CN110088646A - 具有饼状截面的涂硼稻草管中子探测器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于中子探测系统的涂硼稻草管探测器，其包括涂硼稻草管，该涂硼稻草管至少具有一个径向取向并朝该稻草管的中心延伸预定距离的涂硼隔片。优选地，稻草管包括多个具有刚性面的隔片，在其两边均涂布有硼成分。优选地，该隔片从稻草管的一端到另一端具有稻草管探测器的长度。涂布于隔片的区域加上涂布于弧形部分的区域为中子探测器的灵敏度提供显著益处。
Description
相关申请
本专利要求于2016年10月18日申请的美国临时专利申请Nos.62/409,588(称为“588申请”)的优先权以及于2016年10月28日申请的美国专利申请62/414,321(称为“321申请”)的优先权。出于一切目的，上述“588申请”与“321申请”将通过引用整体结合在此，包括但不限于如下内容：描述稻草管制造工艺、本发明的设备及所公开的实施例的所有部分、作为背景技术大致描述涂硼稻草管探测器及与本发明具体实施方式的应用的内容、以及描述可能与本发明关联的制造与测试涂硼稻草管的其它方面的部分。
政府补贴
本发明是在由国家安全局授予的HDTRA-1-14-C-0047下利用政府支持完成的。政府享有本发明的某些权利。
引用序列表
不适用。
背景技术
发明领域
本发明涉及中子探测器的制造。更具体而言，本发明涉及内部具有径向取向的隔片的涂硼稻草管探测器，并且，其具有饼状截面的外观。
现有技术
涂硼稻草管探测器技术首先由Dr.Lacy以美国专利7,002,159获得专利权，该专利名称为“涂硼稻草管中子探测器”，于2002年11月13日提出申请。作为该技术领域的思想领军人物，Dr.Lacy持续其研究及开发以改善涂硼稻草管探测器技术并开拓新应用。在Dr.Lacy提出的其它专利及待审批专利申请中可以发现Dr.Lacy在该技术领域中持续进展的示例，上述专利及待审批专利申请包括：U.S.名称为“使用旋转探测器的远程中子—伽马点源探测器及成像”的专利8,330,116、名称为“使用分散于慢化剂材料的涂硼稻草管探测器的裂变中子的优化探测”的美国专利8,569,710、名称为“使用分散于慢化剂材料的涂硼稻草管探测器的裂变中子的优化探测”的美国专利8,907,293、名称为“密封涂硼稻草管探测器”的美国专利9,218,946、名称为“用于有源探询的中子探测器”的美国专利9,213,111、名称为“使用成型稻草管的涂硼稻草管探测器”的美国专利8,941,075、名称为“通过涂硼来涂布薄箔的方法及装置”于2013年10月22日提出申请的美国专利申请No.14/060,015(已发授权通知)、名称为“对铜箔上的碳化硼涂层进行准确厚度测定的方法”于2015年11月12日提出申请的美国专利申请No.14/938,903(已发缴授权费用)、名称为“用于提高矩形磁控溅射靶的实用性的移动磁体组件”于2015年11月12日提出申请的美国专利申请No.14/939,296以及名称为“通过螺旋卷绕及焊接来制造用于中子探测的涂硼稻草管的制造方法”于2017年5月23日提出申请的美国专利申请No.15/603,233。出于一切目的，在本段落提到的上述专利与待审批申请将通过引用整体结合在此，包括但不限于如下内容：作为背景技术描述涂硼稻草管检测器的结构和技术细节及硼涂层的部分以及作为本发明的具体实施方式的应用的部分、以及描述可能与本发明关联的制造与测试涂硼稻草管的其它方面的部分。
Dr.Lacy在涂硼稻草管探测能力、生产、用于各种应用的原型开发上也有较广的公开文献，包括：
J.L.Lacy,et al,"Novel neutron detector for high rate imagingapplications",IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record,2002,vol.1,pp.392-396；
J.L.Lacy,et al,"Straw detector for high rate,high resolution neutronimaging",in IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record,2005,vol.2,pp.623-627；
J.L.Lacy,et al,"High sensitivity portable neutron detector for fissilematerials detection",IEEE Nuclear Science SymposiumConference Record,2005,vol.2,pp.1009-1013；
