ГАЗОНАПОЛНЕННАЯ ИОНИЗАЦИОННАЯ КАМЕРА Российский патент 2007 года по МПК H01J47/02 

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.

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.

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.