Published November 1974 | Version v1
Report

The determination of radionuclides in the primary coolant loop of sodium-cooled nuclear reactors

Creators

  • 1. Kernforschungszentrum Karlsruhe (F.R. Germany). Inst. fuer Radiochemie

Description

There are further long-lived contaminations in addition to the Na-24 activity produced in the primary cooling circuit during the operation of sodium-cooled reactors. These are 1) activated impurities in the coolant itself, 2) activated corrosion products from materials of the plant, and 3) fission products which were set free in the coolant by defective fuel elements. By means of activation analysis, impurities in the ppm region in commercial sodium can be well determined. The completely non-uniform distribution of these impurities found in a sample shows the importance of taking a sample for the investigation of coolant contamination. A special device was developed for this which is brought to the main Na pipe of the cooling circuit by a 'by-pass' and thus makes the removal of a representative Na sample possible. The material of the sample removing container is also important. The deciding factors for the share of corrosion products in the coolant are temperature, flow rate and oxygen content. The transport of activated corrosion products through sodium can be quite considerable as shown by calculations. The most important factor in the contamination of the system, however, are the cladding tube defects of fuel elements which not only lead to the release of fission products into the coolant but also of fuel particles, as is known from the examination of disassembled test radiation loops. Some experiences gained at the KNK in the Nuclear Research Centre, Karlsruhe are given. (RB/LH)

Abstract (German)

Zu der waehrend des Betriebs von natriumgekuehlten Reaktoren im Primaerkuehlkreislauf erzeugten Na-24-Aktivitaet koennen weitere langlebige Kontaminationen kommen. Dies sind 1) aktivierte Verunreinigungen im Kuehlmittel selbst, 2) aktivierte Korrosionsprodukte aus Werkstoffen der Anlage, und 3) Spaltprodukte, die aus schadhaften Brennelementen in das Kuehlmittel beigesetzt wurden. Mit Hilfe der Aktivierungsanalyse lassen sich Verunreinigungen im ppm-Bereich in handelsueblichem Natrium gut bestimmen. Die ermittelte voellig uneinheitliche Verteilung dieser Verunreinigungen in einem Probenstueck zeigt, welche Bedeutung die Probenahme selbst fuer die Untersuchung der Kuehlmittelkontamination hat. Hierzu wurde eine besondere Vorrichtung entwickelt, die in einen 'by-pass' zur Haupt-Na-Leitung des Kuehlkreislaufs gebracht wird und fuer die Entnahme einer repraesentativen Na-Probe sorgt. Dabei spielt auch das Material der Probenahmebehaelter eine wichtige Rolle. Fuer den Anteil an Korrosionsprodukten im Kuehlmittel sind Temperatur, Stroemungsgeschwindigkeit und Sauerstoffgehalt des Natriums die entscheidenden Faktoren. Der Transport von aktivierten Korrosionsprodukten durch das Natrium kann betraechtlich sein, wie Berechnungen zeigen. Den staerksten Einfluss auf die Systemkontamination haben jedoch Huellrohrschaeden von Brennelementen, die nicht zur Freisetzung von Spaltprodukten sondern auch von Brennstoffpartikeln in das Kuehlmittel fuehren, wie man aus der Untersuchung von demontierten Testbestrahlungsloops weiss. Einige Erfahrungen, die man an der KNK im Kernforschungszentrum Karlsruhe sammeln konnte, werden mitgeteilt. (RB)

Additional details

Additional titles

Original title (German)
Die Bestimmung von Radionukliden im Primaerkreislauf natriumgekuehlter Kernreaktoren

Publishing Information

Imprint Title
Workshop on modern analytical methods. Vol. 1
Imprint Pagination
p. 47-69.
Report number
Juel-Conf--11(Bd.1)

Conference

Title
Workshop on modern analytical methods.
Dates
15 Oct 1973.
Place
Juelich, F.R. Germany.

Optional Information

Notes
11 figs.; 6 tabs.; 11 refs. Available from ZAED. Imprint:Workshop ueber moderne analytische Methoden. Bd. 1.;Arbeiten im Rahmen kerntechnischer Projekte.
Secondary number(s)
AED-Conf--73-702-003.