J.L.Lacy,et al,"Performance of 1 Meter Straw Detector for High RateNeutron Imaging",IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record,2006,vol.1,pp.20-26；
J.L.Lacy,et al,"Long range neutron-gamma point source detection andimaging using unique rotating detector",IEEE Nuclear Science SymposiumConference Record,2007,vol.1,pp.185-191；
J.L.Lacy,et al,"Fabrication and materials for a long range neutron-gammamonitor using straw detectors",IEEE Nuclear Science Symposium ConferenceRecord,2008,pp.686-691；
J.L.Lacy,et al,"One meter square high rate neutron imaging panel based onboron straws",IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record,2009,pp.1117-1121；
J.L.Lacy,et al,"Boron coated straw detectors as a replacement for 3He",IEEE Nuclear Science Symfiosium Conference Record,2009,pp.1 19-125；
J.L.Lacy,et al,"One meter square high rate neutron imaging panel based onboron straws",IEEE 2009 Nuclear Science Symposium Conference Record,2009,pp.11 17-1121；
J.L.Lacy,et al,"Initial performance of large area neutron imager based onboron coated straws",IEEE 2010 Nuclear Science Symposium Conference Record,2010,pp.1786-1799；
J.L.Lacy,et al,"Initial performance of sealed straw modules for largearea neutron science detectors",IEEE 2011 Nuclear Science SymposiumConference Record,2011,pp.431-435；
J.L.Lacy,et al,"Straw-Based Portal Monitor 3He Replacement Detector withExpanded Capability"IEEE 2011Nuclear Science Symposium Conference Record,2011,pp.431-435；
J.L.Lacy,et al,"Performance of a Straw-Based Portable NeutronCoincidence/Multiplicity Counter",IEEE 2011Nuclear Science SymposiumConference Record,201 1,pp.529-532；
J.L.Lacy,et al,"Replacement of 3He in Constrained-Volume HomelandSecurity Detectors",IEEE 2011Nuclear Science Symposium Conference Record,2011,pp.324-325；
J.L.Lacy,et al,"Initial performance of sealed straw modules for largearea neutron science detectors",IEEE 2011Nuclear Science Symposium ConferenceRecord,201 1,pp.431-435；
J.L.Lacy,et al,"Boron-coated straws as a replacement for 3He-basedneutron detectors",Nuclear Instruments and Methods in Physics Research,Vol.652,201 1,pp.359-363；
J.L.Lacy,et al,"Design and Performance of High-Efficiency Counters Basedon Boron-Lined Straw Detectors",Institute of Nuclear Materials ManagementAnnual Proceedings,2012；
J.L.Lacy,et al,"Boron-coated straw detectors of backpack monitors",IEEETransactions on Nuclear Science,Vol 60,No.2,2013,pp.1111-1117.
XL.Lacy,el al,'The Evolution of Neutron Straw Detector Applications inHomeland Security",IEEE Transactions on Nuclear Science,Vol.60,No.2,2013,pp.1140-1146.
出于一切目的，在本段落提到的公开文献将通过引用整体结合在此，包括但不限于如下内容：作为背景技术描述涂硼稻草管检测器的结构和技术细节以及硼涂层的部分及作为本发明的具体实施方式的应用、以及描述可能与本发明关联的制造与测试涂硼稻草管的其它方面的部分。
该涂硼稻草管(BCS)探测器基于薄壁涂硼金属(优选为铜)管阵列。该检测器的构成组件是内部涂布有10B-富集碳化硼(10B4C)的薄层的长形管。10B中捕获的热中子通过如下的10B(n,α)反应而被转换为二次粒子：
10B+n→7Li+α (1)
7Li与α粒子朝相反方向各向同性地射出，且分别带有1.47MeV与0.84MeV的动能(通过能量及动能守恒来指示)。由于碳化硼层仅1μm厚，因此两个充电粒子中的一个将会在78％的时间逃离壁部，并将稻草管中包含的气体离子化。
各BCS探测器作为正比计数器来工作，其壁部用作为阴极，其细线部拉紧地穿过其中心并用作为阳极电极，并在高正电位下进行工作。气体中释放的初级电子漂移至该阳极，并于该阳极附近的高电场，产生雪崩倍增，从而对该阳极线传递经较大程度放大的充电。利用标准电荷灵敏前置放大器及整形电路来为各中子事件生成低噪声脉冲。壁中伽玛射线的互相作用产生接近最小值的电离电子，沉积重离子化阿尔法射线及Li产物的小部分能量。伽玛信号可通过简单的脉冲高度阈值来有效辨别。
为了探测停止于稻草管阵列的中子，衰变碎片必须逃离各稻草管中的10B4C薄层。逃离可能性可以根据中子互相作用的点与出口界面之间形成的固定角度来获得，其记为：
εesc＝1-T/(4Lα)-T/(4LLi),其中T≤LLi
(2a)
＝1/2+LLi/(4T)-T/Lα,其中LLi<T≤Lα
(2b)
＝(Lα+LLi)/(4T),其中T>Lα
(2c)
其中，T为膜厚，Lα与LLi分别为α与7L的范围，在10B4C膜内，为Lα＝3.30m及LLi＝1.68m。该范围为了10B4C的目标层而在SRIM-2006.02(http://www.srim.org/)计算出，该10B4C的目标层具有2.38g/cm3的密度，且对于阿尔法具有1.47MeV的离子能量，对于7Li具有0.84MeV的离子能量。此处计算出的逃离效率稍有低估，这是由于仅简单地考虑10B(n,)反应的主导分支。其它分支(6％的情况)产生更高能的产物，对于逃离来说具有稍许更优的机会。在10B4C膜厚为1.0μm的情况下，逃离效率为78％。
该涂硼稻草管探测器技术在国家安全、中子科学及安全保证等众多应用中成为3He中子探测系统的优选代替方案。
发明内容
本发明公开一种经改良的涂硼稻草管探测器，其包括涂硼稻草管，该涂硼稻草管至少具有一个径向取向并朝该稻草管的中心延伸预定距离的涂硼隔片。优选地，稻草管包括多个具有刚性面的隔片，在其两边均涂布有硼成分。优选地，该隔片从稻草管的一端到另一端具有稻草管探测器的长度。涂布于隔片的区域加上涂布于弧形部分的区域为中子探测器的灵敏度提供显著益处。经改进的涂硼稻草管探测器可一起形成为一面板的稻草管，该面板可附带于可穿戴背心以用于简单且可穿戴的中子探测系统。优选实施方式中，使用多个面板的经改良的稻草管探测器。该经改良的稻草管探测器也可用于形成小型中子探测系统，其尺寸可舒服地握于手上。
本发明的附加优点将在以下描述中阐述，并且根据该描述而部分地显而易见，或者可通过实践本发明而获知。将通过在所附权利要求中特别指出的元素和组合的方式来实现和获得本发明的优点。应当理解上述总体描述和以下详细说明仅是示例性和说明性的，而不限制要求保护的本发明。
附图说明
当结合以下附图考虑以下的详细描述时，可以获得对本发明的更好的理解，附图中：
图1描绘具有12个隔片的稻草管的实施方式的剖视图。
图2描绘图1的实施方式的2D电场图。
图3描绘具有6个隔片的稻草管的实施方式的剖视图，其简要示出沿着电子传播的电场的方向。
