DE762277C

DE762277C - Vorrichtung zur Messung der Intensitaet eines Stromes langsamer Neutronen mittels einer Ionisationskammer

Info

Publication number: DE762277C
Application number: DEA82570D
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dr Phil Kallmann; Ernst Dr Phil Kuhn
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1937-03-25
Filing date: 1937-03-25
Publication date: 1954-06-08

Description

Vorrichtung zur Messung der Intensität eines Stromes langsamer Neutronen mittels einer Ionisationskammer Beim Arbeiten mit Neutronen hat man bisher meistens zur Erzeugung der Neutronen radioaktive Substanzen, z. B. Radium, Radiumemanation od. dgl., benutzt. Neuerdings hat sich gezeigt, daß man Neutronen auch durch Atomzertrümmerung mit Hilfe von schnellen Ionen in gleich großer oder sogar stärkerer Intensität bequem erzeugen kann. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist, daß bei ihm die Neutronenintensität in nicht genau kontrollierbarer Weise schwankt. Diese Schwankungen sind auf Schwankungen des Ionenstromes, Inhomogenitäten der beschossenen Schicht usw. zurückzuführen. Es ist daher notwendig, bei dem Ionenstoßverfahren die Intensität des Neutronenstrahls dauernd zu messen. Dies geschieht bisher dadurch, daß man die Neutronen zählt, indem man ihre Wirkungen einzeln registriert. Dieses Auszählen der Neutronen ist langwierig und verlangt ein gegen elektrische Störungen gut geschütztes Gerät.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Intensität eines Stromes langsamer Neutronen mittels einer Ionisationskammer. Zum Nachweis der nicht oder'nur sehr wenig ionisierenden Neutronen geht man dabei von einer bekannten Zwischenreaktion aus, bei der stark ionisierende Teilchen durch die Neutronen erzeugt werden. Man kann beispielsweise die bekannte Reaktion it-!-@i0-SI7--@- schnelles a-Teilchen (Luftreichweite etwa i,i cm) benutzen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden der Kammer mit einer Schicht, beispielsweise aus Papier, bekleidet sind, auf die in dünner Schicht amorphes Bor aufgetragen ist und Einrichtungen vorgesehen sind zur Messung der Größe des Ionenstromes, den die durch den Strom langsamer Neutronen aus der Borschicht ausgelösten Teilchen im Gasraum der Ionisationskammer erzeugen und dessen Größe ein Maß für die Intensität des Stromes langsamer Neutronen ist. Die Verwendung eines Borbelages auf den Elektroden ist bei Zählkammern zur Messung langsamer Neutronen an sich bekannt. Die Dicke der wirksamen Borschicht ist von der Größenordnung der a-Teilchenreichweite im Bor abhängig. Durchsetzen nun langsame Neutronen die Borschicht, so werden Teilchen ausgelöst, die in dem Gas der Ionisationskammer Ionen erzeugen. Die so erzeugten Ionen werden zum Nachweis der Neutronen benutzt. Da nur eine sehr dünne Borschicht wirksam ist, wird nur ein kleiner Bruchteil der durchgehenden Neutronen a-Teilchen auslösen. Um nun auch durch schwache Neutronenintensitäten starke Ionisierungen zu erzeugen, werden gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken mehrere Schichten hintereinandergeschaltet.
Bei der Anordnung nach der Erfindung dient also das die Elektroden der Kammer bedeckende Papier nicht, wie bei den bekannten zur Messung der in einem Gasraum durch Wellen- oder Korpuskularstrahlen hervorgerufenen Ionisation verwendeten Ionisationskammern zur Absorption der Strahlung der Wand, sondern lediglich als Träger für die dünne Schicht amorphen Bors. Das Bor dient auch nicht, wie bei den bekannten Röntgendosimetern, als Streukörper, sondern zur Auslösung von a-Teilchen, die zum Nachweis der zu messenden Neutronen dienen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Neutronendosimeters nach der Erfindung beispielsweise dargestellt.
In einem Behälter i, der zum Schutz gegen Röntgenstrahlen und Gammastrahlen aus der Neutronenquelle aus Eisen oder Blei besteht und beispielsweise zylindrisch sein kann, befinden sich mehrere koaxiale Hohlzylinder aus Aluminium, die von Bernsteinisolatoren ,I getragen sind. Die Zylinder sind mit Papier 3 bedeckt, auf welchem das Bor aufgetragen ist. Das Bor kann wegen seiner schlechten elektrischen Leitfähigkeit auch noch mit einem Drahtnetz bedeckt sein; dadurch wird gleichzeitig eine gute elektrische Feldverteilung erreicht. Im mittleren Teil des Gefäßes ist die Elektrometerröhre 6 zusammen mit einem hochohmigen Ableitungswiderstand fi unter-, gebracht. Die Elektrometerröhre und der Abi leitungswiderstand sind gegen elektrische Störungen von einem Abschirmzylinder 5 aus Metall umgeben. Die Zylinder werden auf einem Potential von etwa 5oo Volt gegeneinander gehalten. Die Leitungen zur Zuführung der erforderlichen Spannungen werden in dem Rohr 8 untergebracht. Um eine räumlich möglichst kleine Anordnung zu erhalten, wählt man die Elektrodenabstände zweckmäßig von der Größenordnung der Reichweite der a-Teilchen im Füllgas der Ionisationskammer. Eine weitere Verringerung der Elektrodenabstände ist durch Verkleinerung der a-Teilchenreichweite möglich, d. h. durch Füllung der Ionisationskammer mit schweren Gasen oder mit Gasen von erhöhtem Druck.
Die Wirkungsweise des Dosimeters ist folgende: Das Gerät wird in die Nähe der zu messenden Neutronenquelle gestellt. Die Neutronen durchdringen praktisch ohne Absorption den äußeren Behälter (Schutzmantel) des Dosimeters und treffen auf die mit Bor bedeckten Aluminiumzylinder auf. Dort findet dann die obenerwähnte Reaktion statt. und es entstehen a-Teilchen, die das Gas (beispielsweise Luft von Atmosphärendruck) in der Ionisationskammer ionisieren. Die dabei auftretenden Ionen werden gesammelt und beispielsweise dem Gitter der Elektrometerröhre 6 zugeführt. Außerhalb des Behälters i befinden sich Galvanometer, Anodenbatterie und Heizbatterie. An dem Galvanometer kann die Neutronenintensität unmittelbar abgelesen werden, wobei die Größe des Galvanometerausschlages direkt proportional der Neutronenintensität ist. Das -Neutronendosiineter kann in einfacher Weise mit Hilfe einer bekannten Neutronenquelle geeicht «-erden. Dabei ist zu beachten, daß der Abstand des Dosimeters von der Neutronenquelle der gleiche ist wie bei der 1lessung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zur Messung der Intensität eines Stromes langsamer Neutronen mittels einer Ionisationskamnier. dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden der Kammer mit einer Schicht, beispielsweise aus Papier, bekleidet sind, auf die in dünner Schicht amorphes Bor aufgetragen ist, und Einrichtungen vorgesehen sind zur Messung der Größe des Ionenstromes, den die durch den Strom langsamer Neutronen aus der Borschicht ausgelösten Teilchen im Gasraum der Ionisationskammer erzeugen, und dessen Größe ein Maß für die Intensität des Stromes langsamer Neutronen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß möglichst viele (6, 8 oder io) Borschichten hintereinander vorgesehen sind, die von Neutronen durchsetzt werden.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenabstände die Größenordnung der Reichweite der a-Teilchen im Füllgas der Ionisationskammer haben.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Bor mit einem elektrisch leitenden Drahtnetz bedeckt ist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrometerröhre und der Gitterableitungswiderstand direkt in die Ionisationskammer eingebaut sind.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden aus koaxialen Hohlzylindern bestehen. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 559 243, 634 26o, 632 374; The American Journal of Roentgenol., Bd. 36, 1936, S. i ff.; Proceedings of the Cambr. Philos. Soc., Bd:3i, 1935, S. 612 ff.; Proceedings of the Royal Soc. of London A, Bd. i5o, 1935, S. 709 ff.; The Physical Review, Bd. 43, 1933, S. i ff.