Детектор нейтронов

 

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 0

00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ вЂ” - --- ..., К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 15,05.92. Бюл. F 18 (21) 3715165/25 (22) 22.03.84 (72) N.À.Сурков, Л.P.Äèàìåíò, В.Г.Ляпин, О.П.Шеглов и P.È.ßêîâëåâ (53) 539. 1.074(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Ф 348965, кл. С 01 Ч 5/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 1148474, кл. С 01 T 3/00, 1983. (54)(57) QETEKTOP HEATPOHOB, содер-, жащий корпус, в котором- аксиально размещен по меньшей мере один счетчик тепловых нейтронов,.корпус кото„„SU„„1236914 l А1. рого заполнен рабочим газом, окруженный замедлителем нейтронов, о тл и ч а ю ш,и и с я тем, что, е Целью повышения чувствительности, а также .увеличения долговечности и надежности, корпус выполнен герме» тичным и заполнен газом-поглотителем нейтронов, аналогичным тазу-, на" . полнителю счетчика, давление которо" го в корпусе не ниже минимально до- пустимого давления газа s счетчике, при этом минимальное расстояние между счетчиком и стенкой корпуса меньше, а максимальное расстояние больше .диаметра счетчика. е

123б 914

Изобретение относится к области исследований космоса, предметом изучения которых является определение содержания редкоземельных элементов и водородсодержащих материалов в 5 космических объектах. Если исследуемый космический объект, лишен плотной атмосферы, то определение укаэанных элементов может быть осуществлено дистанционно с автоматического 10 аппарата при его облете. Детектор может найти применение в других областях науки и техники, связанных с измерением потока быстрых нейтронов.

Целью изобретения является повы- 15 шение чувствительности, а также увеличение долговечности и надежности, Сущность изобретения заключается в том, что заполнение корпуса гаэомпоглотителем нейтронов позволяет . 20 полностью иеключить фон с любых на-, правлений, кроме исследуемого, при регистрации тепловых и эпитепловых нейтронов. Это связано с тем, что " при размещении.счетчика на расстоя" ниях от ближайшей стенки мень" ше диаметра, счетчика, а от даль-: ней больше диаметра счетчика мы имеем полное поглощение всех нейтронов со стороны стенки, наиболее удален- ЭО ной от счетчика. Со стороны стенки, ближайшей к счетчику, нейтроны регистрируютсй счетчиком, т.к. это расстояние меньше средней длины погло" щения нейтронов (диаметр счетчика выбирается с учетом. этого условия).

При регистрации медленных нейтронов упомянутые газы являются их эффективными поглотителями. Физический смысл выбора диаметра счетчика 4б как геометрического параметра его расположения во внешнем корпусе в том, что с учетом состава газовой смеси и давления задается толщина газового слоя между счетчиком и стен- 45 кой корпуса, имеющего меньший коэффициент поглощения медленных нейтро- нов, чем эффективность регистрации

У йрименяемых счетчиков.

Иазначение газа, находящегося в промежутке между стенкой корпуса и счетчиком в направлении максимально" го расстояния (т.е. в противоположном направлению на исследуемый объ" ект) †. экраннровка счетчика. от медленных нейтронов, являющихся фоновы" ми и возникшими, например, в результате взаимодействия галактического

3 космического излучения с космическим аппаратом.

Таким образом, оптимальное раз- мещение счетчика в газовом поглотителе тепловых нейтронов с расстоянием счетчика.до ближней стенки менее его диаметра и до наиболее удаленной стенки больше его диаметра дает возможность создать направленный детектор тепловых н эпитепловых нейтронов, которые проникают в счетчик со стороны максимального eI î приближения к корпусу и не проникают.иэ-эа полного поглощения с противоположной стороны.

Укаэанная связь расстояния от счетчика до стенки с диаметром счетчика является универсальной. Она применима к любым счетчикам и может быть использована для широкой программы исследований.

