[发明专利]基于Micromegas的裂变室

说明书

本发明公开了一种基于Micromegas的裂变室，包括Micromegas探测器，所述Micromegas探测器具有金属外壳，设于金属外壳内的漂移电极、Micromegas微网和收集电极，Micromegas微网设于漂移电极和收集电极之间；收集电极与脉冲信号采集电路电连接；Micromegas微网与漂移电极之间形成漂移区，Micromegas微网与收集电极之间形成收集区；金属外壳、漂移电极和收集电极之间围成气室，气室内设有流动的电离气体；所述漂移电极上还设有铀‑235层。本发明灵敏度高，计数率量程高，以期实现在单一脉冲模式下对反应堆从物理启动到满功率运行过程的中子注量率监测全覆盖；具有更好的抗干扰能力，更强的n/γ甄别能力，特别适合于反应堆等强电磁干扰与强γ辐射场环境的中子注量率的实时监测。

技术领域

本发明属于裂变室领域，特别涉及一种基于Micromegas的裂变室。

背景技术

从反应堆启动至满功率运行，其核功率的动态变化范围会达到10个数量级，相应的中子注量率变化范围将达到11个数量级(10⁰～10¹¹n/cm².s)，出于次临界度、控制和安全目的，必须在反应堆运行的所有阶段监测堆芯中子注量率及其变化，另一方面，反应堆周围γ强度非常高，因此，用于反应堆中子注量率监测的中子探测器需要具备两个方面的条件，一是探测器量程要宽，二是探测器n/γ甄别能力要强。

由于一般的中子探测器量程有限，很难覆盖跨度这么大的测量范围，目前反应堆中子注量率监测方案主要有两类。第一类是把全程的测量范围分成好几段测量通道，分别配以不同的中子探测器来进行分段接力测量，此类方案最主要的缺点是探测器数目多，系统结构复杂；另一类是裂变室宽量程方案，利用裂变室自身具有的三种工作模式，即脉冲计数模式、坎贝尔模式、电流模式，组合起来能够覆盖反应堆运行的所有阶段中子注量率变化范围，此方案的优点是减少了探测器，简化了探测系统的结构，但也存在着如下问题：裂变室热中子探测灵敏度不高(10^-1～10⁰cps/nv)、计数率动态范围小(中子注量率脉冲模式测量上限10⁵～10⁶n.cm^-2.s^-1)、(篇四一样)监测模式切换繁琐等问题，其应用于大型商用反应堆技术尚不成熟。

发明内容

本发明的目的在于，针对当前裂变室监测反应堆从启动到满功率过程中热中子灵敏度不高、计数率动态范围小、监测模式切换繁琐的不足，提供一种基于Micromegas的裂变室，灵敏度高，计数率量程高，以期实现在单一脉冲模式下对反应堆从物理启动到满功率运行过程的中子注量率监测全覆盖。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于Micromegas的裂变室，包括Micromegas探测器，所述Micromegas探测器具有金属外壳，设于金属外壳内的漂移电极、Micromegas微网和收集电极，Micromegas微网设于漂移电极和收集电极之间；漂移电极、Micromegas微网外加负电压，加在漂移电极上的负电压的电压绝对值大于加在Micromegas微网上的负电压的电压绝对值，收集电极接地；收集电极与脉冲信号采集电路电连接；Micromegas微网与漂移电极之间形成漂移区，Micromegas微网与收集电极之间形成收集区；金属外壳、漂移电极和收集电极之间围成气室，气室内设有流动的电离气体；其特点是所述漂移电极上还设有铀-235层。

作为一种优选方式，所述脉冲信号采集电路读取方式为盘阵列或像素读出方式。

作为一种优选方式，铀-235层的厚度为10～12mg/cm²。

作为一种优选方式，铀-235层的厚度为11mg/cm²。