專利名稱：一種用于事故條件下強γ輻射場測量的電離室型探測器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及核防護技術領域，具體的說是一種用于事故條件下強Y輻射場測量的電離室型探測器。
背景技術：
在Y輻射劑量率監(jiān)測時，會遇到一些情況，在正常情況下，監(jiān)測場所的輻射水平較低，而在一些極端情況下，如監(jiān)測場所發(fā)生大的核泄漏事故時，監(jiān)測場所的輻射劑量率會 遠遠高于正常水平，甚至為正常水平的7 8個數量級。為了達到實時監(jiān)測的目的，監(jiān)測系統(tǒng)需要有很寬的量程范圍和高的測量上限，以確保系統(tǒng)在正常工況和事故工況下都能正常工作。同時，為了使監(jiān)測系統(tǒng)能在極端事故情況下正常工作，系統(tǒng)還需要滿足事故情況下的使用要求。如核反應堆在發(fā)生嚴重的事故后，尤其是發(fā)生失水事故(LOCA)或主蒸汽管道斷裂、堆芯熔化等事故后，反應堆周圍的劑量率遠遠高于正常水平，同時整個安全殼內處于高溫、高濕、高壓環(huán)境，常規(guī)核探測器均已失去作用。而通過測量安全殼內的Y輻射劑量率，可推測出安全殼內總放射性活度。因此，有必要設置用于核反應堆事故及事故后Y輻射劑量率監(jiān)測用的探測器，確保在事故情況下仍能獲得安全殼內輻射劑量率的準確數值，為判定事態(tài)的發(fā)展及應急決策手段提供依據。一般的核探測器量程范圍比較窄，在4 6個數量級，且只能在常溫常壓下工作。同時，測量上限也比較低，無法用于超高Y輻射劑量率的測量。而對于類似核電站可能發(fā)生的LOCA事故時，探測器除了測量上限非常高以外，探測工作環(huán)境也跟正常水平不一樣，一般的探測器均無法工作。
發(fā)明內容本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術的不足之處，而提供一種用于事故條件下強Y輻射場測量的電離室型探測器，其結構簡單，使用方便，既能在正常輻射水平下工作，又能在高溫、高濕、高壓和超高輻射劑量率下正常工作，該電離室采用完全密封的不銹鋼外殼和不銹鋼無機鎧裝電纜，在確保有較大體積靈敏區(qū)的同時，采用非常小的電極間距，以滿足較低的量程下限和極高的測量上限。同時通過在高壓極內部添加鋁襯底而獲得一致性非常好的能量響應線性。由于采用了不銹鋼鎧裝電纜傳輸信號，電纜絕緣電阻大，漏電流小，信號衰減小，抗干擾力強，因此可以將電離室輸出的電流信號傳輸至安全殼外環(huán)境條件較好的區(qū)域后再放大處理。探測器內部的絕緣支撐件均采用陶瓷材料，采用本實用新型的Y輻射劑量率監(jiān)測設備可以長期在高溫高壓環(huán)境下工作。本實用新型的目的是通過如下技術措施來實現的一種用于事故條件下強Y輻射場測量的電離室型探測器，包括圓柱形不銹鋼電離室探頭和電纜，所述不銹鋼電離室探頭由同軸薄壁不銹鋼密封結構的外殼和內膽組成，所述內膽里層收集極為空心鋁圓柱體，外層高壓極為同軸的兩端密封的不銹鋼圓筒，高壓極內壁緊密貼合有鋁襯底，所述內膽上設有充氣咀，所述收集極和高壓極分別與電纜相連，電纜采用具有不銹鋼外殼的無機鎧裝電纜，不銹鋼無機鎧裝電纜與電離室探頭外殼焊接。在上述技術方案中，所述收集極兩端均采用絕緣子連接固定在高壓極上。在上述技術方案中，所述兩個絕緣子設有漏電流保護環(huán)，漏電流保護環(huán)均采用彈簧與探頭外殼相連。在上述技術方案中，所述外殼與內膽之間設有若干絕緣支撐件，該絕緣支撐件全部采用陶瓷材料制作。在上述技術方案中，所述絕緣支撐件和外殼之間設有減震彈簧。本實用新型采用兩端密封的不銹鋼圓筒做高壓極，內部采用同軸的空心鋁圓柱體做收集極，高壓極兩端采用有漏電流保護環(huán)的絕緣子將收集電極固定在一起，組成電離室 內膽。兩電極間通過充氣咀充有一定壓力的氣體做工作介質。在滿足靈敏度和絕緣度的條件下，采用2 4mm的電極間距離和較低的工作氣壓，以保證電離室有充分高的測量上限。同時，所有的電極均做圓弧形倒角，防止探測器在高壓和強輻射場下發(fā)生自持放電。為了抑制射線在外電極壁上打出的二次電子，在高壓極內側襯有一薄鋁層，可有效改善電離室的能量響應線性。為了防止使用場所發(fā)生破壞性的事故時，收集極發(fā)生振動而斷裂，收集極兩端各采用一個絕緣子連接后與高壓極固定，絕緣子的漏電流保護環(huán)采用彈簧與外殼連接。整個內膽經過陶瓷支撐件和減震彈簧支撐后安裝在圓柱形不銹鋼外殼內。給電離室提供工作電壓的電纜和信號輸出電纜均采用具有不銹鋼外殼的無機鎧裝電纜，外殼上所有的連接位置均采用焊接的方式永久密封，以確保本實用新型在高溫高濕環(huán)境下電離室內部的絕緣度不受影響，設備仍能正常工作。本實用新型可用于超高Y輻射劑量率的測量，量程范圍比一般電離室寬，測量下限與高放射性液體監(jiān)測用探測器相當，而測量上限遠高于該類探測器。由于采用了鋁襯底能量補償結構，在不添加錫等重金屬吸收片的情況下，能量線性好于一般的探測器，可在核電站發(fā)生嚴重事故時，高溫、高壓和高濕環(huán)境下監(jiān)測安全殼內的Y輻射劑量率。同時，還可用于包括高放射性液體、Y輻照裝置等輻射劑量率的在線測量。

