RU2482513C2

RU2482513C2 - Method of processing fission chamber measurement signals

Info

Publication number: RU2482513C2
Application number: RU2010130852A
Authority: RU
Inventors: Жан-Паскаль ЮДЛО; Жан-Мишель ЖИРАР
Original assignee: Коммиссариат А Л'Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив
Priority date: 2007-12-24
Filing date: 2008-12-22
Publication date: 2013-05-20

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: method involves: A) a step (E1) for measuring the count rate of deposits of fissile material of known effective masses to form a matrix [C]₀; B) a step (E2) for measuring the count rate of the deposits of fissile material to form a matrix [C]; and C) a step (E3) for calculating the effective masses to be determined in the form of a matrix [m] such that: [m]=[C].I([a]×([a]₀ ^-1×[m]₀ ^-1×[C]₀)), the matrix [a] being a known matrix of the isotopic analyses of the deposits of fissile material of effective masses to be determined, the matrix [a]₀ ^-1 being the inverse matrix of a known matrix [a]₀ of the isotopic analyses, which corresponds to the deposits of fissile material of known effective masses, and the matrix [m]₀ ^-1 being an inverse matrix of a known matrix [m]₀, the coefficients of which are the known effective masses.

EFFECT: high accuracy of determining effective mass of a fissile isotope.

2 cl, 6 dwg

Description

Область техники и уровень техникиField of technology and prior art

Изобретение относится к области недеструктивных технологий измерения.The invention relates to the field of non-destructive measurement technologies.

В частности изобретение касается способа обработки сигналов измерения, поступающих из камеры деления и получаемых в результате активного нейтронного запроса.In particular, the invention relates to a method for processing measurement signals received from a fission chamber and obtained as a result of an active neutron request.

Способ обработки в соответствии с настоящим изобретением предназначен, в частности, для обработки первичных сигналов, выдаваемых устройством калибровки камеры деления, таким как устройство, являющееся объектом патентной заявки, поданной одновременно на имя заявителя под названием «Устройство измерения скорости счета и соответствующее устройство калибровки камеры деления», и эти устройства будут упоминаться в настоящей заявке в качестве ссылки.The processing method in accordance with the present invention is intended, in particular, for processing the primary signals issued by the calibration device of the division camera, such as the device that is the subject of a patent application, filed simultaneously in the name of the applicant under the name "Device for measuring the counting speed and the corresponding device for calibrating the division camera ", And these devices will be referred to in this application by reference.

Камеры деления используют для обнаружения нейтронов. Камера деления содержит делящееся вещество и газ, который может ионизироваться. Под действием нейтронов делящееся вещество испускает частицы, которые ионизируют газ. Количество ионизированного газа отражает количество нейтронов, поступивших в камеру деления. В испускании частиц, ионизирующих газ, участвует только часть делящегося вещества, называемая эффективной массой ("effective mass" на английском языке). На практике точное знание эффективной массы необходимо для определения абсолютных физических величин, которыми являются нейтронный поток или спектральные коэффициенты. Способ обработки в соответствии с настоящим изобретением позволяет вычислять эффективную массу делящегося изотопа на основании измерений, выдаваемых калибровочным устройством, таким как вышеупомянутое устройство.Fission cameras are used to detect neutrons. The fission chamber contains fissile material and gas that can be ionized. Under the influence of neutrons, fissile material emits particles that ionize the gas. The amount of ionized gas reflects the number of neutrons entering the fission chamber. Only a fraction of the fissile material called the effective mass ("effective mass" in English) is involved in the emission of particles ionizing the gas. In practice, accurate knowledge of the effective mass is necessary to determine the absolute physical quantities, which are the neutron flux or spectral coefficients. The processing method in accordance with the present invention allows the effective mass of the fissile isotope to be calculated based on the measurements provided by a calibration device, such as the aforementioned device.

В настоящее время калибровку камер деления осуществляют в ядерном реакторе либо по спектру тепловых нейтронов (тепловая колонна), либо по спектру нейтронов деления. Для этого были разработаны многочисленные методы калибровки. Все эти методы требуют использования и наличия исследовательского реактора. Из соображений безопасности эти методы требуют использования экспериментальных процедур, которые являются сложными в применении и, следовательно, дорогими. Кроме того, исследовательских реакторов, оборудованных калибровочными устройствами, становится в мире все меньше, поэтому для калибровки камер деления приходится прибегать к перемещению оборудования.Currently, fission chambers are calibrated in a nuclear reactor either by the spectrum of thermal neutrons (thermal column) or by the spectrum of fission neutrons. For this, numerous calibration methods have been developed. All of these methods require the use and availability of a research reactor. For safety reasons, these methods require the use of experimental procedures that are difficult to use and therefore expensive. In addition, research reactors equipped with calibration devices are becoming less and less in the world, therefore, to calibrate the fission chambers, one has to resort to moving equipment.

Способ обработки в соответствии с настоящим изобретением позволяет надежно, точно и основательно определять эффективные массы камер деления, избегая вышеупомянутых недостатков.The processing method in accordance with the present invention allows reliable, accurate and thorough determination of the effective masses of the fission chambers, avoiding the aforementioned disadvantages.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

В этой связи объектом настоящего изобретения является способ определения эффективных масс N закладок делящегося вещества, размещенных соответственно в N измерительных камерах деления, при этом N является целым числом, большим или равным 1, характеризующийся тем, что содержит:In this regard, the object of the present invention is a method for determining the effective masses N of bookmarks of fissile material, respectively placed in N measuring division chambers, wherein N is an integer greater than or equal to 1, characterized in that it contains:

A) первый этап измерения, на котором измеряют скорость счета для N закладок делящегося вещества с известными эффективными массами, размещенных соответственно в N калибровочных камерах деления, соответственно идентичных по своим внешним размерам с N измерительными камерами деления, для получения матрицы [С]₀ скорости счета известных закладок делящегося вещества;A) the first stage of measurement, which measures the counting speed for N bookmarks of fissile matter with known effective masses, located respectively in N calibration division chambers, respectively identical in their external dimensions with N measuring division chambers, to obtain a matrix [C] ₀ counting speed known bookmarks of fissile material;

B) второй этап измерения, на котором измеряют скорость счета для N закладок делящегося вещества, размещенных в N измерительных камерах деления, для получения матрицы [С] скорости счета закладок делящегося вещества, при этом второй этап измерения осуществляют в условиях измерения, идентичных условиям измерения, при которых осуществляют первый этап измерения, иB) a second measurement step, in which the count rate for N fissile bookmarks located in N fission measuring chambers is measured, to obtain a matrix [C] of the bookmark count of fissile material, wherein the second measurement step is carried out under measurement conditions identical to the measurement conditions, in which carry out the first stage of measurement, and

C) этап вычисления матрицы-столбца [m], такой как:C) the step of computing the column matrix [m], such as:

,

при этом коэффициенты матрицы [m] являются определяемыми эффективными массами, символы ".I" и "х" являются соответственно оператором «деления матриц» и оператором «произведения матриц», и матрицы [а],

и

являются соответственно:while the coefficients of the matrix [m] are determined by the effective masses, the symbols ".I" and "x" are respectively the operator of "division of matrices" and the operator of "product of matrices", and matrix [a],

and

are respectively:

- матрица [а] - известной матрицей изотопных анализов, соответствующей N закладкам делящегося вещества с определяемыми эффективными массами,- matrix [a] - a known matrix of isotopic analyzes corresponding to N bookmarks of fissile matter with determined effective masses,

- матрица

- обратной матрицей известной матрицы [а]₀ изотопных анализов, соответствующей N закладкам делящегося вещества с известными эффективными массами,- matrix

- the inverse matrix of the known matrix [a] ₀ isotopic analyzes corresponding to N bookmarks of fissile matter with known effective masses,

- матрица

- обратной матрицей известной матрицы [m]₀, коэффициентами которой являются известные эффективные массы N известных закладок делящегося вещества.- matrix

- the inverse matrix of the known matrix [m] ₀ , the coefficients of which are the known effective masses N of the known bookmarks of the fissile material.

Согласно дополнительному отличительному признаку способа в соответствии с настоящим изобретением вычисляют матрицу дисперсий для матрицы [m], имеющую вид:According to an additional distinguishing feature of the method in accordance with the present invention, a dispersion matrix for the matrix [m] is calculated having the form:

гдеWhere

- var[C] является матрицей дисперсий матрицы С,- var [C] is the variance matrix of the matrix C,

- var[a] является матрицей дисперсий матрицы [а],- var [a] is the variance matrix of the matrix [a],

- var[X] является матрицей дисперсий матрицы [X], имеющей вид:- var [X] is the dispersion matrix of the matrix [X], having the form:

,

-

является матрицей, содержащей члены m_ij в степени 2, при этом m_ij являются коэффициентами матрицы [m], i является индексом, связанным со строками матрицы, и j является индексом, связанным со столбцами матрицы,-

is a matrix containing terms m _ij to the power of 2, while m _ij are the coefficients of the matrix [m], i is the index associated with the rows of the matrix, and j is the index associated with the columns of the matrix,

-

является матрицей, содержащей члены a_ij в степени 2, при этом a_ij являются коэффициентами матрицы [а], i является индексом, связанным со строками матрицы, и j является индексом, связанным со столбцами матрицы,-

is a matrix containing terms a _ij to the power of 2, while a _ij are the coefficients of the matrix [a], i is the index associated with the rows of the matrix, and j is the index associated with the columns of the matrix,

-

является матрицей, содержащей члены X_ij в степени 2, при этом X_ij являются коэффициентами матрицы [X], i является индексом, связанным со строками матрицы, и j является индексом, связанным со столбцами матрицы,-

is a matrix containing the terms X _ij to the power of 2, while X _ij are the coefficients of the matrix [X], i is the index associated with the rows of the matrix, and j is the index associated with the columns of the matrix,

-

является матрицей, содержащей члены ([а]×[Х])_ij в степени 2, при этом ([а]×[Х])_ijявляются коэффициентами матрицы произведения [а]×[X], i является индексом, связанным со строками матрицы, и j является индексом, связанным со столбцами матрицы.-

is a matrix containing the terms ([a] × [X]) _ij of degree 2, while ([a] × [X]) _ij are the coefficients of the matrix of the product [a] × [X], i is the index associated with the rows matrices, and j is the index associated with the columns of the matrix.

Конкретно изобретение содержит три сегмента:Specifically, the invention comprises three segments:

a) Представление задачи в виде уравнения, которое позволяет при помощи матричной системы уравнений выразить скорость счета, регистрируемую на камерах деления, в зависимости от эффективных масс, от составов изотопов камер и от массовых макроскопических эффективных сечений деления изотопов в нейтронном спектре, связанном с проектной конфигурацией калибровочного устройства.a) Representation of the problem in the form of an equation that allows using the matrix system of equations to express the count rate recorded on the fission chambers, depending on the effective masses, on the composition of the isotopes of the chambers and on the mass macroscopic effective cross sections of fission of isotopes in the neutron spectrum associated with the design configuration calibration device.

b) Первичная калибровка, предназначенная для определения массовых макроскопических эффективных сечений изотопов, рассматриваемых в данной конфигурации калибровочного устройства (этот этап требует использования первичных эталонных камер деления, эффективная масса и изотопные составы которых известны с достаточной точностью, при этом указанные первичные эталоны могут быть произведены специально либо предварительно калиброваны в другом калибровочном устройстве (например, в реакторе)).b) Primary calibration, designed to determine the mass macroscopic effective cross-sections of isotopes considered in this configuration of the calibration device (this step requires the use of primary reference fission chambers, the effective mass and isotopic compositions of which are known with sufficient accuracy, and these primary standards can be specially made or pre-calibrated in another calibration device (for example, in a reactor)).

c) Вторичная калибровка, которая при известных изотопных составах и скоростях счета, полученных в калибровочном устройстве в результате активного нейтронного запроса, позволяет выявить эффективную массу главного изотопа, содержащегося в камерах деления.c) Secondary calibration, which, with known isotopic compositions and counting rates obtained in the calibration device as a result of an active neutron query, makes it possible to identify the effective mass of the main isotope contained in the fission chambers.

Для всех актинидов при помощи калибровочного устройства в конфигурации быстрых нейтронов способ обработки в соответствии с настоящим изобретением позволяет достигать точности калибровки, эквивалентной точности, достигаемой в реакторе.For all actinides, using a calibration device in the configuration of fast neutrons, the processing method in accordance with the present invention allows to achieve calibration accuracy equivalent to that achieved in the reactor.

В случае калибровочного устройства в конфигурации тепловых нейтронов способ обработки в соответствии с настоящим изобретением позволяет получать точность, эквивалентную точности, получаемой в реакторе в случае делящихся изотопов с тепловыми нейтронами.In the case of a calibration device in the configuration of thermal neutrons, the processing method in accordance with the present invention allows to obtain accuracy equivalent to the accuracy obtained in the reactor in the case of fissile isotopes with thermal neutrons.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания предпочтительного варианта выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:Other features and advantages of the invention will be more apparent from the following description of a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings, in which:

фиг.1 - принципиальная схема измерительного блока, входящего в состав устройства измерения скорости счета, выдающего сигналы измерения, которые можно обработать при помощи способа в соответствии с настоящим изобретением;figure 1 is a schematic diagram of a measuring unit included in the device for measuring the counting speed, generating measurement signals that can be processed using the method in accordance with the present invention;

фиг.2 - вид в частичном разрезе первого примера конструкции, которая входит в состав устройства измерения скорости счета, выдающего сигналы измерения, которые можно обработать при помощи способа в соответствии с настоящим изобретением;FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a first example of a structure that is part of a count rate measuring device that outputs measurement signals that can be processed using the method in accordance with the present invention;

фиг.3 - вид в частичном разрезе второго примера конструкции, которая входит в состав устройства измерения скорости счета, выдающего сигналы измерения, которые можно обработать при помощи способа в соответствии с настоящим изобретением;figure 3 is a view in partial section of a second example of a structure that is part of a device for measuring the speed of the account, generating measurement signals that can be processed using the method in accordance with the present invention;

фиг.4 - принципиальная схема устройства измерения скорости счета камеры деления, выдающего сигналы измерения, которые можно обработать при помощи способа в соответствии с настоящим изобретением;4 is a schematic diagram of a device for measuring the count rate of a fission camera that produces measurement signals that can be processed using the method in accordance with the present invention;

фиг.5 - принципиальная схема способа обработки сигналов измерения в соответствии с настоящим изобретением;5 is a schematic diagram of a method for processing measurement signals in accordance with the present invention;

фиг.6 - принципиальная схема калибровочного устройства камеры деления, в котором применяют способ обработки сигналов измерения в соответствии с настоящим изобретением.6 is a schematic diagram of a calibration device of a division camera in which a method for processing measurement signals in accordance with the present invention is applied.

