Импульсный режим работы ионизационной камеры

При регистрации короткопробежных сильно ионизующих частиц (осколков деления, -частиц, протонов) существует режим работы ИК, в котором возможно обнаружение заряда, образованного одной частицей. Такой режим работы ИК называют импульсным. Обнаруженный заряд позволяет не только констатировать факт попадания частицы в ИК, но и оценить энергию зарегистрированной частицы. Различают импульсные режимы с ионным и электронным собиранием заряда, отличающиеся постоянной времени   RC цепи нагрузки ИК.

Ионное собирание реализуется при , того же порядка или больше времени пролета ионов между электродами камеры. Режим ионного собирания необходим только при измерении полного заряда образовавшихся ионов, то есть при использовании ИК для измерения энергии ионизирующих частиц. Такой режим имеет существенный недостаток: он возможен лишь при очень низкой плотности потока ионизирующих частиц в ИК (чтобы избежать наложения импульсов) и поэтому используется чрезвычайно редко.

Электронное собирание реализуется при  того же порядка времени пролета электрона между электродами ИК. В таком режиме (который иногда называют счетным режимом) не ставится вопрос о полноте собирания зарядов и существенным является только обнаружение факта появления ионизирующей частицы в ИК, а ее энергия интереса не представляет.

Назначение и особенности ик

В настоящее время применяют нейтронный метод контроля мощности ядерных реакторов. Его преимущество перед альтернативными методами заключается в его оперативности. ИК в наибольшей степени отвечают требованиям нейтронного метода контроля мощности ядерного реактора благодаря присущим им особенностям:

• высокой чувствительности к нейтронам,

• низкой чувствительности к гамма квантам,

• практической безынерционности по отношению к изменению нейтронного поля в реакторе;

• термостойкости;

• большому диапазону изменения контролируемой плотности потока нейтронов от поштучной регистрации нейтронов в импульсном режиме до высоких плотностей в токовом режиме.

• возможности создавать миниатюрные ИК, предназначенные для измерений в активной зоне ядерного реактора.

В используемые для детектирования нейтронов ИК вводят вещества, ядра которых в реакциях с нейтронами испускают частицы обладающие высокой ионизирующей способностью (-частицы, осколки деления). К их числу относятся ³He, ¹⁰B; ²³²Th, ²³³U, ²³⁵U, ²³⁸U, ²³⁹Pu. В ИК, работающих в высоких потоках нейтронов, в используют так называемые не выгорающие смеси, состоящие из 2 или 3 нуклидов. Нуклиды с пороговой зависимостью сечения деления от энергии используют в радиаторах ИК для измерения плотности потока нейтронов с энергией выше пороговой. (пороговая энергия 1,3 МэВ для ²³²Th и 1,0 МэВ для ²³⁸U).

Недостатком ИК работающих в токовом режиме является зависимость тока от мощности гамма - излучения. Чтобы преодолеть этот недостаток, разработаны компенсированные ИК, состоящие из двух идентичных по конструкции ИК. Одна ИК не имеет нейтронно-чувствительного элемента и чувствительна только к гамма-излучению, а вторая чувствительна как к нейтронам, так и гамма-излучению. Вычитая из тока второй камеры ток первой, получают ток, обусловленный взаимодействиями с нейтронами.

Камеры деления – детекторы нейтронов, в которых первичную ионизацию производят осколки деления, образующиеся в результате взаимодействий нейтронов с делящимся материалом (²³²Th, ²³³U, ²³⁵U, ²³⁸U, ²³⁹Pu) , нанесенным на электрод: