CN202533587U - 一种用于事故条件下强γ辐射场测量的电离室型探测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及核防护技术领域，提供一种用于事故条件下强γ辐射场测量的电离室型探测器，由全密封不锈钢探头和不锈钢无机铠装电缆组成，探头为圆柱形结构，外壳和内胆均为薄壁不锈钢密封结构，与电子学相连的电缆采用不锈钢铠装电缆，电缆与外壳之间采用焊接方式密封。本实用新型在确保有较大体积的灵敏区的同时，采用非常小的电极间距，以满足较低的量程下限和极高的测量上限，并且通过在高压极内部添加铝衬底结构以获得一致性非常好的能量响应线性。

Description

一种用于事故条件下强γ辐射场测量的电离室型探测器

技术领域

本实用新型涉及核防护技术领域，具体的说是一种用于事故条件下强γ辐射场测量的电离室型探测器。 

背景技术

在γ辐射剂量率监测时，会遇到一些情况，在正常情况下，监测场所的辐射水平较低，而在一些极端情况下，如监测场所发生大的核泄漏事故时，监测场所的辐射剂量率会远远高于正常水平，甚至为正常水平的7～8个数量级。为了达到实时监测的目的，监测系统需要有很宽的量程范围和高的测量上限，以确保系统在正常工况和事故工况下都能正常工作。同时，为了使监测系统能在极端事故情况下正常工作，系统还需要满足事故情况下的使用要求。如核反应堆在发生严重的事故后，尤其是发生失水事故（LOCA）或主蒸汽管道断裂、堆芯熔化等事故后，反应堆周围的剂量率远远高于正常水平，同时整个安全壳内处于高温、高湿、高压环境，常规核探测器均已失去作用。而通过测量安全壳内的γ辐射剂量率，可推测出安全壳内总放射性活度。因此，有必要设置用于核反应堆事故及事故后γ辐射剂量率监测用的探测器，确保在事故情况下仍能获得安全壳内辐射剂量率的准确数值，为判定事态的发展及应急决策手段提供依据。 

一般的核探测器量程范围比较窄，在4～6个数量级，且只能在常温常压下工作。同时，测量上限也比较低，无法用于超高γ辐射剂量率的测量。而对于类似核电站可能发生的LOCA事故时，探测器除了测量上限非常高以外，探测工作环境也跟正常水平不一样，一般的探测器均无法工作。 

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术的不足之处，而提供一种用于事故条件下强γ辐射场测量的电离室型探测器，其结构简单，使用方便，既能在正常辐射水平下工作，又能在高温、高湿、高压和超高辐射剂量率下正常工作，该电离室采用完全密封的不锈钢外壳和不锈钢无机铠装电缆，在确保有较大体积灵敏区的同时，采用非常小的电极间距，以满足较低的量程下限和极高的测量上限。同时通过在高压极内部添加铝衬底而获得一致性非常好的能量响应线性。由于采用了不锈钢铠装电缆传输信号，电缆绝缘电阻大，漏电流小，信号衰减小，抗干扰力强，因此可以将电离室输出的电流信号传输至安全壳外环境条件较好的区域后再放大处理。探测器内部的绝缘支撑件均采用陶瓷材料，采用本实用新型的γ辐射剂量率监测设备可以长期在高温高压环境下工作。 

本实用新型的目的是通过如下技术措施来实现的：一种用于事故条件下强γ辐射场测量的电离室型探测器，包括圆柱形不锈钢电离室探头和电缆，所述不锈钢电离室探头由同轴薄壁不锈钢密封结构的外壳和内胆组成，所述内胆里层收集极为空心铝圆柱体，外层高压极为同轴的两端密封的不锈钢圆筒，高压极内壁紧密贴合有铝衬底，所述内胆上设有充气咀，所述收集极和高压极分别与电缆相连，电缆采用具有不锈钢外壳的无机铠装电缆，不锈钢无机铠装电缆与电离室探头外壳焊接。 

在上述技术方案中，所述收集极两端均采用绝缘子连接固定在高压极上。 

在上述技术方案中，所述两个绝缘子设有漏电流保护环，漏电流保护环均采用弹簧与探头外壳相连。 

在上述技术方案中，所述外壳与内胆之间设有若干绝缘支撑件，该绝缘支撑件全部采用陶瓷材料制作。 

在上述技术方案中，所述绝缘支撑件和外壳之间设有减震弹簧。 

本实用新型采用两端密封的不锈钢圆筒做高压极，内部采用同轴的空心铝圆柱体做收集极，高压极两端采用有漏电流保护环的绝缘子将收集电极固定在一起，组成电离室内胆。两电极间通过充气咀充有一定压力的气体做工作介质。在满足灵敏度和绝缘度的条件下，采用2～4mm的电极间距离和较低的工作气压，以保证电离室有充分高的测量上限。同时，所有的电极均做圆弧形倒角，防止探测器在高压和强辐射场下发生自持放电。为了抑制射线在外电极壁上打出的二次电子，在高压极内侧衬有一薄铝层，可有效改善电离室的能量响应线性。为了防止使用场所发生破坏性的事故时，收集极发生振动而断裂，收集极两端各采用一个绝缘子连接后与高压极固定，绝缘子的漏电流保护环采用弹簧与外壳连接。整个内胆经过陶瓷支撑件和减震弹簧支撑后安装在圆柱形不锈钢外壳内。给电离室提供工作电压的电缆和信号输出电缆均采用具有不锈钢外壳的无机铠装电缆，外壳上所有的连接位置均采用焊接的方式永久密封，以确保本实用新型在高温高湿环境下电离室内部的绝缘度不受影响，设备仍能正常工作。 

