Spaltkammern sind Ionisationsdetektoren zum Nachweis von Neutronen. Spaltkammern können als Zwischenbereichsdetektoren verwendet werden, um den Neutronenfluss (Reaktorleistung) auf dem Zwischenflussniveau zu überwachen. Sie liefern auch Anzeigen, Alarme und Reaktorauslösesignale. Das Design dieses Instruments ist so gewählt, dass es eine Überlappung zwischen den Quellbereichskanälen und der gesamten Spannweite der Leistungsbereichskanäle bietet.
Im Allgemeinen ist die Ionisationskammer , auch als Ionenkammer bekannt , ein elektrisches Gerät, das verschiedene Arten von ionisierender Strahlung erfasst . Die Spannung des Detektors wird so eingestellt, dass die Bedingungen dem Ionisationsbereich entsprechen . Die Spannung ist nicht hoch genug, um eine Gasverstärkung (Sekundärionisation) zu erzeugen. Ionisationskammern werden für hohe Strahlendosisraten bevorzugt , da sie keine „Totzeit“ aufweisen, ein Phänomen, das die Genauigkeit der Geiger-Müller-Röhre beeinträchtigtbei hohen Dosisleistungen. Darüber hinaus führt eine Erhöhung der Spannung im Ionisationsbereich nicht zu einer wesentlichen Erhöhung der Anzahl der gesammelten Ionenpaare. Die Anzahl der von den Elektroden gesammelten Ionenpaare ist gleich der Anzahl der von der einfallenden Strahlung erzeugten Ionenpaare und hängt von der Art und Energie der Teilchen oder Strahlen in der einfallenden Strahlung ab.
Bei Spaltkammern ist die Kammer mit einer dünnen Schicht hochangereichertem Uran-235 beschichtet , um Neutronen nachzuweisen. Neutronen ionisieren nicht direkt und müssen normalerweise in geladene Teilchen umgewandelt werden, bevor sie nachgewiesen werden können. Ein thermisches Neutron bewirkt die Spaltung eines Atoms von Uran-235 , wobei die beiden erzeugten Spaltungsfragmente eine hohe kinetische Energie aufweisenund Bewirken einer Ionisierung des Argongases innerhalb des Detektors. Ein Vorteil der Verwendung einer Uran-235-Beschichtung anstelle von Bor-10 besteht darin, dass die Spaltfragmente eine viel höhere Energie aufweisen als die Alpha-Partikel einer Borreaktion. Darüber hinaus verursachen die Spaltfragmente, die aus der Wechselwirkung von Neutronen mit der Beschichtung resultieren, eine signifikant größere Menge an Ionisation innerhalb der Spaltkammer als die auf den Detektor einfallende Gammastrahlung. Dies führt dazu, dass die von Neutronen erzeugten Ladungsimpulse signifikant größer sind als die Gamma-Impulse. Eine Impulsgrößenunterscheidungsschaltung kann dann verwendet werden, um die unerwünschten Gammaimpulse auszublenden. Daher Spaltkammern sind sehr empfindlich auf Neutronenfluss und dies ermöglicht die Spaltkammern in dem Betrieb höheren Gamma Feldern als eine unkompensierte Ionenkammer mit Borauskleidung.
Spaltkammern werden oft als Stromanzeigegeräte und Impulsgeber in Abhängigkeit vom Neutronenflussniveau verwendet. Im Pulsmodus sind Spaltkammern aufgrund der sehr großen Pulsgrößendifferenz zwischen Neutronen und Gammastrahlen besonders nützlich. Wenn die Leistung im mittleren Bereich oder im Leistungsbereich hoch ist (dh in einem hochgradigen gemischten Gamma- und Neutronenfluss), können die Spaltkammern im Campbelling-Modus betrieben werden (auch als „Schwankungsmodus“ oder „Mittelquadratspannungsmodus“ bezeichnet). zuverlässige und präzise neutronenbezogene Messungen zu liefern. Die Campbelling-Technik eliminiert den Gamma-Beitrag. Aufgrund des doppelten Verwendungszwecks der Spaltkammer wird sie häufig in „Weitbereichskanälen“ in nuklearen Instrumentensystemen eingesetzt.
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