JPS648795B2

JPS648795B2 -

Info

Publication number: JPS648795B2
Application number: JP9837982A
Authority: JP
Inventors: Jei Aran Korin
Original assignee: Atomic Energy of Canada Ltd AECL
Current assignee: Atomic Energy of Canada Ltd AECL
Priority date: 1981-06-09
Filing date: 1982-06-08
Publication date: 1989-02-15
Also published as: SE448122B; DE3220959A1; FR2507328B1; RO84285B; FR2507328A1; JPS57211574A; SE8203224L; CA1157578A; RO84285A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は自己出力供給中性子束およびγ線束検
出装置に関する。

自己出力供給中性子束およびγ線束検出装置は
原子炉に広範囲にわたつて使用されている。ある
用途では、これらの検出装置は原子炉の安全装置
の１次検出装置として使用され、一方その他の用
途では、原子炉の制御装置の１次検出装置として
使用されている。このような用途では、検出装置
の動的レスポンスを核燃料の出力の動的挙動と整
合させることが大いに望ましい。核分裂原子炉に
おける熱出力の殆どは核燃料の直接の核分裂、所
謂核分裂出力に起因するものであるけれども、出
力の可成りの比率は放射性核分裂破片により放出
されるβ線およびγ線エネルギ、所謂遅発出力に
起因している。CANDU型の天然ウラン重水原子
炉においては、例えば、核燃料中に発生する平衡
熱出力の約93％は燃料の直接の核分裂に起因して
おり、一方その約７％は核分裂破片の崩壊に起因
している。前記成分は中性子束の変化に迅速に追
従し、一方後者の成分は中性子束の変化に迅速に
追従しない。その理由は、核分裂破片が数秒から
数日まで変化する広範囲の時定数とともに崩壊す
るからである。

原子炉の制御装置および安全装置に使用するた
めの理想的な中性子束およびγ線束検出装置は核
燃料が応答すると全く同じ態様で中性子束の変化
に応答するであろう。

自己出力供給中性子束およびγ線束検出装置は
通常鉱物で絶縁された同軸ケーブルから成つてい
る。中央の電極はエミツタと呼ばれ、一方外側の
電極はコレクタと呼ばれている。これらの２個の
電極は鉱物の酸化物の絶縁物により互に電気的に
絶縁されている。この絶縁物は通常MgOまたは
Al₂O₃であるが、その他の酸化物も使用すること
ができる。多くの用途においては、自己出力供給
検出装置は炉心の限定された領域にわたつて出
力、すなわち、中性子束およびγ線束を測定する
ために使用されている。これらの用途において
は、検出装置はリードケーブルに接続されてお
り、このリードケーブルとしては同様に鉱物で絶
縁された同軸ケーブルを使用することができる。
しかしながら、幾何学的形状および材料を適宜選
択することによりまたリードケーブル補償技術に
より、リードケーブルに発生する自己出力信号が
検出装置に発生する信号の小さい比率となるよう
に調整することができる。

動力用原子炉においては、自己出力供給検出装
置に発生する電流は三つの別々の相互作用、すな
わち、β放射性子核種が検出装置の中、通常、エ
ミツタ電極の中で中性子を捕獲することにより生
ずる（ｎ、β）相互作用、検出装置の中に中性子
を捕獲することにより発生したγ線がコンプトン
および光電プロセスにより自由電子を放出し、そ
れ故に２個の電極の間に正味の電流を発生させる
（ｎ、γ、ｅ）相互作用と、燃料および原子炉の
ハードウエアに発生した原子炉のγ線が検出装置
の中で相互に作用しあつて２個の電極の間に正味
の電流を発生させる（γ、ｅ）相互作用に帰因し
ている。（ｎ、β）相互作用は遅延せしめられる
ので、このような相互作用が支配的な電流発生機
構である検出装置、例えば、バナジウムまたはロ
ジウムのエミツタを有する検出装置は原子炉の制
御装置および安全装置の１次検出装置として使用
するには好適ではない。それ故に、これらの用途
では、電流が本質的に（ｎ、γ、ｅ）および
（γ、ｅ）相互作用のみに起因するような検出装
置が使用されている。（ｎ、β）相互作用が絶対
に起らない検出装置を製造することは殆ど不可能
であり、また材料を周到に選択することによりか
かる相互作用により発生する電流の比率を全信号
の数％よりも小さくすることができることに留意
すべきである。

