DE2532573C3

DE2532573C3 - Einrichtung für die Messung der Neutronenflußdichteverteilung

Info

Publication number: DE2532573C3
Application number: DE2532573A
Authority: DE
Inventors: Vladimir Semenovič Kirsanov; Michail Grigor'evič Mitel'man
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-07-23
Filing date: 1975-07-21
Publication date: 1985-10-24
Also published as: DE2532573B2; FR2319910B1; GB1495175A; DE2532573A1; FR2319910A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Derartige Meßeinrichtungen sind aus der US-PS 37 51 333 sowie aus der DE-OS 23 04 451 bekannt

Jedoch kann bei den bekannten Meßeinrichtungen die Verteilung der Neutronenflußdichte in Längsrichtung der Geraden verfälscht werden, da sich die Detektoren gegenseitig beeinflussen, indem die Elektronen, die aus dem Emitter herausgeschleudert werden, nicht vollkommen im dünnen Detektor-Kollektor absorbiert werden, sondern zu den Verbindungsleitungen der Nachbar-Detektoren gelangen, wo sie einen. Strom erzeugen, dessen Vorzeichen umgekehrt zu dem des Nutz-Signals der Detektoren ist Diese Meßwert-Verfälschung (»Übersprechen«) ist insbesondere von Bedeutung, wenn die Meßeinrichtung eine große Anzahl von Detektoren besitzt.

Gegenüber diesen bekannten Mehrfachanordnungen von derartigen Detektoren ist lediglich noch ein einzelner Neutronen-Detektor bekanntgeworden (vgl. US-PS 3259 745), der um einen Bor enthaltenden Emitter, der bei Neutroneneinfang Elektronen emittiert, herum eine Isolierung und einen Kollektor besitzt, der im wesentlichen die emittierten Elektronen absorbiert

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, bei der Meßeinrichtung der eingangs genannten Art die gemeinsame Halterung für die Detektoren und deren Verbindungsleitungen so auszugestalten, daß ein von emittierten Elektronen verursachtes »Übersprechen« zwischen einzelnen Detektoren und Verbindungsleitungen verhindert wird.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Lehre nach dem Kennzeichen des Patentanspruchs t.

Dabei kann der Schirm unterschiedliche geometrische Formen annehmen (vgL dazu auch die Unteransprüche).

Der Schirm nut ausreichender Dicke zum Absorbieren von Betateilchen hoher Energie schützt die Verbindungsleitung des entlang der Höhe der Spaltzone niedrigerliegenden Detektors gegen die Einwirkung der Betateilchen hoher Energie vom Emitter der höherliegenden Detektoren.

Bei Ausbildung lies Schirms (gemäß Patentanspruch 3) als ebene oder konkave Platte ist eine koaxiale Anordnung der Fühlelemente der Detektoren möglich, so daß ein genaueres Bild der Verteilung der Neutronenflußdichte bei Reaktortypen mit radialen Gradienten der Neutronenflußdichte erhalten werden kann.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 die Vorderansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der Meßeinrichtung,

F i g. 2 einen Schnitt IMI in F i g. 1,

F i g. 3 einen Längsschnitt durcfc einen Detektor der Meßeinrichtung,

F i g. 4 die Vorderansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Meßeinrichtung,

Fig.5 die Rückansicht der Meßeinrichtung von Fig.4,

F i g. 6 einen Schnitt VI-VI in F i g. 4,

F i g. 7 die Vorderansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der Meßeinrichtung,

Fig.8 die Rückansicht der Meßeinrichtung von F i g. 7 und

F i g. 9 einen Schnitt IX-IX in F i g. 7.

Die Meßeinrichtung zur Messung der Neutronenflußdichteverteilung entlang der Höhe der Spaltzone eines (nicht gezeigten) Kernreaktors enthält Detektoren 2, die (F i g. 1,2) mit einer Verbindungsleitung 3 versehen und an einem Schirm 4 befestigt sind.

Der Detektor 2 enthält einen Emitter 5 (F i g. 3), einen Kollektor 6 aus nichtrostendem Stahl und einen diese trennenden Isolator 7 aus Qua<-z. Als Emitter 5 werden Materialien verwendet, die im Neutronenfluß so aktiviert werden, daß sie Elektronen emittieren. Die Materialien anderer Bauteile werden so gewählt, daß die Anzahl der in ihnen im Neutronenfluß entstehenden geladenen Teilchen geringer als im Emitter 5 ist Die Verbindungsleitung 3 enthält eine leitende Ader 9, eine Mineralisolation 10 und eine Hülle 11 aus nichtrostendem Stahl. Die Hülle 11 ist mit dem Kollektor 6 luftdicht verbunden. Die Verbindungsleitung 3 ist auf der Seite, die dem Emitter 5 abgewandt ist, durch eine Füll- oder

Isoliermasse 12 hermetisch abgedichtet Die Ader 9 der Verbindungsleitung 3, die am Emitter 5 befestigt ist, tritt über die Füllmasse 12 heraus und dient zur Stromableitung.

Die Detektoren 2 (Fig. 1) sind am Schirm 4 derart befestigt daß die Verbindungsleitung 3 jedes Detektors 2 durch den Schirm 4 gegen Elektronen geschützt sind, die vom Emitter 5 (Fig.3) eines anderen Detektors ausgesendet werden. Der Schirm 4 ist so dick, daß er die Elektronen vollkommen absorbiert Das Material des Schirms 4 sollte ein Material sein, das ausreichend dicht sowie beim Verweilen in der Spaltzone des Reaktors widerstandsfähig ist und im Neutronenfluß nur schwach aktiviert wird.

Der Schirm 4 kann verschiedene Gestalt haben.

In F i g. 1,2 ist der Schirm 4 als ein für alle Detektoren 2 gemeinsamer Zylinder mit Aussparungen 14 abgebildet die jeweils auf der Mantelfläche des Zylinders längs einer Mantellinie ausgeführt sind. In jeder Aussparung 14 befindet sich auf vorgegebener Höhe der Spaltzone des Kernreaktors je ein Detektor.

In Fig.4—6 ist der Schirm 4 als eine :bene t>zw. flache Platte mit öffnungen 17 (Fig.4, 5) ausgeführt Auf der einen Seite der Platte sind die Detektoren 2 befestigt auf der anderen Seite sind die Verbindungsleitungen 3 über die öffnungen 17 herausgeführt

Ein derartiger Schirm 4 kann gemäß Fig. 7—9 auch in Form einer konkaven Platte mit öffnungen 17 ausgebildet werden, in der sich die Detektoren 2 befinden, während die Verbindungsleitungen 3 über die öffnungen 17 auf die Außenseite (F i g. 9) herausgeführt sind.

Die aus Fig.4—6 und Fig.7—9 ersichtlichen

Ausführungsbeispiele der Meßeinrichtung ermöglichen eine koaxiale Lage der Detektoren 2.

Die Signale der Detektoren werden in einer (nicht gezeigten) elektrischen Schaltung ausgewertet

Die Arbeitsweise der Meßeinrichtung besteht in folgendem:

Die Meßeinrichtung, die den Schirm 4 mit den starr an ihm befestigten Detektoren 2 enthält, wird in einen der Kanäle der Spaltzone eines Kernreaktors abgesenkt

Bei der Einwirkung des Neutronenflusses auf den Emitter 5 (Fig.3) des Detektors 2 findet eine Kernreaktion (η γ) statt, bei der betaaktive Isotope des Materials des Emitters 5 erzeugt werden. Das betaaktive Isotop zerfällt und die von ihm ausgestoßenen Betateilchen hoher Energie (Elektronen) durchlaufen den Isolator 7 und erreichen den geerdeten Kollektor 6. Die den Emitter 5 verlassenden Betateilchen erteilen ihm somit eine positive Aufladung. Es entsteht eine Potentialdifferenz zwischen dem Emitter 5 und dem Kollektor 6. Beim Schüben der Verbindung zwischen dem Emitter 5 und dem geerdeten Kollektor 6 über einen (nicht gezeigten) Strommesser fließt zwischen ihnen ein Strom, der der Neutronenflußdichte proportional ist Die Emitter 5 der Detektoren 2, die am Schirm 4 befestigt sind, befinden sich an bestimmten Stellen entlang der Höhe der Spaltzone des Kernreaktors. Durch den Schirm 4 wird die Einwirkung von Elektronen vom einen Detektor auf den anderen Detektor verhindert Daher kann anhand der Stärke des Stroms, der von jedem Detektor 2 geliefert wird, die Größe der Neutronenflußdichte an der Stelle, wo der Detektor 2 angeordnet ist unverfälscht ermittelt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung für die Messung der NeutronenflußdichteverteUung in der Spaltzone eines Kernreak- s tors,

— mit mehreren im wesentlichen entlang einer Geraden angeordneten Detektoren

— mit je einer Verbindiingsleitung zu einem außerhalb der Spaltzone befindlichen Strommesser,

— wobei die Detektoren jeweils einen bei Neutroneneinfang Elektronen aussendenden Emitter und einen diesen umgebenden Kollektor aufweisen und

— wobei der Detektor so bemessen ist, daß ein Teil der ausgesandten Elektronen durch den Kollektor hindurchtritt,

gekennzeichnet durch

— einen steh entlang der Geraden erstreckenden Schirm (4),

— der so aufgebaut ist und an dem die Detektoren (2) und die Verbindungsleitungen (3) so befestigt sind, daß die Verbindungsleitungen (3) gegen den durch die Kollektoren (6) hindurchtretendep Teil der Elektronen abgeschirmt sind.

2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

— daß der Schirm (4) ein für alle Detektoren gemeinsamer Zylinder mit Aussparungen (14) ist,

— die sich am Zylindermantel befinden und in denen jeweils einer der Detektoren mit der zugehörigen Verbindungsleitung angeordnet ist

(Fig. 1,2).

3. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

— daß der Schirm (4) eine für alle Detektoren (2) gemeinsame ebene oder konkave Platte mit öffnungen (17) ist,

— auf deren einer Seite die Detektoren (2) befestigt und auf deren anderer Seite die Verbindungsleitungen (3) der Detektoren (2) fiber die öffnungen (17) der Platte herausgeführt sind

(F ig. 4-6; 7-9).