[发明专利]三氟化硼作为中子比例计数器的淬火气体

说明书

提供了一种中子比例计数器。该比例计数器可包括腔室和气体混合物。该腔室包括阳极和阴极。该气体混合物被包含在腔室内，并且包括至少一种中子敏感填充气体和包含BF₃的淬火气体。在某些实施方案中，中子敏感填充气体可被配置用于检测热中子(例如，He‑3)、快中子(例如，He‑4、H₂)或两者(例如，UF₆)。

背景技术

电离辐射是原子在原子核解体期间以电磁波(例如，γ射线、X射线)或粒子(例如，中子、α粒子、β粒子)形式释放的一种能量。电离辐射源存在于自然界(例如，土壤、水、空气、宇宙射线等中的放射性物质)以及人造源(例如，核能发电、医疗辐射等)。

发明内容

气体电离检测器是辐射检测仪器，其在粒子物理学中用于检测电离辐射粒子的存在，以及在辐射防护中用于测量电离辐射。比例计数器是一种气体电离检测器，并且通常在需要区分辐射类型(例如，α粒子与β粒子)时以及在需要进行预先电信号放大、提高信噪比和/或增强噪声分辨的情况下使用。

本公开的实施方案提供了改进的比例计数器和对应方法。如下文详细讨论的，与采用常规气体混合物的比例计数器相比，该比例计数器包括提供改进的检测灵敏度(例如，对热中子的灵敏度)的新型气体混合物。

在一个实施方案中，提供了中子比例计数器。该比例计数器可包括腔室和气体混合物。该腔室可包括阳极和阴极。该气体混合物可被包含在腔室内，并且该气体混合物可包括至少一种中子敏感填充气体和包含BF₃的淬火气体。

在另一个实施方案中，填充气体可具有在约100靶恩至5600靶恩范围内的热中子吸收截面。

在另一个实施方案中，填充气体可具有在约1靶恩至8靶恩范围内的快中子总截面。

在另一个实施方案中，填充气体可以是He-3。He-3可按足以提供约1.5Psia至约150Psia范围内的分压的量存在于气体混合物中。

在另一个实施方案中，填充气体可以是He-4、H₂或UF₆中的至少一者。

在另一个实施方案中，气体混合物还可包括至少一种停止气体，该至少一种停止气体被配置为减小气体混合物内的初级离子的平均自由程。在另一个实施方案中，停止气体可以是Ar、Kr或Xe中的至少一者。

在另一个实施方案中，BF₃可按足以提供约0.002Psia至约3.9Psia范围内的分压的量存在于气体混合物中。

在一个实施方案中，提供了一种制备中子比例计数器的方法。该方法可包括提供中子比例计数器。该比例计数器可包括腔室，该腔室包括阳极和阴极，并且用气体混合物填充腔室。气体混合物可包括至少一种中子敏感填充气体和包含BF₃的淬火气体。

在另一个实施方案中，填充气体可具有在约100靶恩至5600靶恩范围内的热中子吸收截面。

在另一个实施方案中，填充气体可具有在约1靶恩至8靶恩范围内的快中子总截面。

在另一个实施方案中，填充气体可以是He-3。He-3可按足以提供约1.5Psia至约150Psia范围内的分压的量存在于气体混合物中。

在另一个实施方案中，填充气体可以是He-4、H₂或UF₆中的至少一者。

在另一个实施方案中，气体混合物还可包括至少一种停止气体，该至少一种停止气体被配置为减小气体混合物内的初级离子的平均自由程。

在另一个实施方案中，停止气体可以是Ar、Kr或Xe中的至少一者。