Іонізаційна камера системи керування та захисту ядерного реактора

1. Іонізаційна камера (ІК) для системи керування та захисту ядерного реактора, з електродними системами у корпусі, який має один або декілька герметичних об'ємів з відкачувальними трубками і електричними виводами від кожного електрода електродних систем, яка відрізняється тим, що корпус іонізаційної камери утворений коаксіальними трубами, з'єднаними по торцях кільцевими фланцями, в які встановлені відкачувальні трубки і електричні виводи, а електродні системи розміщені у просторі між трубами корпуса. 3 Недоліками прототипу є: - важкість встроювання гірлянди з таких ІК у підвіску іонізаційних камер з внутрішнім діаметром, близьким до діаметра самої ІК; - важкість монтажу протяженної (більше 500мм) електродної системи, яка спирається на ізолятори, що встановлені у фланцях корпусу ІК, з забезпеченням віброміцності і ударної міцності ІК; - необхідність мати відносно великий зазор між корпусом і електродною системою, в якій високовольтний електрод "бачить" корпус. В основу корисної моделі поставлена задача розробка іонізаційної камери, використання якої забезпечує: - підвищення надійності системи керування і захисту ядерного реактора за рахунок забезпечення контролю розподілення нейтронних потоків по висоті активної зони гірляндою незалежно працюючих ІК, вмонтованих у підвіску іонізаційних камер з внутрішнім діаметром, який співпадає або набагато перевищує діаметр корпусу ІК; - створення міцної електродної системи практично вільної довжини; - зменшення габаритних розмірів (діаметра) корпусу ІК за рахунок зменшення зазору між корпусом і електродною системою, високовольтний електрод якої не "бачить" корпус камери. Поставлена задача вирішується тим, що іонізаційна камера для системи керування та захисту ядерного реактору, з електродними системами у корпусі, який має один або декілька герметичних об'ємів з відкачувальними трубками і електричними виводами від кожного електрода електродних систем і, згідно з корисною моделлю, корпус іонізаційної камери утворений коаксіальними трубами, з'єднаними по торцям кільцевими фланцями, в які встановлені відкачувальні трубки і електричні виводи, а електродні системи розміщені у просторі між трубами корпусу. В конкретних варіантах виконання: - принаймні одна електронна система встановлена на ізоляторах між кільцевими платами, закріпленими на зовнішній поверхні однієї із внутрішніх труб корпусу; - електродна система утворена набором парних коаксіальних циліндрів, при цьому всі зовнішні циліндри набору електрично і механічно з'єднані один з одним і утворюють електрод, встановлений на ізоляторах кільцевих плат, що знаходиться під потенціалом, близьким до потенціалу корпусу ІК, а внутрішній циліндр кожної пари встановлений на ізоляторах кільцевих плат незалежно як від внутрішніх циліндрів, так і від зовнішніх циліндрів, причому внутрішні циліндри можуть бути електрично з'єднані в один або декілька електродів, що знаходяться під потенціалом високої напруги. Суть корисної моделі пояснюють креслення, де на Фіг.1-3 зображений варіант іонізаційної камери з корпусом, утвореним трьома коаксіальними трубами. ІК містить геометричний корпус, утворений коаксіальними трубами 1, 2 і 3, кільцевими фланцями 4, 5, 6 і 7, відкачувальними трубками 8 для відкачування і наповнення об'ємів корпусу газами і електричними виводами 9 від кожного електрода 12317 4 електродних систем 10 і 11, розташованих в міжтрубних просторах 12 і 13. Торці труби 1 відкрити для пропуску ліній зв'язку інших ІК. На зовнішніх поверхнях труб 1 і 2 закріплені кільцеві держаки 14 і 15 з опорними ізоляторами 16 і 17, між якими встановлені електродні системи 10 i 11. Електродні системи 10 і 11 утворені набором парних коаксіальних циліндрів 18 і 19. В міжтрубних просторах 12 і 13, вздовж осі корпусу можуть бути розташовані по декілька наборів (поверхів) коаксіальних циліндрів 18 і 19, електрично з'єднаних в електродні системи. Всі зовнішні циліндри 19 кожного поверху кожної електродної системи електрично і механічно з'єднані друг з другом і з держаками 20, встановленими на ізоляторах кільцевих плат. Зовнішні циліндри 19 утворюють електрод, що знаходиться під потенціалом, близьким до потенціалу корпусу ІК. Кожний внутрішній циліндр 18 встановлений на ізоляторах 17 кільцевих плат незалежно як і від інших внутрішніх циліндрів, так і від зовнішніх циліндрів, причому внутрішні циліндри електрично з'єднані контактними пластинами 21 в один або декілька електродів, які можуть бути під потенціалом високої напруги живлення ІК.Для реєстрації нейтронів в ІК вводиться радіатор - матеріал, який при взаємодії з нейтронами генерує сильноіонізіруючі частинки, які попадають в міжелектродний простір. Газоподібними радіаторами можуть служити ізотоп гелію - 3Н, генеруючий при взаємодії з нейтронами сильноіонізіруючі ізотопи водню 1Н і 3Н, і сполуку бора - BF3, в якій ізотоп 10В генерує при взаємодії з нейтронами сильноіонізіруючі частинки 4Не і 7Li. Радіатор може бути введений в ІК у вигляді твердого покриття поверхні електродів, звернених до міжелектродного простору. В такому разі радіаторами можуть служити покриття з бору або урану, ізотоп якого U генерує при взаємодії з нейтронами сильноіонізіруючі осколки ділення. При відсутності радіаторів ІК (секція ІК) буде реєструвати гаммавипромінювання. Конструкція ІК дозволяє електрично з'єднувати її електродні системи в систему камери скомпенсованої до гамма-фону. Робота іонізаційної камери відбувається наступним чином. Вивід одного з електродів кожної незалежної електродної системи з'єднується з джерелом постійної напруги (як правило в діапазоні +200...+500В). Вивід другого електрода через вхідний опір вторинної апаратури електрично з'єднується з заземленим корпусом ІК і "-" виводом джерела постійної напруги. При впливі на ІК нейтронного потоку і (або) гамма-випромінювання, газ в міжелектродному проміжку іонізується і виникає електричний струм, величина якого є мірою щільності нейтронного потоку і (або) потужності дози гамма-випромінювання. Використання пропонуємої камери забезпечує підвищення надійності системи керування і захисту ядерного реактора, створення міцної електродної системи практично вільної довжини, зменшення габаритних розмірів (діаметра) корпусу. 5 Комп’ютерна верстка Д. Дорошенко 12317 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601