辐射后检查（PIE）技术的概述

由于对能源的需求不断增加，对核燃料的需求也增加了，这进一步增加了辐射后检查（PIE）技术的需求。

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馅饼技术

对核燃料和相关材料（例如燃料棒，水杆，网格和通道盒）进行的研究是使用PIE技术进行亚博网站下载的，目的是设计有效的燃料，该燃料可以在正常，瞬态和意外条件下忍受运行条件。通常在热电池实验室进行辐照燃料棒和其他材料的检查，并且数据由燃料开发人员，制造商，运营商，调节器，材亚博网站下载料科学家和冶金学家使用，以改善燃料，并最终提高运营效率和可靠性。

使用馅饼技术的理由

核燃料材料的生命周期非常复杂，并且在存储，操作和卸载过程中会发生变化。融合核反亚博网站下载应堆中的材料暴露于高能（14mev）中子，这些中子会对材料造成辐射损害。因此，为了安全地操作融合反应器，必须了解相对于14 MeV中子剂量的材料降解的详细行为。

需要以具有成本效益的方式以非破坏性或破坏性方式对燃料进行表征和评估所需的馅饼技术。这种检查在评估正常使用过程中发生的故障模式和事故期间的燃料行为方面起着关键作用。

该信息还用于确保使用所需规范的燃料质量和燃料开发。完全受辐照的燃料的表征将涉及元素和同位素分析以及化学物种形成和结构测定。这些研究将基于高级光谱技术，热实验室仪器和同步加速器辐射的使用。

馅饼过程和相关挑战

无损的馅饼包括视觉检查，检测失败的燃油棒，尺寸的测量，氧化物层测量，伽马扫描和层析成像，中子和X射线射线照相，而破坏性技术包括微观结构研究，元素和同位素分析以及物理分析以及测量和机械性能。

成像技术通过图像文件显示，详细说明和报告PIE数据，并简化报告过程。在视觉检查和尺寸中，可以收集有关燃料组件和外围燃料棒几何变化的详细信息。伽马扫描设备还为燃料组件和杆提供了燃烧曲线。

为了了解燃料行为，在快速瞬态期间对燃油棒注入能量的测量非常重要，因为它有助于计算测试过程中达到的热水水平。这种估计基于中子通量整合，尽管由于中子通量变化而受到一些不确定性的损害。

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通过使用同位素分析，成功克服了这些挑战。研究人员已经测量了燃油杆切片中的短时脉冲能量沉积物，并通过测量了这种照射期间释放的能量¹⁴⁰BA同位素内容。该方法当然是最好的，但是由于测量所需的时间很短，因此不能将其应用于任何测试反应堆。

最近的发展

先进的PIE技术支持对辐射下燃料行为机制的理解。这样的技术包括三维（3D）断层扫描，次级离子质谱法，激光闪光和高分辨率传输和扫描电子显微镜。

中子X射线照相和发射断层扫描对辐照棒中内部结构和裂变产物分布的研究有助于。该方法可以进一步揭示燃料杆降解或氢拾取或燃料搬迁和破裂引发的失败。但是，该方法因适当的中子来源的可用性而损害了该方法，从而限制了其在正常热细胞实验室中的使用。

3D断层扫描也是热细胞中燃料棒的快速发射断层扫描，可降低扫描时间并提高断层扫描效率。该技术已成功应用于标准和瞬态条件下运行的燃料棒。机械文献学是分析大规模燃料杆直径变化的最佳方法之一。研究人员使用微质图表进行的对未辐照燃料进行的测试可提供高精度，直径为2µm。

结论

总而言之，需要进行适当的燃油检查，以确保检查，燃油管理和燃油服务活动。这些技术还将支持与燃油杆验证相关的核研发计划。燃料设计组和公用事业集团在瞬时和事故条件下持续不断努力，以实现更高的燃烧，更高的功率和高燃料的完整性。PIE技术有助于确保核电厂的安全并改善燃料性能。

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参考和进一步阅读

Cappia，J.M。Harp，辐射后对轻水反应堆应用的低燃烧U3SI2燃料的辐射检查，J。Nucl。母校。518（2019）62-79。https://www.亚博老虎机网登录sciendirect.com/science/article/pii/s0022311518317392

Jason Schulthess，Nicolas Woolstenhulme，Aaron Craft，Joshua Kane，Nicholas Boulton，Nicholas Boulton，William Chuirazzi，Alexander Winston，Andrew Smolinski，Colby Jensen，Colby Jensen，David Kamerman，David Kamerman，Daniel Wachs，Daniel Wachs，Daniel Wachs，非损害后的现代燃料后燃料后的实验核材料杂志，第541卷，2020年，1亚博网站下载52442，ISSN 0022-3115，https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2020.152442。

水反应堆燃料的辐射后检查技术的最新发展，Proc。技术。委员会会议，法国卡达拉奇，10月17日至21日（1994年）。https://www.iaea.org/publications/5468/recent-developments-in-post-irradiation-examination-techniques-for-water-water-for-water-water-reactor-Fuel

Y.Park等。Al。，“核燃料池畔检查技术开发”，KAIF/KNS年度会议（2003年）。

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