Устройство для измерения потока нейтронов

Изобретение относится к области измерения излучений. Устройство для измерения потока нейтронов содержит первичный преобразователь в виде ионизационной двухсекционной трехэлектродной камеры, к общесекционному электроду которой подключен однополярный источник питания, а к разнополярным электродам, к положительному, входящему в состав нейтронной секции, и к отрицательному, входящему в состав компенсационной секции, - блоки измерения тока, которые связаны с блоком обработки выходных сигналов, при этом блоки измерения тока состоят из преобразователя ток-напряжение, выполненного на основе линейного усилителя с переключающимися пределами измерения или на основе логарифмического усилителя, выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, управляемого микроконтроллером, выход которого через интерфейс связи подключен к интерфейсу связи блока обработки выходных сигналов, который имеет возможность подключения к вычислительному устройству более высокого уровня и включает в себя свой микроконтроллер, позволяющий автоматически корректировать с учетом сигнала, полученного от блока измерения тока по гамма-излучению, сигнал, полученный от блока измерения тока по нейтронной составляющей, и производить вычисление потока нейтронов, а однополярный источник питания включает в себя высоковольтный преобразователь напряжения, подключенный к своему микроконтроллеру, позволяющему осуществлять автоматический контроль и коррекцию выходного напряжения и подключенному через интерфейс связи к интерфейсу связи блока обработки выходных сигналов. Технический результат - повышение достоверности и точности результатов измерения и расширение функциональных возможностей устройства. 1 ил.

 

Изобретение относится к области измерения излучений, в частности к устройствам контроля нейтронного излучения в присутствии гамма-излучения, и может быть использовано в системах управления и защиты (СУЗ) исследовательских и энергетических ядерных реакторов.

При эксплуатации ядерных реакторов в качестве параметра, характеризующего мощность реактора, используется плотность нейтронного потока, измеряемая, в частности, с помощью ионизационных камер деления (ИКД). Достоверность получаемой с их помощью информации зависит от того, насколько качественно удается отфильтровать отклики процессов, которые приводят к появлению токового ложного выходного сигнала (ЛВС), вносящие существенную погрешность при измерении плотности потока нейтронов. Величина ЛВС определяется гамма-фоном работающего реактора, излучением активных продуктов деления, которые накапливаются в рабочей секции камеры и конструкционными особенностями ионизационной камеры [Г.П. Юркевич. Система управления ядерными реакторами: Принципы работы и создания / Под редакцией академика РАН Н.С. Хлопкина. - 2-е изд., перераб. и доп. - М: ЭЛЕКС-КМ, 2009 - 448 с].

Известно устройство для измерения потока нейтронов по патенту RU 2089926 («Токовый канал для измерения потока нейтронов», опубл. 10.09.1997), состоящее из первичного преобразователя, в качестве которого используют ИКД КНК-17-1, и электронного блока. В состав ИКД входит три электрода - два высоковольтных и один общий. ИКД включает два равных чувствительных объема, один из которых чувствителен к нейтронному и гамма-излучениям, а второй объем практически не чувствителен к нейтронам и служит для компенсации тока от гамма-излучения в цепи общего электрода. Электронный блок содержит токовый измерительный канал и два разнополярных источника питания, выходы которых соединены линией электрической связи с высоковольтными электродами первого и второго чувствительных объемов. Под воздействием гамма-излучения в равных объемах между дисками электродной системы возникают одинаковые ионизационные токи, которые вычитают в цепи общего электрода.

При использовании двух разнополярных источников питания, подключенных к высоковольтным электродам, и регистрации разностного токового отклика с общего для обеих секций электрода маскируются индивидуальные особенности формирования токов разных чувствительных объемов и снижаются достоверность и точность измерения нейтронного потока. Необходимость настройки допустимого соотношения напряжений питания для первого и второго чувствительных объемов ИКД осложняет применение устройства измерения потока нейтронов в предложенной конфигурации. Данный вид компенсации применим только на линейном участке нагрузочной характеристики ИКД.

