SU1082226A1 - Neuron ionization fission chamber - Google Patents

Neuron ionization fission chamber Download PDF

Info

Publication number
SU1082226A1
SU1082226A1 SU3503212A SU3503212A SU1082226A1 SU 1082226 A1 SU1082226 A1 SU 1082226A1 SU 3503212 A SU3503212 A SU 3503212A SU 3503212 A SU3503212 A SU 3503212A SU 1082226 A1 SU1082226 A1 SU 1082226A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
radiator
electrodes
signal
additional
fragments
Prior art date
Application number
SU3503212A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.А. Аксенов
Е.К. Малышев
Т.С. Матвеева
Б.Н. Никифоров
В.И. Поликарпов
А.Н. Чирихин
О.И. Щетинин
Original Assignee
Предприятие П/Я В-2502
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 В-2502 filed Critical Предприятие П/Я В-2502
Priority to SU3503212A priority Critical patent/SU1082226A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1082226A1 publication Critical patent/SU1082226A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

НЕЙТРОННАЯ ИОНИЗАЦИОННАЯ КАМКРА ДЕЛЕНИЯ, содержащая корпус, в котором установлены положительный, сигнальный, отрицательный электроды, выполненные в виде плоскопарал- лельных пластин, основной и дополнительныйобъемы, образованные соответственноотрицательным и сигнальным, сигнальным и положительным электродами, газовое наполнение, радиатор, нанесенный на поверхность электродов основного об1;ема, отличающаясятем, что. с цельюповышения точности измерения путем по.}учения возможности учета выгоранияралиатора, указанный радиатор нанесен также по крайней мере на одну из пластин электродов дополнчтельногообъема и закрыт пластиной, в которой выгтолнено по крайней мере одно коллимационное отверстие, причемдиаметр отверстия и толпщна пластины опродепяются следующими выражениями д Е . S R 4d2 -TIT -I + (Л где i R. толщина слоя радиатораj длина пробега осколков в радиаторе без остаточного пробега, необходимого для регистрации осколков; минимальная длина пробега осколков в газе камеры, 00 необходимая для их регистtoрации; 1 - толщина дополнительной плас1чЭЮ с коллимационным отверстием; О) d диаметрколлимационного отверстия.NEUTRON IONIZATION DIVISION CAMCRA, containing a body in which positive, signal, negative electrodes are made, made in the form of plane-parallel plates, main and additional volumes, formed by respectively negative and signal, signal and positive electrodes, gas filling, radiator, applied to the surface of the main electrodes ob1; ema, differing in that. in order to improve the measurement accuracy by. . SR 4d2 -TIT -I + (L where i R. radiator layer thickness j fragment length in the radiator without residual mileage required for registering fragments; minimum fragment mileage in the chamber gas, 00 required for their recording; 1 is the thickness of the additional plate with collimation hole; O) d diameter of the collimation hole.

Description

I1 Предложенна  нейтронна  ионизационна  камера делени  (и дальнейшем - камера) относитс  к  дерному приборостроению и может быть применена дл  измерени  мощности реактора по плотности потока нейтронов пропорциональной мощности реакторов . При измерении камерой плотности потока нейтронов возникают погреш HoCTHj св занные с внешним и внутренним гамтча-излучением,, бета-излуче нием накопленных внутри камеры продуктов делени  и активации, альфаизлучением радиатора-дел щегос  вещества и выгоранием радиатора. С вы горанием радиатора погрешность измерени  плотности потока нейтронов рас тет со временем. Результаты эксплуатации показываю что чувствительность камеры к тепловым нейтронам с радиатором например из урана - 235 при плотности потока нейтронов 02 нейтрон падает за оди грд на 20%. В зависимости от режима работы камеры импульсного или токового - погрешность измерени  плотности потока нейтронов из-за наличи  фона уменьшают соответственно путем дискриминации импульсов от альфа-, бета-частиц и гамма-излучени  или путем компенсации фоновой составл ющей тока Фоновый ток от альфа-частиц компенсируют посто нным источником тока, Фоновьш ток от бета- гамма-излучени  компенсируют путем введени  в камеру дополнительного объема , создающего ионизационный ток О1 всех составл ющих излучени  з кроме альфа-частиц радиатора и осколков делени . Разность ионизационных токов от основного и дополнительного объемов пропорциональна измер емому эффекту-плотпости потока нейтронов . При измерени х плотности потока нейтронов камерами делени  возникают трудности св занные с внесением поправки на выгорание радиатора. Поправку на .выгорание радиатора обыч но внос т путем сравнени  показаний рабочей камеры с эталонной, что требует дополнительной аппаратуры и обо рз/довани  при замене рабочей камеры на эталонную. Известиа камера с одним объемом содержаща  корпус,, высоковольтньй и сигнальный электроды и газовое наполнение. На поверхност х элект6 родов расположен радиатор - слой де л щегос  вещества. Эта камера работает в импульсном и в токовом режимах 1. Недостаток этой камеры состоит в наличии больших фоновых токов обусловленных наведенным внешним и внутренним гамма-излучением, бетаизлучением продуктов делени  и активации накопленных внутри камеры, что вносит большую погрешность в измерение плотности потека нейтронов, наружна  пропорциональность между показанием камеры и мощностью реактора . Известна также импульсно-токова  камера с трем  плоскопараллельными электродами, содержаща  корпус, основной и дополнительный объемы, образованные положительным и сигнальным электродами и тем же сигнальным и отрицательным электродами и газовое наполнение 21, На поверхност х электродов в основном объеме расположен радиатор - слой дел щегос  вещества , в дополнительном объеме радиатора нет. В результируюидем токе с сигнального электрода составл юща  от внешнего гамма-излучени  уменьшена вследствие компенсации. Недостатком такой камера  вл етс  также больша  погрешность, несмотр  на нер;оторое уменьшение вли ни  BHeujHero гамма-излучени , чус1витель ность к га1чма-; злучению равна 10 из-за различного среднего атомного номера материала электродов с радиатором и без него. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  нейтронна  импульсно-токова  камера делени , содержаща  корпус, в котором установлены положительный сигнальный, отрицательный электроды, выполненные в виде плоскопараллельных пластин, основной и дополнительной объемы, образованные соответственно отрицательным и сигнальным и тем же сигнальным и положительным электродами, газовое наполнение, радиатор, сенный на поверхность электродов ос- . новного объема {з. В камере частично заменен материал отрицательного электрода: нержавеюа ую сталь на тантал Благодар  такой частичной замене материала отрицательного электрода достигнуто уменьшение чувствительности к гаммаvl3 А излучению до 10 Р/ч Уменьшение чувствительности камеры к гамма-излучению снижает погрешность измерени  плотностл потоков нейтронов, однако погрешность измере ни , св занна  выгоранием радиатора остаетс  на прежнем уровне. Цель изобретени  - повьш1ение точности измерени  путем получени  возможности учета выгорани  радиатора. Цель достигаетс  тем, что в нейтронной ионизационной камере делени  содержащей корпус, в котором установ лен положительный, сигнальный, отрицательньй электроды, выполненные в виде плоскопараллельных пластин, основной -и дополнительный объемы, образованные соответственно отрицательным и сигнальным и тем же сигнал ным и положительным электродами, газовое наполнение, радиатор, нанесенный на поверхность злектродов основкого объема, упом нутый радиатор нанесен также по крайней мере на одну из пластин электродов дополнительного объема и закрыт пластиной, в которой выполнено по крайней мере одно колли мационное отверстие, причем диаметр отверсти  и толщина пластины определ ютс  следующим выражением: 1 SR + I -x|d2 «- 1 где u толщина сло  радиатора; Р., - длина пробега осколков в радиаторе без остаточного пробега, -необходимого дл  регистрации осколков; SR - минимальна  длина пробега осколков в газе камеры, не обходима  дл  их регистрации 1 - толщина дополнительной пластины с коллршационным отверстием; d - диаметр коллимационного от версти . Сущность изобретени  заключаетс  в том, что предложенна  конструкци  камеры позвол ет регистрировать ней троны из двух объемов, чувствительность которых к нейтронам по-разном зависит от выгорани  радиатора. Предложенна  конструкци  камеры практически не измен ет чувствитель ность камеры к нейтронам в токовом режиме по сравнению с прототипом, так как площадь коллимационных отверстий в пластинах электродов дополнительного объема значительно меньше (пор дка на два - три) открытого сло  радиатора в основном объеме. Чувствительность камеры к фоновому бета-, гамма-излучению также практически не измен етс , так как разница в потере энергии бета-, гамма-излучени  в электродных пластинах незначительна . На фиг. 1 представлена структурна  схема предлагаемой камеры; на фиг.2 - иллюстрации  выхода осколков делени  в газовое наполнение объемов камеры . Камера состоит из герметичного корпуса 1, внутри которого установлены электроды, выполненные в виде плоскопараллельных пластин, расположенных в следующем пор дке: отрицательный 2, сигнальный 3, положительный 4. Камера заполнена газом 5. Основной объем 6 образован положительнь1м 4 и сигнальнь М 3 электродами. На поверхности пластин электродов основного объема 6 нанесен слой радиатора 7 - дел щегос  вещества урана-235 , -толщиной 3 мг/см. Дополнительный объем 8 образован сигнальным 3 и отрицательным 2 электродами . В этом объеме на электроде 3 нанесен также радиатор 7, который закрыт дополнительной пластиной 9 с коллимациоиньми отверсти ми. Электродные пластины 2, 3 и 4 сделаны из нержавеющей стали, толщина пластины 0,45 мм. Диаметр коллимационных отверстий 0,6 мм. Обща  площадь открытого радиатора в основном объеме 1000 см. Обща  площадь радиатора в коллимационных отверсти х 1,1 см, Устройство работает следующим образом . При делении  дер радиатора 7 в основном 6 и дополнительном 8 объемах возникают импульсы тока, интенсивность регистрации которых по-разному зависит от выгорани  радиатора. Интенсивность регистрации импульсов (чувствительность к нейтронам) в дополнительном объеме 8 уменьшаетс  с выгоранием радиатора 7 линейно из-за наличи  коллимационных отверстий 9, выдел.чощих посто нную долю из всех разующихс  в слое осколков, В основI1 The proposed neutron ionization fission chamber (and hereinafter referred to as the chamber) relates to nuclear instrumentation and can be used to measure reactor power from a neutron flux density proportional to reactor power. When the camera measures the neutron flux density, HoCTHj errors arise associated with external and internal gamble radiation, beta radiation accumulated inside the chamber of fission and activation products, alpha radiation from the radiator-division of the substance and burning out of the radiator. With the heatsink burning, the error in measuring the neutron flux density increases with time. The results of operation show that the camera's sensitivity to thermal neutrons with a radiator, for example, from uranium - 235 at a neutron flux density of 02, the neutron drops by one percent at once by 20%. Depending on the mode of operation of the pulsed or current camera - the error in measuring the neutron flux density due to the background is reduced, respectively, by discriminating pulses from alpha, beta particles and gamma radiation or by compensating for the background component of the current. Background current from alpha particles is compensated by a constant current source, the background current from beta-gamma radiation is compensated by introducing an additional volume into the chamber, which creates the ionization current O1 of all the constituent radiations except alpha particles of the radiator and fission fragments. The difference of ionization currents from the main and additional volumes is proportional to the measured neutron flux density effect. When measuring the neutron flux density by fission chambers, difficulties arise with a correction for the burnout of the radiator. Correction for radiator burn-in is usually made by comparing the readings of the working chamber with the reference one, which requires additional equipment and repair / replacement when the working chamber is replaced with the reference one. Lime chamber with one volume containing the body, high-voltage and signal electrodes and gas filling. On the surfaces of the electrodes there is a radiator - a layer of d-substance. This camera operates in the pulsed and current modes 1. The disadvantage of this camera is the presence of large background currents caused by induced external and internal gamma radiation, beta radiation from the division products and activation accumulated inside the camera, which introduces a large error in measuring the density of neutron leakage, external proportionality between the chamber reading and the reactor power. Also known is a pulse current chamber with three plane-parallel electrodes, comprising a housing, a main and additional volumes formed by positive and signal electrodes and the same signal and negative electrodes and gas filling 21. On the surface of the electrodes in the main volume there is a radiator - a layer of fissionable substance , in additional radiator volume not. In the resultant current from the signal electrode, the component of external gamma radiation is reduced due to compensation. The disadvantage of this camera is also a large error, in spite of the nerve radiation, which reduces the influence of BHeujero gamma radiation, sensitivity to radiation; The radiation is equal to 10 due to the different average atomic number of the material of the electrodes with and without a radiator. Closest to the invention in technical essence and the achieved result is a neutron pulsed-current fission chamber, comprising a housing in which positive signal, negative electrodes, made in the form of plane-parallel plates, are installed, the main and additional volumes formed by respectively negative and signal and the same signal and positive electrodes, gas filling, radiator, hay on the surface of the electrodes of the base. new volume The chamber partially replaced the material of the negative electrode: stainless steel for tantalum. Due to this partial replacement of the material of the negative electrode, the sensitivity to gammavl3 A radiation was reduced to 10 R / h. The decrease in the camera sensitivity to gamma radiation reduces the measurement error of neutron fluxes, but the measurement error The associated burnup of the radiator remains the same. The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy by making it possible to take into account radiator burnout. The goal is achieved by the fact that in a neutron ionization fission chamber containing a body in which positive, signal, negative electrodes, made in the form of plane-parallel plates, are installed, the main and additional volumes are formed respectively by negative and signal and the same signal and positive electrodes, gas filling, radiator deposited on the surface of the electrodes of the bulk volume; said radiator is also deposited on at least one of the plates of the electrodes of the additional volume and is closed by a plate in which at least one collision hole is made, with the hole diameter and the plate thickness being determined by the following expression: 1 SR + I - x | d2 "- 1 where u is the thickness of the radiator layer; R., - the length of the fragments in the radiator without residual mileage, which is necessary for registering the fragments; SR is the minimum length of run of the fragments in the gas of the chamber, which is not necessary for their registration; 1 is the thickness of an additional plate with a collision hole; d is the diameter of the collimation length. The essence of the invention lies in the fact that the proposed design of the camera makes it possible to register neutrons of two volumes, the sensitivity of which to neutrons depends differently on the burn-in of the radiator. The proposed design of the chamber practically does not change the sensitivity of the chamber to neutrons in the current mode as compared to the prototype, since the area of collimation holes in the plates of the additional volume electrodes is much smaller (on the order of two to three) of the open layer of the radiator in the main volume. The sensitivity of the camera to background beta and gamma radiation also remains almost unchanged, since the difference in energy loss of beta and gamma radiation in the electrode plates is insignificant. FIG. 1 shows the structural scheme of the proposed camera; 2 shows illustrations of the release of fission fragments into the gas filling of the chamber volumes. The chamber consists of a sealed housing 1, inside which electrodes are installed, made in the form of plane-parallel plates, arranged in the following order: negative 2, signal 3, positive 4. The chamber is filled with gas 5. The main volume 6 is formed by positive 1 m and signal M 3 electrodes. On the surface of the plates of the electrodes of the main volume 6 a layer of radiator 7 is applied - a divisible substance uranium-235, with a thickness of 3 mg / cm. Additional volume 8 is formed by signal 3 and negative 2 electrodes. In this volume, a radiator 7 is also applied to the electrode 3, which is closed by an additional plate 9 with collimation holes. Electrode plates 2, 3 and 4 are made of stainless steel, the plate thickness is 0.45 mm. The diameter of the collimation holes is 0.6 mm. The total area of the open radiator in the main volume is 1000 cm. The total area of the radiator in the collimation holes is 1.1 cm. The device works as follows. When fissioning a core of a radiator 7 in the main 6 and an additional 8 volumes, current pulses occur, the intensity of recording of which differently depends on the burnout of the radiator. The intensity of pulse detection (sensitivity to neutrons) in additional volume 8 decreases with burnout of radiator 7 linearly due to the presence of collimation holes 9, which separate a constant fraction of all debris in the layer of fragments.

Claims (1)

НЕЙТРОННАЯ ИОНИЗАЦИОННАЯ КАМЕРА ДЕЛЕНИЯ, содержащая корпус, в котором установлены положительный, сигнальный, отрицательный электроды, выполненные в виде плоскопараллельных пластин, основной и дополнительный объемы, образованные соответственно отрицательным и сигнальным, сигнальным и положительным электродами, газовое наполнение, радиатор, нанесенный на поверхность электродов основного объема, о т л ичающаяся тем, что. с целью повышения точности измерения путем получения возможности учета выгорания радиатора, указанный радиатор нанесен также по крайней мере на одну из пластин электродов дополнительного объема и закрыт пластиной, в которой выполнено по крайней мере одно коллимационное отверстие, причем диаметр отверстия и толщина пластины определяются следующими выражениямиA NEUTRON IONIZATION DIVISION CAMERA, comprising a housing in which the positive, signal, negative electrodes are installed, made in the form of plane-parallel plates, the main and additional volumes, formed respectively by the negative and signal, signal and positive electrodes, gas filling, a radiator deposited on the surface of the electrodes of the main volume, about t l, which is so that. in order to improve the accuracy of measurement by taking into account the burnup of the radiator, the specified radiator is also applied to at least one of the plates of the electrodes of the additional volume and is closed by a plate in which at least one collimation hole is made, the diameter of the hole and the plate thickness being determined by the following expressions 7’ = —; S R = ά -¼ + I2 где А - толщина слоя радиатора;7 '= -; SR = ά -¼ + I 2 where A is the thickness of the radiator layer; - длина пробега осколков в радиаторе без остаточного пробега, необходимого для регистрации осколков;- the path length of the fragments in the radiator without the residual path required to register fragments; SR- минимальная длина пробега осколков в газе камеры, необходимая для их регистрации;SR - minimum path length of fragments in the chamber gas, necessary for their registration; 1 - толщина дополнительной пластины с коллимационным отверстием;1 - thickness of an additional plate with a collimation hole; d - диаметр коллимационного отверстия.d is the diameter of the collimation hole. SU η 1082226SU η 1082226
SU3503212A 1982-10-22 1982-10-22 Neuron ionization fission chamber SU1082226A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU3503212A SU1082226A1 (en) 1982-10-22 1982-10-22 Neuron ionization fission chamber

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU3503212A SU1082226A1 (en) 1982-10-22 1982-10-22 Neuron ionization fission chamber

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1082226A1 true SU1082226A1 (en) 1985-01-23

Family

ID=48225212

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU3503212A SU1082226A1 (en) 1982-10-22 1982-10-22 Neuron ionization fission chamber

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1082226A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Дмитриев А.В., Малышев Е.К. Нейтронные ионизационные камеры дл реакторной техники. Атомиздат. М., 1975, с. 58-61. 2.Там же, с. 64. 3.Малышев Е.К. и др. Широкодиапа онна камера делени дл СУЗ дерных реакторов. Атомна энерги , т. 47, вып. 4, окт брь 1979, с. 271272 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cifarelli et al. Models for a three-parameter analysis of neutron signal correlation measurements for fissile material assay
US4086490A (en) Wide range neutron detection system
SU1082226A1 (en) Neuron ionization fission chamber
JPH04269697A (en) Non-destructive inspection device for reactor fuel rod
Furuta et al. Gamma‐Ray Pulse Dosimeter
SU1005594A1 (en) Neutron ionizing fission chamber
SU999863A1 (en) Neitron ionizing chamber
SU897014A1 (en) Method for calibrating x-ray radiation dosimeter
RU2676822C1 (en) Method of measuring the density of the flow of neutron radiation of low intensity in static fields of mixed gamma-neutron radiation
Prasad et al. Uranium‐233 fission detectors for neutron flux measurement in reactors
Martin et al. Standardization of 109Cd by a 4πe− x coincidence method
Lang AUTORADIOMETRIC METHODS OF DETERMINING URANIUM HOMOGENEITY AND TOTAL URANIUM CONTENT OF FUEL ALLOYS
Thoraeus Development of the Swedish roentgen standard laboratory equipment
JPH05133873A (en) Fissionable material detecting apparatus
SU988102A2 (en) Device for determining concentration of fissionable substance in fuel specimens without destruction
Bezotosny et al. Measurements of the absolute intensities of neutron sources
Maddock et al. Activation analysis; nuclear chemical research; radiochemical separations
Mihalczo et al. Reactivity from power spectral density measurements with/sup 252/Cf.[LMFBR]
Fortescue et al. LOBI-Spectrum-Stabilized Gamma-Densitometers
RU1577493C (en) Method of graduating gamma-absorption density meter
SU548100A1 (en) Neutron cross-section measuring device
Paschoa et al. Automatic registration of fission fragment tracks with a spark gap counting system
Rieck A Method for the Determination of Isotopic Ratio and Activity in Ru103-Ru106 Materials
JPH0192692A (en) Instrument for measuring burnup distribution of irradiated fuel assembly of nuclear reactor
Tolan Applications of Compton Backscatter Radiation to Nondestructive Testing