ČESKOSLOVENSKA SOCIALISTICKÁ REPUBLIKA (1») POPIS VYNÁLEZU K AUTORSKÉMU OSVĚDČENÍ 260510 (ii) (Bl) (22) Přihlášeno 05 U 86 (21) pv еооз-es.w (51) Ы. Cl* G 21 К 5/10 ÚFTAD PRO VYNÁLEZY A OBJEVY (40) Zveřejněno 16 05 88 (45) vydáno 14 04 89 (75) Autor vynálezu HÚŠÍAVA STEFAN RNDr., PIEŠŤANY, PTÄK VÄCLAV, ZÄLUŽÍ (54) Moderační blok pro testování detektorů neutronů Podstata se týká moderačního bloku, ve kterém je možno testovat, tj. určovat relativní a absolutní citlivost detektorů neutronů neutronovým zdrojem. Těchto detektorů je třeba při reaktorových měřeních v jaderných elektrárnách. Na dně nádoby moderačního bloku jsou umístěna vodítka, v nichž spočívají vodicí elementy pouzder neutronového zdroje. Ve středu tohoto dna řešené nádoby je umístěna naváděcí podložka, na kterou dosedá výměnná vložka, připojená k pouzdru detektoru neutronů. Pouzdro volně prochází nosníkem, umístěným napříč v horní části nádoby, moderačního bloku a uloženým na podpěrách připevněných ke stěně nádoby. К nosníku jsou dále připevněny kolmo situované matice pohybových šroubů. Pouzdra neutronového zdroje jsou svou horní částí, k níž má každé pouzdro připojenou konzolu s úchytem pohybového šroubu, vložena do podélných vybrání, vytvořených v nosníku. Každou maticí pohybového šroubu- a úchytem pohybového šroubu prochází jeden pohybový šroub. 260510 obr. 4
260510 2 Vynález se týká moderačního bloku, ve kterém je možno testovat, tj. určovat relativní a absolutní citlivost detektorů neutronů neutronovým zdrojem. Těchto detektorů je třeba při reaktorových měřeních v jaderných elektrárnách. Dosud se к měření relativní citlivosti a funkční schopnosti detektorů neutronů většinou používá parafinu jako moderátoru. Moderátor je uložen do nosiče, kde tvoří pevně určenou vrstvu na jeho vnitřním povrchu. Do dutiny nosiče je pak vložen neutronový zdroj. Testovaný detektor neutronů se přikládá к takto uspořádanému neutronovému zdroji do určité vzdálenosti od tohoto zdroje, která se již dále nemění. Tímto uspořádáním je u detektorů mezipásma jaderného raktoru možno zjistiti jen určitou odezvu a u detektorů energetického pásma ani tuto odezvu. Odezvou se v tomto případě rozumí statisticky výrazná reakce detektoru na tok neutronů ze zdroje neutronů, kdy naměřené hodnoty jsou statisticky výrazné nad efekty pozadí. S ohledem na potřeby měření absolutní citlivosti detektorů neutronů, jinými slovy s ohledem na potřeby testování těchto detektorů neutornů je tedy možno dosavadní uspořádání použít jen u nejcitlivějších druhů detektorů neutornů, to znamená u detektorů zdrojového pásma jaderného reaktoru. Další nevýhodou dosavadního řešení, která souvisí s nejednoznačnou geometrií uspořádání prostoru mezi neutronovým zdrojem a detektorem, je zejména neefektivní výtěžnost neutronů; nedostatkem je také méně bezpečná ochrana pracovníků před zářením, pronikajícím z takového uspořádání. Tyto nedostatky podstatně omezuje moderační blok pro testování detektorů neutronů podle vynálezu, sestávající z nádoby, pouzdra detektoru, pouzder neutronového zdroje, vodítek a nosníku. Jeho podstata spočívá v tom, že na dně nádoby moderačního bloku jsou umístěna vodítka, v nichž spočívají vodicí elementy pouzder neutronového zdroje. Ve středu tohoto dna řečené nádoby je umístěna naváděcí podložka, na kterou dosedá výměnná vložka, připojená к pouzdru detektoru neutornů. Toto pouzdro volně procliází