СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОЩНОСТИ КОМПОНЕНТ ПОГЛОЩЕННОЙ дозы ДВУХКОМПОНЕНТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Советский патент 1971 года по МПК G01T3/04 

Изобретение относится ж дозиметрии излучений, в особенности к экспериментальному определению мощности излучения в каналах реактора.

Известно, что для определения мощностей компонент поглощенных доз смешанного двухкомпонентного излучения, например реакторного, состоящего практически из нейтроннои гамма-составляющих, используют способ, при котором в канал реактора опускают два калориметра с рабочими телами из различных материалов. Один калориметр поглощает в основном одну компоненту, а второй - другую, например полиэтилен и графит для гамма-нейтронного излучения, и измеряют суммарную дозу в каждом из материалов. Зная табличные соотношения массовых коэффициентов поглощения компонент излучения в этих материалах, можно определить мощность компонент дозы с помощью двух уравнений для двух материалов, выражающих аддитивность воздействия компонент смешанного излучения для каждого материала.

Однако этот способ недостаточно точен, особенно при небольших вкладах той компоненты дозы, чувствительность к которой двух выбранных материалов резко отличается. Если мощности дозы в отдельных материалах определены с точностью 5%,, то для пары полиэтилен-графит ошибка в определении .компонент дозы достигнет ISo/o при вкладе нейтронной компоненты в поглощенную дозу в полиэтилене, равном 500/0, и достигнет 100%, если этот вклад станет равным . Кроме того,

необходимость измерения дозы в двух различных материалах увеличивает, как правило, время эксперимента, а поэтому резко его удорожает, учитывая стоимость реакторного времени, и повышает опасность переоблучения

персонала.

Цель изобретения - существенное повышение точности определения мощности компонент двухкомпонентного излучения при одновременном уменьшении времени эксперимента.

Для этого величина отношения суммарных мощностей поглощенных доз в выбранных материалах, необходимая для определения мощностей компонент дозы и дающая основной вклад в их погрешность, измеряется не путем

предварительного определения суммарных мощностей доз, а находится измерением времени выравнивания температур рабочего тела и оболочки калориметра. Мощность суммарной дозы, полученной рабочим телом, измеряется адиабатным способом после определения соотношения мощностей компонент.

из материалов, существенно отличающихся по взаимодействию с компонентами излучения. Отношение удельных теплоемкостей материалов рабочего тела и оболочки должно быть соответственно больше отношения суммарных мощностей поглощенных доз в этих материалах. В этом случае при внесении такого калориметра в поле излучения сначала температура оболочки превышает температуру рабочего тела, а затем из-за отвода тепла в окружающую среду температуры выравниваются, и в итоге температура рабочего тела становится больше температуры оболочки. Время, за которое температуры выравниваются, есть однозначная функция отношения суммарных мощностей доз в рабочем теле и оболочке. Действительно, если, например, мощность дозы в рабочем теле остается неизменной, а в оболочке увеличивается, то время выравнивания будет увеличиваться в связи с повышением скорости нарастания температуры оболочки и, наоборот, после определения отношения суммарных мощностей доз упомянутая система двух уравнений легко разрешается.

Способ реализуется путем измерения разности температур рабочего тела и оболочки, например, дифференциальной термопарой. При этом в течение времени, пока не выравняются температуры, должна поддерживаться изотермичность окружающей среды для стабилизации теплоотвода, например, с помощью прокачки воды через внешнюю оболочку калориметра. Измерение сводится к регистрации нулевого показания дифференциальной термопары и времени достижения этого показания от момента помещения калориметра в поле излучения. Предварительно в лабораторных условиях калориметр калибруется вводами электрической мощности в известных соотношениях в рабочее тело и оболочку.

После выравнивания температур с помощью компенсационного нагревателя на оболочке создают адиабатные условия для рабочего тела и после этого измеряют в нем мощность дозы. Таким образом, в результате одного опыта определяют как суммарные мощности, так и компоненты доз в двух материалах. При этом резко Повышается точность определения компонент дозы. Для пары полиэтилен-графит вместо указанных выше погрешностей 15 и 100% получаются погрешности 3 и 4% соответственно. Время измерения составляет максимум 20-30 мин, что значительно меньше времени, необходимого для определения компонент дозы известным методом.

Новый способ опробирован и применяется на водо-водяном реакторе. Он может использоваться и для других двухкомпонентных излучений, например потока электронов и тормозного излучения.

Предмет изобретения

Способ определения мощности компонент

поглощенной дозы двухкомпонентного излучения, в особенности гамма-нейтронного, с помощью адиабатно-изотермического калориметра с рабочим телом и оболочкой, суммарную мощпость дозы В котором определяют

адиабатным способом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и уменьшения времени эксперимента, материалы рабочего тела и оболочки выбирают так, чтобы Они были существенно отличны по взаимодействию хотя бы с одной из компонент излучения, а отношение их удельных теплоемкостей было больше отношения поглощенных доз в этих материалах, и измеряют продолжительность времени выравнивания температур, рабочего тела и оболочки, являющуюся функцией отношения мощностей доз, вид которой определяют калибровкой.