He-3探测器防护带的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明大体上涉及使用氦-3(3HE)中子探测器的中子探测，并且具体涉及包括防护结构的3HE中子探测器。
【背景技术】
[0002]氦-3(3HE)中子探测器用于探测自由中子。大体上，3HE中子探测器包括延伸穿过阴极外壳的阳极，其中绝缘体将阳极与阴极外壳分开。为了探测中子，一定量的3He气体设在阴极外壳的内部内。由阴极外壳内的中子反应引起的离子/颗粒将与3He气体碰撞来产生自由电子。这些自由电子吸入阳极中，因此自由电子生成信号/电子脉冲。分析该信号/电子脉冲来确定中子计数率。现在转到图4，示出了之前已知的中子探测器300的实例。中子探测器300包括外壳320、中心结构340和隔离部分360。然而，在操作中，泄漏电流由于绝缘体的退化或故障而形成在绝缘体的表面上。在图4的实例内，泄漏电流可在第一方向380(如图4中的箭头大体上/示意性示出)上沿绝缘部分360行进。沿第一方向380行进的泄漏电流可到达中心结构340的结构端部342。该泄漏电流可通过生成错误电流来不利地影响中子探测器300的测量能力。具体而言，该泄漏电流可产生中子的错误探测，并且可影响中子计数率。因此，存在的需要和将有益的是关注涉及流至阳极的泄漏电流的问题。
【发明内容】
[0003]下文提出了本发明的简要概括，以便提供本发明的一些示例性方面的基本理解。该概括并非本发明的宽泛概述。此外，该概括不期望识别本发明的关键元件，也并未描绘本发明的范围。概括的唯一目的在于以简化形式提出本发明的一些构想作为随后提出的更详细描述的序目。
[0004]根据一个方面，本发明提供了一种用于探测中子的中子探测器。中子探测器包括界定和密封内部容积的外壳。外壳用作阴极。中子探测器包括在外壳内沿纵向延伸的中心结构。中心结构用作阳极，并且保持在第一电压下。中子探测器包括在中心结构与外壳之间沿径向延伸的绝缘部分。绝缘部分朝中心结构的结构端部沿纵向延伸经过外壳的壳端部。中子探测器包括围绕绝缘部分的外绝缘表面沿周向延伸的防护结构。防护结构在壳端部与结构端部之间定位在绝缘部分上。防护结构保持在第二电压下，使得绝缘部分的外绝缘表面上的泄漏电流由防护结构吸收。
[0005]根据另一个方面，本发明提供了一种用于探测中子的中子探测器。中子探测器包括界定和密封内部容积的外壳。外壳用作阴极。中子探测器包括在外壳内沿纵向延伸的中心结构。中心结构用作阳极，并且保持在第一电压下。中子探测器包括在中心结构与外壳之间沿径向延伸的绝缘部分。绝缘部分朝中心结构的结构端部沿纵向延伸经过外壳的壳端部。中子探测器包括围绕绝缘部分的外绝缘表面沿周向延伸的防护结构。防护结构在壳端部与结构端部之间定位在绝缘部分上。防护结构保持在与中心结构大致等同的电压下。防护结构与中心结构电性隔离，使得绝缘部分的外绝缘表面上的泄漏电流由防护结构吸收。
[0006]根据另一个方面，本发明提供了一种利用中子探测器探测中子的方法。该方法包括提供在外壳内沿纵向延伸的中心结构的步骤。该方法还包括将中心结构保持在第一电压下的步骤。该方法还包括将绝缘部分沿径向设在中心结构与外壳之间，其中绝缘部分沿纵向延伸经过外壳的壳端部的步骤。该方法还包括提供围绕绝缘部分沿周向延伸的防护结构的步骤。该方法还包括将防护结构保持在第二电压下使得绝缘部分上的泄漏电流由防护结构吸收的步骤。
【附图说明】
[0007]在参照附图阅读以下描述时，本发明的前述和其它方面将对本发明所涉及的领域的技术人员而言变得显而易见，其中:
图1为根据本发明的方面的示例性中子探测器的透视图；
图2为具有相关联的示意性地示出的构件的沿图1的线2-2的示例性中子探测器的一部分的截面视图；
图3为绘出利用图1的示例性中子探测器探测中子的方法的流程图；以及图4为现有技术的中子探测器的截面视图。
【具体实施方式】
[0008]附图中描述和示出了并入本发明的一个或更多个方面的示例性实施例。这些所示实例并不旨在限制本发明。例如，本发明的一个或更多个方面可用于其它实施例以及甚至其它类型的装置中。此外，某些用语在本文中仅为了方便使用，并且不被看作是限制本发明。更进一步，在附图中，相同的附图标记用于表示相同的元件。
[0009]图1绘出了根据本发明的一个方面的示例性中子探测器10。大体上，中子探测器10可探测进入中子探测器10中的中子。中子探测器10包括外壳20和沿纵向延伸穿过外壳20的内部的中心结构40。绝缘部分60使外壳20与中心结构40绝缘。根据本发明的方面，防护结构80围绕绝缘部分60沿周向延伸，以减小绝缘部分60上的泄漏电流到达中心结构40的可能性。该防护结构80保持在与中心结构40相似的电压下，使得防护结构80将在泄漏电流到达中心结构40之前吸收和/或中断泄漏电流。
[0010]转到中子探测器10和其操作的大体论述，将认识到的是中子探测器在图1中略微大体绘出。将认识到的是，中子探测器10可包括任何数量的构造。在所示的实例中，中子探测器10在第一端部12与相对的第二端部14之间沿纵向延伸。该实例中的中子探测器10沿大体上线性的轴线延伸，但在另外的实例中，中子探测器10可包括弯头、弯曲、波动等。类似地，中子探测器10不限于所示大小，并且在其它实例中可比所示的更长/更短或更大/更小。同样地，中子探测器10可收纳在壳体或其它类似结构内。
[0011]中子探测器10可在用于监测和/或探测中子的多种应用中使用。例如，中子探测器10可与辐射安全应用、废核燃料的辐射监测、国土安全应用等关联使用。当然，中子探测器10不限于这些应用，并且可在涉及监测/探测中子的另外应用中使用。
[0012]现在转到图2，示出了中子探测器10的第一端部12的截面视图。将认识到的是，为了易于图示，图2仅绘出了第一端部12，而未绘出第二端部14。在操作中，第二端部14在尺寸、结构和形状上与第一端部12大体上相同，但为第一端部12的镜像。因此，第二端部12的以下描述可相对于中子探测器10的第二端部14大体上相同。
[0013]中子探测器10包括外壳20。外壳20具有在中子探测器10的第一端部12与第二端部14之间延伸的大体上圆形的截面形状。在其它实例中，外壳不限于圆形截面形状，并且改为可包括椭圆形、四边形(例如，正方形、矩形等)、圆形截面形状等。外壳20包括界定大致中空内部容积24的壁22。外壳20可由各种材料构成，如，金属，包括不锈钢、铝等。如图2中所示，外壳20可电接地。在一个实例中，外壳20用作电路的阴极。
[0014]外壳20在相对的壳端部26之间延伸。尽管图2中仅示出了一个壳端部26，但将理解的是，相对的壳端部可与图2中所示的壳端部26大体上相同。在一个实例中，外壳20包括位于壳端部26处的肩部28。肩部28限定从外壳20的中心沿径向向外延伸的凸起、露头等。在所示的实例中，肩部28具有大于外壳20的中心部分的较大截面尺寸(例如，图2中的直径)。肩部28不限于该尺寸，并且在另外的实例中，可沿径向延伸更大或更短的距离。肩部28与壁22集成地形成(即，形成为一件)，但在其它实例中，肩部28可相对于壁22单独地附接。
[0015]中子探测器10还包括中心结构40。中心结构40在外壳20的内部容积24内沿纵向延伸。将认识到的是，中心结构40在图2中为了示范性目的略微大体/示意性地示出。例如，尽管示出了中心结构40的仅一部分(即，中子探测器10的第一端部12)，但中心结构40可完全延伸穿过中子探测器10至第二端部14。就此而言，中心结构40的其余未示出的部分可在尺寸、形状和定向上与图2中所示的中心结构40大体上相同。
[0016]在另一个实例中，中心结构40包括线，或至少具有与线的类似比例。就此而言，中心结构40不限于所示实例的尺寸或形状。相反，在其它实例中，中心结构40具有比所示的更小或更大的截面尺寸(例如，图2中的直径)。中心结构40大体上沿外壳20的中心轴线延伸，但在其它实例中，中心结构40可从外壳20的中心轴线偏心。
[0017]中心结构40沿纵向延伸经过外壳20的壳端部26。就此而言，中心结构40至少部分地延伸到外壳20的内部容积24中，同时中心结构40的一部分定位在外壳20的外部处。在所示的实例中，中心结构40包括与壳端部26间隔开一距离的结构端部42。将认识到的是，中心结构40可从壳端部