Для исправления указанных недостатков целесообразно обеспечить раздельную регистрацию токов ИКД по секциям и применить схему однополярного питания по общему для секций электроду, при этом на положительном электроде измерять силу ионизационного тока, возникающего в нейтронной (рабочей) секции ИКД, а на отрицательном - в гамма (компенсационной) секции.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению по решаемой задаче и количеству сходных признаков является устройство для измерения потока нейтронов с непрерывной электрической компенсацией токового ЛВС (Г.П. Юркевич. Система управления ядерными реакторами: Принципы работы и создания / Под редакцией академика РАН Н.С. Хлопкина. - 2-е изд., перераб. и доп. - М: ЭЛЕКС-КМ, 2009, стр. 166-169, рис 3.32в). Устройство для измерения потока нейтронов включает первичный преобразователь в виде ионизационной двухсекционной трехэлектродной камеры, к общесекционному электроду которой подключен однополярный источник питания, а к разнополярным электродам - блоки измерения тока: к положительному электроду ИКД подключен вход блока измерения тока, пропорционального измеряемому потоку нейтронов, а к отрицательному электроду подсоединен вход блока измерения тока, пропорционального компенсирующему сигналу гамма-излучения. Выходные сигналы блоков измерения тока включены встречно и подаются на электронный блок обработки токовых выходных сигналов. В качестве блока измерения тока используют измеритель тока, входящий в состав прибора для измерения реактивности ПИР-4 [Прибор для измерения реактивности ПИР-4: Технические характеристики и инструкция по эксплуатации (1-я редакция). - М., 1987]. Блок обработки выходных сигналов представляет собой электронную схему, состоящую из предварительных усилителей и схемы вычитания токовых сигналов аппаратным способом (на операционных усилителях).

Недостатком данного устройства измерения нейтронного потока является сложность достижения компенсации путем настройки значений токового ЛВС. Регулировку электрической схемы непрерывной компенсации устройства для измерения нейтронного канала производят до установки его на объект - ядерный реактор - следующим образом. Трехэлектродную ИКД помещают в изменяемое поле гамма-излучения (мощностью до 104-106 Р/ч), измерения токов с положительного и отрицательного электродов производят при разных мощностях гамма-излучения, при этом масштаб компенсирующего токового сигнала устанавливают таким образом, чтобы разность токов, полученных от разных чувствительных объемов ИКД, была минимальна на заданном интервале изменения мощности гамма-излучения. Полученное минимальное значение ЛВС и диапазон мощности гамма-излучения, на котором проводились измерения, заносят в паспорт ИКД. Кроме того, необходимо проводить настройку масштаба компенсации ЛВС перед пуском реактора и оценивать влияние мощности дозы гамма излучения на кратность компенсации токового ЛВС.

Техническая задача заявляемого изобретения заключается в создании универсального устройства для измерения потока нейтронов с улучшенными метрологическими характеристиками и расширенными функциональными возможностями на основе промышленных двухсекционных ионизационных камер типа КНК-4, КНК-53М, КНК15-1 и др.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение достоверности и точности результатов измерения, расширение функциональных возможностей устройства для измерения потока нейтронов.

Дополнительным техническим результатом является отказ от процедуры настройки компенсации путем перехода к прямому измерению ЛВС с последующим простым вычитанием одного файла из другого.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве для измерения потока нейтронов, включающем первичный преобразователь в виде ионизационной двухсекционной трехэлектродной камеры, к общесекционному электроду которой подключен однополярный источник питания, а к разнополярным электродам, к положительному, входящему в состав нейтронной секции, и к отрицательному, входящему в состав компенсационной секции, - блоки измерения тока, которые связаны с блоком обработки выходных сигналов, новым является то, что каждый блок измерения тока содержит преобразователь ток-напряжение, который выполнен на основе линейного усилителя с переключающимся пределом измерения или на основе логарифмического усилителя и выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, управляемого микроконтроллером, через интерфейс связи подключенным к интерфейсу связи блока обработки выходных сигналов, который имеет возможность подключения к вычислительному устройству более высокого уровня и содержит микроконтроллер, позволяющий автоматически корректировать сигнал, полученный от блока измерения тока по нейтронной составляющей с учетом ЛВС на основе сигнала, полученного от блока измерения тока по гамма-излучению, и производить вычисление потока нейтронов, а однополярный источник питания включает в себя высоковольтный преобразователь напряжения, подключенный к своему микроконтроллеру, который осуществляет автоматический контроль и коррекцию выходного напряжения и подключен через интерфейс связи к интерфейсу связи блока обработки выходных сигналов.

Использование в устройстве для измерения потока нейтронов блока измерения тока, содержащего преобразователь ток-напряжение на основе линейного усилителя с переключающимися пределами измерения или логарифмического усилителя, способствует увеличению диапазона регистрации тока по амплитуде (диапазон измерения - до десяти порядков) что способствует расширению диапазона регистрации тока по амплитуде, что в итоге расширяет функциональные возможности устройства, а также повышает достоверность и точность измерений.

Использование в составе блока измерения тока аналого-цифрового преобразователя (АЦП), управляемого микроконтроллером, позволяет переводить аналоговый сигнал в цифровой код и автоматически вычислять значения измеренного тока от рабочей (нейтронной) или компенсационной (гамма) секции ИКД, что повышает достоверность и точность измерений токовых откликов от нейтронного и гамма излучений, расширяет функциональные возможности устройства для измерения потока нейтронов.

Выполнение блока обработки выходного сигнала на основе микроконтроллера предоставляет возможность автоматически рассчитывать и корректировать кратность компенсации токового ЛВС с учетом влияния изменяющейся при работе реактора мощности гамма-излучения, вычислять на основании измеренных токов истинное значение нейтронного потока, исключает необходимость предварительной ручной настройки кратности компенсации токового ЛВС и ручной подстройки его в ходе работы реактора, что уменьшает время обработки выходных сигналов, обеспечивает повышение достоверности и точности измерения нейтронного потока, расширяет диапазон его измерения и функциональные возможности устройства.

Возможность подключения блока обработки выходного сигнала к вычислительному устройству более высокого уровня позволяет интегрировать устройство для измерения потока нейтронов в автоматизированную систему управления и защиты реакторов, что расширяет функциональные возможности устройства.

Использование в качестве однополярного источника питания для ИКД высоковольтного преобразователя напряжения, подключенного к микроконтроллеру, который через интерфейс связи соединен с интерфейсом связи блока обработки выходных сигналов, позволяет контролировать стабильность высоковольтного напряжения питания, подаваемого на общий электрод ИКД, что повышает достоверность и точность измерения нейтронного потока, расширяет функциональные возможности устройства.

Заявляемое изобретение поясняется чертежом (фиг.), на котором изображена блок-схема заявляемого устройства, где

1 - двухсекционная ИКД;

2 - биологическая защита;

3 - высоковольтный источник питания;

4 - высоковольтный преобразователь напряжения;

5 - микроконтроллер;

6 - интерфейс связи;

7 - блок измерения тока рабочего объема ИКД;

8 - преобразователь ток-напряжение;

9 - аналого-цифровой преобразователь;

10 - микроконтроллер;

11 - интерфейс связи;

12 - блок измерения тока компенсационного объема ИКД;

13 - преобразователь ток-напряжение;

14 - аналого-цифровой преобразователь;

15 - микроконтроллер;

16 - интерфейс связи;

17 - блок обработки выходных сигналов;

18 - вычислительное устройство верхнего уровня.

Примером конкретного выполнения заявляемого изобретения может служить устройство для измерения потока нейтронов, включающее первичный преобразователь, в качестве которого используют ионизационную двухсекционную трехэлектродную камеру - ИКД (1). Общий электрод ИКД (1) соединен при помощи кабеля через биологическую защиту (2) с высоковольтным источником питания (3), который состоит из высоковольтного преобразователя напряжения (4), соединенного с микроконтроллером (5), подключенным через интерфейс связи (6) к блоку обработки выходных сигналов (17), в качестве которого использован блок обработки данных (БОД).

К положительному электроду, который входит в состав рабочего объема ИКД (1), чувствительного к нейтронному излучению, при помощи кабеля, проложенного через биологическую защиту (2), подключен вход блока измерения нейтронной составляющей тока (7), состоящего из преобразователя ток-напряжение - логарифмического усилителя (8), выход которого подключен к входу АЦП (9). В свою очередь, выход АЦП (9) подключен к микроконтроллеру (10), соединенному через интерфейс связи (11) к блоку обработки выходных сигналов - БОД (17). Микроконтроллер (10) управляет также работой логарифмического усилителя (8).

К отрицательному электроду, который входит в состав компенсационного объема ИКД (1), чувствительного к гамма-излучению, при помощи кабеля, проложенного через биологическую защиту (2), подключен вход блока измерения составляющей тока от гамма-излучения (12), состоящего из логарифмического усилителя тока (13), выход которого подключен к входу АЦП (14). В свою очередь, выход АЦП (14) подключен к микроконтроллеру (15), соединенному через интерфейс связи (16) к БОД (17). Микроконтроллер (15) управляет также работой логарифмического усилителя (13).

БОД (17) имеет возможность подключения к вычислительному устройству верхнего уровня (18).

Заявляемое устройство измерения нейтронного потока работает следующим образом.

Двухсекционную ИКД (1) размещают в поле излучения исследовательского ядерного реактора и подключают к высоковольтному источнику напряжения (3), в котором импульсный преобразователь напряжения (4) вырабатывает высокое напряжение 300 В. Микроконтроллер (5) обеспечивает обмен данными через интерфейс связь (6) с БОД (17), измерение выходного напряжения, индикацию его значения на цифровом индикаторе и контроль выхода напряжения за установленные значения.

Ток, возникающий под воздействием нейтронного и гамма излучений реактора в рабочей секции ИКД (1), измеряют при помощи блока измерения тока (7), в котором логарифмический усилитель (8) преобразует ток в напряжение по логарифмическому закону (диапазон выходного напряжения - от 0 до 4 В). На выходе логарифмического усилителя (8) напряжение изменяется по формуле:

где U - измеряемое напряжение (В),

IX - искомое значение тока,

I0 - эталонный ток (10-8 А).

Работа логарифмического усилителя (8) управляется микроконтроллером (10).

Полученное напряжение поступает на вход АЦП (9), где его преобразуют в цифровой код, который поступает на вход микроконтроллера (10), который при помощи специальной программы вычисляет значение тока по формуле:

Микроконтроллер (10) отображает полученное значение на цифровом индикаторе и передает его по запросу в БОД (17) через интерфейс связи (11).

Ток, возникающий под воздействием гамма излучения реактора в компенсационной секции ИКД (1), измеряют при помощи блока измерения тока (12), в котором логарифмический усилитель (13) преобразует ток в напряжение по логарифмическому закону (диапазон выходного напряжения - от 0 до 4 В). На выходе логарифмического усилителя напряжение изменяется по формуле (а). Работа логарифмического усилителя (13) управляется микроконтроллером (15).

Преобразованное напряжение поступает на вход АЦП2 (14), где его преобразуют в цифровой код, который поступает на вход микроконтроллера (15), который при помощи специальной программы вычисляет значение тока по формуле (б). Микроконтроллер (15) отображает полученное значение на цифровом индикаторе и передает его по запросу в БОД (17) через интерфейс связи (16).

БОД (17) суммирует полученные значения токов с заранее заданными коэффициентами и пересчитывает сумму в физическую мощность реактора (плотность нейтронного потока). Полученный результат БОД (17) высвечивает на цифровом индикаторе и передает на вычислительное устройство верхнего уровня (18) по запросу от него. По командам вычислительного устройства (18) можно редактировать коэффициенты преобразования в БОД (17).

Таким образом, заявляемое устройство измерения нейтронного потока на основе двухсекционных промышленных ионизационных камер типа КНК-4, КНК-53М, КНК15-1 и др. обладает упрощенной процедурой настройки компенсации ЛВС и более высокой достоверностью результатов измерения плотности нейтронного потока по сравнению с устройством, являющимся наиболее близким аналогом.

Промышленная применимость предлагаемого изобретения определяется тем, что устройство измерения нейтронного потока может быть изготовлено по известной технологии из известных комплектующих изделий и материалов и использовано в измерительных системах и СУЗ реакторов.

Был изготовлен опытный образец устройства на основе двухсекционных промышленных ионизационных камерах типа КНК-4, КНК-53М и КНК15-1 и испытан на реакторе БР-К1 ВНИИЭФ. Испытания подтвердили осуществимость и практическую ценность заявляемого изобретения.

