[发明专利]一种掺钆阻性板及其构成的探测器

说明书

技术领域

本发明涉及气体探测器，尤其涉及一种掺钆阻性板及其构成的探测器。

背景技术

阻性板探测器是一种用于探测高能粒子的气体探测器，现有技术中的阻性板探测器直接利用高体电阻率的绝缘阻性板加载工作高压来形成工作电场，当外部入射粒子照射或穿越阻性板探测器，将电离阻性板探测器内部某区域的工作气体而产生电离粒子；电离粒子在由加载到石墨电极的外部工作高压形成的强电场作用下，进而发生雪崩放大和流光放大，产生雪崩信号或流光信号。

阻性板探测器的结构如图1所示，两块阻性板1平行放置，分别在所述两块阻性板1的外表面涂覆一层均匀的石墨电极2作为供电的阴极和阳极，在石墨电极2的外层通过一层的绝缘材料3和与印刷电路板信号电极4相连。外部入射粒子电离该结构阻性板探测器内某区域的工作气体后，电离粒子进而发生雪崩放大和流光放大，产生雪崩信号或流光信号后，在该阻性板的阴阳电极相应区域表面会同时导致电场的变化，这些感应电荷少部分被阻性板介质吸收掉，其余大部分在经过该绝缘材料3，将在印刷电路板读数电极4上感应出相应信号，以此获知入射粒子的击中位置、感应电荷以及时间响应等特性。

与高能带电粒子和高能光子不同，中子不会与探测器介质发生以库仑作用为媒介的电磁相互作用、电离或激发介质原子；亦不会与介质发生光电效应、康普顿散射等，所以，中子不易被直接探测，一般是通过与探测器介质的原子核发生的核散射或核反应来实现对中子的探测。

常见的热中子探测器一般为位置精度很高的成像用探测器，不但有效探测面积小，而且价格昂贵，不利于监测大面积有中子辐射的背景场。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种造价低的掺钆阻性板，所要解决的技术问题是使其能够用来探测热中子。

为此，本发明所提供的一种掺钆阻性板，包括：

掺钆涂层面纸、面纸以及位于所述掺钆涂层面纸和面纸之间的内芯材料；

其中所述掺钆涂层面纸印刷有掺钆涂层；

其中所述面纸为浸渍了三聚氰胺树脂的装饰板专用钛白装饰纸；

其中所述内芯材料为浸渍了酚醛树脂后的电工绝缘浸渍纸。

本发明还提供一种制作上述掺钆阻性板的制作方法，以使能够制作出上述结构的掺钆阻性板，所述方法包括以下步骤：

掺钆涂层面纸制作步骤，包括：将氧化钆粉末混合在胶液中，通过凹版印刷技术将其转移到一面纸上，干燥后将所述面纸进行三聚氰胺胶液的浸胶，使其表面再涂覆一层三聚氰胺胶液，经过干燥并半固化，成为掺钆涂层面纸；

内芯材料制作步骤，包括：将电工绝缘浸渍纸浸渍酚醛树脂，然后干燥并半固化，成为内芯材料；

面纸制作步骤，包括：将装饰板专用钛白装饰纸浸渍三聚氰胺树脂，然后干燥并固化，成为面纸；

一体成型步骤，包括：将所述掺钆涂层面纸、内芯材料以及面纸依次叠放，然后在一定高温高压下采用电镀抛光不锈钢模板进行压制，从而制成掺钆阻性板。

本发明的另一目的是提供一种易于大规模生产的大面积、低成本的掺钆阻性板探测器，以使能够从多粒子源中分辨出热中子，所述探测器包括：

两块相向而对的阻性板，其一侧分别与所述两块阻性板外侧相连的两块石墨电极，分别通过一绝缘膜与所述两块石墨电极另一侧相连的两块读数电极，所述其中一块或全部两块阻性板为掺钆阻性板，所述探测器通过两块石墨电极来加载工作电压。

本发明还提供一种可进行位置分辨的单层掺钆阻性板探测器，包括：两块相向而对的阻性板，其一侧分别与所述两块阻性板外侧相连的两块石墨电极，分别通过一绝缘膜与所述两块石墨电极另一侧相连的两块读数电极，所述其中一块或全部两块阻性板为掺钆阻性板；所述探测器通过两块石墨电极来加载工作电压；其中所述高电位的石墨电极为由多个交叉相邻的A类石墨电极和B类石墨电极矩阵单元构成的矩阵电极，所述A类石墨电极与B类石墨电极并分别加载不同的高电位电压；与所述高电位石墨电极相连的读数电极也为由多个A类读数电极和多个B类读数电极交叉相连构成的矩阵电极；所述多个A类读数电极和多个B类读数电极分别与多个A类石墨电极和B类石墨电极的位置一一对应。

优选地，所述加载在A类石墨电极与B类石墨电极上的电压具有500-1000V的电压压差。

本发明提供一种双层掺钆阻性板探测器，包括：

两个采用所述掺钆阻性板探测器结构的第一探测器和第二探测器；

其中所述第一探测器和第二探测器公用一读数电极；

所述第一探测器和第二探测器工作电压具有一定的电压差。