一种用于(n,xn)截面测量的多层裂变电离室装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于核物理实验中的裂变反应测量设施，具体涉及一种用于(n，xn)截面测量的多层裂变电离室装置，能够准确扣除裂变事件。该装置采用中子反应(n，xn)截面小的铝材料做为外壳和电极，具有较低的中子本底。采用多路输出的方式，能有效减少高计数率情况下的α堆积，裂变室输出脉冲信号上升时间快，能准确定时。本发明具有较高的裂变事件的探测效率，主要适用于实验室以及环境中核裂变事件的精确测量。
【背景技术】
[0002]裂变电离室指用于测量原子核裂变事件的电离室探测器。特别是中子反应截面(η,xn)的实验测量过程中，往往会伴随有裂变反应产生。发生裂变反应时，往往会伴随产生裂变中子，这些中子会使中子反应截面的测量产生误差。为了扣除裂变中子对测量结果的影响，提高测量精确度，往往采用裂变电离室来扣除裂变事件产生的中子(反符合技术)。所以，为了尽可能减小裂变中子引起的本底，裂变室要有尽可能高的探测效率，裂变信号有尽可能快的上升时间。因此，本发明采用多靶片以及多路输出的方式；其次，要选择(n，xn)核反应截面较小和反应阈值较高的原子核构成的材料；再次，裂变室外壳以及电极材料用量要尽可能的少，以减小散射中子的影响。
[0003]现有的技术的缺点体现在以下两个方面:首先，裂变电离室所采用的外壳以及电极材料往往具有较高的中子反应截面，中子本底太高。其次，在(n，xn)反应截面测量时，裂变室电极数目太少，为了产生满足统计要求的(n，xn)反应(提高测量准确程度)，需要在电极上镀较厚的样品。这样，样品的裂变谱中α信号的堆积比较严重，减小了裂变事件的探测效率。
【实用新型内容】
[0004]针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型旨在提供一种多靶片、高效率、低中子本底的用于(η，χη)截面测量的多层裂变电离室装置。为了实现上述目的，本实用新型采取如下技术方案:
[0005]一种用于(n，xn)截面测量的多层裂变电离室装置，包括电离室外壳、电离室盖板一、电离室盖板二、若干铝制电极、阴极、收集电极(阳极)、绝缘套筒、绝缘柱、铝制支柱。所述电离室外壳、电离室盖板一、电离室盖板二围成的空间形成电离室，电离室外壳、电离室盖板一及电离室盖板二均与阴极相连。所述铝制支柱套于绝缘柱内，所述绝缘柱一端固定于电离室盖板一上，另一端固定于电离室盖板二上。所述铝制电极打孔后套在绝缘柱上，所述绝缘柱上套有若干绝缘套筒，铝制电极固定于绝缘套筒之间。铝制电极交替与阴极和收集电极(阳极)相连，各收集电极(阳极)由电离室盖板一引出。电离室内充有工作气体甲烷，电离室盖板一上设有进气管道，电离室盖板二上设有出气管道，所述进气管道和出气管道用于循环输入工作气体，并微调室内气体的压强，使得电离室处于最佳工作状态。
[0006]进一步的，所述绝缘柱为两个，绝缘柱两端设有螺丝，所述螺丝将绝缘柱固定于电离室盖板一和电离室盖板二上。
[0007]进一步的，所述绝缘柱上套有51个绝缘套筒，所述绝缘套筒高度为2mm。
[0008]进一步的，所述铝制电极为50片，铝制电极间距为2mm。
[0009]进一步的，所述铝制电极直径为4.5cm，铝制电极两面镀有239Pu样品，所述239Pu样品镀层直径为1.5cm。
[0010]进一步的，所述电离室外壳为圆柱形铝制外壳。
[0011]进一步的，各铝制电极交替与阴极和收集极相连。
[0012]进一步的，所述绝缘材料为聚四氟乙烯。
[0013]本实用新型的有益效果为:
[0014]I)装置共有50片电极组成，每片电极两侧镀有239Pu样品，在每片镀层很薄的条件下有较大的样品量，能够产生满足统计要求的(n，xn)事件，可以有效减小测量误差，提高测量结果的准确程度。
[0015]2)电极及其外壳材料采用铝制材料，有效减小了本底(n，xn)核反应对测量结果的影响，减小了本底中子对于测量结果的干扰。
[0016]3)单片具有较薄的镀层，可有效的减小α堆积对测量结果的影响，提高了能谱的分辨本领及实验的探测效率。
[0017]4)本装置具有较小的电极间距，有效的减小了收集极所输出的脉冲信号的上升时间。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型结构示意图。
[0019]图中标记:1-收集电极(阳极)，2-电离室盖板一，3_239PU镀层，4-铝制电极，5-进气管道，6-铝制外壳，7-绝缘套筒，8-绝缘柱，9-铝制支柱，10-固定螺丝，11-出气管道，
12-电尚室盖板二，13-阴极，14-甲烧气体。
【具体实施方式】
[0020]为了便于理解，下面通过实施例，结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体说明:
[0021]如图1所示，一种用于(n，xn)截面测量的多层裂变电离室装置，包括铝制电极4、收集电极(阳极)1、阴极13、绝缘套筒7、绝缘柱8、铝制支柱9和铝制外壳6。铝制外壳6为圆柱形外壳，铝制外壳6 —端设有电离室盖板一 2，另一端设有电离室盖板二 12，圆柱形铝制外壳6、电离室盖板一 2和电离室盖板二 12围成圆柱形电离室，电离室内充有工作气体-甲烷14。铝制外壳6、电离室盖板一 2及电离室盖板二 12均与阴极13相连。绝缘套筒7和销制电极4交替套于绝缘柱8上，各销制电极4之间由绝缘套筒7隔开并固定，绝缘柱8两端设有固定螺丝10，固定螺丝10将绝缘柱8两端分别固定于电离室盖板一 2和电离室盖板二 12上，从而固定铝制电极4，绝缘柱8内设有铝制支柱9。铝制电极4为直径是4.5cm的圆形片，铝制电极4两面为直径为1.5cm的239Pu镀层3。收集电极(阳极)I和阴极13交替与铝制电极4相连形成收集电场；收集电极(阳极)I设有绝缘线，电离室盖板一2上设有孔，设有绝缘线的收集电极(阳极)I通过电离室盖板一 2上的孔引出；电离室盖板一 2上设有绝缘材料构成的进气管道5，电离室盖板二 12上设有绝缘材料构成的出气管道11，进气管道5和出气管道11用于循环输入工作气体-甲烷气体14，并微调室内气体的压强，使得电离室工作在最佳状态。
[0022]本实用新型的裂变反应的测量过程是:通过所述的进气管道5给电离室充以甲烷气体14 ;通过收集电极(阳极)1给多层铝制电极4交替加以高压，加高压的电极4与阴极13交替形成强电场；中子轰击所述的239Pu镀层3，与其发生裂变反应，产生带电荷的裂变碎片，裂变碎片引起所述的甲烷气体14电离、激发形成电子-离子对；电子-离子对在强电场中定向运动时在收集电极I中输出脉冲信号。发生一次裂变反应，在收集电极I输出一次脉冲信号。
[0023]上述实施例只是对本实用新型技术方案的举例说明或解释，而不应理解为对本实用新型技术方案的限制，显然，本领域的技术人员可对本实用新型进行各种修改和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。倘若这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也包含这些修改和变型在内。
【主权项】
1.一种用于(n，xn)截面测量的多层裂变电离室装置，包括电离室外壳、电离室盖板一、电离室盖板二、若干铝制电极、阴极、收集电极、若干绝缘套筒、绝缘柱和铝制支柱，所述电离室外壳、电离室盖板一、电离室盖板二围成的空间形成电离室，所述绝缘柱两端分别固定于电离室盖板一和电离室盖板二上，绝缘柱内套有铝制支柱，绝缘柱外侧套有若干绝缘套筒，所述铝制电极为圆形，打孔后套于绝缘柱外侧，铝制电极位于绝缘套筒之间，由绝缘套筒固定，所述铝制电极两面为样品镀层，所述电离室内充有工作气体甲烷，电离室盖板一上设有进气管道，电离室盖板二上设有出气管道，所述铝制电极交替与阴极、收集电极相连，阴极与电离室外壳、电离室盖板一及电离室盖板二相连；各收集电极信号线通过电离室盖板一引出。
2.根据权利要求1所述的用于(n，xn)截面测量的多层裂变电离室装置，其特征在于，所述绝缘柱有两个，绝缘柱内套有铝制支柱，所述绝缘柱两端设有固定螺丝。
3.根据权利要求2所述的用于(n，xn)截面测量的多层裂变电离室装置，其特征在于，所述绝缘柱外套有51个绝缘套筒，所述绝缘套筒高度为2mm。
4.根据权利要求1所述的用于(n，xn)截面测量的多层裂变电离室装置，其特征在于，所述铝制电极为50片。
5.根据权利要求4所述的用于(n，xn)截面测量的多层裂变电离室装置，其特征在于，所述铝制电极为直径是4.5cm的圆形片，所述样品镀层为239Pu样品镀层，所述239Pu样品镀层直径为1.5cm。
6.根据权利要求1所述的用于(n，xn)截面测量的多层裂变电离室装置，其特征在于，各铝制电极交替与阴极和收集电极相连。
7.根据权利要求1所述的用于(n，xn)截面测量的多层裂变电离室装置，其特征在于，所述电离室外壳为圆柱形铝制外壳。
8.根据权利要求1?3中任一项所述的用于(n，xn)截面测量的多层裂变电离室装置，其特征在于，所述绝缘材料为聚四氟乙烯。
【专利摘要】一种用于(n，xn)截面测量的多层裂变电离室装置，包括电离室外壳、电离室盖板一、电离室盖板二、铝制电极、阴极、收集电极(阳极)、绝缘套筒、绝缘柱和铝制支柱，电离室外壳、电离室盖板一和电离室盖板二围成电离室。绝缘柱内设有铝制支柱，绝缘柱两端分别固定于电离室盖板一和电离室盖板二上。铝制电极和绝缘套筒交替套在绝缘柱上，铝制电极两面设有样品镀层。电离室内充有工作气体，电离室盖板一和电离室盖板二上分别设有进气和出气管道。铝制电极与阴极和收集电极相连，阴极与电离室外壳、电离室盖板一及电离室盖板二相连。本实用新型具有较大的裂变事件探测效率、较低的中子本底，能有效减小测量误差，从而提高测量结果的准确度。
【IPC分类】H01J47-02
【公开号】CN204537984
【申请号】CN201520155299
【发明人】于国梁, 汪伟建
【申请人】华北电力大学（保定）
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年3月14日