Предложенное изобретение относится к области регистрации платности потока нейтронного излучения, а точнее к области регистрации высоких плотностей потока нейтронного излучения. Наиболее эффективно изобретение может быть использовано для измерений временной зависимости плотности потока нейтронного излучения ядерных реакторов (ЯР).
И:звестен детектор прямого заряда ЩПЗ), принцип работы которого основан на сюэеносе заряда ft -частиц, возникающих лфи распаде активированных нейтронами fMiep вещества радиатора, на сигнальный электрод.
Существенными недостатками ДПЗ явяяютсй низкое временное разрешение, о%словленное постоянной распада активированного вещества радиатора, и высокая величини сигнала от у -излучения в поле излучения ЯР с соотношением дозы от }Н1злучения и фл юенсом нейтронов 2,5 10 р см н
Известно также устройство для регистрации нейтронов, содержащее алюминиевый коллектор и водородосодержащий радиатор с проводящим экранирующим покрытием из вещества с низким атомным номером, разделенные между собой вакуумным промежутком.
Устройство работает по принципу переноса заряда протонов отдачи, возникающих в поле излучения нейтронов в веществе радиатора, на коллектор.
Недостатком известной конструкции является то, что при обучении водородосодержащее вещество, разлагаясь, загазовывает вакуумный промежуток. Вследствие этого устройство должно постоянно вакууммроваться.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является детектор плотности потока направленного излучения нейтронов, содержащий заключенный в металлическом корпусе металлический коллектор, разделенный с корпусом двумя слоями диэлектрика, один из которых выполнен из водородосодержащего материала, а другой - из материала, не содержащего атомов водорода.
Детектор состоит из корпуса и коллектора, выполненных в виде металлических пластин, разделенных между собой двумя слоями диэлектрика, причем корпус и коллектор выполнены из низкоатомного металла (например, алюминия), один слой диэлектрика выполнен из водородсодержащего материала (например, полиэтилена), а другой - из материала, не содержащего атомов водорода (например, фторопласта) с эффективным атомным номером, не превышающим атомного номера материала корпуса и коллектора.
Детектор работает по принципу переноса заряда протонов отдачи в водородсодаржащем диэлектрике,/
Существенным недостатком конструкции ДВР является накопление объемного/ заряда в водородсодержащем диэлектрике
вблизи границы раздела с неводородосодержащим веществом, возникающее вследствие переноса протонов отдачи, и во всем объеме диэлектрика из-за ослабления потока нейтронов в веществе рассеивателя.
Распределенный внутри водородосодержащего диэлектрика объемный заряд создает электрическое поле, которое наряду с высокой радиационной проводимостью диэлектрика приводит к рассасыванию объемного заряда, т.е. к возникновению тока проводимости диэлектрика. Ток проводимости, складываясь с током протонов отдачи, приводит к возникновению погрешности при измерении тока протонов отдачи и цепи
коллектора.
Целью настоящего изобретения является повышение точности измерений плотности потока направленного излучения нейтронов с помощью ДВР.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регистрации плотности потока направленного излучения нейтронов, содержащее заключенный в металлическом корпусе коллектор, разделенный с корпусом двумя слоями диэлектрика, один из которых выполнен из водородсодержащего материала, а другой - иэ материала, не содержащего атомов водорода, водородосодержащий диэлектрик выполнен в виде двух
пластин, разделенных проводящей экранирующего пленкой из материала с низким атомным номером, толщиной много меньшей средневзвешенной проекции длины пробега протоков отдачи в веществе экранирующей пленки на направление распространения нейтронов, причем толщина водородосодержащего диэлектрика, расположенного между экранирующей пленкой и корпусом не менее среднезвешенной длины проекции пробега протонов отдачи на направление распространения нейтронов в данном диэлектрике.
Такое конструктивное выполнение детектора плотности потока направленного
излучения нейтронов обеспечивает расширение диапазона и точности измерений временной зависимости плотности потока нейтронов при сохранении простой технологии сборки детектора за счет экранирования влияния значительной части объемного заряда, возникающего в водородосодержащем диэлектрике вблизи границы раздела с неводородосодержащим веществом при переносе протонов отдачи в водородосодержащем диэлектрике, «а величину тока проводимости в цепи коллектора. Объемный заряд, возникающий в водрродосодержёщем рассеивателе, расположенном между катодом и экранирующей пленкой, вблизи границы раздела с неводородосодержащим веществом экранирующей пленки при переносе протонов отдачи в сторону коя лектора в значительной степени компенсируется зарядом протонов отдачи, перенесенных из зодородосодержащего диэлектрика, расположенного между экранирующей пленкой и корпусом, через экранирующую пленку в водородосодержащий диэлеткрик. расположенный между коллектором и экранирующей пленкой.