Устройство для измерения потока нейтронов, включающее первичный преобразователь в виде ионизационной двухсекционной трехэлектродной камеры, к общесекционному электроду которой подключен однополярный источник питания, а к разнополярным электродам, к положительному, входящему в состав нейтронной секции, и к отрицательному, входящему в состав компенсационной секции, - блоки измерения тока, которые связаны с блоком обработки выходных сигналов, отличающийся тем, что блоки измерения тока состоят из преобразователя ток-напряжение, выполненного на основе линейного усилителя с переключающимися пределами измерения или на основе логарифмического усилителя, выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, управляемого микроконтроллером, выход которого через интерфейс связи подключен к интерфейсу связи блока обработки выходных сигналов, который имеет возможность подключения к вычислительному устройству более высокого уровня и включает в себя свой микроконтроллер, позволяющий автоматически корректировать с учетом сигнала, полученного от блока измерения тока по гамма-излучению, сигнал, полученный от блока измерения тока по нейтронной составляющей, и производить вычисление потока нейтронов, а однополярный источник питания включает в себя высоковольтный преобразователь напряжения, подключенный к своему микроконтроллеру, позволяющему осуществлять автоматический контроль и коррекцию выходного напряжения и подключенному через интерфейс связи к интерфейсу связи блока обработки выходных сигналов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области технической физики. Устройство для спектрометрии нейтронов состоит из водородсодержащих замедлителей быстрых нейтронов цилиндрической формы, регистраторов тепловых и медленных нейтронов, расположенных вдоль центральной оси устройства, борного фильтра и цилиндрических углублений на торцевой поверхности замедлителя, обращенной к источнику излучений, при этом в качестве регистраторов нейтронов используют активационные детекторы в кадмиевом чехле и без чехла, которые размещены в контейнере попарно на расстояниях не более длины диффузии тепловых нейтронов в замедлителе, а цилиндрические углубления заполнены вставками, при этом контейнер и вставки выполнены из материала замедлителя.
Изобретение относится к области ядерной техники. Эмиссионный нейтронный детектор содержит коллектор и эмиттер, отделенные друг от друга изоляционным материалом, при этом эмиттер выполнен из порошка двуокиси гафния, заключенного в металлическую оболочку, при этом оболочка эмиттера выполнена толщиной от 0,14 мм до 0,20 мм, а масса двуокиси гафния на 1 м чувствительной части детектора выбрана в диапазоне от 6,4 г до 7,1 г.

Изобретение относится к полупроводниковым детекторам для регистрации корпускулярных излучений, в частности к алмазным детекторам тепловых нейтронов. Алмазный детектор тепловых нейтронов состоит из алмазной пластины, двух контактных электродов, конвертора тепловых нейтронов и внешних выводов для подачи напряжения смещения и съема выходного сигнала, при этом один из контактных электродов выполнен в виде набора графитовых столбиков, расположенных в объеме алмазной пластины так, чтобы расстояние от торцов графитовых столбиков до второго контактного электрода не превышало 5-10 мкм, при этом основания графитовых столбиков параллельно подсоединены к выводу для подачи напряжения смещения, а конвертор тепловых нейтронов установлен над поверхностью другого контактного электрода.

Изобретение относится к области измерении плотности потока нейтронов с помощью различных типов детекторов, в частности пропорциональных и коронных счетчиков медленных нейтронов, импульсных камер деления.

Устройство может быть использовано для изготовления цилиндрических трубок из пластика или металлопластика для газонаполненных дрейфовых детекторов ионизирующего излучения.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к метрологии нейтронного излучения, и может быть использовано при калибровке каналов измерения расхода теплоносителя в первом контуре корпусных ядерных реакторов.

Изобретение относится к области ядерной физики. Способ измерения асимметрии распада поляризованных пучков включает в себя пропускание поляризованного пучка частиц через контролируемую зону, регистрацию заряженных частиц, испускаемых асимметрично относительно спина распадающихся частиц, контрольные измерения при изменении направления поляризации пучка на 180°, при этом исходный поляризованный пучок частиц пропускают через зону контроля с близким к нулю магнитным полем, поток частиц исходного поляризованного пучка ступенчато варьируют с помощью прецизионной управляемой диафрагмы, на каждой ступени потока проводят многократные измерения скорости счета и энергетического спектра испускаемых в зоне контроля заряженных частиц с помощью охватывающего пучок секционированного по углу детектора; по совокупности скоростей счета и их погрешностей строят функционал ошибок для оценок чисел частиц в зоне видимости детектора путем приближений этих чисел шкалой (последовательностью) с шагом 1/μ, значение μ подбирают до наилучшего совмещения минимумов функционалов ошибки для времен жизни τ+ и τ- двух спиновых мод распада и их среднего арифметического значения, причем обработка проводится независимо для двух наборов данных, отличающихся значениями потока, а решение по μ и τ определяется пересечением функционалов этих наборов вблизи минимумов, близких к 1, причем коэффициент спиновой корреляции (асимметрия распада) определяется по формуле где - есть средняя спиральность частиц, испускаемых при распаде, определяемая из измеренного спектра частиц или из табличных данных.

Изобретение относится к полупроводниковым детекторам излучений. Детектор быстрых нейтронов содержит конвертор быстрых нейтронов и поверхностно-барьерный GaAs сенсор, регистрирующий протоны отдачи, при этом сенсор выполнен на подложке арсенида галлия n-типа проводимости, на рабочей поверхности которого выращен эпитаксиальный слой GaAs высокой чистоты толщиной от 10 до 80 мкм, причем и где d - толщина эпитаксиального слоя GaAs высокой чистоты, εп - относительная диэлектрическая проницаемость полупроводника, ε0 - электрическая постоянная, φк - контактная разность потенциалов, q - заряд электрона, ND - уровень легирования полупроводника, µе - подвижность электронов, τе - время жизни электронов, со сформированным на нем платиновым барьером Шоттки толщиной 500 Å, на обратной стороне подложки сформирован омический контакт.

Изобретение касается способа определения изотопного отношения делящегося вещества. Способ определения изотопного отношения делящегося вещества, содержащегося в камере деления, причем делящееся вещество имеет основной изотоп X и по меньшей мере один изотоп-примесь Y, при этом изотопы X и Y характеризуются радиоактивным распадом согласно двум следующим уравнениям: X->X′, характеризуется λX, FX, и Y->Y′, характеризуется λY, FY, где X′ и Y′ соответственно являются «дочерними» изотопами изотопов X и Y, при этом распад изотопа X, соответственно Y, характеризуется испусканием гамма-кванта дочерним изотопом X′, соответственно Y′, с энергией E1, соответственно E2, с вероятностью испускания Iγ(E1), соответственно Iγ(Е2), причем величины λX и λY соответственно являются постоянной радиоактивного распада основного изотопа X и постоянной радиоактивного распада изотопа-примеси Y, a FX и FY соответственно являются коэффициентом разветвления распада изотопа, используемым для измерения радиоактивности основного изотопа, и коэффициентом разветвления распада изотопа, используемым для измерения радиоактивности изотопа-примеси, отличающийся тем, что содержит следующие этапы: при помощи спектрометрической установки, установленной в заданной конфигурации измерения, измеряют чистую площадь S(E1) первого пика гамма-излучения делящегося вещества с первой энергией E1 и чистую площадь S(E2) второго пика гамма-излучения делящегося вещества с второй энергией E2, при помощи контрольных точечных источников в заданной конфигурации измерения определяют контрольный коэффициент полного поглощения R O P ( E 1 ) с первой энергией E1 и контрольный коэффициент полного поглощения R 0 P ( E 2 ) со второй энергией E2, при помощи вычислительного устройства для заданной конфигурации измерения вычисляют интегральный переход T(E1) коэффициента для делящегося вещества с первой энергией E1 и интегральный переход T(Е2) коэффициента для делящегося вещества со второй энергией Е2, и при помощи вычислительного устройства вычисляют изотопное отношение R делящегося вещества при помощи уравнения: R = λ X λ Y × S ( E 2 ) S ( E 1 ) × I γ ( E 1 ) I γ ( E 2 ) × R 0 P ( E 1 ) R 0 P ( E 2 ) × T ( E 1 ) T ( E 2 ) × F X F Y . Технический результат - повышение эффективности определения изотопного отношения делящегося вещества.

Изобретение относится к способам определения направленности радиоактивного излучения. Способ определения направленности радиоактивного излучения включает создание объема метастабильной протянутой текучей среды; размещение объема метастабильной протянутой текучей среды в непосредственной близости от источника радиоактивного излучения; определение положения кавитаций, вызванных радиоактивным излучением, в метастабильной протянутой текучей среде; и определение направления источника радиоактивного излучения на основании кавитаций, вызванных радиоактивным излучением, в метастабильной протянутой текучей среде.

Автоматизированная система контроля нейтронно-физических параметров исследовательской ядерной установки (ИЯУ) может быть использована для создания систем контроля, управления и измерения в составе систем управления и защиты СУЗ ИЯУ, для обеспечения безопасности работы ИЯУ в импульсном, квазиимпульсном и статическом режимах. Технический результат - повышение точности и надежности мониторинга выходных характеристик ИЯУ при всех режимах работы ИЯУ. Автоматизированная система контроля включает систему измерения физических характеристик, построенную по многоканальному параллельному принципу и содержащую подсистему контроля мощности с токовыми и импульсными ионизационными камерами, подсистему контроля температуры и подсистему накопления и обработки информации, включающую процессоры, работающие по заданным программам, обрабатывающие и преобразующие сигналы датчиков с сохранением данных и передачей их для формирования сигналов аварийной защиты в вычислительное устройство более высокого уровня, кроме этого содержит подсистему контроля параметров импульса ИЯУ и подсистему контроля временных интервалов от момента запускающего сигнала до моментов прихода остальных сигналов. 1 ил.

Изобретение относится к области радиационных технологий, а также к исследованиям, созданию и эксплуатации ядерных установок и ускорителей. Способ измерения профиля нейтронного пучка (пучков) в плоскости, перпендикулярной выделенному его (их) направлению, заключается в том, что пучок (пучки) быстрых нейтронов направляют на детектирующую плоскость профилометра, перпендикулярно расположенную к его (их) направлению (направлениям), поверхность которой представляет собой совокупность параллельно расположенных изолированных стрипов, сигналы с каждого из стрипов, появившиеся в результате взаимодействия нейтрона с веществом стрипа, поступают на блок регистрирующей электроники, производящей прием и анализ зарегистрированных событий с использованием программного обеспечения для определения профиля нейтронного пучка (пучков), при этом в качестве детектирующей плоскости профилометра используют двусторонний стриповый кремниевый детектор, одна сторона которого представляет набор X-стрипов, а вторая - набор Y-стрипов, перпендикулярных к Х-стрипам, при этом регистрируют заряженные частицы, образующиеся в каждом конкретном стрипе в результате протекания реакций с эмиссией протонов и альфа-частиц при захвате нейтронов на ядрах кремния 28Si(n,p)28Al, 28Si(n,α)25Mg, при этом путем снятия электрических сигналов с соответствующих X- и Y-стрипов определяют координаты X и Y точек взаимодействия нейтронов с веществом данного стрипа профилометра, при этом на основании однозначной связи номеров одновременно сработавших X- и Y-стрипов, включенных на совпадения, при этом после набора событий по каждому из X- и Y-стрипов профилометра автоматически производится временной и амплитудный анализ зарегистрированных событий. Технический результат - повышение точности определения направления осей меченых пучков, упрощение процедуры измерения характеристик пучков, а также сокращение времени измерения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области космического приборостроения и может быть использовано для сбора данных о параметрах движения космических объектов - частиц космического мусора и микрометеороидов. Малый космический аппарат для регистрации частиц космического мусора и микрометеороидов состоит из пленочной структуры металл-диэлектрик-металл, электромагнитов, расположенных по трем взаимно ортогональным осям, приемника ионов, солнечной батареи, при этом на каждой оси расположен один электромагнит, соединенный с блоком управления электромагнитами, который соединен с блоком управления системой, дополнительно введен блок регистрации, который соединен с пленочной структурой металл-диэлектрик-металл зонтичной конструкции и блоком управления системой, введен блок формирования питания, соединенный с солнечной батареей и блоком управления системой, добавлен приемо-передающий модуль, соединенный с командной антенной, телеметрической антенной и блоком управления системой, введен блок развертки пленочного датчика, который соединен с блоком управления системой, к которой подключены шесть солнечных датчиков, расположенных на каждой из граней малого космического аппарата. Технический результат - уменьшение габаритов мишени в нераскрытом состоянии. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к борным покрытиям для детектирования нейтронов и особенно относится к нанесению борных покрытий для детектирования нейтронов с помощью электростатического напыления. Детектор нейтронов содержит внешнюю оболочку, ограничивающую внутренний объем, по меньшей мере участок стенки, служащий катодом, центральную конструкцию, расположенную во внутреннем объеме и служащую анодом, борное покрытие на участке стенки, причем борное покрытие нанесено способом электростатического напыления, и электрический соединитель, функционально соединенный с центральной конструкцией для передачи сигнала, собранного центральной конструкцией; при этом борное покрытие включает растворимый остаток, смешанный с бором, в количестве менее 7,00×10-4 г растворимого остатка на 1 г бора. Технический результат – повышение эффективности детектора нейтронов. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к ядерной физике и может быть использовано при измерении интенсивных потоков нейтронов. Радиохимический детектор плотности потока быстрых нейтронов включает ампулу с порошкообразным активным веществом, помещаемую в поток быстрых нейтронов, газовую систему, заполненную газом-носителем, и проточный счетчик, подключенный к системе регистрации и обработки информации. Газовая система включает резервуар с газом-носителем, клапаны и систему контроля газового расхода. Ампула с активным веществом подключена к газовой системе, причем вход ампулы подключен к резервуару с газом-носителем, а выход - к входу проточного счетчика. В качестве активного вещества используют микрокристаллический порошок обезвоженного оксалата (соль щавелевой кислоты Н2С2О4⋅2Н2O) щелочного металла или щелочноземельного металла, в результате ядерных реакций нейтронов с ядрами которого образуется радиоактивный инертный газ - радиоактивные изотопы гелия, неона, аргона, криптона или ксенона. При этом ампула выполнена в виде колонки, заполненной порошкообразным активным веществом, разбитым на равные домены длиной Н, разделенные равными промежутками длиной h, в которых размещены пористые вставки одинаковой длины h из инертного материала, при этом длина H домена выбирается из условия ,где S - площадь сечения колонки;N - число атомов активного вещества в единице объема;σ - сечение ядерной реакции нейтронов с ядрами щелочного или щелочноземельного металла Me активного вещества;Fn - плотность потока нейтронов;l - длина колонки;k - число доменов в колонке,а длина h пористой вставки выбирается из условия ,где L - расстояние от колонки до проточного счетчика;D - коэффициент диффузии радиоактивного газа в газе-носителе;G - расход газа-носителя в газовой системе.Технический результат – расширение возможностей и обеспечение повышения эффективности детектора. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к материалам, используемым в сцинтилляционной технике. Сущность группы изобретений заключается в том, что сцинтилляционный материал для регистрации ионизирующего излучения представляет собой кристаллический твердый раствор с общей эмпирической формулой Li(Y1-x Lux)F4 при х=0,01-0,8, образующийся в бинарной системе LiYF4 - LiLuF4. Также сцинтилляционный материал для регистрации ионизирующего излучения представляет собой кристаллический твердый раствор с общей эмпирической формулой Ba(Y1-x Ybx)2F8 при х=0,01-0,9, образующийся в бинарной системе BaY2F8 - BaYb2F8. Технический результат – получение сцинтилляционных материалов, в том числе крупногабаритных, с возможностью направленного управления чувствительностью данных материалов к ионизирующим излучениям с максимальной чувствительностью к излучению γ-квантов. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 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 нейтронному детектору, включающему: корпус, ограничивающий внутренний объем; металлическую часть, служащую в качестве катода; центральную конструкцию, расположенную во внутреннем объеме и служащую в качестве анода; покрытие из бора на катодной части и электрический соединитель, функционально соединенный с центральной конструкцией для передачи сигнала, накапливаемого центральной конструкцией. Детектор характеризуется тем, что по меньшей мере часть покрытия из бора включает атомы бора, внедренные термодиффузией из борсодержащего порошка в катодную часть, причем некоторые атомы бора - в металлическую часть, с образованием покрытия из бора, чувствительного к нейтронам. Также изобретение относится к способу термодиффузии бора. Предлагаемый детектор имеет относительно тонкие однородные покрытия из бора по всей длине с минимальными следовыми количествами других элементов и соединений. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 пр., 4 ил.

Группа изобретений относится к области обнаружения медленных нейтронов. Конвертер медленных нейтронов содержит подложку, содержащую множество каналов, простирающихся вдоль первого направления, и изолирующие стенки между упомянутым множеством каналов; и слой бора, покрывающий по меньшей мере подвергаемую воздействию поверхность упомянутого множества каналов; причем упомянутое множество каналов представляют собой сквозные каналы, причем слой бора содержит natB, причем слой бора имеет массовую толщину в диапазоне от 0,232 до 0,694 мг/см2. Технический результат – повышение эффективности обнаружения медленных нейтронов. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области измерения излучений. Устройство для измерения потока нейтронов содержит первичный преобразователь в виде ионизационной двухсекционной трехэлектродной камеры, к общесекционному электроду которой подключен однополярный источник питания, а к разнополярным электродам, к положительному, входящему в состав нейтронной секции, и к отрицательному, входящему в состав компенсационной секции, - блоки измерения тока, которые связаны с блоком обработки выходных сигналов, при этом блоки измерения тока состоят из преобразователя ток-напряжение, выполненного на основе линейного усилителя с переключающимися пределами измерения или на основе логарифмического усилителя, выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, управляемого микроконтроллером, выход которого через интерфейс связи подключен к интерфейсу связи блока обработки выходных сигналов, который имеет возможность подключения к вычислительному устройству более высокого уровня и включает в себя свой микроконтроллер, позволяющий автоматически корректировать с учетом сигнала, полученного от блока измерения тока по гамма-излучению, сигнал, полученный от блока измерения тока по нейтронной составляющей, и производить вычисление потока нейтронов, а однополярный источник питания включает в себя высоковольтный преобразователь напряжения, подключенный к своему микроконтроллеру, позволяющему осуществлять автоматический контроль и коррекцию выходного напряжения и подключенному через интерфейс связи к интерфейсу связи блока обработки выходных сигналов. Технический результат - повышение достоверности и точности результатов измерения и расширение функциональных возможностей устройства. 1 ил.

Наверх