As câmaras de fissão são detectores de ionização usados para detectar nêutrons. As câmaras de fissão podem ser usadas como detectores de faixa intermediária para monitorar o fluxo de nêutrons (potência do reator) no nível do fluxo intermediário. Eles também fornecem indicação, alarmes e sinais de disparo do reator. O design deste instrumento é escolhido para fornecer sobreposição entre os canais da faixa da fonte e a amplitude total dos instrumentos da faixa de potência.
Em geral, a câmara de ionização , também conhecida como câmara de íons , é um dispositivo elétrico que detecta vários tipos de radiação ionizante . A tensão do detector é ajustada para que as condições correspondam à região de ionização . A tensão não é alta o suficiente para produzir amplificação de gás (ionização secundária). As câmaras de ionização são preferidas para altas taxas de dose de radiação porque elas não têm “tempo morto”, um fenômeno que afeta a precisão do tubo Geiger-Muellerem altas doses. Além disso, na região de ionização, um aumento na tensão não causa um aumento substancial no número de pares de íons coletados. O número de pares de íons coletados pelos eletrodos é igual ao número de pares de íons produzidos pela radiação incidente e depende do tipo e energia das partículas ou raios na radiação incidente.
No caso de câmaras de fissão , a câmara é revestida com uma fina camada de urânio-235 altamente enriquecido para detectar nêutrons. Os nêutrons não ionizam diretamente e geralmente precisam ser convertidos em partículas carregadas antes de serem detectadas. Um nêutron térmico causará a fissão de um átomo de urânio-235 , com os dois fragmentos de fissão produzidos com uma alta energia cinéticae causando ionização do gás argônio dentro do detector. Uma vantagem do uso de revestimento de urânio-235 em vez do boro-10 é que os fragmentos de fissão têm uma energia muito maior do que a partícula alfa de uma reação de boro. Além disso, os fragmentos de fissão resultantes da interação dos nêutrons com o revestimento causam uma quantidade significativamente maior de ionização dentro da câmara de fissão do que a radiação gama incidente no detector. Isso resulta nos pulsos de carga gerados por nêutrons sendo significativamente maiores que os pulsos gama. O circuito de discriminação de tamanho de pulso pode então ser usado para bloquear os pulsos gama indesejados. Portanto, as câmaras de fissão são muito sensíveis ao fluxo de nêutrons e isso permite que as câmaras de fissão operem em campos gama mais altos do que uma câmara de íons não compensada com revestimento de boro.
As câmaras de fissão são frequentemente usadas como dispositivos indicadores de corrente e dispositivos de pulso, dependendo do nível do fluxo de nêutrons. No modo de pulso, as câmaras de fissão são especialmente úteis, devido à grande diferença de tamanho de pulso entre nêutrons e raios gama. Quando a potência é alta na faixa intermediária ou na faixa de potência (ou seja, em um nível misto de alto nível e fluxo de nêutrons), as câmaras de fissão podem ser operadas no modo Campbelling (também conhecido como “modo de flutuação” ou “modo de tensão quadrada média”) para fornecer medições confiáveis e precisas relacionadas a nêutrons. A técnica Campbelling elimina a contribuição gama. Por causa do uso duplo da câmara de fissão, é freqüentemente usado em canais de “ampla gama” em sistemas de instrumentação nuclear.
