic Energy Authority Uk | Detection of leaks |
| US4016749A (en) * | 1973-07-05 | 1977-04-12 | Wachter William J | Method and apparatus for inspection of nuclear fuel rods |
| SU1387722A1 (en) * | 1986-04-09 | 1996-06-10 | В.В. Курилкин | Method for checking tightness of assembly of heat elements of nuclear reactor |
| RU2075738C1 (en) * | 1990-12-04 | 1997-03-20 | Головное конструкторское бюро научно-производственного объединения "Энергия" им.акад.С.П.Королева | Method of tightness test of articles |
| RU2094861C1 (en) * | 1994-09-29 | 1997-10-27 | Акционерное общество закрытого типа "ККИП" | Method for detecting depressurized fuel elements |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Седов В.К. и др. Опыт комплектации и транспортирования отработавших тепловыделяющих сборок с Нововоронежской АЭС. Доклад на совещании специалистов стран-членов СЭВ, Ленинград, сентябрь 1978 г. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2297680C1 (en) * | 2005-09-05 | 2007-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации-Научно-исследовательский институт атомных реакторов" | Method and device for checking fuel element cans for tightness |
| WO2012047135A1 (en) * | 2010-10-06 | 2012-04-12 | Fedosovsky Mikhail Evgen Evich | Method for automated fuel leakage detection during reloading of reactor fuel assembly and system therefor |
| EA016571B1 (en) * | 2010-10-06 | 2012-05-30 | Зао "Диаконт" | Method for automated fuel leakage detection during reloading of reactor fuel assembly and system therefor |
| RU2738962C1 (en) * | 2020-03-02 | 2020-12-21 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Device for reloading and monitoring tightness of fuel assemblies of nuclear reactor |
| RU2790147C1 (en) * | 2022-02-21 | 2023-02-14 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" | Transport nuclear power plants irradiated fuel assemblies fuel element cladding tightness monitoring method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0722611B1 (en) | Method and apparatus for production of radioactive iodine | |
| JP2632712B2 (en) | Equipment for criticality control and concentration measurement of fissile material | |
| JPH06300849A (en) | Method for detecting leakage of radioactive gas of nuclear reactor and radioactivity monitor for nuclear reactor | |
| RU2147148C1 (en) | Tightness check technique for cans of fuel elements before placing them in dry storage | |
| CN117945496A (en) | Method and device for removing residual tritium from filter core of waste filter in heavy water pile disposal pit | |
| CN111354488A (en) | Nuclear fuel assembly vacuum off-line sipping detection device and method | |
| US20240282473A1 (en) | Method for online radioisotope measurement for failed fuel characterization in primary sodium systems | |
| RU2094861C1 (en) | Method for detecting depressurized fuel elements | |
| US10955564B2 (en) | Drying apparatus for drying canister for spent nuclear fuel transportation and storage, control method therefor, and radiation shielding geometry for radiation dose rate detector therefor | |
| RU2622107C1 (en) | Method of inspection of the fuel collision of the shells of fuels of the worked heat-fuel assembly of transport nuclear energy installations | |
| JP7455714B2 (en) | Radionuclide processing system and radionuclide processing method | |
| KR101959790B1 (en) | A suitability evaluation method of drying using gas mass spectrometry for the drystorage of spent nuclear fuel and apparatus thereof | |
| KR102805960B1 (en) | A drying method of transportation and storage containers loaded with spent nuclear fuel inside | |
| US11211179B2 (en) | Drying spent nuclear fuel based on evaluation of drying characteristics obtained using gas spectroscopy | |
| KR102794832B1 (en) | A drying method of radioactive waste transportation and storage containers | |
| KR102794827B1 (en) | A drying method of radioactive waste transportation and storage containers | |
| KR102794837B1 (en) | A drying method of radioactive waste transportation and storage containers | |
| SU1538716A1 (en) | Method of measuring fluence of neutrons | |
| Turner et al. | IRRADIATION TEST OF THE GAIL III-B FUEL ELEMENT IN THE GENERAL ATOMIC INPILE LOOP | |
| Lamb | Cesium-137 source material for an irradiator | |
| JPS5823910B2 (en) | Radioactivity concentration measuring device | |
| Miklos et al. | Improving of spent fuel monitoring in condition of slovak wet interim spent fuel storage facility | |
| BR102017028440A2 (en) | SYSTEM AND METHOD OF LOADING AND GAS ENCAPSULATION FOR NUCLEAR REACTOR AND AFTER GAS CAPSULE OPENING AND RECOVERY | |
| Miklos et al. | Leak testing of WWER-440 fuel assemblies in Slovak Wet Interim spent fuel storage facility | |
| Lambert et al. | Characterizing and packaging BN-350 spent fuel for long-term dry storage |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040901 |