一种中子复合探测装置的制作方法

本发明属于辐射测量技术领域，具体涉及一种中子复合探测装置。

背景技术：

随着我国核工业与核相关领域的蓬勃发展，对中子探测的需求日益增加，主要表现在：中子屏蔽设计的合理性；中子对人造成剂量的多少；中子场分布的状况等。要实现上述内容必须对注量率、剂量率、中子的能谱等进行测量。

目前中子探测器都有自己的优势探测范围，即不同的中子探测器的探测效率取决于所探测中子的能量，例如¹⁰bf3正比计数管、⁶li玻璃、⁶lii(eu)、³he正比计数管等中子探测器主要用于测量慢热中子，塑料闪烁体、有机晶体闪烁体、液体闪烁体等主要用于测量快中子。如果为快中子与慢中子的混合场，则需要在慢中子探测器外面加上慢化体，来实现对快慢中子的同时探测，为了较好的实现对快中子的慢化，需要慢化体厚度都比较厚，而较厚的慢化体对慢中子又存在阻挡吸收，因此这种结构对整个快慢中子混合场的中子探测效率较低，同时由于很厚的慢化体造成整个探测器重量与体积急剧增大，给使用者带来不便。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种中子复合探测装置，解决传统慢化体配慢中子探测器探测效率较低的问题。

本发明的技术方案如下：

一种中子复合探测装置，包括铝壳、氧化镁粉层、塑料闪烁体、⁶lii(eu)闪烁体、光耦合剂、密封胶和石英玻璃；

所述的铝壳为圆筒形状，用于避光与支撑；

所述的氧化镁粉层均匀设于铝壳的内侧壁上，用于反射闪烁光；

所述的塑料闪烁体为筒状结构，设于氧化镁粉层的内侧；

所述的⁶lii(eu)闪烁体为实心圆柱体，设于塑料闪烁体的内侧，且与塑料闪烁体紧密贴合；

在所述的氧化镁粉层、塑料闪烁体和⁶lii(eu)闪烁体的上表面通过涂覆一层光耦合剂与石英玻璃耦合。

在铝壳的上表面通过设置一圈密封胶将铝壳与石英玻璃密封固定。

所述的铝壳、氧化镁粉层、塑料闪烁体和⁶lii(eu)闪烁体共轴。

所述的铝壳、氧化镁粉层、塑料闪烁体和⁶lii(eu)闪烁体的上表面共面。

所述的铝壳的厚度为0.5mm。

所述的氧化镁粉层的厚度为1mm。

所述的塑料闪烁体与⁶lii(eu)闪烁体通过硅油耦合。

所述的光耦合剂为硅油。

所述的中子复合探测装置与光电转换装置通过硅油耦合，后续连接电子学线路。

在所述的光电转换装置外部设有避光壳。

所述的中子探测器既能测量快中子，又能测量慢中子。

本发明的显著效果在于：

(1)本发明装置中采用的⁶lii(eu)闪烁体为易潮解，而非极易潮解，因此普通的封装箱即可完成⁶lii(eu)闪烁体的封装，更具经济性。

(2)本发明装置可以直接与光电倍增管耦合，加上适当的电子学电路，即可成为既能测量快中子，又能测量慢中子的中子探测器，且该探测器不需要在外部增加慢化体结构，因此在体积与重量上有极大的优势，方便操作人员使用。

附图说明

图1为中子复合探测装置示意图；

图2为中子复合探测装置应用实例示意图。

图中：1-铝壳；2-氧化镁粉层；3-塑料闪烁体；4-⁶lii(eu)闪烁体；5-光耦合剂；6-密封胶；7-石英玻璃；8-避光壳；9-硅油；ⅰ-中子复合探测装置；ⅱ-光电转换装置；ⅲ-电子学线路。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示的一种中子复合探测装置，包括铝壳1、氧化镁粉层2、塑料闪烁体3、⁶lii(eu)闪烁体4、光耦合剂5、密封胶6和石英玻璃7。

所述的铝壳1为圆筒形状，用于避光与支撑，厚度为0.5mm。

所述的氧化镁粉层2均匀设于铝壳1的内侧壁上，用于反射闪烁光，厚度为1mm。

所述的塑料闪烁体3为筒状结构，设于氧化镁粉层2的内侧。

所述的⁶lii(eu)闪烁体4为实心圆柱体，设于塑料闪烁体3的内侧，且与塑料闪烁体3紧密贴合，根据实际情况可将两者通过硅油耦合。

所述的铝壳1、氧化镁粉层2、塑料闪烁体3和⁶lii(eu)闪烁体4共轴，且铝壳1、氧化镁粉层2、塑料闪烁体3和⁶lii(eu)闪烁体4的上表面共面。

在所述的氧化镁粉层2、塑料闪烁体3和⁶lii(eu)闪烁体4的上表面通过涂覆一层光耦合剂5与石英玻璃7耦合，所述的光耦合剂5选择硅油。在铝壳1的上表面通过设置一圈密封胶6将铝壳1与石英玻璃7密封固定。

如图2所示，将本发明中子复合探测装置ⅰ直接与光电转换装置ⅱ耦合，后续连接适当的电子学线路ⅲ，即可成为既能测量快中子，又能测量慢中子的中子探测器。在所述的中子复合探测装置ⅰ与光电转换装置ⅱ之间涂覆一层硅油9，在光电转换装置ⅱ外部设有避光壳8。

中子与中子复合探测装置ⅰ相互作用产生闪烁光，一部分闪烁光被收集到光电转换装置ⅱ中，转换成电信号，后续的电子学线路ⅲ对该电信号进行放大、整形、甄别，得到中子信号。该实例可直接应用于一般的中子注量率仪、中子巡测仪中，作为主探头部分。

由于中子复合探测装置ⅰ对快中子与慢中子都有响应，因此该应用实例可以用来对混合中子场的中子进行测量。

该应用实例不需要在探测器外部增加慢化体结构，即可实现对快中子的测量，因此在体积与重量上有极大的优势。

本应用实例中采用的光电转换部件为光电倍增管，后跟分压器为光电倍增管提供工作电压。

技术特征：

技术总结
本发明涉及辐射测量技术领域，具体公开了一种中子复合探测装置，包括铝壳、设于铝壳内侧壁上的氧化镁粉层、设于氧化镁粉层内侧的塑料闪烁体、设于塑料闪烁体内侧的6LiI(Eu)闪烁体、以及设于铝壳、氧化镁粉层、塑料闪烁体和6LiI(Eu)闪烁体上方的石英玻璃。本发明装置可以直接与光电倍增管耦合，加上适当的电子学电路，即可成为既能测量快中子，又能测量慢中子的中子探测器，且该探测器不需要在外部增加慢化体结构，因此在体积与重量上有极大的优势，方便操作人员使用。

技术研发人员：张庆威;王婷婷;马刚
受保护的技术使用者：中核控制系统工程有限公司
技术研发日：2017.11.27
技术公布日：2018.04.27