一种无源探测器的钨钢屏蔽装置的制作方法

本实用新型属于探测器制备领域，具体涉及一种无源探测器的钨钢屏蔽装置。

背景技术：

若核燃料棒任何位置上的²³⁵U富集度不均匀，在反应堆运行过程中，则会产生局部热点，引起核燃料棒破裂，污染冷却剂。为保障核燃料棒在核电站反应堆中安全可靠运行，核燃料元件厂在生产核燃料棒时，必须对核燃料棒²³⁵U富集度及均匀性进行100％在线无损检测。

核燃料棒²³⁵U富集度及均匀性检测方法包括中子活化法和无源γ射线能谱法。中子活化法是²⁵²Cf中子源活化UO2芯块的²³⁵U，使其裂变辐射出高强度的187.5KeV的γ射线，187.5KeV的γ射线强度正比于²³⁵U富集度，通过测量187.5KeV峰的面积可反映²³⁵U富集度。无源γ射线能谱法为核燃料棒中的UO2芯块U核素自发α衰变时，γ射线能谱的能量主要集中在98KeV和187.5KeV两个区域，且98KeV峰和187.5KeV峰强度均正比与²³⁵U富集度，即可通过测量98KeV和187.5KeV的γ射线来定量分析UO2芯块中的²³⁵U富集度。

对比两种检测方法，中子活化法探测效率高、检测速度快，但每两到三年需要更换²⁵²Cf中子源，且中子源价格昂贵、采购周期长，检测成本较高。随着相关新型晶体材料及集成电子技术的快速发展，无源γ射线能谱法检测精度和效率已经达到了中子活化法的水平，此类设备无需使用放射源，降低了辐射防护的要求，检测成本也大大降低，同时，设备使用寿命较长，约为10～12年。

无源探测器屏蔽主要考虑外界和非测量芯块对测量芯块影响。无源γ射线能谱法测量核燃料棒²³⁵U富集度及均匀性时，不存在放射源对探测器的影响，有源探测器屏蔽则必须对放射源进行屏蔽。目前，无源探测器钨钢屏蔽方式为，屏蔽块将探测器晶体部分完整包围起来，不仅有效屏蔽了外界和非测量芯块对测量芯块影响，而且对探测器的光电倍增管接受信号也进行屏蔽。同时，屏蔽块对检测信号的起准直作用，提高探测器分辨率。钨钢屏蔽体下端安装高度调节块可对探测器高度进行调整，确保探测器中心孔与屏蔽钨块中心孔一致，保证燃料棒能够顺利通过。

现有无源探测器钨钢屏蔽体内部形状复杂，加工难度较大，制作成本较高。同时，使用高度调节块调整探测器高度，使得探测器中心孔与屏蔽钨块的中心孔对齐，此操作不便捷。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：提供一种对无源探测器干扰信号屏蔽和检测信号准直的钨钢块，提高探测器能量分辨率和探测效率。

本实用新型的技术方案如下：一种无源探测器的钨钢屏蔽装置，包括晶体屏蔽层和光电倍增管屏蔽层；

所述的无源探测器，包括晶体、光电倍增管和包裹二者的探测器结构外壳；

所述的晶体屏蔽层，紧贴晶体的前后两侧，且与晶体前后两侧的形状相同；在晶体、晶体屏蔽层和探测器结构外壳上设有贯穿三者的圆柱形通孔，用于检测时核燃料棒的穿过；

在无源探测器组装时，将晶体屏蔽层紧贴晶体的前后两侧，将晶体连同晶体屏蔽层嵌入探测器结构外壳内，使用孔盖穿过晶体和晶体屏蔽层的圆柱形通孔，将晶体和晶体屏蔽层与探测器结构外壳进行固定；

在光电倍增管的外表面与探测器结构外壳之间，设有光电倍增管屏蔽层，完全覆盖管身部分，并紧贴管身，用于防止射线散射，并降低了外界对光电倍增管测试信号的干扰；

在晶体和光电倍增管之间，设有对探测范围进行准直的准直孔6，用于提高探测效率。

进一步的，所述的探测器结构外壳，使用LY11铝合金加工而成。

进一步的，所述的晶体屏蔽层，材质为钨钢屏蔽块。

进一步的，所述的晶体屏蔽层，厚度为2mm。

进一步的，所述的光电倍增管屏蔽层，材质为钨钢屏蔽块。

进一步的，所述的光电倍增管屏蔽层，厚度为1.5mm。

进一步的，所述的准直孔，长25mm，宽20mm。

本实用新型的显著效果在于：本实用新型的晶体屏蔽层有效的屏蔽了外界对探测器的干扰。同时，探测器安装排布方式为左右密排，晶体屏蔽层在探测器与探测器之间起到屏蔽作用，避免了非测量芯块对测量芯块的影响。晶体屏蔽层对探测器探测范围进行准直，提高了探测器的能量分辨率。光电倍增管管内屏蔽层防止射线散射，降低了外界对光电倍增管测试信号的干扰。提高了探测器的能量分辨率和探测效率。

本实用新型所述的无源探测器的屏蔽装置，结构简单，加工方便且成本较低。同时，探测器组装过程中，使用孔盖穿过晶体和晶体屏蔽块的圆形通孔，与探测器结构外壳固定，这样的设计方式有效的固定了晶体和屏蔽体位置，保证晶体、屏蔽块和结构外壳的中心孔一致，使得核燃料棒顺利穿过。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种无源探测器的钨钢屏蔽块的剖视图一；

图2为本实用新型所述的一种无源探测器的钨钢屏蔽块的剖视图二；

图中：1.探测器结构外壳、2.晶体、3.晶体屏蔽块、4.圆柱形通孔、5.孔盖、6.准直孔、7.光电倍增管屏蔽层、8.光电倍增管。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型所述的一种无源探测器的钨钢屏蔽装置作进一步详细说明。

如图1和2所示，一种无源探测器的钨钢屏蔽装置，包括晶体屏蔽层3和光电倍增管屏蔽层7；

所述的无源探测器，包括晶体2、光电倍增管8和包裹二者的探测器结构外壳1；

所述的晶体屏蔽层3，紧贴晶体2的前后两侧，且与晶体2前后两侧的形状相同；在晶体2、晶体屏蔽层3和探测器结构外壳1上设有贯穿三者的圆柱形通孔4，用于检测时核燃料棒的穿过；

在无源探测器组装时，将晶体屏蔽层3紧贴晶体2的前后两侧，将晶体2连同晶体屏蔽层3嵌入探测器结构外壳1内，使用孔盖5穿过晶体2和晶体屏蔽层3的圆柱形通孔4，将晶体2和晶体屏蔽层3与探测器结构外壳1进行固定；

在光电倍增管8的外表面与探测器结构外壳1之间，设有光电倍增管屏蔽层7，完全覆盖管身部分，并紧贴管身，用于防止射线散射，并降低了外界对光电倍增管8测试信号的干扰；

在晶体2和光电倍增管8之间，设有对探测范围进行准直的准直孔6，用于提高探测效率。

进一步的，所述的探测器结构外壳，使用LY11铝合金加工而成。

进一步的，所述的晶体屏蔽层，材质为钨钢屏蔽块。

进一步的，所述的晶体屏蔽层，厚度为2mm。

进一步的，所述的光电倍增管屏蔽层，材质为钨钢屏蔽块。

进一步的，所述的光电倍增管屏蔽层7，厚度为1.5mm。

进一步的，所述的准直孔，长25mm，宽20mm。