CN1230282A - 分级探测中子流,尤其是核反应堆中的中子流的自供电响应迅速的小型装置 - Google Patents

Abstract

设计得能分级探测中子流的响应迅速的自供电小型装置(16),它包含有一些同样的放射性部件(22),沿着管状外壳的纵向轴分布在此外壳中。每个放射性部件(32)都对局部的中子流敏感,因而在放入一个装备在反应堆中的记录探测井中时,装置(16)就保证了在反应堆堆芯的整个高度上连续监视中子流的变化。与放射性部件(22)相连接的连接导线(24)都有同样的长度,放置在外壳(18)中的补偿导线也是如此。

Description

分级探测中子流，尤其是核反应堆中的 中子流的自供电响应迅速的小型装置

技术领域

本发明涉及的是一种设计用来实现分级探测中子流，尤其是核反应堆中的中子流的响应迅速的自供电小型装置。

术语“小型”的意思是指，按照本发明所述的装置的外径大约小于6mm。

词组“自驱动”的意思是指，此装置的运作不需依赖外部的电源。

词组“响应迅速”的意思是指，此装置所在处中子流改变时，其输出信号几乎是立刻就改变的。

最后，词组“分级探测”的意思是指，测量是在沿此装置的不同地方进行的。

按照本发明所述的此装置特别适于实现连续监视核反应堆堆芯内中子流的变化，以及由于其反应的敏捷而能对反应堆进行保护。更详细地说，它设计得能通过一个称为“记录探测井”的管道插入反应堆堆芯中，这个探测井把加压水反应堆的堆芯与外部的测量室连接起来，通常可通过这个探测井把可移动的探测器周期地插入，来进行局部的中子流的测量。按照本发明所述的探测器，因而可以在反应堆的整个工作期间留在现有的记录探测井中，分布在反应堆堆芯的整个高度上。

技术现状

在加压水核反应堆中，反应堆的控制要求精确地监视堆芯中局部功率密度的变化。为了实现这样的监视，而周期地插入一些测量中子流的可移动探测器，这些探测器在完全确定的地方进行局部测量。

在文献，例如，FR-A-2693310中，描述了一种设备，这种设备使得可能从测量室向核反应堆的堆芯中插入一个可移动的中子流测量探头。

这样一种设备的特点是记录探测井的内径非常小，例如大约6mm。

此外，还知道有大量用于测量中子流的可移动探测器，它们可以在这种形式的设备中使用。特别是如文献FR-A-2423794,FR-A-2507328,FR-A-2426915以及US-A-4363970所阐明的，这些探测器一般包含有一个称为“发射体”的放射性部分，一个称为“收集器”的导电外壳，以及插入在发射体和收集器之间的一层电绝缘材料。为了使探测器能插入到记录探测井中，此发射体一般采取圆柱的形状，它同轴地安放在此管状的收集器中。当此探测器定位在反应堆堆芯中所希望的位置时，用一些电导体把此发射体和收集器与位于此测量室中的电流测量装置连接起来。

在这样的探测器中，发射体是由能捕获热中子及超热中子并立刻诱导发射瞬发γ射线的材料制成。发射的一部分立刻被吸收在发射体中，此发射体立刻放出高能瞬发电子。相应的反应标记为(n·γ),(γ·e-)，下面将称为“主要反应”。瞬发电子的主要部分到达收集器，这导致在发射体和收集器之间，产生与中子流成正比的“瞬发电子流”，位于测量室中的装置就对其进行测量。

已经引用的文献FR-A-2423794和FR-A-2507328描述了几种探测器，它们也设计得对γ射线敏感，在天然铀的核反应堆中以及在重水慢化核反应堆中，此射线是由反应堆堆芯延期地与中子一起发射的。这种标记为(γ·e-)的反应下面将称为“第一辅助反应”。在这种情况中，此发射体包含有由对γ射线敏感的材料制成的外层，以便释放低能和中能电子。在这样释放的电子的作用下，在发射体和收集器之间产生的“延期电子流”也由位于测量室中的装置所测量。

