[实用新型]中子束流位置探测仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及中子束流定位技术，具体涉及一种中子束流位置探测仪。

背景技术

反应堆孔道引出的中子束流强度非常大(10⁵-10¹⁰n/cm²)，因此需要对它的飞行路径进行精确定位。传统的用于定位中子束流的探测器只有位置灵敏探测器和手持式中子探测仪以及胶片成像。位置灵敏探测器优点是束流强度灵敏度非常高，但是由于受电子学和测量死时间的影响，只能测量＜10⁵n/cm²的中子通量，最优空间分辨只有2mm左右。商业的手持式中子探测仪主要用于探测环境散射中子的位置，其优点是可非常直观的目视中子流的位置(中子打在探测面上就发光)，但是由于受手柄限制(15cm)，近距离探测强束流将会非常危险，且成像的区域有限(尺寸约3-5cm)。胶片成像的方法最精确分辨可达0.1mm，但是需要进行约1小时的曝光和显影时间，因此具体束流位置未知的情况下，定位效率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种采用CCD中子成像方法来实时精确定位强中子束流的探测仪，从而大幅提高定位的效率和安全性。

本实用新型的技术方案如下：一种中子束流位置探测仪，包括用于将中子影像转化成可见光影像的闪烁屏，闪烁屏后侧设有用于将可见光折射到相机的反射镜，反射镜折射的光线经过镜头汇聚到CCD相机，其中，所述的反射镜共有两块，两块反射镜平行设置且与闪烁屏形成一定的夹角；闪烁屏和第一反射镜设置于探测头腔内，第二反射镜设置在探测腔的后端，镜头和CCD相机位于相机腔内；探测头腔、探测腔、相机腔顺次连接，并共同设置在移动平台上。

进一步，如上所述的中子束流位置探测仪，其中，所述的探测头腔与探测腔之间，以及探测腔与相机腔之间均通过凹槽和凸槽相互扣合连接。

进一步，如上所述的中子束流位置探测仪，其中，两块反射镜与闪烁屏之间均呈45°夹角。

进一步，如上所述的中子束流位置探测仪，其中，所述的CCD相机四周用铅板包围。

进一步，如上所述的中子束流位置探测仪，其中，所述的移动平台包括水平平移台和垂直平移台，连接后的探测头腔、探测腔和相机腔设置在水平平移台上，水平平移台设置在垂直平移台上。

更进一步，如上所述的中子束流位置探测仪，其中，所述的水平平移台采用电机带动丝杠的形式进行传动；所述的垂直平移台由通过转轴相互交叉连接的两个支撑架构成，支撑架的上下分别设有顶板和底板，两个支撑架的底端分别与底板以可转动的方式连接，在顶板的底面设有电机驱动的丝杠，其中一个支撑架的顶端与丝杠实现螺纹连接。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型所提供的中子束流定位装置以CCD中子成像技术为基础，再辅以二维的移动底座，可对10⁵n/cm²以上的中子通量进行测量，定位精度可达0.1mm，探测范围尺寸可达15cm，曝光时间在1分钟以内，完全满足中子强束流的实时精确定位要求。整个装置使用模块化设计，可满足不同测量环境的空间要求。

附图说明

图1为中子束流位置探测仪的原理图；

图2为中子束流位置探测仪的结构示意图；

图3-1、图3-2、图3-3为中子束流位置探测仪的多种组装方式示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

中子束流位置探测仪的原理如图1所示，中子束流照射到闪烁屏1上，闪烁屏1将中子影像转化成可见光影像，闪烁屏1后侧设有用于将可见光折射到相机的反射镜，所述的反射镜共有两块，两块反射镜2、3平行设置且与闪烁屏形成一定的夹角，两次折射可极大地降低本底，反射镜2、3折射的光线经过镜头4汇聚到CCD相机5。

中子束流位置探测仪的具体结构如图2所示，闪烁屏1和第一反射镜2设置于探测头腔10内，第二反射镜3设置在探测腔20的后端，镜头4和CCD相机5位于相机腔30内；探测头腔10、探测腔20、相机腔30顺次连接，并共同设置在移动平台上。三个腔体的框架均为2cm*2cm的铝合金型材，表面蒙上1mm厚铝皮。腔体间由铝制方形凹槽和凸槽相扣连接，这样便于模块化搭建。

闪烁屏1使用Li⁶F或ZnS材料，使中子影像转化为可见光影像，面积约10cm*10cm，厚度约0.4mm，衬底为2mm厚度的铝板。闪烁屏依靠4个角上的螺母固定在探测头腔框架上。