專利名稱:锝—99作為可燃毒物元件的應用的制作方法
技術領域：
本發 明涉及锝ー99的ー種新用途，特別是在核反應堆中作為可燃毒物元件的應用。
背景技術：
目前，核動カ反應堆均為裂變核能系統，利用鈾、钚元素的裂變釋放能量。鈾、钚元素裂變所產生的裂變碎片及其衰變產物即裂變產物的種類有幾百至上千種，其中有一部分裂變產物的半衰期非常長，可達IO4 IO7年，稱為長壽命裂變產物，對環境特別是生物圏的潛在威脅極大，因此對長壽命裂變產物的妥善處置關系到裂變核能系統的可持續發展。得一99是長壽命裂變產物中產量最高的ー種核素，半衰期長達2. I X IO5年，一座1000MW級輕水堆運行一年卸出乏燃料中的锝ー99可達20 kg。但锝ー99在熱中子能區與超熱中子能區具有較大的中子吸收截面，得一99吸收中子后的產物為锝ー 100，半衰期為15. 8秒，衰變產物為穩定核素釕ー 100。而另一方面，核動カ反應堆要滿足一定的運行時間，初裝料具有較大的剰余反應性，可燃毒物作為壓制過剩反應性的ー種手段廣泛應用于目前的核動カ反應堆當中。可燃毒物采用具有較大中子吸收截面的核素，吸收鏈式裂變反應中的過剩中子，實現過剩反應性的壓制，目前用于可燃毒物的核素主要有硼、鉺、釓，還未見將锝一99用作可燃毒物核素的新技木。
發明內容
本發明的目的是提供得一99的ー種新用途，特別是在核反應堆中作為可燃毒物元件的應用。將锝ー99金屬制成棒束狀可燃毒物元件，布置在燃料組件中，制作成可燃毒物組件。
本發明提供得一99作為可燃毒物元件的應用，先將锝ー99金屬切削成直徑7. 5 8. 5 mm、高12 13 mm的圓柱形金屬塊，再將锝ー99金屬塊疊放入鋯四合金包殼中，用彈簧壓緊后，包殼兩端ロ用端塞密封固定，構成锝一99可燃毒物元件，其中锝ー99金屬塊的多少依據核反應堆活性區高度大小調節，圓柱形锝ー99金屬塊外徑與鋯四合金包殼內徑間留有O. 2 mm氣隙，根據反應性控制及組件功率分布的要求，選用相應數量的锝ー99可燃毒物元件布置在可燃毒物組件中。
本發明利用得一99的中子吸收性能，將锝ー99作為可燃毒物元件布置在燃料組件中，一方面可起到壓制過剩反應性的作用，另ー方面可消耗得一99，降低其長期放射性危害。不同數量得一99可燃毒物元件布置的可燃毒物組件，在不同的锝ー99含量下對過剩反應性控制的效果見圖5所示。在8根、12根、16根锝ー99可燃毒物元件情況下，對過剩反應性的控制能力最大分別可達O. 0470 (Ak / k)、0.0696 (Δ k / k)、0. 0920 (Δ k / k)，滿足核反應堆可燃毒物的過剩反應性控制能力。不同得一99可燃毒物元件數量、不同得一99百分含量下組件的無限増殖系數如下
圖I為锝ー99可燃毒物元件結構示意圖；
圖2為內含8根锝ー99可燃毒物元件的可燃毒物組件布置圖；
圖3為內含12根锝ー99可燃毒物元件的可燃毒物組件布置圖；
圖4為內含16根锝ー99可燃毒物元件的可燃毒物組件布置圖；
圖5為可燃毒物組件無限増殖系數隨锝ー99含量的變化曲線圖。
具體實施方式
如圖I所示，先將锝ー99金屬切削成直徑7. 5 8. 5 mm、高12 13 mm的圓柱形金屬塊4，再將锝ー99金屬塊4疊放入圓筒形鋯四合金包殼3中，用彈簧2壓緊后，包殼3兩端ロ分別用上端塞I、下端塞5密封固定，構成锝一99可燃毒物元件，包殼3起到包容放射性物質的作用，其中锝ー99金屬塊4的多少依據核反應堆活性區高度大小調節，圓柱形得一99金屬塊4外徑與鋯四合金包殼3內徑間留有O. 2 mm氣隙，以容納锝ー99金屬塊4在反應堆運行溫度下的膨脹及受中子輻照后的膨脹，根據反應性控制及組件功率分布的要求，選用相應數量的锝ー99可燃毒物元件布置在可燃毒物組件中，如圖2、圖3、圖4分別為內含8根、12根、16根锝ー99可燃毒物元件的可燃毒物組件布置圖，圖中6為锝ー99可燃毒物元件，7為組件導向管，8為中子測量通道，9為核燃料元件。
權利要求
1.锝一99作為可 燃毒物元件的應用。
專利摘要
本發明公開了锝—99的一種新用途，特別是在核反應堆中作為可燃毒物元件的應用。利用锝—99的中子吸收性能，將锝—99金屬制成棒束狀可燃毒物元件，布置在燃料組件中，制作成可燃毒物組件。一方面可起到壓制過剩反應性的作用，另一方面可消耗锝—99，降低其長期放射性危害。
文檔編號G21C3/60GKCN102842345SQ201210340446
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月14日
發明者于濤, 謝金森 申請人:南華大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan