DE7024514U - Neutronenempfindlicher detektor insbesondere neutronenzaehler - Google Patents

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29.6.1970

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Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patentanmeldung Nr* 33290/69 vom 1. Juli 1969 beansprucht

Neutronenempfindlicher Detektor, insbesondere !Jeutronenzähler

^Background^_der_Neuerung

Die Neuerung bezieht sich auf Neutronenzähler zum Ermitteln und Messen eines Neutronenflusses (d.h. Neutronen/cm /Sekunde).

7824514-7.1.71

Ein wichtiges Verfahren zum Ermitteln von Neutronen und

Messen des Neutronenflusses ist jenes, bei dem die B (noc )

Li -Reaktion verwendet wird, und aus praktischen Gründen bedingt dies den Bau einer Ionisationskammer, die entweder im Innern Hit einer 'bor^eltig^n Vprhindung überzogen ist oder ein Zählervolumen enthält, welches mit BF,-Gas gefüllt ist. Nach den bisherigen Konstruktionen dieser Detektoren haben diese eine ziemlich begrenzte Betriebslebensdauer, und der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in dieser Hinsicht einen verbesserten Aufbau zu schaffen.

Ein wesentlicher Fehlergrund ist die Übertragung eines Fremdmetalls durch Wandern oder Niederschlagen auf die Keramikisolation, welche dem Kammerinnern ausgesetzt ist. Das Vorhandensein dieses Metalls hat eine schädliche Wirkung auf die elektrische Isolierungs- und/oder Abdichtungseigenschaften der Keramikmasse, was zum Versagen bzw. Ausfall der Kammer führt. Die Lieferquelle des Metalls kann entweder das metallische Lotmaterial sein, welches eine Gasdichtung zwischen der Keramikmasse und den Metallteilen der Kammer bildet, oder sie kann aus dem Borgehalt der Kammer herrühren, wobei zum Beispiel Bor auf die dem Füllgas ausgesetzten Keramikoberflä^hen von der Kammer her plattiert werden kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird ein neutronenempfindlicher Detektor geschaffen, der sich zusammensetzt aus einem Metallkörper, welcher eine Kammer bildet, aus einer Anode, die sich innerhalb der Kammer im Abstand von der Kammerwandung erstreckt, aus einer Keramik/Metall-Abdichtung, über welche elektrische Signale von der Anode mittels eines Leiters geführt werden, der gegenüber dem Körper isoliert ist, wobei die Keramik/Metall-Dichtung ein Keramikteilstück aufweist, welches in die

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Kammer vorsteht, um eine ausgedehnte Oberfläche des Keramikmaterials zu bilden. Vorzugsweise wird das vorstehende Keramikteilstück gegenüber dem Hauptkammervolumen durch einen Mantel abgeschirmt.

Eine Wirkung der ausgedehnten Oberfläche besteht darin, die Wirkung aufzuhalten, welche wanderndes Lotmaterial bei der Überbrückung der Keramikoberfläche zwischen den durch die Keramikmasse isolierten Teilen ausübt; sie bildet außerdem einen größeren Oberflächenbereich für eine mögliche Ausplattierung von Metall, so daß der Niederschlag nicht auf einem konzentrierten empfindlichen Flächenbereich erfolgt.

Beschreibung der Zeichnung

Zur Erläuterung der Erfindung wird nunmehr ein bortrifluoridgasgefüllter Zähler, weicher die Erfindung verkörpert, anhand der ihn beispielsweise wiedergebenden Zeichnung beschrieben, die einen Axialschnitt durch einen zylindrischen Zählerkörper wiedergibt, wobei die äußeren elektrischen Verbindungen weggelassen wurden.

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Wie dargestellt, weist der Zähler ein 1-Zoll-Aluminiumrohr 1 auf, welches an jedem Ende durch Aluminiumstopfen 2, 3 verschlossen ist. Das geschlossene Volumen des Rohres wird mit Bortrifluoridgas gefüllt, und ein koaxialer Wolfram-Anodendraht 10 wird zentral auf der Rohrachse gehalten, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.

Der Stopfen 2 ν/·: ist cine zentrale Aussparung auf, welche durch ein rückspringt η ie ε Teilsx'J-V: vi die innere Endfläche gebunden .ist. an v.'olchor ^inr- Fii^ls^Bh.lJ.j.lse ^- rcit^mgsverschweiPt ist ο Die Bohrung der Hülse + v.cict einen abgr-stufter. Durchmesser af, und im kleineren Bchrungsteilstück isu ein Metallrohr 5 '-t einer Innenschulter verlötet. An der Schulterbohrung angelötet ist eine Keramik-Metall-Iichtrangseinrichtung. die allgemein rät 6 bezeichnet ist und deren Funktion darin besteht, eine gasdichte, elektrisch isolierende Lichtung zwischen dem Draht 10 und dem Endstopfen 2 in Gehäuse Λ zu bilden und die Aufrechterhaltung des notwendigen Ionisierungspotentials zwischen diesen Teilen zuzulassen. Eine elektrische Isolierung ist durch eine Keramikhülse 6a vorgesehen, die in einer kurzen Metallhülse 6b durch Kupfer-Silber-Lot befestigt ist, welches ebenfalls eine gasdichte Verbindung zwischen diesen Teilen bildet. Die Metallhülse 6b ist ihrerseits in die Bohrung der Innenschulter des Rohres 5 eingelötet.

Es ist erkennbar, daß das vordere Teilstück 7 der Keramikhülse 6a sich nach vorne in das Zylindervolumen hinein erstreckt, und zwar aus einem nicht ohne weiteres erkennbaren ^rund- Diese Verlängerung 7 ist in Wirklichkeit vorgesehen, um eine ausgedehnte Oberfläche zu bilden, die ihrerseits einen längeren Weg für irgendein wanderndes Material vom Kupfer-Silber-Lot her bildet, so daß dieses Material langer braucht, um die Isolierung zu überbrücken. Darüber hinaus bildet die ausgedehnte Oberfläche einen zusätzlichen Flächenbereich für den Niederschlag von Bor aus der Kammeratmosphäre. Trotzdem aber erstreckt sich die Verlängerung 7 nicht über das Endteilstück des Rohres 5 hinaus, welches in der Praxis den ausgedehnten Flächenbereich gegenüber dem Hauptvolumen des Bor enthaltenden Gases innerhalb des Rohres ummantelt bzw. abschirmt.

An der hinteren Endfläche (außerhalb der Kammer) stößt äi ·-. Kornmikhülso 6a am Ende- eines Rohres S an, steht mit diese ■ Wirkverb indun£ und dicht et gegenüber diesem a> *· bindungssteile zwischen 6a und 8 durch eine _Lii a umgeben ist. Das Rohr S stützt koaxial in siux. _n loix_.. dünnwandiges Rohr 11 ab, welches sich durch den Stopfen 2 auf der Zylinderachse hindurch erstreckt, wobei es von der Dichtungseinrichtung 6 sowohl nach hinten als auch nach vorne vorragt. Am hinteren Ende ist das Rohr 11 mit dein Draht 10 verlötet, der die zentrale Anode, der Kollektor und die Elektrode des Zählervolumens ist« Das vordere Ende des Rohres 11 bildet die eine Grenze für das aktive Volumen der Kammer»

Das andere Ende des aktiven Volumens wird durch ein weiteres Rohr 12 festgeigt, durch, welches der Draht 10 hindurch verläuft» Das Drahtende ist hier in eine Glaskugel 13 verschmolzen, welche ihrerseits auf das Rohr 12 aufgeschmolzen ist ο Das Rohr 12 sitzt mit Gleitsitz in einem zentralen Loch einer Siliziumoxydschexbe 14, die mit Löchern 15 versehen und an ihrem Umfang an der Zylinderwand befestigt ist» Die Scheibe bildet das eine Widerlager für eine Feder 13a, die am Kugelkopf 13 anliegt und den Draht 10 richtig spannt. Die Scheibe 14 weist eine Reihe von konzentrischen ^TTuten 14a auf, die in ihre Flächen eingeschnitten sind, um die elektrische Strecke der Oberfläche zu vergrößern und auf diese Weise die Wirkung von Substanzen, welche die Isoliereigenschaften der Scheibe herabsetzen, wie beispielsweise Bor, zu vermindern.

Der Endstopfen 3 steht an seinem Umfang mit dem Rohr 1 in abdichtender Wirkverbindung. Er weist jedoch eine zentrale Aussparung auf, welche einen Füllschaft 16 aufnimmt. Der Schaft 16 ist ein Aluminiumrohr, durch v,^r( icher> BT'3-Gas mit entsprechendem Druck in den Zylinder eingebracht wird. I\^Tnch dem Füllen wird der Schaft gequetscht und durch ein' dichtende Schweißnaht 17 abgedichtet, Schließlich v;ird eine Endk.-φρο 18 mit

Ileftsc ...i.3ung aufgesetzt, un eine eventuelle Beschädigung des Sc "tes 16 su verhindern.

IiIin Bohrzähler, wie er oben beschrieben ist, wurde betrieblich erprobt, und es wurde festgestellt, dai3 er einen erhöhten Widerstand gegenüber den Auswirkungen einer Ausplattierung von Bor aus dem Füllgas auf die Innenoberflächen der Kammer he rv οrbr ing t.

Die Neuerung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Schutzanspruch 1 Uiarissenen AusfLihrungsforra und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche Neuerungsmerkmale, die im einzelnen — oder in Kombination — in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.

Schutzanspräche

Claims (8)

1. 29.6.1970

   3chutzanspräche

   1 . I'eutronenenpfindlicher Detektor, insbesondere Iieutronenzähler, mit einem Metallkörper, der eine Hammer bildet, einer Anode, die sich innerhalb der Kammer im Abstand zur VJand einer Keramik-Metall-Dich⁺ung erstreckt, einem diese Dichtung durchdringenden Leiter, mittels welchem Signale aus der Kammer abgeführt werden, wobei die Dichtung den Leiter gegenüber dem Körper isoliert, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramik-Hetall-Dichtung (6) ein keramisches Teilstück (6a) aufweist, welches zur Bildung einer erweiterten Oberfläche in die Kammer vorragt.
2. 2. iieutronenempfindlicher Detektor mit einem Metallkörper und einem elektrischen Leiter, der diesen Körper über eine keramische Dichtung durchdringt, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Dichtung (6) nach innen innerhalb des Körpers erstreckt, um eine isolierende Oberfläche zu schaffen, welche der Kammerinnenatmosphäre ausgesetzt ist.
3. 3. Neutronenempfindlicher Detektor mit einem Ketallkörper, der eine Kammer bildet, einer Anode, die sich innerhalb der Kamner im Abstand und elektrisch isoliert zum Metallkörper erstreckt, sowie mit einer Keramikdichtung, welche eine elektrische Isolierung für einen Leiter bildet, der die Wand durchdringt, um Signale zu führen, die in der Anode

   aus dor Kammer erscheinen, dadurch, gekennzeichnet, daß die Dichtung (6) ein Teilstück (7) aufv/eist, welches sich innerhalb der KamTTier ^r-.t.-rp-.c.^t,. -]nri np.ß nin Metallmantel (5) um dieses Toilstück (7) herum vorgesehen ist, wobei dieser Mantel (") das Teigstück (7) gegenüber dem Hauptkaminervolumen abschirmte
4. 4. Neutronenempfindlicher Detektor mit einem Metallkörper, der eine Kammer bildet, einer länglichen Anode, v/eiche in der Kammer im Abstand zur Kammerwandung gehalten ist, mit einer Einrichtung , welche die Anode am einen Ende in einer in der Kammerwand sitzenden Koramikdichtung und am anderen Ende in einem elektrisch isolierenden Keramikbautcil hält,welcher die Anode von dem Metallkörper weghält, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung ausgedehnte Oberflächen auf der Keramikdichtung (6) v.r^ dem. Keramikbauteil (6a) innerhalb der Kammer bildet, derart, daß die schädlichen Auswirkungen eines Borniederschlags auf dieser Dichtung (6) und diesem Bauteil (6a) verzögert werden.
5. 5„ Noutronenempfindlicher Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß er Bor enthält.
6. 6ο Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4·, bei welchem die Anode in der Keramikdichtung befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (6) durch ein Metallegierungslot befestigt ist, wobei die ausgedehnte Oberfläche der Dichtung (6) einen langen Weg für jedes wandernde Lotmaterial bildet, welches sich ausbreitet, um die Isolierung zu überbrücken, die durch die Keramikmasse zwischen der Kammerwandung und der Anode (10) vorgesehen ist.
7. 7. Ncutroneneinpfindlicher Detektor mit einem Aluminiumkörper, der uine Kammer bildet, mit einer Anode, die zentral innerhalb der Kariner gehalten ist, sowie mit einer Aussparung in der Wandung der Kammer, dadurch gekennzeichnet, daß eine Edolstahlhülse (4) in diese Aussparung hinein roibungsverschv/eißt ist, um einen Zugang zum Innern zu bilden, daß eine keramische Dichtungscinrichtung (6) vorgesehen ist, welche eine gasdichte, elektrisch isolierende Abdichtung zwischen der Anode (10) und der genannten Wandung bildet, wobei sich die Dichtungseinrichtung in die Kammer hinein erstreckt, und daß ein Leiter vorgesehen ist, v/elcher elektrische Signale von der Anode nach den Kammeräußeren leitet.
8. 8. Detektor nach Anspruch. 7, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Dichtungseinrichtung eine Keramikhülse (6a) ist, die in einer äußeren Metallhülse (9) durch Kupfer-Silber-Lot befestigt ist.