Вакуумная камера деления КНВК Советский патент 1985 года по МПК G01T3/00 

IM

Изобретение относится к экспериментальной физикеj а точнее к области регистрации нейтронов.

Наиболее эффективно изобретение мо.жет быть использоиано д.ля измерени высоких плотностей потока ггейтронов р. гам 1а-нейтронмь Х полях на ядерньж реакторах.

По основному авт.СБ. № известна вакуумтшя камера, состоящая из размещенных Б шталлическог- корпусе м разделенных меяугу собой вакуу.мньичи )сутками трех металлических электродов, рлсположенньк таким образом, что они образуют две секции с обг:.им сигнальныь электродом,, нсйтроиочупствтттелыюго радиатора осколков Д81тени 1 с конвертором л медлегг ihS лектронь и га тма-чувствительног рад1- з1ора бысГрых элтектронов с конBfipTCTiOb в медленные электроны5 ка;к1гый из ко1орых расположе 1 н отдельной секции на обра1ценг:ых внутрь секций поБсрхностях эле5-;тро;г,ов Креме TorOj устройство содержит yvip-n з.лякиди электрод,, установлетпилй в ceKiun;. содержащей ганма- 1увствительнь;и радиатор 1 1,

Устройс7чк работает по принципу регистрации тока медленных злсктроНОВ; образованных осколками деленк.ч в секциИ; со,:1:ер}кащей :1ейтроночу1 С витетьный радиатор. Сигналы от гаммаизлучения секций вычитаются я цепи сигнального электрода зпл; создант-гм на высоковольтных з,:.ектродах, :тротнзололожных по знаку :1отснц1 а-;юв,

Указаигоо устройство надежно работает и обеспеч шает возможность полной компенсации сигнала от гаммаизлучения регулироЕКО потенция.г1а на

дополнительном электроде при условии что чувствительность к гамма-излучению секции, снабжелшой гамма-чувствительным радиатором, выше чувствительности секции, снабжбдиюй нейтроночувствительным садиатором,

I

Е практике изготовления радиаторов

из дедяиихся материалов наиболее технологичнььм является нанесе}1ие окиси электрохимическим или механическим способами. Верхний слой этой окиси толвд{иой .-. одновременно выполняет функцию конвертора заряженных част1- ц в медленные электро} Ы, Такой радиатор не обладает высокой проводимостью подобно металл - ческому и тем самьи- позволяет электрическому полю

782

пр.зникать ннутрь его приграг ичноГО слоя 5 что приводит к увеличению выхо,да медиленных электронов за счет эффекта Малтера, В итоге выхо;:, ме1тленг.ыу. э,лектронов, возникающих под дейcтвиe i гамма-ква тов из окислов де.лящегося вещества, значитель} о выгие, чем с поверхности любого металла. Для примерЕ под действием гамма-квантов изотопного ; источника Со выход медленных электронов из Ь,0 в 1,9 раза больше по сравнению с нержавеюрцей сталь;; с окисной пленкой, образованной на воздухе после электрохимическо обработки поверхности. Таким обра: он,, ввиду того, -гго выход медленнь;х злект-ронов из соедине ий значи-тель 1О прег1нщпет зьгход из металлоь, п этой конструкции еобходимо приме};ять в ламма-чувствительной секци ; Е качестве конвертора быстрых элект ю,ioi-. ,, медленные окистмс coeUHHeHii;.; например MgO, ЛКО и др., или сп,:аБЫ, например A1-NO.,--CsOj , обла 1аю1;;ис высоким выхо,дом медле1П1ь;х злектро :ов,. Однако при продолжительном испсльзовапии детекторов ыход медленных 3-Г1ектронов из этих кописрторов падает вследствие изменений структуры поверхпостного слоя J приводявдих к умены;:ечию вклада составляющей эффекта Малсами размножения медленных электроноя в порах окисной пленки или в неко7орьс случаях рабоил выхода медленных зле}-.:тронов за счет диффузии а омси и ,;1кссоциации молекул, ириводяi - к из юьению состава поверхностно: ел }я толимной ( см.

виду ТОГО; что изменение выхода ме,цдеаных электронов зависит от ряда факторов; первоначального состояния поверхности, наличия примесей в материапе радиатора и конвертора, предыстории эксплуатации детектора и др,, изменение чувствительности к гаммаизлучению в процессе эксплуатации в ряде случаев приводит к тому, что чувствительность секдкн,, содержащей гамма-чувствительный радиатор„ становится меньше чувствительности секции, снабженной нейтроночувствительным радиатором с конвертором, выполненными из окисных соединений делящегося материала, . детектор утрачивает возможность компенсации сигнала от гамма-излучения, что означает т -геньшение точности регистрации нейтронов . 3I Другим недостатком этой конструкции вакуумной камеры деления является наличие четырех электрических выводов, требующих трудозатрат при изготовлении детектора. Еще одним недостатком этой конструкции является низкая надежность регистрации нейтронов, обусловленная тем, что в процессе эксплуатации про исходит натекание внутрь корпуса, в частности ерез паянные и сварные швы металлокерамических узлов, котор приводит к неработоспособности детек тора в режиме вакуумной эмиссионной камеры при остаточном давлении газа вьше 10- торр (при межэлектродном расстоянии 0,18 см). Цель изобретения - повь шение точности и надежности регистрации нейтронов . Поставленная цель достигается тем, что вакуумной камере деления КНВК, выполненной по авт.св. № 98Д32 установлен дополнительньш электрод, соединенный с высоковольтнь М электро дом, содержащим гамма-чувствительный радиатор, расположенный мелф.у сигнальным и высоковольтным электродамг содержащими на обращенных одна к другой поверхностях нейтроночувствительные радиаторы, а управляющий электрод, размещенный между сигнальным и выcoкoвoльтны электродами, содержащими на обращенных одна к дру гой поверхностях гамма-чувствительные радиаторы, электрически соединен с высоковольтным электродомS содержащим нейтроночувствительный радиатор. На фиг. 1 представлена вакуумная камера; на фиг,2,- зависимость чувст вительности к нейтронам ваку мной камеры от потенциалов на электродах детектора. Вакуумная камера деления (см. фиг.1) состоит из трех размещенных в металлическом корпусе 1 и прикрепленных точечной сваркой к установленным на опорных изоляторах метал|лическим стойкам электродов 2, 3, 4, .выполненных из металлических пластин толщиной 0,8 мм и ориентированных параллельно друг другу. Взаимное рас положение электродов таково, что они образуют две секции с общим сигнальным электродом 4, Одна из секций детектора содержит на обращенных друг к другу поверхностях электродов 2 и 84 выполненные я т ОКИСЛОБ деляищхся материалов To. u;i-iHoit (OjS-IO) мг/см нейтроночувствите.иьные радиаторы осколков деления 5, верхний слой которьтх толпишой .--lO см является одновременно конвертором осколков деления в медленные электроны. Другая секция содержит на обра1ден)1ых друг к другу поверхностях электродов 3 и 4 выполненные из окисных или сплавных соединений с высоким выходом медленных электронов (нaпpи ep5, Fe.,0, . А1,0з, MgO, CviOj, Al-NOj-CsO. и др.) гамма-чувствителЬные радиаторь быстрых электронов 6, верхний слой которых толп;иной tO см является одновременно конвертором быстрых электронов в Ь:едленнь е. Обе секции снабжены управляюшкгта электродами 7 и 8 выполненными в виде кольца или его части сетки или металлической пластины со значрггельно меньшей по сравнению с электродами 2, 3,, 4 площадью. Электрические выводы обеспечиваются пятью изоляторами 9, вьшолненными из металлокерамических узлов, Каждьш из высоковольтных электродов 2j 3 электрически соед1шен с од-КИМ электродом 7 и 8, размещенным в противоположной секции. Электрические соединения ос- та;естЕлены путем крепления точечной сваркой электродов 7 и 8 соответственно к металлическим стойкам на которых закреплены электроды 2 и 3. Электроды 7 и 8 также уогут быть изготовлены совместно со стойками из одной металлической пластины о Камера работает следуюциь образом. При облучении нейтронами нейтроночувствительные радиаторы облучают осколками деления размещенные на их поверхностях конверторы, которые эмиттируют в вакуумный промеж ток медленные электроны. При взаимодействии гамма-излучения с БещестБом возникают быстрые электроны, которье облучают конверторы в обеих секциях, в результате чего последние эмиттируют в BaKyyMHbEi промел.уток медленные электроны, Пр51 создании на электродах 2 и 3 противоположных по знаку потенциалов в цепи электрода 4 возникает разностньй сигнал обеих секций. При этом отрицательный потенциал создают на высоковольтном электроде той секции, чувствительность к гамма-излучению которой оказывается выше.

ВАКУУМНАЯ КАМЕРА ДЕЛЕНИЯ КНВК по авт.св. № 984322, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности и надежности регистрации нейтронов, в ней установлен дополнительный электрод, соединенный с высоковольтным электродом, содержащим гаь1ма-чувствительный радиатор, расположенный между сигнальным и высоковольтным электродами, содержащими на обращенных одна к другой поверхностях нейтроночувствительные радиаторы, а управляющий электрод, размещенный между сигнальным и высоковольтным электродами, содержащими на обращенных одна к другой поверхностях гамма-чувствительные радиаторы, электрически соединен с высоковольтным электродом, содержащим нейтроночувствительный радиатор а ю оо