信号の100％が（ｎ、γ、ｅ）相互作用に起因
する理想化した検出装置は中性子束の変化に効果
的にしかも瞬間的に応答することになろう。この
ような検出装置は100％即発性である。従つて、
前述したように燃料の出力の即発性は約93％にす
ぎないので、そのレスポンスは理想的な検出装置
にとつては早過ぎることになろう。他方、信号の
100％が（γ、ｅ）相互作用に起因する理想化し
た検出装置の応答は遅過ぎることになろう。その
理由は原子炉のγ線の約1/3が遅発し、その結果
このような検出装置の信号成分の約67％が即発す
るからである。

しかしながら、信号の21％が（γ、ｅ）相互作
用に起因しかつ信号の79％が（ｎ、γ、ｅ）相互
作用に起因する検出装置は93％の即発比率を有し
ており、すなわち、この検出装置は核燃料の出力
と同じ即発比率を有していることになろう。さら
に、検出装置の遅発したレスポンスは原子炉の遅
発したγ線に起因するので、検出装置の遅発した
レスポンスは大まかにいうと核燃料の遅発した出
力に整合する。その理由は遅発したγ線が核燃料
の遅発した熱出力の源泉である核分裂生成物質の
崩壊から生ずるからである。

原子炉において自己出力供給中性子束およびγ
線束検出装置の原子炉γ線束および原子炉中性子
束に対する相対レスポンスを制御してそれにより
例えば検出装置の信号の動的レスポンスを総体的
な原子炉の燃料の出力の動的レスポンスに精密に
整合させることにより検出装置の動的レスポンス
を制御しようと試みがなされてきた。

原子炉γ線束および原子炉中性子束に対する検
出装置の相対レスポンスを制御する一つの方法
は、C.J.ALLan氏その他に対し1980年９月２日付
けで発行された「自己出力供給中性子束およびガ
ンマー線束検出装置」なる名称のカナダ特許第
1085066号明細書に開示されているように、例え
ばINCONEL（商標名）のエミツタ芯線を完全に
被覆する例えばプラチナで構成された0.05mm程度
の比較的に厚いエミツタ被覆層を使用することで
ある。この型式の検出装置の相対レスポンスはエ
ミツタの直径ならびにエミツタの金属材料の選択
により左右される。従つて、比レスポンスは特定
の幾何学的形状により決定されるが、これは幾何
学的形状が例えば製造方法によるかまたは検出装
置を収納するために使用される組立て時のスペー
スの制限により生ずることがある検出装置のサイ
ズに関する一つまたはそれよりも多い制約条件と
相容れない問題を惹起するかもしれない。もしも
例えばプラチナで被覆された“INCONEL”の芯
体を備えたエミツタを有する検出装置に重水減速
天然ウラン原子炉の燃料の出力の動的レスポンス
と整合する動的レスポンスを付与することが必要
であれば、検出装置のエミツタは約2.9mmの総体
的な直径を有していなければならない。このよう
な検出装置は約５mmの外径を有することになり、
また既存の重水減速天然ウラン原子炉にこのよう
な大きい検出装置を収納することは種々の問題を
惹起する。

原子炉γ線束および原子炉中性子線に対する検
出装置の相対レスポンスを制御する別の一方法
は、L.O.JOHANSSON氏に対し1978年10月31日
付けで発行された「自己出力供給中性子検出装
置」なる名称の米国特許第4123658号明細書に開
示されているように、コバルトの芯体の上に非常
に薄い（５ミクロンよりも小さい）例えばプラチ
ナのクラツデイングを使用することである。この
クラツデイング層の厚さを調整することにより、
原子炉のγ線に対するレスポンス、従つて動的レ
スポンスを制御することができる。
JOHANSSON氏により提案された検出装置は有
用ではあるが、必要な非常に薄いクラツデイング
層の厚さを調整することが非常に困難であるとい
う製造上の問題がある。それ故に、検出装置の動
的レスポンスを十分に制御することが困難であ
る。

従つて、例えば既存の重水減速天然ウラン原子
炉検出装置組立体に容易に収納することができか
つ特定の製造上の問題を惹起しない燃料の出力の
動的レスポンスに精密に整合する動的レスポンス
を有する自己出力供給中性子束およびγ線束検出
装置を得る必要がある。

