УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОТОКОВ НЕЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ И КВАНТОВ Российский патент 1997 года по МПК G01T1/14 

Изобретение относится к области ядерной физики и может быть использовано для контроля работы ядерных реакторов.

Известен детектор для измерения потоков незаряженных частиц и квантов, состоящий из двух электродов, разделенных изоляцией, и помещенный в вакуум, и прибора, измеряющего разность потенциалов между электродами [1]
В качестве прототипа взято устройство для измерения потоков незаряженных частиц и квантов, содержащее трубу, на одном конце которой помещен источник света, и два электрода, расположенные внутри трубы и закрепленные одними концами в изоляторе [2] Недостатком прототипа является недостаточно большая чувствительность регистрирующей системы.

Заявляемое устройство свободно от этого недостатка, так как регистрирующая система вынесена из поля излучения и обеспечивает оптическое усиление. Отличительной особенностью устройства является то, что электроды выполнены в виде пластин. Одна из пластин имеет толщину, меньше пробега вторичных заряженных частиц, и не ней закреплено зеркало; вторая пластина имеет толщину большую, чем пробег вторичных заряженных частиц, обе пластины помещены на одном конце вакуумированной трубы на изоляторе. На противоположном конце трубы помещен источник света, дающий тонкий световой луч, отражающийся от зеркала, закрепленного на первой пластине, и после отражения попадающий в окно фотоэлектрического приемника. Ток на выходе фотоэлектрического приемника связан функционально с отклонением пучка света, отраженного от зеркала. Находясь в потоке незаряженных частиц и квантов, в результате эмиссии заряженных частиц из первой пластины (тонкой) и поглощения этих заряженных частиц во второй пластине между ними возникает разность потенциалов, которая приводит к смещению пластин относительно друг друга и к смещению зеркала, находящегося на тонкой пластине. Величина смещения зависит от разности потенциалов, последняя зависит от потока частиц и квантов и поэтому смещение зеркала и смещение пучка света характеризуют поток частиц и квантов.

Толщина первой пластины выбирается с учетом энергии квантов регистрируемого излучения. Чем больше энергия кванта, тем больше толщина пластины: она всегда меньше пробега вторичных частиц в веществе пластины. Толщина первой пластины в месте закрепления ее в изоляторе выбирается из условий, определяющих чувствительность устройства: чем она больше, тем больше смещение пластины под действием одной и той же электростатической силы и тем больше чувствительность устройства. Изменяя атомный номер пластины эмиттера и атомный номер пластинки коллектора, можно изменять чувствительность устройства по отношению к гамма-излучению и по отношению к нейтронам. Устройство позволяет избирательно регистрировать в основном потоки гамма-излучения, если в качестве эмиттера выбран металл с большим Z.

На чертеже изображено устройство. Эмиттер 1 и коллекторная пластина 2 закреплены в изоляторе 3. На эмиттерной пластине помещено зеркало 4. Тонкий луч света от источника 5 отражается от зеркала 4 и попадает в фотоэлектронное устройство 6. Обе пластины и изолятор помещены в вакуумированную трубу 7.

Устройство работает следующим образом.

Незаряженные частицы или кванты, взаимодействуя с веществом эмиттера 1, образуют электроны, часть из которых попадает на коллектор 2, заряжая его отрицательно относительно эмиттера. Под действием возникающей разности потенциалов эмиттер 1 отклоняется, это приводит к отклонению тонкого луча света испускаемого источником 5 и отражаемого зеркалами 4 и 8. Отклонение луча света, регистрируемого фотоэлектрическим устройством 6, приводит к изменению величины сигнала, по которому определяют величину потока незаряженных частиц и квантов.

Использование: в ядерной физике, в частности для контроля ядерных реакторов. Сущность изобретения: устройство состоит из двух электродов, помещенных внутрь вакуумированной трубы и закрепленных одними концами в изоляторе. На противоположном конце трубы размещен источник света. На одном из электродов закреплено зеркало, которое отражает тонкий луч света в окно фотоэлектрического детектора. При электростатическом взаимодействии пластин зеркало перемещается и луч света отклоняется. По отклонению луча определяют поток незаряженных частиц. 1 ил.

Устройство для измерения потоков незаряженных частиц и квантов, содержащее трубу, на одном конце которой помещен источник света, и два электрода, расположенные внутри трубы и закрепленные одними концами в изоляторе, отличающееся тем, что электроды выполнены в виде пластин, одна из которых имеет толщину, меньшую пробега вторичных заряженных частиц, и на свободном конце которой закреплено зеркало, а вторая пластина имеет толщину большую, чем пробег вторичных заряженных частиц, при этом электроды закреплены на конце вакуумированной трубы, противоположном месту размещения источника света, дающего тонкий световой луч, отражающийся от зеркала, закрепленного на первой пластине и попадающий в окно фотоэлектрического приемника, сигнал на выходе которого связан функционально с отклонением пучка света, отраженного от зеркала.