[发明专利]一种多层球形慢化体容器和中子能谱实时测量装置

说明书

多层球形慢化体容器，从内至外由若干个内径不同的同心空心球壳层层累加构成，i=1、2、3、4，……，n，每个i=2、3、4，……，n的空心球壳与第i‑1个空心球壳之间的空间均通过与其对应的管路与外部液态慢化体回路连通。一种中子能谱实时测量装置，包括球形中子探测器、后端核电子学处理电路，多层球形慢化体容器和液态慢化体回路；所述多层球形慢化体容器包裹球形中子探测器；对每个i=2、3、4，……，n的空心球壳与第i‑1个空心球壳之间的空间，所述液态慢化体回路可实时控制液态慢化体充满或排空该空间，对中子进行慢化，使其易被球形中子探测器所探测。本发明可对中子能谱进行实时测量，具有成本低和使用方便的特点。

技术领域

本发明涉及一种多层球形慢化体容器和一种中子能谱实时测量装置，属于中子能谱测量技术领域。

背景技术

目前国内外可同时适用于场所和环境的实时中子能谱测量系统较少，一般选用多球中子谱仪。多球中子谱仪，也称Bonner谱仪，由多个直径不同的球形探测器组成。球形探测器外部为聚乙烯慢化体，球心位置有中子探测器。直径不同的球形探测器对应不同的中子能量段。Bonner谱仪使用多个球形探测器，需要多个中子探测器和与之对应的后端核电子学电路，其成本较高；另外，Bonner谱仪使用多个球形探测器，其体积较大，使用不便。

公开号为 CN 102866416 A的发明专利公布了一种连续中子谱实时探测系统。该发明采用若干层球壳形聚乙烯慢化层、若干个球壳形热中子探测器及其附属电路形成多层球形中子测量系统。“不同能量的中子入射到探测系统后，经过不同层数慢化层，慢化为热中子后，最终被某层的探测器系统探测到。”该连续中子谱实时探测系统使用起来较为方便，也可以实时测量中子能谱。不过，由于该系统仍然需要用到多个中子探测器，其成本仍然较高。

公开号为CN 102736100 A的发明专利公布了一种多层球形聚乙烯慢化体和单探头中子能谱及注量测量装置。该装置采用多个内径不同的球形聚乙烯慢化体层层累加构成，球心处为中子探测器。该装置成本较低。不过，使用这种装置测量中子能谱时，需要逐级手动安装或拆除球形聚乙烯慢化体，选择合适的慢化体层数从而使得中子探测器能够探测到中子信号，使用起来并不方便。同样基于以上原因，该装置也不能实时测量中子能谱。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种中子能谱实时测量装置，该装置具有成本低和使用方便的特点。

本发明的技术解决方案是：一种多层球形慢化体容器，从内至外由若干个内径不同的同心空心球壳层层累加构成，i=1、2、3、4，……，n，其中第1个空心球壳的内径等于球形中子探测器的直径；以后i=2、3、4，……，n的每个空心球壳的内径大于第i-1个空心球壳的外径，每个i=2、3、4，……，n的空心球壳与第i-1个空心球壳之间的独立空间均通过与其对应的管路与外部液态慢化体回路连通。

可选的，所述同心空心球壳为金属材料，通过焊接固定在半径方向上贯穿所有同心空心球壳的中空金属连接件上。

可选的，所述中空金属连接件为中空圆台形或中空圆柱形或中空棱台形或中空棱柱形。

可选的，所述中空金属连接件中可填充石蜡材料，使得多层慢化体容器形成密封的球体。

可选的，所述每个空心球壳为一个整体，不可拆分为两个半球。

可选的，所述多层球形慢化体容器可沿直径平面分成两个多层半球；两个多层半球均由同心的空心半球壳层层累加构成；两个多层半球在直径平面上除最内侧的半球壳范围内的区域不密闭之外，直径平面上其余区域均为密闭的；两个多层半球之间通过卡槽连接。