本発明はエミツタ芯線と、前記エミツタ芯線の
まわりに取りつけられた異なる金属で構成された
エミツタ外側層と、前記エミツタ芯線およびエミ
ツタ外側層のまわりに形成された金属製コレクタ
と、前記エミツタ芯線およびエミツタ外側層を前
記金属製コレクタから電気的に絶縁する電気絶縁
物とを備えた自己出力供給中性子束およびγ線束
検出装置であつて、前記エミツタ芯線およびエミ
ツタ外側層の総体的な直径が少くとも0.4mm程度
であり、前記エミツタ外側層がエミツタ芯線の表
面積の僅か10％程度から90％程度までの範囲を蔽
いかつ前記エミツタ芯線のまわりに少くとも１個
のバンドを備えかつ0.02mm程度から0.07mm程度の
厚さを有し、かつ前記エミツタ芯線の金属、前記
エミツタ外側層の金属、前記金属製コレクタの金
属、前記エミツタ芯線およびエミツタ外側層の総
体的な直径および前記エミツタ外側層により蔽わ
れるエミツタ芯線の表面積を検出装置が90％程度
から96％程度までの範囲の即発比率を有しかつ検
出装置を使用すべき原子炉の核燃料の出力の動力
レスポンスに実質的に整合する動的レスポンスを
有するように選択したことを特徴とする自己出力
供給中性子束およびγ線束検出装置を提供するも
のである。

本発明のある実施態様においては、エミツタ芯
線はニツケル、鉄、チタン、クローム、コバルト
およびこれらの金属の少くとも一つを主成分とす
る合金からなるグループから選択された材料で構
成され、またエミツタ外側層はプラチナ、パラジ
ウム、タンタル、オスミウム、モリブデン、セリ
ウム、スズ、ルテニウム、ニオブ、ジルコニウム
およびこれらの金属の少くとも一つを主成分とす
る合金からなるグループから選択された材料で構
成されている。

本発明のその他の実施態様においては、エミツ
タ外側層はエミツタ芯線の長さに沿つて等しい幅
を有しかつ長手方向に等しい間隔をおいて配置さ
れた５個ないし10個の範囲の数のバンドを備えて
いる。

本発明のその他の実施態様においては、エミツ
タ外側層はエミツタ芯線の表面積の40％ないし60
％程度にわたつてその上に配置されている。

本発明のその他の実施態様においては、エミツ
タ芯線は通常ニツケル76重量％、クローム15.8重
量％および鉄7.20重量％を含有するニツケルを主
成分とする合金で構成され、またエミツタ外側層
はプラチナで構成されている。

重水減速天然ウラン原子炉の燃料出力検出装置
として使用する本発明の実施態様においては、エ
ミツタ芯線は通常ニツケル76重量％、クローム
15.8重量％および鉄7.20重量％を含有するニツケ
ルを主成分とする合金で構成するかまたは高純度
の鉄または高純度のニツケルで構成することが好
ましく、またエミツタ外側層はプラチナまたはス
ズまたはモリブデンで構成することが好ましく、
またエミツタ芯線およびエミツタ外側層の総体的
な直径は２mm程度以下とすることが好ましい。

本発明のその他の実施態様においては、エミツ
タ芯線は実質的に純枠なニツケルで構成されかつ
エミツタ外側層はプラチナで構成されている。

本発明のある実施態様においては、エミツタ芯
線はニツケル、鉄、チタン、クローム、コバルト
およびこれらの金属の少くとも一つを主成分とす
る合金からなるグループから選択された材料で構
成され、かつエミツタ外側層はプラチナ、パラジ
ウム、タンタル、オスミウム、モリブデン、セリ
ウム、スズ、ルテニウム、ニオブ、ジルコニウム
およびこれらの金属の少なくとも一つを主成分と
する合金からなるグループから選択された異なる
材料の少なくとも２個のバンドを備えている。

