含硼气膜快中子探测器的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种含硼气膜快中子探测器。该快中子探测器包括：具有中空腔室的封装件；设置在所述腔室中的塑料闪烁体阵列，所述塑料闪烁体阵列包括多个塑料闪烁体单元，相邻所述塑料闪烁体单元之间存在间隙；以及充入且气密密封在所述腔室中的含硼气体，所述含硼气体在相邻塑料闪烁体单元之间的间隙中形成含硼气膜。本发明的快中子探测器完全不需要使用紧缺、昂贵的3He气体，无须进行繁冗的硼镀膜工艺，而且提高信号符合的可信度，适用于对环境本底中子的测量，可广泛适用于口岸、港口等场所放射性物质的检测。
【专利说明】含硼气膜快中子探测器
【技术领域】
[0001]本发明一般性地涉及核技术应用，特别是中子散射和安全检测技术。更具体地，本发明涉及一种快中子探测器。
【背景技术】
[0002]对于口岸、港口等场所的安全检测技术而言，放射性物质检测技术是其中重要的一项。对放射性物质的检测主要包含针对Y射线和中子射线的探测。在传统的针对中子射线的探测技术中，利用3He正比计数器和聚乙烯慢化体进行快中子检测是一种常规方案。但是，由于世界性的3He供气不足、价格高昂问题，导致该方案中3He正比计数器的实用性不断下降，因此人们一直在寻找3He的替代解决方案。
[0003]由于探测中子的反应类型是核反应，而核反应的参与者是中子与原子核。高探测效率所要求的高中子吸收截面与带电粒子出射特性使得可用的核素(与原子核对应)类型非常有限。总体而言，、，6Li,155’ 157Gd是仅有的可选核素，而kiB又是其中的优选核素。目前，国际上已经成立了合作组来专门研究基于kiB的中子探测器。
[0004]在 申请人:2011年12月28日提交的、申请号为201110446162.4的中国专利申请中，提供了一种可以基于kiB作为中子反应核素的快中子探测器。该专利申请的优选实施例利用由涂硼铝箔包裹的塑料闪烁体来实现快中子探测，其基本原理为:快中子在塑料闪烁体中发生反冲，将能量交给反冲质子(或其它原子核，如12C),质子在塑料闪烁体中进行电离、发光形成第一个信号；与此同时，中子的能量降低并被慢化为热中子，直至被附着在铝箔表面的硼层所吸收。硼层中的kiB与热中子发生如下反应:
【权利要求】
1.一种快中子探测器，其特征在于包括: 具有中空腔室的封装件； 设置在所述腔室中的塑料闪烁体阵列，所述塑料闪烁体阵列包括多个塑料闪烁体单元，相邻所述塑料闪烁体单元之间存在间隙；以及 充入且气密密封在所述腔室中的含硼气体，所述含硼气体在相邻塑料闪烁体单元之间的间隙中形成含硼气膜。
2.根据权利要求1所述的快中子探测器，其特征在于， 所述含硼气体为BF3气体或BBr3气体。
3.根据权利要求1所述的快中子探测器，其特征在于， 所述含硼气膜的厚度范围由下式确定:0.1atm.mm ^ PXd ^ 9atm.mm,其中P为所充含硼气体的气压，d为所述含硼气膜的厚度。
4.根据权利要求1所述的快中子探测器，其特征在于，所充含硼气体的气压为I个标准大气压时，所述含硼气膜的厚度为0.8mm~1.2mm。
5.根据权利要求1所述的快中子探测器，其特征在于，每个所述塑料闪烁体单元的高度为IOcm~50cm,长度和宽度为0.5cm~2cm。
6.根据权利要求1所述的快中子探测器，其特征在于， 每个所述塑料闪烁体单元皆为长方 体，所述长方体的横截面为正方形。
7.根据权利要求6所述的快中子探测器，其特征在于， 每个所述塑料闪烁体单元的高度为IOcm~50cm，长度和宽度皆为0.8cm~1.2cm。
8.根据权利要求1所述的快中子探测器，其特征在于， 所述封装件由铝或不锈钢制成。
9.根据权利要求1所述的快中子探测器，其特征在于， 所述塑料闪烁体阵列沿其高度方向具有接收入射快中子的第一端以及与所述第一端相对的第二端；而且 所述快中子探测器还包括: 光导装置，其邻近所述塑料闪烁体阵列的所述第二端设置，以对所述塑料闪烁体单元中形成的出射到所述第二端的光进行收集和导向；以及 光电转换装置，其设置在所述光导装置的出射端，以将所述光导装置收集和引导到其上的光转换为电信号。
10.根据权利要求9所述的快中子探测器，其特征在于还包括: 放大成型电路，其接收所述光电转换装置输出的电信号并对其进行放大整形； 信号拣出电路，其接收所述放大成型电路输出的电信号并从中提取出时间信号； 延时电路，其接收所述信号拣出电路输出的时间信号并对其进行延时； 至少具有第一输入通道和第二输入通道的符合电路，所述第一输入通道接收所述信号拣出电路输出的非延时时间信号，所述第二输入通道接收所述延时电路输出的延时时间信号，并根据所述非延时时间信号和所述延时时间信号生成符合脉冲信号；以及计数器，其接收所述符合电路输出的符合脉冲信号进行计数，获得符合计数。
【文档编号】G01T3/06GK103513267SQ201210207062
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月21日 优先权日:2012年6月21日
【发明者】李元景, 杨祎罡, 张勤俭, 刘毅, 邰扬 申请人:同方威视技术股份有限公司, 清华大学