CN210401678U - 一种用于中子源项调查的新型编码孔中子相机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于中子源项调查的新型编码孔中子相机，包括相机屏蔽箱，将组合编码板作为相机屏蔽箱的一个端面，在相机屏蔽箱内沿组合编码板一端依次放置具有热中子、快中子及伽马甄别能力的位置灵敏中子探测器和位置灵敏吸收中子探测器，且上述部件间的间距可调节。本实用新型用于中子源项调查的编码孔中子相机能够实现宽能谱中子探测，成像质量高、成像速度快。
Description
技术领域
本实用新型属于核辐射探测器领域，尤其是一种用于中子源项调查的新型编码孔中子相机。
背景技术
中子源项调查通常需要确定中子源项位置、种类(能谱)、强度及其被屏蔽信息。然而，在核应急响应及核安保中通常未知中子源项是否存在，若存在也未知其能谱及位置等信息，中子源项可能是热中子源项也可能是快中子源项，也可能是被高含H材料包裹的快中子源。对未知中子源项的调查，需要宽能谱的中子相机。然而，常用于中子源项调查的中子相机分为三类，快中子散射相机、基于快中子径迹的时间投影室方法(TPC)和编码孔中子相机；其中，快中子散射相机只适合0.5MeV以上的快中子源项调查，时间投影室方法(TPC)适合用于伽马本底较低的情况下中子源项调查，编码孔快中子相机也只能用于0.5MeV以上的中子源项调查，而编码孔热中子相机采用镉编码板和位置灵敏3He气体径迹室组成；目前尚未有同时探测热中子和快中子的宽能谱中子相机。
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，提供一种用于中子源项调查的新型编码孔中子相机。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种用于中子源项调查的新型编码孔中子相机，包括相机屏蔽箱，将组合编码板作为相机屏蔽箱的一个端面，在相机屏蔽箱内沿组合编码板一端依次放置具有热中子、快中子及伽马甄别能力的位置灵敏中子探测器和位置灵敏吸收中子探测器，且上述部件间的间距可调节。
进一步的，所述组合编码板由高密度聚乙烯编码板和镉编码板的贴合而成，两编码板编码孔编码方式相同，开孔大小相同，镉编码板紧贴合于高密度聚乙烯编码板后。
进一步的，所述相机屏蔽箱采用聚乙烯材料，内衬镉板。
进一步的，所述具有热中子、快中子及伽马射线甄别能力的位置灵敏中子探测器的由掺6Li或10B的有机闪烁体或者在前端面涂有含6Li或10B荧光粉的有机闪烁体、光导、光电倍增管和电子学系统构成。
进一步的，所述位置灵敏吸收中子探测器用于探测与具有热中子、快中子及伽马射线甄别能力的位置灵敏有机闪烁体中子探测器发生散射的中子，其由有机闪烁体、光导、光电倍增管和电子学系统构成。
本实用新型的有益效果为：本实用新型的具有热中子、快中子及伽马甄别能力的位置灵敏有机闪烁体中子探测，采用掺6Li或10B的有机闪烁体或者在前端面涂有含6Li或10B荧光粉的有机闪烁体作为辐射敏感介质，实现了同时探测热中子和快中子。组合编码板、具有热中子、快中子及伽马甄别能力的位置灵敏中子探测和位置灵敏吸收中子探测器的系统布局，融合了编码孔成像技术和散射成像技术，提高了相机对中子的探测效率，改善了成像质量和成像速度。本实用新型编码孔中子相机能够实现宽中子能谱中子源项调查，成像速度快，成像质量高。
附图说明
图1为本实用新型所述新型编码孔中子相机一实施例的结构示意图；
图2为本实用新型所述新型编码孔中子相机一实施例的原理示意图。
图中：1-组合编码板；2-相机屏蔽箱；3-具有热中子、快中子及伽马甄别能力的位置灵敏中子探测器；4-位置灵敏吸收中子探测器；5-第一有机闪烁体；6-第一光导；7-第一光电倍增管；8-第二有机闪烁体；9-第二光导；10-第二光电倍增管；11-聚乙烯编码板；12-镉编码板。
具体实施方式
为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
参阅图1，图1为本实用新型所述新型编码孔中子相机一实施例的结构示意图。一种用于中子源项调查的新型编码孔中子相机，包括组合编码板1，相机屏蔽箱2，具有热中子、快中子及伽马甄别能力的位置灵敏中子探测器3和位置灵敏吸收中子探测器4。组合编码板1为相机屏蔽箱2的一个端面；具有热中子、快中子及伽马甄别能力的位置灵敏中子探测3和位置灵敏吸收中子探测器4位于相机屏蔽箱2内；具有热中子、快中子及伽马甄别能力的位置灵敏有机闪烁体中子探测3位于组合编码板1后一定距离，位置灵敏吸收中子探测器4位于位置灵敏有机闪烁体中子探测3后一定距离。上述部件间的间距可调节。
本实用新型中，组合编码板1由聚乙烯编码板11和镉编码板12组成。具体的，所述组合编码板由高密度聚乙烯编码板和镉编码板的贴合而成，两编码板编码孔编码方式相同，开孔大小相同。还需要强调的是，组合编码板组合方式有两种方式，Cd板位于HDPE前和Cd板位于HDPE板后。但考虑聚乙烯的散射作用，两种组合方式对热中子及快中子的屏蔽效果不同，在本实用新型中采用镉编码板紧贴合于高密度聚乙烯编码板后的组合方式。
组合编码板1为相机屏蔽箱2一个端面，相机屏蔽箱2采用聚乙烯材料，内衬镉板。编码孔采用的编码方式有随机阵列(UA)、均匀冗余阵列(URA)、六边形均匀冗余阵列(HURA)、随机噪声产生(PNP)和修正均匀冗余阵列(MURA)可选。编码孔成像解码算法有相关解码算法和极大似然算法可选，相关解码算法有δ解码算法和精细采样平衡解码算法可选。
本实用新型中，具有热中子、快中子及伽马甄别能力的位置灵敏中子探测3由具有热中子、快中子及伽马射线甄别能力的第一有机闪烁体5、第一光导6和第一光电倍增管7及后端电子学系统组成。其中，具有热中子、快中子及伽马射线甄别能力的第一有机闪烁体5可以是掺6Li或10B的有机闪烁体，如图1(a)，也可以是在前端面涂含6Li或10B荧光粉的有机闪烁体,如图1(b)。原理上是通过探测热中子与6Li或10B反应产生的α粒子间接探测热中子。α粒子、快中子及伽马射线在闪烁体中产生的光信号可以通过脉冲形状甄别技术区分。
本实用新型中，位置灵敏吸收中子探测器4由第二有机闪烁体8、第二光导9和第二光电倍增管10及后端电子学系统组成。其中，第二有机闪烁体8用于吸收与具有热中子、快中子及伽马射线甄别能力的第一有机闪烁体5发生散射作用的快中子。
如图2所示，组合编码板1与具有热中子、快中子及伽马甄别能力的位置灵敏中子探测3的组合采用的是编码孔成像技术。具有热中子、快中子及伽马甄别能力的位置灵敏中子探测3与位置灵敏吸收中子探测器4的组合采用的是快中子散射成像技术。其中，采用编码孔成像组合能实现在宽中子能谱范围进行中子源项调查，采用快中子散射成像技术增加了对快中子的探测效率，缩短了探测时间，提高了成像速度，同时，也能利用散射成像与编码孔成像技术融合改善成像质量。
区别于现有技术，本实用新型中具有热中子、快中子及伽马甄别能力的位置灵敏中子探测器，采用掺6Li或10B的有机闪烁体或者在前端面涂有含6Li或10B荧光粉的有机闪烁体作为辐射敏感介质，实现了同时探测热中子和快中子。具有热中子、快中子及伽马甄别能力的位置灵敏中子探测器与组合编码板组合采用编码孔成像技术，其与位置灵敏吸收中子探测器组合采用快中子散射成像技术；编码孔成像技术和快中子散射成像技术的融合，提高了相机对中子的探测效率，改善了成像质量和成像速度。本实用新型编码孔中子相机能够实现宽中子能谱中子源项调查，成像速度快，成像质量高。
本领域技术人员应该明白，本实用新型所述的装置并不限于具体实施方式中所述的实施例，上面的具体描述只是为了解释本实用新型的目的，并非用于限制本实用新型。本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本实用新型的技术创新范围，本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种用于中子源项调查的新型编码孔中子相机，包括相机屏蔽箱，其特征在于，将组合编码板作为相机屏蔽箱的一个端面，在相机屏蔽箱内沿组合编码板一端依次放置具有热中子、快中子及伽马甄别能力的位置灵敏中子探测器和位置灵敏吸收中子探测器，且上述部件间的间距可调节。
2.根据权利要求1所述的一种用于中子源项调查的新型编码孔中子相机，其特征在于，所述组合编码板由高密度聚乙烯编码板和镉编码板的贴合而成，两编码板编码孔编码方式相同，开孔大小相同，镉编码板紧贴合于高密度聚乙烯编码板后。
3.根据权利要求1所述的一种用于中子源项调查的新型编码孔中子相机，其特征在于，所述相机屏蔽箱采用聚乙烯材料，内衬镉板。
4.根据权利要求1所述的一种用于中子源项调查的新型编码孔中子相机，其特征在于，所述具有热中子、快中子及伽马射线甄别能力的位置灵敏中子探测器的由掺6Li或10B的有机闪烁体或者在前端面涂有6Li或10B荧光粉的有机闪烁体、光导、光电倍增管和电子学系统构成。
5.根据权利要求1所述的一种用于中子源项调查的新型编码孔中子相机，其特征在于，所述位置灵敏吸收中子探测器由有机闪烁体、光导、光电倍增管和电子学系统构成。
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|---|---|---|---|---|
| CN113759413A (zh) * | 2021-09-28 | 2021-12-07 | 北京科技大学 | 一种双编码板结合的放射源定位系统及定位方法 |
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| CN113759413B (zh) * | 2021-09-28 | 2024-04-16 | 北京科技大学 | 一种双编码板结合的放射源定位系统及定位方法 |
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