CS260510B1

CS260510B1 - Moderating block for neutrons' detectors testing

Info

Publication number: CS260510B1
Application number: CS868003A
Authority: CS
Inventors: Stefan Hustava; Vaclav Ptak
Original assignee: Stefan Hustava; Vaclav Ptak
Priority date: 1986-11-05
Filing date: 1986-11-05
Publication date: 1988-12-15
Also published as: CS800386A1

Abstract

Podstata se týká moderačního bloku, ve kterém je možno testovat, tj. určovat relativní a absolutní citlivost detektorů neutronů neutronovým zdrojem. Těchto detektorů je třeba při reaktorových měřeních v jaderných elektrárnách. Na dně nádoby moderačního bloku jsou umístěna vodítka, v nichž spočívají vodici elementy pouzder neutronového zdroje. Ve středu tohoto dna řešené nádoby je umístěna naváděcí podložka, na kterou dosedá výměnná vložka, připojená k pouzdru detektoru neutronů. Pouzdro volně prochází nosníkem, umístěným napříč v horní části nádoby moderačního bloku a uloženým na podpěrách připevněných ke stěně nádoby. K nosníku jsou dále připevněny kolmo situované matice pohybových šroubů. Pouzdra neutronového zdroje jsou svou horní částí, k níž má každé pouzdro připojenou konzolu s úchytem pohybového šroubu, vložena do podélných vybrání, vytvořených v nosníku. Každou maticí pohybového šroubu a úchytem pohybového šroubu prochází jeden pohybový šroub.The essence concerns the moderation block, in which it is possible to test, ie determine relative and absolute detector sensitivity neutron source. These detectors are needed for reactor measurements nuclear power plants. At the bottom of the container guides are placed on the moderation block in which the guide elements of the sheaths rest neutron source. In the middle of this the bottom of the designed container is located guidance the pad on which the interchangeable insert abuts, attached to the neutron detector housing. The housing freely passes through a beam placed across the top of the moderation vessel block and mounted on supports attached to the container wall. They are further to the beam fixed locating motion nuts screws. Neutron source housings are with its upper part to which each sleeve has attached bracket with motion bracket bolt, inserted into the longitudinal recesses, formed in the beam. Every nut movement bolt and movement handle bolt passes one movement screw.

Description

Vynález se týká moderačního bloku, ve kterém je možno testovat, tj. určovat relativní a absolutní citlivost detektorů neutronů neutronovým zdrojem. Těohto detektorů je třeba při reaktorových měřeních v jaderných elektrárnách.The invention relates to a moderation block in which it is possible to test, i.e. to determine the relative and absolute sensitivity of neutron detectors by a neutron source. These detectors are needed for reactor measurements in nuclear power plants.

Dosud se k měření relativní citlivosti a funkční schopnosti detektorů neutronů většinou používá parafinu jako moderátoru. Moderátor je uložen do nosiče, kde tvoří pevně určenou vrstvu na jeho vnitřním povrchu. Do dutiny nosiče je pak vložen neutronový zdroj. Testovaný detektor neutronů se přikládá k takto uspořádanému neutronovému zdroji do určité vzdálenosti od tohoto zdroje, která se již dále nemění. Tímto uspořádáním je u detektorů mezipásma jaderného raktoru možno zjistiti jen určitou odezvu a u detektorů energetického pásma ani tuto odezvu.So far, paraffin as a moderator has been used to measure the relative sensitivity and performance of neutron detectors. The moderator is placed in a carrier where it forms a fixed layer on its inner surface. A neutron source is then inserted into the carrier cavity. The neutron detector to be tested is applied to the neutron source so arranged at a distance from the source, which no longer changes. With this arrangement, only a certain response can be detected in the detectors of a nuclear rocket interband and, in the case of energy-band detectors, also this response.

Odezvou se v tomto případě rozumí statisticky výrazná reakce detektoru na tok neutronů ze zdroje neutronů, kdy naměřené hodnoty jsou statisticky výrazné nad efekty pozadí. S ohledem' na potřeby měření absolutní citlivosti detektorů neutronů, jinými slovy s ohledem na potřeby testování těchto detektorů neutornů je tedy možno dosavadní uspořádání použít jen u nejcitlivějších druhů detektorů neutornů, to znamená u detektorů zdrojového pásma jaderného reaktoru. Další nevýhodou dosavadního řešení, která souvisí s nejednoznačnou geometrií uspořádání prostoru mezi neutronovým zdrojem a detektorem, je zejména neefektivní výtěžnost neutronů; nedostatkem je také méně bezpečná ochrana pracovníků před zářením, pronikajícím z takového uspořádání.The response in this case is a statistically significant response of the detector to the neutron flux from the neutron source, where the measured values are statistically significant over the background effects. In view of the needs for measuring the absolute sensitivity of the neutron detectors, in other words, with respect to the testing needs of these neutron detectors, the prior art can only be used for the most sensitive types of neutron detectors, i.e. for nuclear reactor source band detectors. Another disadvantage of the prior art, which is related to the ambiguous geometry of the arrangement of the space between the neutron source and the detector, is in particular the inefficient neutron yield; a disadvantage is also less safe protection of workers from radiation penetrating from such an arrangement.

Tyto nedostatky podstatně omezuje moderační blok pro testování detektorů neutronů podle vynálezu, sestávající z nádoby, pouzdra detektoru, pouzder neutronového zdroje, vodítek a nosníku. Jeho podstata spočívá v tom, že na dně nádoby moderačního bloku jsou umístěna vodítka, v nichž spočívají vodicí elementy pouzder neutronového zdroje.These drawbacks are substantially reduced by the neutron detector test moderation block of the invention, consisting of a container, a detector housing, a neutron source housing, guides and a beam. Its essence lies in the fact that at the bottom of the vessel of the moderator block there are guides, in which the guide elements of the neutron source housings rest.

Ve středu tohoto dna řečené nádoby je umístěna naváděcí podložka, na kterou dosedá výměnná vložka, připojená k pouzdru detektoru neutornů. Toto pouzdro volně prooliází nosníkem, umístěným napříč v horní části nádoby moderačního bloku a uloženým na podpěrkách připevněných ke stěně řečené nádoby. K nosníku jsou dále připevněny kolmo situované matice pohybových šroubů. Pouzdra neutronového zdroje jsou svou horní částí, k níž má každé pouzdro připojenou konzolu s úchytem pohybového šroubu, vložena do podélných vybrání, vytvořených v nosníku.A guide pad is placed in the center of the bottom of said container, on which a replaceable insert is attached, connected to the housing of the neutron detector. The housing loosely traverses a beam positioned transversely at the top of the moderator block vessel and supported on supports attached to the wall of said vessel. Furthermore, perpendicularly situated nuts of the movement screws are attached to the beam. The neutron source housings are inserted into longitudinal recesses formed in the beam with their upper portion, to which each housing has a bracket with a motion screw mount attached.

Každou maticí pohybového šroubu a úchytem pohybového šroubu prochází jeden pohybový šroub. Podstata moderačního bloku spočívá také v tom, že vodicí elementy jsou uloženy v ložiskách, umístěných na každém spodním konci pouzdra neutronového zdroje, a že každé toto pouzdro je nad tímto ložiskem opatřeno vodotěsnou přepážkou.One motion screw is passed through each motion screw nut and motion screw retainer. The essence of the moderation block is also that the guide elements are housed in bearings located at each lower end of the neutron source housing, and that each housing is provided with a watertight barrier above the bearing.

Podstatnou výhodou moderačního bloku podle vynálezu jsou přesnější výsledky testování detektorů neutronů mezipásma a energetického pásma jaderných reaktorů. Tyto výhody jsou dány především množstvím volby optimální geometrie uspořádání jednotlivých prvků moderačního bloku včetně volby vzdálenosti mezi neutronovými zdroji a testovaným detektorem neutronů a volby optimálního počtu zdrojů neutronů z hlediska dosažení potřebné homogenity pole tepelných neutronů v bezprostředním okolí testovaného detektoru neutronů.An essential advantage of the moderation block according to the invention is the more accurate results of the testing of neutron detectors of the interband and energy band of nuclear reactors. These advantages are mainly due to the amount of choice of optimum geometry of the arrangement of individual elements of the moderation block, including the choice of distance between neutron sources and the tested neutron detector and selection of the optimal number of neutron sources in terms of achieving the required homogeneity of the thermal neutron field.

Výhodou moderačního bloku podle vynálezu je i to, že jej lze experimentálně nebo výpočtem zkalibrovat, tj. předem určit potřebnou hustotu toku tepelných neutronů v místě citlivé části detektoru neutronů pro ten či onen účel a podle výsledku předem nastavit geometrii jednotlivých prvků moderačního bloku. Mezi podstatné výhody náleží i ochrana obsluhy před zářením, a to na úrovni, srovnatelné s úrovní záření od pozadí.An advantage of the moderation block according to the invention is that it can be calibrated experimentally or by calculation, i.e., it is necessary to predetermine the required neutron detector flux density at the sensitive part of the neutron detector for this purpose or to predetermine the geometry of individual elements of the moderation block. Important benefits include operator protection from radiation at a level comparable to background radiation.

