Устройство для обнаружения в газе ионизированных радиоактивных продуктов

"24454 Сбюа Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 23.Х 1,1966 ( 1113882/26-25)с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 28.Ч,1969, Бюллетень18Дата опубликования описания 7.Х.1969 Кл. 21 д, 21/31,ЧПК 6 21УДК 621.039.59 (088.8) Комитет по делай изобретений и открытий при Совете Министров СССРАвторыизобретения Е, А. Таманов, И. С. Потехин, В, И, Поликарпов и В, И, Корякин Заявитель УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ В ГАЗЕ ИОНИЗИРОВАННЫХ РАДИОАКТИВНЫХ ПРОДУКТОВПредлагаемое изобретение относится к уСтройствам для обнаружения в газе ионизированных радиоактивных продуктов,которые используются в системах контроля герметичности оболочек тепловыделяющих элементов ядерных реакторов и петель с газовым охлаждением.Известные устройства для контроля герметичности оболочек тепловыделяющих элементов реакторов и,петель с газовым охлаждением, с помощью которых определяется содержание в теплоносителе ионизированных радиоактивных изотопов, рубидия и образующихся в результате радиоактивного распада осколочных изотопов криптона и ксенона, состоят из накопителей камеры, в которой происходит распад критона и ксенона с образованием ионов рубидия и цезия из системы электродов для осаждения ионов на один из этих электродов, привода для перемещения электрода с осажденными ионами от накопительной камеры к детектору и детектора для измерения радиоактивности осажденных ионов. По концентрации в тазе рубидия и цезия судят о состоянии оболочек тепловыделяющих элементов.Известны, например, устройства, в которых осаждение радиоактивных ионов, производится на,цилиндрическую поверхность собирающего Электродапри этом газ, содержащий ионы,движется вдоль образующей собирающего электрода. Для создания электрического поля служит высоковольтный электрод, расположенный параллельно образующей цилиндри ческого собирающего электрода.В других известных устройствах такого женазначения осаждение радиоактивных ионов производится на подвижный проволочный собирающий электродперемещающийся внутри 10 накопительной камеры, а стенки камеры являются вторым электродом.Известно так же устройство, где осаждениерадиоактивных ионов производится на плоскую поверхность диска, а накопительная каме ра располагается перпендикулярно поверхности диска. В этом случае дно накопительной камеры изолировано от корпуса и является отталкивающим электродом, а газ движется вдоль плоской поверхности, диска. Такие уст ройства удовлетворительно работают при давлении контролируемого газа до 25 кгс/см 2.При дальнейшем повышении давления (из-за уменьшения подвижности ионов) к электродам приходится прикладывать очень высокую раз ность потенциалов, чтобы собрать значительную часть ионов, и это усложняет конструкцию подобных устройств и их обслуживание. В таких устройствах с проволочным собирающим электродом и с электродом в виде диска рас стояния между электродами велики, и необхо50 55 60 65 димая напрякенность электрического поля достигается,при высокой разности потенциалов. В устройстве с собирающим электродом в виде цилиндра и параллельным его образующей высоковольтным электродом расстояние между электродами может быть сделано достаточно малым. Однако пропорционально уменьше ию расстояния между электродами растет скорость движения газа между ними, что полностью уничтожает положительный эффект от возрастания напряженности электрического поля.Предлагаемое устройство обеспечивает высокую эффективность сбора радиоактивных ионов без увеличения прикладываемой к электродам разности потенциалов.Предлагаемое устройство для обнаружения в газе ионизированных радиоактивных продуктов отличается от известных тем, что собирающий электрод выполнен в виде заземленной металлической сетки и расположен между двумя параллельными ему высоковольтными электродамиперпендикулярно к направлению движения газа, причем высоковольтные электроды выполнены в виде соединенных друг с другом и с источником высокого напряжения металлических сеток, одна из которых является дном изолированной от корпуса накопительной камеры.Электрическое поле внутри такой камеры отсутствует, Поэтому, чтобы, доставить ионы к собирающему электроду, поток газа направлен вдоль оси камеры. Для того чтобы избежать больших скоростей газа в зазоре между электродами, собирающий электрод выполнен в виде сетки, через которую поток газа проходит, не изменяя своей скорости и.направления.Направление движения ионов в электрическом поле совпадает с направлением движения потока газа, Чтобы устранить возможную потерю части ионов за счет проскока через сетчатый собирающий электрод, за ним установлен другой сетчатый электрод, создающий электрическое поле, возвращающее проскочившие ионы обратно на собирающий электрод.Малое расстояние между электродами позволяет получить очень высокие напряженности электрического поля при малом значении разности потенциалов. Так как необходимая для осаждения ионов величина электрического поля пропорциональна скорости газа, переносящего ионы, требуется эту скорость свести к минимуму (в неподвижном газе ионы собираются на электроде при ничтожных электрических полях).Целесообразным уменьшением скорости газа через собирающий электрод является уменьшение скорости газа до средней скоро. сти по сечению накопительной камеры. Для этого размер счетного собирающего электрода выбирается близким к диаметру накопительной камеры,Для получения многих неперекрывающихся позиций осаждения ионов собирающий элек. трод при выполнении его в виде сетчатого дис 5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 ка получается больших размеров. Во избежание этого в устройстве можно применить не сплошной сетчатый электрод, а большое количество сетчатых электродов в виде натянутых на кольца сеток. Они поочередно подаются к накопительной камере, а затем к детектору специальным механизмом. Собирающие электроды после осаждения могут быть использованы повторно после дезактивации, которая происходит за счет естественного распада осажденных радиоактивных продуктов,На чертеже изображено предлагаемое устройство (вариант).Оно содержит накопительную камеру 1, расположенную, перпендикулярно собирающему электроду 2 и имеющую на одном конце отверстия для подвода газа, а на другом - сетку 3, соединенную с другой сеткой 4, причем обе сетки находятся под потенциалом камеры. Между этими сетками расположен заземленный собирающий электрод 2, закрепленный в диске б. Камера изолирована от корпуса 6 изолятором 7. Перемещение диска о производится с помощью привода 8, а регистрация осажденных ионов - с помощью детектора 9. Устройство работает следующим образом.Контролируемый газ подается во внутренний объем накопительной камеры 1, где в результате,радиоактивного распада образуются положительно заряженные ионы рубидия и цезия. Образовавшиеся ионы с помощью газового потока направляются вдоль камеры и с помощью электростатического поля, образованного между сеткой 3 и собирающим электродом 2, осаждаются на собирающий электрод 2, Ионны, проокачившие через собирающий электрод, возвращаются к нему с помощью электростатического поля, образованного между собирающим электродом 2 и сеткой 4, Собирающие электроды располагаются в специальных выточках диска 5 и находятся вместе с диском 5 под потенциалом земли. После осаждения ионов на собирающем электроде 2 последний подводится под детектор 9 при помощи привода 8. Предмет изобретенияУстройство для обнаружения в газе ионизи рованных радиоактивных продуктов, состоя. щее из корпуса накопительной камеры, высоковольтных и собирающих электродов, приво. да и детектора, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности сбора радио. активных ионов на собирающем электроде без увеличения приложенного к электродам напряжения, собирающий электрод выполнен в виде заземленной металлической сетки и расположен между двумя .параллельными ему высоковольтными электродами, перпендику. лярно к направлению движения газа, йричем высоковольтные электроды выполнены в виде соединенных друг с другом и с источником высокого напряжения металлических сеток, одна из которых является дном изолированной от корпуса накопительной камеры,Составитель Т. М. ГорчаковаРедактор Т. В. Данилова Техред Л. Я. Левина Корректор Л. А. ИголкинЗаказ 2510/12 фТираж 480 Подписно ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССМосква, Центр, пр. Серова, д, 4ипография, пр. Сапунова, 2