DE2030674A1

DE2030674A1 - Neutron collimator

Info

Publication number: DE2030674A1
Application number: DE19702030674
Authority: DE
Inventors: Christian Aix en Provence Lacruche Gilbert Manosque Desandre Navarre, (Frankreich) G21c
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1969-07-01
Filing date: 1970-06-22
Publication date: 1971-01-21
Also published as: GB1227929A; FR2051917A5

Description

Patentanwälte 8 München 22,Patent attorneys 8 Munich 22,

410-15.809P 22.6.1970410-15.809P June 22, 1970

Commissariat ä 1'Energie Atomique, Pari s (Prankreich)Commissariat ä 1'Energie Atomique, Pari s (France)

NeutronenkollimatorNeutron collimator

Die Erfindung betrifft einen Neutronenkollimator kurzer Länge.The invention relates to a short neutron collimator Length.

Ein Neutronenkollimator ist eine Vorrichtung, die einen parallelen oder schwach divergierenden Neutronenstrahl aus in alle Richtungen von einer Neutronenquelle, ζ. B₀ einem Kernreaktor, einem Teilchenbeschleuniger oder einer Radioisotopenquelle abgegebenen Neutronen begrenzt· Der Neutronenkollimator hat die Form entweder eines einfachen Rohrs, das mit Luft gefüllt ist und einen rechteckigen, quadratischen oder runden Querschnitt hat, oder eines Kegels, dessen Kegelspitze zur Neutronenquelle gerichtet ist· Die Wände des Kollimators sind aus einem stark neutronenabsorbierenden Werkstoff, im allgemeinen aus Kadmium. A neutron collimator is a device that emits a parallel or weakly diverging neutron beam in all directions from a neutron source, ζ. B ₀ neutrons emitted from a nuclear reactor, a particle accelerator or a radioisotope source.The neutron collimator has the shape of either a simple tube, which is filled with air and has a rectangular, square or round cross-section, or a cone, the tip of which is directed towards the neutron source. The walls of the collimator are made of a strong neutron absorbing material, generally cadmium.

IHO-(B 331O.3)-Hd-r (7)IHO- (B 331O.3) -Hd-r (7)

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Derartige Kollimatoren werden hauptsächlich in neutronengrafischen oder neutronenskopischen Anlagen benutzt. Sie erlauben, eine gute Auflösung des "Neutronen"-Bildes ohne geometrische Verzerrung zu erreichen. Die Parameter, die die geometrische Unscharfe bestimmen, sind die Eintrittsblende des Kollimators, die die Rolle eines Brennflecks in der Radiologie spielt, und die Länge des Kollimators. In der Praxis beträgt die Länge etwa 1,5 - 3m, während der Durchmesser der Eintrittsblende von einigen Millimetern bis zu einigen Zentimetern reicht. Die Länge des Kollimators ist also verhältnismäßig groß_o Im Fall einer neutronengrafischen Station benötigt die Anlage also viel Platz wegen der großen Kollimatorlänge.Such collimators are mainly used in neutron graphic or neutron scopic systems. They allow a good resolution of the "neutron" image to be achieved without geometric distortion. The parameters that determine the geometric fuzziness are the entrance aperture of the collimator, which plays the role of a focal point in radiology, and the length of the collimator. In practice, the length is around 1.5-3m, while the diameter of the entrance aperture ranges from a few millimeters to a few centimeters. The length of the collimator is therefore relatively large _o In the case of a neutron graphic station, the system therefore requires a lot of space because of the large length of the collimator.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung,, einen Neutronenkollimator anzugeben, der besser als die bekannten den Erfordernissen der Praxis genügt, indem er die eben erwähnten Nachteile überwindet. Insbesondere soll ein Kollimator mit sehr kleiner Länge unter Beibehaltung eines größeren Durchmessers angegeben werden, wobei durch Neutronengrafie mit diesem Kollimator eine ebenso gute Auflösung von Neutronenbildern wie mit Kollimatoren großer Länge erzielt werden soll.It is therefore an object of the invention to provide a neutron collimator indicate which better than the known meets the requirements of the practice by adding the just mentioned Overcomes disadvantages. In particular, a collimator should have a very short length while maintaining a larger one Diameter can be specified, with neutron graphics with this collimator just as good resolution of neutron images how to achieve with collimators of great length.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Einheit aus parallelen Hohlstäben, die aneinanderliegen, im wesentlichen gleich lang sind und mindestens an ihrer Innenfläche mit einem neutronenabsorbierenden Werkstoff beschichtet sind, durch mindestens einen Laufring, in den die Einheit eingepaßt ist, durch ein Getriebe und durch einen Motor, so daß die Einheit um eine Achse parallel zu den Hohletäben drehbar ist.This object is achieved by a unit of parallel hollow rods which lie against one another, essentially are of the same length and are coated with a neutron-absorbing material at least on their inner surface, by at least one race in which the unit is fitted, by a gearbox and by a motor, so that the unit rotatable about an axis parallel to the hollow rods is.