第１図には、エミツタ芯線１と、エミツタ芯線
１のまわりに取りつけられた全体を符号２で示し
た異なる金属で形成されたエミツタ外側層と、エ
ミツタ芯線１およびエミツタ外側層２のまわりに
形成された金属製コレクタ４と、エミツタ芯線１
およびエミツタ外側層２を金属製コレクタ４から
電気的に絶縁する電気絶縁物６とを備えた自己出
力供給中性子束およびγ線束検出装置であつて、
エミツタ芯線１およびエミツタ外側層２の総体的
な直径が少くとも0.4mm程度であり、エミツタ外
側層２がエミツタ芯線１の表面積の僅か10％程度
から90％程度までの範囲を蔽いかつエミツタ芯線
１のまわりに少くとも１個、代表的には、５個な
いし10個のバンドを備え、前記バンドは図示の実
施態様では５個でありかつ符号１２，１３，１
４，１５で示してありかつ0.02mmないし0.07mm程
度の厚さを有し、かつエミツタ芯線１の金属、エ
ミツタ外側層２の金属、金属製コレクタ４の金
属、エミツタ芯線１およびエミツタ外側層２の総
体的な直径ならびにエミツタ外側層２により蔽わ
れるエミツタ芯線１の表面積を検出装置が90％程
度から96％程度までの範囲の即発比率を有しかつ
検出装置が使用すべき原子炉の燃料の出力の動的
レスポンスに実質的に整合する動的レスポンスを
有するように選択したことを特徴とする自己出力
供給中性子束およびγ線束検出装置を示してあ
る。

本発明の一実施態様においては、エミツタ芯線
はインコネルで製造されかつ数本の特大チユーブ
から延伸された、符号１２，１３，１４，１５で
示したようなエミツタバンドを形成する数本のプ
ラチナチユーブを有しており、それによりエミツ
タ芯線１および符号１２，１３，１４，１５で示
したエミツタバンドが長さ方向に沿つて導電接触
せしめられている。エミツタ芯線１とコレクタ４
との間に流れる電流の強さを測定する装置８が同
軸延長ケーブル１０によりこれらの電極に接続さ
れている。電気絶縁物６はこの実施態様では圧縮
された金属酸化物の粉末、例えば酸化マグネシウ
ムの粉末である。電気絶縁物６はコレクタ電極４
の閉ざされた端部２０と、ケーブル１０の端部に
おける電気絶縁エポキシ樹脂シール２２とにより
密封されている。

このような検出装置の動的レスポンスは蔽われ
るエミツタ芯線１の比率により左右され、その比
率が高い程、動的レスポンスが遅発し、またエミ
ツタの直径により左右され、エミツタの直径が小
さい程、レスポンスが遅くなり、また符号１２な
いし１５で示したバンドの金属の原子番号により
左右され、その原子番号が小さい程、レスポンス
が早くなる。所定のエミツタの直径、所定の芯線
１の材料ならびに所定のバンド１２ないし１５の
材料に対しては、検出装置の動的レスポンスが核
燃料の遅発した出力に最も良く整合するように蔽
われるべきエミツタ芯線１の表面積の比率につい
て一般的には最適値がある。この比率はエミツタ
外側層２を備えていない芯線１を有する検出装置
の動的レスポンスを実験的に測定しかつエミツタ
外側層２により完全に蔽われたエミツタ芯線１を
有する検出装置の動的レスポンスを測定すること
により容易に決定することができる。従つて、例
えば、F₁が第１の型式のエミツタ、すなわち、
エミツタ外側層２を備えていないエミツタを有す
る検出装置の即発比率であり、かつF₂が第２の
型式のエミツタ、すなわち、エミツタ外側層２が
エミツタ芯線１を完全に蔽つているようなエミツ
タを有している検出装置の即発比率であり、また
F_fuelが即発性である燃料の出力の比率であれば、
エミツタ外側層２がエミツタ芯線１の比率Ｘを蔽
うような検出装置はもしもＸが次式で与えられる
とすれば燃料出力の即発比率に等しい即発比率を
有することになろう。

Ｘ＝F₁−F_fuel／F₁−F₂ 実験から、エミツタの総体的な直径が約1.5mm
であり、ニツケル製コレクタ４、ニツケル製のエ
ミツタ芯線１およびプラチナ製エミツタ外側層４
を有する直径３mmの検出装置に対してはF₁が約
1.02でありかつF₂が約0.90であることが判明し
た。従つて、CANDU型の天然ウランデユーテリ
ウム減速原子炉における即発性である燃料の出力
の比率である0.93の即発比率を得るために、約75
％がプラチナのエミツタ外側層２で蔽われている
ニツケル芯線１を有する検出装置が使用されてい
る。原子炉の安全装置に使用するためには、検出
装置のレスポンスを燃料の出力よりも僅か早くし
てエミツタ芯線１の若干小さい比率が好ましく蔽
われるようにすれば望ましい。

所定型式のエミツタを有する検出装置の動的レ
スポンスはまたコレクタ４に使用される材料の如
何により左右される。従つて、例えば、もしも上
記検出装置のニツケルコレクタ４がジルカロイの
コレクタ４に置き換えられるとすれば、F₁が約
1.04、F₂が約0.80になり、従つてジルカロイシー
スを有する検出装置により約0.93の即発比率を得
るためには、エミツタの総体的な直径を1.5mmと
仮定すると、ニツケルエミツタ芯線１の約46％の
みがプラチナエミツタ外側層２で蔽われた検出装
置を使用することが好ましい。

実際には、エミツタ外側層２の単一材料を使用
して検出装置の即発比率を燃料の即発出力に整合
させることにより必ずしもすべての遅発成分の完
全な整合が得られるとは限らない。その理由は
（ｎ、β）の相互作用からゼロに寄与する検出装
置を製造することが一般に可能でないからであ
る。例えば、上記エミツタ材料、すなわち、ニツ
ケルおよびプラチナを使用すると、小さい遅発電
流は30.8分の半減期を199ptのβ崩壊および2.57時
間の半減期を有する65Niのβ崩壊に帰因する。
それにもかかわらず、検出装置の動的レスポンス
のすべてを燃料の出力の動的レスポンスに接近し
て整合させることが可能になる。

前述したカナダ特許第1085066号明細書から芯
材および被覆材を備えたエミツタのγ線感度が約
0.02mmの厚さの被覆材で飽和せしめられることが
知られている。符号１２ないし１５で示したよう
な１個またはそれよりも多数のバンドを使用する
ことにより、バンド１２ないし１５の厚さを少く
とも0.02mm程度に形成してそれにより検出装置の
感度が前記バンドの厚さの変化により製造中に生
ずる変動を受けないようにすることができる。そ
のうえ、符号１２ないし１５で示したバンドによ
り蔽われるエミツタ芯線１が表面積の総百分率を
変更することにより、特定の総体的な直径を有し
かつ特定の金属のエミツタ芯線１およびバンド１
２ないし１５を有する検出装置において特定の動
的レスポンスを得ることができる。従つて、エミ
ツタ芯線１およびバンド１２ないし１５が特定の
総体的な直径を有しかつ特定の金属で構成されて
いる検出装置において、バンドで蔽われているエ
ミツタ芯線１の表面積の総百分率はエミツタの実
用上の総体的な直径および所望の動的レスポンス
に対して選択することができる。検出装置の総体
的な感度はエミツタの直径が小さくなればなる程
低下するので、使用できるエミツタの総体的な直
径には実用的な下限があり、その直径の下限は
0.4mm程度である。

前述したように、バンド１２ないし１５により
蔽われるエミツタ芯線１の表面積の比率はエミツ
タ芯線１およびバンド１２ないし１５の所定の金
属に対する動的レスポンスに影響を与える最も重
要なフアクターである。しかしながら、もしも１
個のみまたは２個のバンドがエミツタ芯線を蔽つ
ているとすれば、バンドの位置は導入すべき第２
位の作用を惹き起す。それ故に、この第２位の作
用を最小限にとどめるために、エミツタ芯線１を
比較的に多数のバンド、すなわち、所望の遮蔽率
を得るために等しい幅を有しかつエミツタ芯線１
の長手方向に隔置された好ましくは５個ないし10
個のバンドで蔽うことが好ましい。

第２図においては、第１図に示した部品と類似
の部品に同一の符号をつけてあり、またこの実施
態様にも前述した説明がそのまま当てはまる。

第２図について説明すると、エミツタ芯線１の
所定材料に対して符号１８および１９で示した第
２組のバンドの材料に対して異なる材料で構成さ
れた符号１６および１７で示した第１組のバンド
を使用して整合状態を改善することができる。従
つて、例えば、ニツケルのエミツタ芯線１と組み
合わせて第１組のバンド１６および１７にPtを
使用しかつ第２組のバンド１８および１９にMo
を使用することができよう。即発比率は次式によ
り表わされる。

F_cpn＝F_Ni（１−X_Pt−X_Mp）＋X_PtF^Pt _Ni ＋X_Mp ^Mo _Ni 上式中、F_cpnは複合検出装置の即発比率、F_Ni
は裸のニツケルエミツタ芯線１を有する検出装
置、すなわち、バンド１６ないし１９を有してい
ない検出装置により得られる即発比率、F^Pt _NiはPt
の層で完全に蔽われたニツケルエミツタ芯線１を
有する検出装置の即発比率、F^Mo _NiはMoの層で完
全に蔽われたニツケルエミツタ芯線１を有する検
出装置の即発比率、X_ptはPtのバンド１６および
１７で蔽われたニツケルエミツタ芯線１の比率、
かつX_MpはMoのバンド１８および１９で蔽われ
たニツケルエミツタ芯線１の比率とする。

同様に、遅発成分は３個のアーチ形の代表的な
エミツタにより得られた遅発レスポンスの線形の
組合わせとなろう。最適のレスポンスは通常X_pt
およびX_Mpの所定値の組に対して得られた動的レ
スポンスを燃料の出力の動的な挙動と比較するこ
とにより進行錯誤法により決定されよう。

バンド１６および１７の厚さをバンド１８およ
び１９の厚とと同じにする必要がないことに留意
すべきである。同様に、バンド１６および１７の
幅をバンド１８および１９の幅と同じにする必要
はない。

本発明によりバンドを備えたエミツタ芯線を製
造するいくつかの方法があるが、この方法はエミ
ツタ芯線およびバンドに使用される金属により大
幅に左右される。

もしもエミツタ芯線がほぼ純粋のニツケルのよ
うな非常に高い延性を有する金属で構成されかつ
バンドの金属がエミツタ芯線の硬度に比して比較
的に硬いとすれば、バンド材料の１個またはそれ
よりも多数の管状部材を特大のエミツタ芯線の上
に配置しかつその組立体をスエージングダイスに
通してバンドをエミツタ芯線の表面にプレスする
とともにエミツタ芯線を所望の直径に減少させる
ことができる。

しかしながら、もしもエミツタ芯線がバンドの
金属に比して比較的硬い金属で構成されていれ
ば、各々のバンドとして先づエミツタ芯線の長手
方向に延びる部分に沿つてワイヤ、ストリツプま
たはシートの形態の金属の層を巻きつけ、次いで
エミツタ芯線の表面上の各々の金属バンドを平た
く延伸させることによりバンドを形成することが
できる。この場合に、バンドはエミツタ芯線の表
面から少なくとも部分的に突出してもよい。

バンドを備えたエミツタ芯線を製造する第３の
方法は、各々のバンドとして、エミツタ芯線のま
わりに閉じたまたは開いた螺旋形の薄い金属の箔
またはワイヤを巻きつけかつ例えば溶接、ピーニ
ングまたはひだよせにより螺旋形の金属箔または
ワイヤの端部を留め、次いでコレクタおよび電気
絶縁物をスエージングにより引き伸ばしてバンド
を所定位置にプレスしかつ固定することである。

原子炉においては、核燃料よりも僅かに早く応
答する検出装置を使用することが望ましいので、
核燃料の出力は一般に93％即発性であり、従つて
検出装置は93％ないし95％即発性であることが好
ましい。

本発明の前述した説明から、全般的に同じ技術
を用いて自己出力供給中性子束およびγ線束検出
装置のその他の動的レスポンスを得て例えば原子
炉のγ線に起因する遅発レスポンスを無効にして
それにより中性子束のレスポンスを実質的に整合
させることができることは明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は自己出力供給中性子束およびγ線束検
出装置の破断断面側面図、かつ第２図は第１図に
示したものと異なる自己出力供給中性子束および
γ線束検出装置の破断断面側面図である。１……エミツタ芯線、２……エミツタ外側層、
４……コレクタ、６……電気絶縁物、８……電流
測定装置、１０……ケーブル、１２，１３，１
４，１５，１６，１７，１８，１９……バンド、
２２……シール。

