7. 開發核燃料外套管 (Cladding) 氧化膜厚度之渦電流遙測系統並實際用於核三廠,技術獲得西屋公司之肯定
核燃料外套管因負有熱傳導之任務,因此不能太厚,但又需具有良好之完整性(integrity)以承擔核燃料的重量及將具有劇毒之燃料分裂產物與管外主冷卻水隔離。然而在反應爐中,外套管表面會因氧化而使金屬厚度逐漸減少,以致威脅到核燃料外套管的完整性,因此核燃料外套管氧化膜厚度的量測是一件輕忽不得的工作。此工作相當困難,因核燃料具有高輻射性,只能遙測(在數十公尺外之水面下),但所要量的氧化膜厚度卻為數微米(0.001mm)至一百多微米。核燃料為一根根的細棒排列成17x17的陣列,外國大部分只能量測外圍的燃料棒(似僅少數一二公司如法國Framatome公司例外),因如要量測所有的燃料棒需用薄長片狀的探頭(Probe)伸入燃料陣列中,則震動與接觸所造成的誤差恐怕難以克服。但我們設計的探頭成功地解決了此一問題。本人負責渦電流檢測的技術開發、信號處理及探頭的理論計算與設計。雖然第一次在現場試測時遭遇到強烈的電磁干擾信號,但我們終於解決了問題,在核三廠獲得良好的成果,並得到西屋公司之肯定。
核三廠燃料棒外表面並無顯著的鐵磁性積垢(Crud),但國外有些核電廠積垢嚴重,形成強烈的干擾變數,以致氧化膜厚度的量測幾乎無法執行。為要承包海外的量測工作,本人又成功開發『鐵磁性積垢影響下核燃料外套管氧化膜厚度量測技術』,以變數分離法克服國外無法解決的難題。
17X17燃料束 燃料棒及燃料丸
燃料池---綠色為吸收輻射線所需的水