胡 威

(中核核电运行管理有限公司堆芯燃料处，浙江 海盐 314300)

秦山两台CANDU6反应堆查找破损燃料的传统方法为通过缓发中子扫描系统(DN)扫描380个燃料通道出口冷却剂的缓发中子计数率变化趋势来判断。由于DN系统存在设计缺陷，部分燃料通道无法从通道出口冷却剂取样，且缓发中子测量数据可信度差，破损通道查找成功率低。

本文通过分析气体裂变产物监测系统(GFP)在线连续监测冷却剂133Xe浓度的变化趋势，推测破损燃料棒束的入堆时间，确定破损燃料棒束所在的冷却剂环路。通过换料前后的133Xe浓度变化趋势，可以确定通道内是否存在破损棒束，以及破损棒束是否卸出堆芯。

1 冷却剂133Xe浓度的变化机理

冷却剂中的133Xe浓度变化机理如图1。新燃料入堆后裂变产生133Xe，燃料元件内的133Xe 浓度呈指数规律上涨，133Xe半衰期为5.3天，大约辐照20天后达到稳定浓度。CANDU6反应堆热中子通量为1014cm-2·s-1量级，燃料元件内的133Xe达到稳定的时间与中子通量水平无关，平衡浓度与中子通量水平近似成正比。燃料棒破损后，燃料元件内的裂变产物通过破口释放到冷却剂中，测量的冷却剂核素浓度会异常升高。与此同时，冷却剂中的133Xe由于衰变和向空气中的逃逸而减少。当133Xe通过燃料破口的释放速率与消耗量达到平衡时，冷却剂中的133Xe浓度达到稳定。

图1 冷却剂133Xe浓度变化机理

2 确定破损燃料棒束所在冷却剂环路

CANDU6反应堆冷却剂分两个环路，两个环路的冷却剂通过上充下泄管线、冷却剂净化管线进行交互。……