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, in deren einziger Figur .ein. Ausführungebeispiel.* des erl*iniluii_i(sgetnaßen Neutronenkollimators abgebildet ist.The invention is explained in more detail with reference to the drawing, in the single figure .ein. Execution example. * Of the Erl * iniluii _{i (} soaked neutron collimator is shown.

Der gezeigte Kollimator gestattet die Herstellung eines parallelen Neutronenstrahls ü> aus einem Strahl \P von Neutronen, die in alle Richtungen durch eine Neutronenquelle 1 abgegeben werden. Der Neutronenkollimator besteht aus einer Einheit 2 von zylindrischen parallelen Hohlstäbcn 3 gleicher Länge. Je zwei benachbarte Hohlstäbe berühren sich entlang einer Mantellinie. Die Hüllkurve eines Abschnitts der Einheit 2 in einer Ebene senkrecht zu den Hohlstäben 3 ist ungefähr ein Kreis. Die Hohlstäbe 3 sind durch zwei Laufringe h und 5 gehaltert. Ein mit eiiium Motor 7 gekuppeltes Ritzel 6 greift in einen Zahnkran:' 8 ein, der an der Kinlmit 2 befestigt ist, so daß durch das Ritzel 6 die iiinheit 2 um eine Achse parallel zu den Hohlstübeii 3 drehbar ist. Ein Gehäuse 9 umgibt die Einheit 2 und den Motor 7 und haltert die ortsfesten Teile der Laufringe k und 5· Das GehUuse 9 ist von zwei Fenstern 10 und 11 durchsetzt, die den Deckflächen der Einheit 2 gegenüberliegenund so Neutronen in die Einheit ein- und austreten lassen.The collimator shown allows the production of a parallel neutron beam> from a beam \ P of neutrons which are emitted in all directions by a neutron source 1. The neutron collimator consists of a unit 2 of cylindrical parallel hollow rods 3 of the same length. Every two neighboring hollow rods touch each other along a surface line. The envelope curve of a section of the unit 2 in a plane perpendicular to the hollow rods 3 is approximately a circle. The hollow rods 3 are supported by two races h and 5. A pinion 6 coupled to a motor 7 engages a toothed crane 8 which is fastened to the kinematic 2, so that the unit 2 can be rotated about an axis parallel to the hollow parts 3 through the pinion 6. A housing 9 surrounds the unit 2 and the motor 7 and holds the stationary parts of the races k and 5. The housing 9 is penetrated by two windows 10 and 11, which are opposite the top surfaces of the unit 2 and so neutrons enter and exit the unit permit.

Die Hohlstäbe 3 bestehen aus Röhren aus rostfreiem Stahl, die mit einer Borbeschichtung beschichtet sind. Ihre Länge beträgt ungefähr 30 cm. Diese Werte sind in einem solchen Verhältnis gewählt, daß der Divergenzwinkel des Strahls y*kleiner als der arc tan 0,01 ist. Das Gehäuse 9 ist seitlich durch Kadmium abgeschirmt. Die Drehzahl der Einheit 2 beträgt einige U/min. Diese Drehbewegung vermeidet, daß ein Schatten der Einheit 2 auf das durch den Neutronenstrahl φ zu bestrahlende Objekt fällt·The hollow rods 3 consist of tubes made of stainless steel which are coated with a boron coating. Their length is approximately 30 cm. These values are chosen in such a ratio that the divergence angle of the beam y * is smaller than the arc tan 0.01. The housing 9 is laterally shielded by cadmium. The speed of the unit 2 is a few rpm. This rotating movement prevents a shadow from unit 2 falling on the object to be irradiated by the neutron beam φ

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Die beiden Hauptvorteile dieses sich drehenden Kollimators bestehen einerseits darin, daß mit einer Kollimator« län^je von nicht mehr als 30 cm eine Auflösung erreicht wird, die mit der vergleichbar ist, wie sie durch die bekannten, langen Kollimatoren erzeugt werden kann, und andererseits darin, daß das Verhältnis des Neutronenflusses yau der Austrittsseite des Kollimators zum Neutronenfluß φ an der Eintrittsseite größer als dasjenige ist, das man mit den bekannten langen Kollimatoren erhält₅ die die gleiche Auflösung ergeben.The two main advantages of this rotating collimator are, on the one hand, that with a collimator length of no more than 30 cm a resolution is achieved which is comparable to that which can be produced by the known, long collimators, and on the other hand in that the ratio of the neutron flux yau on the exit side of the collimator to the neutron flux φ on the entry side is greater than that obtained with the known long collimators ₅ which give the same resolution.

Obwohl die abgebildete Einheit 2 aus zylindrischen Hohlstäben 3 besteht, können ebenso Hohlstäbe mit belie~ bigem Querschnitt, z. B. Vieleckquerschnitt, verwendet werden, so daß die Einheit 2 eine Bienenwabenstruktur erhält·Although the unit 2 shown consists of cylindrical hollow rods 3, hollow rods can also be used as desired large cross-section, e.g. B. polygonal cross-section, can be used so that the unit 2 has a honeycomb structure.

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Claims

PatentansprücheClaims

ΚΛ ./Neutronenkollimator kurzer Länge, gek. e η η -ζ e i ebne t durch eine Einheit (2) aus parallelen Hohlstuben (3)» die aneinanderliegen, im wesentlichen gleich lang sind und mindestens an ihrer Innenfläche mit einem neutronenabsorbierenden Werkstoff beschichtet sind, durch mindestens einen Laufring (4), in den die Einheit (2) eingepaßt ist, durch ein Getriebe (6, 8) und durch einen Motor (?)« so daß die Einheit (2) ua ein· Achse parallel zu den Hohlstäben drehbar ist« ΚΛ ./Neutron collimator short length, gek. E η η -ζ ei level t through a unit (2) of parallel hollow spaces (3) »which lie against one another, are essentially the same length and are coated at least on their inner surface with a neutron-absorbing material, by at least one race (4) into which the unit (2) is fitted, by a gear (6, 8) and by a motor (?) so that the unit (2), among other things, is rotatable along an axis parallel to the hollow rods is"

2. Kollimator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Einheit (2) und der Motor (?) in einem zylindrischen Gehäuse (9) aus Kadmium befinden, dessen Achse parallel zu den Hohletäben (3) verläuft«2. Collimator according to claim 1, characterized in that the unit (2) and the motor (?) In one cylindrical housing (9) made of cadmium, the axis of which runs parallel to the hollow rods (3) «

3. Kollioator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafl die Hehlstabe (3) «ylindrisc« sind·3. Collioator according to claim 1, characterized in that the concave rods (3) are "ylindrisc" ·

kt Kolliaator nach Anspruch 1, dadurch gekennseiohne t, daß die Hohl stäbe (3) einen Vieleokqueraohnitt haben, so daß die Einheit (2) eine Bienenwabenstruktur aufweist· kt collator according to claim 1, characterized in that the hollow rods (3) have a polygonal shape, so that the unit (2) has a honeycomb structure

5· Kollimator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-> net, daß die Hohletabe (3) aus rostfreiem Stahl bestehen und innen mit einer Borbeschichtung ausgekleidet sind.5 · collimator according to claim 1, characterized in that-> net that the hollow tab (3) are made of stainless steel and lined on the inside with a boron coating.

6» HeutronengraTische oder neutronenskopische Anlage mit einem Neutronenkollimator nach einem der vorhergehen-' den Ansprüche·6 »Heutron graph or neutron scopic system with a neutron collimator according to one of the preceding claims

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