冷中子谱仪的单色器屏蔽装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种冷中子谱仪，具体涉及一种冷中子谱仪的单色器屏蔽装置，属于中子散射技术领域。
【背景技术】
[0002]中子散射实验是通过不同类型的中子散射谱仪来充分实现的。大多数基于反应堆的中子散射实验都需要用到某种特定能量或波长的单色中子入射到样品上，对于一些中子散射谱仪，比如中子三轴谱仪，还要求入射到样品上的中子能量或波长连续可变。因此需将从反应堆水平孔道引出的白光中子经单色器进行单色化。当白光中子束入射到单色器，根据布拉格衍射定律，通过转动单色器以改变入射束与出射束之间的起飞角2 Θ M，则出射中子束的能量和方向会改变。为了对中子束的周围进行很好的屏蔽并有效降低实验本底，必须将单色器放置于单色器屏蔽装置内。
[0003]目前，在公开文件中“一种起飞角连续可变的中子单色器屏蔽装置，高建波等，中国机械工程，2010，第21卷第3期”，以及发明专利“中子单色器屏蔽装置(授权公告号CN101599307 B) ”均公开了一种分层鼓状结构的具有起飞角连续可变的单色器屏蔽装置，“中子三轴谱仪，勾成等，原子能科学技术，1988，第22卷第2期”公开了一种小屏蔽鼓状的中子单色器屏蔽装置。但是，这种分层鼓状结构的单色器屏蔽装置多以重混凝土为主，更适用于热中子谱仪和安装在反应堆大厅的冷中子谱仪。而分层鼓状结构和小屏蔽鼓状的单色器屏蔽装置若用于导管大厅的冷中子三轴谱仪，尺寸和重量大，导致造价高和过于笨拙。此夕卜，针对坐落于导管大厅的冷中子谱仪，国外有报道屏蔽采用铅和掺硼高密度聚乙烯复合材料，但没有文献公开报道冷中子谱仪的单色器屏蔽装置。而国内对于冷中子谱仪的中子能量连续可变的单色器屏蔽装置的研宄尚属空白。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种能够同时满足屏蔽和降低实验本底要求的冷中子谱仪的单色器屏蔽装置。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案:一种冷中子谱仪的单色器屏蔽装置，其特征在于，它包括固定屏蔽体、提拉式活动屏蔽块部件、转动式外屏蔽部件和位置检测部件；所述固定屏蔽体为固定于地面上的中空壳体结构，其上设置有白光中子束入射通道和出射中子通道；所述活动屏蔽块部件包括N个活动屏蔽块、半圆型支架、N个气缸和N个调节套，其中N为不小于2的自然数；N个所述活动屏蔽块依次绕着圆弧以台阶错缝方式搭接在所述固定屏蔽体上，所述半圆型支架固定在所述固定屏蔽体的上表面#个所述气缸的缸筒依次固定在所述半圆型支架上，每一所述气缸对应一个所述活动屏蔽块，每一所述气缸的推杆通过一所述调节套与对应的所述活动屏蔽块的上端面连接；所述转动式外屏蔽部件包括束流限制器、外屏蔽块、转台、薄矩形钢板、T型支撑和气垫组；所述束流限制器固定在所述外屏蔽块内侧，所述外屏蔽块固定在所述T型支撑上端，并且所述外屏蔽块以轴线重合并间隙配合的方式包裹着所述固定屏蔽体和提拉式活动屏蔽块部件；所述转台固定在所述固定屏蔽体下方的地面上，所述转台的回转中心与所述固定屏蔽体的轴线重合；所述气垫组固定在所述T型支撑的下方，在水平方向，所述薄矩形钢板的一端固定在所述T型支撑的下部内侧，所述薄矩形钢板的另一端固定在所述转台的转动盘上；所述位置检测部件包括N-1个光电开关和一个扇形光电开关触发板，N-1个所述光电开关沿着同一半径依次固定在所述固定屏蔽体的外表面，并且依次位于所述提拉式活动屏蔽块部件的N个活动屏蔽块的接缝的下方；所述扇形光电开关触发板固定在所述转动式外屏蔽部件的T型支撑上。