图4描绘对现有技术圆形截面及具有隔片的两实施方式计算出的电场图。
图5描绘可用于在涂硼铜箔形成隔片壁的设备的实施方式。
图6描绘在被卷起以形成饼状稻草管探测器之前形成隔片壁之后的涂硼箔的显微镜图像。
图7描绘具有6个隔片的实施方式的剖视图。
图8描绘具有12个隔片的实施方式的剖视图。
图9描绘对具有6个隔片的实施方式收集的中子脉冲高度谱的图，以对比具有相同直径的现有的圆形截面的稻草管。
图10描绘对具有12个隔片的实施方式收集的中子脉冲高度谱的图，以对比具有相同直径的现有的圆形截面的稻草管。
图11描绘可用于制造经改进的稻草管的工艺的一系列步骤。
图12描绘在涂硼稻草管探测器的实施方式中传播的电子的示意图。
图13A描绘适于包括于可穿戴中子探测系统中的具备经改良的稻草管的中子探测器的面板。
图13B描绘使用具有饼状截面的稻草管的实施方式的可穿戴中子探测系统的实施方式。
图14描绘使用具有饼状截面的稻草管的实施方式的小型手持式探测器。
本发明实施方式的详细说明
本发明公开一种经改良的涂硼稻草管探测器，其包括涂硼稻草管，该涂硼稻草管至少具有一个径向取向并朝该稻草管的中心延伸预定距离的涂硼隔片。优选地，稻草管包括多个具有刚性面的隔片，在其两边均涂布有硼成分。优选地，该隔片从稻草管的一端到另一端具有稻草管探测器的长度。涂布于隔片的区域加上涂布于弧形部分的区域为中子探测器的灵敏度提供显著益处。
为了改善涂硼稻草管探测器的中子探测效率，并同时保持生产率，本发明修改以往的稻草管结构以在性能上提供显著的益处。经改善的稻草管设计的截面具有如图1所示的饼状。本领域技术人员将会发现：具有饼状截面的稻草管由所希望个数的弧形部分、相同个数的隔片壁构成，且该隔片壁径向取向且朝几何中心延长所希望的距离。各隔片优选是已折叠到其自身上的壁的一部分，以产生涂布于两边的刚性面。优选地，该隔片具有稻草管的整个长度，从而在稻草管的长度上的任意位置均能呈现为饼状截面。这保持了沿着整个长度的追加的涂布区域并避免了可能由于隔片不连续造成的电场中的不均。涂布于隔片的区域加上涂布于弧形部分的区域，从而为中子探测器的灵敏度提供显著益处。例如，相比于具有相同直径的圆形稻草管，图1中12隔片饼状的涂布壁区域要大三倍，假设隔片优选地与各弧形部分具有相同长度。此外，在探测器能在上述小直径下进行工作的情况下，单根具有12个隔片的0.128英尺的稻草管能够产生与以往探测器的稻草管填充有10大气压的3He的情况相同的中子灵敏度。
如下所述，经改良的涂硼稻草管设计的壁区域效益能通过分析来计算得出。参照图1，上述饼状的壁周长可记为P＝πD+2NLs，其中，D为外直径，N为隔片数量(图中N为12)，Ls为隔片壁长度。再次假设Ls可表示为弧形长度Larc的片段，由此，Ls＝f·Larc，且Larc＝πD/N。该片段限定为0≤f≤N/(2π)，其中，该限制确保隔片长度Ls小于圆半径：Ls≤D/2。例如，N＝6,f≤0.95；N＝12,f≤1.9等。实际上，如下内容所述，由于长隔片会导致外壁附近的电场非常小，因此Ls优选并非比D/4要大得多。周长比可记作为R＝P/(πD)，代替上述关系，可简记作R＝1+2f。由此，R仅为因素f的函数，并不取决于外径D。R的最大值取决于N，记作Rmax＝1+N/π。在不具有隔片的圆形稻草管的情况下，例如，f＝0而R＝1.0。在f＝0.5的情况下，周长比R＝2；在f＝1.0的情况下，周长比R＝3.0
饼状稻草管几何例如下：
圆形稻草管周长：Pround＝π·D
饼状稻草管周长：Ppie＝π·D+2·N·Ls
＝π·D+2·N·f·Larc
＝π·D·(1+2·f)
其中，D＝稻草管直径，N＝隔片个数，Ls＝隔片长度，f＝隔片长度与弧形长度之比，Larc＝弧形长度。硼含量比：Ppie/Pround,R＝1+2·f.
在D＝15mm,N＝6.f＝0.5的情况下，R＝2.
在D＝3.25mm,N＝12,f＝1.0的情况下，R＝3.
饼状设计应优选保持足够高的电场，以确保短电子漂移时间，从而避免因复合而造成的离子化损失。如图2所示，利用ELECTRO(集成工程软件)中实施的数值法为图1所示的12隔片饼状截面稻草管计算出二维电场图，其中，假设具有1000V的偏压且D＝4.43mm。图2的电场图以灰度值来表示，对应电场的不同值。灰度值运算为对数运算。该示例中的最小电场值为大约3.11V/cm，出现在弧形部分与隔片壁之间的角部(更深的灰色)。优选地，该角部如图所示经倒圆(例如具有半径＝0.1mm)，以避免在这些区域中产生非常低电场水平。用于避免复合及提供最优信号上升时间的最小电场水平依赖于探测器中使用的混合气体，但通常氩/二氧化碳混合气体为每cm为1伏特。
在图2及图4中的电场分布示例中，选用于保持高电场并确保较短电子漂移时间的尺寸如下：
τmax<0.35ms,
HV＝1000V,
直径＝4.43mm,
蓝＝3.11V/cm,
红＝2.3·105V/cm.
隔片之间的区域中电场降低，对尺寸设置实际限制大致为：Ls<D/4或f<N/(4·π)。本领域技术人员可以发现：隔片越长则效率越高，然而需要权衡的是在隔片之间的区域，隔片越长则会导致电场越低，这将导致该区域中产生的离子化偏移变慢。这可以导致探测效率降低。据此对隔片长度进行实际限定。理论上不存在最小隔片长度。即使是非常短的隔片也会提高稻草管的灵敏度，然而即使是短隔片，形成隔片也会导致额外的制造成本，因此最优为在上述限制内尽量形成长隔片。
图3示出在6隔片实施方式中壁部附近的对应位置处释放电子时的电子移动的若干路径。隔片壁附近释放的电子初期朝垂直于壁部的方向传播，然后，变向并根据径向路径朝向阳极线。图4中描绘了沿着两个不同饼状稻草管的半径计算出的电场水平，作为比较其包含具有相同直径(大致为D＝4.43mm)的圆形稻草管的解析场。第1饼状稻草管示例包括6个隔片且R＝2。第2饼状稻草管示例包括12个隔片且R＝3。所有电场估计具有1000V的偏压。由于饼状的关系电场在隔片(半径>大致0.9mm)之间的区域内显著下降，然而无论何种形状在截面的中间部分以及导线的位置(最大)多少都会有电场下降的情况，这意味着信号放大会由于雪崩而全都相类似。
作为在饼状截面稻草管中形成隔片的方法，如图5所示，包括在一系列隔开的精密棒料22、24上放置一层涂硼箔20的步骤。该箔20优选为通过各种方法制备，例如根据及/或美国专利申请No.14/060,015(于2013年10月22日提出申请)公开的名称为“利用涂硼来涂布薄箔的方法及设备”(已收到授权通知)的制备方法来制备，出于公开优选箔参数的目的，通过引用将该申请的全部内容结合于此。本领域技术人员可以发现：所用的棒料22、24的厚度决定隔片之间的弧形长度，而棒料22、24之间的间隔决定隔片长度。将组件夹到一起，箔20可以在棒料22、24之间被折叠以形成一系列极为竖直且刚硬且在各边涂硼的壁状隔片。图6示出显微镜侧图像以表示在箔20被卷进稻草管之前，利用图5的方法形成于箔20的隔片30。一旦从图5所示的形成台取下，之后，箔20可被卷绕以插入直径合适的限制管部以进行布线、密封及充气，例如如美国专利7,002,159、8,569,710、9,218,946中所证实的那样，上述美国专利出于该目的而通过引用整体结合与此。
图11进一步描绘了可用于制造经改进的稻草管的工艺的一系列步骤，其包括如下步骤：(1)提供包括多个形成棒(优选为钢材或类似金属)、间隔棒、覆盖重物以及一卷涂硼箔的形成台；(2)使用间隔棒将形成棒间隔大约2倍期望隔片长度(Ls)；(3)放置箔，使得涂布侧向下覆盖形成棒；(4)将覆盖重物置于箔的非涂布侧以将该箔固定；(5)将形成棒朝其它形成棒移动以使得中间的箔折叠并形成在两侧均具有涂布壁的隔片；(6)从形成台取下具有隔片的箔；(7)将箔卷入稻草管，该稻草管具有朝该稻草管内部径向延伸的隔片；以及(8)将经卷绕的稻草管插入限制管部中。
如图7所示，经测试的饼状截面稻草管的实施方式根据上述隔片形成工艺制备而成，配置为包括更大的6点饼状，其中，R＝2且D＝15.0mm。实施方式2中，如图8所示，具有D＝3.25mm的较小的12点饼状稻草管被设计成达到R＝3即具有相同直径的涂硼圆形稻草管的三倍。上述两个实施方式的探测器均在实验室经过测试以验证成功地生成并读取出信号，并对通过在隔片额外地产生涂硼区域从而产生的性能效益进行测量。该稻草管安装有中心阳极线，并被设置以进行流过操作。距探测器20cm远处置有慢化252Cf源。上述两个探测器与具有分别相同直径的圆形截面的稻草管相比较。
图9示出在两个较大的探测器中收集到的脉冲高度谱，其一为饼状(更深的灰色)，另一为圆形稻草管(更亮的灰色)，其具有D＝15.0mm。这两个高度谱非常类似，指示6隔片壁在信号整形上具有较小效果。该6点饼状相比于对应的圆形记录有大1.90倍的计数速率，非常接近于理论比率2.0。
