[发明专利]结构可变的模块化中子检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及中子测量技术，具体涉及一种结构可变的模块化中子检测装置。

背景技术

中子测量是核材料非破坏性分析重要技术之一，目前国内外核材料中子测量装置一般是针对测量对象体积特点采用固定结构的设计方法，但这种方法不能满足核材料突发事件现场测量，因不明物料体积形状不确定。这种情况不可能携带较多的中子检测装置前往。另外，也有使用平板式中子测量装置，以适应不同结构尺寸样品，但探测效率较低，在进行半定量或定量测量中误差较大。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种结构可变的模块化中子检测装置，以解决尺寸不定样品的中子检测问题。

本发明的技术方案如下：一种结构可变的模块化中子检测装置，包括可相互组合的若干个片状探测单元，每个探测单元包括探测体和位于探测体上端的电子学盒；所述探测体为内部嵌有多根³He正比计数管的聚乙烯板，电子学盒内设有与³He正比计数管相连接的前放电子学模块和电源模块。

进一步，如上所述的结构可变的模块化中子检测装置，其中，相邻的两个探测单元的聚乙烯板的两侧设有相互适配的箱扣。

进一步，如上所述的结构可变的模块化中子检测装置，其中，相邻的两个探测单元之间设有角桶，探测单元的聚乙烯板的两侧以及角桶的两侧设有相互适配的箱扣。

更进一步，如上所述的结构可变的模块化中子检测装置，其中，所述的角桶为铝合金框架结构。

更进一步，如上所述的结构可变的模块化中子检测装置，其中，所述的箱扣为上下两套，对称的设置在聚乙烯板以及角桶的两侧。

进一步，如上所述的结构可变的模块化中子检测装置，其中，所述的电子学盒上设有与前放电子学模块和电源模块相连接的电缆接口。

本发明的有益效果如下：本发明针对在实际工作中尺寸不定样品的中子检测问题，设计了一种模块化的结构可变的中子检测装置。该装置由多组可独立测量部分组成，各组具有相同探测器及相关电子学模块，当样品尺寸较大，无法放入标准结构测量，可以将装置任意组成合适的结构，满足对不同体积样品的测量需求。本发明结构紧凑，体积小，重量轻，便于携带。

附图说明

图1为本发明单个片状探测单元的结构示意图；

图2-1为四个探测单元组合成的中子检测装置的俯视图；

图2-2为四个探测单元组合成的中子检测装置的侧视图；

图3-1至图3-7为具体实施例中多种探测单元组合形式示意图；

图4为检测装置的电子学模块原理图；

图5为多个电子学盒之间的连接方式示意图；

图6为³He正比计数管工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

本发明所提供的结构可变的模块化中子检测装置包括可相互组合的若干个片状探测单元，组合的原则是根据待测对象的体积和具体形状，将被测物体尽可能围在中心，且各个探测面尽可能接近被测物体，这样便于提高探测效率。每个探测单元的结构如图1所示，包括探测体和位于探测体上端的电子学盒1；所述探测体为内部嵌有多根³He正比计数管3的聚乙烯板2，电子学盒1内设有与³He正比计数管3相连接的前放电子学模块和电源模块。

探测体外部选用聚乙烯材质是为了慢化核材料产生的中子，使其能量(约2Mev)降到热中子能量(0.0253ev)，以提高与³He气体核反应概率，提高探测效率。一般中子测量装置采用高密度聚乙烯作慢化材料，也可以使用其它如石蜡，水等轻(原子序数小)材料。因此，聚乙烯板可用石蜡板替代。

³He正比计数管使用的数量根据探测效率和装置大小而定，同样的装置，单层排布时，使用较多³He正比计数管，探测效率越高；若多层排布，其探测效率与管子的排布有关系，一般通过MC计算达到某探测效率是需要的管子数量和分布，不是单纯越多越好，这对于本领域的技术人员来说属于公知常识。本实施例中选用两根³He正比计数管，可以满足相关的测量要求，实际推广时，根据具体的应用环境，可以使用多根，或多层，各个单元也可更大，管子也可选更长的尺寸(但体积和质量可能增大)。