CN208506260U - 一种新型闪烁玻璃纤维面板结构伴随alpha粒子探测器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种新型闪烁玻璃纤维面板结构伴随alpha粒子探测器，包括光学密封法兰，光学密封法兰的一端耦合位置灵敏光电倍增管，光学密封法兰和位置灵敏光电倍增管之间设有闪烁纤维面板，闪烁纤维面板将光学密封法兰的内腔和位置灵敏光电倍增管的内腔隔开，闪烁纤维面板上与光学密封法兰对应的一侧设有铝膜，铝膜位于光学密封法兰的内腔中。闪烁纤维面板结构能够约束闪烁光在其中的传输，克服了传统伴随alpha粒子探测器空间分辨率较低的难题。本实用新型闪烁纤维面板结构伴随alpha粒子探测器能够实现高空间分辨、快时间分辨。
Description
技术领域
本实用新型属于核辐射探测器领域，尤其是一种新型闪烁玻璃纤维面板结构伴随alpha粒子探测器。
背景技术
当前，为了给出由氘氚(DT)中子管(中子发生器)产生的14MeV快中子的出射时间和方向，研究人员提出了将具有时间和空间分辨的伴随alpha粒子探测器集成到DT中子管(中子发生器)上(1-5)。其中文献1-4给出的伴随alpha粒子探测器均采用了玻璃或蓝宝石作为中子管的真空密封和光导，并与内部的闪烁体直接耦合的结构。这种结构存在两个突出的问题：1)闪烁体的光会在一定厚度(一般几毫米)的玻璃或蓝宝石光导中横向扩散，导致探测器的空间分辨很难优于毫米量级；2)闪烁体和玻璃或蓝宝石光导直接光耦合，由于两种材料折射系数的较大差异，导致光穿过界面时损失很大，影响探测器的信噪比。文献5给出了一种采用纤维结构作为真空界面，在一端的表面上注入闪烁材料。这种结构设计很巧妙，并能够理论上克服文献1-4中伴随alpha粒子探测器的缺陷，但是在闪烁端面的工业实现上较困难。除此，专利2-5中伴随alpha粒子探测器采用的商业上成熟的闪烁体衰减时间均很长(几十纳秒或更长)，这就导致这些探测器很难工作在高技术率的场合。专利1中的伴随alpha探测器采用了衰减时间很短的ZnO闪烁体(小于1纳秒)，但是这种指导目前还不能够生产出高发光效率的完美单晶，由此制作的伴随alpha粒子探测器心在比很差，很难在实际工业应用中推广。
背景技术中参考文献具体为：参考文献：1.1994-ZnO-爆炸物检测系统-CN1087426；2.1995-ZnSAg-带alpha粒子探测器的测井中子管-ZL94220103；3.1998-ZnS-测井用伴随alpha中子管-CN1187682；4.2010-YAP-一种用于中子发生器的伴随alpha粒子探测器-CN102129081A；5.2012-HighSpatial Resolution Particle Detectors-US8258483B1。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种新型闪烁玻璃纤维面板结构伴随alpha粒子探测器。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种新型闪烁玻璃纤维面板结构伴随alpha粒子探测器，包括光学密封法兰，光学密封法兰的一端耦合位置灵敏光电倍增管，光学密封法兰和位置灵敏光电倍增管之间设有闪烁纤维面板，闪烁纤维面板将光学密封法兰的内腔和位置灵敏光电倍增管的内腔隔开，闪烁纤维面板上与光学密封法兰对应的一侧设有铝膜，铝膜位于光学密封法兰的内腔中。
上述的一种新型闪烁玻璃纤维面板结构伴随alpha粒子探测器，所述光学密封法兰为不锈钢光学密封法兰，不锈钢光学密封法兰与闪烁纤维面板通过焊接的方式固定。
上述的一种新型闪烁玻璃纤维面板结构伴随alpha粒子探测器，所述闪烁纤维面板由掺铈硅酸盐闪烁玻璃材料拉制而成。
上述的一种新型闪烁玻璃纤维面板结构伴随alpha粒子探测器，所述光学密封法兰远离闪烁纤维面板的一端连接中子发生器。
上述的一种新型闪烁玻璃纤维面板结构伴随alpha粒子探测器，所述铝膜的厚度为0.1微米-2微米。
上述的一种新型闪烁玻璃纤维面板结构伴随alpha粒子探测器，铝膜通过电镀的方式设置在闪烁纤维面板的表面。
本实用新型的有益效果为：本实用新型的闪烁纤维面板采用掺铈硅酸盐闪烁玻璃，掺铈硅酸盐闪烁玻璃具有快衰减时间的特性，保证装置的时间分辨率。同时，闪烁纤维面板结构能够约束闪烁光在其中的传输，克服了传统伴随alpha粒子探测器空间分辨率较低的难题。本实用新型闪烁纤维面板结构伴随alpha粒子探测器能够实现高空间分辨、快时间分辨。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种新型闪烁玻璃纤维面板结构伴随alpha粒子探测器，包括光学密封法兰1，光学密封法兰1的一端耦合位置灵敏光电倍增管3，光学密封法兰1和位置灵敏光电倍增管3之间设有闪烁纤维面板2，闪烁纤维面板2将光学密封法兰1的内腔和位置灵敏光电倍增管3的内腔隔开，闪烁纤维面板2上与光学密封法兰1对应的一侧设有铝膜4，铝膜4位于光学密封法兰1的内腔中。
本实用新型中，光学密封法兰1为不锈钢光学密封法兰，闪烁纤维面板2由掺铈硅酸盐闪烁玻璃材料拉制而成，厚度为5mm，光学密封法兰1远离闪烁纤维面板2的一端连接中子发生器，其中，铝膜4的厚度为0.1微米-2微米，铝膜4通过电镀的方式设置在闪烁纤维面板2的表面。
不锈钢光学密封法兰与闪烁纤维面板2通过焊接的方式固定，保持静态高真空，不锈钢光学密封法兰1与DT中子管(中子发生器)连接，闪烁纤维面板2侧面上的铝膜4用来阻挡散射的氘粒子，并倒走累积下来的电荷。同时，闪烁纤维面板能够耐受450℃高温，满足DT中子管(中子发生器)的实用要求。新型掺铈硅酸盐闪烁玻璃衰减时间分为两个部分，短寿命衰减时间是7.5ns左右，长寿命衰减时间为34.3ns.闪烁纤维面板既能保证真空焊接过程对闪烁面板厚度的要求，又能保证闪烁光在其中传输不发生扩散。DT反应产生的alpha打到闪烁纤维面板一端而产生闪烁光，闪烁光在闪烁纤维面板内部传输到另一端。闪烁纤维面板另一端与位置灵敏光电倍增管3耦合在一起。其中闪烁纤维面板2既作为alpha粒子探测器又作为其与位置灵敏光电倍增管的耦合器件，位置灵敏光电倍增管3将闪烁面板传输的光信号转化为电信号，从而得到alpha粒子的位置与时间信息。
本实用新型的闪烁纤维面板采用掺铈硅酸盐闪烁玻璃，掺铈硅酸盐闪烁玻璃具有快衰减时间的特性，保证装置的时间分辨率。同时，闪烁纤维面板结构能够约束闪烁光在其中的传输，克服了传统伴随alpha粒子探测器空间分辨率较低的难题。本实用新型闪烁纤维面板结构伴随alpha粒子探测器能够实现高空间分辨、快时间分辨。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (6)
1.一种新型闪烁玻璃纤维面板结构伴随alpha粒子探测器，包括光学密封法兰，光学密封法兰的一端耦合位置灵敏光电倍增管，其特征在于，光学密封法兰和位置灵敏光电倍增管之间设有闪烁纤维面板，闪烁纤维面板将光学密封法兰的内腔和位置灵敏光电倍增管的内腔隔开，闪烁纤维面板上与光学密封法兰对应的一侧设有铝膜，铝膜位于光学密封法兰的内腔中。
2.根据权利要求1所述的一种新型闪烁玻璃纤维面板结构伴随alpha粒子探测器，其特征在于，所述光学密封法兰为不锈钢光学密封法兰，不锈钢光学密封法兰与闪烁纤维面板通过焊接的方式固定。
3.根据权利要求1或2所述的一种新型闪烁玻璃纤维面板结构伴随alpha粒子探测器，其特征在于，所述闪烁纤维面板由掺铈硅酸盐闪烁玻璃材料拉制而成。
4.根据权利要求3所述的一种新型闪烁玻璃纤维面板结构伴随alpha粒子探测器，其特征在于，所述光学密封法兰远离闪烁纤维面板的一端连接中子发生器。
5.根据权利要求3所述的一种新型闪烁玻璃纤维面板结构伴随alpha粒子探测器，其特征在于，所述铝膜的厚度为0.1微米-2微米。
6.根据权利要求5所述的一种新型闪烁玻璃纤维面板结构伴随alpha粒子探测器，其特征在于，铝膜通过电镀的方式设置在闪烁纤维面板的表面。
Priority Applications (1)
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| CN201821251010.2U CN208506260U (zh) | 2018-08-03 | 2018-08-03 | 一种新型闪烁玻璃纤维面板结构伴随alpha粒子探测器 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110780339A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-02-11 | 华北电力大学 | 一种石油测井用冷、热中子探测器及锂玻璃纤维制备方法 |
| CN113885069A (zh) * | 2021-09-30 | 2022-01-04 | 中国工程物理研究院材料研究所 | 一种α探测器及D-T中子标记装置 |
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2018
- 2018-08-03 CN CN201821251010.2U patent/CN208506260U/zh active Active
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| CN110780339B (zh) * | 2019-10-29 | 2024-04-12 | 华北电力大学 | 一种石油测井用冷、热中子探测器及锂玻璃纤维制备方法 |
| CN113885069A (zh) * | 2021-09-30 | 2022-01-04 | 中国工程物理研究院材料研究所 | 一种α探测器及D-T中子标记装置 |
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