Малогабаритная ионизационная камера

 

Союз. Советских

Сощиалистимеских

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и) 482704 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) ЗаЯвлено 03,08.73 (21) 1949732/26 25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 050876 Бюллетень № 29 (45) Дата опубликования описания 15.12,76 (51) И. К

G01 Т 3/00

Государственный номитет

Совета Министров СССР пв делам иэооретений и открытий (53) УДК 539.1.076 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Алексеев; И. Я. Емельянов, В. М. Иванов, Л. 3. Константинов, Б. В. Лысиков, В, В. Постников и Ю, В. Рыбаков (71) Заявитель (S4) ИОНИЗАЦИОННАЯ КАМЕРА

Изобретение относится к области измерений высокоинтенсивного нейтронного и гамма-излучения в условиях высоких температур в активных зонах ядерных реакторов.

Известна малогабаритная ионизационная камера с линией связи из триаксиального кабеля, герметично введенного в корпус камеры и состоящего из центральной токоведущей металлической жилы, металлической наружной оболочки и промежуточной металлической коаксиальной оболочки. отделенной i u изоляцией от центральной жилы и наружной оболочки.

Промежуточная оболочка кабеля находится по отношению к заземленной оболочке под напряжением, равным напряжению на центральной жиле, и играет роль охранного электрода, существенно сни- 16 жающего требования к величине сопротивления изоляции кабеля.

Собирающий центральный электрод камеры, который может быть покрыт нейтронно-чувствительным веществом, например, делящимся материалом или бором, соединен с центральной жилой кабеля и закреплен в корпусе камеры на опорнодистанционирующих изоляторах, которые соприкасаются как с высоковольтным центральным электродом, так и с заземленными корпусом камеры. 25

Таким образом охранный электрод применен здесь только в линии связи собирающего электрода камеры.

Недостатком такой к онструк пни являются и овышенные требования к сопротивлению опорно-дистанционирующих изоляторов. Уменьшение сопротивления изоляции между собирающим электродом и корпусом камеры обычно приводит к искажениям полезного сигнала и к выходу камеры из строя.

Поскольку в тяжелых температурных и радиационных условиях активной зоны ядерного реактора часто наблюдается ухудшение изоляции, такая конструкция не обеспечивает достаточной надежности.

Возможность ухудшения изоляции камеры возрастает при увеличении длины рабочей полости камеры и соотвественно числа дистанционируюших изоляторов, что необходимо в тех случаях. когда камера должна контролировать суммарный уровень излучения по высоте канала, в котором она установлена.

Целью изобретения является снижение требова. ний к сопротивлению изоляционных материалов, и, следовательно, повышение надежности работы камеры в условиях интенсивных полей ионизирующих излучений и высоких температур, а также

482704

10 обеспечение надежной работы камеры при больших длинах ее рабочей полости, путем создания конструкции, позволяющей существенно снизить требования к сопротивлению изоляции собирающего электрода, находящегося в условиях активной зоны ядерного реактора.

Эта цель достигается путем размещения в корпусе по длине камеры трех коаксиальных электродов. При этом центральный электрод соединен с центральной токоведущей жилой триаксиального кабеля линии связи, промежуточный охранный электрод соединен с промежуточной оболочкой триаксиального кабеля, изолирован от центрального электрода камеры и отделен от корпуса камеры дискретно размещенными наружными дистанционирующими изоляторами.

Наружный собирающий электрод разбит по длине на секции, расположенные с зазором между наружными дистанционирующими изоляторами, отделенные изоляцией от промежуточного охранного электрода и газовым промежутком — от корпуса камеры, Собирающие электроды и его изоляция не соприкасаются с дистанционирующими изолятораСекции наружного электрода электрически соединены изолированными перемычками с центральным электродом камеры и кабеля.

Каждая перемычка может быть расположена в отверстии, выполненном в наружном собирающем и промежуточном электродах камеры, присоединена одним концом к центральному электроду камеры, а другим к проводящей крышке, герметично закрывающей отверстие в наружном собирающем электроде. Линия связи и рабочие электроды камеры выполнены на основе единого триаксиального кабеля. При этом центральный и промежуточный электроды камеры служат продолжениями центральной жилы и промежуточной оболочки триаксиального кабеля линии связи.

Секции собирающего электрода и наружные изоляторы промежуточного электрода представляют собой отрезки наружной оболочки и изоляции кабеля, расположенной между наружным и промежуточным электродами. Эта изоляция уплотнена с открытых концов радиационно-стойкими герметизирующими изоляторами, в качестве которых используются плазмонапыленная керамика, армированная высокопрочным волокном, или специальные высокотемпературные радиационностойкие герметики. фиксация рабочего межэлектродного газового промежутка осуществлена с помощью дистанционирующих колец, закрепленных на отрезках наружной оболочки кабеля, служащих элементами наружных дистанционирующих изоляторов. Кроме того, дистанционирующие изоляционные элементы камеры, расположенные между собирающими электродами, выполнены из армированной высокопрочным волокном плазмонапыленной керамики, нанесенной на промежуточный охранный электрод.

На чертеже схематически изображена предлагаемая ионизационная камера.

Герметичный цилиндрический корпус 1 камеры из термостойкого и радиационностойкого проводящего материала приварен к переходнику 2, который, в свою очередь, припаян высокотемпературным припоем к наружной оболочке 3 триаксиального кабе— ля. Оболочки этого кабеля, вьпчлняющего роль линии связи, соединены с измерительным прибором

4 и источником питания 5. В линии связи, выполненной из триаксиального кабеля, центральная токоведущая жила 6, промежуточная токоведущая оболочка 7 и наружная токопроводяшая оболочка 3, изготовленные из коррозионностойкой стали, изолированы друг от друга спрессованной порошкообразной окисью магния 8,9. Центральный электрод 10 камеры является продолжением центральной токоведущей жилы 6 триаксиального кабеля, а промежуточный охранный электрод 11продолжением промежуточной оболочки 7 кабеля.

По длине наружного электрода триаксиального кабеля в рабочей полости камеры удалены кольцеобразные участки оболочки кабеля, участки 12 наружной оболочки и изоляции 9 кабеля вместе с приваренными к ним дистанционирующими кольцами 13, образующими дистанционирующие изоляторы, отделяющие промежуточный электрод от корпуса 1 камеры.

Чередующиеся с участками 12 участки 14 наружной оболочки электрически соединены перемычками 15 с центральным электродом 10 камеры и служат в качестве собирающего электрода камеры. Секции собирающего электрода расположены с зазором между дистанционирующими изоляторами.

Зазоры, образованные за счет удаления кольцеобразных участков наружной оболочки кабеля и ее изоляции, исключают соприкосновение изоляции собирающего электрода с дистанционирующими изоляторами. Поверхность наружного собирающего электрода для регистрации нейтронного излучения покрыта слоем делящегося материала.

Таким образом, рабочие электроды камеры и линия связи выполнены на основе единого триаксиального кабеля.

Дистанционирующие изоляторы между охранным электродом и корпусом выполнены в виде армированной высокопрочным волокном плазмонапыленной керамики, нанесенной на промежуточный электрод между секциями собирающего электрода.

Перемычка 15 из коррозионностойкой стали расположена в отверстии, в наружном и промежуточном электродах, и приварена одним концом к центральному электроду10, а другим — к профилированной крышке 16 из того же материала, герметично приваренной, в свою очередь, к наружному собирающему электроду 14. Таким образом, последний сохраняет свои геометрические размеры, имеющие место до проделки отверстия.

482704

Пефемьика 15 изолирована от промежуточного электрода 11 изоляцией 17 из окиси магния. Рабочая полость камеры заполнена инертным газом через штенгель 18, закрываемьй колпачком 19.

Торцовая поверхность изоляции 9, находящейся под отрезками 12 наружной оболочки кабеля, являющимися составной частью наружных дистанционирующих изоляторов, уплотнена радиационностойким составом 20, предохраняющим спрессованную окись магния от высыпания.

С целью герметизации по газу рабочей полости камеры, торцовая поверхность изоляции между его наружной оболочкой и промежуточным электродом в месте ввода триаксиального кабеля внутрь корпуса, а также открытые участки изоляции на торцах собирающих электродов герметизированы армированной плазмонапыленной керамикой 21.

Устройство работает следующим образом.

От источника питания 5 через низкоомный измерительньй прибор 4 напряжение подается на 1 центральную токоведущую жилу 6 триаксиального кабеля и, следовательно, на центральный электрод 10 камеры и через контактную перемычку 15 на участок

14 наружной оболочки кабеля, выполняющий роль собирающего электрода ионизационной камеры.

Одновременно от источника питания, минуя измерительный прибор, высокое напряжение, равное напряжению на собирающем электроде 14, подается на промежуточную оболочку 7 кабеля, и, следовательно, на охранный электрод 11.

При реализации такой камеры с триаксиальным кабелем существенно уменьшается величина токов утечки по изоляции 9 собирающего электрода 14, так как между этим электродом и охранным электродом 11 разность электрических потенциалов близка к нулю. Токи утечки по изоляции между охранным электродом 11 и корпусом 1 только нагружают источник питания и не влияют на показания измерительного прибора, регистрирующего ток ионизации в камере. 40

В случае разуплотнения герметиков 20 и 21 во время работь . амеры, утечка газа из рабочего объема камеры и результирующее изменение ее чувствительности сводятся к допустимому минимуму благодаря наличию дублирующих герметизирую- 5 щих изоляторов 22.

Формула изобретения

1. Иониэационная камера, предназначенная 50 для измерения например, в активной зоне ядерного реактора уровня гамма-излучения или нейтронного излучения с нанесенным в последнем случае на электрод нейтронно — чувствительным веществом, содержащая линию связи из герметично 55 введенного в корпус камеры триаксиального кабеля с центральной токоведущей жилой, соединенной с центральным электродом камеры, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения надежности длинномерной камеры в условиях длительного воз- 60

6 действия интенсивных полей излучения и высоких температур за счет снижения требований к сопротивлению изоляционных материалов, в корпусе по длине камеры установлены три коаксиальных электрода: наружньй собирающий, промежуточный охранный и центральный, и размещены онн таким образом, что промежуточный охранный электрод, соединенный с промежуточной оболочкой триаксиального кабеля, отделен наружными дистанционирующими изоляторами от корпуса и внутренними изоляторами от центрального электрода, с которым соединен изолированными токопроводящими перемычками наружный собирающий электрод, разделенный по длине на расположенные с зазором между наружными дистанционирующими изоляторами секции, которые отделены изоляторами от промежуточного охранного электрода, а от корпуса камеры — газонаполненным промежутком, причем нейтронно-чувствительное вещество нанесено на наружный собирающий электрод.

2. Камера по п. 1, о тли ча ю ща я с я тем,что линия связи и электроды камеры выполнены на основе единого триаксиального кабеля, так что промежуточный и центральньй электроды камеры представляют собой продолжение промежуточной оболочки и центральной токоведущей жилы т1 аксиального кабеля линии связи, а чередующиеся секции собирающего электрода и наружных дистанционирующих изоляторов выполнены в виде отрезков наружной оболочки триаксиального кабеля и

его изоляции, расположенной между наружной и промежуточной оболочками кабеля, причем открытые торцы секций дистанционирующих изоляторов уплотнены радиационно-стойкими составами, а фиксация рабочего межэлектродного газового промежутка осуществлена с помощью дистанционирующих колец, закрепленных на отрезках наружной оболочки кабеля, служащих элементами наружных дистанционирующих изоляторов.

3. Камера по и п. 1 и 2, отличающаяся тем, что изолированная от промежуточного электрода ток опроводящая перемычка, осуществляющая электрические соединения центрального электрода камеры с наружным собирающим электродом, расположена в отверстии, выполненном в наружном собирающем и промежуточном электродах камеры и присоединена одним концом к центральному электроду камеры, а другим- к проводящей крышке, герметично закрывающей отверстие в наружном собирающем электроде.

4. Камера попп. 1 — З,отличающая с ятем, что, с целью герметизации по газу рабочего объема камеры, открытьй участок изоляции кабеля между его наружной и промежуточной оболочками в месте ввода триаксиального кабеля внутрь корпуса камеры, а также открытые участки изоляции на торцах собирающих электродов герметизированы армированной плазмонапыленной керамикой.

5. Камера по пп. 1, 3 и 4,отличающаяся

482704

Составитель А. Бердова

Техред А. Демьянова Корректор И. Гоксич

Редактор Н. Коляда

Заказ 5057/398 Тираж 690 Подписное

IlHHH1IH Государственного комитета Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тем, что наружные дистанционирующие изоляторы между охранным электродом и корпусом выполнены в виде армированной металлическим волокном плазмонапыленной керамики, нанесенной на промежуточный электрод между секциями собирающего электрода.