CN210166326U - 一种小型中子探测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种小型中子探测装置，包括安装台，所述的安装台的下侧设有支撑脚，安装台上设有中子发射装置，所述的中子发射装置可在安装台上水平移动，所述的中子发射装置的下端从安装台的下侧面伸出并可向下发射中子；所述的安装台的下侧面上设有中子检测用闪烁体，所述的安装台的侧面固定设置有光检测器和中子测量装置，光检测器用于检测中子检测用闪烁体发出的光并将其转换为电信号，光检测器具有多个光纤和多个光检测元件，多个光纤对应闪烁体的入射表面的多个位置设置，多个光检测元件对应于多个光纤设置，中子测量装置与光检测元件连接，中子测量装置用于记录光检测元件的发光次数。
Description
技术领域
本实用新型涉及中子检测设备技术领域，具体涉及一种小型中子探测装置。
背景技术
中子检测是利用中子的透射来进行非破坏性检测，该种检测方式的应用，为人眼无法观测，且无法接触的物体内部区域的检测带来了巨大的方便。特别是在航空领域，对零部件的内部进行检测是非常有必要的，若零部件内部存在空腔或裂痕，很容易引发意外事故，威胁人们的人身安全。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种小型中子探测装置，其安全性高、经济实用、易普及推广。
一种小型中子探测装置，包括安装台，所述的安装台的下侧设有支撑脚，安装台上设有中子发射装置，所述的中子发射装置可在安装台上水平移动，所述的中子发射装置的下端从安装台的下侧面伸出并可向下发射中子；
所述的安装台的下侧面上设有中子检测用闪烁体，所述的安装台的侧面固定设置有光检测器和中子测量装置，光检测器用于检测中子检测用闪烁体发出的光并将其转换为电信号，光检测器具有多个光纤和多个光检测元件，多个光纤对应中子检测用闪烁体的入射表面的多个位置设置，多个光检测元件对应于多个光纤设置，中子测量装置与光检测元件连接，中子测量装置用于记录光检测元件的发光次数；
所述的安装台的下侧设有放置台，所述的放置台与支撑脚固定连接，放置台上设有多个螺纹孔，螺纹孔连接有调节螺杆。
本实用新型还进一步设置为，所述的中子发射装置包括电子回旋共振离子源，所述的电子回旋共振离子源通过连接管A与螺线管A相连，所述的螺线管A 的另一端与螺线管B相连，所述的螺线管A和螺线管B之间设置有束诊元件A，所述的螺线管B的另一端通过连接管B与射频四极场加速器相连，所述的螺线管B与射频四极场加速器之间设置有束诊元件B，所述的射频四极场加速器通过束流输运管道A连接有飘移型加速器，所述的束流输运管道A上设置有聚焦磁铁，所述的聚焦磁铁与射频四极场加速器和飘移型加速器之间分别设置有束诊元件C和束诊元件D，所述的飘移型加速器的另一端通过束流输运管道B与束流输运管道C相连，所述的束流输运管道B上设置有三联聚焦磁铁，所述的三联聚焦磁铁与飘移型加速器和束流输运管道C之间分别设置有束诊元件E和束诊元件F，所述的束流输运管道C的另一端连接有加厚防护束流管道A，所述的加厚防护束流管道A的另一端与中子靶室A相连。
本实用新型还进一步设置为，所述的支撑脚为可上下伸缩设置，支撑脚的下端设有滚轮。
本实用新型还进一步设置为，所述的束流输运管道C上设置有偏转磁铁，所述的束流输运管道C上与偏转磁铁的偏转方向相对应的位置连接有加厚防护束流管道B，所述的加厚防护束流管道B的另一端与中子靶室B相连。
本实用新型还进一步设置为，所述的螺线管A、射频四极场加速器和漂移管型加速器上均连接有真空泵。
本实用新型还进一步设置为，所述的中子靶室A和中子靶室B均是由中子靶材、慢化材料、屏蔽材料和准直仪组成。
本实用新型还进一步设置为，所述的束诊元件A、束诊元件B、束诊元件C、束诊元件D、束诊元件E和束诊元件F均包括有束流位置诊断器、束流强度诊断器和束流发射度诊断器。
本实用新型还进一步设置为，所述的加厚防护束流管道A和加厚防护束流管道B均由中子屏蔽的材料制成。
本实用新型还进一步设置为，所述的安装台上设置一条滑轨，滑轨的上下两侧分别贯穿安装台的上下两侧设置，中子发射装置可滑动的连接在所述的滑轨上并可沿滑轨滑动。
本实用新型还进一步设置为，所述的中子检测用闪烁体高于中子发射装置的下端设置。
本实用新型的有益效果：
本申请所提供的中子探测装置，其利用中子的透射来进行非破坏性检测，使用时，被检测物体放置在安装台的下侧，中子发射装置向被检测物体发射中子，中子会在物体上发生透射、反射、衰减，特别是当被检测物体内部存在空隙或裂痕时，此位置处会发生较大的衰减，进而造成此位置反射的中子束也较少，而被反射的中子则被中子检测用闪烁体检测到，并通过光检测器和中子测量装置来进行检测并反馈给用户，本实用新型提供的中子探测装置其结构简单，能进行收缩，方便携带；本实用新型中的中子发射装置在不打靶状态下，完全不产生中子，且打靶产生的中子经过慢化和屏蔽后，只剩下热中子和热外中子，且因为随时可以对其断电切断束流，因此具有比反应堆中子源更高的安全性，同时，和同位素中子源相比，本实用新型的中子源具有中子通量更高的优点，而且，本实用新型中的每一个部件均不带有放射性，因此在运维上都比反应堆中子源和同位素中子源具有更安全便利、更容易普及、更紧经济实用。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型安装台的结构示意图；
图3为本实用新型结构示意图与中子发射装置的结构示意图；
图4为本实用新型中子发射装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
以下参考图1至图4对本实用新型进行说明。
一种小型中子探测装置，包括安装台100，所述的安装台100的下侧设有支撑脚101，安装台100上设有中子发射装置102，所述的中子发射装置102可在安装台100上水平移动，所述的中子发射装置102的下端从安装台100的下侧面伸出并可向下发射中子。
所述的安装台100的下侧面上设有中子检测用闪烁体103，所述的安装台 100的侧面固定设置有光检测器104和中子测量装置105，光检测器用于检测中子检测用闪烁体103发出的光并将其转换为电信号，光检测器104具有多个光纤和多个光检测元件，多个光纤对应中子检测用闪烁体的入射表面的多个位置设置，多个光检测元件对应于多个光纤设置，中子测量装置105与光检测元件连接，中子测量装置105用于记录光检测元件的发光次数，中子测量装置105 为计数器。
所述的中子检测用闪烁体103高于中子发射装置102的下端设置，该设置可避免发射的中子直接作用于中子检测用闪烁体103。
所述的安装台100的下侧设有放置台324，所述的放置台324与支撑脚101 固定连接，放置台324上设有多个螺纹孔，螺纹孔连接有调节螺杆325，放置台324为水平设置，放置台324上用于放置被检测物体，调节螺杆325用于支撑被检测物体，调节被检测物体的位置，使被检测物体位于合适的位置上，便于检测中子的反射。
所述的支撑脚101为可上下伸缩设置，支撑脚101的下端设有滚轮106，支撑脚101的伸缩设置便于整个设备收纳携带，使用也更方便，适用性更强。
安装台100上设置一条滑轨107，滑轨107的上下两侧分别贯穿安装台100 的上下两侧设置，中子发射装置102可滑动的连接在所述的滑轨107上并可沿滑轨107滑动。测量时可通过移动中子发射装置102来向被侧物体发射中子进行检测，中子射入被测物体时，发生反射，反射的中子被中子检测用闪烁体103 检测到，中子发射装置102的可移动设置，可增大检测的区域，通过来回的发射扫描也可以提高检测的准确性。
中子发射装置102它包括电子回旋共振离子源1，所述的电子回旋共振离子源1通过连接管A2与螺线管A3相连，所述的螺线管A3的另一端与螺线管B4 相连，所述的螺线管A3和螺线管B4之间设置有束诊元件A24，所述的螺线管 B4的另一端通过连接管B5与射频四极场加速器6相连，所述的螺线管B4与射频四极场加速器6之间设置有束诊元件B23，所述的射频四极场加速器6通过束流输运管道A7连接有飘移型加速器9，所述的束流输运管道A7上设置有聚焦磁铁8，所述的聚焦磁铁8与射频四极场加速器6和飘移型加速器9之间分别设置有束诊元件C22和束诊元件D21，所述的飘移型加速器9的另一端通过束流输运管道B10与束流输运管道C16相连，所述的束流输运管道B10上设置有三联聚焦磁铁18，所述的三联聚焦磁铁18与飘移型加速器9和束流输运管道C16之间分别设置有束诊元件E19和束诊元件F17，所述的束流输运管道C16的另一端连接有加厚防护束流管道A14，所述的加厚防护束流管道A14的另一端与中子靶室A15相连。
所述的束流输运管道C16上与偏转磁铁的偏转方向相对应的位置连接有加厚防护束流管道B11，所述的加厚防护束流管道B11的另一端与中子靶室B12相连。
所述的螺线管A2、射频四极场加速器和漂移管型加速器上均连接有真空泵 20。
所述的中子靶室A15和中子靶室B12均是由中子靶材、慢化材料、屏蔽材料和准直仪组成。
