[发明专利]一种中子探测装置及系统

说明书

本发明实施例提出一种中子探测装置及系统，涉及中子辐射探测技术领域。该中子探测系统包括中子探测装置、电子学装置、中子源装置，中子探测装置包括输出头、连接件、探测件及外壳。中子探测装置安装于中子源装置中，输出头安装于外壳上，并与电子学装置连接；连接件和探测件安装于外壳内，且连接件分别与输出头和探测件连接；探测件用于采集中子源装置产生的电信号；连接件用于将电信号传输至输出头，以传输至电子学装置进行分析处理，以得到中子数据。本发明的中子探测装置及系统具有阻抗匹配更好的优点。

技术领域

本发明涉及中子辐射探测技术领域，具体而言，涉及一种中子探测装置及系统。

背景技术

在间接驱动惯性约束聚变领域，内爆过程中燃料达到热核反应条件，产生聚变反应，将释放大量高能中子、带电粒子和γ光子，这些聚变产物携带了芯部燃料的燃烧和等离子体状态的信息。其中，大部分带电粒子将在高密度区被慢化，甚至完全沉积在燃料区，无法离开靶到达探测器；γ光子产额极低，是中子产额的十万分之一。而中子不带电，具有非常强的穿透本领，绝大多数中子几乎可以无碰撞地离开芯部等离子体。逃逸出来的中子携带了聚变反应过程的全部信息，因此利用聚变反应产生的中子可以测量内爆过程和聚变燃烧的许多特性参数。

惯性约束聚变源在时间(≤100ps)和空间(≤100μm)上近似理想的点源，且中子在输运到探测器过程几乎不会发生碰撞，因而可以采用飞行时间技术测量中子的飞行时间谱。通过中子的飞行时间谱测量，可以得到中子产额、Bang time、燃料面密度、离子温度等数据。

现有技术中的CVD金刚石中子探测器将金刚石与射频输出头直接相连，具有阻抗匹配性能不足的缺点。金刚石与射频输出头直接相连，金刚石与射频头芯针连接没有考虑阻抗匹配，探测器信号会有反射，并出现失真，影响测量结果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中子探测装置，所述中子探测装置具有阻抗匹配更好的优点。

本发明的另一目的在于提供一种中子探测系统，所述中子探测系统具有阻抗匹配更好的优点。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种中子探测装置，包括输出头、连接件、探测件以及外壳，所述输出头固定安装于所述外壳上，所述连接件和所述探测件安装于所述外壳内，所述连接件分别与所述输出头和所述探测件连接；

所述探测件用于采集电信号；

所述连接件用于将所述电信号传输至所述输出头。

进一步地，所述连接件包括底端和顶端，所述底端横截面积大于所述顶端横截面积，所述底端与所述探测件连接，所述顶端与所述输出头连接。

进一步地，所述连接件设置有孔洞，所述孔洞与所述输出头配合。

进一步地，所述输出头包括针芯、第一绝缘层以及第一外壳层，所述第一绝缘层和所述第一外壳层由内向外依次设置于所述针芯中部，所述针芯一端与所述连接件连接，所述第一外壳层与所述外壳连接。

进一步地，所述探测件采用CVD金刚石。

进一步地，所述中子探测装置还包括固定环，所述固定环与所述连接件连接，用于将所述探测件夹持于所述固定环与所述连接件之间。

进一步地，所述固定环包括相互连接且同轴设置的第一圆环和第二圆环，所述第一圆环的外径与所述第二圆环的外径相等，所述第一圆环的内径小于所述第二圆环的内径，所述第一圆环在其与所述第二圆环的连接处设置有一阶梯面，所述探测件安装于所述阶梯面处，所述连接件和所述探测件连接的一端与所述第二圆环的内壁过盈配合。

进一步地，所述中子探测装置还包括压环，所述压环沿径向由内至外设有依次连接的压块、连接部及外接环，所述压块穿过所述固定环与所述探测件连接，所述外接环与所述外壳连接。