RU984324C - Device for recording density of directed neutron radiation flux - Google Patents

Device for recording density of directed neutron radiation flux

Info

Publication number
RU984324C
RU984324C SU3270545A RU984324C RU 984324 C RU984324 C RU 984324C SU 3270545 A SU3270545 A SU 3270545A RU 984324 C RU984324 C RU 984324C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrogen
neutron
dielectric
collector
flux density
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
ев С.В. Чукл
Original Assignee
Предприятие П/Я А-3603
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я А-3603 filed Critical Предприятие П/Я А-3603
Priority to SU3270545 priority Critical patent/RU984324C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU984324C publication Critical patent/RU984324C/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Radiation (AREA)

Description

Изобретение относитс  к регистрации плотности потока нейтронного излучени , а точнее к регистрации высших плотностей потока нейтронов. Наиболее эффективно изобретение может быть использовано дл  5 измерений временной зависимости плотности потока нейтронного излучени   дерных реакторов (ЯР).The invention relates to the registration of neutron flux density, and more specifically to the registration of higher neutron flux densities. Most effectively, the invention can be used for 5 measurements of the time dependence of the neutron radiation flux density of nuclear reactors (NR).

Известен детектор пр мого зар да (ДПЗ). Принцип работы ДПЗ основан на пе- Ю реносе зар да чйстиц, возникающих при распаде активированных нейтронами  дер вещества радиатора, на сигнальный электрод .. .- ., . Существенным недостатком ДПЗ  в- 15 л етс  низкое временное разрешение, обусловленное посто ниой распада активированного вещества радиатора, й% э1сока  величина сигнала от )излучен11  поле излучени  ЯР с соотношением дозы 20 от )излучени  и флюенса нейтронов 2,5х х10° р.см Hl .A direct charge detector (DPS) is known. The principle of operation of the DPS is based on the transfer of a charge of particles resulting from the decay of radiator substances activated by neutrons into a signal electrode .. .-.,. A significant disadvantage of the DPS is 15 time resolution due to the decay rate of the activated substance of the radiator, d% e1 juice, the signal from) is emitted11 radiation field of the NR with a dose ratio of 20 from) radiation and neutron fluence 2.5x x10 ° r.cm Hl .

Известно также устройство дл  регистрации нейтронов, содержащее алюминиевый коллектор и водородосодержащий 25 радиатор с провод щим экранирующим покрытием из вещества с низким атомным номером , разделенные между собой, вакуумным промежутком.A neutron registration device is also known, comprising an aluminum collector and a hydrogen-containing 25 radiator with a conductive shielding of a material with a low atomic number, separated by a vacuum gap.

Устройство работает по принципу пере- 0 носа зар да протонов отдачи, возникающих в поле излучени  нейтронов в веществе радиатора , на коллектор. ,The device operates on the principle of transferring the charge of recoil protons arising in the field of neutron radiation in the radiator material to the collector. ,

Недостатком известной конструкции  вл етс  то, что при облучении водородосодержащее .вещество; разлага сь, загазовывает вакуумный промежуток. Вследствие этого устройство должно посто нно вакуумироватьс ..A disadvantage of the known construction is that upon irradiation a hydrogen-containing substance; decomposing, fumes the vacuum gap. As a result, the device must be constantly evacuated.

Наиболее близким по технической сущ- 0 ности к предлагаемому устройству  вл етс  устройство дл  регистрации плотности потока направленного излучени  нейтронов, содержащее заключенный в металлический корпус коллектор, отделенный от корпуса 5 двум  сло ми диэлектрика, один из которых выполнен из водородосодержащего материала , а другой - из материала, не содержащего атомов водорода.The closest in technical essence to the proposed device is a device for detecting the flux density of directional neutron radiation, comprising a collector enclosed in a metal housing, separated from the housing 5 by two dielectric layers, one of which is made of a hydrogen-containing material, and the other of hydrogen atom free material.

Детектор состоит из корпуса и коллек- 50 тора, выполненных в виде металлических пластин, разделенных между собой двум  сло ми диэлектрика, причем корпус и коллектор выполнены из низкоатомного , металла (например, алюмини ), один 55 слой диэлектрика выполнен из водородосодержащего материала (например, полиэтилена ), а другой - из материала, не содержащего атомов водорода (например.The detector consists of a housing and collector made in the form of metal plates separated by two layers of dielectric, moreover, the housing and collector are made of low atomic metal (for example, aluminum), one 55 layer of the dielectric is made of hydrogen-containing material (for example, polyethylene), and the other from a material that does not contain hydrogen atoms (for example.

фторопласта) с эффективным атомным номером , не превышающим атомного номера материала корпуса и коллектора.fluoroplastic) with an effective atomic number not exceeding the atomic number of the body material and the collector.

Детектор работает по принципу переноса протонов отдачи в водородосодержащем диэлектрике.The detector operates on the principle of transfer of recoil protons in a hydrogen-containing dielectric.

Существенным недостатком конструкции Д&Р  вл етс  накопление объемного зар да в 1водород05одержащем диэлектрике вблизи границы раздела с неводородосодержащим веществом, возникающее вслействие переноса протонов отдачи, и во всем объеме/диэлектрика (из-за ослаблени  потока нейтронов в вещество рассеивател ).A significant drawback of the D & P design is the accumulation of a volume charge in a hydrogen-containing insulator near the interface with a non-hydrogen-containing substance, resulting in the transfer of recoil protons, and in the entire volume / dielectric (due to a weakening of the neutron flux into the scattering material).

Распределенный внутри водородосодержащего диэлектрика объемный зар д создает электрическое поле, которое нар ду с высокой радиационной проводимостью диЭлекТрика приводит к рассасыванию объемного зар да, т.е. к возникновению тока проводимости диэлектрика. Ток проводимости , складыва сь с током протонов отдачи, приводит к возникновению погрешности при измерении тока протонов отдачи в цепи коллектор;а. Величина токд проводимости зависит от предварительного флюенса и квантов (т.е, от величины напр женности электрического пол  внутри диэлектрика, создавшейс  в данный момент времени) и от мощности дозы, соз; аваемой нейтронами и у-квантами взеществе рассеивател  в данный момент времени (т.е. от мгновенного значени  проводимости диэлектрикаA volume charge distributed inside a hydrogen-containing dielectric creates an electric field, which, along with the high radiation conductivity of dielectrics, leads to the absorption of the volume charge, i.e. to the occurrence of a dielectric conduction current. Conductivity current, combined with the current of recoil protons, leads to an error in the measurement of the current of recoil protons in the collector circuit; a. The magnitude of the conductance current depends on the preliminary fluence and quanta (i.e., on the magnitude of the electric field inside the dielectric that is created at a given moment in time) and on the dose rate, cos; the substance of the scatterer at a given instant in time (i.e., from the instantaneous value of the dielectric conductivity

Действительно, в предположении посто нства радиационной проводимости Ор по Объему водородосодержащего рассейвател  уравнение дл  плоскости зар да в водородосодержащем рассеивателе имеетIndeed, assuming that the radiation conductivity Op is constant over the Volume of the hydrogen-containing diffuser, the equation for the charge plane in the hydrogen-containing diffuser has

видview

fTp ( t ) ЕЛ-LfTp (t) EL-L

q(x,t)p (x,t).q (x, t) p (x, t).

(1)(1)

КЕоKeo

гдер(х,т) - скорость образовани  объемного зар да в водородосодержащем диэлектрике:gder (x, t) is the rate of formation of a volume charge in a hydrogen-containing dielectric:

Г  - диэлектрическа  проницаемость водородосодержащего диэлектрика.G is the dielectric constant of a hydrogen-containing dielectric.

Решение уравнени  1 дл  плотности потока нейтронбвSolution of equation 1 for neutron flux density

0.0.

(t)(t)

1,t 01, t 0

в начальном условии q(x.O) qo(x} имеет вид q(x.t) 1 -exp (-t f/p/f: fo ) к f.o /Oo(x) fjp + qo(x) exp (-t OO/E fio). где РЬ X - плотность распределени  зар да в водородосодержащем диэлектрике, возникающа при переносе протонов единичным флюенсом нейтронов. При облучении ДВР с толщиной водородосодержащего рассеивател  D ток I в цепи коллектора, нормированный на единицу площади поверхности коллектора, равен (-в)( qo{x)dx exp (Ч Ор/е о). Величина сигнала ДВР l(t) оказываетс  завис щей от времени с посто нной времени т и зависит от начального распределени  зар да по объему диэлектрика. Это либо ограничивает диапазон измерений ДВР. либо обуславливает систематическую погрешность, завис щую от времени. Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона и повышение точности измерений ДВР., Поставленна  цель достигаетс  тем. чтр в устройстве, содержащем заключенный в металличеожий корпус коллектор, отделенный от корпуса двум  сло ми диэлектрика, один из которых выполнен из водородосодержащего материала, а другой - из материала , не содержащего атомов водорода, коллектор выполнен из водородсодержащего материала толщиной не менее средневзвешенной проекции пробега протонов отдачи в данном водородосодержащем диэлектрике на направление распространени  нейтронов, окруженного со всех сторон привод щей экранирующей пленкой из материала с низким атомным номером толщиной, не превосход щей средневзвешенную проекцию длины пробега протонов отдачи в веществе экранирующей пленки на направление распространени  нейтронов. Такое конструктивное выполнение детектора плотности потока направленного излучени  нейтронов обеспечивает расширение диапазона и точности измерений врем .енной зависимости плотности потока нейтронов при сохранении простой технологии сборки и эксплуатации детектора за счет экранировани  вли ни  значительной части объемного зар да, возникающего в водородосодержащем диэлектрике вблизи границы раздела с неводородосодержащим веществом при переносе протонов отдачи в водородосодержащем диэлектрике, нл величину тока проводимости в цепи коллек .ора. Объемный зар д, возникающий е водородосодержащем рассеивателе. расположенном между коллектбром и корпусом вблизи границы раздела с неводородосодержащим веществом экранирующей пленки Kon/veKTOpa, в значительной степени компенсируетс  зар дом протонов отдачи, перенесенных из водородосодержащего материала коллектора через экранирующую пленку. При этом объемный зар д водородосодержащего материаТ а коллектора при рассеивании не приводит к вли нию тока проводимости диэлектрика на величину тока протонов отдачи в цепи коллектора, поскольку провод ща  пленка, окружающа  диэлектрик, образует короткозамкнутую внутреннюю цепь. На фиг,1 изображена осциллограмма сигналаДВР, когда ток проводимости полиэтиленового Диэлектрика превышает ток протонов отдачи при регистрации временной зависимости плотности потока, т.е. /Ob(x) - qo{x)0. на фиг.2 - общий вид детектора . ДетектЪр плotнocти потока направленного излучени  нейтронов состоит из коллектора , выполненного в виде пластины из водородосодержащего материала 1 (например полиэтилена), окруженного со всех сторон провод щей экранирующей пленкой из материала 2 с низким атомным номером (например, алюмини ). Коллектор отделен от мeтa IЛичёcкoгo корпуса 3 двум  сло ми диэлектрика, один из которых выполнен из водородрсодёржащего материала 4, а другой - из материала 5. не Ыэдержащего атомов водорода (например, фторопласта), с эффективным атомным номером, не превосход щим атомного номера материала корпуса и экранирующей пленки. Устройство работает следующим образом . При облучении нейтронами со стороны неводородосодержащего диэлектрика происходит перенос зар да протонов отдачи в направлении распространени  нейтронов в диэлектрике 4. Объемный зар д, возникающий при этом в диэлектрике 4 вблизи границы раздела с неводородосодержащей экранирующей пленкой 2 вследствие переноса протонов отдачи вещества диэлектрика 4. компенсируетс  зар дом протонов отдачи, возникающих в волородосодержащем материале 5 и перенесенных через провод щую экранирующую пленку 2, Дл  лучшей компенсации толщина водоро/юсодержащего диэлектрика 1 выбираете , не менее средневзвешенной проекции д-ишы спободного пробега протонов отдачи в данном водородосодержащем диэлектрике на направление распространени  нейтронов, а толщина экранирующей провод щей пленки 2 не более средневэвешенной про екции пробега протонов отдачи в веществе экранирующей пленки на направление распространени  нейтронов. (Дп  р аспределени  нейтронов по энерги м на ИЯР и веществ полиэтилена и алюмини  толщины соответственно 0,1-0i4 мми 210 мм). Зар д, протекший в цепи коллектора за врем  флюенса нейтронов, в основном определ етс  зар дом, равным зар ду диэлектрика 1, возникающему при переносе протонов через экранирующую пленку 2 в еодородосодержащий диэлектрик 4. При этом ток проводимости диэлектрика 1, со-о гласно закону непрерывности тока, не виосит вклада в зар д, протекший в цепи коллектора. Толщина диэлектрика 4 выбираетс  из соображений электрической емкости детектора .in the initial condition q (xO) qo (x} has the form q (xt) 1 -exp (-tf / p / f: fo) to fo / Oo (x) fjp + qo (x) exp (-t OO / E fio). where Pb X is the charge distribution density in a hydrogen-containing insulator arising from proton transfer by a single neutron fluence. When a DDA with a thickness of a hydrogen-containing scatterer D is irradiated, the current I in the collector circuit, normalized to the unit surface area of the collector, is (-c) ( qo (x) dx exp (F OR / e o) The magnitude of the DDA signal l (t) turns out to be time-dependent with a constant time t and depends on the initial charge distribution over the volume of the dielectric. This either limits the range of the DDA measurements or causes a systematic error depending on the time.The aim of the invention is to expand the range and improve the accuracy of the measurements of the DDA. The goal is achieved by so far in a device containing a collector enclosed in a metal housing, separated from the housing by two dielectric layers, one of which is made of a hydrogen-containing material, and the other of a material that does not contain hydrogen atoms, the collector is made of a hydrogen-containing material with a thickness e less than the weighted average of the projection path of the recoil protons in the hydrogen-containing dielectric on the direction of propagation of neutrons is surrounded on all sides by the actuator conductive shielding film of a material having a low atomic number thickness not superior to that of the weighted average projection proton path length returns in the matter of the shielding film on the direction of propagation of neutrons. Such a design of the directed neutron radiation flux density detector provides an extension of the range and accuracy of measurements of the time dependence of the neutron flux density while maintaining a simple assembly and operation of the detector due to the screening of the influence of a significant part of the volume charge arising in a hydrogen-containing insulator near the interface with non-hydrogen-containing substance during the transfer of recoil protons in a hydrogen-containing dielectric, nl, the conductivity current in collector chain. The volume charge arising from a hydrogen-containing diffuser. located between the collector and the housing near the interface with the non-hydrogen-containing substance of the Kon / veKTOpa shielding film, the charge of recoil protons transferred from the hydrogen-containing collector material through the shielding film is largely compensated. In this case, the bulk charge of the hydrogen-containing material T of the collector during dissipation does not affect the conductivity current of the dielectric on the magnitude of the current of recoil protons in the collector circuit, since the conductive film surrounding the dielectric forms a short-circuited internal circuit. Fig. 1 shows the waveform of the DVR signal when the conductivity current of the polyethylene Dielectric exceeds the recoil proton current when recording the time dependence of the flux density, i.e. / Ob (x) - qo (x) 0. figure 2 is a General view of the detector. The density detector of the directional neutron radiation flux consists of a collector made in the form of a plate of hydrogen-containing material 1 (e.g. polyethylene) surrounded on all sides by a conductive shielding film of material 2 with a low atomic number (e.g. aluminum). The collector is separated from Method I of the Personal Body 3 by two dielectric layers, one of which is made of hydrogen-containing material 4, and the other is made of material 5. not containing hydrogen atoms (for example, fluoroplastic), with an effective atomic number not exceeding the atomic number of the case material and shielding film. The device operates as follows. When neutrons are irradiated from the side of a non-hydrogen-containing insulator, the charge proton charge is transferred in the direction of neutron propagation in the dielectric 4. The volume charge that arises in the dielectric 4 near the interface with the non-hydrogen-containing shielding film 2 due to the transfer of recoil protons from the material of the dielectric 4. recoil protons arising in the hydrogen-containing material 5 and transferred through a conductive shielding film 2, For better compensation, the thickness of the hydrogen / yusod 1 rzhaschego dielectric choose not less than the weighted average of the projection-d ishy spobodnogo path recoil protons in the hydrogen-containing dielectric on the direction of propagation of neutrons, and the thickness of the shielding conductive film 2 is not more sredneveveshennoy the projection path of the recoil protons in the material of the shielding film on the direction of propagation of neutrons. (For the distribution of neutrons by energies at the INR and substances of polyethylene and aluminum, thicknesses are 0.1-0i4 mmi 210 mm, respectively). The charge that has flowed in the collector circuit during the neutron fluence is mainly determined by the charge equal to the charge of dielectric 1 arising from the transfer of protons through the shielding film 2 to a non-hydrogen-containing dielectric 4. In this case, the conductivity current of dielectric 1, according to the law continuity of current, does not contribute to the charge flowing in the collector circuit. The thickness of the dielectric 4 is selected for reasons of the electric capacitance of the detector.

Claims (1)

Формула изобретени The claims УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ПЛОТНОСТИ ПОТОКА НАПРАВЛЕННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НЕЙТРОНОВ, содержащее заключенный в металлический корпус коллектор , отделенный от корпуса двум  сло ми диэлектрика, один из которых выполнен из водородосодержащего материала , а другой - из материала, не содержащего атомов водорода, отличающеес  тем, что, с целью расширени  диапазона и повышени  точности измерени , коллекторDEVICE FOR REGISTRATION OF DENSITY OF THE FLOW DIRECTIONAL NEUTRON RADIATION, containing a collector enclosed in a metal housing, separated from the housing by two layers of dielectric, one of which is made of a hydrogen-containing material, and the other of a material that does not contain hydrogen atoms, characterized in that, for the purpose range extension and measurement accuracy, collector выполнен из водородосодержащего диэлектрика толщиной не менее средневзвешенной проекции пробега протоновmade of a hydrogen-containing dielectric with a thickness of at least a weighted average projection of the path of protons 30 отдачи в данном водородосодержащем дизлектрике на направление распространени  нейтронов, окруженного со всех сторон провод щей экранирующей пленкой из материала с низким атомным номером толщиной, не превосход щей средневзвешенную проекцию длины пробега протонов отдачи в веществе экранирующей пленки на направление распространени  нейтронов. Предложенное устройство дл  регистрации плотности потока направленного излучени  нейтронов по сравнению с наилучшими образцами аналогичного оборудовани  позвол ет расширить диапазон измерений, ограниченный главным образом флюенсом нейтронов приблизительно в 10 раз, сохранив при этом сравнительно простую технологию изготовлени  детектора. Устройство позвол ет также увеличить точность измерений временной зависимости г лотности потока нейтронов. Выполнение устройства дл  регистрации плотности потока направленного излучени  нейтронов описанным образом обеспечивает удовлетворительную точность показаний детектора вблизи активной зоны ИЯР во временном интервале, соответствующем 95% флюенса нейтронов. (56) А.И. Абрамов и др: Основы экспериментальных методов  дерной физики. М.: Атомиздат, 1977, с. 507. Авторское свидетельство СССР N 713293, кл,С 01Т 3/00, 1979.30 recoil in a given hydrogen-containing dielectric to the neutron propagation direction surrounded on all sides by a conductive shielding film of a material with a low atomic number thickness not exceeding the weighted average projection of the recoil proton path in the shielding film material on the neutron propagation direction. The proposed device for detecting the flux density of directional neutron radiation in comparison with the best samples of similar equipment allows expanding the measurement range, limited mainly by the neutron fluence by about 10 times, while maintaining a relatively simple detector manufacturing technology. The device also makes it possible to increase the accuracy of measurements of the time dependence of the neutron flux density. The implementation of the device for detecting the flux density of the directed neutron radiation in the described manner provides satisfactory accuracy of the detector readings near the active region of the INR in the time interval corresponding to 95% of the neutron fluence. (56) A.I. Abramov et al: Fundamentals of experimental methods of nuclear physics. M .: Atomizdat, 1977, p. 507. Copyright certificate of the USSR N 713293, class C 01T 3/00, 1979. Фиг.1Figure 1 г f g f / г/ g
SU3270545 1981-04-08 1981-04-08 Device for recording density of directed neutron radiation flux RU984324C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU3270545 RU984324C (en) 1981-04-08 1981-04-08 Device for recording density of directed neutron radiation flux

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU3270545 RU984324C (en) 1981-04-08 1981-04-08 Device for recording density of directed neutron radiation flux

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU984324C true RU984324C (en) 1993-12-15

Family

ID=20951492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU3270545 RU984324C (en) 1981-04-08 1981-04-08 Device for recording density of directed neutron radiation flux

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU984324C (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kasap et al. Charge transport in pure and stabilized amorphous selenium: re-examination of the density of states distribution in the mobility gap and the role of defects
Schweimer Fast neutron production with 54 MeV deuterons
EP0198659A2 (en) Kinestatic charge detection using synchronous displacement of detecting device
Weingart et al. X-ray-induced photoconductivity in dielectric films
Methasiri et al. High-energy photofission of heavy and medium-heavy elements
Frederickson Radiation induced currents and conductivity in dielectrics
RU984324C (en) Device for recording density of directed neutron radiation flux
Yuda Electron-induced cascade showers in inhomogeneous media
CA2196411C (en) Electron beam stop analyzer
US3123511A (en) Radioactive treatment of insulating materials
JPH1033519A (en) Megavolt image forming method utilizing coupling of photoreceptor and high-energy photon converter and amplifier
RU1003659C (en) Detector of current density of directed neutron radiation
Passenheim et al. Electrical conductivity and discharge in spacecraft thermal control dielectrics
Chadsey X-ray produced charge deposition and dose in dielectrics near interfaces including space-charge field and conductivity effects
Kirsanov et al. Investigation of short lived isomers by liquid xenon detectors with high radiation hardness
RU2040016C1 (en) Method for measuring dosage rate in tissue-equivalent material during gamma-neutron irradiation
RU1582852C (en) Apparatus for recording fiuent of neutrons
Dellin et al. Photo-Compton currents at material interfaces: Theory and experiment
Miyamoto et al. An aging study of semiconductive microstrip gas chambers and a gas electron multiplier
Petrova et al. Resistive Plate Chamber as a Thermal Neutron Detector Based on a 10B Converter
Richards Ionization in Liquids due to Alpha Particles
Lovell An introduction to radiation dosimetry
Kooi et al. X-ray produced charge distributions at interfaces between materials of different atomic number
Wollenberg et al. Energy and Flux Determinations of High-Energy Nucleons
RU845616C (en) Detector of neutron radiation