[0006]在一个优选的实施例中，所述固定屏蔽体的横截面呈半圆形拼接矩形，且在竖直方向半圆形部分低于矩形部分以形成带有台阶的所述出射中子通道，在半圆形部分和矩形部分拼接处设置所述白光中子束入射通道。
[0007]在一个优选的实施例中，所述活动屏蔽块部件还包括N个导向机构对，每一所述导向机构对由两个相同的导向机构组成，并且沿着所述固定屏蔽体的半径方向，每一所述导向机构对的两个导向机构对称分布在所述气缸的两侧；所述导向机构由导向柱和滑套以过渡配合方式连接，每一所述导向机构对的两个导向柱下端分别固定在相应的所述活动屏蔽块上表面，每一所述导向机构对的两个滑套分别固定在所述半圆型支架上。
[0008]在一个优选的实施例中，所述活动屏蔽块的横截面呈扇形，其内径、外径分别与所述固定屏蔽体半圆部分的内径、外径相同；所述活动屏蔽块的圆心角为A，圆心角A的最小值根据所述活动屏蔽块上表面安装的所述气缸的尺寸而定；所述活动屏蔽块上沿着圆周方向一侧有凹槽，另一侧有凸台，所述凹槽在径向方向长度为所述活动屏蔽块的径向长度的一半，所述凸台在径向方向长度比所述凹槽小2mm，所述凹槽和凸台的圆心角均为B ;所述活动屏蔽块的下方呈台阶形状，相邻两个所述活动屏蔽块以凹槽凸台镶嵌地方式搭接在一起。
[0009]在一个优选的实施例中，所述调节套由连接轴和固定套组成，所述连接轴是上面有内螺纹孔的圆柱且下面带两侧平面的圆台，所述固定套是上段带有倒T型槽的圆柱且下段是带有安装孔的方板，所述连接轴以过渡配合方式插到所述固定套的倒T型槽中，所述固定套依次固定在所述活动屏蔽块的上端面。
[0010]在一个优选的实施例中，所述束流限制器是横向为扇形截面、纵向为上下都有台阶的矩形截面、中间具有矩形空腔的机械结构，其矩形空腔的宽度和高度尺寸由中子束流决定。
[0011]在一个优选的实施例中，所述束流限制器的圆心角为C，圆心角C根据所述束流限制器的矩形空腔的尺寸再结合机械加工工艺的可行性确定；所述外屏蔽块的横截面为扇形，所述外屏蔽块的圆心角为D，圆心角D不小于一次提拉起的所述活动屏蔽块的最大数量+3倍的圆心角A。
[0012]在一个优选的实施例中，所述转台由步进电机驱动的蜗轮蜗杆机构组成的具有旋转功能的机械结构，用于带动所述转动式外屏蔽部件以所述转台为中心进行转动；所述T型支撑是在一个方形管的上方水平固定一个条形板，在所述方形管的两侧边分别伸出一个筋板，两个可调螺栓分别旋在两个所述筋板的螺纹孔中；所述气垫组包括两个相同的气垫、T型连接板、方形安装板和销轴，两个所述气垫分别固定在所述T型连接板两端，所述气垫是一种能够实现支撑的平面气浮轴承结构；所述方形安装板固定在所述T型支撑的下方，所述销轴一端与所述T型连接板以过渡配合方式连接，另一端固定在所述方形安装板上，两个所述气垫连同所述T型连接板相对于所述方形安装板允许有转动，以起到自动调节两个所述气垫受力平衡的作用；同时所述T型支撑上的两个可调螺栓用于调整其与所述气垫组的T型连接板上表面间的距离，当其中一个所述气垫浮起过高，所述T型支撑上的相应的可调螺栓触碰到所述T型连接板的上台面，起到阻止转动式外屏蔽部件发生倾翻的作用。
[0013]在一个优选的实施例中，所述光电开关为凹槽型结构的光电三极管传感器，所述扇形光电开关触发板以间隙配合的方式插到所述光电开关的凹槽内；所述扇形光电开关触发板的圆心角等于所述束流限制器的圆心角C。
[0014]在一个优选的实施例中，所述固定屏蔽体用含硼橡胶、铅板和含硼聚乙烯组合材料制作而成，所述活动屏蔽块用含硼橡胶、铅板和含硼聚乙烯组合材料制作而成，所述束流限制器用含硼聚乙烯制作而成，所述外屏蔽块用铅和含硼聚乙烯组合材料制作而成。
[0015]本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点