Газонаполненная ионизационная камера

Предложенное изобретение относится к регистрации ядерных излучений, а именно к регистрации нейтронов в системах управления и защиты ядерных реакторов. Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в повышении чувствительности устройства, в уменьшении размеров конструкции, в возможности применения любого количества электродов, в повышении надежности и виброустойчивости, а также в возможности использования оболочки камеры в качестве экрана от внешних электромагнитных полей или охранного электрода при включении камеры в импульсном или токовом режимах. Предложенная газонаполненная ионизационная камера включает в себя герметичную оболочку, герметичные электроизолированные выводы, электроды, керамические изоляторы. При этом электроды выполнены из трубок равной длины, каждый из электродов состоит из набора трубок, входящих одна в другую, коаксиально расположенных относительно друг друга и объединяющихся по обоим концам перемычками, причем трубки имеют вырезы для прохождения перемычек соседнего электрода. 1 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение, - регистрация ядерных излучений, преимущественно регистрация нейтронов в системах управления и защиты ядерных реакторов (СУЗ).

Известна ионизационная камера (Патент РФ №2215343) с электродными системами в корпусе, имеющая один или несколько герметичных объемов с откачными трубками и электрическими выводами от каждого электрода электродных систем. Электродная система камеры образована парами коаксиальных цилиндров, что не позволяет получить наибольшую поверхность электродов, так как между самими цилиндрами электродов, а также цилиндрами и корпусом остается пространство, незаполненное электродами.

В качестве прототипа выбрана камера типа КНТ-31, имеющая двухэлектродную систему, образованную набором коаксиальных тонкостенных цилиндров с наружными диаметрами 10, 18, 26 и 32 мм. Три внутренних цилиндра зажаты с помощью центральной стойки между двумя конусными керамическими изоляторами. Цилиндр диаметром 32 мм является корпусом камеры, торцы которого герметично закрыты фланцами (А.Б.Дмитриев, Е.К.Малышев. Нейтронные ионизационные камеры для реакторной техники. - М.: Атомиздат, 1975, с.61).

Недостатками прототипа являются: во-первых, неудовлетворительная виброустойчивость, так как вследствие применения конусных изоляторов и цилиндров электродов разной длины, между изоляторами оказывается зажатым только один цилиндр, а два других получаются с зазором; во-вторых, возможность деформации зажатого цилиндра при сборке, так как все усилия затяжки приходится только на него; в-третьих, уменьшение общей поверхности электродов с покрытием из-за разности в длинах электродов; в-четвертых, в данной конструкции для увеличения поверхности покрытия в качестве электрода задействован корпус камеры, что не позволяет его непосредственно использовать для экранирования электродов от внешних электромагнитных полей или в качестве охранного электрода. Охранный электрод - конструкционный элемент, имеющий потенциал, близкий к потенциалу собирающего электрода, предназначенный для исключения влияния тока по изоляторам на ток в цепи собирающего электрода.

Технический результат, достигаемый при реализации предлагаемого устройства, заключается в повышении чувствительности за счет увеличения поверхности электродов с покрытием при эффективном использовании внутреннего объема камеры, в уменьшении размеров конструкции за счет возможности использования набора трубок электродов с малыми диаметрами (например, 4, 8, 12, 16, 20, 24 мм), в возможности применения любого количества электродов за счет формирования такой конструкции электродов, в повышении надежности и виброустойчивости за счет жесткого соединения трубок перемычками, скрепляемых сваркой, в возможности использования оболочки камеры в качестве экрана от внешних электромагнитных полей или охранного электрода при включении камеры в импульсном или токовом режимах за счет оболочки камеры, которая электрически изолирована от электродов.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в газонаполненной ионизационной камере, включающей в себя герметичную оболочку, герметичные электроизолированные выводы, электроды, керамические изоляторы, электроды выполнены из трубок равной длины, каждый из электродов состоит из набора трубок, входящих одна в другую, коаксиально расположенных относительно друг друга и объединяющихся по обоим концам перемычками, что обеспечивает механическое скрепление трубок электродов и исключение поворота электродов относительно друг друга, электрическое соединение между трубками электрода и выводом, причем трубки имеют вырезы для прохождения перемычек соседнего электрода, а перемычки выполнены из электропроводящего материала и соединены электрически одноименными трубками.

Предлагаемая камера показана на чертеже.

Газонаполненная ионизационная камера содержит герметичную оболочку 1, герметичные электроизолированные выводы 2, два электрода 3, 4 (может быть и больше), керамические изоляторы 5 и перемычки 6, 7.

Работа газонаполненной ионизационной камеры происходит следующим образом. Вывод одного из электродов электродной системы соединяется с источником постоянного напряжения "+". Вывод другого электрода через входное сопротивление вторичной аппаратуры электрически соединяется с заземленным корпусом ионизационной камеры и "-" выводом источника постоянного напряжения. При воздействии на ионизационную камеру нейтронного потока из покрытия электродов в межэлектродное пространство вылетают ионизирующие частицы, вследствие этого газ в межэлектродном промежутке ионизируется и возникает электрический ток, величина которого является мерой плотности нейтронного потока.

В настоящее время газонаполненная ионизационная камера применяется в системах управления и защиты реактора типа РБМК на КуАЭС и ЛАЭС.

Газонаполненная ионизационная камера, включающая в себя герметичную оболочку, герметичные электроизолированные выводы, электроды, керамические изоляторы, отличающаяся тем, что электроды выполнены из трубок равной длины, каждый из электродов состоит из набора трубок, входящих одна в другую, коаксиально расположенных относительно друг друга и объединяющихся по обоим концам перемычками, причем трубки имеют вырезы для прохождения перемычек соседнего электрода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к детектирующим элементам, а именно к устройствам, в которых происходит регистрация гамма-квантов с высоким энергетическим разрешением и потоков нейтронов одновременно, за счет взаимодействия гамма-излучения и нейтронов с рабочим веществом детектора, и может быть использовано для оперативного обнаружения и идентификации гамма-нейтронного излучения от различных объектов, применяемых в ядерно-физических исследованиях и атомной энергетике, для технологического контроля при переработке ядерного топлива, для реакторной диагностики, для исследования нефте-газовых скважин, а также для контроля за перемещением гамма-нейтронных источников на таможне и т.д.

Изобретение относится к области регистрации рентгеновского излучения и может быть использовано как в медицинской рентгенографии, так и для досмотра людей в целях безопасности для обнаружения спрятанных на/в теле, в одежде опасных и скрываемых предметов и веществ.

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и, в частности, к ультрафиолетовым (УФ) лампам, и фотоионизационным газоанализаторам на их основе. .

Изобретение относится к области распространения электромагнитных волн в средах. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам контроля ядерных реакторов, в которых осуществляют преобразование плотности нейтронного потока и потока гамма-квантов, на различных уровнях по высоте активной зоны, в выходные электрические сигналы на всех режимах работы реакторной установки.

Изобретение относится к экспонометрии, в частности к ионизационным камерам рентгеноэкспонометров, и предназначено для промышленной рентгенографии материалов и изделий, используемых при производстве снимков.

Изобретение относится к области регистрации ионизирующего излучения и может найти применение в измерении энергий альфа-частиц

Изобретение относится к регистрации нейтронов и гамма-излучений, преимущественно регистрации нейтронов в системах управления и защиты (СУЗ) ядерных реакторов

Изобретение относится к способам измерений интенсивности источников ВУФ-излучения и устройствам для их осуществления. В способе измерения интенсивности источников ВУФ-излучения через проточную ионизационную камеру, облучаемую источником ВУФ-излучения, пропускают поток ионизуемого вещества и измеряют ионизационный ток, а затем по величине ионизационного тока и квантового выхода рассчитывают поток ВУФ-излучения. Через ионизационную камеру пропускают смесь газа, прозрачного для ВУФ-излучения, с содержанием ионизуемого вещества от 1000 ppm до 10000 ppm при давлении не ниже атмосферного, причем в состав смеси добавляют компонент, поглощающий ВУФ-излучение, но не ионизуемый этим излучением, с концентрацией 0,5-20% по объему. Описано также устройство для осуществления способа, содержащее проточную ионизационную камеру с источником ВУФ-излучения, облучающим внутренний объем камеры, два электрода для измерения ионизационного тока, патрубки для подвода и отвода ионизуемого вещества. В устройство введен баллон, содержащий смесь прозрачного для ВУФ-излучения газа с ионизуемым веществом, концентрация которого составляет от 1000 ppm до 10000 ppm, находящуюся при давлении выше атмосферного, причем в потоке газа, поступающего в проточную ионизационную камеру, установлены регулятор расхода и измеритель расхода газа. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области регистрации рентгеновского излучения и может быть использовано для визуализации внутренней структуры объектов в медицинской диагностике, в системах досмотра, дефектоскопии и т.п. Многоканальная газовая ионизационная камера содержит заполненный газом корпус, прозрачный для рентгеновских лучей, по крайней мере, в месте их ввода, в котором размещен плоский конденсатор с расположенными параллельно пучку вводимого рентгеновского излучения сплошным анодом и катодом, разделенным на элементы, снабженные регистрирующей электроникой, которые образуют матрицу, имеющую не менее двух строк, столбцы матрицы ориентированы вдоль рентгеновских лучей, при этом в первой по ходу рентгеновских лучей строке матрицы регистрируются преимущественно кванты более низких энергий, а в каждой последующей - кванты все более высоких энергий. Технический результат - возможность при выполнении одной процедуры съемки одновременно получить несколько изображений объектов при разных эффективных энергиях излучения, что упрощает процесс досмотра людей и багажа. 2 ил.

Изобретение относится к устройству контроля ядерных реакторов, которые осуществляют преобразование плотности потока тепловых нейтронов (ППТН) и потока гамма-квантов в выходные электрические сигналы на всех режимах работы реакторной установки. Заявленное устройство включает источник быстрых нейтронов (ИБН), контейнер безопасного хранения ИБН, канал для перемещения ИБН между контейнером и ионизационной камерой, съемный механизм перемещения ИБН. Контроль коэффициента преобразования осуществляется в период заглушения работы реактора, при этом ИБН установлен около ионизационной камеры, путем сравнения величины сигнала от ИБН с паспортными данными, полученными при изготовлении ПИК от такого же ИБН. В период работы ядерного реактора ИБН находится в контейнере безопасного хранения ПИК. Предусмотрен вариант устройства, в котором для контроля нескольких ПИК используется один ИБН и один механизм его перемещения. Техническим результатом является возможность контролировать стабильность коэффициента преобразования ППТН в электрические сигналы при длительной (более 30 лет) эксплуатации, а также возможность контроля целостности цепей и стабильности работы системы управления и защиты ядерного реактора, что существенно повышает надежность работы реактора. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области регистрации альфа-излучения и может использоваться для измерения энергий альфа-частиц в атомной, ядерной отраслям промышленности. Спектрометрическая импульсная ионизационная камера включает модуль газонаполнения, выполненный в виде системы электромагнитных пневматических клапанов, соединенных таким образом, чтобы обеспечить подключение внутреннего газового объема импульсной ионизационной камеры попеременно к источнику газовой смеси, вакуумному насосу, линии сброса избыточного давления, либо полной отсечки газового объема. Герметичный корпус, заполненный газовой смесью, с размещенными внутри корпуса анодом, окруженным охранным кольцом, электродом, называемым сеткой, неподвижно закрепленным катодом, имеющим паз, через который подаются в чувствительный объем тарелки, являющиеся держателями измеряемого образца. Поворотный диск с установленными на нем тарелками, поворотным и подъемным устройствами, выполненными таким образом, чтобы в совокупности осуществлять размещение в чувствительном объеме спектрометрической ионизационной камеры и последующее извлечение измеряемых образцов, размещенных на тарелках, без нарушения герметичности ионизационной камеры. Поворотное и подъемное устройства приводятся в действие мотор-редукторами, размещенными внутри герметичного корпуса, управление которыми производится при помощи программируемого электронного устройства, осуществляющего контроль давления внутри герметичного корпуса посредством вакуумметра и датчика давления, контроль положения поворотного устройства при помощи датчиков основного положения, а также подающего в соответствии с заложенной программой управляющие сигналы на пневматические клапаны и мотор-редукторы. Технический результат - повышение точности и надежности измерений. 4 ил.

Изобретение относится к детектору излучения, в частности электромагнитного излучения большой мощности. Детектор содержит секцию преобразования, включающую катод (3), для преобразования излучения (Р), падающего на секцию преобразования, в электроны (Е) с помощью фотоэлектрического эффекта. Детектор дополнительно включает газовый электронный умножитель (4) для создания электронной лавины из электронов (Е), которые создаются в секции преобразования и входят в газовый электронный умножитель (4), при этом газовый электронный умножитель (4) содержит первый электрод (5), диэлектрический слой (6) и второй электрод (7), при этом первый электрод (5) расположен на первой стороне диэлектрического слоя (6) вблизи секции преобразования, и второй электрод (7) расположен на второй стороне диэлектрического слоя (6), противоположной первой стороне. Газовый электронный умножитель (4) содержит несколько отверстий (9), заполненных газом, при этом указанные отверстия (9) проходят через первый электрод (5), диэлектрический слой (6) и второй электрод (7). Кроме того, детектор включает детекторный анод (8) вблизи второго электрода (7) для обнаружения лавины электронов. Детекторный анод (8) проходит у каждого отверстия (9) газового электронного умножителя (4) от второго электрода (7) над отверстием (9) так, что отверстие на одной стороне полностью закрыто детекторным анодом (8). Положение детекторного анода (8) смещено вниз относительно плоскости второго электрода (7), причем одно или более отверстий (9) проходят через детекторный анод (8). Технический результат - повышение точности измерения. 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к детекторам ионов на космических аппаратах и в области ускорительной атомной масс-спектрометрии - с улучшенными характеристиками по степени идентификации ионов. Предложен детектор, работающий в условиях вакуума, состоящий из корпуса, заполненного благородным газом (Ar, Kr, Xe, Ne или He) при низком (около 0.01-0.5 атм) давлении, входного окна для пропуска ионов внутрь детектора, дрейфового объема, сформированного катодом из проводящей сетки и полеформирующими электродами, электролюминесцентного зазора (ЭЛ зазора), сформированного двумя проводящими параллельными сетками, фотоприемниками для регистрации пропорциональной электролюминесценции в ЭЛ зазоре, согласно изобретению фотоприемником является многоканальная сборка гейгеровских лавинных фотодиодов (ГЛФД) в виде матрицы, чувствительных в видимой и ближней инфракрасной (ИК) области спектра или в области вакуумного ультрафиолета (ВУФ), а плоскость ЭЛ зазора расположена либо перпендикулярно плоскости входного окна, т.е. вдоль трека иона и с поперечным дрейфом электронов первичной ионизации по отношению к треку, либо параллельно плоскости входного окна, т.е. поперек трека иона и с продольным дрейфом электронов первичной ионизации по отношению к треку. Детектор способен эффективно регистрировать отдельные ионы, т.е. работать в режиме счета ионов при их полной остановке в детекторе, и идентифицировать ионы путем измерения одновременно их полной энергии, а также ионизационных потерь (dE/dx) вдоль трека путем его сегментации на сектора измерения как с достаточно высоким пространственным разрешением вдоль трека (Δx<1 см), так и с высоким энергетическим разрешением для каждого из сегментов трека (σ/Е<2%). Заявляемая совокупность признаков позволяет регистрировать и идентифицировать ионы с энергией выше порядка 1 МэВ, причем с достаточно высоким пространственным (<1 см) и энергетическим (<2%) разрешением, что позволит повысить способность к идентификации ионов по сравнению с другими детекторами ионов. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам контроля ядерных реакторов, а именно к ионизационным камерам деления (ИКД) с электродами, на поверхности которых нанесен слой материала, делящегося при взаимодействии с нейтронами. Технический результат - обеспечение возможности контроля плотности потока тепловых нейтронов в выходные электрические сигналы во всех режимах работы реакторной установки, включая режимы, при которых ионизационные камеры должны эксплуатироваться при температуре более 500°С. На поверхность делящегося покрытия электрода ИКД нанесен слой материала, например платины, с работой выхода электронов больше работы выхода электронов из материала покрытия, содержащего элементы, делящиеся при взаимодействии с нейтронами, причем толщина этого слоя недостаточна для полного препятствия выхода продуктов реакции (осколков деления) в межэлектродное пространство и достаточна для уменьшения термоэмиссии электронов при температуре выше 500°С. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области радиационного контроля окружающей среды. Узел радиационного обнаружения содержит ионизационную камеру для обнаружения излучения. Ионизационная камера содержит объем со сжатым газом. Наружный корпус вмещает ионизационную камеру в своем внутреннем объеме и содержит разрушаемую часть. Ограничительный узел ограничивает путь потока газа от ионизационной камеры к разрушаемой части наружного корпуса, которая сбрасывает давление внутри ионизационной камеры, когда давление сжатого газа в ионизационной камере превышает заданное давление, так что по меньшей мере часть сжатого газа протекает через ограничительный узел и через разрушаемую часть наружного корпуса. Сжатый газ затем выпускают на наружной стороне наружного корпуса. Также описан способ уменьшения давления в узле радиационного обнаружения. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх