Published September 1965
| Version v1
Book
Microradiographic Fuel Investigation in Thin Layers
Description
The fuel elements of most high-flux MTK-reactor is are assemblies of rolled plates or coextruded tubes, a typical case are the BR-2 elements which consist of an enriched Al-U24% alloy core and are clad with aluminium. Besides a sufficient bond integrity between core and cladding the U235 should be homogeneously distributed over the whole area of the core. Bad bonding or inhomogenious distribution of fuel may give rise to hot spots which may cause a failure of the fuel element. The distribution and location of fuel within the plates or tubes is checked by radiographic, gamma-graphic and scintillation scanning methods. Except for marked uranium inclusions, little attention has been given to fuel homogeneity on the micro-scale, though this may help in a better understanding of many fuel heterogeneity phenomena. However the methods mentioned can hardly detect small inhomogeneities with a diameter less than 0.5 mm. Therefore a contact microradiographic method was developed, which yields a maximum resolution of about 30 μm. The plates or tubes are radiographed with 60-keV X-rays while fine-grained photographic emulsion is in intimate contact with the investigated area. The fuel distribution is checked qualitatively by 10- to 30-fold enlargements of the film on paper and quantitatively by photometric density measurements. For calibration purposes a wedge step of clad Al-U24% is radiographed under the same conditions as the test pieces and developed simultaneously. Exposure data for the used fine-grained emulsions as well as qualitative and quantitative test results are given for rolled plates and coextruded tubes. (author)
Abstract (French)
Les éléments combustibles de la plupart des réacteurs d'essai de matériaux à haut flux se présentent sous la forme de plaques laminées ou de tubes obtenus par co-extrusion. Un cas typique est constitué par les éléments du réacteur BR-2 qui comportent une âme en alliage Al-U enrichi à 24% sous gaine en aluminium. Il faut non seulement une bonne liaison entre l'âme et la gaine, mais aussi une répartition homogène de l'uranium-235 dans toute l'âme. Une mauvaise liaison ou une répartition non homogène risque de provoquer des points chauds qui peuvent efïtrafner une rupture de l'élément combustible. La répartition et le positionnement du combustible dans les plaques ou tubes sont vérifiés par radiographie, gammagraphie et exploration à l'aide de scintillateurs. Exception faite des fortes inclusions d'uraiiium, on s'est peu préoccupé de l'homogénéité du combustible à l'échelle microscopique, bien que cela pût contribuer à une meilleure compréhension de plusieurs phénomènes dus à son hétérogénéité. Cependant, les méthodes mentionnées permettent difficilement de détecter les petites zones de non homogénéité ayant un diamètre inférieur à 0,5 mm. C'est pourquoi on a élaboré une méthode de microradiographie par contact qui assure un pouvoir de résolution maximal d'environ 30 μm. Les plaques et tubes sont radiographiés avec des rayons X de 60 keV, l'émulsion photographique à grain fin se trouvant en contact direct avec la zone étudiée. La répartition du combustible est vérifiée qualitativement en agrandissant l'image de 10H 30 fois sur du papier et mesurée quantitativement au moyen de la densité photométrique. A des fins d'étalonnage, une section en coin de l'élément en alliage Al-U enrichi à 24% est radiographiée dans les mêmes conditions que les pièces à essayer et les films sont développés en même temps. Les auteurs indiquent les données relatives à l'exposition des émulsions à grain fin utilisées, ainsi que les résultats des contrôles quantitatifs et qualitatifs pour les plaques laminées et les tubes obtenus par co-extrusion. (author)Abstract (Spanish)
Los elementos combustibles de la mayoría de los reactores de flujo elevado destinados al ensayo de materiales (MTR) consisten en conjuntos de chapas laminadas o tubos coextruidos. Caso tfpico son los elementos del BR-2, formados por un alma de aleación de 24% de U enriquecido -Al con revestimiento de aluminio. Además de requerirse una unión perfecta entre alma y revestimiento, el 235U debe estar distribuido homogéneamente en el alma. Una unión deficiente o una distribución irregular del combustible pueden originar puntos calientes que, a su vez, provocarán la falla del elemento combustible. La distribución y localización del combustible dentro de las placas o tubos se verifica por radiografía, gammagraffa y exploración centelleográñca. Salvo por lo que hace a inclusiones muy notables de uranio, se ha prestado escasa atención al estudio de la homonegeneidad del combustible en nicroescala, aunque éste puede contribuir a una mejor comprensión de numerosos fenómenos atribuibles a la heterogeneidad del combustible. Sin embargo, los métodos