Давление газа в корпусе, аналогич-. ного газу-наполнителю счетчика, не киже .минимально допустимого давления газа в счетчике позволяет увеличить надежность и долговечность детектора при его работе в условиях космоса °

В предложенном техническом реше- . нии счетчик находится в благоприят- . ных условиях, т.к. давление газа внутри и снаружи его корпуса уравно" вешены. Поэтому все элементы корпуса, не испытывая дополнительных напряжений, лучше выдерживают механические и тепловые нагрузки. В тех случаях, когда все же образуются микротрещины, гаэ, используемый од" ровременно в корпусах и счетчика и детектора, сохраняет работоспособность счетчика.

Утечка газа из корпуса детектора ничтожна, маловероятна, т.к. конструкция корпуса детектора может быть выполнена точеной (или литой) из монолитного материала, а соединение с крышкой .осуществляется с помощью металлических прокладок.

Использование в качестве поглотителя газа позволяет сохранить неизменность параметров детектора при любых достижимых температурах.

На фиг. 1 изображен поперечный разрез детектора нейтронов; на фиг. 2 изображен продольный разрез детектора.

Детектор нейтронов содержит гер,метичный полый корпус 1, выполнен12369 1.4

Составитель А.Шахбазов

Редактор О. Юрчикова Техред Л. Олийнык Корректор А. Знмокосов

Заказ 2437 Тираж ° . . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, НосKBa, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, .ул. Проектная, 4 ный иэ прочного материала с минимальной степенью поглощения нейтронов, например из алюминиевых или титановых сплавов, вблизи внутренней поверхности 2 которого размещен по меньшей мере один счетчик 3 нейтронов, Герметичный корпус 4 счетчика

3 заполнен газом 5 — Не или BF

Э

Корпус 1 заполнен газом 6, аналогичным газу 5, которым заполнен корпус счетчика, т„е. Не или ВР . В корпусе 4 герметично закреплены высоковольтные вводы 7, изолированные от корпуса 4. Минимальное расстояние между счетчиком 3 и внутренней по° верхностью 2 меньше диаметра корпуса 4 счетчика 3, а максимальное расстояние между ними больше диаметра корпуса 4.

Выбор газа в счетчике 3 обуслов- лен тем, что Не . является оптимальньэк по его нейтронной реакции при измерении тепловых нейтронов и нейтронов с энергией до 100 КэВ, à BF является предпочтительным при измерении быстрых. нейтронов с энергией до 10 ИэВ. Давление газа 5 в корпусе 4 счетчика 3 выбирается порядка

7 атм иэ условия достижения максимальной чувствительности прн минимальных габаритах и массе счетчика.

В связи с тем, что при давлении газа 5 внутри корпуса счетчика свыше

7 атм чувствительность повышается незначительно, а при давлении ниже

3 атм она резко снижается, давление газа 5 в корпусе счетчика в .этом диапазоне является оптимальным. Давление газа 6 в корпусе 1 выбрано в пределах от 7 до 3 атм, т.е. не ниже минимально допустимого давления газа

5 в корпусе 4 счетчика. Основное назначение газа 6 - замедление быстрых нейтронов и поглощение медленных !

О нейтронов в толстом слое газа 6, т.е. ! происходит экранировка счетчиков от. нейтронов с энергиями до 100 КэВ со стороны толстого слоя газа as-эа большого сечения взаимодействия нейт" !

5 ронов с ядрами Не вплоть до. энергий

100 КэВ.

Детектор нейтронов работает сле" дующим образом.

При проникновении быстрых нейтро20 нов сквозь стенки корпуса онн замедляются в газе 6, например Не, наполняющем корпус 1, и часть иэ них регистрируется счетчиком 3. При проникновении медленных, нейтронов.

25 сквозь стенки корпуса со стороны наименьшего расстояния счетчика от внутренней поверхности 2 они регистрируются счетчиком. При проникновении медленных нейтронов сквозь стен"

З0 ки корпуса 1 со стороны наибольшего удаления счетчика 3 от поверхности

2 корпуса 1 они проникают в газ 6 и взаимодействуют с ядрами Нез до полного поглощения нейтронов в тол стом слое газа 6.