图10示出在具有D＝3.25mm的较小饼状(更深的灰色)与圆形稻草管(更亮的灰色)中收集到的高度谱。在此，两个高度谱具有不同形状，毋庸置疑地，这是由于由相邻隔片密封而成的狭窄空间中形成的信号，饼状－12隔片仍然示出足够的分辨率以允许成功地鉴别伽玛射线，并导致计数速率高于对应圆形的2.84倍。
虽然经测试的实施方式使用6及12隔片，但并不局限于此。单个隔片能改善性能，但优选地稻草管包括多个(两个以上)隔片，更优选地，使用偶数个隔片来保持对称以使得单个稻草管的响应是不变的，无论中子的入射方向如何。本领域技术人员会发现：稻草管探测器中使用的隔片的数量可根据稻草管的尺寸、所用的制备技术、所希望的灵敏度以及其它对于本领域技术人员来说明确的因素来变更。本领域技术人员还会发现：过多的隔片会造成在隔片之间过近的情况下隔片之间会产生低水平电场区域。
如图13A及13B所示，经改进的涂硼稻草管探测器可形成于面板内并用于可穿戴中子探测器系统的一部分。在可穿戴系统的情况下具有如下未满足的需求：该可穿戴系统能隐蔽于衣服下且不妨碍活动。经改进的稻草管探测器相比于具有相同直径的现有的稻草管在相同容量的情况下，提供更高的灵敏度。在使用本发明的实施方式的情况下，面板在为热中子提供30％的效率的情况下，可被构成为直径从1.2cm缩小到0.4cm。例如，图13A的实施方式包括稻草管探测器的重量为大约0.1磅的面板，其中，该稻草管探测器所使用的稻草管如上所述具有12隔片。稻草管可形成于大约5cmX10cmX0.4cm的面板中，该面板可在可穿戴系统中分布于躯干，犹如图13B所示的背心。本发明中所称背心意于包括背心、绑带、扎带、裹带及类似能被穿戴并固定于躯干的物体。优选地，在可穿戴系统中使用10－24个面板。优选地，上述可穿戴系统使用超低功率电子设备，本领域技术人员可知该超低功率电设备包括板载高压电源、单晶体管放大器，其在3.7V仅使用约100μA，在300mA/hr AAA电池下能工作100天以上，具有2英寸X0.5英寸的布局。上述超低功率电子设备可优选为无需调整而大量生产。使用上述可穿戴系统可用仅1磅的探测器来取代使用现有探测器的30磅的背包。
如图14所示，本发明经改进的涂硼稻草管探测器也可用于小型手持式探测器系统。图14中揭示的实施方式为具有大约a 1”的直径且包括19个稻草管的手持式探测器。对该探测器进行测试以评估其对于一范围内的中子能量的灵敏度、其对于伽玛射线的响应及其它量度。表1中的结果总结如下：
表1
结果清楚地证明新型饼状截面稻草管形状对于更高灵敏度的涂硼稻草管技术而言为可行的方案。
第一代模型下的试验测量证明出了理论预计增益的～95％。
在此使用的术语相信对于本领域技术人员来说是明确的，其定义被设定以方便说明某些本公开的主题。
根据长期存在的专利法常规用语，包括权利要求的本申请中所使用的术语“一个”、“单个”以及“该”是指一个或多个。由此，例如，参照“一个窗户”包括多个这样的窗户等。
除非另外指示，本说明书、权利要求中使用的所有表示元素数量、尺寸(例如宽度与区域)等的数字理解为在所有示例中可用术语“大约”来修改。因此，除非有相反指示，本发明书及权利要求中设定的数字参数为近似值，可根据本公开主题所寻求获得的希望属性来变更。
在此使用的术语“大致”在指数值或尺寸、区域、百分比的大小等时，意指涵盖在某些实施方式中增加或减少20％的浮动量，在某些实施方式中增加或减少10％的浮动量，在某些实施方式中增加或减少5％的浮动量，在某些实施方式中增加或减少1％的浮动量，在某些实施方式中增加或减少0.5％的浮动量，在某些实施方式中增加或减少0.1％的浮动量，以使得浮动量适于执行所公开的方法或适于完成所公开的组合。
术语“包括”等同于“包含”、“含有”或“其特征在于”，是包容性的或开放式，并不排除追加的未列举的元素或方法步骤。“包括”这一术语在权利要求中使用时表示所提及的元素是必须的，但可添加其它元素并且仍然形成该权利要求的范围内的构造。
在此所使用的短语“由…构成”排除任何其它未记载于权利要求中的元素、步骤或组分。在短语“由…构成”出现于权利要求的主题条款中而并非紧接着主题名之后时，其限定仅该条款中设定的元素，而其它元素并不排除于权利要求整体之外。
在此使用的短语“基本上由...构成”将权利要求的范围限定为所提及的材料或步骤，不实质上影响所要求保护的主题的基础和新颖特征。关于术语“包括”、“由…构成”以及“基本上由...构成”，在使用该三个术语之一的情况下，本公开及所要求保护的主题可包括另两个术语的使用。
如此处所使用的，在一系列实体内容中使用术语“及/或”的情况下，意指这些实体可单独使用，也可组合使用。由此，例如短语“A、S、C及/或O”包括单独的A、S、C及O，但也包括A、S、C及O的任何以及所有组合及子组合。
本领域技术人员应当理解，可在本发明中作出各种修改和变体而不背离本发明的范围或精神。通过考虑在此公开的本发明的说明书以及实践，本发明的其他实施方式对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。上述公开及说明书是示意性且示例性，在不背离由下述权利要求所阐明的本发明的范围内的精神的情况下，可以对所揭示的设备、结构及操作方法的细节方面作各种变化。
Claims (18)
1.一种经改良的涂硼稻草管探测器系统，其特征在于，包括涂硼稻草管，该涂硼稻草管具有直径且至少具有一个从该稻草管的内表面向内径向延伸的隔片，各隔片在两侧涂布有硼且具有大约所述稻草管直径0.25倍或以下的长度。
2.如权利要求1所述的稻草管探测器系统，其特征在于，所述稻草管具有多个隔片。
3.如权利要求1所述的稻草管探测器系统，其特征在于，各稻草管在长度上具有5％的偏差。
4.如权利要求2所述的稻草管探测器系统，其特征在于，所述稻草管具有偶数个隔片。
5.如权利要求2所述的稻草管探测器系统，其特征在于，各隔片从所述稻草管的第1端朝该稻草管的相反侧的第2端延伸。
6.如权利要求2所述的稻草管探测器系统，其特征在于，所述稻草管具有6至12个隔片。
7.如权利要求6所述的稻草管探测器系统，其特征在于，所述隔片在所述稻草管的内表面均匀间隔开。
8.如权利要求7所述的稻草管探测器系统，其特征在于，各隔片的长度大约在各隔片之间的弧形长度的5％以内。
9.如权利要求7所述的稻草管探测器系统，其特征在于，各隔片的长度在各隔片之间的弧形长度的50％与100％之间。
10.一种中子探测系统，其特征在于，包括形成于面板中的多个涂硼稻草管，所述面板中的各涂硼稻草管具有多个隔片，所述隔片从所述稻草管的内表面向内径向延伸，各隔片在两侧均涂布有硼。
11.如权利要求10所述的中子探测系统，其特征在于，包括12个涂硼稻草管。
12.如权利要求10所述的中子探测系统，其特征在于，各稻草管具有12个隔片。
13.如权利要求10所述的中子探测系统，其特征在于，各稻草管具有大约4mm的内径。
14.如权利要求10所述的中子探测系统，其特征在于，所述面板的尺寸大约为5.0cmX10cm。
15.如权利要求10所述的中子探测系统，其特征在于，所述面板的重量大约为0.1磅或以下。
16.如权利要求10所述的中子探测系统，其特征在于，还包括附带有所述面板的可穿戴背心。
17.如权利要求16所述的中子探测系统，其特征在于，包括至少10个面板。
18.一种用于制备涂硼稻草管的工艺，其特征在于，包括：
(1)提供形成台，该形成台包括多个形成棒以及一卷在一侧具有涂硼的箔；
(2)将所述箔置于所述形成棒上，其中，所述箔的涂硼一侧面向所述形成棒；以及
(3)将至少一个形成棒朝另一形成棒移动以使得所述棒之间的箔折叠并且被压缩在一起以形成在两侧具有涂硼的隔片。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190802 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |