Published February 1966
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Book
Operating Experience with the Semiconductor Gamma-Compton Spectrometer to Determine the Burn-Up and Burn-Up History of Nuclear Fuel
- 1. Österreichische Studiengesellschaft für Atomenergie, Ges.m.b.H., Vienna (Austria)
Description
The quantitative reliability of non-destructive burnup determination by means of gamma-spectroscopy using a semiconductor-detector in a Compton spectrometer has been tested. An MTR-type fuel element was irradiated under known conditions with inserted monitor wires. Neutron-physical evaluation of these monitors led to a burn-up value of 37.6 mg ± 7% uranium-235 for this fuel element. Non-destructive burn-up determination with the Compton spectrometer yielded 36.1 mg ± 15% uranium-235. A rough calculation of the reactor operating group based on thermal reactor power measurements and core position weight factors resulted in a burn-up value of 40 mg ± 30% uranium-235. During a routine run of one week a highly irradiated fuel plate cut into 18 separate pieces was measured. A comparison of these results with radiochemical and mass analytical burn-up determination carried out later will be presented. A test run covering 18 irradiated MTR-type fuel elements required another week of routine operation of the Compton spectrometer. By comparing relative intensities of γ- energies related to fission products of different half-lives further information on burn-up history of the fuel under investigation can be extracted. (author)
Abstract (French)
On a utilisé un spectromètre Compton pourvu d'un détecteur à semi-conducteurs pour déterminer sans destruction, par spectroscopie gamma, la sûreté du point de vue quantitatif des calculs du taux de combustion. On a étudié la combustion, dans des conditions déterminées, d'un élément combustible MTR dans lequel on avait inséré des fils de contrôle. L'analyse physique de ces derniers par les neutrons a permis d'évaluer à 37,6 mg ± 7%d'uranium-235 le taux de combustion de l'élément. En procédant à une analyse non destructive avec un spectromètre Compton, on a obtenu un taux de combustion de 36,1 mg ± 15% d'uranium-235. D'après un calcul approximatif effectué par les opérateurs du réacteur à partir des mesures de la puissance thermique du réacteur et des coefficients de pondération selon la position des éléments dans le coeur, le taux de combustion obtenu est de 40 mg ±30% d'uranium-235. Au cours d'une série d'expériences effectuées pendant une semaine, on a mesuré le taux de combustion d'une plaque de combustible fortement irradié découpée en 18 morceaux. Les auteurs comparent ces résultats à ceux d'évaluations ultérieures du taux de combustion par la radiochimie et la spectrographie de masse. Le spectromètre a fonctionné constamment pendant une autre semaine pour permettre d'effectuer une série d'essais portant sur 18 éléments combustibles MTR irradiés. En comparant l'intensité relative du rayonnement gamma des produits de fission de périodes différentes, on peut obtenir des renseignements complémentaires sur le processus de combustion des combustibles étudiés. (author)Abstract (Spanish)
Los autores emplearon un espectrómetro Compton con un detector semiconductorizado para experimentar la seguridad de la espectrometría gamma en la determinación no destructiva del grado de combustión. Los experimentos se efectuaron irradiando en condiciones conocidas un elemento combustible de tipo MTR en el que se habían insertado alambres testigo. La evaluación física neutrónica de dichos testigos indicó un grado de combustión de 37,6 mg ± 7% de uranio-235. La determinación no destructiva con el espectrómetro Compton dio un valor de 36,1 mg ± 15% de uranio-235. Los técnicos del reactor, que efectuaron un cálculo aproximado basándose en mediciones de la potencia térmica y en factores de ponderación por la posición del cuerpo, obtuvieron un valor de 40 mg ± 30% de uranio-235. Durante- un período operativo normal de una semana se midió una placa de combustible altamente irradiado cortada en dieciocho pedazos. Los resultados obtenidos en la memoria se comparan con las determinaciones radioquímicas y gravimétricas del grado de combustión efectuadas más adelante. La medición de 18 elementos combustibles irradiados (tipo MTR) exigió otra semana de operaciones con el espectrómetro Compton. Comparando las intensidades relativas de las energías y correspondientes a productos de fisión de período diferente se obtienen más datos sobre el grado de combustión y el proceso de agotamiento de los combustibles que se estudian. (author)Abstract (Russian)
