Ответы на вопросы ТУР. 1. Реакторные измерения. 2 2 Нейтронные источники. 4
 Скачать 6.93 Mb.
|
15 Компенсированные и некомпенсированные ИК. Принцип действия.Для регистрации нейтронов в присутствии -фона используют специальные компенсированные ИК (камера нейтронная компенсированная – КНК). В отличии от обычной ИК у КНК имеются два размещенных рядом равных объема. В одном из объемов ионы образуются за счет как нейтронов, так и -квантов. В этом объеме имеется радиатор нейтронов в виде слоя бора или делящегося вещества на электродах. Объем может быть заполнен также газом BF3. В другом объеме КНК нейтронный радиатор отсутствует. Поэтому ионы образуются только в результате взаимодействия -квантов с веществом. При включении измерительного прибора он будет регистрировать только ток In пропорциональный плотности потока нейтронов. Естественно, что полной компенсации -фона достичь не удается. Современные компенсационные камеры позволяют снизить составляющую I примерно в 100 раз по сравнению с обычной ИК. 16 Чувствительность ИК в импульсном и токовом режимах работы.Токовый режим работы ИК осуществляется при больших потоках излучений, например, при установке ИК вблизи работающего реактора. В остановленном реакторе и в начальный период его пуска поток нейтронов может быть настолько мал, что удается зафиксировать лишь отдельные импульсы тока, обусловленные пролетом в газе ИК -частиц или осколков деления из радиатора. Ну и для обеспечения импульсного режима работы ИК схема включения должна быть изменена. Для контроля мощности реакторов наиболее часто используются ИК, электроды которых имеют покрытия, содержащие бор или делящееся вещество. Такие ИК работают как в токовом, так и в импульсном режимах в зависимости от потока нейтронов и примененной измерительной схемы. Большим достоинством импульсных детекторов нейтронов (ИК) является возможность выделить с их помощью нейтроны на большом фоне -излучения, что особенно важно при повторных пусках реакторов, работавших длительное время на больших уровнях мощности. Выделение нейтронов на фоне -излучения основано на больших значениях импульсов, обусловленных нейтронами, чем -квантами. Импульс от -частицы, появившийся в результате реакции В10(n,a) Li7 , может превышать импульс от электрона, образовавшегося в результате взаимодействия -кванта со стенкой детектора, в несколько десятков тысяч раз. Чувствительность нейтронных ионизационных камер есть коэффициент пропорциональности между сигналом и плотностью потока нейтронов . Для импульсных камер сигналом является скорость счета N=имп. Здесь имп – чувствительность камеры в импульсном режиме, импсм2/нейтр. Для токовых камер сигнал определяется силой тока I=ток, где ток – чувствительность камеры в токовом режиме, Асм2с/нейтр. Следует учитывать, что слой делящегося вещества в КД в результате естественной -радиоактивности излучает -частицы с энергией около 4,5 МэВ. Именно -частицы ограничивают количество делящегося материала в КД, например, изотопа урана-235, обычно не превышает 1г. При этом излучается около 105 -частиц в секунду, что еще не приводит к появлению большого количества ложных импульсов. При больших уровнях потока нейтронов импульсы следуют с такой большой частотой, что скорость их появления нельзя зарегистрировать с помощью самой современной быстродействующей импульсной техники. В связи с этим на уровне мощности больше 10-6 10-5 от номинального уровня обычно переходят на контроль с помощью токовых ИК, а импульсные детекторы извлекают из области больших потоков нейтронов для предотвращения «выгорания» нейтронно-чувствительного слоя. Во-первых, находясь вне реактора, эти детекторы регистрируют нейтроны утечки, т.е. нейтроны, вылетающие из реактора. Количество нейтронов утечки при неизменной форме распределения пропорционально среднему потоку нейтронов в реакторе, а следовательно, мощности реактора. Во-вторых, в местах установки детекторов вне реактора плотность потока нейтронов на 3-4 порядка ниже, чем в активной зоне, и обычно не превышает 10101011 н/(см2с). В-третьих, в месте установки детекторов контроля мощности нет существенных ограничений габаритных размеров, которые неизбежны при введении детекторов внутрь активной зоны. Кроме того, вне активной зоны могут быть созданы более благоприятные температурные и другие условия, необходимые для нормальной эксплуатации детекторов. |