本实用新型可用于超高γ辐射剂量率的测量，量程范围比一般电离室宽，测量下限与高放射性液体监测用探测器相当，而测量上限远高于该类探测器。由于采用了铝衬底能量补偿结构，在不添加锡等重金属吸收片的情况下，能量线性好于一般的探测器，可在核电站发生严重事故时，高温、高压和高湿环境下监测安全壳内的γ辐射剂量率。同时，还可用于包括高放射性液体、γ辐照装置等辐射剂量率的在线测量。 

附图说明

图1为本实用新型用于事故条件下强γ辐射场测量的电离室型探测器的结构示意图。 

其中：1.第一陶瓷支撑件，2.外壳，3.高压极，4.第二陶瓷支撑件，5.充气咀，6. 减震弹簧，7.第一电缆，8.第一弹簧，9.第一漏电流保护环，10.收集极，11.铝衬底，12.第二漏电流保护环，13.第二弹簧，14.第二电缆。 

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的描述。 

如图1所示，本实用新型提供一种用于事故条件下强γ辐射场测量的电离室型探测器，包括圆柱形不锈钢电离室探头和电缆，所述不锈钢电离室探头由同轴薄壁不锈钢密封结构的外壳2和内胆组成，所述内胆里层收集极10为空心铝圆柱体，外层高压极3为同轴的两端密封的不锈钢圆筒，高压极3内壁紧密贴合有铝衬底11，所述内胆上设有充气咀5，所述收集极10和高压极3分别与第一电缆7和第二电缆14相连，电缆采用具有不锈钢外壳的无机铠装电缆，不锈钢无机铠装电缆与电离室探头外壳2焊接。电缆与外壳2之间采用焊接方式密封，以确保电离室能长期在高压、潮湿的环境下稳定工作。 

通过充气咀5将内部抽至高真空后，充入一定压力的惰性气体或氮气作为接收γ射线的工作介质。通过第二电缆14向高压极3施加一定电压的极化高压后，γ射线与收集极10和铝衬底11间的气体作用产生的电荷向两电极运动，在与收集极相连的第一电缆7中输出与辐射剂量率成正比的电流信号。 

在上述实施例中，为了保证电离室有足够高的抗振性，收集极10两端各自采用一个绝缘子连接后固定在高压极3上。第一绝缘子漏电流保护环9和第二漏电流保护环12分别用第一弹簧8和第二弹簧13与探头外壳2连接。 

在上述实施例中，所述外壳2与内胆之间设有第一绝缘支撑件1和第二绝缘支撑件4，该绝缘支撑件全部采用耐高温的陶瓷制作，保证探头能够在很高的温度下正常工作。同时，在第二绝缘支撑件4和外壳2之间用减震弹簧6压紧，确保探测器在受到较大冲击振动时有很强的生存力。 

本实用新型输出的信号经过不锈钢无机铠装电缆输出至辐射剂量率较低的区域后，采用宽量程弱电流放大电路放大处理，并经过刻度后，可将探测器输出的电流信号转换为辐射剂量率。 

Claims (5)

1.一种用于事故条件下强γ辐射场测量的电离室型探测器，包括圆柱形不锈钢电离室探头和电缆，其特征是：所述不锈钢电离室探头由同轴薄壁不锈钢密封结构的外壳和内胆组成，所述内胆里层收集极为空心铝圆柱体，外层高压极为同轴的两端密封的不锈钢圆筒，高压极内壁紧密贴合有铝衬底，所述内胆上设有充气咀，所述收集极和高压极分别与电缆相连，电缆采用具有不锈钢外壳的无机铠装电缆，不锈钢无机铠装电缆与电离室探头外壳焊接。

2.根据权利要求1所述的用于事故条件下强γ辐射场测量的电离室型探测器，其特征是：所述收集极两端均采用绝缘子连接固定在高压极上。

3.根据权利要求2所述的用于事故条件下强γ辐射场测量的电离室型探测器，其特征是：所述两个绝缘子设有漏电流保护环，漏电流保护环均采用弹簧与探头外壳相连。

4.根据权利要求1所述的用于事故条件下强γ辐射场测量的电离室型探测器，其特征是：所述外壳与内胆之间设有若干绝缘支撑件，该绝缘支撑件全部采用陶瓷材料制作。

5.根据权利要求4所述的用于事故条件下强γ辐射场测量的电离室型探测器，其特征是：所述绝缘支撑件和外壳之间设有减震弹簧。

Images