Вакуумная камера деления

 

ВАКУУМНАЯ КАМЕРА ДЕЛЕНИЯ, содержащая сигнальный металлический и два высоковольтных электрода, разделённые с сигнальным электродом вакуумным промежутком, нейтроночувствительный радиатор с конвертором медленных электронов, расположенный на поверхности одного из высоко-, вольтных электродов, обращенной к сигнальному электроду, и -чувствительный радиатор с конвертором медленных электронов, расположенный на поверхности другого высоковольтного электрода, обращенной к сигнальному электроду,отличающ а я с я тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения чувствительности к у-излучению и увеличения чувствительности к нейтронам , устройство содержит на поверхности сигнального электрода, овр .ащенной к высоковольтному электроду с Х -чуветвительньвд радиатором и конвертором медленных электронов, аналогичный Jf -чувствительный радиатор и конвертьр медленных электронов , на поверхности сигнального электрода, обращенной к высоковольтному электроду с нейтроночувствительным радиатором и конвертором медленных электронов - аналогичный (Л нейтроночувствительный радиатор и конвертор медленных электронов, кроме того, в устройство дополнительно введен металлический электрод , расположенный между сигнальным к высоковольтным электродами, содержащими на своих поверхностях ;о ; -чувствительный радиатор с конвертором медленных электронов. :о о э

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И CITHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3331484/18-25 (22) 13.05.81 (46) 07..01.84. Бюл. Р 1 (72) С«В.Чукляев и О.И.Щетинин (53) 621.387.426(088.8) (56) 1. Патент США 9 3137792, кл. 250-831, опублик. 1965.

2. Дмитриев A.Á. и др: Вакуумные камеры деления для регистрации нейтронов . Атомная энергия, 1979, т 47, вып. 2, с. 108 109.

3. Патент ChlA )) 3067329, кл. 250-83.1, опублик. 1963 (прототип). (54)(57) ВАКУУМНАЯ КАМЕРА ДЕЛЕНИЯ, содержащая сигнальный металлический и два высоковольтных электрода, разделенные с сигнальным электродом вакуумным промежутком, нейтроночувствительный радиатор с конвертором медленных электронов, расположенный на поверхности одного из высоко-. вольтных электродов; обращенной к сигнальному электроду, и ) -чувствительный радиатор с конвертором медленных электронов, расположенный на поверхности другого высоковольтУ(5)) 0 01 Т 1/28) 6 01 Т 3/00 ного электрода, обращенной к сигнальному электроду, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения чувствительности к -излучению и увеличения чувствительности к нейт. ронам, устройство содержит на поверхности сигнального электрода, обрзщенной к высоковольтному электроду с ф -чувствительным радиатором и конвертором медленных электронов, аналогичный g --чувствительный радиатор и конвертор медленных электронов, на поверхности сигнального электрода, обращенной к высоковольтному электроду с нейтроночувствительным радиатором ч конвертором медленных электронов - аналогичный нейтроночувствительный .радиатор и конвертор медленных электронов, кроме того, в устройство дополнительно введен металлический электрод, расположенный между сигнальным .,и высоковольтным электродами, содержащими на своих поверхностях . -чувствительный радиатор с -конвертором медленных электронов.

984322

Изобретение относится к области регистрации нейтронного излучения, а точнее и области регистрации высокой плотности потока излучения нейтронов в смешанных гамма-нейтронных полях, и может быть использовано для регистрации временной зависимости плотности потока быстрых нейтронов ядерных реакторов (ЯР) .

Известен детектор прямого заряда (ДПЗ), принцип работы которого основан на переносе заряда вторичных частиц, возникающих при взаимодействии излучения с веществом радиатора, на коллектор и устройство, состоящее из двух ДПЗ, один из которых содержит нейтроночувствительный радиатор, и включенных в схему вычитания сигналов $1) .

ДПЗ обладает невысокой чувствительностью и избирательностью к конкретному типу излучения, особенно в гамма-нейтронных полях излучения АР, и в некоторых случаях, когда функция формирования сигнала на коллекторе определяется главным образом постоянной распада активированных нейтронами ядер радиатора, невысоким быстродействием.

Известна также вакуумная камера

{ВКД ), принцип работы которой основан на регистрации тока электронов вторичной эмиссии, возникающих в рабочем объеме камеры при делении ядер вещества радиатора. Недостатком ВКД является высокая чувствительность к I|-Hýëó÷åíèþ ЯР ((сигнал от -излучения составляет величину (30-40) Ъ сигнала детектора в поле излучения ЯР с соотношением плотности потока нейтронов и мощности дозы от / -излучения 4 10 н см Р для ВКД с радиатором lj > 2 .

Из известных токовых детекторов, построенных на принципе регистрации тока электронов вторичной эмиссии,. наиболее близким по технической сущности является вакуумная эмиссион ная камера с компенсацией сигнала от -излучения (ВКК ). ВКК состоит из трех металлических электродов: центрального сигнального и двух высоковольтных, выполненных, например, в виде коаксиальных цилиндров, сфер и т.п. и разделенных между собой и корпусом вакуумным промежутком.

На внутренней поверхности одного из электродов, обращенной к сигналь ному электроду, расположен нейтроночувствительный радиатор и, в некоторых случаях, конвертор медленных электронов. На внутренней поверхности другого электрода, обращенной к сигнальному электроду, расположен / -чувствительный радиатор U при необходимости, конвертор медленных электронов. Для регистрации нейтронного излучения измеряются токи в цепи каждого из коллекторов и их разница относится на счет нейтронного излучения (31 .

Недостаток известной конструк5 ции ВКК заключается в том, что радиатор нейтроночувствительной секции, элементы конструкции, обеспечивающие,крепление электродов, погрешности, заложенные в техно10 логических операциях изготовления и сборки электродов, изготовления радиаторов, не позволяют достичь равных чувствительностей к / -излучению обоих эмиттеров в каждом образце ВКК даже при установлении . значительно различных потенциалов на эмиттерах. Это приводит к гарантированному снижению чувствительности устройства к / -излучению

20 в 2-3 раза по сравнению с ВКД, либо к выбраковке значительного количества (50%) образцов с целью отбора детекторов глубоко скомпенсированных по току от / -излучения.

Целью изобретения является повышение точности регистрации нейтро30

60 5 нов за счет уменьшения чувствительности к./ -излучению при одновременном увеличении чувствительности к нейтронам, Поставленная цель достигается тем, что вакуумная камера деления, содержащая сигнальный металлический и два высоковольтных электрода,разделенные с сигнальным электродом вакуумным промежутком, нейтроночувствительный радиатор с конвертором медленных электронов, расположенный на одной из поверхностей сигнального электрода и поверхности одного из высоковольтных электродов, обращенной к поверхности сигнального электрода, содержит дополнительно на поверхности сигнального электрода, обращенной к высоковольтному электроду с 2I -чувствительным радиатором и конвертором медленных электронов, аналогичный

/-чувствительный радиатор и конвертор медленных электронов, на поверхности сигнального электрода, обращенной к высоковольтному электроду с нейтроночувствительным радиатором и конвертором медленных электронов — аналогичный нейтроночувствительный радиатор и конвертор медленных электронов, Кроме того, в устройство допол-. нительно введен металлический электрод, расположенный между сигнальным и высоковольтным электродами, содержащими на своих поверхностях

/-чувствительный радиатор с конвертором медленных электронов.

Такое конструктивное выполнение вакуумной. камеры деления обеспечивает увеличение чувствительности к

984322 нейтронам за счет дополнительной Изоляторы 18 обеспечивают электрО" эмиссии электронов под действием оскоЛков еления ве ест Устройство работает следующим ра, расположенного на поверхности образом. сосеДнего электРода; Уменьшение При делении ядер вещества радиачувствительности к f -излучению за 5 тора в поле излучени и поле излучения нейтронов счет уменьшения разницы токов быст- возникают электроны вторичной эмиср ронов между соседними сии, которые при движении в электриых элект онов меж электродами. Кроме того, такое вы- ческом поле создают электрический полнение вакуумной камеры деления ток в цепи сигнального электрода, обеспечивает за счет установления tp направление которого находится в сосоответствующего потенциала на уп- ответствии с потенциалом высокоравляющем электроде формирование вольтного электрода 13 Cj > + 100 В. такого электрического поля в чувст- . Иедленные электроны, возникающие под действием сопутствующего g -изтором ток медленных электронов, 15 лучения в нейтроночувствительной возникающих от -изл секции детектора, увеличивают электстью компенсирует в цепи сигналь- рический ток в цепи сигнального ного электрода ток медленных и быст- электрода. В -чувствительной секрых электронов, возникающий от /-из- ции медленные электроны, возникаюучени в секции, содержащий кейт- 20 щие под действием g-излучени, при р увствительный радиатор. роночувствительный условии, что потенциал на высокоНа фиг. 1 показана зависимость вольтном электроде 14 (j А 100 В чувствительности ВКК к / -квантам создают электрический ток в цепи изотопного источника Собо.от напря- сигнального электрода, превышающийf жения на электроде g-.чувствительной >5 по величине и противоположный по секции при напряжениях на секции, направлению току, обусловленному чувствительной к нейтронам U взаимодействием g -излучения с нейт

100 В (кривая 1); 200 В (кривая 21; роночувствительной секцией детекто400 В (кривая 3}; 600 В (кривая 4) ра, т.е. в цепи сигнального электи при Н = ц+ (кривая 5) для образ- рода токи от -излучения вычитаютца, пригодного для использования; ся, При этом становится возможным

30 на фиг. 2 - для образца, подлежаще- подобрать такой потенциал на управго выбраковке при напряжениях 0: ляющем электроде 5 «, что ток от

100 В (кривая 6 ); 200 В (кривая 7f; 2I -излучения, равный разности токов

400 В (кривая 8 ); 600 В (кривая обеих секций детектора, будет про"

9 ) и при 0 = 0 (кривая 10); íà 35 текать между сигнальными 12 и упфиг. 3 - общий вид устройства. равляющими 17, .ибо между высокоВакуумная камера деления состо- вольтным 14 и управляющим электроит из металлического корпуса 11, дами, То есть ток от g -излучения в сигнального 12 и двух высоковольт- .цепи сигнального электрода будет ных электродов 13 и 14, выполненных 40 .равен нулю полностью скомпенсирован в виде металлических пластин (коак", Предложенное устройство вакуум.сиальных цилиндров и т.п.) . Высоко- ной камеры деления позволяет уставольтные электроды 13 и 14 располо- навливать чувствительность к g -излужены по обе стороны сигнального чению, обуславливающую величину электрода 12 и разделены с ним и 45 сигнала от -излучения, в смешанном корпусом вакуумными промежутками. гамма-нейтронном поле излучения Hd

Электрод 13 и обращенная к нему по- не превышающую величину погрешности верхность сигнального электрода 12 регистрации сигнала от нейтронов, содержит нейтроночувствительный Устройство позволяет также уверадиатор 15.и образует нейтроночув- 0 личить чувствительность к нейтроствительную секцию детектора (при нам приблизительно в 1,5 раза. необходимости радиатор может быть Устройство позволяет также измеснабжен конвертором медленных элект- рять плотность потока быстрых нейтронов). Высоковольтный электрод 14 ронов в полях излучения HP c соотсодержит на своей поверхности по- ношением плотности потока и .мощноскрытие 16, обеспечивающее больший, 55 ти дозы (-излучения не менее 108 н по сравнению с нейтроночувствитель- см > р"". Выполнение вакуумной каменым радиатором, выход медленных ры деления описанным выше образом электронов, и образует / -чувствитель- обеспечивает повышение точности изную секцию детектора. В / -чувстви- мерения плотности потока нейтронов тельной секции детектора между сиг- 60 на (15-20)% в среднем для каждого нальньнм 12 и высоковольтным 14 образца. Вследствие этого становится электродами расположен управляющий возможным исключение измерений вреэлектрод 17, выполненный, например. менной зависимости мощности дозы в виде металлической пластины, /-излучения с целью учета вклада кольца или его части, сетки и т.п. 65 с сигнала детектора.

984322

Составитель Макаров

Редактор О.филиппова Техред М. Гергель Корректор А. Зимокосов

Заказ 1010/1 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и отирьггий

113035, Москва, Ж-35, Раукская наб.-- д.4/5 филиал IIIIII "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4