[发明专利]一种光纤辐射探头

说明书

本发明属于核辐射测量技术领域，涉及一种光纤辐射探头。所述的光纤辐射探头包括光纤末端、均匀涂覆在光纤末端表面的探测材料，及覆盖在探测材料外的金属盖帽，探测材料由含⁹Be的物质以及闪烁体材料组成；金属盖帽起到既能保证被测中子顺利通过，又能避光的作用。利用本发明的光纤辐射探头，在探测材料中用稳定核素⁹Be代替现有技术的²³²Th或²³⁸U，可在周围无快中子的情况下，不会在闪烁体材料中产生由其衰变或自发裂变引起的闪烁光；且在某些特定的快中子能量段，由于⁹Be与中子的反应截面与²³²Th及²³⁸U接近，因此可利用闪烁体材料与⁹Be混合物进行快中子测量，可获得较探测材料由闪烁体材料与²³²Th或²³⁸U组成的探头更低的探测下限。

技术领域

本发明属于核辐射测量技术领域，涉及一种光纤辐射探头。

背景技术

光纤辐射探头由于体积小，适合于在诸如反应堆内燃料元件棒间狭窄空间中的辐射测量。目前国内外文献报道的用于中子测量的光纤辐射探头通常由ZnS:Ag与中子转换体的混合物构成。用于热中子测量时，中子转换体通常为⁶Li或²³⁵U；用于快中子测量时，中子转换体通常为²³²Th或²³⁸U。其原理是中子转换体与中子反应可生成α粒子、质子或裂变碎片等具有高电离作用能力的粒子。这些粒子与ZnS:Ag发生作用后可生成闪烁光，由微弱光探测电路对闪烁光进行探测，可获得探头所在位置处的中子信息。

由于²³²Th与²³⁸U会发生α衰变及自发裂变反应，即便在周围不存在快中子的情况下，由其生成的α粒子及裂变碎片也会在ZnS:Ag中产生闪烁光，从而使探头的测量下限升高。

发明内容

本发明的目的是提供一种光纤辐射探头，以避免闪烁体材料中产生由其衰变或自发裂变引起的闪烁光，并较探测材料由闪烁体材料(例如ZnS:Ag)与²³²Th或²³⁸U组成的探头具有更低的探测下限。

为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种光纤辐射探头，所述的探头包括光纤末端、均匀涂覆在光纤末端表面的探测材料，及覆盖在探测材料外的金属盖帽，

所述的探测材料由含⁹Be的物质以及闪烁体材料组成；

所述的金属盖帽起到既能保证被测中子顺利通过，又能避光的作用。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种光纤辐射探头，其中所述的含⁹Be的物质为铍粉。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种光纤辐射探头，其中所述的闪烁体材料为ZnS:Ag(即掺银硫化锌)。

所述的闪烁体材料是一类吸收高能粒子或射线后能够发光的材料，在辐射探测领域发挥着十分重要的作用。常用的闪烁体材料有NaI:Tl、CsI:Tl、CsI:Na、ZnS:Ag、塑料闪烁体、蒽、茋等。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种光纤辐射探头，其中所述的含⁹Be的物质与所述的ZnS(不计其中掺入的Ag)的摩尔比为1:0.1-1:10。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种光纤辐射探头，其中所述的光纤为传导光纤，所述的传导光纤为石英光纤或塑料光纤。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种光纤辐射探头，其中所述的探测材料涂覆在所述的传导光纤末端的顶端。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种光纤辐射探头，其中所述的光纤为波长转换光纤。