所述的束诊元件A24、束诊元件B23、束诊元件C22、束诊元件D21、束诊元件E19和束诊元件F17均包括有束流位置诊断器、束流强度诊断器和束流发射度诊断器。
所述的加厚防护束流管道A14和加厚防护束流管道B11均由中子屏蔽的材料制成。
中子发射装置在使用时，电子回旋共振(ECR)离子源产生的强流束通过螺线管A和螺线管B聚焦后注入到射频四极场(RFQ)加速器里，经RFQ加速器加速后的束流经过聚焦磁铁的聚焦和匹配后被注入到漂移管(DTL)型加速器，束流从DTL中出来后再次经过三联聚焦磁铁的聚焦和匹配后通过加厚防护束流管道进入中子靶室，束流进入中子靶室后轰击中子靶室内的中子靶材产生强流中子，同时束流停止在中子靶材中，产生的强流中子有与束流运动方向相反的回流中子和与束流运动方向相同的前进中子，其中，回流中子会被加厚防护束流管道屏蔽，而前进强流中子则继续前进和扩散，在中子需求方向上的前进中子会遇到慢化材料(慢化剂)后其速度会被慢化，经过多次慢化后，前进中子都会被慢化成热中子、热外中子和冷中子，而不在中子需求方向上的前进中子遇到慢化材料和屏蔽材料后会被完全屏蔽。
中子源的整体真空度为10-4-10-7Pa，其可以作为无损探伤的中子源，也可以作为中子成像的中子源使用，也可以作为材料辐照用中子源使用，具有设施更简单，束流强度更强，中子产额更高，造价更低的优点。
本实用新型中的电子ECR离子源为离子产生和注入装置；螺线管A和螺线管B主要用于对从离子源引出的束流进行横向聚焦；束诊元件用于对束流信息进行检测；RFQ加速器作为预加速器对经过螺线管A和螺线管B匹配后的束流进行加速和整形；聚焦磁铁主要用于对从RFQ加速器出来的束流进行聚束和调整，使束流能够匹配后续的DTL加速器；而DTL加速器主要用于把RFQ加速器出来的束流加速到合适能量，以产生更多的中子；三联聚焦磁铁主要用于对DTL加速器出来的束流进行聚束、调整和匹配，使得束流能按设计轰击中子靶室中的中子靶材；加厚防护束流管道为中空管道，方便束流从中间通过，其主要用于屏蔽回流的中子；中子靶室主要用于产生中子以及在不需要中子的方向上对中子进行屏蔽；本实用新型中的束诊元件A、束诊元件B、束诊元件C、束诊元件 D、束诊元件E和束诊元件F主要用于对相应的束流进行检测，而检测到的束流信息可以作为反馈，进而调整螺线管A、螺线管B、聚焦磁铁和三联聚焦磁铁以得到更好品质的束流。
本申请所提供的中子探测装置，其利用中子的透射来进行非破坏性检测，使用时，被检测物体放置在安装台的下侧，中子发射装置向被检测物体发射中子，中子会在物体上发生透射、反射、衰减，特别是当被检测物体内部存在空隙或裂痕时，此位置处会发生较大的衰减，进而造成此位置反射的中子束也较少，而被反射的中子则被中子检测用闪烁体检测到，并通过光检测器和中子测量装置来进行检测并反馈给用户，本实用新型提供的中子探测装置其结构简单，能进行收缩，方便携带；本实用新型中的中子发射装置在不打靶状态下，完全不产生中子，且打靶产生的中子经过慢化和屏蔽后，只剩下热中子和热外中子，且因为随时可以对其断电切断束流，因此具有比反应堆中子源更高的安全性，同时，和同位素中子源相比，本实用新型的中子源具有中子通量更高的优点，而且，本实用新型中的每一个部件均不带有放射性，因此在运维上都比反应堆中子源和同位素中子源具有更安全便利、更容易普及、更紧经济实用。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，上述假设的这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种小型中子探测装置，其特征在于：包括安装台，所述的安装台的下侧设有支撑脚，安装台上设有中子发射装置，所述的中子发射装置可在安装台上水平移动，所述的中子发射装置的下端从安装台的下侧面伸出并可向下发射中子；
所述的安装台的下侧面上设有中子检测用闪烁体，所述的安装台的侧面固定设置有光检测器和中子测量装置，光检测器用于检测中子检测用闪烁体发出的光并将其转换为电信号，光检测器具有多个光纤和多个光检测元件，多个光纤对应中子检测用闪烁体的入射表面的多个位置设置，多个光检测元件对应于多个光纤设置，中子测量装置与光检测元件连接，中子测量装置用于记录光检测元件的发光次数；
所述的安装台的下侧设有放置台，所述的放置台与支撑脚固定连接，放置台上设有多个螺纹孔，螺纹孔连接有调节螺杆。
2.根据权利要求1所述的一种小型中子探测装置，其特征在于：所述的中子发射装置包括电子回旋共振离子源，所述的电子回旋共振离子源通过连接管A与螺线管A相连，所述的螺线管A的另一端与螺线管B相连，所述的螺线管A和螺线管B之间设置有束诊元件A，所述的螺线管B的另一端通过连接管B与射频四极场加速器相连，所述的螺线管B与射频四极场加速器之间设置有束诊元件B，所述的射频四极场加速器通过束流输运管道A连接有飘移型加速器，所述的束流输运管道A上设置有聚焦磁铁，所述的聚焦磁铁与射频四极场加速器和飘移型加速器之间分别设置有束诊元件C和束诊元件D，所述的飘移型加速器的另一端通过束流输运管道B与束流输运管道C相连，所述的束流输运管道B上设置有三联聚焦磁铁，所述的三联聚焦磁铁与飘移型加速器和束流输运管道C之间分别设置有束诊元件E和束诊元件F，所述的束流输运管道C的另一端连接有加厚防护束流管道A，所述的加厚防护束流管道A的另一端与中子靶室A相连。
3.根据权利要求1所述的一种小型中子探测装置，其特征在于：所述的支撑脚为可上下伸缩设置，支撑脚的下端设有滚轮。
4.根据权利要求2所述的一种小型中子探测装置，其特征在于：所述的束流输运管道C上设置有偏转磁铁，所述的束流输运管道C上与偏转磁铁的偏转方向相对应的位置连接有加厚防护束流管道B，所述的加厚防护束流管道B的另一端与中子靶室B相连。
5.根据权利要求2所述的一种小型中子探测装置，其特征在于：所述的螺线管A、射频四极场加速器和漂移管型加速器上均连接有真空泵。
6.根据权利要求2所述的一种小型中子探测装置，其特征在于：所述的中子靶室A和中子靶室B均是由中子靶材、慢化材料、屏蔽材料和准直仪组成。
7.根据权利要求2所述的一种小型中子探测装置，其特征在于：所述的束诊元件A、束诊元件B、束诊元件C、束诊元件D、束诊元件E和束诊元件F均包括有束流位置诊断器、束流强度诊断器和束流发射度诊断器。
8.根据权利要求2所述的一种小型中子探测装置，其特征在于：所述的加厚防护束流管道A和加厚防护束流管道B均由中子屏蔽的材料制成。
9.根据权利要求1所述的一种小型中子探测装置，其特征在于：所述的安装台上设置一条滑轨，滑轨的上下两侧分别贯穿安装台的上下两侧设置，中子发射装置可滑动的连接在所述的滑轨上并可沿滑轨滑动。
10.根据权利要求1所述的一种小型中子探测装置，其特征在于：所述的中子检测用闪烁体高于中子发射装置的下端设置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920309591.9U CN210166326U (zh) | 2019-03-12 | 2019-03-12 | 一种小型中子探测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920309591.9U CN210166326U (zh) | 2019-03-12 | 2019-03-12 | 一种小型中子探测装置 |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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| CN201920309591.9U Active CN210166326U (zh) | 2019-03-12 | 2019-03-12 | 一种小型中子探测装置 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN210166326U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109765248A (zh) * | 2019-03-12 | 2019-05-17 | 北京中百源国际科技创新研究有限公司 | 一种小型中子探测装置 |
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2019
- 2019-03-12 CN CN201920309591.9U patent/CN210166326U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN109765248A (zh) * | 2019-03-12 | 2019-05-17 | 北京中百源国际科技创新研究有限公司 | 一种小型中子探测装置 |
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