Нейтронная ионизационная камера деления

 

НЕЙТРОННАЯ ИОНИЗАЦИОННАЯ КАМЕРА ДЕЛЕНИЯ, содержащая корпус, положительный, собиракщий и отрицательный электроды, слой вещества, содержащего делящийся иэотоп, который нанесен на обращенные друг к ,другу поверхности положительного и собирающего электродов, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых плотностей потока нейтронов, сло упомянутого вещества нанесен также на обращенные друг к другу поверхности собирающего и отрицательного электродов . Поверх которого расположен слой материала-поглотителя с толщиной , равной длине пробега осколков деления в данном материале. сл СП со

COOS СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК ае <в.

Зии Н 01,Х 47/02 6 01

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3258069/18-25 (22) 06 ° 03.81 (46) 07.06.84. Вюл. У 21 (72) А.Н. Чирихин, В.И. Поликарпов, В.Н. Никифоров и В.А. Аксенов (53) 621.387.426(088.8) (56) 1. Дмитриев А.В., Малышев E Ê.

Нейтронные ионизационные камеры для реакторной техники, Атомиэдат, М., 1975, с. 58"64.

2. Малышев Е.К., Белозеров В.Г., Щеткин О.И. Широкадиапазонная камера деления для СУЗ ядерных реакторов. Атомная энергия, том. 47, вип. 4, с. 271-272, 1979(прототип). (54) (57) НЕЙТРОННАЯ ИОНИЗАЦИОННАЯ

КАМЕРА ДЕЛЕНИЯ, содержащая корпус, положительный, собирающий и отрицательный электроды, слой вещества, содержащего делящийся изотоп, который нанесен на обращенные друг к, другу поверхности положительного и собирающего электродов, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых плотностей потока нейтронов, слой упомянутого вещества нанесен также на обращенные друг к другу поверхности собирающего и отрицатепьного электродов, поверх которого расположен слой материала-поглотителя с толщиной, равной длине пробега осколков деления в данном материале.

4 1005

Изобретение относится к ядерному приборостроению и может быть использовано в системе управления и защиты (СУЗ) ядерных реакторов (ЯР) для измерения и контроля плотности по5 тока нейтронов (ППН), измерение которого в ядерных реакторах проводится в широком диапазоне десяти или более порядков.

В качестве детекторов применяют 10 ионизационные борные камеры и камеры деления. Обычно ионизационные камеры имеют:ограниченный диапазон измерения и поэтому используют несколько камер разной чувствительности с последовательным перекрытием поддиапазонов. Увеличение числа камер усложняет СУЗ. Поэтому задача состоит в осуществлении непрерывного измерения и контроля во всем диапазоне одним детектором.

Известна ионизационная камера деления, содержащая корпус и два электрода, причем на поверхности электродов, обращенных друг к другу, на- д5 несены слои вещества, содержащего делящий изотоп (например, уран-235)tlat.

Эта камера деления работает как в импульсном, так и в токовом режимах.

При малых уровнях НПН камера работает в импульсном режиме, и сигнал снимают в виде среднего числа импульсов тока в единицу времени..Верхний предел работы в импульсном режиме камера деления имеет порядка

10 имп/с, который ограничен просчетом импульсов за счет "мертвого времени. При высоких уровнях ППН камера работает в токовом режиме. Нижний предел пропорциональности между током камеры и ППН ограничен гаммафоном, который не пропорционален

ППН. Между областями работы камеры в импульсном и токовом режимах имеется область неконтролируемой ППН

10 -10 нейтр.см 2 с ".

Недостатком таких камер деления является необходимость применения дополнительного детектора для контроля в промежутке между импульсным

50 и токовым режимах: работы.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является камера деления типа КНК-15-1, содержащая кор55 пус,. положительный, собирающий и отрицательный электроды н слой вещества, содержащего делящийся изотоп, например уран-235, нанесенный на об594 2

ParqeHHMe друг K другу IIoBppxHocTH положительного и собирающего электродов 523.

Чувствительность камеры KHK-15-1 к гамма-излучению равна 10 " A/Р/ч.

Уменьшение чувствительности достигнуто благодаря частичной замене материала отрицательного электрода на тантал. Недостатком является то, что камера имеет относительно высокую чувствительность к гамма-излучению, поэтому в больших нейтронных и гамма-полях камера-прототип КНК-15

1 не может измерять с данной метрологической точностью плотности потоков нейтронов непрерывно во всем диапазоне, так как от 1 С до

2,..10 нейтр.см -с " она имеет не— измеряемый участок.

Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых плотностей потока нейтронов.

Поставленная цель достигается тем, что в ионизационной камере деления, содержащей корпус, положительный, собирающий и отрицательный электр оды, слой вещества, содержащего делящийся изотоп, например уран235, который нанесен на обращенные друг к другу поверхности положительнбго и собирающего электродов, слой упомянутого вещества нанесен также на обращенные друг к другу поверхности собирающего и отрицательного электродов, поверх которого расположен слой материала-поглотителя с толщиной, равной длине пробега осколков деления в данном материале.

