DE2437171A1 - Miniatur-ionisationskammer - Google Patents

Description

Dlp!.-Ing. R. BEETZ

Dlpl-Ing. K. LAMPRECHT 9/^7171

Diving. R. BEETZ Jr. *^HO/ I/ I

® Wi β η oh © ra 22, Stalnedorfetr. 19

530-22.9'97P ' 1. 8. 1974

1. Viktor Ivanovieh Alexeev, Moskau (UdSSR)

2. Ivan Yakovlevich Emelyanov, Moskau (UdSSR)

3. Vladimir Maximovich Ivanov, Moskau (UdSSR)

4. Leonard Vasilievich Konstantinov, Moskau (UdSSR)

5. Boris Vasilievich Lysikov, Moskau (UdSSR)

6. Viktor Viktorovich Postnikov, Moskau (UdSSR)

7. Jury Viktorovich Rybakov, Moskau (UdSSR)

Miniatur-Ionisationskammer

Die Erfindung betrifft ein Meßgerät für starke Neutronen- und Gammastrahlung unter den Bedingungen von hohen Temperaturen, insbesondere eine hauptsächlich zur Innerzonen-Kontrolle von Kernreaktoren verwendete Miniatur-Ionisationskammer.

Die Detektoren zur Überwachung, zur Steuerung und zum Schutz von verhältnismäßig klein dimensionierte Spaltzonen (Reaktorkerne)

509808/0834

530-(P. 56 665/l)-Hd-r (8)

und geringe Leistungserzeugung aufweisenden Kernreaktoren liegen entweder außerhalb der Spaltzone oder innerhalb des Reaktorbehälters in besonderen gekühlten Kanälen.

Im Zusammenhang mit der Schaffung von leistungsfähigen, mit ho-

14 2

hen Neutronenflüssen («* 5 · 10 Neutronen/s * cm ) und bei hohen Temperaturen (bis zu 700 - 800 C) arbeitenden Leistungs- und Forschungsreaktoren ist dringend notwendig eine Überwachung der Größe und Verteilung der Leistungserzeugung innerhalb der Spaitzone, denn die außerhalb der Spaltzone befindlichen Geräte werden unempfindlich gegenüber örtlichen steilen Änderungen des Neutronenflusses. Hierbei sollte die Reaktorleistung in der Weise eingeschränkt werden, daß die unkontrollierbaren steilen Änderungen der Leistungserzeugung keinen Ausfall von Brennelementen und keine Entstehung von Havariefällen bewirken .

Dieser Umstand zwang zur Entwicklung von Neutronendetektoren, die Messungen innerhalb der Spalteone der Leistungsreaktoren gestatten.

In hohen Kosten und in der Kompliziertheit insgesamt von zu kühlenden Meßeinrichtungen liegt auch eine der Ursachen der Entwicklung v.on Neutronendetektoren für hohe Temperaturen.

Die auf Aktivierungsmethoden (Aktivierung von Folie, Drähten) beruhenden Geräte sind zur betriebsmäßigen Kontrolle der Verteilung der Leistungserzeugung und um so mehr in Steuer- und Schutzsystemen ungeeignet.

Unter der großen Anzahl der bestehenden Arten von innerhalb des

509808/0834

Reaktors angeordneten Neutronendetektoren herrschen zur Zeit Innerzonen-Ionisationskammern und Strahlungsdetektoren vor.

Die Strahlungsdetektoren haben einen einfachen Aufbau und sind betriebs zuverlässig. Sie sind aber entweder träge oder geben bei Trägheitslosigkeit ein Signal ab, das mit den Rauschströmen bereits bei

' ο

Temperaturen von ca- 400 - 500 C vergleichbar wird. Dies begrens ihre Anwendung in den Steuer- und Schutzsystemen von Reaktoren.

Die Ionisationskammern sichern ein trägheitslöses Signal und können bei hohen Temperaturen arbeiten. Ein neutronenempfindlicher Überzug der Kammern kann eine Kombination von Spaltisotopen darstellen, was es erlaubt, Kammern zu schaffen, die dauerhaft bei hohen Flüssen thermischer Neutronen ohne Änderung der Empfindlichkeit arbeiten.

Bei allen Ionisationskammern gibt es unabhängig von dem Typ, dem Einsatz und der Bauweise eine Sammelelektrode, an die ein elektrisches Potential von einer äußeren Spannungsquelle gelegt wird. Die Sammelelektrode muß gegen die übrigen Konstruktionselemente der Kammer isoliert sein. Eine Widerstandsabnahme der Zwischenelektrodenisolation auf einen bestimmten Wert hat eine Betriebsstörung oder einen Ausfall der Ionisationskammer zur Folge.

Die Entwicklung von bei hohen Temperaturen und in starken Feldern ionisierender Strahlung arbeitenden Ionisationskammern wurde in zwei Richtungen geführt: in Richtung einer Erhöhung der Wärmestrahlung sfestigkeit der Zwischenelektrodenisolation sowie in Richtung einer Suche nach neuen schaltungstechnischen Lösungen der Reduzierung von

509808/0 834

Ableitströmen. So sind Ionisationskammern entwickelt worden (vgl. US-PS'en 2 976 418, Klasse 250-83.1; 2 736 816, Klasse 250-83.1; 3 075 116, Klasse 313-93; DT-PS'en 1 097 578, Klasse 21g 18 ; 1 937 626, Klasse 21g 18 ; FR-PS 2 031 672, Klasse HOIj 39/00/), in denen bis zu einer Temperatur von 600 C arbeitende Isolierstoffe mit hoher Dielektrizitätskonstante zur Anwendung kommen.

Die Anwendung von Isolatoren mit vergrößerter Oberfläche (DTPS 1 937 626, Klasse 21g 18 ) zur Verkleinerung von Kriechströmen oder zur Vergrößerung des Volumens des Isolierstoffes im Kammeraufbau trägt gleichfalls zur Vergrößerung der Wärme- und der Strahlung sfestigkeit der Ionisationskammern bei.

Jedoch ist die für die zur Zeit in der Kerntechnik verwendeten Ionisationskammern 600 C betragende Arbeitstemperatur praktisch eine Grenztemperatur. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Zwischenelektrodenisolation unter Einwirkung starker Felder ionisierender Strahlung und hoher Temperatur ihre dielektri sehen Eigenschaften einbüßt und zu einer Quelle eines den Arbeitstemperaturbereich einengenden und die Zuverlässigkeit der Kammer herabsetzenden Rauschstroms wird. Selbst die zur Zeit bekannten, auf der Basis von hochreinem Aluminiumoxid hergestellten, am meisten wärmestrahlungsfesten Isolierstoffe werden bei einer Temperatur oberhalb von 600 C elektrisch leitend ·

Die Suche nach neuen schaltungstechnischen Lösungen hat zur Schaffung einer Kammer für hohe Temperatur mit einer Schutzelektrode geführt (vgl. US-PS 2 976 443, Klasse 313-61). Jedoch löst eine derartige Kammer das Problem nur zum Teil, weil die in Form von

509808/0834

zwei durch Stege verbundenen und an Distanzelementen aus einem Isolierstoff angeordneten Ringen ausgeführte Schutzelektrode innerhalb der Kammer untergebracht: ist.. Bei;einer derartigen gerätetechnischen Ausführung werden die Ableitströme lediglich innerhalb' der Kammer und keineswegs an deren Durchführung beseitigt. Aus. einer derartigen gerätetechnischen Ausführung ergibt sich außerdem eine grundsätzliche Unmöglichkeit einer Verringerung von Radialmaßen der Kammer, was deren Anwendungsbereich begrenzt.

In einer anderen Ionisationskammer (Typ. DC-8 der Firma "20 Century Electronics Ltd.) liegt die Schutzelektrode an der Durchführung der Kammer, was Ableitströme innerhalb der Kammer keinesfalls be-^ seitigt. Dies gestattet es nicht, eine derartige Kammer besonders, in den Reaktoren allgemein zu verwenden, deren Inner zonentemperatur oberhalb 600 °C liegt. . . . _; -.-."-

Es ist ferner eine miniaturisierte Ionisationskammer mit einem Anschluß an einem Dreileiterkabel bekannt, in deren geerdetem, gasgefüllten Gehäuse eine mit dem Mittelleiter dieses Kabels elektrisch verbundene und nach der Länge, gegen das Gehäuse mittels Distanzelementen gesicherte Sammelelektrode .sowie eine Schutzelektrode zur Verringerung von unter Einwirkung ionisierender Strahlung und Temperatur entstehenden Ableitströmen untergebracht, sind (vgl. z.B. James F. Boland, Nuclear reactor instrumentation (in core); Gordon and Breach Science Publishers, New York, London, Paris, 1970).

Der in der genannten Ionisationskammer als Schutzelektrode verwendete Mantel des Dreileiterkabels setzt die Anforderungen an die Isolation dieses Kabels beträchtlich (um 2 bis 3: Größenordnungen) her-

5 09 8 08/0 8 34

ab. Jedoch begrenzen das Vorhandensein eines Distanzelementes aus Isolierstoff innerhalb des Kammergehäuses und das Fehlen einer Schutzelektrode innerhalb der Kammer nach wie vor deren Anwendungsbereich auf eine Temperatur von ca. 600 C, während die Zerstörung des Isolierstoffes unter Einwirkung von Feldern ionisierender Strahlung die Lebensdauer der Kammer einschränkt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Miniatur-Ionisationskammer zu schaffen, deren gerätetechnische Ausführung eine Erhöhung ihrer Zuverlässigkeit unter Dauereinwirkung von starken Feldern ionisierender Strahlung und von hohen Temperaturen in einer Größenordnung von 600 - 800 C gewährleistet.

Diese Aufgabe wird bei einer Miniatur-Ionisationskammer mit einem Anschluß an einem Dreileiterkabel, in deren geerdetem, gasgefülltem Gehäuse eine mit einem Mittelleiter des einen elektrisch leitenden Mittelmantel aufweisenden Dreileiterkabels elektrisch verbundene und der Länge nach am Gehäuse mittels Distanzelementen gesicherte Sammelelektrode sowie eine Schutzelektrode zur Verringerung von unter Einwirkung ionisierender Strahlung und Temperatur entstehenden Ableitströmen untergebracht sind, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schutzelektrode ein mit dem leitenden Mittelmantel des Dreileiterkabels elektrisch gekoppeltes Hohlrohr mit Löchern ist, und daß die Sammelelektrode gebildet ist durch einen innerhalb der Schutzelektrode angeordneten, gegen sie elektrisch isolierten Stab und mit diesem mittels von durch die Löcher in der Schutzelektrode hindurchgehenden Stegen elektrisch verbundene Rohrabschnitte, deren Oberfläche die wirksame Fläche der Sammelelektrode ist, die die Schutzelek-

5 09808/0834

INSPECT»

_ 7 —

trode umfassen, gegen sie isoliert und beäbstandet voneinander auf deren Gesamtlänge angeordnet sind, wobei die Distanzelemente in den Zwischenräumen der Rohrabs chriitte angeordnet und an der Schutzelektrode befestigt sind.

Es ist zweckmäßig, daß die wirksame Fläche der Sammelelektrode einen Überzug aus einem neutronenempfindlichen Werkstoff hat.

Die wirksame Fläche der Sammelelektrode ist vorteilhaft mit einem Überzug aus einem neutronenempfindlichen Werkstoff ausgeführt. "

Ferner ist es vorteilhaft, daß die Seitenfläche der Nuten einen Überzug aus strahlungsfester, metallbewehrter Keramik aufweist.

Die erfindungsgemäße Miniatur-Ionisationskammer besitzt eine hohe Zuverlässigkeit unter Dauereinwirkung von starken Feldern ionisierender Strahlung und von Temperaturen in der Größenordnung von 600 - 800 C. Der Durchmesser der erfindungsgemäßen Ionisationskammer liegt in den Grenzen von 5-6 mm, und deren Länge kann sich in Abhängigkeit von der konkreten Anwendung in Grenzen von mehreren 10 mm bis zu 5 - 7,m und darüber bewegen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Miniatur- Ioni sationskamm er,

509808/0834

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Miniatur-Ionisationskammer auf der Grundlage eines Dreileiterkabels, und

Fig. 3 einen in Fig. 2 dargestellten Abschnitt A, vergrößert.

Die erfindungsgemäße Miniatur-Ionisationskammer enthält ein gasdichtes Zylindergehäuse 1 (Fig. l) aus einem wärme- und strahlungsfesten elektrischen Leiter, der hier rostfreier Stahl ist. Ein Anschluß 2 des Kammergehäuses 1 ist mit einem Dreileiterkabel ausgeführt, das einen Mittelleiter 3 enthält, der durch eine Mittelisolier zwischenlage 4 von einem leitenden Mantel 5 getrennt ist, der seinerseits durch eine Isolierzwischenlage 6 von einem leitenden Mantel 7 dieses Dreileiterkabels getrennt ist. Der Mittelleiter 3 und die Kabelmäntel 5 und 7 sind bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel aus korrosionsbeständigem Stahl hergestellt, während die Zwischenlagen 4 und 6 ein gepreßtes Magnesiumoxidpulver darstellen.

Der Anschluß 2 ist mit dem Kammergehäuse 1 durch ein Übergangsstück 8 gasdicht gekoppelt.

Innerhalb des Kammergehäuses 1 sind eine Schutzelektrode 9 zur Verringerung von unter Einwirkung ionisierender Strahlung und Temperatur entstehenden Ableitströmen und eine Sammelelektrode 10 untergebracht. Die Schutzelektrode 9 ist als ein Hohlrohr ausgeführt, dessen Länge durch die des Kammergehäuses 1 bestimmt und dessen eines Ende an den mittleren Mantel 5 des Anschlusses 2 angelötet ist. Die Sammelelektrode 10 weist einen komplizierten Aufbau auf: sie ist in Form eines leitenden Stabes 11 und dazu koaxialer Rohrabschnitte

509808/083A

ausgeführt. Jeder Rohrabschnitt 12 ist mit dem Stab 11 mittels eines elektrisch leitenden Steges 13 verbunden, der ein entsprechendes Loch 14 in der Schutzelektrode 9 durchsetzt, auf deren Gesamtlänge beabstandet voneinander die die Schutzelektrode 9 umschließenden Rohrabschnitte 12 angeordnet sind. Hierbei sind in Zwischenräumen 15 zwischen den Enden der Rohrabschnitte 12 an der Schutzelektrode 9 befestigte, die Sammelelektrode 10 am Gehäuse 1 sichernde Distanzelemente 16 aus einem Isolierstoff angeordnet ·'- , ι

Die Sammelelektrode 10 ist mit ihrem leitenden Stab 11 an den Mittelleiter 3 des Anschlusses 2 gekoppelt.

Die Elektroden 9 und 10 liegen also innerhalb des Gehäuses 1 koaxial. Der Stab 11 der Sammelelektrode 10 ist innerhalb der Schutzelektrode 9 untergebracht, während die Rohr abschnitte 12, deren Oberfläche als wirksame Fläche der'Sammelelektrode 10 dient, die Schutzelektrode 9 umschließen. Zwischen den-Elektroden 9 und 10 liegen Isolierzwischenlagen. Zwischen dem Stab 11 und der Schutzelektrode 9 liegt eine Zwischenlage 17,, während zwischen der Schutzelektrode 9 und den Rohrabschnitten 12 eine Zwischenlage 18 untergebracht ist.

Die die Löcher 14 in der Schutzelektrode 9 durchsetzenden Stege 13 sind gegen diese durch einen Zwischenraum 19 isoliert.

Das Kammerg'ehäuse 1 ist mit einem Schutzgas gefüllt, das hier Argon ist. Zur Evakuierung und Füllung mit Argon ist die Kammer 1 mit einem in einer Trennwand 21 des Gehäuses 1 befestigten Stutzen 20 versehen.

