专利名称：热能至100MeV中子当量剂量探测便携式能量调节装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种中子剂量探测装置，具体涉及一种热能至100MeV的中子当量剂量探测便携式能量调节装置。
背景技术：
目前大多数的中子剂量探测仪主要测量对象为热中子至14MeV，最高的也仅达到20MeV，而无法测量能量更高的中子剂量。随着人类活动空间不断扩大至高空及太空这一高能中子环境，因此非常需要一种能够测量高能中子剂量(率)便携式仪器。
为了实现高能(100MeV量级)中子当量剂量(率)探测，现有国内外技术通常采用多个慢化球法，将整个能区划分为多个子能区，分别探测然后加权综合进行测量。该类装置测量精确，为实验室大型设施，装置复杂、体积庞大，该法不能用于便携式仪器设计；另有采用高原子序数Z材料壳层，实现高能中子非弹性散射转换的应用。但是该种设计的探测效率低，而且慢化后的中子皆采用中子吸收层法进行等剂量当量(率)转换，测量灵敏度低。
发明内容
本发明的目的是提供一种灵敏度高能够较准确探测高能(100MeV)中子当量剂量的便携式能量调节装置。 实现本发明目的的技术方案一种热能至100MeV中子当量剂量探测便携式能量调节装置，其特征在于，该装置包括带内触角球形非弹性散射体、快中子慢化体、能量响应调节器和热中子探测器，整个装置为圆球形，热中子探测器处于球体中心，其外面包裹一个带内触角的球壳形的非弹性散射体，触角表面包裹热中子吸收层。 上述快中子慢化体的外表面均匀地开设有圆柱形凹槽，这些圆柱形凹槽成中心对称，其数量可以为10 96个。 上述的非弹性散射体为立体骨架式，其内部均匀分布有与快中子慢化体内的凹槽相匹配的凸起。 上述的凹槽与凸起之间，紧贴着凹槽设置能量响应调节器。 本发明的有益效果由于采用了立体骨架式非弹性散射体设计，使高能中子在非弹性散射体内发生多次非弹性散射，迅速降低其能量；在进入后面的慢化体慢化后借助弹性散射机制进一步降低能量，所以热中子探测器便能很有效地工作，(1)使得高能中子能量响应改善优于现行技术约30% ; (2)中子灵敏度提高了 18 40倍。(3)本发明装置结构紧凑，附属设备少，设备轻便。
图1为本发明的一种热能至100MeV中子当量剂量探测便携式能量调节装置的剖面图。
图中l-非弹性散射体；2-能量响应调节器；3-快中子慢化体；4-热中子探测器；5-凹槽；6-凸起；
具体实施方式
实施例1 —种热能至100MeV中子当量剂量探测便携式能量调节装置，该装置包括非弹性散射体1、能量响应调节器2、快中子慢化体3和热中子探测器4，热中子探测器4的外面包裹一个球形的快中子慢化体3，快中子慢化体3的外表面上均匀对称的开设有96个圆柱形凹槽5，在快中子慢化体3的外面包裹一个立体骨架式高能中子非弹性散射体l，非弹性散射体1的内部具有均匀分布的与凹槽5相匹配的96个圆柱形凸起6，刚好插入到凹槽5内，在凹槽5和凸起6之间有一层能量相应调节材料，称为能量响应调节器2，整个装置为圆球形，其中非弹性散射体1为金属Pb做成，能量调节器2用金属Cd做成，快中子慢化体3的材料为聚乙烯，热中子探测器4为商用6Li玻璃闪烁。在实际操作时由于设备轻便可以随处携带测量中子剂量，可测的中子能量范围从热中子至100MeV单能或连续谱中子均可。
实施例2 —种热能至100MeV中子当量剂量探测便携式能量调节装置，该装置包括非弹性散射体1、能量响应调节器2、快中子慢化体3和热中子探测器4，热中子探测器4的外面包裹一个球形的快中子慢化体3，快中子慢化体3的外表面上均匀对称的开设有10个圆柱形凹槽5，在快中子慢化体3的外面包裹一个立体骨架式高能中子非弹性散射体l，非弹性散射体1的内部具有均匀分布的与凹槽5相匹配的10个圆柱形凸起6，刚好插入到凹槽5内，在凹槽5和凸起6之间有一层能量相应调节材料，称为能量响应调节器2，整个装置为圆球形，其中非弹性散射体！为W-Ni-Fe合金材料做成，能量调节器2用含硼塑料做成，快中子慢化体3的材料为聚乙烯，热中子探测器4为球形3He正比计数管探测器。在实际操作时由于设备轻便可以随处携带测量中子剂量，可测的中子能量范围从热中子至100MeV单能或连续谱中子均可。
实施例3 —种热能至100MeV中子当量剂量探测便携式能量调节装置，该装置包括非弹性散射体1、能量响应调节器2、快中子慢化体3和热中子探测器4，热中子探测器4的外面包裹一个球形的快中子慢化体3，快中子慢化体3的外表面上均匀对称的开设有48个圆柱形凹槽5，在快中子慢化体3的外面包裹一个立体骨架式高能中子非弹性散射体l，非弹性散射体1的内部具有均匀分布的与凹槽5相匹配的48个圆柱形凸起6，刚好插入到凹槽5内，在凹槽5和凸起6之间有一层能量相应调节材料，称为能量响应调节器2，整个装置为圆球形，其中非弹性散射体1为金属Pb做成，能量响应调节器2用金属Cd做成，快中子慢化体3的材料为聚乙烯，热中子探测器4为球形BF3正比计数管探测器。在实际操作时由于设备轻便可以随处携带测量中子剂量，可测的中子能量范围从热中子至100MeV单能或连续谱中子均可。
权利要求
一种热能至100MeV中子当量剂量探测便携式能量调节装置，其特征在于，该装置包括带内触角球形非弹性散射体(1)、快中子慢化体(3)、能量响应调节器(2)和热中子探测器(4)，整个装置为圆球形，热中子探测器(4)处于球体中心，其外面包裹一个球形的快中子慢化体(3)，在快中子慢化体(3)的外面包裹一个带内触角的球壳形的非弹性散射体(1)，触角表面包裹热中子吸收层。
2. 根据权利要求1所述的一种热能至100MeV中子当量剂量探测便携式能量调节装置，其特征在于上述快中子慢化体(3)的外表面均匀地开设有圆柱形凹槽(5)，这些圆柱形凹槽(5)成中心对称，其数量可以为10 96个。
3. 根据权利要求1所述的一种热能至100MeV中子当量剂量探测便携式能量调节装置，其特征在于上述的非弹性散射体(1)为立体骨架式，其内部均匀分布有与快中子慢化体(3)内的凹槽(5)相匹配的凸起(6)。
4. 根据权利要求1所述的一种热能至100MeV中子当量剂量探测便携式能量调节装置，其特征在于上述的凹槽(5)与凸起(6)之间，紧贴着凹槽(5)设置能量响应调节器(2)。
全文摘要
本发明公开了一种热能至100MeV中子当量剂量探测便携式能量调节装置，该装置包括非弹性散射体、快中子慢化体和、能量调节器和热中子探测器。整个装置为圆球形，热中子探测器处于球体中心，其外面包裹一个球形的快中子慢化体，在快中子慢化体的外面包裹一个球形的超快中子非弹性散射体，能量响应调节器位于快中子慢化体与潮快中子非弹性散射体之间。该装置结构紧凑、设备轻便，经实验证明该设备对高能中子响应改善优于现有技术约30％，中子灵敏度提高约18～40倍。
文档编号G01T3/00GK101750623SQ20081018052
公开日2010年6月23日 申请日期2008年11月28日 优先权日2008年11月28日
发明者汲长松 申请人:中核(北京)核仪器厂