DE2157741B2 - Neutronendetektor mit einer Compton Elektronen aussendenden Emitter Elektrode - Google Patents

Description

der Betriebszeit auf. Nach fünf Jahren Betriebszeit ist bei Tm¹⁶⁹ lediglich ein Abfall von 20 ⁰Zo des prompten

Die Erfindung betrifft einen Neutronendetektor mit Signales zu verzeichnen und nach einer Betriebbimleieiner bei Neutroneneinfang unmittelbar im Anschluß brechung von zwei Monaten erhält man wegen des an (n, v)-Prozesse Compton-Elektronen aussendenden 25 verzögerten Signals lediglich eine Änderung des Emitterelektrode, in der durch die Neutronenaktivie- prompten Signales von 2°,o.

rung der Emittersubstanz wenigstens zwei Folgepro- Im folgenden wird an Hand der Zeichnung an

dukte entstehen, wobei das letzte der Folgeprodukte einem beispielhaft beschriebenen Neutronendetektor ein stabiles Isotop mit einem gegenüber dem Neutro- die Erfindung näher erläutert.

neneinfangsquerschnitt der Emittersubstanz um wenig- 30 In der Zeichnung ist ein Schnitt durch einen Neustens eine Größenordnung kleineren Neutronenein- tronendetektor dargestellt. Eine Emitterelektrode 1 ist fangsquerschnitt ist, mit einer Koilektorelektrode und von einem Dielektrikum 2 und einer Kollektorelekeinem zwischen Emitter- und Kollektorelektrode an- trode 3 umgeben. Die Kollektorelektrode kann beigeordnetem Dielektrikum. Damit unterscheidet sich spielsweise aus Nickel oder Stahl hergestellt sein und der Detektor, von dem die Erfindung ausgeht, von 35 das Dielektrikum kann ein keramisches Material, beibekannten Detektoren mit den Emittermaterialien spielsweise Aluminiumoxyd oder Magnesiumoxyd, Rhodium¹⁰³, Vanadium⁵¹ und Aluminium", bei denen sein. Die Emitterelektrode enthält als Emittersubdurch Beta-Zerfall ein weitaus größeres, aber ver- stanz Tm¹⁶⁸, das sich auch unter schwierigen Betriebszögertes Signal gegenüber dem prompten Signal der bedingungen in Kernreaktoren einsetzen läßt.
Compton-Elektronen entsteht. 40 Ein Anschluß 1 α der Emitterelektrode 1 ist durch

Bekannte Detektoren der eingangs genannten Art das Dielektrikum 2 nach außen geführt und über weisen dagegen Kobalt⁵⁹, Gadolinium¹⁵⁶ bzw. ^l", einen elektrischen Leiter 4 mit der Kollektorelek-Cadmium¹¹³, Ytterbium oder Hafnium als Emitter- trode 3 verbunden. Bei Neutronenbestrahlung werden materialien auf (vgl. »Reactor Science and Techno- von der Emitterelektrode 1 ohne zeitliche Verzögelogy«, Bd. 16, Febr. 1962, Seiten 125 und 126, und 45 rung Compton-Elektronen einer Energie emittiert, britische Patentschrift 1 243 488). Diese Materialien mit der sie das Dielektrikum 2 durchdringen können befriedigen aber ebenfalls nicht alle Ansprüche, denn und auf die Kollektorelektrode 3 auftreffen. Durch teilweise haben sie ein relativ schwaches Nutzsignal den damit erzeugten Ladungsunterschied wird ein und vor allem eine nur geringe Betriebsdauer. Zum Strom im Leiter 4 hervorgerufen, der der Anzahl der Teil können auch Gewinnung und Verarbeitung 50 auf die Kollektorelektrode 2 auftreffenden Elektronen Schwierigkeiten bereiten. proportional und damit ein Maß für den Neutronen-

Daher besteht die Aufgabe, eine geeignete Emitter- fluß ist, dem der Neutronendetektor ausgesetzt ist. substanz für einen Neutronendetektor zu finden, mit Der Strom durch den Leiter 4 kann mit der Meßeinder man ein großes promptes Signal erhält, das sich richtung 5 bestimmt werden. Da die Compton-Elekzeitlich nur unbedeutend ändert. 55 tronen unverzögert emittiert werden, erhält man ein

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem promptes Signal, das unverfälscht den Neutronenfluß Neutronendetektor der eingangs genannten Art da- anzeigt. Störströme, die durch instabile Isotope als durch gelöst, daß die Emittersubstanz Thulium¹¹¹⁹ ist. Folgeprodukte hervorgerufen werden, können zu Be-Mit einem Neutronendetektor, der erfindungsgemäß ginn der Betriebszeit auftreten. Aus den bereits ermit dieser Emittersubstanz ausgerüstet ist:, erhält man 60 wähnten Gründen sind diese Störströme mit einfachen bei Neutronenbestrahlung in der Emitterelektrode Mitteln kompensierbar, wie sie beispielsweise in der eine Kette stabiler oder instabiler Folge- bzw. Auf- Literaturstelle von E. Schrüfer, »Die Kernfiußinstrubauprodukte, die ihrerseits wieder einen beträcht- mentierung großer Leistungsreaktoren« in »Atom und liehen Neutroneneinfangsquerschnitt aufweisen. Die Strom«, Heft 5/6, Mai/Juni 1969, Seite 84, beschrie-Kette von Folgeprodukten bricht mit einem stabilen 65 ben sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Isotop mit vernachlässigbar kleinem Neutronenquer-

   Patentanspruch: schnitt ab. Ein rasches Ausbrennen der Emitterelek

   trode ist damit vermieden, da wegen der durch Neu-

   Neutronendetektor mit einer bei Neutronen- tronen aktivierbaren Folgeprodukte ein Aufbaueffekt einfang unmittelbar im Anschluß an (n,₇)-Pro- 5 auftritt und die Emitterelektrode sich laufend selbst zesse Compton-Elektronen aussendenden Emitter- erneuert. Das prompte Signal ändert sich daher auch elektrode, in der durch die Neutronenaktivierung über längere Zeit nur unwesentlich,
   der Emittersubstanz wenigstens zwei Folgepro- Untersuchungen eines Neutronendetektors mit

   dukte entstehen, wobei das letzte der Folgepro- Tm¹«» als Emittersubstanz ergaben, daß man, verdukte ein stabiles Isotop mit einem gegenüber io glichen mit Co=⁹ als Emittersubstanz, mit ihm ein dem Neutroneneinfangsquerschnitt der Emitter- um den Faktor 2 höheres Nutzsjgnal und damit ein substanz um wenigstens eine Größenordnung günstigeres Neutronen- zu y-Vernaltnis erhalt. Dies kleineren Neutroneneinfangsquerschnitt ist, mit gut auch für den Dauerbetrieb,obwohl Co⁵⁹ an sich einer Kollektorelektrode und einem zwischen ebenso wie Va⁵¹, Al²', Yb und Hf kleinere Wirkungs-Emitter- und Kollektorelektrode angeordneten 15 querschnitte haben, die einen geringeren Abbrand Dielektrikum, dadurchgekennzeichnet, vermuten lassen. Grund dafür ist der schon erwähnte daß die Emittersubstanz Thulium¹"⁹ ist. Aufbaueffekt des erfindungsgemäßen Materials, das

   eben deswegen allen bekannten Emittermaterialien überlegen ist. Kleine, leicht kompensierbare Stör-

   30 ströme treten bei Tm¹⁶⁹ nur in den ersten zwei Jahren