Przedmiotem wynalazku jest generator do wytwarza¬ nia strumienia neutronów o zmieniajacym sie w czasie natezeniu, znajdujacy zastosowanie do badania labora¬ toryjnego parametrów materialu rdzenia reaktorowego oraz do badania dynamiki reaktora, a takze do okre¬ slania sladowych zawartosci pierwiastków w malych próbkach materialu rdzenia odwiertu geologicznego oiaz do analizy aktywacyjnej polowej i laboratoryjnej materialu rdzenia odwiertu geologicznego oraz innych materialów.Stan techniki. Znany z prospektu Firmy Philips generator do wytwarzania strumienia neutronów o prze¬ biegu impulsowym sklada sie z sondy polaczonej z jed¬ nego konca z blokiem zasilania wysokiego napiecia, a z drugiego konca z ukladem sterowniczym. Sonda zawiera w cylindrycznej obudowie próznioszczelnej osadzone w jednym jej koncu gniazdo koncówki kabla wysokiego napiecia, polaczone szeregowo poprzez za¬ cisk sprezysty i rezystor wysokiego napiecia z elektroda przyspieszajaca lampy neutronowej, przy czym na koncówce gniazda kabla wysokiego napiecia jest osa¬ dzona centrujaca oslona izolacyjna lampy neutronowej.Elektrody zródla jonów lampy neutronowej sa polaczone z gniazdem wielowtykowym, zamocowanym w prze¬ puscie zabudowanym w drugim koncu cylindrycznej obudowy. Gniazdo koncówki kabla wysokiego napiecia i lampa neutronowa sa osadzone w cylindrycznej obu¬ dowie próznioszczelnej.W prospekcie nie podano budowy bloku zasilania 10 15 20 25 30 wysokiego napiecia oraz budowy ukladu sterowniczego (PHILIPS „Neutron Generator PW 5310 Printed in The Netherlands — 79.277 BE). Generator ten nie moze byc uzyty w reaktorze z uwagi na to, ze kable ukladu zasilania sondy sa doprowadzone z obu jej konców zwiekszajac tym jej najwiekszy przekrój po¬ przeczny, uniemozliwiajacy wprowadzenie sondy do kanalu reaktorowego. Dodatkowa wada tego generatora jest umieszczenie we wspólnej obudowie bloku za¬ silania wysokiego napiecia, transformatora wysokiego napiecia i powielacza wysokiego napiecia, powodujace w przypadku awarii jednego z podzespolów koniecznosc calkowitego demontazu bloku zasilania wysokiego napiecia.Celem wynalazku jest wyeliminowanie wymienionych wad oraz zapewnienie wytwarzania strumienia neu¬ tronów o zmiennym w czasie natezeniu.Istota wynalazku. Generator do wytwarzania stru¬ mienia neutronów o zmieniajacym sie w czasie nateze¬ niu, sklada sie z sondy polaczonej z blokiem zasilania wysokiego napiecia, zlozonym z transformatora sinu¬ soidalnego wysokiego napiecia i podwajacza wysokiego napiecia, osadzonych we wspólnej obudowie i z ukladem sterowniczym, przy czym sonda polaczona z blokiem zasilania wysokiego napiecia oraz z ukladem sterowni¬ czym odpowiednimi kablami zawiera w cylindrycznej metalowej obudowie próznioszczelnej wypelnionej ole¬ jem transformatorowym osadzone igniazdo koncówki kabla wysokiego napiecia, polaczone szeregowo po- 124 1033 przez zacisk sprezysty i rezystor wysokiego napiecia z elektroda przyspieszajaca lampy neutronowej, przy czym na gniezdzie koncówki kabla wysokiego napiecia jest osadzona centrujaca oslona izolacyjna lampy neu¬ tronowej. 5 W centrujacej oslonie izolacyjnej jest umieszczony staly magnes ferrytowy, obejmujacy zródlo jonów lampy neutronowej. W alowicy jednego konca cylin¬ drycznej metalowej obudowy próznioszczelnej s^pn/iy, oprócz przepustu hermetycznego gniazda wielowtyko- lfl we&o, polaczonego wewnatrz sondy z elektrodami zródla jon^w Jamny neutronowej, przewodami elektrycznymi, unue^zonymi symetrycznie tuz przy scianie cylin¬ drycznej metalowej obudowy próznioszczelnej, znaj¬ duje sie równiez przepust hermetyczny kabla wysp- 15 jKlego napiecia, zakonczonego gniazdem wysokiego pamiecia. Drugi koniec cylindrycznej metalowej obu- idowy próznioszczelnej sondy jest zakonczony glowica 1 zawierajaca osadzony w gniezdzie mieszek kómperr- I sacyjny tHeju i jegotslone. ?9 BloF zasilania ^y^okie^o napiecia sklada sje z trans¬ formatora sinusoidalnego wysokiegp napiecia praz po- dwajacza wysokiego napiecia osadzonych we wspólnej obudowie jako oddzielne podzespoly zabudowane w przynaleznych im pojemnikach próinJQSzczelnyp& " z materialu izolacyjnego, wypelnionych olejem trans¬ formatorowyni, przy czym cewka uzwojenia wtórnego transformatora napiecia sinusoidalnego, wyposazonego w rdzen ferrytowy typu E-E, jest umieszczona w przy¬ naleznym jej pojemniku na grobowej kplumnie rdzenia ferrytowego, zas cewki uzwojenia pierwotnego sa umieszczone na zewnetrznych kolumnach tego rdzenia.Pojemnik próznioszczelny cewki wysokiego napiecia jest wyposazony w dwa kanaly, z których jeden jest 35 zamkniety kompensatorem oleju transformatorowego, a w drugjm jest zabudowany izolator kp4cówkj wyspkp- napi|cjowegp uzwojenia wtórnego, polaczonej z jednym fc olejem bloku kondensatorów podwajacza wysokiego JSP*^*- 40 Obudowe podwajacza wyspfciegp napiceja stanowi i$lad #QpUY Z fl^ech naczyn ppjaczpnyph.W^ntywszym naczyniu ppjern»|ka jest psadzpny Woktoidensatorów, którego drugi koniec jest polaczony elektrycznie z diodami wysokiego napiecia, usytuo- l5 wanymi w pozostalych dwóch naczyniach, drugim i trzecim.Anoda diody usytuowanej w drugim naczyniu po¬ jemnika jest polaczona elektrycznie z kablem wysokiego napiecia sondy, a ekran tego kabla jest polaczony z uzie- ^ mieniem. Katody diody usytuowanej w trzecim na¬ czyniu pojemnika jest polaczona poprzez mieszek kompensacyjny oleju transformatorowego z uziemie- yjflfd sterowniczy generatora sjdada sif z bloku sju^gcejg dp wytwarzania jadowej stalej sygnalu WCtfcipwegg i sumowania skladowej stalej z zewnetrz¬ nym sygnalem st^rujapym, popaczonego poprzez bramke ljnjpwa z przetwornikiem ainplitudowo-czasowym, po- *p tfcz^nym ze wzmacniaczem, sluzacym do sterowania ff&Sf J5*$£w lajngy n^utronpwej, przy czym do wejscia tttPH§8rf9 ^Hf* Ilowej jeft ^apz^ny generator HRP^W BF^W9yc^ za* do *yj$cia r^zetwprnika •^Aft^J^KS?*!^^? faf kesony tlo£ fa po- n 4 miaru interwalów aktywnej pracy zr$d}a- jon/5w, wypo¬ sazony w generator czestotliwosci wzorcowej.Zaleta generatora do wytwarzania strumienia neu¬ tronów o zmieniajacym sie w czasie natezeniu, wedlug wynafazJLU, jes| wysoka wiernosc liniowego odwzorowa¬ nia przebiegu sygnalu wejsciowego oraz prosta budowa generatora i duza jego odpprnosc na zaklócenia elektro¬ magnetyczne. W generatorze wykorzystano kabel wy- sqkie£p. napiecia równoczesnie jako kabel ^oprowadza¬ jacy sondy oraz jako kondensator wyjsciowy podwajacza wysokiego napiecia. Generator ma co najmniej dwu¬ krotnie mniejsze gabaryty bloku wysokiego napiecia od gabarytów bloku wysokiego napiecia generatora firmy Philips, dzieki czepu moze by£ umieszczony w jednej wspólnej obudowie z blokiem sterowniczym.Ilosc wymaganego oleju transformatorowego w bloku zasilania wysokiego napiecia nie przekracza dwóch, litrów, co sprawia, ze ciezar tego bloku jest wielokrot¬ nie mniejezy od cjezaxu analogicznego bloku wysokiego napiecia firmy Philips.Inna zaleta jest mala grubosc scianek próznioszczel- nych pojemników transformatora oraz podwajacza wysokiego napiecia bloku zasilania wysokiego napiecia, z uwagi na to, ze przez zabudowanie transformatora oraz podwajacza wyspkjegp napiecia w oddzielnych pojemnikach zmniejszono wielkosc sil pochodzacych od róznicy cisnienia atmosferycznego, wystepujacego na zewnatrz próznioszczelnyeh pojemników oraz cis¬ nien w nich panujacych.Umieszczenie transformatora oraz podwajacza wy¬ sokiego napiecia w oddzielnych pojemnikach ulatwia wymiane uszkodzonych w nich w czasie eksploatacji przebitych kondensatorów, diod albo cewki wysokiego napiecia. Zaleta sondy generatora, wedlug wynalazku, jest duza latwosc wprowadzenia jej do kanalów reak¬ tora oraz do kanalów pomiarowych modeji geofizycz¬ nych, dzieki usytuowaniu kabla wysokiego napiecia oraz kabla zasilania zródla jonów lampy neutronpwej z jednego konca sondy.Generator do wytwarzania neutran&p o zmieniaj$7 cym sie w czasie natezeniu, wedlug wynalazku, jest przedstawiony schematycznie W przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia sgncfc gene¬ ratora w pólwidoku-pólprzefctoju psjowym, fig. Z przedstawia blok zasilania wysokiego napiecia gcaera? tora w pólwidokurpójprzekroju osjowym, fig. 3 pr^ed- stawja achernat bjpjcpwy uniach* stero^rniczego genera- Przyklad wykpnanjfc Przedmiot wyna}az*n s#a£a §j£ z sondy, pouczonej z blokiem zasilania wysokiegg napifcia, zlozonym z transformatora sinusoidalnego OTIflMW* MPW& I PQ?fHac^ wysp$ego napiccia? pedzonych w* w*ng]$ej obudowie j, oraz z ukladem §fejpwniczym, przy gzym sonda zawiera w c^ljndrycjr nej meta)owej pbu4pwje pr^toipszpzelnej 2, wype&upr nej olejem transfprniatorowyni, osadzone gnjazdo | koncówki kabla wysokiego napiecia 4, polaczone sze¬ regowo poprzez njeuwidoczniony na rysunku zacisk sprezysty i rezystor wysokiego napiecia 5 z elektroda przyspieszajaca 6 lampy neutronowej 7* $a W?^ffic ' fconcówfd kabla wysokiego, napiecia 4 jest okadzona centrujaca oslona izolacyjna § lampy neutronpwej 7? przy czym w centrujacej oslonie izolacyjnej 8 jest umjer czczony sjaly mag$gs feayi^y 0, pbejrouj|cy zródlomm fe9$c* cyiijadfycznej metalowej pbu4pwy pr£znoszczel- nej 2 sondy, pprócz przepustu tometycznegp Cniazpla wielowtykowego 11, pplaczpnegp wewnatrz spn^y z elektrodami zródla jonów lampy neutronowej 7 prze¬ wodami elektrycznymi, umieszczonymi symetrycznie tuz przy sciance cylindrycznej meta|pwej obudowy prójnoszczelnej 2, znajc-uje $ie równiez przepust her¬ metyczny kabla wysokiego napiecia 4. Drugi koniec cylindrycznej metalowej pbudowy p£Ó£npszczelnej 2 jest zakonczony glowjca 12, zawierajaca osadzony w, gniezdzie mieszek kompensacyjny piej u i jego oslone W: V Obudowie 1 bloku zasilania wysokiego napiecia, tfansformatpr sinusoidalny wysokiego napiecia oraz podwajacz wysokiego napiecia sa zabudowane jako p4dzielne podzespoly w przynaleznych im pojemnikach pr^znoszczelnych 14 i 15 z materialu izplacyjnegp, wypelnionych plejem transformatorowym, przy czym cewka uzwojenia wtórnego transfprraatpra napiecia sinusoidalnego, wyposazona w rdzen ferrytowy typu E-E 16 jest umieszczona w przynaleznym jej ppjemn^u 14 na srodkowej kolumnie rdzenia ferrytowego, 1£, zas cewki uzwojenia pierwotnego 17 ?a umieszczone na zewnetrznych kolumnach rdzenia ferrytowego 16, przy czym pojemnik próznioszczelny 14 cewki wysokiego napiecia jest wyposazony w dwa kanaly. Jeden z kana¬ lów Jest zamkniety kpmpensatorem 18 oleju transfor¬ matorowego, a w drugim jest zabudowany izolator 19, koncówki wysokonapieciowego uzwojenia wtórnego polaczonej z jednym koncem bloku kondensatorów 20 podwajacza wysokiego napiecia, którego obudowe 15 stanpwi uklad zlozony z trzech naczyn polaczonych- W pierwszym naczyniu pojemnika 15 jest osadzony blok kondensatorów 2p, którego drugi koniec jest polaczony elektrycznie z diodami 21 i 22 wysokiego napiecia, usytuowanymi w pozostalych dwóch naczy¬ niach, drugim i trzecim, przy czym anoda diody 21, usytuowanej w drugim naczyniu pojemnika 15 jest polaczona z kablem wysokiego napiecia 4 sondy, którego ekran jest polaczony z uziemieniem. Natomiast ka¬ toda diody 22, usytuowanej w trzecim naczyniu po¬ jemnika 15 jest polaczona poprzez mieszek kompensa¬ cyjny 23 z uziemieniem kabla wysokiego napiecia 4.Uklad sterowniczy generatora sklada sie z bloku 24, sluzacego do wytwarzania skladowej stalej sygnalu wejsciowego i sumowania skladowej stalej z zewnetrz¬ nym sygnalem sterujacym, polaczonego poprzez bramke liniowa 25 z przetwornikiem amplitudowo-czasowym 26, polaczonym ze wzmacniaczem 27, sluzacym do sterowania zródla jonów lampy neutronowej 7. Do wejscia sterujacego bramki linioWej 25 jest przylaczony generator impulsów próbkujacych 28, a do wyjscia przetwornika amplitudowo-czasowego 26 jest zala¬ czony blok 29 do pomiaru interwalów aktywnej pracy zródla jonów, wyposazony w generator czestotliwosci wzorcowej.W warunkach eksploatacyjnych generator do wy¬ twarzania strumienia neutronów o zmieniajacym sie w czasie natezeniu, wedlug wynalazku, jest wyposazony w generator sygnalu sinusoidalnego o zmiennej czesto¬ tliwosci, wyposazony w regulator amplitudy, powodujacy narastanie amplitudy wyjsciowego sygnalu sinusoidal¬ nego, w zadanym okresie czasu, do wartosci nominalnej. 10 15 20 25 30 35 40 50 55 60 65 natomiast jjeneratpr sinusoidalny jest polaczpny ppr przez wzmacniacz mocy z uzwojeniem pjerwptnym |7 transformatora sinusoidalnego wysokiego napiecja.Ponadto generator, wedlug wynalazku, jest wypór sazony w stabilizowane zasilacze zarzenia katody oraz zasobników deuteru i trytu lampy neutronowej 7, które zalacza sie, w momencie zalaczenia generatpra neutronów.W czasie pracy generatora, wedlug wynalazku, wyr twarzane przez generator sinusoidalny napiecie jegf podawane ppprzez regulatpr arnplitudy do wzmacniacza mocy. Z kolei napiecie ze wzmacniacza mocy jeat przer nazywane poprzez transformator wysokiego napiecia do bloku podwajacza wysokiego napiecia. Wytworzona nastepnie w bloku wysokiego napiecia, wyspkie na¬ piecie stale o polaryzacji ujemnej jest doprowadzone bablem wysokiego napiecia 4, poprzez rezystor wyso¬ kiego napiecia 5 do elektrody przyspieszajacej 6 lampy neutronowej 7.W czasie narastania amplitudy wysokiego napiecia na elektrodzie przyspieszajacej fl, zasilaczem stabilizo¬ wanym zasobnika deuteru i trytu, ustala sie wartpsc cisnienia deuteru i trytu w lampie neutronowej 7.Równoczesnie z momentem rozpoczecia pracy generar tora, wedlug wynalazku, w jego ukladzie sterowniczym^ sygnal napieciowy wytwórzpny w bloku 24, skladajacy sie z zewnetrznego sygnalu sterujacego oraz c do niego skladowej stalej o wartosci nastawipnej BR- tencjometrem, jest kierowany do bramki liniowej 2{5, otwieranej sygnalem z generatora impulsów próbkur jacych 28, przylozonym na jej wejscie sterujace. Uzys¬ kane na wyjsciu bramki liniowej 25 impulsy synchro¬ niczne z impulsami próbkujacymi maja amplitude rpwna wartosci napiecia przylozonego na wejsciu bram^f liniowej 25 w momencie próbkowania. fmpuJLay te §$ kierowane na wejscie przetwornika amplitudowo-cza¬ sowego 26, na wyjsciu którego uzyskuje sie impulsy o amplitudzie standardowej i czasie trwania zaleznym liniowo od amplitudy impulsów przylozonych na wejs¬ cie przetwornika amplitudowo-czasowego 26, które sa kierowane do bloku 29 pomiaru interwalów aktywnej pracy zródla jonów lampy neutronowej 7 oraz do wzmacniacza 27, na wyjsciu którego otrzymuje sie impulsy napiecia o odpowiednio zwiekszonej ampli¬ tudzie, sterujace zródlo jonów lampy neutronowej 7.Kazdy impuh kierowany do bloku 29 jest poddawany w nim pomiarowi czasu trwania, ciagiem, impulsów o czestotliwosci wzorcowej, w wyniku którego na wyj-i sciu bloku 29, uzyskuje sie serie impulsów standardo¬ wych o liczbie proporcjonalnej dp czasu trwania mie¬ rzonego impulsu, a tym samym do interwalu aktywnej pracy zródla jonów lampy neutronowej 7, czyli do szerokosci impulsu neutronowego.Zastrzezenie patentowe Generator do wytwarzania strumienia neutronów o zmieniajacym sie w czasie natezeniu, skladajacy sie z sondy polaczonej z blokiem zasilania wysokiego na¬ piecia, zlozonym z transformatora sinusoidalnego wy¬ sokiego napiecia i podwajacza wysokiego napiecia, osadzonych we wspólnej obudowie oraz z ukladem sterowniczym, przy czym sonda polaczona z blokiem zasilania wysokiego napiecia oraz z ukladem sterowni-124 103 czym odpowiednimi kablami zawiera w cylindrycznej metalowej obudowie próznioszczelnej, wypelnionej ole¬ jem transformatorowym, osadzone gniazdo koncówki kabla wysokiego napiecia, polaczone szeregowo po¬ przez zacisk sprezysty i rezystor wysokiego napiecia z elektroda przyspieszajaca lampy neutronowej, zas na gniezdzie koncówki kabla wysokiego napiecia jest osadzona centrujaca oslona izolacyjna lampy neutro¬ nowej, przy czym w centrujacej oslonie izolacyjnej jest umieszczony staly magnes