УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ЯДЕРНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к устройствам контроля исследовательских ядерных реакторов (ИЯР), в которых осуществляют преобразование плотности потока тепловых нейтронов (ППТН) и потока гамма-квантов в выходные электрические сигналы на всех режимах работы ИЯР.
Предложенный вариант устройства для регистрации ядерных излучений относится к ядерной технике и может быть использован при пуске ИЯР для контроля мощности по ППТН, при изменении мощности ИЯР в системах управления и защиты (СУЗ) ИЯР, при перегрузке активной зоны, а также для определения параметров полей ядерных излучений.
Известны подвески ионизационной камеры (ПИК) (по сути являющиеся устройствами для регистрации ядерных излучений), защищающие ионизационные камеры (ИК) и электрическую линию связи (кабели, провода) от агрессивного воздействия окружающей среды в канале ядерного реактора, предназначенном для размещения ПИК и расположенном вдоль активной зоны ИЯР (см. Научные и технические основы ядерной энергетики / Под ред. К. Гудмена. - М.: Иностранная литература, 1948, с. 231).
Известно устройство для измерения ППТН, включающее источник быстрых нейтронов (ИБН). контейнер безопасного хранения ИБН, канал для перемещения ИБН между контейнером и ионизационной камерой, съемный механизм перемещения ИБН. Контроль коэффициента преобразования осуществляется в период останова работы реактора, при этом ИБН установлен около ионизационной камеры, путем сравнения величины сигнала от ИБН с паспортными данными, полученными при изготовлении ПИК от такого же ИБП. В период работы ядерного реактора ИБП находится в контейнере безопасного хранения ПИК (см. патент РФ №2549177, опубликовано 20.04.2015). Устройство по патенту РФ №2549177 является аналогом по конструкции к предлагаемому устройству для регистрации ядерных излучений.
Недостатком рассмотренных устройств является сложность конструкции и большие габариты, что является неудобством при использовании их на ИЯР.
Известно устройство для регистрации ядерных излучений (см. патент РФ №2227342, опубликовано 20.04.2004) (прототип), которое представляет собой гибкую герметичную конструкцию, состоящую из погружной части, устанавливаемой в канал реакторной установки, и линии электрических коммуникаций для присоединения к блоку обработки сигналов с ионизационных камер. Погружная часть состоит из нескольких ионизационных камер, размещенных в герметичных корпусах и соединенных между собой гибкими герметичными металлическими рукавами. Ионизационные камеры соединены с линией электрических коммуникаций с помощью высокотемпературного помехозащищающего кабеля, расположенного в герметичной полости устройства, при этом кабельные отводы от каждой камеры проложены через их осевые каналы. Погружная часть устройства крепится в канале реакторной установки с помощью поворотного фланца, например, болтовым соединением. То есть, кратко, герметичный корпус, допускающий размещение в зоне интенсивного гамма- и нейтронного ионизирующего излучения, заполнен инертным газом. В корпусе размещена ионизационная камера, выходные электроды ионизационной камеры соединены с электрическим выводом узла, обеспечивающего передачу посредством кабеля электрических сигналов с ионизационной камеры в линию коммуникаций на устройство их регистрации, при этом узел состоит из герметичного кабельного ввода и герметичного кабеля.
Недостатком устройства является неудобство эксплуатации (возможность однократного использования в эксперименте с необходимостью замены всего устройства в целом при выходе из строя какой-либо из его составляющих) и ненадежность электрических соединений в силу отсутствия фиксации и электрозащиты ионизационной камеры.
Задачей, на выполнение которой направлено заявленное изобретение, является повышение эксплуатационных удобств в использовании устройства в процессе эксплуатации ИЯР, в том числе, в период, когда ИЯР остановлен.
Технический результат заключается в ремонтопригодности устройства при обеспечении надежности электрических соединений.
Технический результат достигается за счет того, что в отличие от известного устройства для регистрации ядерных излучений, содержащего герметичный корпус, допускающий размещение в зоне интенсивного гамма- и нейтронного ионизирующего излучения и заполненный инертным газом, в корпусе размещена ионизационная камера, выходные электроды ионизационной камеры соединены с электрическим выводом узла, состоящего из герметичного кабельного ввода и герметичного кабеля, обеспечивающего передачу посредством кабеля электрических сигналов с ионизационной камеры в линию коммуникаций на устройство их регистрации, в предложенном устройстве герметичный корпус выполнен составным из цилиндрической части и пары закрывающих ее крышек, в одной из которых закреплен вышеназванный узел, крышки герметичного корпуса установлены с возможностью их съема. ионизационная камера зафиксирована в герметичном корпусе, в качестве фиксирующего элемента использован демпфирующий элемент, ионизационная камера электрически изолирована от герметичного корпуса.
Кроме того, в заявляемом устройстве ионизационная камера может быть зафиксирована в герметичном корпусе с помощью демпфирующего элемента - пружины.
Выполнение герметичного корпуса разъемным обеспечивает возможность простой замены при необходимости любой его составляющей. Например, открытие крышки с встроенным узлом (возможность съема крышки), состоящим из герметичного кабельного ввода и герметичного кабеля, служащим передаче посредством кабеля электрических сигналов с ионизационной камеры в линию коммуникаций на устройство их регистрации, позволит обеспечить извлечение из корпуса ионизационной камеры, что сделает возможным ее простую замену в случае поломки или замену, обусловленную программой исследования, с сохранением работоспособности остальной конструкции. При этом, с учетом обеспечения заявляемым образом фиксации ионизационной камеры с помощью демпфирующего элемента позволит задать стабильное положение камере, а при ее электрической изоляции от корпуса исключит и вероятность электрического пробоя. Таким образом, принятые конструктивные решения позволят повысить ремонтопригодность конструкции при повышении ее надежности.
На Фиг. 1 представлено устройство для регистрации ядерных излучений, где 1 - узел, обеспечивающий передачу посредством кабеля электрических сигналов с ионизационной камеры в линию коммуникаций на устройство их регистрации, состоящий из герметичного кабельного ввода и герметичного кабеля, 11 - электрический вывод узла, 2 и 8 - съемные крышки, закрывающие корпус, в крышке 2 закреплен вышеназванный узел, 3 - пружина в качестве демпфирующего элемента, 4 - герметичный корпус, 5 и 9 -втулки, обеспечивающие электрическую изоляцию ионизационной камеры, 6 -ионизационная камера, 10 - выходные электроды ионизационной камеры, 7 - уплотнение.
На Фиг. 2 представлена конструкция узла, обеспечивающего передачу посредством кабеля электрических сигналов с ионизационной камеры в линию коммуникаций на устройство их регистрации, где 12 - герметичный кабельный ввод, 13 - герметичный кабель.
В следующей конструкции (см. фиг. 1) подвески камеры деления реализована предлагаемая полезная модель устройства для регистрации ядерного излучения исследовательского ядерного реактора. Ионизационная камера деления 6 (КНК15 ОД0.339.436ТУ) выходными электродами 10 размещается в герметичном корпусе 4. Для обеспечения электрической изоляции камеры и корпуса подвески устанавливаются втулки 5 и 9 из диэлектрического материала полиэтилен 153 ГОСТ 16337-77. Герметичный корпус - составной, цилиндрическая часть корпуса закрывается с двух сторон съемными крышками 2 и 8, крепление крышек к герметичному корпусу осуществляется резьбовым соединением М68×1. Для связи ионизационной камеры с регистрирующей аппаратурой (устройством регистрации электрических сигналов) в крышке 2 предусмотрено крепление для узла 1. Узел 1 состоит из герметичного кабельного ввода PG21 12 и герметичного кабеля Кабель КАГЭ-HF 3 1,0 ТУ 16.К71-317-2002 13. Выходные электроды ионизационной камеры 10 соединены с электрическим выводом узла 11. Фиксация камеры 6 осуществляется пружиной (демпфирующий элемент) 3. Герметичность подвески камеры деления обеспечивается установкой уплотнений 7. Сборка подвески камеры деления осуществляется в среде инертного газа, тем самым, после сборки требуемые условия работы ионизационной камеры будут выполнены. Подвеска камеры деления размещается на детекторной стойке. Стойка устанавливается на нужном расстоянии от активной зоны реактора.
В результате обеспечена ремонтопригодность конструкции с надежными электрическими соединениями. С помощью такой конструкции без ее капитальной замены реализована возможность многократного проведения экспериментов по регистрации ядерных излучений.