Способ измерения временной зависимости плотности потока нейтронов

(51)С 01 Т 3 0 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К вствительности отпотенциалов на электависимости электрическ родах, опре точках, в к еличины ленин оторык чувствительносв ноль, последующеметектора в исследуемоделении по показаниям браща омеще оле и опре ого детектора потока л и ч а ю щ и й с я иал ди ов что, с целью увели измерений в полях льностью менее 2 1 еления поправки на ренциального детек дуемое поле дополн ения точ излучени с путе показанияли пре ора, втельно пом диЫе ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1. Патент США У 3137792,кл. 250-83.1, опублик. 1965,2. Бакулин 1 О.П, и др, Вакуумнаякамера деления с компенсацией токаот гамма-излучения, М., АтомнаяЗнергия, 1983, т. 54, вып. 2,с. 123-1243, Бакулин 10.П. и др, Методикаопределения плотности потока быстрыхнейтронов. вакуумными камерами деления. Ш Всесоюзное совещение по метрологии нейтронного измерения нареакторах и ускорителях. Тезисыдокладов под ред. Чрыпы В.П. МГоскомитет СССР по стандартам,1982, с, 51-53 (прототип).(54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕН-НОЙ ЗАВИСИМОСТИ ПЛОТНОСТИ ПОТОЗЫНЕЙТРОНОВ, заключающийся в облучениидифференциального детектора источником гамма-излучения, определении щают гамма-чувствительныи детектор,облучают детекторы не менее двух,раз, причем дифференциальный детектор регулируют так, что значениечувствительности к гамма-излучениюпоочередно устанавливают больше илименьше нуля, и определяют зависимости отношения сигналов обоих детекторов от времени при каждом облучении, по которым определяют поправкук показаниям дифференциального детектооа.1 1097Изобретение относится к области экспериментальной ядерной физики, а точнее к области регистрации нейтронов. Наибслее эффективно изобретение может, быть использовано при регистрации временной зависимости плотност потока импульсного излучения нейтронов на ядерных реакторах дифференциальными детекторами с управляемой чувствительностью к гамма-излучению. 1 О Здесь под дифференциальным детектором понимается детектор с регулируемой компенсацией сигнала от гамма- излучений.Известен способ измерения плот ности потока нейтронов, заключающийся в том, что в зону облучения на ядерном реакторе помещают два детектора, один из которых содержит нейтроночувствительный радиатор и, следовательно, чувствителен как к нейтронам, так и к гамма-излучению, а другой, выполненный аналогичным образом, не содержит нейтроночувствительного радиатора и чувствителен в основном к гамма-излучению, измеряют сигналы в них и находят разность сигналов этих детекторов 1.Способ осуществляется по принципу регистрации, разности сигналов гамма чувствительного детектора и детектора, чувствительного к нейтронам и гамма-квантам. Недостатком этого способа является низкая точностьрегистрации плотности 35 потока нейтронов, обусловленная различием в чувствительностях к гам-, ма-излучению этих детекторов, возникающим из-за наличия радиатора в одном из них. Более того, чуствительности этих детекторов по-разному зависят от энергии и угла падения гамма-излучения на детекторы, что также является источником погрешности регистрации нейтронов. 45Известен другой способ измерения временной зависимости плотности потока нейтронов, заключающийся в том, что в зону облучения на ядерном реакторе помещают дифференциальный 50 детектор нейтронов, например вакуумную камеру деления с компенсацией тока от гамма-излучения, и измеряют сигнал в нем, при этом величины влияющих на чувствительность к гаммаизлучению факторов (электрических потенциалов на электродах детектора) устанавливают такими, что токи от 079гамма-излучения, возникающие в чувствительных элементах детектора, вычитаются в цепи сигнального электрода Г 23Этот способ предполагает использование дифференциального детектора нейтронов, содержащего два чувствительных элемента с общим сигнальным электродом, При этом один из элемен-.тов содержит нейтроночувствительный редиатор, эффект от которого регистрируется при вычитании электрических токов элементов в цепи сигнального электрода.Недостатком этого способа является низкая точность регистрации плотности потока нейтронов, обусловленная различием, из-за наличия радиатора в одном из элементов детектора, их чувствительности к гамма-излучению при установлении одинаковых влияющих на чувствительность факторов.Наиболее близким по техническойсущности к данному техническому решению является способ измерения временной зависимости плотности потока нейтронов, заключающийся в облучении дифференциального детектора источником гамма-излучения Со, определении60зависимости чувствительности от электрических потенциалов на электродах, определении их величин в точках, в которых чувствительность к гамма-излучению обращается в ноль, последующем помещении детектора в исследуемое поле и определении по показаниям дифференциального детектора плотности . Со потока нейтронов.ьоНедостатком этого способа является низкая точность регистрации временной зависимости плотности.потока импульсного излучения нейтронов длительностью (на половине максимального значения) менее 2 10с. Погрешность возникает на заднем фронте импульса излучения в результате того, что чувствительные элементы дифференциального детектора имеют различные зависимости от энергии и угла падения гамма-квантов (вследствие наличия нейтроночувствительного радиатора в одном из них) и изменения во времени энергетического и углового распределений гамма-квантов на заднем фронте импульса излучения, которое обусловлено вкладом в гамма-излучение реакции деления гамма-излучения, возникающего в результате3 1097079 4реакций (И, М), (П, ) при замед" компенсации на заднленин нейтронов до тепловых энергий са излучения,в веществе, окружающем активную зонУ На фиг. 1 изобрконструкций и защит, а также гамма-симости плотностейизлучения продуктов деления вещества 5 и тепловых нейтроноактивной зоны со сравнимым с посто- создаваемой гамма-иянной времени убывания заднего мени; на Фиг. 2 - гфронта импульса излучения периодом сигналов дифференциполураспада. нейтронов при разлиДругим недостатком этого способа 10 влияющих на чувствиявляется отсутствие возможности оп- излучению факторовределения погрешности регистрации тельного детектораплотности потока нейтронов, возни- фиг, 3 - график завкающей вследствие неточности компен- сигналов гамма-чувссации сигнала от гамма-излучения на 15 тора и дифференциалядерном реакторе. нейтронов от временЦелью изобретения является увели- Прежде чем рассмчение точности измерения временнойосуществления спосозависимости плотности потока неитро- импульсное излученинов длительностью менее 2, 10 з20 на половине высотыимеет на заднем фропутем определения поправки на пока"ФЩэнергетические и угзание дифференциального детектора.Цель достигается тем, что поспособу измерения временной эависи- . временных зависимосмости плотности потока нейтронов,25 потока быстрых и те. заключающемуся в облучении дифферен- (кривые 1, соок ивые 1 2 соответсвидетельствуют о тциального детектора источникомвале времени от 2 1гамма-излучения, определении зависимости чувствительности от электри- в гамма-излучение,ческих потенциалов на электродах, 30 ной зоной ядерногоопределении их величин в точках, вкоторых чувствительность обращается впри замедлении нейтноль, последующем помещении детектора . при ээнергий в веществе,в исследуемое поле и определении поактивную зону констпоказаниям дифференциального детек.Действительно, сравтора плотности потока нейтронов, взависимости 1 с вреисследуемое .поле дополнительно помемостью .мощности дозьщают гамма-чувствительный детектор,чения 3, зарегистриоблучают детекторы яе менее двух раз,ной камерой с эмиттпричем дифференциальный детектор10 ной рющей стали, показыврегулируют так,. что,значение чувстви-.шение компонент полтельности к гамма-излучению поочев,пользу гамма-иэлуРедко устанавливают больше и меньше,поль У . лунуля и определяют зависимости отно- тельноче фочевидно, чшения сигналов обоих детекторов от 45 эн Щэне гетические распквантов также изменвремени при кжкдом обучении, по .которым определяют поправку к показа- Способ осуществлкиям дифференциального детектора. . образом. Такой способ, измерения временной 50 зависимости плотности потока нейтро- . нов позволяет увеличить точность в импульсных полях излучения длитель.ностью менее 2 10-ф с за счет введения в величину факторов, влияющих 55 на чувствительность к гамма-излучению дифференциального детектора, поправки, учитывающей смещение точки полной ем фронте импульажен график завипотока быстрыхв и мощности дозы,злучением, от врерафик зависимостиального детекторачных величинах.тельность к гаммаи гамма-чувствиот времени наисимости отношенийтвительного детекьного детектораи,атривать примерба отметим, чтое с длительностьюпорядка 10снте нестационарныеловые распределеНесовпадениетей плотностипловых нейтроновственно на фиг. 1)ом что в инте 0 сдо 7 л 10 сиспускаемое активреактора, даетие, возникающееИ, и), (и)ф)роков до тепловыхокружакщемрукций и защит.нение временнойменной зависи гамма-иэлурованной вакуумером из нержавеает, что соотноя увеличиваетсячения. Следовато угловое иределения гаммаяется во времени.яется следующимДифференциальный детектор нейтронов типа вакуумной камеры деления(ВКД) с радиатором 0 облучаютсначала в поле гамма-излучения изотопного источника Со и измеряют60зависимость чувствительности отпотенциала0 на электроде секции,Фне содержащей нейтроночувствительного радиатора, при потенциалем0-100 В на электроде секции, снаб7 1097079ядерном реакторе в месте размещениядетектора и тем самым уменьшить впогрешность определения временной рзависимости плотности потока нейтро- днов. 5 н 8Выполнение способа описанным ыше образом позволяет также расшиить временной интервал измерений о величины, равной пяти длительостям импульса.1097079 Составитель С. ЧукляеТехред М.Пароцай Редактор О. Юркова ректор А. Тяско аказ 4510/4 аж 748 Ъ470 Подписнотета СССРрытийнаб, д. 4/5 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от13035, Москва, Ж, Раушская лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4