Нейтронный детектор прямой зарядки Советский патент 1979 года по МПК G01T3/00 

1

Изобретение относится к технике регистрации ионизирующих излучений.

Известен детектор прямой зарядки, содержащий эмиттер Ис коллектор, разделенные слоем изолятора I.

Наиболее близким к предложенному является детектор прямой зарядки, содержащий эмиттер из материала с большим сечением взаимодействия с нейтронами и коллектор из материала с малым сечением взаимодействия с нейтронами, разделенные слоем изолятора 2.

Для измерения потока нейтронов вне ядерного реактора, где интенсивность излучения составляет малую долю от интенсивности излучения в ядерном реакторе, применяют ионизационные камеры. Однако для их работы требуется высоковольтное питание. Кроме того, камеры чувствительны к колебаниям температуры и недостаточно чувг ствительны к нейтронам.

Целью изобретения является повышение чувствительности нейтронного детектора прямдй : арндки при длительном сроке службы.

П()ставле1И1ая цель достигается тем, что эмиттер выполион в виде трубки, снаружи и внутри Kf)T()p)H расположены соединенные между собой трубки, служащие коллек тором. В этом устройстве эмиттер имеет большую площадь, что обеспечивает высокую чувствительность при длительном сроке службы. Кроме того, он прост по конструкции, поэтому может рентабельно изготавливаться из дорогих или плохо подвергающихся обработке материалов.

Обе трубки, образующие коллектор, одинаково удалены от трубки-эмиттера. Возможны неодинаковые расстояния для создания определеиной характеристики нейтронного детектора. Обе трубки коллектора рекомендуется делать длиннее, чем трубкуэмиттер. В результате получают механически защищенную прочную конструкцию. Каждая из трубок коллектора может иметь на торце фланец, соединенный с другой трубкой коллектора, например,сваркой.

Так как при размещении трубок эмиттера и коллектора большое значение имеет толщина стенки трубок, в особенности при изготовленин из высококачественных материалов эмиттера, то может быть выгодно закреплять трубки коллектора на вн)тренней изолирукии-й трубке. Эта трубки может служить также механическим упором При необходимости в качестве защитыможно применять также наружную изолирующую трубку. Соединительный прободэмиттерной трубки рекомендуется вводить внутрь изолирующей трубки и осуществлять механически защищенное присоединение к измерительной линии. Это особенно выгодно в томслучае, когда трубки коллектора или эмиттера изготавливают из листовой стали путем скручивания. При этом трубка может быть незамкнутой, если устойчивость ее формы такова, что достигаются желаемые свойства нейтронного детектора. В определенных условиях скрученные полосы листовой стали могут перекрываться для увеличения эффективного поперечного сечения. При этом в качестве носителя употребляют трубки из изолирующего материала. Изготовление к монтаж трубок для нейтронного детектора особенно упрощаются в том случае, когда трубка имеет цилиндрическое поперечное сечение. Для достижения большой эффективной поверхности при сохранении занимаемого места возможны другие формы поперечного сечения, например многоугольника. Для увеличения эффективной поверхности можно также предусмотреть ребра на эмиттере и/или коллекторе, направленные вдоль оси трубки, или расположить их внутри трубки, например, в виде спирали. При этом целесообразнр в коллекторных трубках делать углубления, соответствующие ребрам эмиттера, чтобы сохранить оптимальную толщину изоляционного слоя между эмиттером и коллектором. На фиг. 1 и 2 показан нейтронный детектор прямой зарядки, продольный и поперечный разрезы. Детектор содержит изолирующую 1 и эмиттерную 2 грубки, внутреннюю 3 и внещнюю 4 коллекторные трубки, приче.м зазоры 5, 6 между трубками 2 и 4, 2 и 3 заполнены изолятором, внутренний 7 и внешний 8 фланцы, соединенные сварным швом 9, соединительный проводник 10, изолирующую оболочку 11 с отверстием 12, изолирующую прокладку 13. Детектор предназначен для измерения нейтронов в реакторе с водяным охлаждением. Он расположен вне зоны реактора, находящейся под давлением, в щахте таким образом, что техническое обслуживание и ремонт могут быть проведены во время работы реактора.: На фиг. 3 и 4 показаньГдетекторы другой формы. Внутренняя изолирующая трубка 1 диаметром, например, 66 мм внутри и 85 мм снаружи является механическим носителем нейтронного детектора, который обладает полной вращательной симметрией, включая соединительные проводники. На внешней стороне изолирующей трубки 1 концентрически расположены эмиттерная труб. 4 ,-.. . , |ка 2 и две коллекторные трубки 3 .и 4, окружающие эмиттерную трубку и находящиеся на одинаковом расстоянии от нее. Эмиттерная трубка 2 выполнена из кадмия или гадолиния, толщина ее стенок 1 мм. Для больщей механической прочностикадмий может быть закреплен на .носителе. Коллекторные трубки 3 и.4 имеют толщину сте.нки 2 мм. Их изготовляют, например, из олова, циркония или инконеля и устанавливают на расстоянии Г мм по радиусу от э.миттерной трубки 2. Зазоры 5 и 6 заполняют изолятором, например окисью олова (AlzOa). Коллекторные трубки 3 и 4 имеют большую длину (670 мм), чем эмиттерная трубка 2 (660 мм). Обе коллекторные трубки на концах имеют фланцы 7 и 8, которые отогнуты в направлении к другой трубке 4, 3 и припаянь к ней. Таким образом получа ется полностью замкнутая, механически устойчиваяконструкция. В э.миттерную трубку 2 впаиваются соединительный проводник 10, покрыть1й изо-, ляционной оболочкой 11. Он проходит через отверстие в трубке 3 и отверстие 12 внутрь изолирующей трубки I и уплотняется изолирующей прокладкой 13. Тем самым достигается мехайическая при присоединении эмиттера.. Присоединение коллекторных трубок 3, 4 не показано (оно выполняется обычно путем контактирования на внешней стороне трубки 4). Предложенный нейтронный детектор пригоден для измерений при температурах до 500°С. При облучении нейтронами он излучает за снет п-гамма-процессов комптоновские электроны или фотоэлектроны без применения высокого напряжения. Если эмиттерная и коллекторные трубки изготовлены из материала, имеющего примерно одинаковый порядковый номер, то может быть получена практически полная гамма- компенсация. Их можно изготавливать из сталей содержащих подходящие материалы. На фиг. 3 представлен детектор, в котором в качестве,носителя использована ТОлстостенная изолирующая трубка 1. На этой трубке закреплены концентрично эмиттерная и коллекторная трубки, выполненные в виде ребер. Изоляторы в зазорах 5 и 6 находятся на одинаковом расстоянии от коллекторных трубок 3 и 4. Благодаря ребрам увеличивается поверхность для измерения. При этом прочность определяется в основном керамической трубкой 1. В детекторе на фиг. 4 предусмотрено щесть равномерно распределенных по углублений, которые образованы концентрическими эмиттерными и коллекторными трубками, расположенными на одинакозых расстояниях друг от друга. Число ребер может быть различным. Поверхность их

.

может быть, не только закруглершой, но н остроугольной. .

Формула изобретения

Нейтронный детектор нрямой зарядки, содержаншй эмиттер, выполненный из материала с большим сечением взаимодействия с нейтронами, и коллектор, выполненный из материала с малым сечением взаимодействия с нейтронами, разделенные слоем

.i

изолятора, отличающийся тем, что, с целью новышения чувствительности детектора при длительном сроке службы, эмиттер выполнен в виде трубки, снаружи и. внутри которой расположены соединенные между собой трубки, служащие коллектором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Шц

Щр:

R.v;,4K

.1ч.

.

..ч

//i2

.7 /

I I

. I I

а

Фиг.г

Фиг Л