На чертеже приведен пример KOHKpetного выполнения устройства его общий вид.
Детектор плотности потока направленного излучения нейтронов состоит из коллектора t и проводящей экранирующей пленки 2, выполненных из низкоатомного металла (например, алюминия) и разделенных между собой и металлическим корпусом 3 тремя слоями диэлектрика, причем диэлектрик 4. расположенный между экранирующей пленкой 2 и корпусом 3, и диэлектрик 5. расположенный между экранирующей Иленкой 2 и коллектором 1. выполнены из водородосодержащего материала (например. полиэтил1ена). а диэлектрик 6. разделяющий коллектор 1 и корпус 3. - из материала, не содержащего атомоо водорода, с эффективным атомным номером, не превосходящим атомного номера материала корпуса, коллектора и экранирующей пленки (например; фторопласта).
Устройство работает следующим образом. При облучении нейтронами со стороны водородосодержащего диэлектрика 4 происходит перенос заряда протонов отдачи на коллектор 8 водородосодёржащих диэлектриках 4,5. Перенос заряда между корпусом 3 и экранирующей пленкой 2 в водородосодержащем диэлектрике 4. а также изменяющийся объемный заряд диэлектрика 4 не
создают электрического тока в цепи коллектора 1, Ток в цепи коллектора обусловлен направленным движением протоков, возникающим в водородосодержа1цем диэлектри5 ке 5. и протонов, возникших в диэлектрике 4 и перенесенных через экранирующую пленку 2 в диэлектрик 5. В этой связи тдлщина экранирующей пленки2 должна быть меньше средневзвешенной проекции длиг
0 ны свободного пробега протонов отдачи в материале пленки, например, для распределения нейтронов по энергиям на ЯР и алюминиевой пленки. Толщина ее должна быть меньше 10 мм.Толщина водородо5 содержащего диэлектрика 41аы ирается по менее средневзвешенной проекции пробега протонов otдaчй на направление распространения нейтронов (для полиэтилена и распределения нейтронов по энерги0 ям на ЯР эта величина равна 0.1-0.4 мм).
Толщина диэлектрика 5 выбирается из соображений электрической емкости детектора, чувствительности у-квантам и т.п. Объемный заряд, возникающий в водородо5 содержащем диэлектрике 5 вблизи границы раздела с экранирующей пленкой 2 вследствие переноса протонов на коллектор, компенсируется в значительной степени (степень компенсации зависит от толщины
0 экранирующей пленки 2) переносом протонов отдачи из диэлектрика 4 через экранирующую пленку 2.
Предложенное устройство для регистрации плотности потока направленного из5 лучения нейтронов по сравнению с наилучшим образцами аналогичного оборудования позволяет, сохранив сравнительно простую технологию изготовления детектора, увеличить точность измерений еремен0 ной зависимости плотности потока нейтронов в 3-5 раз.
Выполнение устройства для регистрации плотности потока направленного излучения нейтронов описанным выше образом
5 обеспечивает удовлетворительную точность показаний детектора вблизи активной зоны ЯР во временном интервале, соответствующем 95% фяюенса нейтронов.
0 (S6) Абрамов А.И. Основы экспериментальных методов ядерной физики. М.. Атомиздат, 1977,с.507.
. Авторское свидетельство СССР Kfe 713293. кл. G 01 Т 3/00. 1979,
Формула и 3 обрётени я
ДЕТЕКТОР ПЛОТНОСТИ ПОТОКА НАПРАВЛЕННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НЕЙТРОНОВ, садержащий заключенный в металлическом корпусе металлический коллектор, разделенный с корпусом двумя слоями диэлектрика, один Из которых вы ПОЛИ0Н м водородсодержащего материала а другой - из материейа, не содержащего атомов водорода, отличаюи91ЙС11 -пял, что, с целью повышения точнр сти й;змерений плотности потока направле|)ного излучения нейтронов, водо|ЮДсодержащий диэлектрик выполнен в
виде двух пластин, разделенных проводя щей экранирующей пленкой иэ материала с низким атомным номером, толщиной,
5 много меньшей средневзвешенной проекции длины пробега протонов отдачи в веществе экранирующей пленки на направление распространения нейтронов, причем толщина водородсодержащего лектрйка; расположенного между экранирующей пленкой и корпусом, не менее средневзвешенной длины проекции пробега протонов отдачи на направление распространения нейтронов в данном даолектрике.
