Нейтронный детектор прямой зарядки

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНаУ

Союз Советских

Социалиста(ческих

Республик (»646940 (61)Дополнительный к патенту (И) M. Нл, С, 01 Т 3/00 (Я) а(ДК 621 387 .42(OS8.8) (22) Заквлено 25.11.74 (2l) 2078442/25 (23) Приоритет (32) 03.12.73 (3l) Р 23 60 221.3 (33) ФРГ

Гасударственный нвмнтвт

СССР ав делам нзв6рвтвннй и вткрмтнн

Опубликовано 05.02. 79.Бюллетень Ив 5

Дата опубликовании описания 08.02.79

Иносгранпы

Эрих Клар, Ханс-Герд Шпиллекотев (ФРГ) и Пьер Халлер (Франция) (72) Авторы изобретения

Инострвннаа фирма

"Крафгверк Унион АГ (ФРГ) (71) Заявитель (54) HEATPOHHbtA ДЕТЕКТОР ПРЯМОЙ ЗАРЯНКИ

Изобретение относится к технике регистрации ионизирующих излучений.

Известен детектор прямой зарядки, содержащий эмиттер и. коллектор, разделенные слоем изолятора (1(.

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 взаи модействия с нейтронами, разделенные -IO слоем изолятора (2).

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

1(ельн) изобретения является повышение чувствительности нейтронного детектора прямой зарилки при длительном сроке службы.

Поставленная пель лостнгается тем, что эмиттср выпол)и н в виле трубки, снаружи и ни утри к()т()р()й расположены соелиненные между собой трубки, служащие коллектором. В этом устройстве эмиттер имеет большую площадь, что обеспечивает высокую чувствительность прк 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 определенной характеристики нейтронного детектора. Обе трубки коллектора рекомендуется делать длиннее, чем трубкуэмиттер. В результате получают механически защищенную прочную конструкцию. Каждая из трубок коллектора может иметь иа 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 изготовлении из высококачественных магериалов эмиттера, то может быть выгодно закреплять трубки коллектора на внртренней изолируннн и трубке. 3та трубка M()жст служить также механическим ун(()()ч

646940

5 о

15 го

40

3

При необходимости в качестве защиты можно применять также наружную изолирующую трубку. Соединительный провод эмиттерной трубки рекомендуется вводить внутрь изолируюшей трубки и осуществлять механически заши щенное присоединение к измерительной линии. Это особенно выгодно в том случае, 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 и 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 реора на эмиттере и/или коллекторе, направленные вдоль оси трубки, или расположить их внутри трубки, например, в виде спирали. При этом целесообразно в коллекторных трубках делать углубления, соответствующие ребрам эмиттера, чтобы сохранить оптимальную толшину изоляционного слоя между эмиттером и коллектором.

На фиг. 1 и 2 показан нейтронный детектор прямой зарядки, продольный и поперечный разрезы.

Детектор содержит изолируюшую и эмиттерную 2 трубки, внутреннюю 3 и внешнюю 4 коллекторные трубки, причем 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 !2, изолирующую прокладку 13.

Детектор предназначен для измерения нейтронов в реакторе с водяным охлаждением. Он расположен вне зоны реактора, находяшейся под давлением, в шахте таким образом, что техническое обслуживание и ремонт могут быть проведены во время работы реактора.

На фиг. 3 и 4 показаны детекторы 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 изолируюшей трубки концентрически расположены эмиттерная труб4 ка 2 и две коллекторные трубки 3 и 4, кружаюшие эмиттерную трубку и находяшиеся на одинаковом расстоянии от нее.

Эмиттерная трубка 2 выполнена из кадмия или гадолиния, толшина ее стенок 1 мм.

Для большей механической прочности кадмий может быть закр. плен на .носителе.

Коллекторные трубки 3 и 4 имеют толщину стенки 2 мм. Их изготовля|от, например, из олова, циркония или инконеля и устанавливают на расстоянии 1 мм по радиусу от эмиттерной трубки 2. Зазоры 5 и б заполняют изолятором, например окисью олова (А! 0 ) .

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 припаяны к ней. Таким образом получается полностью замкнх тая, механически устойчивая конструкция.

В эмиттерную трубку 2 впаиваются сое динительный проводник 10, покрытый изо ляционной оболочкой 11. Он проходит через отверстие в трубке 3 и отверстие !2 внутрь изолирующей трубки 1 и уплотняется изолируюшей прокладкой 13. Тем самым достигается мехайическая защита 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 счет п-гамма-процессов комптоновские электроны или фотоэлектроны без применения высокого напря>кения. 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 шесть равномерно распределенных по объему углублений, которые образованы концентрическими эмиттерными и коллекторными трубками, расположенными на одинаковых расстояниях друг от друга. Число ребер может быть различным. Поверхность их

646940

Формула изобретения

/„т г 4 .5 Ф

°

° \

Фиг, / шпиг. Г фиг.4

Составитель И. Авииев

Редактор Т. Орловская Техред О. Луговая Корректор Е. Папи

Заказ 188/52 Тираж 696 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыл ий

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

Филиал ППП «Патент.>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 может быть не только закругленной, «о и остроугол ь ной.

Нейтронный детектор прямой зарядки, содержа1ций эмиттер, выполненный из материала с большим сечением взаимодействия с нейтронами, и коллектор, выполненный из материала с малым сечением взаимодействия с нейтронами, разделенные слоем

6 изолятора, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения чувствительности детектора при длительном сроке слу>кбь1, эмиттер выполнен в виде трубки, снаружи и, внутри которой расположены соединенные между собой трубки, слу>кагцие коллектором.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Патент CILIA ¹ 3390270, кл. 250 †3, !

О 1967.

2. Лнторское свидетельство СГСР

М !61085, кл. G О! Т 3/00, 28.05.62.