CN103837885A

CN103837885A - 可拆卸组合式中子测量分析装置

Info

Publication number: CN103837885A
Application number: CN201410068389.3A
Authority: CN
Inventors: 贾文宝; 单卿; 黑大千; 凌永生
Original assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Current assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date: 2014-02-27
Filing date: 2014-02-27
Publication date: 2014-06-04

Abstract

本发明提供一种既可以用于精确测量又可以用于甄别性测量的可拆卸组合式中子测量分析装置。本发明在传统中固定式（主要是测量腔固定）的中子定量测量装置的基础上，采用可拆卸的组合式中子定量测量装置，与专用的分析以及刻度软件相结合，既可以在固定场所（如实验室、分析室等正常环境）通过确定的组合方式对测量对象进行高精确性和准确性的定量检测；也可以在特殊场所（如边境口岸等应急环境）通过简化的组合方式对测量对象进行甄别性的定性检测。本发明可拆卸组合式中子测量分析装置可以达到如下的技术效果：针对应用环境的特点，实现对不同几何尺寸的测量对象的定量或定性检测，具有很好的实用意义。

Description

可拆卸组合式中子测量分析装置

技术领域

本发明涉及一种可拆卸组合式中子测量分析装置，其属于中子测量技术领域。

背景技术

中子测量是核科学与技术领域的重要技术，在许多方面有着广泛的应用和应用前景。现有技术中，中子测量通常是使用嵌套在聚乙烯或石墨等中子慢化材料中的近百根³He管来实现的。为了提高装置的中子测量效率，一般需要尽可能增加嵌有 ³He管慢化体对于样品（腔）的空间立体角，同时考虑对样品中子能量的热化要求，需要具有足够厚度的慢化层。这就造成中子测量装置通常都比较庞大和笨重，严重限制了装置的应用。同时，中子测量装置是实验室或应用现场的昂贵仪器，对测量对象的体积有一定的要求，缺少通用性。

因此，确有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足。

发明内容

本发明针对现有技术中中子测量分析装置缺少通用性的问题，提供一种既可以用于精确测量又可以用于甄别性测量的可拆卸组合式中子测量分析装置。

本发明采用如下技术方案：一种可拆卸组合式中子测量分析装置，包括桶体、顶盖及嵌有³He管的慢化反射模块，在所述慢化反射模块中间设置放置待测对象的测量腔，所述慢化反射模块包括慢化体及反射屏蔽层，所述³He管嵌入到所述慢化体中形成测量模块，所述每个慢化反射模块中的³He管设有独立的电子学线路与数据获取设备相连，所述测量腔根据待测对象几何尺寸的不同，通过增加或减少测量模块和慢化反射模块而构建。

本发明具有如下有益效果：在正常使用时，桶体、顶盖、嵌有³He管的慢化体与反射屏蔽层组成一个完整的中子测量分析装置，精确分析满足要求的样品，当需要对某些测量腔无法放置的不明物体经行甄别性测量时，可以根据测量要求，按照一定规则将嵌有³He管的慢化体模块与反射屏蔽层模块构建满足测量效率要求的中子测量装置，进行甄别性测量，使用该方法使建立的测量装置能适应于更多的测量对象，从而降低购置和使用成本。

附图说明

图1为中子测量分析装置结构示意图；

图2为慢化与反射屏蔽层模块式设计示意图。

其中：

1-顶盖；2-桶体；3-慢化反射模块；4-测量腔；5-³He管；6-待测对象；30-慢化体；31-反射屏蔽层。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明所提供的技术方案作进一步阐述。

请参照图1所示，本发明可拆卸组合式中子测量分析装置包括桶体2、顶盖1、嵌有³He管5的慢化反射模块3，在慢化反射模块3中间设置放置待测对象6的测量腔4，慢化反射模块3包括慢化体30及反射屏蔽层31，每个慢化反射模块3中的³He管5设有独立的电子学线路与数据获取设备相连。

在正常使用时，桶体2、顶盖1、嵌有³He管5的慢化反射模块3组成一个完整的中子测量分析装置，精确分析规则样品。

本发明可拆卸组合式中子测量分析装置可以根据测量对象几何尺寸的不同，通过增加或减少测量模块和慢化反射模块，构建适合于待测对象的测量腔，实现对不同大小测量对象的中子检测，其中测量模块为在慢化体（聚乙烯等）中嵌入³He管等中子探测元件所形成的独立的单元。

当需要对某些测量腔无法放置的不明物体进行甄别性测量，可以根据对待测对象中中子强度的预估和对测量效率的要求，选择最为合适的慢化体及反射屏蔽层3的组合，以及顶盖1、桶体2，构成了一套具有一定测量效率和分析不确定度的分析性中子测量装置。

在特殊情况下，例如应急情况下，如图2所示，选择性地放弃使用顶盖1、桶体2，只携带几个慢化体。在现场根据待测对象的尺度，选择对待测对象6进行单向、半包围或全包围式测量，这就构成了一套具有适当探测灵敏度的甄别性中子测量装置。

本发明可拆卸组合式中子测量分析装置通过专用的探测效率刻度软件，可以根据测量模块和慢化反射模块的不同摆放情况，计算得到中子探测器的总中子计数、双重符合中子计数直至多重符合中子计数与测量对象中中子分布特性（如α中子、裂变中子“镅铍中子源、Cf-252中子源等”）以及发射强度之间的对应关系—刻度曲线。

对于常规场所需要定量检测的测量对象，可以根据其物质的组成特性（比如氧化物、氟化物或金属）和几何特性，通过专用的蒙特卡罗模拟软件，优化建立适用于测量对象的测量模块与慢化反射模块的空间摆放方式，建立相应的刻度曲线，以实现高精确性和准确性的定量检测。

对于特殊场所需要应急甄别的测量对象，可以根据其几何形状和大小，构建可以完全包裹测量对象的临时测量腔，根据中子探测器的中子计数甄别性判断测量对象是否为中子的发射体，并利用根据中子符合测量原理，针对特定中子探测元件和特定测量模块摆放方式而开发的，具备适用于现场测量模块不同摆放方式的能力的专用分析软件，根据中子探测器的总中子计数、双重符合中子计数直至多重符合中子计数进行定性或半定量分析，给出相应的定性或半定量分析结果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种可拆卸组合式中子测量分析装置，包括桶体（2）、顶盖（1）及嵌有³He管（5）的慢化反射模块（3），其特征在于：在所述慢化反射模块（3）中间设置放置待测对象（6）的测量腔（4），所述慢化反射模块（3）包括慢化体（30）及反射屏蔽层（31），所述³He管（5）嵌入到所述慢化体（30）中形成测量模块，所述每个慢化反射模块（3）中的³He管（5）设有独立的电子学线路与数据获取设备相连，所述测量腔（4）根据待测对象（6）几何尺寸的不同，通过增加或减少测量模块和慢化反射模块而构建。