而且，正如已经引用过的文献FR-A-2426915所阐明的，当把制造可移动中子流探测器中发射体的材料，放置在热的或超热的中子流中时，它也有延期发射β-射线的作用。此相应的反应标记为(n·β-)，下面将称为“第二辅助反应”。这种β-射线通过发射体和收集器之间出现的“延期电流”而表现出来。当想要知道反应堆堆芯中局部的功率变化，而进行几乎是实时的测量时，重要的是要尽可能降低这种现象，因为它在时间上是延期的。在文献FR-A-2426915的情况中，这种结果是通过使发射体的外表面及收集器的内表面覆盖上一种导电层而得到的，这种导电层能吸收β-射线，而对较低能量的电子却是透明的。

当中子流探测器放置在核反应堆的堆芯中时，把发射体与测量装置连接起来的连接导线的位于此堆芯中的部分，也会由于组成它的材料捕获了热的和超热的中子而发射高能电子。这种现象会产生一种寄生电流。文献US-A-4363970建议，特别是通过在探测器的绝缘材料中嵌入一根由与连接导线同样材料制成的，并与其有同样长度和直径的补偿导线，来分开测量这种电流。

所有这些已知的探测器都具有一个单独的发射体，它只能在反应堆堆芯的非常精确的位置上做一次局部测量。为了在不同的地方做测量，必须在记录探测井中移动此探测器。因而利用此材料，几乎不可能随着反应堆堆芯中局部中子流的变化，来实现真正的连续监视和实时保护。

在文献FR-A-2195799中，提出了一种由两个发射体组成的中子流局部探测器，此发射体特别是可以相互平行地放置在收集器中。然而，这两个发射体完成的功能不同，因为一个发射体对中子流和γ辐射都敏感的，而另一个发射体只对咖玛辐射敏感。因而此文献涉及的是在大致同一点上实现两次局部测量，而不是对反应堆堆芯中局部中子流的变化进行连续监视。此外，把两个发射体安置在探测器的同一截面上，就必须使用直径非常小的发射体，这又导致灵敏度非常不足。

同样，文献FR-A-2493530提出了一种测量中子流的可移动探测器，这种探测器包含有一个对热中子敏感的发射体和一个对超热中子敏感的发射体，这两个发射体放置在同一收集器中，可以是并排，也可以是首尾相连。如果说这种两个发射体首尾相连的配置解决了尺寸问题的话，那么此文献还涉及在同一点进行两次不同的局部测量问题。在这个文献中也没有涉及到连续监视反应堆堆芯中局部中子流的变化问题。

此外，文献FR-A-2094195提出在反应堆堆芯的整个高度上，对局部中子流的变化进行连续监视。为此目的，建议在这个高度上，向保护外壳和沿此外壳的轴设置的管子之间提供的环形空间中，放置一个包含，尤其是，有一定数目的常规中子流探测器的装置。此沿轴向的管子使得可以不时地向此装置中插入另一个常规的中子流探测器，以便对包含在此装置中的探测器进行校准。

如果此装置是被设计用来放置进穿入反应堆堆芯中的管子内的，由于此装置的横截面大约有管子十倍那样大，显然，这个管子就不可能是插入常规设计的可移动中子流探测器用的记录探测井。

本发明的描述

本发明的目的正是一个响应迅速的自供电小型装置，设计用来可以分级探测中子流，尤其是在核反应堆堆芯的整个高度上来探测中子流，这个装置被放置在通常地装备在这样的反应堆中的一个记录探测井内，其灵敏度与现有的可移动探测器的灵敏度相当。

按照本发明所述，这个结果是通过一个在核反应堆堆芯的整个高度上分级探测中子流的装置而得到的，其特征在于它包含有：

-能够插入到记录探测井中的管状外壳；-头尾相对地放置在外壳中的一些同样的放射性部件，每个放射性部件都是由放置在中子流中时能发射电子的同样材料制成；-放置在外壳中的电绝缘连接导线，这是为了把每个放射性部件所产生的电流引向此装置的一端；以及-至少一根电绝缘的放置在外壳中并与装置的该端相连接的补偿导线。

所有的连接导线和补偿导线最好都是由与外壳同样性质的同样材料制成的。此外，它们的取向大致与此外壳的纵向轴平行，而且具有同样的横截面和同样的长度，除了放射性部件的长度以外。

应该指出的是，使用大致都有同样长度的连接导线，使得可以，如果需要，只用一根补偿导线，来同时测量由每根连接导线产生的寄生电流。当放射性部件的数目增加时，这个特性变得更加重要。事实上，如果连接导线的长度从一个放射性部件到另一个有明显变化，就必须使用与连接导线同样数目的补偿导线。这会很快地就不能够把由这些放射性部件和外壳中各种导线形成的组合，插入到记录探测井所限定的尺寸内。

在本发明的第一实施例中，每根连接导线及其延长部分都与不同的放射性部件的端部相连接。

补偿导线因而可以设置得大致沿着外壳的纵向轴，而放射性部件和连接导线则分布在此补偿导线的周围。

相反，放射性部件可以设置得大致沿着外壳的纵向轴，而连接导线和补偿导线则分布在这些放射性部件的周围。

在本发明的第一实施例中，外壳可以由导电材料制作，以便组成一个收集器。然后把电绝缘材料放置在外壳中，以便把这些放射性部件和连接导线与外壳绝缘开来，同时也把补偿导线与外壳、放射性部件和连接导线绝缘开来。

作为一个变种，每个放射性部件都可以被不同于外壳的收集器所环绕着。而此放射性部件由电绝缘材料与收集器隔离开来，一根单独的绝缘导线把所有的一直到此装置的第一端的收集器连接在一起。此收集器和绝缘导线的累加长度因而大致与补偿导线的长度相等。

有利的是，每个放射性部件都被放在两端由塞子封闭的外套中，而连接导线及其延长部分被连接到此塞子上，此外套和塞子是由同样的导电材料所制成的。在这种情况下，此外套和塞子保证了机械强度，而且至少部分地吸收中能和低能的延期电子，这两种电子是在放射性部件中通过第一和第二辅助反应(γ·e-),(n·β-)而释放出来的。此外套和塞子也产生了延期的正电流，在所考虑的范围内，此电流补偿了由于制造外壳和记录探测井的材料(钢或合金)的退活化作用所引起的延期的负电流。

有利的是，此外套、塞子和导线都是由与外壳同样的材料制作的，例如，是由不锈钢制作的。

在本发明的第二个实施例中，每个放射性部件都是由收集器所环绕着，而且由电绝缘材料与收集器隔离开来。每根连接导线及其延长部分因而都是与不同收集器的端部相连接，而所有的放射性部件都是放置在由导电材料制成的单独的外套中。

在这种情况中，放射性部件在外套中由隔离件隔离开来。更详细地说，两个连贯的放射性部件可以被一个单独的由导电材料制作的隔离件隔离开来，或是被这样一种隔离件隔离开来：这种隔离件是由电绝缘材料制作的，它放置在两个由导电材料制作的隔离件之间。

有利的是，由导电材料制作的外套和隔离件是由与外壳同样的材料制作的，例如，是由不锈钢制作的。

最好是，每个外套都覆盖一层能部分吸收低能γ射线的导电材料。此材料也有助于取消放射性部件中的第一辅助反应(γ·e-)。它的原子序数比用于外套的导电材料的原子序数大。尤其是它可以由锆、钼或铌组成。

此外，外套的覆盖层可以通过真空沉积，或是通过绕线圈或覆盖层而得到。

在本发明的优选实施例中，每个放射性部件都包含有钴-59。

更一般地说来，每个放射性部件都是由棒，堆积的小圆片，粉状制品，或一捆单股线或多股线形状的材料制成。

此外，补偿导线和连接导线或是由单股的，或是由同样材料或由不同材料拧起来的多股的线而制成的。

最后，补偿导线和连接导线可以是由硅土织物、矾土覆盖层、镁土覆盖层或硅土覆盖层这样的材料进行绝缘。

附图简述：

参考附图，现在将用一些非限制性的例子，对本发明的各种实施例来进行描述。

-图1是一个部分剖面视图，它高度简化地表示出监视核反应堆堆芯中中子流的常规装置的一部分；

-图2是一个分级检测中子流装置的纵向剖面图，这个装置可以放置在图1中设备的记录检测井中，这个装置图示出本发明的第一实施例；

-图3是沿着图2中Ⅲ-Ⅲ线的剖面视图；

-图4是可与图2相比拟的纵向剖面视图，它表示出本发明的分级检测装置的一个变种；

-图5是沿着图4中Ⅴ-Ⅴ线的剖面视图；

-图6是一个纵向剖面视图，它表示了本发明的分级检测装置的第二个实施例；

-图7是一个纵向剖面视图，它放大地表示出装备在图2、4和6的装置中的一个放射性部件；以及

-图8是一个纵向剖面视图，它表示出本发明的第三个实施例。

优选实施例的详细介绍

在图1中，标号10表示加压水核反应堆的容器。专业人士熟知，这个容器10包含有反应堆的堆芯12。这个堆芯12是由一定数目的方形截面的或六角形截面的核燃料组件垂直排列而形成的。

为了负责控制反应堆的人员能拥有一份堆芯12内中子流量的图表，此反应堆装备有一个监视此流量的设备。此设备特别包含有一定数目的管道14，现只描述其中的一根。这种管道14把反应堆堆芯12与位于容器10外面的测量室15连接起来。这些管道14穿过堆芯12的整个高度，在分布于反应堆堆芯的整个横截面上的一些位置处穿过堆芯12。它们在其靠近反应堆堆芯12的顶部一端是封闭的，以便保持容器10的密封。为此，管道14通常被称为“记录探测井”。由于体积的原因，此记录探测井14的内径不超过大约6mm。

通常，记录探测井14被用来向堆芯12中通入一些测量中子流的可移动探头，这些探头在其所处的地方进行一次中子流的局部测量。为了在不同位置进行测量，必须移动这些探头，当绘制出中子流图表时，再移动回测量室。

按照本发明所述，使用存在于现行核反应堆上的记录探测井14，随着反应堆堆芯12内中子流的变化，通过分级中子流探测装置16，来连续地进行监视和保护的测量，这个探测装置16大致延伸在此堆芯的整个高度上，并在反应堆工作期间保持在原位上。按照本发明所述的此探测装置16因而是自供电的小型装置。此外，它设计得能提供迅速的反应，几乎是实时的，而且有足够的柔软性，能插入记录探测井14中，并在反应堆关闭时，从中取出来，尽管此探测井中的某些地方是弯曲的。

在图2所示实施例中，探测装置16包含有一个管状的外壳18，其前端(也就是说当此装置处在堆芯12中时的顶部)由一圆的堵头20所封闭，这个堵头使得容易把此装置插入记录探测井14中。此管状外壳18的长度至少等于反应堆堆芯12的高度。此外壳18及其堵头20是由比较柔软的导电材料，例如不锈钢制成。外壳18的外径小于记录探测井的内径，也即大约4到5mm。

图2的分级探测装置16还包含有一些同样性质的发射体22，它们在外壳18中是头尾相对地放置的，以便当此装置到位时，分布在反应堆堆芯的整个高度上。这些发射体的形状是长圆柱体，其取向与外壳18的纵向轴平行，它们之间彼此是分开的。作为例子，在直径大约4到5mm的外壳18中，可以放置九个直径大约为2mm的反射体22。应该注意的是，这样的一个直径对于得到一致的测量结果来说是必不可少的。发射体22的结构将在下面描述。

分级探测装置16还包含有绝缘的连接导线24，此导线保证了每个发射体22与电流测量装置(未画出)的电学连接，此电流测量装置放置在监视设备的测量室15(图1)中。更详细地说，导线24的取向与外壳18的轴平行。这些导线有主要部分24a，它保证每个发射体22与测量装置的电学连接，除了最靠近堵头20的发射体22只有主要部分24a的情况外，这些导线还有延长部分24b。对所有的其他发射体22来说，这些延长部分24b是从发射体的朝向堵头20的端部开始，伸到最靠近此堵头的发射体22的朝向此堵头20的端部区域。因而，所有的连接导线24大致有同样的长度。

分级探测装置16也是至少包含有一根绝缘的补偿导线26(图3)，它安置得与外壳18的纵向轴平行，而且其长度大致等于连接导线24和发射体22的累加长度。

补偿导线26和连接导线24是由同样的一种或几种导电材料制成的，而且有相同的横截面。

按照这种情况，每条连接导线24和每条补偿导线26都是由一股或多股卷成螺旋形的，象不锈钢这样的单一材料，或在多股线的情况下是几种不同材料形成的。于是多股线可以是一股不锈钢和两股锆、铌或钼形成。使用后面的几种材料可以制造几乎对反应堆堆芯产生的咖吗辐射不敏感的连接导线，因为它们产生相反的电子流。在所有的情况下，导线的直径必须比发射体的直径小。

连接导线和补偿导线是由厚度不变的硅土编制物所绝缘。这些导线也可以覆盖或包上一层象矾土、镁土或硅土这样的矿物绝缘材料。

图2和3的分级探测装置16也包含有电绝缘的材料27，它填满了管状外壳18并保证此外壳和此外壳包含的各种部件之间的绝缘，以及每个发射体22-连接导线24组合之间及与补偿导线26之间的电绝缘。

在图2和3所示的实施例中，补偿导线26大致是沿着外壳18的纵向轴而设置的。此外，发射体22以及与之相连的连接导线24是围绕着补偿导线26成多角形地分布在外壳18中，使得每一个发射体22都放置在补偿导线和外壳18之间，处于外壳的不同的角扇区中。

图4和5表示了本发明第一实施例的一个变种，其中所有的发射体22都大致是沿着外壳18的纵向轴设置的，而此外壳18中的连接导线24和补偿导线26分布在这些发射体的周围。

图2和图3以及图4和图5中所示的分级探测装置的功能是同样的。

具体讲来，在这两种情况中，管状外壳18包含有一个由导电材料制成的收集器。对每个发射体22而言，测量在与发射体相连的连接导线24和柱状外壳18之间流动的电流，因而就给出堆芯中位于所考虑的发射体22位置周围的中子流的指示。由于此装置包含有一些在反应堆堆芯的整个高度上分布的发射体，可以理解，装备在反应堆监视设备上的每个记录探测井14中，存在一个这种形式的装置，就使得可能实现对反应堆堆芯中局部中子流的变化做连续监视。

如图4和图5中实施例的变种一样，在图6所示本发明的第二实施例中，分级探测装置包含有一个端部是堵头(未画出)的管状外壳18、几个头尾相对着沿此外壳的纵向轴设置的柱状发射体22以及等长度的而且把每个发射体22与放在测量室15中的测量装置(未画出)连接起来的连接导线24。此探测装置16还包含有补偿导线(未画出)，它和连接导线24同样，设置在把发射体22与外壳18分开的环形空间中。如上所述，此补偿导线是由与连接导线24同样的导电材料制成的，具有相等的横截面，并且其长度与每根连接导线24增加一个发射体22的长度相等。

图6中所示的实施例与图4和图5中的实施例变种的主要不同在于：分级探测装置16还包含有管状收集器28，这个收集器同轴地环绕着每个发射体22，同时由电绝缘材料27与发射体22隔离开来，也与外壳18隔离开来。

每个收集器28的长度都大致等于它环抱的发射体22的长度。单独的绝缘导线30把所有收集器28连接起来，而其后端连接到放置在测量室15中的测量装置(未画出)上。在这种情况中，当此装置受到中子流的作用时，就测量在每个发射体22和与其相应的收集器28之间流动的电流。应该指出的是，收集器28和绝缘导线30的累加长度大致等于补偿导线(未画出)的长度。

在上面刚刚参考图2到图6成功地描述过的实施例中，每个发射体都具有将参考图7进行描述的结构。

正如图示，每个发射体22都主要包含有一个放射性柱状部件32，其制作材料放置在中子流中能发射电子。这种材料尤其可以是钴-59。放射性部件32放置在单独的两端由塞子36封闭的管状外套34中。

发射体32的放射性部件32，按照这种情况，可以是放置在外套34中的棒、堆积的小圆片、粉状制品、或一捆单股线或多股线。

外套34和塞子36是由与外壳18有同样性质的同样导电材料，例如不锈钢，所制作的。此结构保证放射性部件32、外套34和塞子36之间的电学接触。

外套34的功能之一是保证放射性部件32的机械强度，特别是在意外事故中，防止在堆芯中停留过的受辐照过的钴散布开来。

此外，外套34还有一个功能，这就是通过，特别是，部分地或全部地吸收延期的中能或低能电子，而使得此装置的测量更为即时，此中能或低能电子是在第一辅助反应(γ·e-)和第二辅助反应(n·β-)的作用下，由发射体的放射性部件32中所释放出来的。

外套34所起的这个功能上的作用也是由于在其中产生了延期的正电流而引起的，在发射体所在的位置，这个电流就补偿了延期的负电流，而此负电流是由于此装置的外壳18的退活化和记录探测井15的退活化而引起的。

由外套34所实现的各种功能随着其厚度而增加。然而，由于发射体22的整个直径必须不超过大约2mm，以使得能把此装置插入到已有的记录探测井中，则外套34的厚度也必须足够小，以使得不能损坏敏感的部件32，而此部件的效率是随着直径而增加的。利用厚度大约为1mm的十分之一的外套34得到一种满意的折中。

如图7所示，外套34伸出超过敏感部件32的每一端部，以便围绕着塞子36。通过能保证好的机械强度和好的电学接触的任何机构，把此塞子通过，特别是，焊接、钎焊或镶接的方法固定在外套34上。

和外套34一样，塞子36同时有机械地固定放射性部件32的功能和功能上的作用。更详细说，由于外套34的厚度比较薄，它的补偿延期电流的作用比较受限制。塞子36的存在因而使得能实现延期电流的补偿。

必须指出的是，连接导线24是通过在使塞子轴向延伸的堵头38中的焊接而与发射体的端部连在一起。

外套34外面最好覆盖一层能吸收部分低能咖玛射线的导电材料40。更详细地说，此咖玛射线是由反应堆中裂变产物和活化产物的多多少少有些慢的衰变作用而产生的。由于第一辅助反应(γ·e-)的原因，它们在发射体22的敏感部件32中，正常地产生延期电流，已知来自堆芯的咖玛射线的大约30％被延期了。

存在着导电材料层40因而使得可以降低敏感部件32对来自反应堆堆芯的咖玛射线的敏感性。所得到的测量则更为即时而且更有选择性，这有利于通过降低此装置对强度变化的响应时间，把按照本发明所述的装置16用来监视和保护核反应堆。

导电材料层40也有更好地控制钴-59消耗的功能，敏感部件32就是由钴-59制作的。

更详细地说，敏感部件32中的一个钴-59原子每捕获一个中子，都会导致这种同位素的一个原子消失而变成钴-60。因而逐渐的发射体的放射性部件的钴-59越来越少，越来越不能捕获其他中子。于是说形成放射性部件32的钴消耗了。由第一辅助反应(γ·e-)产生的延期电流相对于探测器发射的总电流的比例随时间的变化就表现出这种钴的消耗来。导电材料层40通过消除一部分不是由主要反应(n.咖玛)，(咖玛e-.)产生的电流而解决了这个问题。

导电材料层40是由机械上、热学上以及化学上对其环境稳定的材料所制成的。此外，这种材料必须是好的导电体并且利用外套34与发射体22的放射性部件32进行电学连接。此导电材料层40也必须对中子活化很少灵敏，以便不引入延期的寄生效应。用于制造导电材料层40的材料的原子序数因而高于用于制造外套34的材料的原子序数。此导电材料层40尤其可以用锆来制造，其厚度大约为17μm，或是由锆或钼来制造，其厚度为大约十分之几个μm。

导电材料层40可以通过真空沉积或利用卷成拼接线圈的导线或在外套34上镶贴金属带的方法而得到。

每一根连接导线24的位于反应堆堆芯中的部分会感生出寄生电流，此寄生电流主要是由来自反应堆堆芯的咖玛辐射场产生的，以及，在较小的范围内，是由每一根连接导线的位于堆芯外部的部分的寄生现象而产生的。

为了补偿单个发射体的连接导线引起的干扰，已知可以在现存的可移动探测器中放置与这种连接导线一样的并具有同样长度的补偿导线，其走向与连接导线平行。这种补偿导线产生的电流与来自发射体连接导线的电流是一样的。减去这两个信号，就可以除去由连接导线产生的寄生电流。

然而，按照本发明，使用几个分布在此装置的长度上的发射体自然会导致每个发射体使用不同长度的连接导线。在这种情况下，必须与每个发射体相连一根补偿导线，在增加发射体的数目时，这将使此装置的直径很快地增加，这种方式是不能接受的。

按照本发明所述，这个问题是由人为地延长与每个发射体相连的连接导线24而解决的，使得每根导线的长度大致相同，正如上面参考图2所描述的一样。由于这样，每个发射体的连接导线所产生的寄生电流大致是相等的，因而利用如上所述的单独的补偿导线可以得到对这些电流的补偿。

如果外壳18中的可用容积允许的话，仍然可以向该导线26上增加一根或两根附加的补偿导线。这使得可能得到补偿电流的一个平均值，因而能改善测量的精度。万一有一根补偿导线意外地断裂，还能继续进行测量。

参考图8，现在来描述本发明另一实施例，在这个实施例中，本发明的探测装置16，如前所述，包含有一个管状外壳18，其前端是由一个堵头(未画出)所关闭。然而，不是前面所述实施例中那样包含有几个发射体，在这种情况中此外壳18只包含有一个发射体22，它在整个反应堆堆芯15的高度上展开。为了能让装置16进入记录探测井15，此单独的发射体22因而和外壳18一样，具有一定的柔软性和可弯曲性。

更详细地说，此单独的发射体22是由单独的管状外套34组成的，在此外套中头尾相对地放置着几个敏感部件32，它们互相分开地分布在堆芯的整个高度上。连贯的敏感部件32之间或者是由单独的间隔块41所分开，或者是由隔离件42所分开，这其中间隔块41是由与外套34同样的材料所制成的，完成与图7中塞子36同样的功能，而隔离件42是由电绝缘材料制成的，插在两个隔离件44之间，此隔离件44是由与形成外套34的材料同样的材料所制成。在后一种情况，隔离件44本身也与图7中的塞子36起同样的作用。

和包含有几个分离的发射体的装置情况一样，外套34的覆盖层(未画出)与图7中的导线材料层40是相等同的。

此单独的发射体22放置在电绝缘的外壳46中，其周围放置的是管状收集器28。每个收集器28都围绕着一个放射性部件32，而其长度稍微长一些。收集器28所完成的功能与图6中收集器28所完成的功能相似。然而，由于在这种情况中此装置包含有一个单独的发射体22，则在反应堆堆芯的不同高度上测量电流就必须分别用通过外壳18和收集器28之间的电绝缘连接导线24，把每个收集器28与测量装置(未画出)连接起来。为了简化读图，图8中只表示出一根连接导线24。

为了上述同样的原因，每根连接导线24都伸到相应的收集器外面，使得所有的连接导线都有大致同样的长度。这也使得能通过单独的补偿导线26来对连接导线产生的寄生电流进行补偿，如果尺寸允许的话，补偿导线26可以是两根或三根。

在图8中的实施例中，每根连接导线24不是被制造成焊接在必须与之连接的收集器两端的两个部分，而是可以在收集器和电绝缘外壳46之间通过。连接导线24的位于收集器28和绝缘外壳46之间的部分是裸露的，以便通过接触来保证连接导线和相应收集器之间的电学连接。这种接触尤其是可以利用，例如，锻打来对外壳18进行压紧而得到。

Claims (23)

1．在核反应堆堆芯的整个高度上分级探测中子流的装置，其特征在于它包含有：-能够插入到记录探测井(15)中的管状外壳(18)；-头尾相对地放置在外壳中的一些同样的放射性部件(32)，每个放射性部件都是由放置在中子流中时能发射电子的同样材料制成；-放置在外壳(18)中的电绝缘的连接导线(24)，用于把每个放射性部件(32)所产生的电流引向此装置的一端；以及-至少一根电绝缘的放置在外壳(18)中并与装置的该端相连接的补偿导线(26)。

2．按照权利要求1所述的装置，其特征在于：所有的连接导线(24)和补偿导线(26)都是由与外壳同样性质的同样材料所制成，其取向大致与外壳的纵向轴平行，它们具有同样的横截面和同样的长度，除了放射性部件(32)的长度外。

3．按照权利要求2所述的装置，其特征在于：除了与最靠近外壳(18)的第二封闭端的放射性部件(32)相连接的连接导线(24)之外，所有的连接导线(24)都有延长部分(24b)，这部分与放射性部件(32)相连并伸向外壳的第二封闭端。

4．按照权利要求3所述的装置，其特征在于：每根连接导线(24)以及其延长部分(24b)都与不同放射性部件(32)的端部相连。

5．按照权利要求4所述的装置，其特征在于：补偿导线(26)大致是沿着外壳(18)的纵向轴而设置的，放射性部件(32)和连接导线(24)分布在补偿导线(26)的周围。

6．按照权利要求4所述的装置，其特征在于：放射性部件(32)大致是沿着外壳(18)的纵向轴设置的，连接导线(24)和补偿导线(26)分布在这些放射性部件的周围。

7．按照权利要求4到6中任一项所述的装置，其特征在于：外壳(18)是由导电材料制成的，电绝缘材料(27)放置在此外壳中，一方面围绕着放射性部件(32)和连接导线(24)，另一方面围绕着补偿导线(26)。

8．按照权利要求4到6中任一项所述的装置，其特征在于：每个放射性部件(32)都是由收集器(28)所环绕着并且由电绝缘材料与收集器分离开来，单独的绝缘导线(30)把直到此装置第一端的所有收集器连接在一起，收集器(28)和绝缘导线(30)的累加长度大致与补偿导线(26)的长度相等。

9．按照权利要求4到8中任一项所述的装置，其特征在于：每个放射性部件(32)都是放置在两端被塞子(36)所封闭的外套(34)中，连接导线(24)及其延长部分(24b)就连接在此塞子上，外套和塞子是由同样的导电材料制成的。

10．按照权利要求9所述的装置，其特征在于：外套(34)、塞子(36)和导线(24,26)都是由与外壳(18)同样的材料制成的。

11．按照权利要求3所述的装置，其特征在于：放射性部件(32)由收集器(28)所环绕着，并由电绝缘材料与此收集器隔离开来，每根连接导线(24)及其延长部分(24b)都是与不同收集器(28)的端部相连接，所有的放射性部件(32)都放置在由导电材料制成的单独外套(34)中。

12．按照权利要求11所述的装置，其特征在于：放射性部件(32)在外套中是由隔离件(40,42,44)隔离开的。

13．按照权利要求12所述的装置，其特征在于：两个连贯的放射性部件(32)被导电材料制成的隔离件(40)隔离开。

14．按照权利要求12所述的装置，其特征在于：两个连贯的的放射性部件(32)被电绝缘材料制成的隔离件(42)隔离开来，此隔离件(42)放置在两个由导电材料制成的隔离件(44)之间。

15．按照权利要求11到14中任一项所述的装置，其特征在于：由导电材料制成的外套(34)和隔离件(40,44)，其制作材料与外壳(18)的材料相同。

16．按照权利要求9到15中任一项所述的装置，其特征在于：外套上覆盖有导电材料层(40)，此材料能部分地吸收低能咖玛射线。

17．按照权利要求16所述的装置，其特征在于：能吸收咖玛射线的材料具有的原子序数大于用于外套(34)的导电材料的原子序数。

18．按照权利要求17所述的装置，其特征在于：能吸收咖玛射线的材料是从包含有锆、钼和铌的一组材料中选取的。

19．按照权利要求16到18中任一项所述的装置，其特征在于：该导电材料层(40)的制作方式是从包含有真空沉积、绕线圈和覆盖层的一组方式中选取的。

20．按照前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于：每个放射性部件(32)都包含有钴-59。

21．按照前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于：每个放射性部件(32)的制造材料都是从下面一组形状的材料中选取的，这组形状中包含有棒，堆积的小圆片，粉状制品，或一捆单股线或多股线。

22．按照前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于：补偿导线(26)和连接导线(24)制造的形状是从下面一组形状中选取的，这组形状包含有单股、同样材料几股拧在一起以及不同材料几股拧在一起。

23．按照前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于：补偿导线(26)和连接导线(24)是由从下面一组材料中选取的材料而被绝缘的，这组材料包含有硅土编制物、矾土覆盖层、镁土覆盖层以及硅土覆盖层。

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