CN2833584Y - 一种10b丰度测试装置 - Google Patents

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张卫江
于景阳
王辉
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Abstract

本实用新型公开了一种10B丰度测试装置，本装置包括中子源、中子检测器、中子内、外屏蔽室、前置放大器和信号输出仪表，它还包括与所述中子源相连的中子准直器，设置在所述内屏蔽室和所述中子准直器之间的单晶硅过滤片，设置在所述内屏蔽室内的连接有样品入口管和出口管的样品盒。采用该装置测量既不破坏样品的原有性能，而且操作简单易行，测试精度高。

Description

一种10B丰度测试装置
                                  技术领域
本实用新型属于稳定同位素分离领域，特别是属于硼同位素分离过程中丰度测试领域。
                                背景技术
测定硼同位素的方法早期曾采用BF4离子的气体质谱法来进行测定，但这种方法测定精度低，而且对质谱计、离子源及分析室管道具有强烈的腐蚀性，不适于发展。还有分光光度计法，此方法虽然快速简单，但是受很多因素的影响，包含铝、铜、铁、PH值等，其中尤其是PH值对测量结果的影响很大，所以样品的纯化和PH值的调节很必要，这样就会引入不可避免的误差。等离子质谱(ICP-MS)和二次电离质谱(SIMS)在某些场合下也被用于硼同位素的测定，但是测量精度还是比较低。目前，10B(中子数为10的硼)丰度分析设备应用比较广泛的是热电离质谱仪和固体质谱仪，他们都要对样品进行预处理转化，使其变成硼酸。这样既破坏了样品的原样，又在预处理的过程中引起了不可避免的误差。而且这两种方法目前还都是对例如岩石、玻璃等固体样品进行测量，还没有对流体样品进行测量的报道。
                                       发明内容
本实用新型的目的在于提供一种10B丰度测试装置，采用该装置测量既不破坏样品的原有性能，而且操作简单易行，测试精度高。
本实用新型是通过以下技术方案予以实现的。
一种10B丰度测试装置，包括中子源、中子检测器、中子内、外屏蔽室、前置放大器和信号输出仪表，它还包括与所述中子源相连的中子准直器，设置在所述内屏蔽室和所述中子准直器之间的单晶硅过滤片，设置在所述内屏蔽室内的连接有样品入口管和出口管的样品盒。
本实用新型装置结构简单，采用该装置测量既不破坏样品的原有性能，而且操作简单易行，测试精度高。
                          附图说明
附图为本实用新型一种10B丰度测试装置的结构示意图。
                         具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
本实用新型的装置一种10B丰度测试装置如附图所示，在附图中，本装置由中子源1、中子准直器2、单晶硅过滤片3、样品盒4、中子检测器6、中子内、外屏蔽室7、13、前置放大器8和信号输出仪表9构成。中子准直器2一端与中子源1相连，另一端插在中子外屏蔽室7内，中子内屏蔽室13设置在中子外屏蔽室7内，使用时在内、外屏蔽室7、13之间充满介质5。内、外屏蔽室7、13上分别设置有手孔10。单晶硅过滤片3设置在内屏蔽室13和中子准直器2插入外屏蔽室7的一端之间，连接有进口管、出口管的样品盒4设置在中子内屏蔽室13内，进口管、出口管的进出口端11、12位于外屏蔽室7外。中子准直器2、单晶硅过滤片3、样品盒4彼此之间的位置为正对设置。中子检测器6一端穿过外屏蔽室7，插在内屏蔽室13内，另一端与前置放大器8通过线路相连，前置放大器8通过线路和信号输出仪表9相连。中子检测器6位于样品盒4后，最好为3-4个以利于更好的捕集并检测剩余的中子。
其特点是：样品通过样品入口11流入样品盒4，注满样品盒4后，经样品出口12流出。在样品盒4的外侧放置一个已知源强的中子源1，中子源1与中子准直器相接，焊接在一起，直接深入到外屏蔽室的屏蔽介质5内，屏蔽室5中有一个固定的单晶硅过滤片，中子源1发射出中子经中子准直器2照射到单晶硅片3上，充分慢化而变成慢中子。慢中子照射到样品盒4，被10B充分吸收。剩余的中子被样品盒4后的中子检测器6捕集并检测。通过线路传输到前置放大器8中，前置放大器内含有计算机(或微处理器)及相应的功能程序，这些电子学硬件系统要能消除其他元素对中子的吸收的影响，余下的即为10B所吸收的。最后转换为信号由信号仪表9输出。
本实用新型中的中子屏蔽室、样品盒可为长方体形也可为其它形状。
中子源可采用Am-Be同位素中子源也可采用其它形式的中子源，源强是一个量化值。中子的发射通过电动开关来控制。
单晶硅过滤的目的是为了使中子充分慢化，获得较纯的慢中子，因为10B只对慢中子进行反应。
屏蔽室中充满介质，可以为水，也可以为铅，以防发生辐射，保证安全。
为了进行准确的测量，还需要10B丰度准确度比测定要求高出5-10倍的标准样品数个，以进行校正和标定。
样品盒可以为数个，通过屏蔽室上的手孔来进行替换，以进行多情况的测定。样品盒和样品的进出口管道由相应的螺纹连接，有利于替换样品盒，并能测量少量样品的非在线或非流动状态下的10B的丰度。
中子检测器采用高压环境下进行测量。
中子检测器或中子检测器阵列视具体要求可以为BF3正比计数管、硼沉积正比计数管3He正比计数管、ZnS(Ag)6Li中子屏、6Li玻璃闪烁体及6LiI(Eu)闪烁体中任一个。并根据具体的要求来确定几何尺寸及探测器阵列几何分别与结构。
信号处理系统由电子学硬件线路来进行，主要包含前置放大器和显示仪表。前置放大器要含有消除其它元素的影响的微处理器和功能程序。

Claims (3)

1 一种10B丰度测试装置，包括中子源、中子检测器、中子内、外屏蔽室、前置放大器和信号输出仪表，其特征在于：它还包括与所述中子源相连的中子准直器，设置在所述内屏蔽室和所述中子准直器之间的单晶硅过滤片，设置在所述内屏蔽室内的连接有样品入口管和出口管的样品盒。
2.根据权利要求1所述的10B丰度测试装置，其特征在于：所述的中子源为Am-Be同位素中子源。
3.根据权利要求1或2所述的10B丰度测试装置，其特征在于：所述的中子检测器为3-4个。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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