CN102253404A - 一种便携式中子探测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种便携式中子探测装置，包括外套筒(2)及依次安装在外套筒(2)内并压紧连接的中子闪烁体转换屏(5)、光导材料(6)、端窗式光电倍增管(7)和底座(3)，端窗式光电倍增管(7)的一端设有突出在底座(3)外端的输出端口(4)，输出端口(4)通过导线依次连接前置放大器(9)、主放大器(10)和多道分析器(11)，所述外套筒(2)的前端设有带内螺纹可旋拧的保护盖(1)，所述保护盖(1)和外套筒(2)由铝制材料制成，通过旋转该保护盖(1)以调节旋进度，所述端窗式光电倍增管(7)的外表面包有磁屏蔽材料(8)。本发明所述的便携式中子探测装置可有效地屏蔽外侧光信号，对中子探测效率高；此外，该装置结构简单，便于携带。
Description
技术领域
本发明属于中子探测技术领域，具体涉及一种便携式中子探测装置。
背景技术
伴随着核科学技术的飞速发展，核电站建设的推广，人们对放射性射线的关注也越来越广泛，如X射线，γ射线，中子射线等等。相应的就出现了一些探测放射性射线的装置，如中国实用新型专利03209416.7中提供了一种用于放射性物质监测的伽马探测器，它包括置于外罩内依次连接的闪烁体、光导、光电倍增管和放大器，放大器与光电倍增管通过导线连接，闪烁体和光导的上端面的位置没有开窗，外罩下端面和底座固定，底座的下端连接面设有对称排列的多个减震垫，其结构特点是，所述闪烁体的下端面及周边由铅板包容，并与底座固定的支板连接，在光电倍增管与放大器连接段设置与铅板衔接的、可使光电倍增管、光导、闪烁体压紧及放大器定位安装的调节机构，但是这种结构中的闪烁体，只能探测伽马射线和一些光信号，对于中子射线不具备任何的探测效果，而且为了屏蔽其他射线的干扰，采用铅板包容，使得其结构比较复杂。另外，传统的中子探测设备，如中子散射实验中使用的3He探测器，由于3He价格昂贵，并且其外置设备庞杂，携带不便，故实用性不强。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种结构简单的便携式中子探测装置。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：
一种便携式中子探测装置，该装置包括外套筒2及依次安装在外套筒2内并压紧连接的中子闪烁体转换屏5、光导材料6、端窗式光电倍增管7和底座3，端窗式光电倍增管7的一端设有突出在底座3外端的输出端口4，输出端口4通过导线依次连接前置放大器9、主放大器10和多道分析器11，所述外套筒2的前端设有带内螺纹可旋拧的保护盖1，通过旋转该保护盖1以调节旋进度，所述保护盖1及外套筒2均由铝制材料制成，所述端窗式光电倍增管7的外表面包有磁屏蔽材料8。
进一步，所述保护盖1的盖顶厚度为0.1-0.3mm。
更进一步，所述保护盖1的盖顶厚度为0.2mm。
进一步，所述中子闪烁体转换屏5为6LiF+ZnS(Ag)、H3 10BO3+ZnS(Ag)、为10B2O3+ZnS(Ag)或10BN+ZnS(Ag)型中子闪烁体转换屏，其中Ag为活化剂。
更进一步，所述中子闪烁体转换屏5为H3 10BO3+ZnS(Ag)型中子闪烁体转换屏，其中，H3 10BO3与ZnS(Ag)的重量比为1∶1-9，优选为1∶3-6。
进一步，所述光导材料6为光学硅油脂。
本发明的有益效果在于：由于本发明提供的便携式中子探测装置采用铝制外套筒，可有效地屏蔽外侧光信号，并且铝对中子的吸收截面小，因而对中子探测效率高；此外，本发明的装置结构简单，便于携带。
附图说明
图1是本发明所述装置中铝制外套筒的结构图；
图2是图1中铝制外套筒内的结构示意图；
图3是本发明所述装置中电子检测部件的连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。
如图1-3所示，本发明提供的便携式中子探测装置包括外套筒2及依次安装在外套筒2内并压紧连接的中子闪烁体转换屏5、光导材料6、端窗式光电倍增管7和底座3，光电倍增管7的外表面包有磁屏蔽材料8，端窗式光电倍增管7的一端设有突出在底座3外端的输出端口4，使用导线可以将该输出端口4依次和前置放大器9、主放大器10以及多道分析器相连接。
在本发明所述的装置中，所述外套筒2采用铝制成，以起到对外侧光信号的屏蔽作用，采用铝制外套筒同时也降低了外套筒2对中子的吸收率，并且外套筒2的前端(中子入射端)设有带内螺纹的保护盖1，保护盖1也采用铝制成，其盖顶厚度为0.1-0.3mm，优选为0.2mm，如此可进一步降低影响，提高对中子的探测效率。此外，使用者可以调节保护盖1的旋进度，因而能够根据实际情况方便地更换不同厚度的中子闪烁体转换屏5。
本发明中，所述中子闪烁体转换屏为6LiF+ZnS(Ag)、H3 10BO3+ZnS(Ag)、为10B2O3+ZnS(Ag)或10BN+ZnS(Ag)型中子闪烁体转换屏。本实施例中，采用的是H3 10BO3+ZnS(Ag)型中子闪烁体转换屏，其中，H3 10BO3与ZnS(Ag)的重量比为1∶1-9，优选为1∶3-6。
本实施例中所采用的H3 10BO3+ZnS(Ag)型中子闪烁体转换屏的制备方法如下：
步骤1：将粒径为1-10μm的H3 10BO3(大连博恩坦科技有限公司生产)和发光材料ZnS(Ag)按照重量比为1∶1-9的比例混合，并加入到重量为H3 10BO3和发光材料ZnS(Ag)总重量的0.25-1倍的粘合剂中，混合均匀，再加入稀释剂稀释；其中，所述粘合剂为聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯或者环氧树脂与固化剂的混合溶剂，所述稀释剂为95％(重量)的乙醇；上述原材料均可自市场上购得；
步骤2：将步骤1中稀释好的混合物放到厚度为0.2-0.8mm的铝制薄板上，使用漆膜制备器将所述混合物均匀展开成厚度为200-500μm的制备膜；
步骤3：将步骤2所得制备膜在室温下放置至粘合剂完全固化，完成制备。
此外，在本发明所述的装置中，在中子闪烁体转换屏5和端窗式光电倍增管7之间设有光导材料6，从而有利于中子闪烁体转换屏5把中子转换成的光子的传输。本实施例中，所述光导材料6为光学硅油脂。
另外，在本装置中，由于在端窗式光电倍增管7的外表面包有磁屏蔽材料(在购买端窗式光电倍增管7时可以根据需要要求厂家加上)，从而实现了对磁场的屏蔽，避免了外部磁场对光电倍增管内电子的影响，使输出的电信号更加准确地反映所探测中子的情况。
使用时，当有中子从保护盖1的端口处入射时，可以穿透铝层入射到内部的中子闪烁体转换屏5，通过中子闪烁体转换屏5将中子转换成光信号，再通过光学材料6将光信号传输到端窗式光电倍增管7内，从而使光信号转变为电信号，该电信号通过导线从输出端口4导出，依次传输到前置放大器9、和主放大器10，使电信号得到放大，最后传输到多道分析器11以实现计数，进而反映对中子的探测效果。
本发明所述的装置并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。
Claims (9)
1.一种便携式中子探测装置，该装置包括外套筒(2)及依次安装在外套筒(2)内并压紧连接的中子闪烁体转换屏(5)、光导材料(6)、端窗式光电倍增管(7)和底座(3)，端窗式光电倍增管(7)的一端设有突出在底座(3)外端的输出端口(4)，输出端口(4)通过导线依次连接前置放大器(9)、主放大器(10)和多道分析器(11)，其特征在于：所述外套筒(2)的前端设有带内螺纹可旋拧的保护盖(1)，通过旋转该保护盖(1)以调节旋进度，所述保护盖(1)及外套筒(2)均由铝制材料制成，所述端窗式光电倍增管(7)的外表面包有磁屏蔽材料(8)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述保护盖(1)的盖顶厚度为0.1-0.3mm。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述保护盖(1)的盖顶厚度为0.2mm。
4.根据权利要求1至3之一所述的装置，其特征在于：所述中子闪烁体转换屏(5)为6LiF+ZnS(Ag)型中子闪烁体转换屏。
5.根据权利要求1至3之一所述的装置，其特征在于：所述中子闪烁体转换屏(5)为H3 10BO3+ZnS(Ag)型中子闪烁体转换屏，其中，H3 10BO3与ZnS(Ag)的重量比为1∶1-9。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述H3 10BO3与ZnS(Ag)的重量比为1∶3-6。
7.根据权利要求1至3之一所述的装置，其特征在于：所述中子闪烁体转换屏(5)为10B2O3+ZnS(Ag)型中子闪烁体转换屏。
8.根据权利要求1至3之一所述的装置，其特征在于：所述中子闪烁体转换屏(5)为10BN+ZnS(Ag)型中子闪烁体转换屏。
9.根据权利要求1至3之一所述的装置，其特征在于，所述光导材料(6)为光学硅油脂。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Chen Dongfeng Inventor after: Wei Guohai Inventor after: Wu Liqi Inventor after: Li Junhong Inventor after: Xiao Hongwen Inventor after: Li Meijuan Inventor after: Wu Zhanhua Inventor after: Liu Yuntao Inventor after: Wang Yu Inventor after: Wang Hongli Inventor after: Han Songbai Inventor after: Hao Lijie Inventor after: Wu Meimei Inventor after: Sun Kai Inventor after: He Linfeng Inventor before: Wang Yu Inventor before: Liu Yuntao Inventor before: Wang Hongli Inventor before: Han Songbai Inventor before: Hao Lijie Inventor before: Wu Meimei Inventor before: He Linfeng Inventor before: Wei Guohai Inventor before: Yu Zhouxiang Inventor before: Chen Dongfeng |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: WANG YU WANG HONGLI HAN SONGBAI HAO LIJIE WU MEIMEI HE LINFENG WEI GUOHAI YU ZHOUXIANG CHEN DONGFENG LIU YUNTAO TO: CHEN DONGFENG LIU YUNTAO WANG YU WANG HONGLI HAN SONGBAI HAO LIJIE WU MEIMEI SUN KAI HE LINFENG WEI GUOHAI WU LIQI LI JUNHONG XIAO HONGWEN LI MEIJUAN WU ZHANHUA |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |