Детектор нейтронного излучения

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ К АВТОРСКОМУ ОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 4 ь СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 1845616 30 35 40 45 Изобретение относится к экспериментальным методам ядерной физики и можетбыть использовано для регистрации плотностей потока нейтронного излучения импульсных реакторов.Известен детектор прямого заряда, содержащий эмиттер и коллектор, разделен.ные слоем диэлектрика. Его работаоснована на активации вещества эмиттеранейтрона и поглощении коллектором Р-части, возникших при распаде актиоированных ядер. Недостатком детектора прямойзарядки является его инертность, определяемая постоянной распада вещества змиттера, что не позволяет использовать детектордля регистрации нейтронных полей быстрйх импульсных реакторов,Известна вакуумная камера деления,содержащая два электрода, размещенных овакуумированном корпусе, к которым приложено высокое напряжение. Регистрациянейтронов основана на собирании электронов вторичной эмиссии, возникаюв,их поддействием осколков деления депозита о поле нейтронного излучения. Недостатком камеры деления является ее чувствительностьк у-квантам, что приводит к искажению показаний. Другим недостатком является необходимость использования высокогонапряжения и высоковольтного кабеля.Наиболее близким к изобретению техническим решением является детектор с водородсодержащим конвертором. Детекторсостоит из корпуса и коллектора, разделенных двумя слоями диэлектрика, один из которых выпЬлнен иэ водородсодержащегоматериала и является конвертором, а другойиз материала, не содержащего водород, сФэффективным атомным номером не болееатомного номера материала корпуса и коллектор. Работа детектора основана на регистрации протонов отдачи, возникших привзаимодействии нейтронов с конвертором исобирающихся на коллекторе. Вклад о сигнал от-излучения не превосходит 3-5 Дсигнала от нейтронов. Недостатком детектора является погрешность, обусловленнаяо времени обьемным разрядом, которыйвозникает в конверторе.Целью изобретения является повышение точности за счет исключения погрешности, вносимой накоплением в радиатореобъемного заряда.Указанная цель достигается тем, что детектор нейтронного излучения, состоящийиз корпуса и коллектора, разделенных слоем водородсодержащего радиатора, дополнительно содержит проводящий слой,4 510152025Ер = ЕпсозО,нанесенный на поверхность радиатора, а пространство между коллектором и радиатором вакуумировано.На фиг. 1 изображен предлагаемый детектор.Детектор состоит из корпуса 1, коллектора 2 и оодородсодержащего радиатора 3 с проводящим покрытием 4, причем промесжуток 5 между коллектором 2 и радиатором 3 оакуумирован, Проводящее покрытие и коллектор выполнены, например,из алюминия толщиной 10 -10 А и 100-200 мкм соз 5ответственно. Радиатор может быть выполнен из высокомолекулярного полимера, например полиэтилена СН 2)п, толщиной 50-300 мкм, определяемой в каждом конкретном случае долей быстрых нейтронов, содержащихся в исследуемом спектре. Вакуумированный промежуток не превышает 10 -10 торр,,Детектор работает следующим образом. Нейтроны с энергией рассеиваются на ядрах водорода радиатора 3. вследствие чего протоны отдачи приобретают энергию где О- угол рассеяния протона.Если пробег протона с энергией Ер превышает расстояние о направлении движения протона от места рассеяния до внешней поверхности алюминиевого покрытия 4, протон выйдет из вещества и, преодолев вакуумный промежуток 5, перенесет свой заряд нэ коллектор 2, Проводящее покрытие 4 при этом заземлено и тем самым экранирует влияние отрицательного заряда, создающегося в радиаторе, нэ коллектор. Введение зкранирующего покрытия приводит к поглощению части протонов отдачи.На фиг. 2 график зависимости чувствительности детектора для различных толщин алюминиевого покрытия от толщинырэдиэтора о спектре нейтронов деления О 50, .г - частицМ(Е) =- 0,770 "Еехр(-0,776 Еп),МэВ Кривая 1 соответствует толщине покрытия б = 10 А, кривая 2 - О = 10 А, криваязо о3 - б = 10" А, кривая 4 - б= 10 А, Кривая 5 соответствует чувствительности детектора нейтронного излучения, выбранного в,качестве прототипа, который не содержит зкранирую щего покрытия, Для оценки845616 погрешности расчетов. обусловленной выражением пробега протонов в полиэтилене через пробег протонов в алюминий при тол 4щине покрытия б = 10 А, построены кри вые 6 и 7, соответствующие соотношениям 10 Близкое расположение кривых 6,2 и 7 указывает на устойчивость проведенных расчетов, причем при толщинах алюминиеового покрытия порядка 10 А не происходит заметного снижения чувствительности детектора.Наличие алюминиевой пленки приво дит к поглощению в основном низкоэнергетической части спектра протонов отдачи, и каждой толщине покрытия соответствует минимальная энергия нейтронов, начиная с которой протоны отдачи будут достигать 25 коллектора,30 целью повышения точности за счет исключения погрешности, вносимой накоплейием обьемного заряда в радиаторе, он содержит проводящий слой, нанесенный.на поверхность радиатора, а пространство 35 между коллектором и радиатором вакууми, ровано. н (сн 2), (Ер) = "2 д (Ер)п "(сн 2)п (Ер) = 1,8 РА (Ер) . формула изобретения ДЕТЕКТОР НЕЙТРОННОГО ЙЗЛУЧЕНИЯ, состоящий из корпуса и коллектора, разделенных слоев водородосодержащего радиатора, отличающийся тем, что, с, На фиг. 3 представлена зависимость чувствительности детектора от энергии нейтронов для различных толщин полиэтилена Н и различных толщин алюминиевого покрытия (б), Таким образом, чувствительность детектора преобразуется к пороговому виду, и может быть создан порог с энергией, отсекающей спектр деления О, что приведет к возможности регистрации быстрых нейтронов с энергией порядка 14 Мэв на фоне спектра деления.Предлагаемый детектор позволяет повысить точность измерений и допускает получения пороговой функции чувствительности с заранее заданной величины поррга, который определяется толщиной и атомным составом проводящего покрытия,(56) Абрамов А,И. Основы экспериментальных методов ядерной физики, М,; Атомиздат, 1977, с. 507,Дмитриев А, Б, и Малышов Е.К. Нейтронные ионизационные камеры для реакторной техники. М.; Атомиздат, 1975, с, 70Авторское свидетельство СССР М 713293, кл. б 01 Т 3/00, 1979.84561 б 0 нЮцю итрон 03, ЖВ корректор С,Лисин Редактор В.Кузнецова аказ 3 водственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина Пр ф фР Ю Гоащииа полигтиеоа сОси Фг. Р Фг, ст оставитель С,Чукляе ехред М МоргенталТираж Подписн НПО "Поиск" Роспатента3035, Москва, Ж, Раушская наб 45