mencionados no alcanzan a localizar heterogeneidades de diámetro inferior a 0,5 mm. Por consiguiente, se perfeccionóun método microrradiográfico de contacto que permite alcanzar una resolución máxima de aproximadamente 30 μm. Las placas o tubos se radiografían con rayos X de 60 keV, mientras una emulsión fotográfica de grano fino se halla en íntimo contacto con la zona estudiada. La distribución del combustible se verifica cualitativamente ampliando la película 10 a 30 veces sobre papel y cuantitativamente mediante mediciones fotodensitométricas. Para fines de calibración, se radiografía en las mismas condiciones que las piezas sometidas a ensayo, una cuña de aleación de 24% de U-Al con revestimiento, y ambas películas se revelan al mismo tiempo. En la memoria se presentan datos de exposición de las emulsiones de grano fino usadas, así como resultados cualitativos y cuantitativos correspondientes a placas laminadas y tubos coextruidos. (author)Abstract (Russian)
Toplivnye jelementy bol'shinstva reaktorov dlja ispytanija materialov (MTR) s vysokoj plotnost'ju nejtronnogo potoka predstavljajut soboj sborki katanyh plastin ili kojekstrudirovannyh trubok. Tipichnymi v jetom otnoshenii javljajutsja jelementy V-2, kotorye sostojat iz serdceviny, predstavljajushhej soboj splav aljuminija i urana 24%-nogo obogashhenija, aljuminievogo pokrytija. Pomimo dostatochno prochnoj svjazi mezhdu serdcevinoj i obolochkoj neobhodimo takzhe, chtoby uran-235 byl ravnomerno raspredelen po vsej oblasti serdceviny. Plohaja svjaz' ili neravnomernoe raspredelenie topliva mogut privesti k obrazovaniju tochek peregreva, chto mozhet vyzvat' povrezhdenie toplivnogo jelementa. Raspredelenie topliva vnutri plastin ili trubok proverjaetsja s pomoshh'ju metodov radiograficheskogo, gammagraficheskogo i scintilljacionnogo skennirovanija. Za iskljucheniem zametnyh vkljuchenij urana, gomogennosti topliva v mikromasshtabe udeljaetsja malo vnimanija, hotja jeto mozhet pomoch' luchshe ponjat' mnogie javlenija geterogennosti topliva. Odnako s pomoshh'ju vysheupomjanutyh metodov edva li mozhno obnaruzhit' nebol'shie ochagi neodnorodnosti diametrom menee 0,5 mm. Pojetomu byl razrabotan kontaktnyj mikroradiograficheskij metod, imejushhij maksimal'nuju razreshajushhuju sposobnost' pochti 30 mmk. Plastiny ili trubki podvergajutsja oblucheniju ren'L'enovskimi luchami 60 kjev, a melkozernistaja fotojemul'sija plotno prizhimaetsja k obsleduemoj oblasti. Raspredelenie topliva proverjaetsja kachestvenno putem pechatanija s plenki na bumagu s 10-30-kratnym uvelicheniem, a kolichestvenno -s pomoshh'ju fotometricheskih izmerenij plotnosti. Dlja kalibrovki stupenchatyj klinoobraznyj obrazec iz aljuminija i 24%-nogo urana s pokrytiem podvergaetsja radiografii pri teh zhe uslovijah, chto i ispytuemye otrezki, i plenka odnovremenno projavljaetsja. Privodjatsja dannye po oblucheniju ispol'zovavshejsja jemul'sii, a takzhe kachestvennye i kolichestvennye rezul'taty ispytanij katanyh plastin i ko- jekstrudirovannyh trubok. (author)Additional details
Additional titles
- Original title (English)
- Examen par Microradiographie du Combustible en Couches Minces; Mikroradiograficheskoe issledovanie tonkikh sloev topliva; Estudio Microrra Biografico de Combustibles en Capas Delgadas
Publishing Information
- Publisher
- IAEA
- Imprint Place
- Vienna (International Atomic Energy Agency (IAEA))
- Imprint Title
- Non-Destructive Testing in Nuclear Technology Vol. I. Proceedings of a Symposium on Non-Destructive Testing in Nuclear Technology
- Imprint Pagination
- 408 p.
- Series
- Proceedings Series
- Journal Page Range
- p. 17-32
- ISSN
- 0074-1884
Conference
- Title
- Symposium on Non-Destructive Testing in Nuclear Technology
- Dates
- 17-21 May 1965
- Place
- Bucharest (Romania)
INIS
- Country of Publication
- International Atomic Energy Agency (IAEA)
- Country of Input or Organization
- International Atomic Energy Agency (IAEA)
- INIS RN
- 44078048
- Subject category
- S36: MATERIALS SCIENCE;
- Resource subtype / Literary indicator
- Conference
- Descriptors DEI
- ALLOY NUCLEAR FUELS; ALUMINIUM; ALUMINIUM ALLOYS; CALIBRATION; FAILURES; FUEL CANS; FUEL ELEMENTS; NONDESTRUCTIVE TESTING; PHOTOGRAPHIC EMULSIONS; PLATES; THIN FILMS; TUBES; URANIUM 235; URANIUM ALLOYS
- Descriptors DEC
- ACTINIDE ALLOYS; ACTINIDE NUCLEI; ALLOYS; ALPHA DECAY RADIOISOTOPES; COLLOIDS; DISPERSIONS; ELEMENTS; EMULSIONS; ENERGY SOURCES; EVEN-ODD NUCLEI; FILMS; FUELS; HEAVY NUCLEI; INTERNAL CONVERSION RADIOISOTOPES; ISOMERIC TRANSITION ISOTOPES; ISOTOPES; MATERIALS; MATERIALS TESTING; METALS; MINUTES LIVING RADIOISOTOPES; NUCLEAR FUELS; NUCLEI; RADIOISOTOPES; REACTOR COMPONENTS; REACTOR MATERIALS; SOLID FUELS; SPONTANEOUS FISSION RADIOISOTOPES; TESTING; URANIUM ISOTOPES; YEARS LIVING RADIOISOTOPES
Optional Information
- Notes
- 8 refs., 19 figs., 2 tabs. Imprint:In two volumes
- Secondary number(s)
- IAEA-SM--63/47