Proverena nadezhnost' v kolichestvennom otnoshenii metoda opredelenija stepeni vygoranija s pomoshh'ju gamma-spektroskopii pri ispol'zovanii poluprovodnikovogo detektora v Kompton-spektrometre bez razrushenija materiala. Toplivnyj jelement tipa MTR obluchali pri zadannyh uslovijah s vvedennymi prutkovymi monitorami. Nejtronno-fizicheskaja ocenka jetih monitorov privela k velichine stepeni vygoranija v razmere 37,6 mg ±7% urana-235 dlja jetogo toplivnogo jelementa. Pri opredelenii stepeni vygoranija bez razrushenija materiala s pomoshh'ju Kompton-spektrometra byla poluchena velichina 36,1 mg ±15% urana-235. Pri priblizitel'nom raschete, prodelannom gruppoj reaktora, kotoryj osnovan na izmerenijah teplovoj moshhnosti reaktora, a takzhe vesovyh kojefficientov razmeshhenija aktivnoj zony, bylo polucheno znachenie vygoranija 40 mg ±30% urana-235. Vo vremja obychnoj raboty v techenie odnoj nedeli zamerjalas' sil'no obluchennaja toplivnaja plastina, razrezannaja na 18 otdel'nyh kuskov. Budut predstavleny dannye sravnenija jetih rezul'tatov s rezul'tatami provedennogo pozdnee radiohimicheskogo i mass-analitiches- kogo opredelenija stepeni vygoranija. Dlja provedenija proverki 18 obluchennyh toplivnyh jelementov tipa MTR potrebovalas' eshhe odna nedelja obychnoj jekspluatacii Kompton-spektrometra . Putem sravnenija otnositel'noj intensivnosti jenergii gamma-luchej, svjazannyh s produktami delenija s razlichnym periodom poluraspada, mozhno poluchit' dopolnitel'nuju informaciju otnositel'no processa eygoranija issleduemogo toplivnogo jelementa. (author)Additional details
Additional titles
- Original title (English)
- Resultats Obtenus avec le Spectrometre Compton a Semi-Conducteurs Utilise pour Determiner le Taux et le Processus de Combustion des Combustibles Nucleaires; Opyt ehkspluatatsii poluprovodnikovogo kompton-spektrometra pri opredelenii stepeni vygoraniya i protsessa vygoraniya v yadernykh toplivnykh ehlementakh; Empleo del Espectrometro Compton con un Detector Semiconductorizado para Determinar el Grado de Combustion y el Proceso de Agotamiento de los Combustibles Nucleares
Publishing Information
- Publisher
- IAEA
- Imprint Place
- Vienna (International Atomic Energy Agency (IAEA))
- Imprint Title
- Nuclear Materials Management. Proceedings of the Symposium on Nuclear Materials Management
- Imprint Pagination
- 905 p.
- Series
- Proceedings Series
- Journal Page Range
- p. 817-828
- ISSN
- 0074-1884
Conference
- Title
- Symposium on Nuclear Materials Management
- Dates
- 30 Aug - 3 Sep 1965
- Place
- Vienna (Austria)
INIS
- Country of Publication
- International Atomic Energy Agency (IAEA)
- Country of Input or Organization
- International Atomic Energy Agency (IAEA)
- INIS RN
- 44082345
- Subject category
- S11: NUCLEAR FUEL CYCLE AND FUEL MATERIALS;
- Resource subtype / Literary indicator
- Conference
- Descriptors DEI
- BURNUP; COMPTON SPECTROMETERS; FISSION PRODUCTS; FUEL PLATES; GAMMA SPECTROSCOPY; HALF-LIFE; IRRADIATION; MONITORS; NEUTRONS; PLATES; RELIABILITY; SEMICONDUCTOR DETECTORS; SPENT FUELS; THERMAL REACTORS; URANIUM 235
- Descriptors DEC
- ACTINIDE NUCLEI; ALPHA DECAY RADIOISOTOPES; BARYONS; ELEMENTARY PARTICLES; ENERGY SOURCES; EVEN-ODD NUCLEI; FERMIONS; FUEL ELEMENTS; FUELS; GAMMA SPECTROMETERS; HADRONS; HEAVY NUCLEI; INTERNAL CONVERSION RADIOISOTOPES; ISOMERIC TRANSITION ISOTOPES; ISOTOPES; MATERIALS; MEASURING INSTRUMENTS; MINUTES LIVING RADIOISOTOPES; NUCLEAR FUELS; NUCLEI; NUCLEONS; RADIATION DETECTORS; RADIOACTIVE MATERIALS; RADIOISOTOPES; REACTOR COMPONENTS; REACTOR MATERIALS; REACTORS; SPECTROMETERS; SPECTROSCOPY; SPONTANEOUS FISSION RADIOISOTOPES; URANIUM ISOTOPES; YEARS LIVING RADIOISOTOPES
Optional Information
- Notes
- 4 refs., 2 tabs., 7 figs.
- Secondary number(s)
- IAEA-SM--67/7