Детектор нейтронов

123 б 914 50 Изобретение относится к области исследований космоса, предметом изучения которых является определение содержания редкоземельных элементов и водородсодержащих материалов в 5 космических объектах. Если исследуемый космический объект, лишен плотной атмосферы, то определение укаэанных элементов может быть осуществлено дистанционно с автоматического 10 аппарата при его облете. Детектор может найти применение в других областях науки итехники, связанных с измерением потока быстрых нейтронов.Целью изобретения является повы шение чувствительности, а также увеличение долговечности и надежности,Сущность изобретения заключается в том, что заполнение корпуса гаэомпоглотителем нейтронов позволяет . 20 полностью иеключить фон с любых на- / правлений, кроме исследуемого, при регистрации тепловых и эпитепловых нейтронов. Это связано с тем, что " при размещении.счетчика на расстоя" 25 ниях от ближайшей стенки мень" ше диаметра, счетчика, а от дальней больше диаметра счетчика мы имеем полное поглощение всех нейтронов со стороны стенки; наиболее удален- ЭО ной от счетчика. Со стороны стенки, ближайшей к счетчику, нейтроны ре" гистрируютсй счетчиком, т.к. это расстояние меньше средней длины погло" щения нейтронов (диаметр счетчика выбирается с учетом. этого условия).При регистрации медленных нейтронов упомянутые газы являются их эффективными поглотителями. Физический смысл выбора диаметра счетчика 40 как геометрического параметра его расположения во внешнем корпусе в том, что с учетом состава газовой смеси и давления задается толщина газового слоя между счетчиком и стен кой корпуса, имеющего меньший коэффициент поглощения медленных нейтро" нов, чем эффективность регистрацииУйрименяемых счетчиков. Иазначение газа, находящегося в промежутке между стенкой корпуса и счетчиком в направлении максимально" го расстояния (т.е. в противоположном направлению на исследуемый объ" ект) в . экраннровка счетчика, от медленных нейтронов, являющихся фоновы" ми и возникшими, например, в результате взаимодействия галактического 3космического излучения с космическимаппаратом.Таким образом, оптимальное раз-мещение счетчика в газовом поглотителе тепловых нейтронов с расстоянием счетчика.до ближней стенки менееего диаметра и до наиболее удаленнойстенки больше его диаметра дает воз" можность создать направленный детектор тепловых н эпитепловых нейтро" нов, которые проникают в счетчик со стороны максимального его приближения к корпусу и не проникают.из-эа полного поглощения с противоположной стороны.Укаэанная связь расстояния от счетчика до стенки с диаметром счет" чика является универсальной. Она при" менима к любым счетчикам и можетбыть. использована для широкой программы исследований.Давление газа в корпусе, аналогич", ного газу-наполнителю счетчика, не ниже .минимально допустимого давления газа в счетчике позволяет увеличить надежность и долговечность детектора при его работе в условиях космосаВ предложенном техническом реше- . нии счетчик находится в благоприят- . ных условиях, т.к, давление газа внутри и снаружи его корпуса уравно" вешены. Поэтому все элементы корпуса., не испытывая дополнительных напряжений, лучше выдерживают механические и тепловые нагрузки. В тех случаях, когда все же образуются микротрещины, гаэ, используемый од" ровременно в корпусах и счетчика и детектора, сохраняет работоспособность счетчика.Утечка газа из корпуса детектора ничтожна, маловероятна, т.к. конструкция корпуса детектора может быть выполнена точеной (или литой) из монолитного материала, а соединение с крышкой .осуществляется с помощью металлических прокладок.Использование в качестве поглотителя газа позволяет сохранить неизменность параметров детектора при любых достижимых температурах. На фиг, 1 изображен поперечный разрез детектора нейтронов; на фиг. 2 изображен продольный разрез детектора.Детектор нейтронов содержит гер,метичный полый корпус 1, выполнен"12369 1,4 Фиг. р Составитель А.Шахбатор О. Юрчикова Техред Л. Олийнык ектор А. Зимокосов Заказ 2437 Тираж . ВНИИПИ Государстве по делам изобрет Москва, ЖПодпита СССРытий е ного коми ений и от Раушска 4 513035 б оиэводственно-полграфическое предприятие, г. Ужгород, .ул, Проектная,ный иэ прочного материала с минимальной степенью поглощения нейтронов, например из алюминиевых или титановых сплавов, вблизи внутренней поверхности 2 которого размещен по меньшей мере один счетчик 3 нейтронов, Герметичный корпус 4 счетчика Э заполнен газом 5 - Не или ВРКорпус 1 заполнен газом 6, аналогичным газу 5, которым заполнен корпус счетчика, те. Нез или ВР . В корпусе 4 герметично закреплены высоковольтные вводы 7, изолированные от корпуса 4. Минимальное расстояние между счетчиком 3 и внутренней по верхностью 2 меньше диаметра корпуса 4 счетчика 3, а максимальное расстояние между ними больше диаметра корпуса 4.Выбор газа в счетчике 3 обуслов-лен тем, что Не. является оптимальньэ по его нейтронной реакции при измерении тепловых нейтронов и нейтронов с энергией до 100 КэВ, а ВР является предпочтительным при измерении быстрых. нейтронов с энергией до 10 ИэВ. Давление газа 5 в корпусе 4 счетчика 3 выбирается порядка7 атм иэ условия достижения максимальной чувствительности прн минимальных габаритах и массе счетчика, В связи с тем, что при давлении газа 5 внутри корпуса счетчика свыше 7 атм чувствительность повышается незначительно, а при давлении ниже 3 атм оа резко снижается, давлениегаза 5 в корпусе счетчика в,этом диапазоне является оптимальным. Давление газа 6 в корпусе 1 выбрано впределах от 7 до Э атм, т.е, не нижеминимально допустимого давления газа5 в корпусе 4 счетчика. Основноеназначение газа 6 - замедление быстрых нейтронов и поглощение медленных 1 О нейтронов в толстом слое газа 6, т.е.происходит экранировка счетчиков от.нейтронов с энергиями до 100 КэВсо стороны толстого слоя газа иэ-эабольшого сечения взаимодействия нейт" ц ронов с ядрами Нез вплоть до. энергий100 КэВ.Детектор нейтронов работает сле"дующим образом.При проникновении быстрых нейтро нов сквозь стенки корпуса 1 онИ замедляются в газе 6, например Неф,наполняющем корпус 1, и часть иэних регистрируется счетчиком 3. Припроникновении медленных, нейтронов, 25 сквозь стенки корпусасо сторонынаименьшего расстояния счетчика отвнутренней поверхности 2 они регистрируются счетчиком. При проникновении медленных нейтронов сквозь стен" З 0 ки корпуса 1 со стороны наибольшегоудаления счетчика Э от поверхности2 корпуса 1 они проникают в газ 6и взаимодействуют с ядрами Неф дополного поглощения нейтронов в толстом слое газа 6.