放射性核素产生系统技术方案

本发明专利技术涉及一种放射性核素产生系统，所述系统包括：管系统，其被构造成允许将辐照靶插入核反应堆的仪表指状件中并将所述辐照靶从所述核反应堆的仪表指状件中移除；和辐照靶驱动系统，其被构造成将所述辐照靶插入所述仪表指状件中并将所述辐照靶从所述仪表指状件中移除。所述放射性核素产生系统还包括仪表和控制单元，所述仪表和控制单元与在线堆芯监测系统连接，并且被构造成基于所述反应堆的实际状态来计算所述辐照靶的最佳辐照时间，其中所述反应堆的实际状态由所述在线堆芯监测系统提供。

Radionuclide production system

The present invention relates to a radionuclide generation system, the system includes: a pipe system is configured to allow the irradiation target nuclear reactor instrumentation inserted into the finger and the irradiation target from the nuclear reactor instrumentation finger removed; and irradiating the target drive system is configured to the irradiation target is inserted into the instrument finger and the irradiation target from the instrument to remove shaped parts. The radionuclide generation system also includes instrumentation and control unit, the unit and the online monitoring system of instrumentation and control connection core reactor, the best irradiation time and is configured to the actual state of the reactor is calculated based on the irradiation target, the actual state of the reactor core by the online monitoring system provide.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】放射性核素产生系统
本专利技术涉及一种放射性核素产生系统。
技术介绍
放射性核素用于科学技术的各个领域，也用于医疗目的。通常，放射性核素在研究用反应堆或回旋加速器中产生。然而，因为先前用于放射性核素的商业生产的设备数量是有限的且预计会减少，所以希望提供替代的生产场地。尤其通过使用加压空气来驱动管系统中的气动小球而将固态球形探头(所谓的“气动小球”)引入到穿过反应堆的堆芯的仪表管(“指状件”)中来测量商业核反应堆的堆芯内的中子通量密度。有建议使用这种气动小球测量系统来生产放射性核素。EP2093773A2示出了放射性核素产生系统，其中在商业轻水核反应堆中通过核裂变产生具有医疗应用的短期放射性同位素。通常用于容纳中子探测器的现有仪表管用于在反应堆的正常运行期间产生放射性核素。将球形辐照靶线性地推入仪表管中且将其从仪表管中线性地移除。当反应堆的堆芯的轴向中子通量分布被认为是已知的或可计算的时，至少基于该参数来确定反应堆的堆芯中的靶的最佳位置和暴露时间量。驱动齿轮系统、致动器或气动驱动器可以用于移动和保持辐照靶。自动流量控制系统维持该气动小球测量系统的所有子系统之间的同步性。从US8842798B2和US2013/0170927A1中也已知类似的系统，例如，其具体记载了基于现有的TIP(可移动的堆芯内探测器(traversingincoreprobe))系统的几个驱动系统的实施方案(靶的通道和输送机构)。在特定时间以特定方式分配辐照靶时可以使用如截止阀或闸阀等部件。US2013/0315361A1提出了一种用于密封仪表管基部的阀门。设置交替路径以保持到现有的TIP管索引器(indexer)的入口，或提供到期望的目的地的替代路线。在US2013/0177126A1中，示出了保持组件，其包括如叉件等限制结构，用于选择性地阻挡辐照靶移动通过通道和/或进入/离开仪表管。
技术实现思路
本专利技术的目的是改善放射性核素的生产。通过根据权利要求1所述的放射性核素产生系统来实现上述目的。在可以彼此独立组合的从属权利要求中表明了本专利技术的有益和有利的实施方案。本专利技术提供了一种放射性核素产生系统，所述系统包括：管系统，其被构造成允许将辐照靶插入核反应堆的仪表指状件中并将所述辐照靶从所述核反应堆的仪表指状件中移除；和辐照靶驱动系统，其被构造成将所述辐照靶插入所述仪表指状件中并将所述辐照靶从所述仪表指状件中移除。根据本专利技术，所述放射性核素产生系统还包括仪表和控制单元，所述仪表和控制单元与在线堆芯监测系统连接，并且被构造成基于所述反应堆的实际状态来计算所述辐照靶的最佳辐照时间，其中所述反应堆的实际状态由所述在线堆芯监测系统提供。本专利技术是基于以下发现：其主要目的是产生电力的现有或未来的核反应堆可以用于生产放射性核素。特别地，可以修改和/或补充这种商业反应堆的现有或另外设计的气动小球测量系统或其他辐照系统，以使得能够有效和高效地生产放射性核素。如上所述，气动小球测量系统是用于测量反应堆的堆芯中不同位置处的中子通量密度的系统。这种气动小球测量系统的至少一些仪表指状件和与其连接的管子可以用于将包括合适的母体材料的气动小球引导到反应堆的堆芯中，并在母体材料的适当辐照之后将气动小球从反应堆的堆芯中引导出来。特别值得注意的是，通过考虑反应堆的实际状态，特别是当前的中子通量、燃耗、反应堆功率和/或负载来优化辐照过程。因此，可以计算出辐照过程的最佳辐照时间和其他参数以获得最佳结果。对于本专利技术的主要构思，实际计算是在气动小球测量系统的仪表和控制单元中进行或是通过气动小球测量系统的适配的在线堆芯监测系统来进行并不重要。因此，两种可选方案都应包含在内。优选地，由所述在线堆芯监测系统向所述仪表和控制单元提供的信息包括以下参数中的至少一个：中子通量(来自堆芯外或堆芯内探测器)、来自现有气动小球测量系统的激活值、燃耗、反应堆功率、负载、棒位置、流量、入口温度、压力以及时间同步性。将关于反应堆的越多信息考虑为输入数据，最佳辐照时间的计算结果将越精确。前面提到的参数可以包括实时值和任意衍生值，如随时间的发展。根据本专利技术的高级实施方案，所述仪表和控制单元根据由所述在线堆芯监测系统提供的信息来计算其他参数，特别优选所述辐照靶在所述仪表指状件中的辐照位置。放射性核素产生系统的仪表指状件被核反应堆的主冷却剂包围。为了立即察觉到系统中的任何泄漏，所述放射性核素产生系统还包括用于检测主冷却剂的进入的至少一个传感器。所述用于检测主冷却剂的进入的传感器优选位于所述仪表指状件上或所述管系统的部件上。根据本专利技术的特定方面，所述传感器是基于被修改为用于测量电阻的火花塞的湿度传感器。根据本专利技术的优选实施方案，所述驱动系统包括作为气动系统的阀组，用于单独控制所述辐照靶在所述管系统中的输送。基于这种单独控制，可以单独驱动常规气动小球测量系统(用于确定堆芯内的中子通量)和根据本专利技术的放射性核素产生系统。根据本专利技术的优选实施方案，所述管系统包括分离部件，所述分离部件在所述反应堆压力容器头部上方的电缆桥处和/或在所述核反应堆的连接器板处对所述管子进行拆分。根据本专利技术的优选实施方案，所述驱动系统包括靶填充装置，用于将所述辐照靶插入所述仪表指状件中，并且在辐照之后将所述辐照靶从所述仪表指状件中移除，以便在所述管系统中进一步输送。为了靶填充装置的安全和可靠的操作，所述仪表和控制单元被构造成使得所述靶填充装置的阀的操作是至少部分自动的。根据本专利技术的优选实施方案，所述驱动系统包括用于在辐照之后将所述辐照靶排放到收集容器中的闸门装置。根据本专利技术的优选实施方案，所述驱动系统包括用于监测所述辐照靶和/或任意指示球的出现及其穿过所述管系统(特别是进入和离开所述仪表指状件)的运行时间的传感器。关于这些传感器的测量原理，可以利用当所述辐照靶和/或指示球经过所述传感器时的磁通量的变化。另外，或者作为替代，可以采用感测所述辐照靶和/或指示球的辐射的辐射传感器。根据本专利技术的优选实施方案，所述仪表和控制单元与所述核反应堆的至少一个故障监测系统连接，特别是与气动小球测量系统的故障监测系统连接。根据本专利技术的优选实施方案，设置有操作员站，其包括用于控制所述驱动系统的机械部件的特定操作参数，特别是所述阀组的特定操作参数的处理单元。有利地，所述仪表和控制单元可以被构造成特别是在每次进给辐照靶之后自动控制所述管系统中的压力。根据本专利技术的优选实施方案，用于所述放射性核素产生系统的部件的电力由气动小球测量系统的负载柜和/或由控制柜管理。附图说明从以下说明和参照的附图中可明显地看出本专利技术的其他特征和优点。在附图中：图1示出了根据本专利技术的放射性核素产生系统(MAS)设置的示意图；图2示出了MASI&C集成到气动小球测量系统中的例子；图3示出了气动小球测量系统中的MASI&C的变形例；图4示出了提供关于仪表指状件的数量、其配备的小球测量探测器及其在核反应堆的堆芯内的分布的信息的示意图；和图5示出了部分地填充有MAS气动小球并且部分地填充有指示球的仪表指状件。具体实施方式图1示出了商业核电站(特别是具有EPRTM或西门子DWR(SiemensDWR)核反应堆的电站)内的放射性核素产生系统的基本设置。放射性核素产生系统的基础是现有或另外设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放射性核素产生系统，所述系统包括：管系统，其被构造成允许将辐照靶插入核反应堆的仪表指状件中并将所述辐照靶从所述核反应堆的仪表指状件中移除，辐照靶驱动系统，其被构造成将所述辐照靶插入所述仪表指状件中并将所述辐照靶从所述仪表指状件中移除，以及仪表和控制单元，所述仪表和控制单元与在线堆芯监测系统连接，并且被构造成基于所述反应堆的实际状态来计算所述辐照靶的最佳辐照时间，其中所述反应堆的实际状态由所述在线堆芯监测系统提供。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种放射性核素产生系统，所述系统包括：管系统，其被构造成允许将辐照靶插入核反应堆的仪表指状件中并将所述辐照靶从所述核反应堆的仪表指状件中移除，辐照靶驱动系统，其被构造成将所述辐照靶插入所述仪表指状件中并将所述辐照靶从所述仪表指状件中移除，以及仪表和控制单元，所述仪表和控制单元与在线堆芯监测系统连接，并且被构造成基于所述反应堆的实际状态来计算所述辐照靶的最佳辐照时间，其中所述反应堆的实际状态由所述在线堆芯监测系统提供。2.根据权利要求1所述的放射性核素产生系统，其特征在于，由所述在线堆芯监测系统向所述仪表和控制单元提供的信息包括以下参数中的至少一个：中子通量、来自现有气动小球测量系统的激活值、燃耗、反应堆功率、负载、棒位置、流量、入口温度、压力以及时间同步性。3.根据权利要求1或2所述的放射性核素产生系统，其特征在于，所述仪表和控制单元根据由所述在线堆芯监测系统提供的信息来计算其他参数，特别优选所述辐照靶在所述仪表指状件中的辐照位置。4.根据前述权利要求中任一项所述的放射性核素产生系统，其特征在于，所述放射性核素产生系统还包括用于检测主冷却剂的进入的至少一个传感器。5.根据权利要求4所述的放射性核素产生系统，其特征在于，所述传感器位于所述管系统的优选在所述核反应堆的压力容器外部的部件上。6.根据权利要求4或5所述的放射性核素产生系统，其特征在于，所述传感器是基于被修改为用于测量电阻的火花塞的湿度传感器。7.根据前述权利要求中任一项所述的放射性核素产生系统，其特征在于，所述驱动系统包括作为气动系统的阀组，用于单独控制所述辐照靶在所述管系统中的输送。8.根据前述权利要求中任一项所述的放射性核素产生系统，其特征在于，所述管系统包括分离部件，所述分离部件在所述反应堆压力容器头部上方的电缆...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·法比安·里希特，洛泰尔·维斯图巴，奥利弗·阿恩特，蕾拉·加法尔，乌韦·施托尔，
申请(专利权)人：阿海珐有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE