Детектор плотности потока направленного излучения нейтронов

Детектор плотности потока направленного излучения нейтронов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОИИС)ИМПЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ соки совктскихсоам,пистичксках ихмлав госмдмствпщоиьаатнок эщоматао.асса <гоаавтщт ссср>

К АЙГОРСКОМУ СВИДЕТЬ "ЛЬСТВУ о)зази/а 6МУЮ (4ф46МЖ бная Йю41-42 (П Чуюяев С.В 6акупин ВЛ..Терешнин И.С„. (19) Я (И) (Я) 903 T3

Яковлев-МВ (64) Д8екЖР FNQTHocTN.пбт6КА ЯА-

ВРАВЛЕЙКОГФ ИЗЛУЧЕНИЯ HERVPQHOB -(б?) 1003659

Предложенное изобретение относится к области регистрации плотности потока нейтронного излучения, а точнее к области регистрации высоких плотностей потока нейтронного излучения. Наиболее эффективно изобретение может быть использовано для измерений временной зависимости плотности потока нейтронного излучения ядерных реакторов (ЯР}.

Известен детектор прямого заряда

ЩПЗ), принцип работы которого основан на нвреносе заряда Р -частиц, возникающих

Фри распаде активированных нейтронами ящер вещества радиатора, на сигнальный электрод.

Существенными недостатками ДПЗ являются низкое временное разрешение, обусловленное постоянной распада активированного вещества радиатора, и высокая величина сигнала от ) -излучения в поле излучения

ЯР с соотношением дозы от у-излучения и флюенсомнейтронов 2,5 10 рсм н .

Известно также устоойство для регистрации нейтронов, содержащее алюминиевый коллектор и водородосодержащий радиатор с проводящим экранирующим flo" крытием из вещества с низким атомным номером, разделенные между собой вакуумным промежутком..

Устройство работает по принципу переноса заряда протонов отдачи, возникающих в поле излучения нейтронов в веществе радиатора, на коллектор.

Недостатком известной конструкции является m, что при обучении водородосодержащее вещество, разлагаясь, загаэовывает вакуумный промежуток. Вследствие этого устройство должно постоянно вакуумироваться.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является детектор плотности потока направленного излучения нейтронов, содержащий заключенный в металлическом корпусе металлический коллектор, разделенный с корпусом двумя слоями диэлектрика, один из которых выполнен из водородосодержащего материала, а другой- из материала. не содержащего атомов водорода.

Детектор состоит иэ корпуса и коллектора, выполненных в виде металлических пластин, разделенных между собой двумя слоями диэлектрика, причем корпус и коллектор выполнены из ниэкоатомного металла (например, алюминия), один слой диэлектрика выполнен из водородсодержа цего материала (например, полиэтилена), а другой — иэ материала, не содержащего ато.1ов водорода (например, фтеропласта) с эффективным атомным номером, не превышающим атомного номера материала корпуса и коллектора.

Детектор работает по принципу переноса заряда протонов отдачи в водородсодержащем диэлектрике, Существенным недостатком конструкции ДВР является накопление объемного/ заряда в водородсодержащем диэлектрике

10 вблизи границы раздела с неводородосодержащим веществом, возникающее вследствие переноса протонов отдачи, и во всем объеме диэлектрика из-за ослабления потока нейтронов s веществе рассеивателя.

Распределенный внутри водородосодержащего диэлектрика объемный зарядсоздает электрическое поле, которое наряду с высокой радиационной проводимостью диэлектрика приводит к "рассасыванию" объ20 емного заряда, т.е. к возникновению тока проводимости диэлектрика. Ток и роводимости, складываясь с током протонов отдачи, приводит к возникновению погрешности при измерении тока протонов отдачи и цепи

25 коллектора.

Целью настоящего изобретения является повышение точности измерений плотности потока направленного излучения нейтронов с помощью ДВР.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регистрации плотности потока направленного излучения нейтронов, содержащее заключенный в металлическом корпусе коллектор, разделенный с корпуЗ5 сом двумя слоями диэлектрика, один из которых выполнен из водородсодержащего материала, а другой — из материала, не содержащего атомов водорода, водородосодержащий диэлектрик выполнен в виде двух

40 пластин, разделенных проводящей экранирующей пленкой из материала с низким атомным номером, толщиной много меньшей средневзвешенной проекции длины пробега протоков отдачи в веществе экра45 нирующей пленки на направление распространения нейтронов, причем толщина водородосодержащего диэлектрика, расположенного между зкранирующей пленкой и корпусом не менее среднезвешенной дли5) ны проекции пробега протонов отдачи на направление распространения нейтронов в данном диэлектрике, Такое конструктивное выполнение детектора плотности потока направленного

55 излучения нейтронов обеспечивает расширение диапазона и точности измерений временной зависимости плотности потока нейтронов при сохранении простой технологии сборки детектора за счет экранирова1003659 вид металла (например, алюминия) и разде- 30 ния влияния значительной части обьемного заряда, возникающего в водородосодержэщем диэлектрике вблизи границы раздела с неводородосодержащим веществом при переносе протонов отдачи в водородосодержащем диэлектрике, на величину тока проводимости в цепи коллектора. Объемный заряд, возникающий а âîäîðîäoñîäåðжФщем рассеивателе, расположенном между катодом и экранирующей пленкой, вблизи границы раздела с -неводородосодержащим веществом экранирующей пленки при переносе протонов отдачи в сторону коллектора в значительной степени компенсируется зарядом протонов отдачи, перенесенных из водородосодержащего диэлектрика, расположенного между экранирующей пленкой и корпусом, через экранирующую пленку в водородосодержащий диэлеткрик, расположенный между коллектором и экранирующей пленкой.

На чертеже приведен пример конкретного выполнения устройства. его общий

Детектор плотности потока направленного излучения нейтронов состоит из коллектора 1 и проводящей экрэнирующей пленки 2, выполненных из низкоатомного ленных между собой и металлическим «орпусом 3 тремя слоями диэлектрика, причем диэлектрик 4, расположенный между экранирующей пленкой 2 и корпусом 3, и диэлектрик. 5, расположенный между зкранирующей пленкой 2 и коллектором 1. выполнены из водородосодержащего материала (например, полиэтилена), а диэлектрик 6, разделяющий коллектор 1 и корпус 3, — иэ материала, не содержащего атомов водорода, с эффективным атомным номером, не превосходящим атомного номера материала корпуса, коллектора и зкранирующей пленки (например; фторопласта).

Устройство работает следующим образом. При облучении нейтронами со стороны водородосодержащего диэлектрика 4 происходит перенос заряда протонов отдачи на коллектор в водородосодержащих диэлектриках 4, 5. Перенос заряда между корпусом

3 и экранируащей пленкой 2 в водородосодержащем диэлектрике 4, а также изменяющийся объемный заряд диэлектрика 4 не

50 создают электрического тока в цепи коллектора 1. Ток в цепи коллектора обусловлен направленным движением протонов; возникающим в водородосодержащем диэлектрике 5. и протонов, возникших в диэлектрике

4 и перенесенных через экранирующую пленку 2 в диэлектрик 5. 9 этой связи толщина экранирующей пленки 2 должна быть меньше средневзвешенной проекции дли.ны свободного пробега протонов отдачи в .материале пленки, например, для распределения нейтронов по энергиям на ЯР и алюминиевой пленки. Толщина ее должна быть меньше 10 2 we. Толщина водородосодержащего диэлектрика 4- выбирается по менее средневзвешенной проекции пробега протонов отдачи на направление распространения нейтронов (для полиэтилена и распределения нейтронов по энергиям на ЯР эта величина равна 0 1 — 0,4 мм).

Толщина диэлектрика 5 выбирается из соображений электрической емкости детектора, чувствительности у -квантам и т.п.

Объемный заряд, возникающий в водородосодержащем диэлектрике 5 вблизи границы раздела с экранирующей пленкой 2 вследствие переноса протонов на коллектор, компенсируется в значительной степени (степень компенсации зависит QT толщины экранирующей пленки 2) переносом протонов отдачи из диэлектрика 4 через зкранирующую пленку 2.

Предложенное устройство для регист.рации плотности потока направленного излучения нейтронов по сравнению с наилучшим образцами аналогичного оборудования позволяет, сохранив сравнительно простую технологию изготовления детектора, увеличить точность измерений временной зависимости плотности потока нейтронов в 3-5 раз.

Выполнение устройства для регистрации плотности потока направленного излучения нейтронов описанным выше образом обеспечивает удовлетворительную точность показаний детектора вблизи активной зоны ЯР во временном интервале. соответствующем 957; флюенса нейтронов. (56) Абрамов А.И. Основы экспериментальных методов ядерной физики. Ы., Атомиз- дэт, 1977, с.507.

Авторское свидетельство СССР

М 713293, кл. G 01 Т 3/00, 1979.

1003659

Составитель

Техред M.Моргентал

Корректор С. Сско

Редактор О,Колоскова

Заказ 3239

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Формуле изобретения

ДЕТЕКТОР ПЛОТНОСТИ ПОТОКА НАПРАВЛЕННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НЕЙТРОНОВ, содержащий заключенный в металлическом корпусе металлический коллектор, разделенный с корпусом двумя слоями диэлектрика, один иэ которых выполнен иэ водородсодержащего материала, а другой - из . материала. не

ы ржащего атомов водорода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений плотности потока направлейного излучения нейтронов, водородсодержащий диэлектрик выполнен в виде двух пластин, разделенных проводя щей экранирующей пленкой из материала с низким атомным номером, толщиной, 5 много меньшей средневзвешенной проекции длины пробега протонов отдачи в веществе акра нирующей пленки на направление распространения нейтронов, причем толщина водородсодержащего диэ10 лвктрика, расположенного мвжду экранирующей пленкой и корпусом. не менее средневзвешенной длины проекции пробега протонов отдачи на направление распространения нейтронов в данном диэлектрике.