RU113872U1

RU113872U1 - IONIZATION CAMERA

Info

Publication number: RU113872U1
Application number: RU2011136069/07U
Authority: RU
Inventors: Михаил Сергеевич Моркин
Priority date: 2011-08-30
Filing date: 2011-08-30
Publication date: 2012-02-27

Abstract

Ионизационная камера, содержащая герметичный корпус, два электрода, каждый из которых представляет собой набор равномерно расположенных по высоте параллельных покрытых чувствительным слоем пластин, закрепленных на электропроводящих стержнях, причем пластины и стержни одного электрода (анода) расположены с зазором попеременно с пластинами и стержнями другого электрода (катода), электрические выводы от каждого электрода, отличающаяся тем, что пластины электрода выполнены тарельчатой формы, при этом зазор между ними выбран меньше глубины тарельчатой части каждой пластины. Ionization chamber containing a sealed housing, two electrodes, each of which is a set of evenly spaced in height parallel plates covered with a sensitive layer, fixed on electrically conductive rods, and the plates and rods of one electrode (anode) are arranged with a gap alternately with the plates and rods of the other electrode (cathode), electrical leads from each electrode, characterized in that the electrode plates are made of a dish-shaped shape, while the gap between them is chosen less than the depth of the dish-shaped part of each plate.

Description

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для регистрации ядерных излучений, преимущественно регистрации нейтронов в системах управления и защиты ядерных реакторов, критических сборках и других источниках нейтронов.The utility model relates to electrical engineering and can be used for registration of nuclear radiation, mainly registration of neutrons in control systems and protection of nuclear reactors, critical assemblies and other neutron sources.

Известны ионизационные камеры для контроля потока нейтронов, являющиеся датчиками сигналов в системе управления и защиты ядерных реакторов.Known ionization chambers for controlling the neutron flux, which are sensors of signals in the control system and protection of nuclear reactors.

Наиболее близкой к заявленной полезной модели является ионизационная камера, содержащая герметичный корпус, два электрода, каждый из которых представляет собой набор равномерно расположенных по высоте параллельных покрытых чувствительным слоем пластин, закрепленных на электропроводящих стержнях, причем пластины и стержни одного электрода (анода) расположены попеременно с пластинами и стержнями другого электрода (катода), электрические выводы от каждого электрода. (Е.К.Малышев., Ю.Б.Засадыч, С.А.Стабровский «Газоразрядные детекторы для контроля ядерных реакторов» М.: Энергоатомиздат, 1991 г. стр.45-46).Closest to the claimed utility model is an ionization chamber containing a sealed housing, two electrodes, each of which is a set of parallel-coated plates evenly spaced by a sensitive layer, mounted on electrically conductive rods, the plates and rods of one electrode (anode) being alternately with plates and rods of another electrode (cathode), electrical leads from each electrode. (E.K. Malyshev., Yu. B. Zasadych, S. A. Stabrovsky “Gas-discharge detectors for monitoring nuclear reactors”, Moscow: Energoatomizdat, 1991, pp. 45-46).

К недостаткам прототипа относятся низкая точность измерения нейтронного потока из-за малой жесткости плоских электродов и низкой чувствительности, т.к. ионизационная камера регистрирует только часть нейтронов (движущиеся параллельно пластинам (электродам) нейтроны практически не взаимодействуют с пластинами). Задачей, на достижение которой направлена заявленная полезная модель является увеличение точности измерения и прочности ионизационной камеры при механических воздействиях.The disadvantages of the prototype include the low accuracy of the measurement of the neutron flux due to the low stiffness of the flat electrodes and low sensitivity, because the ionization chamber registers only part of the neutrons (neutrons moving parallel to the plates (electrodes) practically do not interact with the plates). The objective to which the claimed utility model is directed is to increase the measurement accuracy and strength of the ionization chamber under mechanical stress.

Техническим результатом является увеличения чувствительности и жесткости ионизационной камеры.The technical result is to increase the sensitivity and stiffness of the ionization chamber.

Для достижения указанного технического результата ионизационная камера выполнена в виде заполненного газом герметичного цилиндрического корпуса, двух электродов, каждый из которых представляет собой набор равномерно расположенных по высоте параллельных покрытых чувствительным слоем пластин, закрепленных на электропроводящих стержнях, причем пластины и стержни одного электрода (анода) расположены с зазором попеременно с пластинами и стержнями другого электрода (катода), электрических выводов от каждого электрода,To achieve this technical result, the ionization chamber is made in the form of a gas-tight sealed cylindrical body, two electrodes, each of which is a set of parallel plates coated with a sensitive layer evenly spaced along the sensitive layer, mounted on electrically conductive rods, and the plates and rods of one electrode (anode) are located with a gap alternately with plates and rods of another electrode (cathode), electrical leads from each electrode,

причем пластины электродов выполнены тарельчатой формы и зазор между ними выбран меньше глубины тарельчатой части каждой пластины. Благодаря тому, что зазор между тарельчатыми пластинами меньше глубины тарельчатой части каждого элемента, обеспечивается практически полное перекрытие проходного сечения нейтронов поверхностью электродов, в результате чего существенно увеличивается вероятность взаимодействия нейтронного потока с чувствительным слоем электродов. Кроме того, выполнение пластин тарельчатой формы повышает их жесткость, а это увеличивает прочность конструкции ионизационной камеры и позволяет сохранить ее целостность даже при ударах и вибрации, что в итоге также положительно влияет на точность измерения нейтронного потока.moreover, the electrode plates are made in a plate shape and the gap between them is selected less than the depth of the plate part of each plate. Due to the fact that the gap between the plate-shaped plates is less than the depth of the plate-shaped part of each element, an almost complete overlap of the neutron cross section through the surface of the electrodes is ensured, as a result of which the probability of interaction of the neutron flux with the sensitive layer of electrodes increases significantly. In addition, the implementation of the plate-shaped plates increases their rigidity, and this increases the structural strength of the ionization chamber and allows you to maintain its integrity even under shock and vibration, which ultimately also positively affects the accuracy of the neutron flux measurement.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена ионизационная камера (продольный разрез), на фиг.2 изображена ионизационная камера (поперечный разрез), на фиг.3 изображена ионизационная камера (поперечный разрез).The utility model is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows an ionization chamber (longitudinal section), Fig. 2 shows an ionization chamber (cross section), and Fig. 3 shows an ionization chamber (cross section).

Ионизационная камера содержит корпус 1, к которому приварены крышка 2 и днище 3, трубка 4 для откачки воздуха и наполнения объема корпуса газом. Внутри корпуса 1, между крышкой 2 и днищем 3, установлены два электрода, выполненные в виде стержней 5, к которым крепятся пластины 6. Снаружи корпуса 1 стержни 5 снабжены электрическими выводами 7. Пластины 6 и стержни 5 одного электрода расположены попеременно с пластинами 6 и стержнями 5 второго электрода. Электропроводящий стержень 5 электрода (катода) проходит через вырезы тарельчатой пластины 6 другого электрода (анода), и наоборот.The ionization chamber comprises a housing 1, to which a cover 2 and a bottom 3 are welded, a tube 4 for pumping air and filling the volume of the housing with gas. Inside the housing 1, between the cover 2 and the bottom 3, two electrodes are installed, made in the form of rods 5, to which the plates 6 are attached. Outside the housing 1, the rods 5 are equipped with electrical leads 7. The plates 6 and the rods 5 of one electrode are arranged alternately with the plates 6 and rods 5 of the second electrode. The electrically conductive rod 5 of the electrode (cathode) passes through the cutouts of the disk plate 6 of another electrode (anode), and vice versa.

Работает ионизационная камера следующим образом.The ionization chamber operates as follows.

Через трубку 4 производят откачку воздуха из корпуса 1 с приваренными к его концам крышкой 2 и днищем 3, заполняют его газом, например аргонно-азотной смесью. Затем вывод 7 одного из электродов соединяют с полюсом источника постоянного напряжения (на рисунке не показано), например «плюсом», а вывод 7 другого электрода через вторичную аппаратуру (на рисунке не показано) соединяют с «минусом» источника постоянного напряжения. Для регистрации нейтронов в ионизационной камере на поверхность пластин электрода нанесен чувствительный слой - материал, который при взаимодействии с нейтронами генерирует сильноионизирующие частицы, попадающие в межэлектродное пространство. В случае возникновения ионизирующего излучения в газе между электродами возникают свободные электроны и ионы, которые под действием электрического поля начинают двигаться к электродам противоположного знака, что приводит к появлению электрического тока между электродами и, соответственно, во внешней цепи, подключенной к ионизационной камере. Ток фиксируется вторичной аппаратурой, преобразовывается в аналоговый или цифровой сигнал, для приведения в действие, например, СУЗ ядерного реактора.Through the tube 4, air is pumped out of the housing 1 with the cap 2 and the bottom 3 welded to its ends, and filled with gas, for example, an argon-nitrogen mixture. Then, terminal 7 of one of the electrodes is connected to the pole of the constant voltage source (not shown in the figure), for example, with a “plus”, and terminal 7 of the other electrode is connected to the “minus” of the constant voltage source via secondary equipment (not shown). To register neutrons in the ionization chamber, a sensitive layer is deposited on the surface of the electrode plates - a material that, when interacting with neutrons, generates strongly ionizing particles entering the interelectrode space. In the event of the appearance of ionizing radiation in the gas between the electrodes, free electrons and ions arise, which under the action of an electric field begin to move to electrodes of the opposite sign, which leads to the appearance of an electric current between the electrodes and, accordingly, in an external circuit connected to the ionization chamber. The current is recorded by secondary equipment, converted into an analog or digital signal, to drive, for example, the CPS of a nuclear reactor.

Claims

An ionization chamber containing a sealed housing, two electrodes, each of which is a set of parallel plates coated with a sensitive layer evenly spaced along the sensitive layer, mounted on electrically conductive rods, the plates and rods of one electrode (anode) being positioned with a gap alternately with the plates and rods of the other electrode (cathode), electrical leads from each electrode, characterized in that the electrode plates are made in a plate shape, while the gap between them is selected less than the depth s of each diaphragm plate.