Вещество с делящимся изотопом, нанесенное на электроды компесацнонного объема, не изменяет чувствительность камеры к нейтронам, так как осколки деления, образующиеся при взаимодействии нейтронов с делящимся изотопом, полностью поглощаются слоем материала, нанесенного на поверхности вещества.

Дополнительным введением в камеру делящегося изотопа получены два объема — рабочий и компенсационный с практически одинаковой чувствительностью к фоновому бета, гаммаизлучению, так как потеря энергии бета, гамма-излучения в слое матеРиала, толщина которого равна пробегу осколков деления в данном материале, незначительна из-за большой проникающей способности бета, гамма-излучения ° Например, пробег

1005594

15

30

40

Составитель

Редактор Л. Утехина Техред Ж.Кастелевич Корректор В. Гирняк

Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3961/1

Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4 осколков деления урана-235 в алюминии равен 3,7 мг/см", а пробег электронов с энергией 1 МэВ ранен 350370 мг/см . Выравнивание чувствитель ности рабочего и компенсационного объемов к фоновому излучению позволило значительно улучшить компенсацию фона.

На чертеже представлена структурная схема ионизационной камеры деления.

Ионизационная камера содержит rep метичный корпус 1, заполненный инерт ным газом. Внутри корпуса 1 расположены положительный 2, собирающий

3 и отрицательный 4. электроды. На поверхности электродов 2 и 3, обращенные друг к другу, нанесен открытый слой вещества 5, содержащий делящийся изотоп, например уран-235.

Слой вещества 5 нанесен и на поверхности электродов 3 и 4, обращенные друг к другу; поверх этого слоя закреплен материал 6, поглощающий осколки деления, Все электроды электроизолированы друг от друга и от корпуса камеры.

На положительный электрод подается положительный потенциал, на отрицательный электрод — отрицательный потенциал напряжения.

Устройство работает следующим образом.

В результате взаимодействия нейтронов, бета, гамма-излучения с делящимся изотопом и стенками ионизационной камеры между собирающим 3, положительным 2 и отрицательным 4 электродами возникает ионизационный ток, состоящий из трех компонент.

Одна компонента тока обусловлена вза имодействием нейтронов с делящимся иэотопом поверхность которого не заУ крыта поглотителем осколков деления.

Дне другие компоненты тока обусловлены бета, гамма-излучением и компенсируют друг друга, так как полярность их различна.

Токовый сигнал снимается с электрода 3, поэтому чем меньше разница этих двух компонент тока, тем лучше компенсация, тем меньше чувствительность камеры к гамма-излучению.

Чувствительность к фоновому (внешнему) гамма-излучению в предлагаемой камере составляет 10 A/Р/ч. По сравнению с чувствительностью камерыпрототипа КНК-15-1.10 1 А/P/÷ достигнуто 100-кратное понижение чувствительности к фоновому гамма-излучению, благодаря чему расширен диапазон в токовом режиме до

2-10 нейтр.см с . Поскольку 4 верхняя граница измеряемого потока нейтронов в импульсном режиме составляет 10 -нейтр. см с ", то пред- . лагаемая камера позволяет вести непрерывный контроль во всем диапазоне потока нейтронов.

Таким образом, дополнительное введение в ионизационную камеру деления вещества, содержащего делящийся изотоп на поверхности собирающего и отрицательного электродов и закрытого поглотителем осколков де. ° ления, позволяет практически полностью компенсировать ток, возникающий от внутреннего и внешнего гамма-из-, лучения, оставляя прежней чувствительность к нейтронам.

Изобретение позволяет сократить количество аппаратуры измерения и контроля плотности потока нейтронов в три раза и дать экономию для одного реактора. около 100 тыс.руб.

Нейтронная ионизационная камера деления Нейтронная ионизационная камера деления Нейтронная ионизационная камера деления 

 

Похожие патенты:

Ан ссср // 391649

Изобретение относится к области рентгеновского и ядерного приборостроения и может быть использовано при регистрации ионизирующего излучения по световому излучению газа в таких детекторах, как электролюминесцентный детектор, газовый пропорциональный сцинтилляционный счетчик и т.п

Изобретение относится к технической физике, точнее - к области регистрации нейтронов

Изобретение относится к области полупроводниковой электроники и может быть использовано при создании многоэлементных фотоприемников

Изобретение относится к области технической физики, а точнее - к области регистрации нейтронов

Изобретение относится к области ядерной физики, в частности к газоразрядным детекторам ионизирующего излучения, обеспечивающим регистрацию энергии и координат ионизирующего излучения

Изобретение относится к матричным детекторам ионизации газа для радиографических исследований рентгеновского или -излучения высокой энергии и основано на эффекте ионизации вторичных электронов, образуемых при взаимодействии излучения с рабочим газом под давлением

Изобретение относится к области ядерной физики и техники и может быть использовано для создания детекторов для контроля радиоактивности окружающей среды и обнаружения быстрого изменения концентрации радона в воздухе

Изобретение относится к области научного приборостроения, позволяет создавать и исследовать объекты размерами до 10 -10 метра
Наверх