Обнаружение ТВС с негерметичными твэлами выполняется на остановленном реакторе перед началом перегрузки топлива. Методы контроля герметичности основаны на регистрации активности продуктов деления, выходящих из-под поврежденных оболочек твэлов, и отличаются друг от друга способом выделения и регистрации продуктов деления [108].
Газовый метод КГО [109] основан на барботировании воздуха через пробу воды, взятую из исследуемой ТВС, с последующим осаждением аэрозолей и изотопов иода на специальных фильтрах. В газовой фазе остаются газообразные продукты деления, в основном изотопы иода и криптона, активность которых измеряется пересчетными установками.
Теллур-иодный метод КГО [110] предусматривает сорбцию иода на специальных фильтрах с последующим определением на гамма-спектрометре активности изотопа 1321, являющегося продуктом β-распада 132Те. Можно также измерять активности изотопов 134Cs или 137Cs в пробе воды, взятой из ТВС.
В первоначальный период эксплуатации ВВЭР пробы воды отбирали с помощью специального пробоотборника без извлечения ТВС из активной зоны. Главное условие качественного пробоотбора из измеряемой ТВС заключается в отсутствии подмешивания воды из соседних ТВС, что при конструкции активной зоны действующих ВВЭР трудно осуществимо. Поэтому методы КГО с отбором проб воды из ТВС в активной зоне имели недостаточную чувствительность.
Установка проверяемых ТВС в специальный, герметично уплотняемый пенал, находящийся в бассейне перегрузки или совмещенный с перегрузочным оборудованием, позволяет получать представительные пробы воды из ТВС после настаивания в течение определенного времени. Анализ полученных проб проводится теми же методами: газовым, теллур-иодным, радиохимическим и др. Сравнение активности пробы воды из измеряемой ТВС с фоновой (при отсутствии ТВС в пенале) позволяет судить о наличии негерметичных твэлов.
На НВАЭС получил широкое применение пенальный метод КГО с анализом активности газовой пробы, получаемой при обезвоживании ТВС в пенале [111]. Саморазогрев ТВС в воздухе в течение ограниченного времени за счет остаточного энерговыделения увеличивает выход летучих и газообразных продуктов деления из дефектных твэлов, что позволяет повысить чувствительность КГО. Методы обезвоживания, как правило, выявляют все негерметичные твэлы, в том числе и твэлы, имеющие микродефекты и газовую неплотность. Показания газовой активности у ТВС с сильно негерметичными твэлами превышают фоновое значение в 1000 раз и более.
Следует отметить, что все методы контроля герметичности находятся в стадии разработки и позволяют судить о степени негерметичности твэлов лишь качественно. Точные же критерии степени негерметичности твэлов, руководствуясь которыми можно было бы сделать вывод о возможности дальнейшей эксплуатации ТВС или о необходимости ее выгрузки, пока не выработаны. Между тем важность этого вопроса очевидна, так как замена негерметичных ТВС на свежие ухудшает экономические показатели АЭС. В этом отношении метод обезвоживания ТВС, позволяющий обнаруживать даже микродефекты с очень малой степенью негерметичности, нельзя применять для отбраковки ТВС.
Опыт эксплуатации ВВЭР показывает, что в активной зоне практически всегда присутствует некоторое количество негерметичных твэлов. Важно только, чтобы степень негерметичности не превышала допустимого значения (см. § 8.2). Например, в ВВЭР-210 длительное время эксплуатировалась экспериментальная ТВС, негерметичность твэлов которой была зафиксирована в 1973 г. При проведении КГО в 1974 г. увеличения негерметичности в этой ТВС обнаружено не было, что послужило основанием для ее эксплуатации до планового выгорания с выгрузкой в 1975 г.
В связи с этим негерметичные ТВС отбраковывают только при условии большого превышения активности над фоновой, отмечаемого как газовым, так и теллур- иодным методом, чувствительность которого ниже, в результате чего с его помощью регистрируются только достаточно крупные дефекты.
