СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИИ ТЕНЕВОЙ ГИДРИДЛИТИЕВОЙ РАДИАЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ Российский патент 1998 года по МПК G21C11/06 G01B15/04 B64G1/54 G01N23/204 

Изобретение относится к области ядерной энергетики для космических аппаратов и, в частности, к теневым радиационным защитам (РЗ), выполненным из гидрида лития, и касается технологии изготовления в части проведения контроля их геометрии, определяющей контур теневой защищаемой зоны, создаваемой защитой на космическом аппарате.

Ввиду характерного для данного типа РЗ отслоения гидрида лития от оболочки граница защищаемой зоны определяется не профилем корпуса РЗ, а геометрией расположенного внутри монолита гидрида лития. Таким образом, под контролем теневой радиационной защиты понимается в данном случае контроль геометрии расположенного внутри корпуса защиты монолита гидрида лития.

Известен способ контроля геометрии гидридлитиевой РЗ, при котором ее размеры определяются традиционным мерительным инструментом путем последовательных измерений диаметров оболочки защиты в различных поперечных сечениях и зазоров в этих же сечениях между оболочкой и монолитом гидрида лития. Последняя операция осуществляется через отверстия в оболочке, предварительно выполненные в процессе контроля. В дальнейшем результаты измерений зазоров распространяются на определенную партию изделий, изготовленных по той же технологии (см. программу 81Б.22.00.000 ПМ-1 Отсек 4Я-96. Программа замера зазоров между монолитом наполнителя и корпусом отсека. АО.НЗХК г. Новосибирск, 1981, с. 9).

Недостатком этого способа является нарушение герметичности РЗ и невозможность ее дальнейшего использования в составе космической ядерной энергетической установки.

Наиболее близким техническим решением к заявленному является способ неразрушающего контроля объектов, заключающийся в облучении контролируемой теневой гидридлитиевой радиационной защиты нейтронным излучением, регистрации излучения, провзаимодействующего с указанной защитой, и определении величины отслоения от оболочки гидрида лития (см. журнал "Атомная энергия", т. 74, март 1993, с. 241-242).

Недостатком этого способа является низкая производительность, связанная с получением качественного изображения зазора на пленке, недостаточная точность определения величины зазора и невозможность контроля РЗ сложной геометрической формы, исключающей просвечивание РЗ по касательной к ее поверхности.

Задача, на выполнение которой направлено заявленное изобретение, - повышение точности контроля геометрии теневой гидридлитиевой РЗ.

Технический результат - возможность измерения геометрии монолита гидрида лития, находящегося в РЗ любой геометрической формы без нарушения ее герметичности с точностью до 0,5 мм.

Этот результат достигается тем, что до начала измерений теневую гидридлитиевую РЗ устанавливают в держатели, обеспечивающие ее вращение, облучают нейтронами со стороны боковой поверхности контролируемой защиты, накладывают на эту поверхность датчик нейтронов, регистрируют альбедо нейтронов, по которому определяют величину отслоения от оболочки гидрида лития, одновременно с помощью датчика перемещений измеряют радиальные координаты датчика нейтронов, а геометрию контролируемой защиты определяют как разницу между измеренными радиальными координатами положения датчика нейтронов и величиной отслоения гидрида лития от оболочки.

На чертеже приведена схема, согласно которой осуществляется предлагаемый способ.

На схеме представлены радиационная защита 1, держатель 2, привод вращения 3, датчик нейтронов 4, датчик перемещений 5, формирователь сигналов 6, счетное устройство 7, ЭВМ 8, привод перемещения датчика нейтронов 9.

Способ контроля теневой гидридлитиевой РЗ осуществляется следующим образом (см. чертеж).

До начала измерений теневую гидридлитиевую РЗ 1 устанавливают в держатели 2, обеспечивающие посредством привода 3 ее вращение. Изменение в различных поперечных сечениях диаметров оболочки защиты и находящегося в ней монолита гидрида лития осуществляют одновременно с помощью датчика нейтронов 4, скользящего по поверхности РЗ 1 и фиксирующего границу монолита гидрида лития и датчика перемещения 5, отслеживающего радиальные колебания датчика нейтронов 4 при вращении РЗ 1. На чертеже также изображены формирователь сигналов 6 с датчика нейтронов 4, счетное устройство 7, ЭВМ 8, привод перемещения 9 датчика нейтронов 4 и датчика перемещения 5.

Для измерения геометрии теневой гидридлитиевой РЗ 1 к ее боковой поверхности устанавливают датчик нейтронов 4, состоящий из изотопа Cf 252 и гелиевого газоразрядного счетчика. Одновременно в ЭВМ 8 фиксируется с помощью датчика перемещения 5 емкостного или индукционного типа радиальная координата оболочки РЗ. по команде с ЭВМ 8 производят измерения альбедо нейтронов от гидрида лития и по полученному нейтронному потоку определяют величину отслоения гидрида лития, которая совместно с замеренной радиальной координатой оболочки РЗ дает, как разница их значений, геометрию монолита гидрида лития в замеряемом сечении. После записи полученной координаты в память ЭВМ 8 выдается команда на поворот РЗ 1 и производят аналогичные измерения в новом положении.

Таким образом определяют радиальные координаты всего поперечного сечения РЗ, после чего датчики 4, 5 с помощью привода осевого перемещения 9 перемещаются в новое поперечное сечение и процесс измерений повторяется.

В итоге формируется полный профиль находящегося в РЗ монолита гидрида лития, чем достигается решение поставленной задачи - контроль геометрии теневой гидридлитиевой РЗ.

Предлагаемый способ контроля геометрии теневой гидридлитиевой РЗ позволяет значительно повысить точность контроля, доведя точность измерений до 0,5 мм.

Использование: для неразрушающего контроля теневой гидридлитиевой радиационной защиты (РЗ) космических ядерных энергетических установок. Сущность изобретения: контролируемую теневую гидридлитиевую радиационную защиту облучают нейтронами со стороны боковой поверхности. Накладывают на эту поверхность датчик нейтронов и регистрируют альбедо нейтронов, по которому определяют величину отслоения от оболочки гидрида лития. Одновременно с помощью датчика перемещений измеряют радиальные координаты датчика нейтронов. При этом геометрию контролируемой защиты определяют как разницу между измеренными радиальными координатами положения датчика нейтронов и величиной отслоения гидрида лития от оболочки. Данный способ позволяет повысить точность контроля за счет возможности измерения геометрии монолита гидрида лития, находящегося в РЗ любой геометрической формы без нарушения ее герметичности. 1 ил.

Способ неразрушающего контроля геометрии теневой гидридлитиевой радиационной защиты, включающий облучение контролируемой теневой гидридлитиевой радиационной защиты нейтронным излучением, регистрацию излучения, провзаимодействовавшего с указанной защитой, и определение величины отслоения от оболочки гидрида лития, отличающийся тем, что контролируемую теневую гидридлитиевую радиационную защиту облучают нейтронами со стороны боковой поверхности, накладывают на эту поверхность датчик нейтронов, регистрируют альбедо нейтронов, по которому определяют величину отслоения от оболочки гидрида лития, одновременно с помощью датчика перемещений измеряют радиальные координаты датчика нейтронов, а геометрию контролируемой защиты определяют как разницу между измеренными радиальными координатами положения датчика нейтронов и величиной отслоения гидрида лития от оболочки.