На всех фигурах одинаковые элементы обозначены одинаковыми позициями.In all figures, the same elements are denoted by the same positions.

Описание предпочтительного варианта выполнения изобретенияDescription of a preferred embodiment of the invention

На фиг.1-4 в качестве неограничивающего примера показано устройство измерения скорости счета, выдающее сигналы измерения, которые можно обработать при помощи способа в соответствии с настоящим изобретением.Figures 1-4 show, by way of non-limiting example, a meter for measuring the count rate, which provides measurement signals that can be processed using the method in accordance with the present invention.

На фиг.1 показан измерительный блок, входящий в состав устройства измерения скорости счета. Измерительный блок 1 содержит герметичную камеру 2, содержащую материал 3, в котором выполнена полость 4, и счетчик нейтронов К. Материалом герметичной камеры 2 является, например, полиэтилен, а материалом 3 является, например, графит. Продольная полость 5 выполнена с возможностью размещения в ней камеры деления внутри материала 3. В материале 3 вблизи полости 5 установлен генератор 6 нейтронов. Цилиндрическая полость 5 выходит в полость 4 через отверстие О. В варианте выполнения, показанном на фиг.1, счетчик К нейтронов установлен рядом с герметичной камерой 2. Изобретение можно применять также для случая, когда счетчик нейтронов установлен в герметичной камере 2.Figure 1 shows the measuring unit included in the device for measuring the count rate. The measuring unit 1 contains a sealed chamber 2 containing material 3, in which the cavity 4 is made, and a neutron counter K. The material of the sealed chamber 2 is, for example, polyethylene, and the material 3 is, for example, graphite. The longitudinal cavity 5 is arranged to accommodate a fission chamber inside the material 3. In the material 3, a neutron generator 6 is installed near the cavity 5. The cylindrical cavity 5 enters the cavity 4 through the opening O. In the embodiment shown in FIG. 1, the neutron counter K is installed next to the sealed chamber 2. The invention can also be applied to the case when the neutron counter is installed in the sealed chamber 2.

На фиг.2 показан вид в частичном разрезе первого примера конструкции, входящей в состав устройства измерения скорости счета.Figure 2 shows a view in partial section of a first example of a structure included in the device for measuring the counting speed.

Конструкция, показанная на фиг.2, предназначена для получения спектра быстрых нейтронов. Полость 5 содержит коаксиальные цилиндрические кожухи 8, 9, при этом кожух 8 охватывает кожух 9. Кожухи 8 и 9 выполнены, например, из нержавеющего металла и имеют толщину 1 мм. Листовой материал 13, например, кадмиевый лист толщиной 1 мм закрывает наружную сторону цилиндра 9. Листовой материал 13 предназначен для захвата тепловых нейтронов, то есть нейтронов, энергия которых меньше 0,625 эВ. В пространстве, разделяющем листовой материал 13 и кожух 8, помещают блок материала 10. Материал 10, например боролен (бор и полиэтилен), имеет толщину, равную, например, 16 мм. Два центровочных кольца 15 и 16 удерживают и выравнивают цилиндрические кожухи 8 и 9 в полости 5. Упор В закрывает полость со стороны центровочного кольца 16. Камера деления СН находится в цилиндрическом кожухе 9. Первый конец камеры деления соединен с соединительным элементом 12, который собирает электроны, получаемые в результате ионизации газа, содержащегося в камере. Этот первый конец камеры деления находится на расстоянии D от отверстия О, а другой конец камеры находится на расстоянии d от упора В. Соединительный элемент 12 соединяют с жестким коаксиальным кабелем 11. В полости 4 установлен цилиндрический кожух 17, например кожух из нержавеющего металла толщиной 1 мм, выровненный с цилиндрическим кожухом 9. Центровочное кольцо 14 удерживает жесткий коаксиальный кабель 11 в цилиндрическом кожухе 17. Разъем соединяет жесткий коаксиальный кабель 11 с гибким измерительным кабелем 7, который передает сигнал в схемы обработки (на фиг.2 не показаны; см. фиг.3).The design shown in figure 2, is intended to obtain a spectrum of fast neutrons. The cavity 5 contains coaxial cylindrical casings 8, 9, while the casing 8 covers the casing 9. The casings 8 and 9 are made, for example, of stainless metal and have a thickness of 1 mm. The sheet material 13, for example, a cadmium sheet 1 mm thick, covers the outside of the cylinder 9. The sheet material 13 is designed to capture thermal neutrons, that is, neutrons whose energy is less than 0.625 eV. In the space separating the sheet material 13 and the casing 8, a block of material 10 is placed. Material 10, for example borolen (boron and polyethylene), has a thickness equal to, for example, 16 mm. Two centering rings 15 and 16 hold and align the cylindrical casings 8 and 9 in the cavity 5. The stop B closes the cavity on the side of the centering ring 16. The fission chamber CH is located in the cylindrical casing 9. The first end of the fission chamber is connected to the connecting element 12, which collects the electrons resulting from the ionization of the gas contained in the chamber. This first end of the division chamber is at a distance D from the hole O, and the other end of the chamber is at a distance d from the stop B. The connecting element 12 is connected to a rigid coaxial cable 11. In the cavity 4, a cylindrical casing 17 is installed, for example, a casing made of stainless metal with a thickness of 1 mm, aligned with the cylindrical casing 9. The alignment ring 14 holds the hard coaxial cable 11 in the cylindrical casing 17. The connector connects the hard coaxial cable 11 to the flexible measuring cable 7, which transmits the signal to the circuits processing (not shown in Figure 2; see Figure 3.).

Предпочтительно система направления и позиционирования, образованная элементами 14, 15 и 16, обеспечивает хорошую воспроизводимость осевого положения и радиальной центровки камеры СН. Точность, достигаемая для этого положения, может составлять, например, 1 мм и даже меньше. Кроме того, камера деления СН, соединительный элемент 12 и коаксиальный кабель 11 выполнены с возможностью продольного перемещения в цилиндрическом кожухе 9. Предпочтительно продольное перемещение камеры деления позволяет найти оптимальное положение камеры, то есть положение, при котором результаты измерения соответствуют максимальному потоку.Preferably, the direction and positioning system formed by the elements 14, 15 and 16 provides good reproducibility of the axial position and radial centering of the camera CH. The accuracy achieved for this position may be, for example, 1 mm or even less. In addition, the dividing chamber CH, the connecting element 12, and the coaxial cable 11 are arranged for longitudinal movement in the cylindrical casing 9. Preferably, the longitudinal movement of the dividing chamber makes it possible to find the optimal camera position, that is, the position at which the measurement results correspond to the maximum flow.

Материалы и размеры конструкции в соответствии с настоящим изобретением, показанной на фиг.2, предпочтительно определяют при помощи вычислительной программы Monte-Carlo MCNP (MCNP - сокращение от "Monte-Carlo N-Particle", метод Монте-Карло для N частиц) в применении к нейтронам. Именно при помощи этой вычислительной программы определяют вышеупомянутые материалы и размеры. Вместе с тем, для этой конструкции можно выбрать и другие материалы с эквивалентными характеристиками. Выбор этих других материалов в этом случае предполагает другие размеры при достижении по существу эквивалентных рабочих характеристик. Вышеупомянутые материалы позволяют реализовать калибровочное устройство с «приемлемыми» размерами, то есть устройство, не слишком объемное и не слишком габаритное. Выбор нержавеющего металла для цилиндрических кожухов 8, 9 и 17 позволяет обеспечить отличную жесткость для всего устройства и гарантировать его износоустойчивость. Выбор боролена предопределен стойкостью этого материала к старению, его эффективностью при захвате тепловых нейтронов и его низкой стоимостью.The materials and dimensions of the structure in accordance with the present invention shown in FIG. 2 are preferably determined using the Monte-Carlo MCNP computing program (MCNP stands for Monte-Carlo N-Particle, Monte Carlo Method for N Particles) in the application to neutrons. It is with the help of this computing program that the aforementioned materials and sizes are determined. However, for this design, you can choose other materials with equivalent characteristics. The selection of these other materials in this case implies different sizes while achieving substantially equivalent performance. The aforementioned materials make it possible to realize a calibration device with “acceptable” sizes, that is, a device that is not too bulky and not too big. The choice of stainless metal for cylindrical casings 8, 9 and 17 allows for excellent rigidity for the entire device and guarantee its wear resistance. The choice of borolen is predetermined by the resistance of this material to aging, its effectiveness in capturing thermal neutrons and its low cost.

Устройство 14, 15, 16 центровки камеры деления является специфическим для каждого диаметра рассматриваемой камеры. Центровочные кольца 14, 15, 16 и упор В выполняют, например, из нержавеющего металла. Диаметры центровочных колец и механическую обработку упора В определяют в соответствии с диаметром жесткого коаксиального кабеля 11.The device 14, 15, 16 centering the division chamber is specific for each diameter of the chamber under consideration. The alignment rings 14, 15, 16 and the stop B are, for example, made of stainless metal. The diameters of the centering rings and the machining of the stop B is determined in accordance with the diameter of the rigid coaxial cable 11.

В описанной выше конструкции внутрь камеры деления попадают только нейтроны, которые не подверглись замедлению/термализации в графите блока и в боролене. Таким образом, в камеру деления попадают только быстрые нейтроны, испускаемые генератором 6, то есть нейтроны, которые не подверглись взаимодействию.In the design described above, only neutrons that have not undergone deceleration / thermalization in the graphite of the block and in the borolene enter the fission chamber. Thus, only fast neutrons emitted by the generator 6, that is, neutrons that have not undergone interaction, fall into the fission chamber.

На фиг.3 показан вид в частичном разрезе второго примера конструкции, входящей в состав устройства измерения скорости счета. Показанная на фиг.3 конструкция предназначена для получения спектра тепловых нейтронов. Полость 5 содержит все составные элементы, уже описанные со ссылками на фиг.2, за исключением блока материала 10 и кадмиевого листа 13. В данном случае пространство между кожухами 8 и 9 заполнено воздухом. Как и в предыдущем случае, положение камеры деления можно регулировать в продольном направлении, например, при помощи вышеуказанных средств перемещения скольжением.Figure 3 shows a partial sectional view of a second example of a structure included in the meter for measuring the count rate. The design shown in figure 3 is designed to obtain a spectrum of thermal neutrons. The cavity 5 contains all the constituent elements already described with reference to figure 2, with the exception of the block of material 10 and cadmium sheet 13. In this case, the space between the casings 8 and 9 is filled with air. As in the previous case, the position of the division chamber can be adjusted in the longitudinal direction, for example, using the above-mentioned sliding displacement means.

Нейтроны, испущенные генератором 6, могут попадать в камеру деления, независимо от своей энергии. Вместе с тем, сначала эти нейтроны проходят через толщину графита, составляющую, например, от 0 см и примерно до 40 см в зависимости от положения, занимаемого камерой деления в кожухе 9, что позволяет дискриминировать их по энергии в зависимости от момента их попадания на уровень камеры деления, то есть в зависимости от толщины пересекаемого графита. В качестве неограничительного примера можно указать, что вычисления, проведенные при помощи программы Monte-Carlo MCNP4C2, показали, что более 99,9% нейтронов, эмитируемых генератором нейтронов с частотой испускания 125 Гц, после каждого испускания являются тепловыми нейтронами в диапазоне времени от 700 мкс до 3500 мкс при любом осевом положении камеры в калибровочном устройстве.The neutrons emitted by the generator 6 can enter the fission chamber, regardless of its energy. However, first these neutrons pass through a graphite thickness of, for example, from 0 cm to about 40 cm, depending on the position occupied by the fission chamber in the casing 9, which allows them to be discriminated by energy depending on the moment they reach the level fission chamber, that is, depending on the thickness of the intersected graphite. As a non-restrictive example, it can be pointed out that calculations performed using the Monte-Carlo MCNP4C2 program showed that more than 99.9% of the neutrons emitted by a neutron generator with an emission frequency of 125 Hz, after each emission, are thermal neutrons in the time range from 700 μs up to 3500 μs for any axial position of the camera in the calibration device.

На фиг.4 показана принципиальная схема устройства измерения скорости счета камеры деления. Это устройство измерения содержит:Figure 4 shows a schematic diagram of a device for measuring the count rate of a division camera. This measuring device contains:

- описанный выше измерительный блок 1, в который интегрированы камера деления СН, генератор 6 нейтронов и счетчик К нейтронов,- the measuring unit 1 described above, in which the SN fission chamber, the neutron generator 6 and the neutron counter K are integrated,

- систему обработки ST сигналов, выдаваемых камерой деления СН и счетчиком К, и которая выдает, с одной стороны, сигнал, характеризующий сигнал, выдаваемый камерой деления, и, с другой стороны, сигнал, характеризующий сигнал, выдаваемый счетчиком К, и- a system for processing ST signals issued by the division camera CH and the counter K, and which produces, on the one hand, a signal characterizing the signal issued by the division camera, and, on the other hand, a signal characterizing the signal issued by the counter K, and

- вычислительную схему 34, которая вычисляет скорость счета С камеры деления, нормированную по отношению к сигналу, выдаваемому счетчиком К, на основании сигналов, выдаваемых системой обработки ST.a computing circuit 34 that calculates a count rate C of the division camera normalized with respect to a signal output by the counter K based on signals issued by the processing system ST.

Система обработки ST содержит:The ST processing system contains:

- предусилитель 18, который усиливает сигнал, поступающий через измерительный кабель 7 от камеры деления СН,- a preamplifier 18, which amplifies the signal supplied through the measuring cable 7 from the division chamber CH,

- усилитель 20, соединенный с предусилителем 18 при помощи многожильного кабеля 19, подающего в направлении камеры деления СН высокое напряжение НТ и низкое напряжение ВТ,- an amplifier 20 connected to the preamplifier 18 using a multicore cable 19, supplying a high voltage NT and a low voltage VT, in the direction of the division chamber CH

- электронную схему 21, соединенную кабелем 27 с генератором 6 нейтронов,- an electronic circuit 21 connected by a cable 27 to a neutron generator 6,

- схему 32 сбора данных, которая содержит усилитель 22, карту 23 сбора данных и цепь высокого напряжения 24, при этом усилитель 22 получает через кабель 26 сигнал от счетчика К и через электрическое соединение 33 - высокое напряжение от цепи 24, при этом кабель 26 питает высоким напряжением НТ₀ счетчик К, карта 23 сбора данных получает через электрическое соединение 29 сигнал, выдаваемый усилителем 20, и через электрическое соединение 28 - сигнал, выдаваемый электронной схемой 21, при этом усилитель 22 выдает сигнал, характеризующий сигнал, выдаваемый счетчиком К, а карта 23 сбора данных выдает сигнал, характеризующий сигнал, выдаваемый камерой деления.- a data acquisition circuit 32 that includes an amplifier 22, a data acquisition card 23 and a high voltage circuit 24, while the amplifier 22 receives a signal from the counter K through cable 26 and, through an electrical connection 33, a high voltage from circuit 24, while the cable 26 supplies with a high voltage NT _{0, the} counter K, the data collection card 23 receives, through the electrical connection 29, a signal issued by the amplifier 20, and through the electrical connection 28, a signal issued by the electronic circuit 21, while the amplifier 22 generates a signal characterizing the signal issued by the counter com K, and the data collection card 23 provides a signal characterizing the signal generated by the division camera.

В качестве не ограничительного примера можно указать, что устройство измерения скорости счета, показанное на фиг.4, содержит только одну камеру деления. В более общем случае устройство измерения скорости счета содержит N камер деления, при этом N является целым числом, большим или равным 1.By way of non-limiting example, it can be pointed out that the counting speed measuring device shown in FIG. 4 contains only one division chamber. In a more general case, the counting rate measuring device comprises N division chambers, wherein N is an integer greater than or equal to 1.

На фиг.5 показана принципиальная схема способа определения эффективной массы в соответствии с настоящим изобретением. Способ описан для общего случая, когда одновременно вычисляют N эффективных масс N делящихся закладок, содержащихся в N измерительных камерах деления. Каждая делящаяся закладка содержит главный изотоп и примеси.Figure 5 shows a schematic diagram of a method for determining the effective mass in accordance with the present invention. The method is described for the general case when N effective masses of N fissile bookmarks contained in N measuring division chambers are simultaneously calculated. Each fissile bookmark contains the main isotope and impurities.

Прежде всего, способ в соответствии с настоящим изобретением содержит два этапа измерения Е1 и Е2. Этап Е1 является этапом измерения скорости счета N закладок делящегося вещества с известными эффективными массами, помещенных в N калибровочных камер деления, соответственно идентичных N измерительным камерам деления, а этап Е2 является этапом измерения скорости счета N закладок делящегося вещества, эффективные массы которых необходимо определить. Под «идентичными» камерами деления следует понимать камеры деления с идентичными внешними размерными характеристиками (диаметр и длина камеры) с учетом производственных допусков, при этом другие характеристики необязательно являются идентичными. Этап Е1 приводит к получению матрицы [С]₀, которая является матрицей скоростей счета, измеряемых на N закладках делящегося вещества с известными эффективными массами, а этап Е2 приводит к получению матрицы [С] скоростей счета, измеряемых на N закладках делящегося вещества с определяемыми эффективными массами. Матрицы [С]₀ и [С] получают, например, на основании измерений нормированных скоростей счета, выдаваемых устройством, таким как устройство, показанное на фиг.4. Во время этапов Е1 и Е2 измеренные скорости счета получают в идентичных условиях измерения. Под «идентичными условиями измерения» подразумевается, что в обоих случаях камера деления занимает в измерительном блоке одинаковое положение, что конфигурация измерений идентичная (быстрые нейтроны или тепловые нейтроны) и что интервал времени, в котором производят измерения, является идентичным.First of all, the method in accordance with the present invention comprises two steps of measuring E1 and E2. Step E1 is a step of measuring the counting speed of N bookmarks of fissile matter with known effective masses placed in N calibration dividing chambers, respectively identical to N measuring dividing chambers, and step E2 is a step of measuring the counting speed of N bookmarks of fissile material, the effective masses of which must be determined. By “identical” dividing chambers is meant dividing chambers with identical external dimensional characteristics (diameter and length of the chamber) taking into account manufacturing tolerances, while other characteristics are not necessarily identical. Step E1 results in a matrix [C] ₀ , which is a matrix of counting rates measured on N bookmarks of fissile matter with known effective masses, and step E2 results in a matrix [C] of counting speeds measured on N bookmarks of fissile material with defined effective masses masses. The matrices [C] ₀ and [C] are obtained, for example, based on measurements of normalized count rates provided by a device, such as the device shown in FIG. 4. During steps E1 and E2, the measured count rates are obtained under identical measurement conditions. By “identical measurement conditions” it is meant that in both cases the fission chamber occupies the same position in the measuring unit, that the measurement configuration is identical (fast neutrons or thermal neutrons) and that the time interval in which measurements are made is identical.

За этапами Е1 и Е2 следует этап Е3 вычисления матрицы [m], такой как:The steps E1 and E2 are followed by the step E3 of calculating the matrix [m], such as:

где символы ".I" и "х" являются соответственно оператором «деления матриц» и оператором «произведения матриц».where the characters ".I" and "x" are respectively the operator of "division of matrices" and the operator of "product of matrices".

Матрица [m] является матрицей-столбцом, коэффициентами которой являются эффективные массы, которые необходимо определить.The matrix [m] is a column matrix whose coefficients are the effective masses that need to be determined.

Матрицы [а],

и

являются известными матрицами:Matrices [a],

and

are known matrices:

- матрица [а] является матрицей изотопных анализов N закладок, содержащихся в N камерах деления, нормированных по отношению к главным изотопам,- the matrix [a] is the matrix of isotopic analyzes of N bookmarks contained in N fission chambers normalized with respect to the main isotopes,

- матрица

является обратной матрицей матрицы [а]₀ изотопных анализов известных N закладок делящегося вещества, и- matrix

is the inverse matrix of the matrix [a] _{0 of} isotopic analyzes of known N bookmarks of fissile material, and

- матрица

является обратной матрицей матрицы-столбца [m]₀, построенной на основании известных N эффективных масс, соответствующих N известным закладкам делящегося вещества.- matrix

is the inverse matrix of the column matrix [m] ₀ , built on the basis of known N effective masses corresponding to N known bookmarks of fissile material.

При помощи известных матриц [а],

и

и матриц [С] и [С]₀, построенных на основании вышеупомянутых измерений, можно вычислить матрицу [m] (см. уравнение (1)).Using known matrices [a],

and

and the matrices [C] and [C] ₀ constructed on the basis of the above measurements, it is possible to calculate the matrix [m] (see equation (1)).

Кроме матрицы [m] на этапе Е3 вычисляют также матрицу дисперсий var[m], где var(m) обозначает дисперсию эффективной массы m. Более подробно уравнение матрицы дисперсий представлено ниже.In addition to the matrix [m] at step E3, the variance matrix var [m] is also calculated, where var (m) denotes the variance of the effective mass m. The equation of the dispersion matrix is described in more detail below.

Предположив независимость коэффициентов матриц

,

и [С]₀, матрицу дисперсий матрицы m можно записать в виде:Assuming the independence of the coefficients of the matrices

,

and [C] ₀ , the dispersion matrix of the matrix m can be written as:

гдеWhere

-

является матрицей, содержащей члены ([а]×[Х])_ij в степени 2, при этом ([а]×[Х])_ij являются коэффициентами матрицы произведения [а]×[X], i является индексом, связанным со строками матрицы, и j является индексом, связанным со столбцами матрицы.-

Как правило, камера деления главного изотопа i содержит примеси. На практике примеси U-234 и U-236 часто присутствуют в ничтожном количестве в урановых камерах U-233, U-235 или U-238 и не создают проблем. Например, в случае камер Pu-238 примесью U-234 является продукт радиоактивного распада Pu-238 с периодом полураспада 87,7 лет. Если камера Pu-238 является достаточно новой, количеством U-234 можно пренебречь.As a rule, the division chamber of the main isotope i contains impurities. In practice, the impurities U-234 and U-236 are often present in an insignificant amount in the uranium chambers U-233, U-235 or U-238 and do not cause problems. For example, in the case of Pu-238 chambers, the impurity U-234 is the product of the radioactive decay of Pu-238 with a half-life of 87.7 years. If the Pu-238 is quite new, the amount of U-234 can be neglected.

В случае, когда примесями пренебрегать невозможно, способ в соответствии с настоящим изобретением учитывает их влияние. В этом случае вычисляемыми коэффициентами матрицы [m] будут эквивалентные эффективные массы, которые, кроме эффективных масс основных изотопов, учитывают эффективные массы примесей, присутствующих в камере деления. В качестве неограничивающего примера ниже приводится выражение для эквивалентной эффективной массы основного изотопа Pu-238, который содержит примеси U-234.In the case where impurities cannot be neglected, the method in accordance with the present invention takes into account their influence. In this case, the calculated matrix coefficients [m] will be the equivalent effective masses, which, in addition to the effective masses of the main isotopes, take into account the effective masses of the impurities present in the fission chamber. As a non-limiting example, the following is an expression for the equivalent effective mass of the main Pu-238 isotope, which contains U-234 impurities.

Эквивалентное число N_eq ядер изотопа Pu-238, содержащихся в камере деления, вычисляют при помощи следующего уравнения:The equivalent number N _eq of Pu-238 isotope nuclei contained in the fission chamber is calculated using the following equation:

гдеWhere

- N₄ является числом ядер U-234, содержащихся в камере и известных в результате анализа,- N ₄ is the number of U-234 cores contained in the chamber and known as a result of the analysis,

- N₈ является числом ядер Pu-238, содержащихся в камере и известных в результате анализа,- N ₈ is the number of Pu-238 cores contained in the chamber and known as a result of the analysis,

- σ_4,c является микроскопическим эффективным сечением деления примеси U-234, вычисленным, например, при помощи программы MCNP4C2 в условиях измерения (интервал времени отсчета и рассматриваемый спектр быстрых или тепловых нейтронов),- σ _{4, c} is the microscopic effective cross-section for fission of the impurity U-234, calculated, for example, using the MCNP4C2 program under measurement conditions (counting time interval and the spectrum of fast or thermal neutrons under consideration),

- σ_8,с является микроскопическим эффективным сечением деления примеси Pu-238, вычисленным, например, при помощи программы MCNP4C2 в условиях измерения (интервал времени отсчета и быстрый или тепловой характер рассматриваемого спектра нейтронов).- σ _{8, s} is the microscopic effective cross section for Pu-238 impurity fission, calculated, for example, using the MCNP4C2 program under measurement conditions (counting time interval and the fast or thermal nature of the neutron spectrum under consideration).

В этом случае эквивалентную эффективную массу m_eq Pu-238, которую учитывают в качестве коэффициента матрицы [m], получают при помощи следующей формулы:In this case, the equivalent effective mass m _eq Pu-238, which is taken into account as the coefficient of the matrix [m], is obtained using the following formula:

гдеWhere

- m₄ является эффективной массой U-234 в камере,- m ₄ is the effective mass of U-234 in the chamber,

- 238 является массовым числом Pu-238,- 238 is the mass number of Pu-238,

- 234 является массовым числом U-234,- 234 is the mass number of U-234,

- σ_m4c является массовым микроскопическим эффективным сечением деления U-234, вычисленным, например, при помощи программы MCNP4C2 в условиях измерения (интервал времени отсчета и быстрый или тепловой характер рассматриваемого спектра нейтронов),- σ _m4c is the mass microscopic effective fission cross section U-234, calculated, for example, using the MCNP4C2 program under the measurement conditions (counting time interval and the fast or thermal nature of the neutron spectrum under consideration),

- σ_m8c является массовым микроскопическим эффективным сечением деления Pu-238, вычисленным, например, при помощи программы MCNP4C2 в условиях измерения (интервал времени отсчета и быстрый или тепловой характер рассматриваемого спектра нейтронов),- σ _m8c is the mass microscopic effective fission cross section of Pu-238, calculated, for example, using the MCNP4C2 program under the measurement conditions (counting time interval and the fast or thermal nature of the neutron spectrum under consideration),

- m₈ является эффективной массой Pu-238 в камере.- m ₈ is the effective mass of Pu-238 in the chamber.

На фиг.6 показана принципиальная схема устройства калибровки камеры деления, в котором применяют способ в соответствии с настоящим изобретением. Кроме элементов, упомянутых в связи с фиг.4, калибровочное устройство содержит вычислительную схему 35. Вычислительная схема 35, например компьютер, применяет способ вычисления в соответствии с настоящим изобретением, описанный со ссылками на фиг.5.Figure 6 shows a schematic diagram of a device for calibrating a division camera, in which the method in accordance with the present invention is applied. In addition to the elements mentioned in connection with FIG. 4, the calibration device includes a computing circuit 35. The computing circuit 35, for example a computer, uses the calculation method in accordance with the present invention described with reference to FIG. 5.

Эффективную массу и соответствующую дисперсию var(m) вычисляют на основании измеренной скорости счета С (матрица [С] в общем случае), измеренной скорости счета С₀ (матрица [С]₀ в общем случае) и известных данных а,

и

(соответственно матрицы [а],

и

в общем случае).The effective mass and the corresponding variance var (m) are calculated based on the measured count rate C (matrix [C] in the general case), the measured count rate C ₀ (matrix [C] ₀ in the general case) and the known data a,

and

(respectively, the matrices [a],

and

in general).

В качестве иллюстрации и подтверждения способа в соответствии с настоящим изобретением ниже приведены результаты калибровки, полученные с камерами деления основных изотопов: Th-232, U-235, U-238, Np-237, Pu-239, Pu-240, Pu-241, Pu-242 и Am-241. Эти результаты получены для двух конфигураций (тепловые и быстрые нейтроны) устройства калибровки в соответствии с настоящим изобретением путем активного нейтронного запроса. Они подтверждены по отношению к калибровкам, выполненным в условиях реактора. Полученные результаты в конфигурации тепловых и быстрых нейтронов были тоже сравнены и подтверждены между собой. Результаты представлены в таблицах 1-11 в конце описания.To illustrate and confirm the method in accordance with the present invention, the calibration results obtained with the division cameras of the main isotopes are shown below: Th-232, U-235, U-238, Np-237, Pu-239, Pu-240, Pu-241 Pu-242 and Am-241. These results were obtained for two configurations (thermal and fast neutrons) of the calibration device in accordance with the present invention by active neutron query. They are validated with respect to calibrations performed under reactor conditions. The results obtained in the configuration of thermal and fast neutrons were also compared and confirmed among themselves. The results are presented in tables 1-11 at the end of the description.

Получение опорных данныхRetrieving Reference Data

В таблице 1 собраны все изотопные составы рассматриваемых камер деления. Процентное содержание изотопов нормировано по содержанию основного изотопа.Table 1 summarizes all the isotopic compositions of the fission chambers under consideration. The percentage of isotopes is normalized by the content of the main isotope.

Коэффициент дисперсии (то есть относительная погрешность) для процентного содержания изотопов получен путем обратной проверки изотопных анализов и зависит, таким образом, от лаборатории и от средств анализа. Например, для определения коэффициента дисперсии у в % к изотопному содержанию х использовали соотношение:The dispersion coefficient (i.e. relative error) for the percentage of isotopes is obtained by back-checking isotope analyzes and, therefore, depends on the laboratory and on the means of analysis. For example, to determine the dispersion coefficient y in% to the isotopic content x used the ratio:

у=0.002406 х^-0.609 y = 0.002406 x ^-0.609

Известные эффективные массы основных изотопов были получены, например, путем калибровки в условиях реактора (см. таблицу 2), что позволяет определить число ядер, выраженное матрицей [n]:Known effective masses of the main isotopes were obtained, for example, by calibration under the conditions of the reactor (see table 2), which allows us to determine the number of nuclei expressed by the matrix [n]:

[n]=[m]×[а].[n] = [m] × [a].

Результаты первичной калибровкиPrimary Calibration Results

В конфигурации устройства калибровки для быстрых нейтронов значения скорости счета, полученные на основании первичных эталонных камер, приведены в таблице 3. Они нормированы на скорость счета монитора Helium3.In the configuration of the calibration device for fast neutrons, the count rate values obtained on the basis of the primary reference chambers are shown in Table 3. They are normalized to the count rate of the Helium3 monitor.

Следует отметить, что в первичных эталонах не учитывались камеры U_nat №3 и Pu-239 №6. Они будут использованы в дальнейшем, чтобы проверить достоверность полученных результатов по отношению к массе, калиброванной в реакторе.It should be noted that in the primary standards cameras U _nat No. 3 and Pu-239 No. 6 were not taken into account. They will be used in the future to verify the reliability of the results with respect to the mass calibrated in the reactor.

С учетом вышеуказанных данных можно легко решить уравнение (3), и результат этого решения представлен в таблице 4, выраженный по отношению к выбранной единице массы, равной 1 мкг.Given the above data, it is possible to easily solve equation (3), and the result of this solution is presented in table 4, expressed in relation to the selected unit of mass equal to 1 μg.

Отмечается, что относительная погрешность для массовых макроскопических эффективных сечений изотопов является превосходной и составляет примерно от 1% до 4%, из которых, по меньшей мере, 1% связан с воспроизводимостью измерения и примерно 2%-3% связаны с погрешностями массы первичных эталонов.It is noted that the relative error for the mass macroscopic effective cross sections of isotopes is excellent and ranges from about 1% to 4%, of which at least 1% is associated with the reproducibility of measurements and about 2% -3% are associated with mass errors of the primary standards.

В конфигурации калибровочного устройства для тепловых нейтронов значения скорости счета, полученные на основании первичных эталонных камер, представлены в таблице 5. Они нормированы на скорость счета монитора Helium3.In the configuration of the calibration device for thermal neutrons, counting values obtained on the basis of primary reference chambers are presented in Table 5. They are normalized to the counting speed of the Helium3 monitor.

С учетом вышеуказанных данных можно легко решить уравнение (3), и результат этого решения представлен в таблице 6, выраженный по отношению к выбранной единице массы, равной 1 мкг.Given the above data, it is possible to easily solve equation (3), and the result of this solution is presented in table 6, expressed in relation to the selected unit mass equal to 1 μg.

Отмечается, что относительная погрешность для массовых макроскопических эффективных сечений для изотопов, делящихся с образованием тепловых нейтронов, является превосходной и составляет примерно от 2% до 3%, из которых, по меньшей мере, 1% связан с воспроизводимостью измерения и примерно 2%-3% связаны с погрешностями масс первичных эталонов.It is noted that the relative error for the mass macroscopic effective cross sections for isotopes fissile with the formation of thermal neutrons is excellent and ranges from about 2% to 3%, of which at least 1% is related to the reproducibility of the measurement and about 2% -3 % are associated with mass errors of primary standards.

Напротив, погрешность, связанная с массовыми макроскопическими эффективными сечениями изотопов, не делящихся с образованием тепловых нейтронов, является высокой (~10% для Pu-242, ~20% для Pu-240) за счет того, что сечения этих изотопов являются очень малыми, примерно в 100 раз меньше сечений Pu-239, Pu-241 и U-235. Кроме того, отмечается, что математически найдено нулевое эффективное сечение для U-238.On the contrary, the error associated with the mass macroscopic effective cross sections of isotopes not fissile to form thermal neutrons is high (~ 10% for Pu-242, ~ 20% for Pu-240) due to the fact that the cross sections of these isotopes are very small, approximately 100 times smaller than the cross sections Pu-239, Pu-241 and U-235. In addition, it is noted that mathematically found a zero effective cross section for U-238.

Совокупность всех этих элементов доказывает, что нейтронный спектр запроса камер деления в конфигурации калибровочного устройства для тепловых нейтронов, является чисто тепловым.The combination of all these elements proves that the neutron spectrum of the fission chamber request in the configuration of a calibration device for thermal neutrons is purely thermal.

Вторичная калибровка камер деления по эффективной массеSecondary Calibration of Dividing Chambers by Effective Mass

В таблице 7 представлены список камер деления, калиброванных по эффективной массе в калибровочном устройстве с конфигурацией для быстрых нейтронов, а также соответствующие отсчеты и погрешности.Table 7 presents a list of fission chambers calibrated by effective mass in a calibration device with a configuration for fast neutrons, as well as the corresponding readings and errors.

В таблице 8 представлены список камер деления, калиброванных по эффективной массе в калибровочном устройстве с конфигурацией для тепловых нейтронов, а также соответствующие отсчеты и погрешности.Table 8 presents a list of fission chambers calibrated by effective mass in a calibration device with a configuration for thermal neutrons, as well as the corresponding readings and errors.

Результаты калибровок при конфигурации для быстрых нейтроновCalibration Results for Fast Neutron Configuration

Поскольку матрица изотопных составов и их погрешностей известна из таблицы 1, получают эффективные массы при помощи уравнения (1) (см. таблицу 9).Since the matrix of isotopic compositions and their errors is known from table 1, effective masses are obtained using equation (1) (see table 9).

Отмечается, что погрешности калиброванных эффективных масс составляют примерно от 2% до 3% для рассматриваемых актинидов (5% в случае Аm-241), то есть сравнимы с погрешностями, полученными при калибровках в реакторе.It is noted that the errors of calibrated effective masses are from about 2% to 3% for the considered actinides (5% in the case of Am-241), that is, they are comparable with the errors obtained during calibrations in the reactor.

Для шести камер, калиброванных одновременно в устройстве с конфигурацией для быстрых нейтронов ("Dispo") и в реакторе ("Reacteur"), отмечают отклонение

, меньшее экспериментальной погрешности (CV (%)). Таким образом, можно сделать вывод, что результаты согласуются друг с другом, что подтверждает измерения, произведенные в калибровочном устройстве с конфигурацией для быстрых нейтронов.For six chambers calibrated simultaneously in a device with a configuration for fast neutrons ("Dispo") and in a reactor ("Reacteur"), a deviation is noted

less experimental error (CV (%)). Thus, we can conclude that the results are consistent with each other, which confirms the measurements made in the calibration device with the configuration for fast neutrons.

Результаты калибровок при конфигурации для тепловых нейтроновCalibration Results for Thermal Neutron Configuration

Поскольку матрица изотопных составов и их погрешностей известна из таблицы 1, получают эффективные массы при помощи уравнения (1) (см. таблицу 10).Since the matrix of isotopic compositions and their errors is known from table 1, effective masses are obtained using equation (1) (see table 10).

Отмечается, что погрешности калиброванных эффективных масс составляют примерно от 2% до 3% в случае изотопов, делящихся с образованием тепловых нейтронов (U-235, Pu-239), то есть сравнимы с погрешностями, полученными при калибровках в реакторе.It is noted that the errors of calibrated effective masses are from about 2% to 3% in the case of isotopes fissile with the formation of thermal neutrons (U-235, Pu-239), that is, they are comparable with the errors obtained during calibrations in the reactor.

В случае изотопов, не делящихся с образованием тепловых нейтронов (в данном случае Pu-240 и U-238), погрешности являются более значительными (от 5% до 80% в зависимости от количества делящихся примесей, содержащихся в этих закладках с основными изотопами, не делящимися с образованием тепловых нейтронов). Эти погрешности намного больше, чем при калибровках в конфигурации калибровочного устройства для быстрых нейтронов путем активного нейтронного запроса или в реакторе.In the case of isotopes not fissile with the formation of thermal neutrons (in this case, Pu-240 and U-238), the errors are more significant (from 5% to 80% depending on the amount of fissile impurities contained in these tabs with the main isotopes fissile with the formation of thermal neutrons). These errors are much larger than during calibrations in the configuration of a calibration device for fast neutrons by means of an active neutron query or in a reactor.

Относительно качества следует отметить, что калибровки при конфигурации для тепловых нейтронов позволяют получать достаточную точность только для изотопов, делящихся с образованием тепловых нейтронов.Regarding quality, it should be noted that calibrations during configuration for thermal neutrons allow obtaining sufficient accuracy only for isotopes fissile with the formation of thermal neutrons.

Тем не менее, для шести камер, калиброванных одновременно в устройстве с тепловой конфигурацией ("Dispo") и в реакторе ("Reacteur"), отмечают отклонение

, меньшее экспериментальной погрешности (CV (%)). Таким образом, можно сделать вывод, что результаты согласуются друг с другом, что подтверждает измерения, произведенные в калибровочном устройстве с конфигурацией для тепловых нейтронов.However, for six chambers calibrated simultaneously in a thermal configuration device ("Dispo") and in a reactor ("Reacteur"), a deviation is noted

less experimental error (CV (%)). Thus, we can conclude that the results are consistent with each other, which confirms the measurements made in a calibration device with a configuration for thermal neutrons.

Сравнение кадибровок при быстрой и тепловой конфигурацияхComparison of calibrations in fast and thermal configurations

В таблице 11 представлено сравнение между результатами, полученными калибровочным устройством в конфигурациях для тепловых и быстрых нейтронов.Table 11 presents a comparison between the results obtained by the calibration device in configurations for thermal and fast neutrons.

Отмечается превосходное согласие результатов, при этом отклонение по-прежнему намного меньше экспериментальной погрешности при 1 стандартном отклонении.Excellent agreement of the results is noted, while the deviation is still much less than the experimental error at 1 standard deviation.

Claims

1. A method for determining the effective mass N of bookmarks of fissile material, respectively placed in N measuring division chambers, wherein N is an integer greater than or equal to 1, characterized in that it contains
A) the first measurement step (E1), which measures the counting rate for N bookmarks of fissile matter with known effective masses, respectively placed in N calibration fission chambers, respectively identical in their external dimensions to N fission fission chambers, to obtain a matrix [C] ₀ count rates of known bookmarks of fissile material,
B) the second measurement step (E2), which measures the counting speed for N bookmarks of fissile material located in N measuring division chambers, to obtain a matrix [C] of the counting speed of bookmarks of fissile material, while the second measurement step is carried out under identical measurement conditions measurement conditions under which the first measurement step is carried out, and
C) the calculation step (E3) of the column matrix [m], having the form

,
the coefficients of the matrix [m] are determined by the effective masses, the symbols “.I” and “×” are the “division of matrices” operator and the “product of matrices” operator, and matrices [a],

and

are respectively:
matrix [a] - a known matrix of isotope analysis corresponding to N bookmarks of fissile matter with determined effective masses,
matrix

- the inverse matrix of the known matrix [a] ₀ isotopic analyzes corresponding to N bookmarks of fissile matter with known effective masses,
matrix

2. The method according to claim 1, in which calculate the dispersion matrix for the matrix [m], having the form

Where
var [C] is the variance matrix of the matrix C,
var [a] is the variance matrix of the matrix [a],
var [X] is the variance matrix of the matrix [X] of the form

,

- a matrix containing members m _ij to the power of 2, while m _ij are the coefficients of the matrix [m], i is the index associated with the rows of the matrix, and j is the index associated with the columns of the matrix,

- a matrix containing the terms a _ij to the power of 2, while a _ij are the coefficients of the matrix [a], i is the index associated with the rows of the matrix, and j is the index associated with the columns of the matrix,

- a matrix containing the terms X _ij to the power of 2, while X _ij are the coefficients of the matrix [X], i is the index associated with the rows of the matrix, and j is the index associated with the columns of the matrix,

- a matrix containing the terms ([a] × [X]) _ij to the power of 2, while ([a] × [X]) _ij are the coefficients of the matrix of the product [a] × [X], i is the index associated with the rows matrices, and j is the index associated with the columns of the matrix.