圖I為本實用新型用于事故條件下強Y輻射場測量的電離室型探測器的結構示意圖。其中1.第一陶瓷支撐件，2.外殼，3.高壓極，4.第二陶瓷支撐件，5.充氣咀，6.減震彈簧，7.第一電纜，8.第一彈簧，9.第一漏電流保護環(huán)，10.收集極，11.鋁襯底，12.第二漏電流保護環(huán)，13.第二彈簧，14.第二電纜。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步的描述。如圖I所示，本實用新型提供一種用于事故條件下強Y輻射場測量的電離室型探測器，包括圓柱形不銹鋼電離室探頭和電纜，所述不銹鋼電離室探頭由同軸薄壁不銹鋼密封結構的外殼2和內膽組成，所述內膽里層收集極10為空心鋁圓柱體，外層高壓極3為同軸的兩端密封的不銹鋼圓筒，高壓極3內壁緊密貼合有鋁襯底11，所述內膽上設有充氣咀5，所述收集極10和高壓極3分別與第一電纜7和第二電纜14相連，電纜采用具有不銹鋼外殼的無機鎧裝電纜，不銹鋼無機鎧裝電纜與電離室探頭外殼2焊接。電纜與外殼2之間采用焊接方式密封，以確保電離室能長期在高壓、潮濕的環(huán)境下穩(wěn)定工作。通過充氣咀5將內部抽至高真空后，充入一定壓力的惰性氣體或氮氣作為接收Y射線的工作介質。通過第二電纜14向高壓極3施加一定電壓的極化高壓后，Y射線與收集極10和鋁襯底11間的氣體作用產生的電荷向兩電極運動，在與收集極相連的第一電纜7中輸出與輻射劑量率成正比的電流信號。在上述實施例中，為了保證電離室有足夠高的抗振性，收集極10兩端各自采用一個絕緣子連接后固定在高壓極3上。第一絕緣子漏電流保護環(huán)9和第二漏電流保護環(huán)12分別用第一彈簧8和第二彈簧13與探頭外殼2連接。在上述實施例中，所述外殼2與內膽之間設有第一絕緣支撐件I和第二絕緣支撐 件4，該絕緣支撐件全部采用耐高溫的陶瓷制作，保證探頭能夠在很高的溫度下正常工作。同時，在第二絕緣支撐件4和外殼2之間用減震彈簧6壓緊，確保探測器在受到較大沖擊振動時有很強的生存力。本實用新型輸出的信號經過不銹鋼無機鎧裝電纜輸出至輻射劑量率較低的區(qū)域后，采用寬量程弱電流放大電路放大處理，并經過刻度后，可將探測器輸出的電流信號轉換
為福射劑量率。
權利要求1.一種用于事故條件下強Y輻射場測量的電離室型探測器，包括圓柱形不銹鋼電離室探頭和電纜，其特征是所述不銹鋼電離室探頭由同軸薄壁不銹鋼密封結構的外殼和內膽組成，所述內膽里層收集極為空心鋁圓柱體，外層高壓極為同軸的兩端密封的不銹鋼圓筒，高壓極內壁緊密貼合有鋁襯底，所述內膽上設有充氣咀，所述收集極和高壓極分別與電纜相連，電纜采用具有不銹鋼外殼的無機鎧裝電纜，不銹鋼無機鎧裝電纜與電離室探頭外殼焊接。
2.根據權利要求I所述的用于事故條件下強Y輻射場測量的電離室型探測器，其特征是所述收集極兩端均采用絕緣子連接固定在高壓極上。
3.根據權利要求2所述的用于事故條件下強Y輻射場測量的電離室型探測器，其特征是所述兩個絕緣子設有漏電流保護環(huán)，漏電流保護環(huán)均采用彈簧與探頭外殼相連。
4.根據權利要求I所述的用于事故條件下強Y輻射場測量的電離室型探測器，其特征是所述外殼與內膽之間設有若干絕緣支撐件，該絕緣支撐件全部采用陶瓷材料制作。
5.根據權利要求4所述的用于事故條件下強Y輻射場測量的電離室型探測器，其特征是所述絕緣支撐件和外殼之間設有減震彈簧。
專利摘要本實用新型涉及核防護技術領域，提供一種用于事故條件下強γ輻射場測量的電離室型探測器，由全密封不銹鋼探頭和不銹鋼無機鎧裝電纜組成，探頭為圓柱形結構，外殼和內膽均為薄壁不銹鋼密封結構，與電子學相連的電纜采用不銹鋼鎧裝電纜，電纜與外殼之間采用焊接方式密封。本實用新型在確保有較大體積的靈敏區(qū)的同時，采用非常小的電極間距，以滿足較低的量程下限和極高的測量上限，并且通過在高壓極內部添加鋁襯底結構以獲得一致性非常好的能量響應線性。
文檔編號G01T1/14GK202533587SQ201220087198
公開日2012年11月14日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權日2012年3月9日
發(fā)明者劉單, 孫光智, 左亮周, 徐江濤, 梁云, 王益元, 許滸, 郭智榮 申請人:中國船舶重工集團公司第七一九研究所, 武漢海王科技有限公司