509808/0834

Die Verbindung der Ionisationskammer mit einem Meßgerät 22 und einer Speisequelle 23, die hier eine Gleichspannungsquelle 23 ist, kommt durch den Anschluß 2 am Dreileiterkabel zustande. Der Mittelleiter 3 des Anschlusses 2 ist an die Speisequelle 23 über das Meßgerät 22 gekoppelt, das hier ein für sich bekanntes Galvanometer ist. Der mittlere Mantel 5 des Anschlusses ist an die Speisequelle 23 unter Überbrückung des Meßgeräts 22 gekoppelt. Der Außenmantel 7 des Anschlusses 2 ist geerdet.

Zur Messung des Neutronenflusses wird die Oberfläche der Rohrabschnitte 12 mit einem Überzug aus einem neutronenempfindlichen Stoff ausgeführt, der hier mit dem Isotop 235 angereichertes Uran ist.

Es ist ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Miniatur-Ionisationskammer möglich, die der oben beschriebenen ähnlich ist.

Der Unterschied besteht darin, daß die Schutz- und die Sammelelektrode der Kammer und die Distanzelemente auf der Grundlage eines Dreileiterkabels als Ganzes mit dem Anschluß dieser Kammer ausgeführt sind.

An dem längs des Gehäuses 1 (Fig. 2) verlegten Dreileiterkabel sind einen rechteckigen Längsschnitt aufweisende Ringnuten 24 ausgeführt. Die Tiefe der Nuten 24 wird durch den Abstand zwischen dem Außen- und dem mittleren Mantel 7 bzw. 5 des Dreileiterkabels bestimmt. Der Außenmantel 7 des Kabels ist also durch die Ringnuten 24

509808/083 4

in abwechselnde Abschnitte 25 und 26 geteilt. An den Abschnitten 25 sind Radialkanäle 27 ausgeführt, deren Tiefe durch den Abstand zwischen dem Außenmantel 7 des Kabels und dessen Mittelleiter 3 bestimmt wird. Innerhalb jedes Kanals 27 (Fig. 3) liegt der leitende Steg 13, der den Mittelleiter 3 mit dem Außenmantel 7 des Kabels verbindet und durch eine im Kanal 27 untergebrachte Hülse 28 von der Schutzelektrode isoliert ist, als die bei dem beschriebenen Ausführung sbeispiel der mittlere Mantel 5 des Dreileiterkabels auftritt. Die Hülse 28 ist aus Keramik auf der Basis von' pulverförmig em Aluminiumoxid Al O hergestellt. Jeder Kanal .27 ist durch einen ähnlich wie der Außenmantel 7 des Kabels aus korrosionsbeständigem Stahl hergestellten Deckel '29 auf einer Höhe mit diesem Mantel 7 gasdicht abgeschlossen.

Bei einer derartigen gerätetechnischen Ausführung dient der Außenmantel 7 des Dreileiterkabels an diesen Abschnitten 25 (Fig. 2) als wirksame Fläche der Sammelelektrode.

An den Enden jedes Abschnitts 26 sind zwei als Bunde ausgebildete, an dem Außenmantel 7 des Kabels befestigte Metallringe 30 angeordnet. Bei der Unterbringung des Dreileiterkabels innerhalb des Gehäuses 1 werden die Bunde mit diesem kontaktiert, wodurch eine Konstanthaltung des Gasspaltes zwischen der, wirksamen Fläche der Sammelelektrode und dem Gehäuse 1 gesichert wird. Die Abschnitte 25 - dienen als Distanzelemente und isolieren gleichzeitig die Schutzelektrode, die hier der Mittelmantel 5 des Dreileiterkabels ist, vom Kammergehäuse 1. Diese zusätzliche Funktion der Distanzelemente 25 wird durch das Vorhandensein der Isolierzwischenlage 6 des Kabels gewährleistet . Zur Sicherung der mechanischen Festigkeit der Zwischen-

509808/083 4

lage 6 sind die Seitenflächen der Nuten 24 mit einem Überzug 31 aus strahlungsfester, metallbewehrter, bei dem beschriebaaen Ausführungsbeispiel auf der Basis von pulverförmigem Aluminiumoxid Al O her-

ti» O

gestellter Keramik ausgeführt.

Die Wahl der Länge der Abschnitte 25 und 26 ist durch die Anforderungen an die notwendige Empfindlichkeit, die mechanische Festigkeit und die Zuverlässigkeit der Ionisationskammer bedingt.

Die Arbeit der erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele der Miniatur-Ionisationskammer ist analog und wird anhand des zweiten Ausführungsbeispiels der Kammer beschrieben.

Zur Messung der Intensität der Gammastrahlung wird am Mittelleiter 3 (Fig. 2) des Dreileiterkabels eine positive Spannung von der Speisequelle 23 über das Meßgerät 22 angelegt. Gleichzeitig wird von der Speisequelle 23 unter Überbrückung des Meßgeräts 22 am mittleren Mantel 5 des Dreileiterkabels eine Spannung gleich der Spannung am Mittelleiter 3 angelegt. Der Mantel 5 übernimmt die Rolle der zur Verringerung der Ableitströme vorgesehenen Schutzelektrode der Kammer

Unter Einwirkung der Gammastrahlung ionisieren die aus der Wandung des Gehäuses 1 ausgelösten Elektronen das Argon im Zwischenraum zwischen dem Gehäuse 1 und dem Dreileiterkabel. Die negativ geladenen Teilchen werden von der wirksamen Fläche der Sam-Γη elelektrcde gesammelt, als die der Außenmantel 7 des Dreileiterkabels, an den Abschnitten 25 dient, wo sie bezüglich des Gehäuses 1 auf

50 9808/0834

~ 13 -

einem positiven Potential des Mittelleiters 3 liegt. Ein dem Ionisationsgrad proportionaler Strom wird durch das im Stromkreis des Mittelleiters 3 des Kabels liegendes Meßgerät 22 registriert.

Jedoch beginnen unter Einwirkung der ionisierenden Strahlung und der Temperatur durch die Isolierzwischenlagen der Elektroden Ableitströme zu fließen, und zwar durch die Isolierzwischenlagen 4 und 6 zwischen der Sammelelektrode und dem Gehäuse 1 sowie zwischen der Schutzelektrode und dem Gehäuse 1. _c ■

Bei Temperaturen von 600 - 800 C, hohen Strahlungsintensitäten von ca. 5 · .10 r/h und einem Dauerbetrieb (bis zu 25 000 h) werden die Werte der Ableitströme der Ionisationskammern mit den Werten der zu messenden Ionisatio ns ströme vergleichbar, und die Kammern fallen aus. Die Anforderungen an den Widerstand der in den Ionisationskammern verwendeten Isolation' sind daher sehr hoch!

Bei den beschriebenen Ausbildungsbeispielen des Kammeraufbaus ist dank der Anordnung der Schutzelektrode auf deren ganzer Länge und deren Beaufschlagen ^ mit einer Spannung gleich der an der Sammelelektrode die. Potentialdifferenz zwischen .diesen Elektroden nahe Null, Dies ermöglicht es, die Ableitströme zwischen der Sammelelektrode und dem Gehäuse 1 durch die Isolierzwischenlagen 4 und 6 beträchtlich zu reduzieren und die Anforderungen an den Isolierwider-

stand um 3-4 Zehner potenzen herabzusetzen, was die Betriebs zuverlässigkeit und die Lebensdauer der Kammer erhöht.

Jedoch entstehen an den Abschnitten 26 in der Tsolierzwischenlage 6 zwischen dem Gehäuse 1 und der Schützelektrode, als die der

509808/0834

mittlere Kabelmantel 5 auftritt, Ableitströme. Die Beseitigung des Einflusses dieser Ströme auf die Anzeige des Meßgeräts 22 wird dadurch erreicht, daß die Spannung auf die Schutzelektrode unter Überbrückung des Meßgeräts 22 eingespeist wird.

Infolgedessen belasten die Ableitströme lediglich die Speisequelle 23 und beeinflussen keinesfalls die Anzeige des Meßgeräts 22.

Die Arbeitsweise einer Meßkammer für Neutronenflüsse ist analog der oben beschriebenen.

Der Unterschied besteht nur darin, daß das Argon im Zwischenraum zwischen dem Gehäuse 1 und dem Dreileiterkabel durch Spaltprodukte ionisiert wird. Diese entstehen im Ergebnis einer Wechselwirkung der Neutronen mit dem auf die wirksame Fläche der Sammelelektrode aufgebrachten neutronenempfindlichen Überzug.

Die erfindungsgemäße Miniatur-Ionisationskammer erweitert erheblich den Arbeitsteniperaturbereich (bis zu 700 - 800 C) und erhöht be-

21 trächlich die Lebensdauer (bis zu einem Integral-Fluß von «# 5 * 10

Neutronen/cm . Dies wird dadurch erreicht, daß die die Anforderungen an die Zwischenelektrodenisolation herabsetzende Schutzelektrode auf der ganzen Länge des Meßvolumens der Kammer verlegt ist.

Bei einem relativ geringen Außendurchmesser (unter 6 mm) kann die Kammer praktisch mit einer beliebigen gewünschten Länge ausgeführt sein.

In Abhängigkeit vom Einsatz der Ionisationskammer, vom Typ und

509808/0834

vom Aufbau der Spaltzone des Reaktors kann die Länge des empfindlichen Abschnitts der Kammer von einigen 10 mm bei Differentialmessungen bis zu 5 - 7 m und darüber (bei einer Leistungsmessung des gesamten Arbeitskanals großdimensionierter Leistungsreaktoren) variieren.

Die Fähigkeit, dauerhaft und zuverlässig bei hohen Temperaturen und in starken Strahlungsfeldern zu arbeiten, in Verbindung mit verschiedenartiger gerätetechnischer Ausführung, macht die vorliegende Ionisationskammer zu einem geeigneten Instrument für die Messungen

in einem Reaktor. , .

509808/083A

Claims (4)

Patentansprüche

1.) Miniatur-Ionisationskammer mit einem Anschluß an einem Dreileiterkabel, in deren geerdetem, gasgefülltem Gehäuse eine mit einem Mittelleiter des einen elektrisch leitenden Mittelmantel aufweisenden Dreileiterkabels elektrisch verbundene und der Länge nach am Gehäuse mittels Distanzelementen gesicherte Sammelelektrode sowie eine Schutzelektrode zur Verringerung von unter Einwirkung ionisierender Strahlung und Temperatur entstehenden Ableitströmen untergebracht sind,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Schutzelektrode (9) ein mit dem leitenden Mittelmantel (5) des Dreileiterkabels elektrisch gekoppeltes Hohlrohr mit Löchern (14) ist;

und daß die Sammelelektrode (lO) gebildet ist durch einen innerhalb der Schutzelektrode (9) angeordneten, gegen sie elektrisch isolierten Stab (ll) und mit diesem mittels von durch die Löcher (14) in der Schutzelektrode (9) hindurchgehenden Stegen (13) elektrisch verbundene Rohr abschnitte (12), deren Oberfläche die wirksame Fläche der Sammelelektrode (lO) ist, die die Schutzelektrode (9) umfassen, gegen sie isoliert und beabstandet voneinander auf deren Gesamtlänge angeordnet sind, wobei die Distanzelemente (16) in den Zwischenräumen der Rohrabschnitte (12) angeordnet und an der Schutzelektrode (9) befestigt sind.

2. Ionisationskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

50980 870834

daß die Elektroden und die Distanzelemente einstückig auf der Grundlage des Dreileiterkabels derart ausgeführt sind, daß auf der Gesamtlänge des Kabels beabstandet voneinander ausgeführte, einen rechteckigen Längsschnitt aufweisende Ringnuten (24), deren Tiefe durch den Abstand zwischen dem .Außen- und dem Mittelmantel (7, 5) des Kabels bestimmt ist, den Außenmantel (7) des Kabels in abwechselnde Abschnitte (25, 26) teilen, deren einer, mit mindestens einem Bund versehener Abschnitt als Distanzelement und deren anderer mit seiner Oberfläche als wirksame Fläche der Sammelelektrode dient, wobei der Mittelmantel (5) als Schutzelektrode wirkt.

3. Ionisationskammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Fläche der Sammelelektrode (10) einen Überzug aus einem neutronenempfindlichen Werkstoff hat.

4. Ionisationskammer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenfläche der Nuten (24) einen Überzug (31) aus strahlungsfester, metallbewehrter Keramik aufweist. , ' -

5098 08/083Λ