ferrytowy, obejmujacy zródlo jonów lampy neutronowej, znamienny tym, ze w glowicy (10) jednego konca cylindrycznej metalowej obudowy próznioszczelnej (2) sondy, oprócz przepustu hermetycznego gniazda wielowtykowego (11) polaczo¬ nego wewnatrz sondy z elektrodami zródla jonów lampy neutronowej (7) przewodami elektrycznymi, umieszczonymi symetrycznie w centrujacej oslonie izolacyjnej (8) tuz przy sciance cylindrycznej metalo¬ wej obudowy próznioszczelnej (2), znajduje sie rów¬ niez przepust hermetyczny kabla wysokiego napiecia (4), zakonczonego gniazdem wysokiego napiecia (3), zas drugi koniec cylindrycznej metalowej obudowy próznioszczelnej (2) jest zakonczony glowica (12), zawierajaca osadzony w gniezdzie mieszek kompen¬ sacyjny oleju transformatorowego i jego oslone (13), natomiast w obudowie (1) bloku zasilania wysokiego napiecia, transformator sinusoidalny wysokiego na¬ piecia oraz podwajacz wysokiego napiecia sa zabudowane jako oddzielne podzespoly w przynaleznych im pojem¬ nikach próznioszczelnych (14 i 15) z materialu izola¬ cyjnego, wypelnionych olejem transformatorym, przy czym cewka uzwojenia wtórnego transformatora na¬ piecia sinusoidalnego, wyposazona w rdzen ferrytowy typu E-E (16) jest umieszczona w przynaleznym jej pojemniku (14) na srodkowej kolumnie rdzenia fer- 8 10 15 20 25 30 35 rytowego (16), zas cewki uzwojenia pierwotnego (17) sa umieszczone na zewnetrznych kolumnach rdzenia ferrytowego (16), przy czym pojemnik próznioszczelny (14) cewki wysokiego napiecia jest wyposazony w dwa kanaly, z których jeden jest zamkniety kompensatorem (18) oleju transformatorowego, a w drugim jest za¬ budowany izolator (19) koncówki wysokonapieciowego uzwojenia wtórnego, polaczonej z jednym koncem bloku kondensatorów (20) podwajacza wysokiego na¬ piecia, którego obudowe stanowi uklad zlozony z trzech naczyn polaczonych, przy czym w pierwszym naczyniu pojemnika (15) jest osadzony blok kondensatorów (20), którego drugi koniec jest polaczony elektrycznie z dio¬ dami (21 i 22) wysokiego napiecia, usytuowanymi w pozostalych dwóch naczyniach, drugim i trzecim, przy czym anoda diody (21) usytuowanej w drugim naczyniu pojemnika (15), jest polaczona z kablem wy¬ sokiego napiecia (4) sondy, którego ekran jest pola-, czony z uziemieniem, natomiast katoda diody (22) usytuowanej w trzecim naczyniu pojemnika (15) jest polaczona poprzez mieszek kompensacyjny (23) z uzie¬ mieniem ekranu kabla wysokiego napiecia (4), z kolei zas uklad sterowniczy generatora sklada sie z bloku (24), sluzacego do wytwarzania skladowej stalej sy¬ gnalu wyjsciowego i sumowania skladowej stalej z ze¬ wnetrznym sygnalem sterujacym, polaczonym poprzez bramke liniowa (25) z przetwornikiem amplitudowo- -czasowym (£6), polaczonym ze wzmacniaczem (27) sluzacym do sterowania zródla jonów lampy neutro¬ nowej (7), przy czym do wejscia sterujacego bramki liniowej (25) jest przylaczony generator impulsów próbkujacych (28), a do wyjscia przetwornika amplitu¬ dowo-czasowego (26) jest zalaczony blok (29) do po¬ miaru interwalów aktywnej pracy zródla jonów, wypo¬ sazony w generator czestotliwosci wzorcowej. 13 9 2 7 6 8 5124 103 Fig.2 26 27 Fig. 3 PL