RU2113737C1

RU2113737C1 - Method for inspecting lithium hydride shadow radiation shielding for geometry

Info

Publication number: RU2113737C1
Application number: RU95116531A
Authority: RU
Inventors: А.Г. Еремин; Л.С. Коробков; Г.А. Товстогань; В.С. Яскевич
Original assignee: Государственное предприятие "Красная звезда"
Priority date: 1995-09-25
Filing date: 1995-09-25
Publication date: 1998-06-20

Abstract

FIELD: nondestructive inspections of lithium hydride shadow radiation shielding of space nuclear power plants. SUBSTANCE: radiation shielding under inspection is irradiated by neutrons on side surface end. Neutron sensor is applied to this surface and neutron albedo is recorded and used to determine amount of lithium hydride exfoliated from shell. Simultaneously, radial coordinates of neutron sensor are measured by means of displacement transducer. Geometry of shielding under inspection is determined as difference between measured radial coordinates of neutron sensor and amount of lithium hydride exfoliated from shell. EFFECT: improved accuracy of inspection results due to provision for measuring geometry of monolithic lithium hydride located in radiation shielding of any shape without disturbing its tightness. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области ядерной энергетики для космических аппаратов и, в частности, к теневым радиационным защитам (РЗ), выполненным из гидрида лития, и касается технологии изготовления в части проведения контроля их геометрии, определяющей контур теневой защищаемой зоны, создаваемой защитой на космическом аппарате. The invention relates to the field of nuclear energy for spacecraft and, in particular, to shadow radiation shields (RE) made of lithium hydride, and relates to manufacturing technology in terms of monitoring their geometry, which determines the contour of the shadow protected zone created by the protection on the spacecraft.

Ввиду характерного для данного типа РЗ отслоения гидрида лития от оболочки граница защищаемой зоны определяется не профилем корпуса РЗ, а геометрией расположенного внутри монолита гидрида лития. Таким образом, под контролем теневой радиационной защиты понимается в данном случае контроль геометрии расположенного внутри корпуса защиты монолита гидрида лития. Due to the separation of lithium hydride from the shell characteristic of this type of RE, the boundary of the protected zone is determined not by the profile of the RE case, but by the geometry of the lithium hydride inside the monolith. Thus, under the control of shadow radiation protection is meant in this case the control of the geometry of the lithium hydride monolith located inside the protection enclosure.

Известен способ контроля геометрии гидридлитиевой РЗ, при котором ее размеры определяются традиционным мерительным инструментом путем последовательных измерений диаметров оболочки защиты в различных поперечных сечениях и зазоров в этих же сечениях между оболочкой и монолитом гидрида лития. Последняя операция осуществляется через отверстия в оболочке, предварительно выполненные в процессе контроля. В дальнейшем результаты измерений зазоров распространяются на определенную партию изделий, изготовленных по той же технологии (см. программу 81Б.22.00.000 ПМ-1 Отсек 4Я-96. Программа замера зазоров между монолитом наполнителя и корпусом отсека. АО.НЗХК г. Новосибирск, 1981, с. 9). A known method of controlling the geometry of hydridlithium RE, in which its dimensions are determined by a traditional measuring tool by successive measurements of the diameters of the shell of protection in various cross sections and gaps in the same sections between the shell and the lithium hydride monolith. The last operation is carried out through holes in the shell, previously performed in the control process. Further, the measurement results of gaps apply to a certain batch of products manufactured using the same technology (see program 81B.22.00.000 PM-1 Compartment 4Я-96. Measurement program for gaps between the filler monolith and the compartment body. AO.NZHK, Novosibirsk, 1981, p. 9).

Недостатком этого способа является нарушение герметичности РЗ и невозможность ее дальнейшего использования в составе космической ядерной энергетической установки. The disadvantage of this method is the violation of the integrity of the RE and the impossibility of its further use in the composition of a space nuclear power plant.

Наиболее близким техническим решением к заявленному является способ неразрушающего контроля объектов, заключающийся в облучении контролируемой теневой гидридлитиевой радиационной защиты нейтронным излучением, регистрации излучения, провзаимодействующего с указанной защитой, и определении величины отслоения от оболочки гидрида лития (см. журнал "Атомная энергия", т. 74, март 1993, с. 241-242). The closest technical solution to the claimed one is the method of non-destructive testing of objects, which consists in irradiating controlled shadow hydridlithium radiation protection with neutron radiation, detecting radiation interacting with this protection, and determining the amount of detachment from the lithium hydride shell (see the journal "Atomic Energy", t. 74, March 1993, p. 241-242).

Недостатком этого способа является низкая производительность, связанная с получением качественного изображения зазора на пленке, недостаточная точность определения величины зазора и невозможность контроля РЗ сложной геометрической формы, исключающей просвечивание РЗ по касательной к ее поверхности. The disadvantage of this method is the low productivity associated with obtaining a high-quality image of the gap on the film, the lack of accuracy in determining the size of the gap and the inability to control the RE of complex geometric shape, excluding the transmission of RE on the tangent to its surface.

Задача, на выполнение которой направлено заявленное изобретение, - повышение точности контроля геометрии теневой гидридлитиевой РЗ. The task to which the claimed invention is directed is to increase the accuracy of monitoring the geometry of shadow hydride lithium RE.

Технический результат - возможность измерения геометрии монолита гидрида лития, находящегося в РЗ любой геометрической формы без нарушения ее герметичности с точностью до 0,5 мм. The technical result is the ability to measure the geometry of a monolith of lithium hydride located in the RE of any geometric shape without violating its tightness with an accuracy of 0.5 mm.

Этот результат достигается тем, что до начала измерений теневую гидридлитиевую РЗ устанавливают в держатели, обеспечивающие ее вращение, облучают нейтронами со стороны боковой поверхности контролируемой защиты, накладывают на эту поверхность датчик нейтронов, регистрируют альбедо нейтронов, по которому определяют величину отслоения от оболочки гидрида лития, одновременно с помощью датчика перемещений измеряют радиальные координаты датчика нейтронов, а геометрию контролируемой защиты определяют как разницу между измеренными радиальными координатами положения датчика нейтронов и величиной отслоения гидрида лития от оболочки. This result is achieved by the fact that prior to the measurement, the shadow hydride lithium RE is installed in the holders ensuring its rotation, irradiated with neutrons from the side of the controlled protection side, a neutron sensor is placed on this surface, the neutron albedo is recorded, which determines the amount of detachment from the lithium hydride shell, at the same time, using the displacement sensor, the radial coordinates of the neutron sensor are measured, and the geometry of the controlled protection is determined as the difference between the measured radial coordinates of the position of the neutron sensor and the magnitude of the detachment of lithium hydride from the shell.

На чертеже приведена схема, согласно которой осуществляется предлагаемый способ. The drawing shows a diagram according to which the proposed method.

На схеме представлены радиационная защита 1, держатель 2, привод вращения 3, датчик нейтронов 4, датчик перемещений 5, формирователь сигналов 6, счетное устройство 7, ЭВМ 8, привод перемещения датчика нейтронов 9. The diagram shows radiation protection 1, holder 2, rotation drive 3, neutron sensor 4, displacement sensor 5, signal shaper 6, counting device 7, computer 8, drive of displacement of the neutron sensor 9.

Способ контроля теневой гидридлитиевой РЗ осуществляется следующим образом (см. чертеж). The method of monitoring shadow hydride lithium RE is as follows (see drawing).

До начала измерений теневую гидридлитиевую РЗ 1 устанавливают в держатели 2, обеспечивающие посредством привода 3 ее вращение. Изменение в различных поперечных сечениях диаметров оболочки защиты и находящегося в ней монолита гидрида лития осуществляют одновременно с помощью датчика нейтронов 4, скользящего по поверхности РЗ 1 и фиксирующего границу монолита гидрида лития и датчика перемещения 5, отслеживающего радиальные колебания датчика нейтронов 4 при вращении РЗ 1. На чертеже также изображены формирователь сигналов 6 с датчика нейтронов 4, счетное устройство 7, ЭВМ 8, привод перемещения 9 датчика нейтронов 4 и датчика перемещения 5. Prior to the measurements, the shadow hydride lithium РЗ 1 is installed in the holders 2, which provide its rotation by means of the drive 3. Change in different cross sections of the diameters of the protection shell and the lithium hydride monolith located in it is carried out simultaneously using a neutron sensor 4, sliding on the surface of the RE 1 and fixing the boundary of the lithium hydride monolith and a displacement sensor 5, which tracks the radial vibrations of the neutron sensor 4 during the rotation of the RE 1. The drawing also shows a signal former 6 from a neutron sensor 4, a counting device 7, a computer 8, a displacement drive 9 of the neutron sensor 4 and a displacement sensor 5.

Для измерения геометрии теневой гидридлитиевой РЗ 1 к ее боковой поверхности устанавливают датчик нейтронов 4, состоящий из изотопа Cf 252 и гелиевого газоразрядного счетчика. Одновременно в ЭВМ 8 фиксируется с помощью датчика перемещения 5 емкостного или индукционного типа радиальная координата оболочки РЗ. по команде с ЭВМ 8 производят измерения альбедо нейтронов от гидрида лития и по полученному нейтронному потоку определяют величину отслоения гидрида лития, которая совместно с замеренной радиальной координатой оболочки РЗ дает, как разница их значений, геометрию монолита гидрида лития в замеряемом сечении. После записи полученной координаты в память ЭВМ 8 выдается команда на поворот РЗ 1 и производят аналогичные измерения в новом положении. To measure the geometry of the shadow hydride lithium RE 1, a neutron sensor 4 is installed to its lateral surface, consisting of the Cf 252 isotope and a helium gas discharge counter. At the same time, in the computer 8, the radial coordinate of the RE shell is recorded using a displacement sensor 5 of a capacitive or induction type. on a command from computer 8, the neutron albedo from lithium hydride is measured and the lithium hydride detachment is determined from the obtained neutron flux, which together with the measured radial coordinate of the RE shell gives, as the difference in their values, the geometry of the lithium hydride monolith in the measured section. After recording the obtained coordinate in the memory of the computer 8, a command is issued to rotate the RE 1 and make similar measurements in the new position.

Таким образом определяют радиальные координаты всего поперечного сечения РЗ, после чего датчики 4, 5 с помощью привода осевого перемещения 9 перемещаются в новое поперечное сечение и процесс измерений повторяется. In this way, the radial coordinates of the entire cross-section of the RE are determined, after which the sensors 4, 5, using the axial displacement drive 9, are moved to a new cross-section and the measurement process is repeated.

В итоге формируется полный профиль находящегося в РЗ монолита гидрида лития, чем достигается решение поставленной задачи - контроль геометрии теневой гидридлитиевой РЗ. As a result, a complete profile of the lithium hydride monolith located in the RE is formed, which achieves the solution of the problem posed — control of the shadow hydride lithium RE geometry.

Предлагаемый способ контроля геометрии теневой гидридлитиевой РЗ позволяет значительно повысить точность контроля, доведя точность измерений до 0,5 мм. The proposed method for controlling the geometry of shadow hydride lithium rare-earth metals can significantly increase the accuracy of control, bringing the measurement accuracy to 0.5 mm.

Claims

A method for non-destructive testing of the geometry of shadow hydridlithium radiation protection, including irradiating the controlled shadow hydridlithium radiation protection with neutron radiation, detecting radiation interacting with said protection, and determining the amount of detachment from the lithium hydride shell, characterized in that the controlled shadow hydridlithium radiation protection is irradiated with side neutrons surface, impose a neutron sensor on this surface, record the neutron albedo, according to The detachment value of the lithium hydride shell is determined, at the same time, the radial coordinates of the neutron sensor are measured using a displacement sensor, and the geometry of the controlled protection is determined as the difference between the measured radial coordinates of the position of the neutron sensor and the amount of lithium hydride detachment from the shell.