nosníkem, umístěným napříč v horní části nádoby moderačního bloku a uloženým na podpěrkách připevněných ke stěně řečené nádoby. К nosníku jsou dále připevněny kolmo situované matice pohybových šroubů. Pouzdra neutronového zdroje jsou svou horní částí, k níž má každé pouzdro připojenou konzolu s úchytem pohybového šroubu, vložena do podélných vybrání, vytvořených v nosníku. Každou maticí pohybového šroubu a úchytem pohybového šroubu prochází jeden pohybový šroub. Podstata moderačního bloku spočívá také v tom, že vodicí elementy jsou uloženy v ložiskách, umístěných na každém spodním konci pouzdra neutronového zdroje, a že každé toto pouzdro je nad tímto ložiskem opatřeno vodotěsnou přepážkou. Podstatnou výhodou moderačního bloku podle vynálezu jsou přesnější výsledky testování detektorů neutronů mezipásma a energetického pásma jaderných reaktorů. Tyto výhody jsou dány především množstvím volby optimální geometrie uspořádání jednotlivých prvků moderačního bloku včetně volby vzdálenosti mezi neutronovými zdroji a testovaným detektorem neutronů a volby optimálního počtu zdrojů neutronů z hlediska dosažení potřebné homogenity pole tepelných neutronů v bezprostředním okolí testovaného detektoru neutronů. Výhodou moderačního bloku podle vynálezu je i to, že jej lze experimentálně nebo výpočtem zkalibrovat, tj. předem určit potřebnou hustotu toku tepelných neutronů v místě citlivé části detektoru neutronů pro ten či onen účel a podle výsledku předem nastavit geometrii jednotlivých prvků moderačního bloku. Mezi podstatné výhody náleží i ochrana obsluhy před zářením, a to na úrovni, srovnatelné s úrovní zářeni od pozadí. Na připojeném výkresu je na obr. 1 nárys moderačního bloku a na obr. 2 půdorys moderačního bloku podle vynálezu, jak může být používán pro testováni detektorů neutronů v jaderných elektrárnách. Jak je z tohoto výkresu zřejmé, sestává tento moderační blok především z nádoby i, která má dno 10, a v jeho středu umístěnou naváděcí podložku jj.
3 260510- Křížem dna jsou umístěna vodítka ]_ tvaru písmene U. V těchto vodítkách ]_ může pojíždět vodicí element 0, jímž je opatřeno každé pouzdro 6_ neutronového zdroje. Do otvoru naváděcí podložky 5 se zasouvá čep výměnné vložky 4, která je připevněna, např. zašroubována do lože pouzdra 2 detektoru 201 neutronů. V tomto příkladě provedení jsou použita dvě pouzdra neutronového zdroje 601, mohou však být použita podle potřeby i čtyři. V horní části nádoby i moderačního bloku prochází pouzdro 2 detektoru 201 středovým otvorem 82_, vytvořeným v nosníku J3. V tomto nosníku jsou také oboustranně vytvořena podélná vybrání 86 pro průchod a pohyb horních konců pouzder 6 neutronového zdroje 601 Nosník 1 je připevněn ke stěně nádoby 2 moderačního bloku pomocí podpěr 11; к nosníku В jsou shora a kolmo připevněny také matice jso pohybového šroubu3,- Každé pouzdro neutronového zdroje 601 je možno posouvat od pouzdra 2 detektoru ke stěně nádoby 2 а naopak otáčením pohybového šroubu jehož hladký konec je uložen v úhelníkovém úchytu 62, připojeném к hornímu konci každého pouzdra 6 neutronového zdroje 601 a pojištěn v něm proti vysunutí nákružkem. Vodicí elementy 6_0 jsou uloženy v ložiskách 1, v tomto příkladě provedených velmi jednoduše jako křižem rozříznutá a pak sevřená trubka, jíž je' spodní konec pouzdra 6^ neutronového zdroje 601. Shora se vodicí element opírá o přepážku 64^, kterou tvoří kruhová kovová destička, vodotěsně vevařená do vnitřku spodní části pouzdra 6 neutronového zdroje 601. Nádoba 1 je,» v tomto příkladu provedení naplněna obyčejnou vodou jako moderátorem rychlých neutronů. Obsah vody je na výkrese naznačen řídkým čárkováním a hladina plnou slabou čarou. S moderačním blokem podle tohoto příkladu provedení se pracuje tak, že podle zvoleného počtu neutronových zdrojů 601 se do nádoby _1 moderačního bloku vloží stejný počet pouzder 6 neutronového zdroje 601 Pak se vloží do nádoby 1 moderačního bloku pouzdro 2 detektoru 201 neutronů, opatřené výměnnou vložkou j4, zvolenou podle parametrů testovaného detektoru 201 neutronů. čep výměnné vložky 4 se zasune do otvoru naváděcí podložky Potom se do pouzdra 2 detektoru 201 neutronů uloží detektor 201 neutronů, určený к testování. Po tomto sestavení moderačního bloku se nádoba i tohoto bloku naplní vodou jako moderátorem až pod spodní okraj nosníku J3 a pak se do pouzdra 6 neutronových zdrojů 601 uloží tyto neutronové zdroje 601, a to do vzdálenosti C g středu citlivosti detektoru 201 neutronů; otáčením pohybovými šrouby 3 se pouzdra ť> neutronových zdrojů 601 posouvají v radiálním směru, čímž se zvolna mění tloušíka vrstvy moderátoru - vody - mezi detektorem 201 neutronů a neutronovými zdroji 601, až je nalezen její optimální rozměr. Po vyhledáni optimální tloušeky moderátoru se poloha pouzder neutornových zdrojů 601 zafixuje; tim je určena konstantní geometrie testování a moderační blok podle vynálezu je připraven к testování detektorů 201 neutronů stejného typu. Pro testování dalších typů detektorů 201 neutronů se vždy vymění pouzdro 2 detektorů 201 neutronů s příslušnou výměnnou vložkou a celý cyklus sestavení moderačního bloku se opakuje. Po ukončení testování detektorů 201 neutronů se vždy vyjmou neutronové zdroje 601 z pouzder 6, nato se vypustí voda z nádoby 1 moderačního bloku, vyjmou se pouzdra 2, 6 detektoru i neutronových zdrojů 601 a moderační blok je připraven к přepravě na jiné místo testováni. Moderačního bloku podle vynálezu je možno využít к různým experimentálním měřením, prováděným na neutrono-fyzikální bázi.
260510 2 P Ř E D M Ě T V Y N Á L E Z U 1. Moderační blok pro testování detektorů neutronů, sestávající z nádoby, pouzdra detektoru, pouzder neutronového zdroje, vodítek a nosníku vyznačené tím, že na dně (10) nádoby (1) moderačního bloku jsou umístěna Vodítka (7), v nichž spočívá vodicí elementy (60) pouzdra (6) neutronového zdroje, a že ve středu tohoto dna (10) nádoby (1) je umístěna naváděcí podložka (5), na které je uložena výměnná vložka (4), připojená к pouzdru (2) detektorů neutronů, procházející nosníkem (8), umístěným na podpěrách (11) s připevněnou maticí (80), kterážto podpěra (11) je upevněna na vnitřní stěně horní části nádoby (1), a také že pouzdra (6) neutronového zdroje jsou svou horní částí, k níž je připojena konzola s úchytem (62) pohybového šroubu (3) vložena do podélných vybráni, vytvořených v nosníku (8), a ještě dále že každou maticí (80) a úchytem (62) prochází pohybový šroub (3). 2. Moderační blok podle bodu 1 vyznačený tím, že vodicí elementy (60) jsou uloženy v ložiskách (61) umístěných na každém spodním konci pouzdra (6) neutronového zdroje, a že každé toto pouzdro (6) neutronového zdroje je nad každým ložiskem (61) opatřeno vodotěsnou přepážkou (64). 1 výkres
260510 7 ч 60 obr. 4