Claims

【特許請求の範囲】１ (a) エミツタ芯線と、 (b) このエミツタ芯線のまわりに取り付けられた
異なつた金属のエミツタ外側層と、 (c) エミツタ芯線およびエミツタ外側層のまわり
に形成された金属製コレクタと、 (d) エミツタ芯線およびエミツタ外側層を金属製
コレクタから電気的に絶縁する電気絶縁物とを
備えた自己出力供給中性子束およびγ線束検出
装置であつて、 (e) 前記エミツタ芯線およびエミツタ外側層の総
体的な直径が少なくとも0.4mm程度であり、 (f) 前記エミツタ外側層がエミツタ芯線の表面積
の僅か10％程度から90％程度までの範囲を蔽い
かつ前記エミツタ芯線のまわりに少なくとも１
個のバンドを備え、0.02mmないし0.07mm程度の
厚さを有し、 (g) 前記エミツタ芯線の金属、前記エミツタ外側
層の金属、金属製コレクタの金属、前記エミツ
タ芯線およびエミツタ外側層の総体的な直径な
らびに前記エミツタ外側層により蔽われるエミ
ツタ芯線の表面積の比率Ｘを、検出装置が90％
程度から96％程度までの範囲の即発比率を有し
かつ検出装置を使用しようとしている原子炉の
核燃料の出力の動力レスポンスに実質的に整合
する動的レスポンスを有するように選択し、こ
こでＸがＸ＝（F₁−F_fuel）／（F₁−F₂）で決定され、 F₁がエミツタ外側層を持たない検出装置の
即発比率であり、 F₂がエミツタ芯線を完全にエミツタ外側層
で蔽つた検出装置の即発比率であり、 F_fuelが燃料出力の即発比率であることを特徴とする自己出力供給中性子束およびγ
線束検出装置。２特許請求の範囲第１項に記載の自己出力供給
中性子束およびγ線束検出装置において、前記エ
ミツタ芯線がニツケル、鉄、チタン、クローム、
コバルトおよびこれらの金属の少なくとも一つを
主成分とする合金からなるグループから選択され
た材料で構成され、かつ前記エミツタ外側層がプ
ラチナ、パラジウム、タンタル、オスミウム、モ
リブデン、セリウム、スズ、ルテニウム、ニオ
ブ、ジルコニウムおよびこれらの金属の少なくと
も一つを主成分とする合金からなるグループから
選択された材料で構成されていることを特徴とす
る自己出力供給中性子束およびγ線束検出装置。３特許請求の範囲第１項に記載の自己出力供給
中性子束およびγ線束検出装置において、前記エ
ミツタ外側層が前記エミツタ芯線の長さに沿つて
等しい幅を有し、かつ長手方向に等しい間隔をお
いて配置された５個ないし10個の範囲の数のバン
ドを備えていることを特徴とする自己出力供給中
性子束およびγ線束検出装置。４特許請求の範囲第１項に記載の自己出力供給
中性子束およびγ線束検出装置において、前記エ
ミツタ外側層を前記エミツタ芯線の表面積の40％
ないし60％程度にわたつてその上に配置したこと
を特徴とする自己出力供給中性子束およびγ線束
検出装置。５特許請求の範囲第１項に記載の自己出力供給
中性子束およびγ線束検出装置において、前記エ
ミツタ芯線が通常ニツケル76％、クローム15.8％
および鉄7.20％を含有するニツケルを主成分とす
る合金で構成されかつ前記エミツタ外側層がプラ
チナで構成されていることを特徴とする自己出力
供給中性子束およびγ線束検出装置。６重水減速天然ウラン原子炉の燃料出力検出装
置として使用する、特許請求の範囲第５項に記載
の自己出力供給中性子束およびγ線束検出装置に
おいて、前記エミツタ芯線が通常ニツケル76％、
クローム15.8重量％、鉄7.20重量％を含有するニ
ツケルを主成分とする合金で構成され、前記エミ
ツタ外側層がプラチナで構成され、かつ前記エミ
ツタ芯線およびエミツタ外側層の総体的な直径を
２mm程度よりも小さくしたことを特徴とする自己
出力供給中性子束およびγ線束検出装置。７特許請求の範囲第１項に記載の自己出力供給
中性子束およびγ線束検出装置において、前記エ
ミツタ芯線が実質的に純枠なニツケルで構成さ
れ、かつ前記エミツタ外側層がプラチナで構成さ
れていることを特徴とする自己出力供給中性子束
およびγ線束検出装置。８特許請求の範囲第１項に記載の自己出力供給
中性子束およびγ線束検出装置において、前記エ
ミツタ芯線がニツケル、鉄、チタン、クローム、
コバルトおよびこれらの金属の少なくとも一つを
主成分とする合金からなるグループから選択され
た材料で構成され、かつ前記エミツタ外側層がプ
ラチナ、パラジウム、タンタル、オスミウム、モ
リブデン、セリウム、スズ、ルテニウム、ニオ
ブ、ジルコニウムおよびこれらの金属の少なくと
も一つを主成分とする合金からなるグループから
選択された異なる材料の少なくとも２個のバンド
を備えていることを特徴とする自己出力供給中性
子束およびγ線束検出装置。