Детектор атомарного водорода

11 868520 ОП ИСАНИЕИ ЗОБ РЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциалистическикРеспублик(51)М. Кл.018 27/04 с присоединением заявки М 3 Ъеуааретюей квинтет СССР аа деаи изобретений и открытий(72) Авторы, изобретения М, М. Михайлов и Л. Е, РябчиковаНаучно-исследовательский институт ядерной физикипри Томском политехническом инстигуте3(54) ДЕТЕКТОР АТОМАРНОГО ВОДОРОДА Изобретение относится к технике ис, следования физических и химических свойств веществ и может найти применение в криогенной технике для измерения парциального давления водорода при низких давлениях и в реакторах, в которых производится облучение органических веществ с выделением большого количества водорода. Кроме того, изобретение может найти широкое применение в качестве датчика срыва работы магнитораэрядных нато сосов.Известно устройство для интегрального измерения потока нейтронов при помощи полупроводникового детекторного элемент% та, содержащего вещество, в котором под действием нейтронного излучения происходит преобразование ядра, приводящее к изменению концентрации дырочных носителей заряда в полупроводниковом материале детекторного элемента, а следовательно, к изменению его электрического сопротивления. В качество детекторного элемента в данном устройстве применяется окись 810, в которую введена легирующая добавка - вещество, реагирующее на нейтрон 113.Известно также устройство для обнаружения окиси углерода, содержащее элемент, ооящий в основном иэ двуокиси олова 8 п 01, в которой для увеличения чувствительности по отношению к окиси . углерода добавлен катализатор. В качестве катализатора используют платину. В устройстве регистрируется изменение сопротивления чувствительного элемента в зависимости от температуры, которое происходит по определенному закону. При появлении в воздухе окиси углерода наблюдается качественный скачок этой зависимости Г 21. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для детектирования атомарного водорода, состоящееиэ окионой пленки Хтт 0, которая помещена в ис следуемое газовое пространство и подключена к измерителю проводимости, Поддействием атомарного водорода электропроводность окисной пленки возрастаеКЗ,Недостатком известного устройства является то, чар на окисную пленку могут действовать и другие газы, в частности киспород, действие которого носит обратный характер, т.е. уменьшает проводи- мость 2 еО, Поэтому нельзя точно по изменению проводимости 2 нО определить концентрацию водорода, так как неизвестно, какую долю в это изменение вносят другие газы, сорбируясь на поверхности окисной пленки.Бель изобретения - повышение точности измерения.Указанная цель достигается тем, что в детекторе атомарного водорода, содержащем чувствительный элемент, выполненный в виде полупроводниковой окисной пленки, и измеритель проводимости, подключенный к чувствительному элементу, чувствительный элемент помещен в герметичную откачную камеру с окном, перекрытым фильтром, который выполнен из материала, обладающего избирательной проНицаемостью по отношению к водороду.Фильтр выполнен из палладиевой пластины, подключенной к источнику тока.На чертеже изображено предлагаемое устройство.В герметичную камеру 1, откачаннук до давления р =4 10 мм рт.ст., поме --1щена полупроводниковая пленкаЕдО 2, которая соединена с измерителем 3 проводимости. Фильтр 4 из палладиевой пластины, закрывающий окно камеры 1, соединен с источником 5 тока. Устройство работает следующим образом.Камера 1 помещена в исследуемый газовый объем. Вначале измеряется исходная проводимость окисной пленки 2,Палладиевый:фильтр 4 разогревается до 400 - 830 К пропусканием электрическоого тока через него. При этом он становится проницаемым лишь для водорода. При появлении в газовом объеме водорода проводимость окисной пленки 2 возрастает, причем увеличение проводимости проис 85204ходит прямо пропорционально концентрацииводорода, Это следует из выражения 5 где и - подвижность электронов;с - заряд электрона;ю - концентрация электронов.Следовательно, Ьб л Ь , а до дЧ ,где М- концентрация атомов водорода.10 В камеру 1, кроме атомарного, можетпроникать и молекулярный водород. Однако экспериментально установлено, чтомолекулярный водород не изменяет проводимости окисной пленки 2,15 Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет однозначно говорить о наличии в исследуемом газовом, объеме водорода, Крометого, точность измерения концентрации20 водорода возрастает и определяется точностью измерения проводимости.формула изобретения1. Детектор атомарного водорода, со 25 держащий чувствительный элемент, выполненный в виде полупроводниковой окиснойпленки, и измеритель проводимости, подключенный к чувствительному элементу,о т л и ч и ю щ и й с я тем, что, с цеЗ 0 лыо повышения точности измерений, чувствительный элемент помещен в герметичную откачную камеру с окном перекрытымфильтром, который выполнен из материала,обладающего избирательной проницаемостьюпо отношению к водороду,2. Детектор по и. 1, о т л и ч а ю -ш и й с я тем, что фильтр выполнен изпалладиевой пластины, подключенной к источнику тока.40Источники информации,принятые во внимание при экспертизеМ 8820 г Зак ираВНИИПИ Государственного комитета СССпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб. д. 4/5 лиал ПП ент", г. Ужгород,ктная,Составитель Э. Скорняковдактор Т. Мермелштайн Техред Ж.Кастелевич Корректор С. Шекм аз 8310/59 Т ж 910 Подписное