Устройство для определения концентрации поглащающего нейтроны вещества Советский патент 1981 года по МПК H01J39/32 G01N23/02 

ный иэотопный источник нейтронов, схему регистрации с арифметическим блоком и по крайней мере два детектор нейтронов в измерительной камере. Один из детекторов входит в состав контрольного или резервного канала, другой (измеритель фона источника) помещен в пространство, заполненное чистой водой под давлением, равным давлению исследуемого раствора 2. Недостатком устройства является расположение дете кторов отраженных нейтронов в пространстве, подготовл ном для измерения pacii-Bopa в измери тельной камере с жесткой геометрией что требует проведения- замера за заданный интервал времени, а для ул шения соотношения сигнал/фон - прим нения более мощных источников, усло няющих конструкцию и эксплуатацию устройства . Необходимость пробоотборов и подготовки раствора для изм рения также затрудняет эксплуатацию. Поэтому устройство не нашло широкого применения в промышленност Цель изобретения - повышение точ ности иг экспрессности контроля концентрации поглощающего нейтроны вещества в технологических системах с высокими давлениями и температурамибез систем приготовления раствора для измерений и исключение влияния геометрии и неоднородности стенок технологической конструкции на точность замера. Поставленная цель достигается пу тем введения в устройство термализатора нейтронов с помещенным в него монитором, щелевой ловушки, в ко торой расположен детектор нейтронов и блока временного стробирования. Кроме того, в качестве источника нейтронов использован источник, синхронизованный с блоком временного стробирования и арифметическим блоком, причем импульсный источник ней тронов и заключенный в щелевую ловушку детектор нейтронов расположены на поверхности конструкции с иссл дуемым веществом. При использовании импульсного источника нейтронов нет необходимости вести измерение во всём интервале времени., достаточно зарегистрировать импульсный ответ исследуемого вещества в непосредственной близости от момента возмущения. Это улучшает соотношение сигнал/фон при той же мощности источника не менее чем на три порядка и позволяет полностью исключить влияние фона. При использовании импульсного источника нейтронов реакция системы представляет собой суперпозицию экспоненциальных процессов с характерными константами спада, обусловленных различным поглощением нейтронов в разных средах, что дает возможность разделить эффекты и нейтрализует влияние нейднородностей и геометрии стенок тех- нологической конструкции на точность замера. На чертеже схематично показано предложенное устройство для определения концентрации поглощающего нейтроны вещества. Устройство содержит расположенный на поверхности технологической конструкции 1 с поглощающим нейтроны веществом импульсный источник 2 нейтронов (генератор) и в непосредственной близости от него - детектор 3 нейтронов утечки, заключенный в щелевую ловушку 4, щель которой ориентирована к исследуемой конструкции. Монитор 5 с термализатором 6 нейтронов расположен в зоне прямой бомбардировки нейтронами импульсного источника 2. .Импульсный источник синхронизован с блоком 7 временного стробирования и арифметическим блоком 8. Устройство работает следующим образом. С помощью импульсного источника 2 нейтронов в технологическую конструкцию 1 с боросодержащим раство- ром вводят пачку быстрых нейтронов. Термолизатор 6 нейтронов исключает воздействие на монитор 5 нейтронов утечки,:И нейтронов, рассеянных от окружающих конструкций.Монитор регистрирует только прямые нейтроны импульсного источника 2. Детектор 3 регистрирует нейтроны, которые утекают из контролируемого вещества и проходят через шесть ловушек 4. Щелевая ловушка исключает воздействие на детектор 3 рассеянных от окружающих конструкций нейтронов и прямых нейтронов импульсного источника 2. Блок 7 временного стробирования управляет работой детектора 3 так, что он регистрирует нейтроны утечки только при наличии в исследуемом веществе нейтронов импульсного источника 2. Арифметический блок 8 накапливает информацию, вычитает фон, производит дискретную обработку и вычисляет концентрацию по зависимостиУ- AM /тэ-С, где М - мощность источника 2, регистрируемая монитором 5; D - число нейтронов утечки, которые регистрируют детектор 3 за время, измерения; Аи С - коэффициенты, которые определяют экспериментальным путем для данного расположения элементов, устройства и вводят в арифметический блок. Устройство позволяет производить перативный контроль содержания бора в первом контуре реакторов атомных электростанций и других технологических системах, улучшить режим работы реактора, обеспечить его безопасность и снизить себестоимость производства электроэнергии, повысить маневренность АЭС.

Формула изобретения

Устройство для определения концентрации поглоцаиощего нейтроны вещества, содержащее источник и детектор нейтронов, схему регистрации с арифметическим блоком, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и экспрессности измерений,

оно дополнительно содержит термализатор нейтронов и помещенный в него монитор, щелевую ловушку, в которой расположен детектор нейтронов, блок временного стробирования, а в качестве источника нейтронов исполь- зован импульсный источник, синхронизованный с блоком временного стробирования и арифметическим блоком.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Фадеев Ю.Г., Олчев Ф.А. Ядерно-физические метода анализа вещества. М., Атомиздат, 1971, с.304.

2.Патент ГДР 54744,

кл. 21 g 21/31, выдан 05.02.70.