ИОНИЗАЦИОННАЯ КАМЕРА

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для регистрации ядерных излучений, преимущественно регистрации нейтронов в системах управления и защиты ядерных реакторов, критических сборках и других источниках нейтронов.
Известны ионизационные камеры для контроля потока нейтронов, являющиеся датчиками сигналов в системе управления и защиты ядерных реакторов.
Наиболее близкой к заявленной полезной модели является ионизационная камера, содержащая герметичный корпус, два электрода, каждый из которых представляет собой набор равномерно расположенных по высоте параллельных покрытых чувствительным слоем пластин, закрепленных на электропроводящих стержнях, причем пластины и стержни одного электрода (анода) расположены попеременно с пластинами и стержнями другого электрода (катода), электрические выводы от каждого электрода. (Е.К.Малышев., Ю.Б.Засадыч, С.А.Стабровский «Газоразрядные детекторы для контроля ядерных реакторов» М.: Энергоатомиздат, 1991 г. стр.45-46).
К недостаткам прототипа относятся низкая точность измерения нейтронного потока из-за малой жесткости плоских электродов и низкой чувствительности, т.к. ионизационная камера регистрирует только часть нейтронов (движущиеся параллельно пластинам (электродам) нейтроны практически не взаимодействуют с пластинами). Задачей, на достижение которой направлена заявленная полезная модель является увеличение точности измерения и прочности ионизационной камеры при механических воздействиях.
Техническим результатом является увеличения чувствительности и жесткости ионизационной камеры.
Для достижения указанного технического результата ионизационная камера выполнена в виде заполненного газом герметичного цилиндрического корпуса, двух электродов, каждый из которых представляет собой набор равномерно расположенных по высоте параллельных покрытых чувствительным слоем пластин, закрепленных на электропроводящих стержнях, причем пластины и стержни одного электрода (анода) расположены с зазором попеременно с пластинами и стержнями другого электрода (катода), электрических выводов от каждого электрода,
причем пластины электродов выполнены тарельчатой формы и зазор между ними выбран меньше глубины тарельчатой части каждой пластины. Благодаря тому, что зазор между тарельчатыми пластинами меньше глубины тарельчатой части каждого элемента, обеспечивается практически полное перекрытие проходного сечения нейтронов поверхностью электродов, в результате чего существенно увеличивается вероятность взаимодействия нейтронного потока с чувствительным слоем электродов. Кроме того, выполнение пластин тарельчатой формы повышает их жесткость, а это увеличивает прочность конструкции ионизационной камеры и позволяет сохранить ее целостность даже при ударах и вибрации, что в итоге также положительно влияет на точность измерения нейтронного потока.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена ионизационная камера (продольный разрез), на фиг.2 изображена ионизационная камера (поперечный разрез), на фиг.3 изображена ионизационная камера (поперечный разрез).
Ионизационная камера содержит корпус 1, к которому приварены крышка 2 и днище 3, трубка 4 для откачки воздуха и наполнения объема корпуса газом. Внутри корпуса 1, между крышкой 2 и днищем 3, установлены два электрода, выполненные в виде стержней 5, к которым крепятся пластины 6. Снаружи корпуса 1 стержни 5 снабжены электрическими выводами 7. Пластины 6 и стержни 5 одного электрода расположены попеременно с пластинами 6 и стержнями 5 второго электрода. Электропроводящий стержень 5 электрода (катода) проходит через вырезы тарельчатой пластины 6 другого электрода (анода), и наоборот.
Работает ионизационная камера следующим образом.
Через трубку 4 производят откачку воздуха из корпуса 1 с приваренными к его концам крышкой 2 и днищем 3, заполняют его газом, например аргонно-азотной смесью. Затем вывод 7 одного из электродов соединяют с полюсом источника постоянного напряжения (на рисунке не показано), например «плюсом», а вывод 7 другого электрода через вторичную аппаратуру (на рисунке не показано) соединяют с «минусом» источника постоянного напряжения. Для регистрации нейтронов в ионизационной камере на поверхность пластин электрода нанесен чувствительный слой - материал, который при взаимодействии с нейтронами генерирует сильноионизирующие частицы, попадающие в межэлектродное пространство. В случае возникновения ионизирующего излучения в газе между электродами возникают свободные электроны и ионы, которые под действием электрического поля начинают двигаться к электродам противоположного знака, что приводит к появлению электрического тока между электродами и, соответственно, во внешней цепи, подключенной к ионизационной камере. Ток фиксируется вторичной аппаратурой, преобразовывается в аналоговый или цифровой сигнал, для приведения в действие, например, СУЗ ядерного реактора.