利用重水堆进行材料辐照考验的方法、元件、调节棒与流程

本发明涉及材料辐照考验，尤其涉及一种利用重水堆进行材料辐照考验的方法、元件、调节棒。

背景技术：

1、在开发新的反应堆使用材料或者航天用材料时，一般需要对材料进行辐照考验，以验证材料在经受辐照以后其性能情况，确保材料使用全寿期均能满足性能要求。

2、目前，材料辐照考验工作一般利用研究堆来开展，但国内研究堆任务较重，开堆时间有限，且孔道数量有限，进行辐照考验需要排队较长时间，辐照考验过程也需要耗费长期时间，导致新材料开发周期过长，不利于行业的进步。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种利用重水堆进行材料辐照考验的方法，实现以重水堆进行材料辐照考验，解决材料辐照考验资源不足的问题。

2、本发明的另一目的在于提供一种利用重水堆进行材料辐照考验的元件，解决待辐照考验材料进入重水堆堆芯进行材料辐照考验的载体问题。

3、本发明的又一目的在于提供一种利用重水堆进行材料辐照考验的调节棒，解决待辐照考验材料装入、卸出重水堆的问题。

4、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

5、一种利用重水堆机组进行材料辐照考验的方法，将待辐照考验材料制成元件并将元件安装到调节棒，通过将调节棒装入和卸出重水堆堆芯，进而完成待辐照考验材料的辐照考验。

6、进一步地，将辐照考验元件新增到原钴调节棒中，或替换原钴调节棒的钴元件中的一根或多根，或在原调节棒某一适当位置新增一根辐照考验元件。

7、进一步地，在重水堆核电机组停堆大修时，将调节棒更换入堆芯，待辐照考验材料在堆芯内接受中子辐照。

8、进一步地，在重水堆核电机组下一次停堆大修时，将调节棒卸出堆芯，在热室中进行拆解，获得辐照后的辐照考验材料进行后续的检测。

9、进一步地，元件为实心棒型材料辐照考验元件或包壳型材料辐照考验元件。

10、进一步地，实心棒型材料辐照考验元件设置成圆形、方形或板形。

11、进一步地，制造包壳型材料辐照考验元件时，在惰性气体环境下进行端塞焊接。

12、本发明又提供一种利用重水堆机组进行材料辐照考验的元件，包括包壳，包壳内布置辐照考验材料，包壳的两端设有端塞组装成所述考验元件后，分别安装到调节棒棒束，根据其中子吸收特性，替换所述调节棒棒束的原钴元件，或者直接新增至调节棒棒束中。

13、进一步地，包壳内布置惰性气体。

14、此外，本发明还提供一种利用重水堆机组进行材料辐照考验的调节棒，包括上述的元件。

15、与现有技术相比，本发明提供的利用重水堆进行材料辐照考验的方法、元件、调节棒具有以下有益效果：

16、通过本发明所提供的方法，能够利用商业运行的重水堆核电机组进行材料辐照考验，发挥商业运行的重水堆核电机组中子通量高、全年保持高功率稳定运行的优势，加快核能、航天等行业开发新材料过程中的辐照环节，进而加快新材料开发和应用进程。

17、本发明充分利用了商业运行的重水堆的结构特点，待辐照材料以实心棒或包壳的结构形式进行辐照考验，辐照过程中可由慢化剂系统进行冷却，保证了辐照过程的安全性。

18、本发明提供的方法可以通过调节钴装量平衡新辐照材料引入的副反应性，保证对堆芯的安全性的影响可以忽略，堆芯运行参数保持一致，进而实现在不影响商业运行重水堆机组的稳定运行与发电的前提下实现材料辐照。

19、本发明提供的元件能够使得待辐照考验材料容易地进入重水堆堆芯进行材料辐照考验。本发明提供的调节棒够使得待辐照考验材料装入、卸出重水堆。

20、本发明提供的元件和调节棒还具有上述方法的全部优点。

技术特征：

1.一种利用重水堆进行材料辐照考验的方法，其特征在于，将待辐照考验材料制成元件并将元件安装到调节棒，通过将调节棒装入和卸出重水堆堆芯，进而完成待辐照考验材料的辐照考验。

2.根据权利要求1所述的利用重水堆进行材料辐照考验的方法，其特征在于，将辐照考验元件替换原钴调节棒的钴元件中的一根或多根，或在原调节棒某一位置新增一根辐照考验元件。

3.根据权利要求1所述的利用重水堆进行材料辐照考验的方法，其特征在于，在重水堆核电机组停堆大修时，将调节棒更换入堆芯，待辐照考验材料在堆芯内接受中子辐照。

4.根据权利要求3所述的利用重水堆进行材料辐照考验的方法，其特征在于，在重水堆核电机组下一次停堆大修时，将调节棒卸出堆芯，在热室中拆解调节棒棒束，获得辐照后的辐照考验材料进行后续检测。

5.根据权利要求1所述的利用重水堆进行材料辐照考验的方法，其特征在于，元件为实心棒型材料辐照考验元件或包壳型材料辐照考验元件。

6.根据权利要求5所述的利用重水堆进行材料辐照考验的方法，其特征在于，实心棒型材料辐照考验元件设置成圆形、方形或板形。

7.根据权利要求5所述的利用重水堆进行材料辐照考验的方法，其特征在于，制造包壳型材料辐照考验元件时，在惰性气体环境下进行端塞焊接。

8.一种利用重水堆进行材料辐照考验的元件，其特征在于，包括包壳(22)，所述包壳(22)内布置辐照考验材料，所述包壳(22)的两端设有端塞(21)，组装成所述考验元件(2)后，分别安装到调节棒棒束(3)，根据其中子吸收特性，替换所述调节棒棒束(3)的原钴元件，或者直接新增至调节棒棒束(3)中。

9.根据权利要求8所述的利用重水堆进行材料辐照考验的元件，其特征在于，所述包壳(22)内布置惰性气体。

10.一种利用重水堆进行材料辐照考验的调节棒，其特征在于，包括根据权利要求8-9中任一项所述的元件。

技术总结本发明涉及材料辐照考验技术领域，旨在解决材料辐照考验资源不足、待辐照考验材料进入重水堆堆芯进行材料辐照考验的载体、待辐照考验材料装入、卸出重水堆的问题，本发明提供了一种利用重水堆进行材料辐照考验的方法、元件、调节棒，能够利用商业运行的重水堆核电机组进行材料辐照考验，发挥商业运行的重水堆核电机组中子通量高、全年保持高功率稳定运行的优势，加快核能、航天等行业开发新材料过程中的辐照环节，进而加快新材料开发和应用进程。技术研发人员：樊申,孟智良,赵晓玲,刘小年,李青杉,张稳,徐军,张乾斌,王忠辉,张国利,朱昌荣受保护的技术使用者：中核核电运行管理有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4