Na připojeném výkresu je na obr. 1 nárys moderačního bloku a na obr. 2 půdorys moderačního bloku podle vynálezu, jak může být používán pro testování detektorů neutronů v jaderných elektrárnách. Jak je z tohoto výkresu zřejmé, sestává tento moderační blok především z nádoby i, která má dno 10, a v jeho středu umístěnou naváděcí podložku jj.In the attached drawing, Fig. 1 is a front elevation view of the moderation block; and Fig. 2 is a plan view of a moderation block according to the invention, as may be used for testing neutron detectors in nuclear power plants. As can be seen from this drawing, this moderation block consists primarily of a container 1 having a bottom 10 and a guide pad 11 disposed in the center thereof.

260510'260510 '

Křížem dna jsou umístěna vodítka T_ tvaru písmene U. V těchto vodítkách T_ může pojíždět vodicí element 60, jímž je opatřeno každé pouzdro 6, neutronového zdroje. Do otvoru naváděcí podložky 5 se zasouvá čep výměnné vložky 4, která je připevněna, např. zašroubována do lože pouzdra 2 detektoru 201 neutronů.U-shaped guides T 'are located across the bottom of the bottom. In these guides T can guide the guide element 60 provided with each neutron source housing 6. The pivot of the removable insert 4 is inserted into the bore of the guide pad 5, which is fixed, for example, screwed into the housing housing 2 of the neutron detector 201.

V tomto příkladě provedení jsou použita dvě pouzdra 2 neutronového zdroje 601, mohou však být použita podle potřeby i čtyři, v horní části nádoby 2 moderačního bloku prochází pouzdro 2 detektoru 201 středovým otvorem 82, vytvořeným v nosníku 2· ^v tomto nosníku 2 jsou také oboustranně vytvořena podélná vybrání 86 pro průchod a pohyb horních konců pouzder 2 neutronového zdroje 601. Nosník 2 í^e připevněn ke stěně nádoby 2 moderačního bloku pomocí podpěr 11; k nosníku 2 jsou shora a kolmo připevněny také matice 80 pohybového šroubu 2·In this embodiment there are two cases 2 neutron source 601, but may be used as needed and four at the top of the container 2 moderation block, the housing 2 of the detector 201 of the central opening 82 formed in the carrier 2 · ⁱⁿ this carrier 2 are mutually a longitudinal recess 86 for the passage and movement of the upper ends of the casings 2 of the neutron source 601. the beam 2 ^e d attached to the wall of the container 2 using moderation by supports 11; the nuts 80 of the movement screw 2 are also fastened to the beam 2 from above and perpendicularly

Každé pouzdro 6 neutronového zdroje 601 je možno posouvat od pouzdra 2 detektoru ke stěně nádoby 2 ^a naopak otáčením pohybového šroubu 2» jehož hladký konec je uložen v úhelníkovém úchytu 62, připojeném k hornímu konci každého pouzdra 2 neutronového zdroje 601 a pojištěn v něm proti vysunutí nákružkem. Vodicí elementy 60 jsou uloženy v ložiskách 61, ^v tomto příkladě provedených velmi jednoduše jako křižem rozříznutá a pak sevřená trubka, jíž je' spodní konec pouzdra 2 neutronového zdroje 601.Each housing 6 of the neutron source 601 can be moved from the detector housing 2 to the wall of the container 2 ^and vice versa by rotating the motion screw 2, the smooth end of which is housed in an angle bracket 62 connected to the upper end of each housing 2 of the neutron source 601. collar. The guide elements 60 are housed in bearings 61, ⁱⁿ this example made very simply as a cross-cut and then clamped tube, which is the lower end of the housing 2 of the neutron source 601.

Shora se vodicí element 60 opírá o přepážku 64.» kterou tvoří kruhová kovová destička, vodotěsně vevařená do vnitřku spodní, části pouzdra 2 neutronového zdroje 601. Nádoba 1 je , > v tomto příkladu provedení naplněna obyčejnou vodou jako moderátorem rychlých neutronů.Above, the guide element 60 is supported by a partition 64 formed by a circular metal plate, watertightly welded into the interior of the lower portion of the housing 2 of the neutron source 601. The container 1 is filled with ordinary water as a fast neutron moderator in this embodiment.

Obsah vody je na výkrese naznačen řídkým čárkováním a hladina plnou slabou čarou. S moderačním blokem podle tohoto příkladu provedení se pracuje tak, že podle zvoleného počtu neutronových zdrojů 601 se do nádoby 2 moderačního bloku vloží stejný počet pouzder 2 neutronového zdroje 601 Pak se vloží do nádoby 2 moderačního bloku pouzdro 2 detektoru 201 neutronů, opatřené výměnnou vložkou 4_, zvolenou podle parametrů testovaného detektoru 201 neutronů.The water content in the drawing is indicated by sparse dashes and the level by a thin line. The moderation block according to this embodiment is operated by inserting an equal number of neutron source housings 2 into the moderation block vessel 2 according to the selected number of neutron sources 601. Then, a neutron detector housing 2 equipped with a replaceable insert 4 is inserted into the moderation block vessel 2. , selected according to the parameters of the neutron detector 201 being tested.

Čep výměnné vložky 4_ se zasune do otvoru naváděcí podložky 2· Potom se do pouzdra 2 detektoru 201 neutronů uloží detektor 201 neutronů, určený k testování. Po tomto sestavení moderačního bloku se nádoba 2 tohoto bloku naplní vodou jako moderátorem až pod spodní okraj nosníku 2 ^a P^ak se ^do pouzdra 2 neutronových zdrojů 601 uloží tyto neutronové zdroje 601, a to do vzdálenosti C_g středu 2 citlivosti detektoru 201 neutronů; otáčením pohybovými šrouby 3 se pouzdra 6 neutronových zdrojů 601 posouvají v radiálním směru, čímž se zvolna mění tlouštka vrstvy moderátoru - vody - mezi detektorem 201 neutronů a neutronovými zdroji 601, až je nalezen její optimální rozměr.The plug cartridge 4 is inserted into the bore of the guide pad 2. The neutron detector 201 to be tested is then stored in the housing 2 of the neutron detector 201 to be tested. After this assembly moderation block of the block container 2 filled with water as a moderator to below the lower edge of the beam ^and P 2 ^{into the} ^{housing, and} two neutron sources 601 stores the neutron source 601, and a distance C 2 _g Wednesday sensitivity detector 201 neutrons; by rotating the movement screws 3, the housings 6 of the neutron sources 601 move in a radial direction, thereby slowly changing the thickness of the moderator-water layer between the neutron detector 201 and the neutron sources 601 until its optimum dimension is found.

Po vyhledání optimální tlouštky moderátoru se poloha pouzder 2 neutornových zdrojů 601 zafixuje; tím je určena konstantní geometrie testováni a moderační blok podle vynálezu je připraven k testování detektorů 201 neutronů stejného typu. Pro testování dalších typů detektorů 201 neutronů se vždy vymění pouzdro 2 detektorů 201 neutronů s příslušnou výměnnou vložkou 2 ^a celý cyklus sestavení moderačního bloku se opakuje. Po ukončení testování detektorů 201 neutronů se vždy vyjmou neutronové zdroje 601 z pouzder 6, nato se vypustí voda z nádoby 2 moderačního bloku, vyjmou se pouzdra 2, 2 detektoru i neutronových zdrojů 601 a moderační blok je připraven k přepravě na jiné místo testování.After finding the optimum thickness of the moderator, the position of the housings 2 of the neutral sources 601 is fixed; this determines the constant testing geometry and the moderation block of the invention is ready to test neutron detectors 201 of the same type. To test other types of neutron detectors 201, the housing 2 of the neutron detectors 201 is always replaced with the respective cartridge 2 ^{and the} entire moderation block assembly cycle is repeated. After testing the neutron detectors 201, the neutron sources 601 are always removed from the housings 6, the water is drained from the moderator block vessel 2, the detector housings 2, 2 of the detector and the neutron sources 601 are removed, and the moderation block is ready for transportation to another test site.

Moderačního bloku podle vynálezu je možno využít k různým experimentálním měřením, prováděným na neutrono-fyzikální bázi.The moderation block according to the invention can be used for various experimental measurements carried out on a neutron-physical basis.

Claims

A moderator block for testing neutron detectors, comprising a vessel, a detector housing, a neutron source housing, guides and a beam, characterized in that guides (7) in which the guide elements rest are located at the bottom (10) of the moderator block vessel (1). (60) of the neutron source housing (6), and that a guide pad (5) on which a replaceable insert (4) attached to the neutron detector housing (2) is located, is located in the center of the bottom (10) of the vessel (1), passing through a beam (8) disposed on the supports (11) with the nut (80) attached, the support (11) being fixed to the inner wall of the upper part of the vessel (1) and also that the neutron source housings (6) are their upper part, to which is attached a bracket with a grip (62) of the motion screw (3) inserted into the longitudinal recesses formed in the beam (8), and still further that each nut (80) and the grip (62) passes the motion screw (3).

A moderation block according to claim 1, characterized in that the guide elements (60) are mounted in bearings (61) located at each lower end of the neutron source housing (6) and that each neutron source housing (6) is above each bearing (60). 61) provided with a watertight bulkhead (64).