色器出射束方向空间可以安放T0F(timeofflight)飞行时间装置则采 用如图2所示装置，图3为本发明出射束方向飞行时间法的流程图。
[0038] 若中子单色器出射束方向空间安放不下T0F装置则采用如图4所示装置，图5为 本发明偏转束方向飞行时间法的流程图。获得如图6所示结果。新方法能快速、直观、准确 地获得测量结果。
[0039] 实施例
[0040] 中子单色器是石墨单色器，反射晶面（002)，嵌镶分布半高宽0.3° ;中子束过滤器 是Be过滤器。如图2和图4所示，中子传输孔道是冷中子导管，中子石墨单色器置于导管出 口位置，Bragg反射角2Θ约为90°。如图4所示，由于出射束方向安装了中子反射谱仪， 出射束方向没有安放T0F装置的空间，因此需将束流偏转使用偏转束方向飞行时间法测量 Be过滤器过滤石墨单色器高次谐波的过滤性能。偏转单色器为偏转石墨单色器，偏转晶面 (002)。使用X射线衍射仪测量偏转石墨单色器的摇动曲线，获得嵌镶分布半高宽0.93°。
[0041] 将偏转石墨单色器平板垂直放置固定于旋转台中心，并一起置于出射束方向。旋 转台旋转中心基本位于出射束中心线上，转动旋转台将偏转石墨单色器平板平面调至与待 测石墨单色器平板平面基本平行（如图4所示，偏转束基本与待测中子单色器入射束平 行）。将一维位敏中子线探测器置于正对偏转束位置（线探测器灵敏区宽度大于束斑宽 度）。打开位于待测中子束过滤器前中子飞行路径上的屏蔽门放出中子束，转动旋转台在初 始位置附近步进扫描（步长〇.Γ)，微调线探测器位置，确保偏转束照射到线探测器中心 区，记录每个角度下线探测器积分计数率。将旋转台旋转至线探测器积分计数率最大的角 度。关闭屏蔽门，移走线探测器，将T0F装置置于正对偏转束位置。打开屏蔽门放出中子束， 微调T0F装置位置，使用手持式中子示踪仪监测偏转束，确保镉缝位于偏转束束斑区，透过 镉缝的中子束照射到T0F装置散烁体探测器的中心区。
[0042] 启动T0F装置测量加过滤器前后中子飞行时间谱，获得飞行时间谱后进行后续数 据处理，先是起始时间偏移修正，继而将飞行时间谱转换为波长分布谱，最后根据散烁体探 测器的探测效率随波长变化曲线修正探测效率，获得图7所示测量结果。由于冷中子导管 出口位置中子能谱限制（四级波长中子强度非常低，四级以上波长中子强度为0)，不加Be 过滤器也只测出了石墨单色器的初级、次级及三级信号（如图7所示）。加过滤器前，初级中 子2U=4. 58 3A)及高次谐波中子λ/2、λ/3的积分强度分别为11= 467. 8、1 2= 590. 4、 13= 37. 7 ;加过滤器后，变为1'ι= 258. 0、I' 2=5.4、1' 3=0;则初级中子λ及高次 谐波中子入/2、λ/3 的透过率分别为 1' ^1= 55. 15%、1' 2/12= 0. 91 %,Ir3/13 = 0〇
[0043] 使用Ν0Ρ等开放软件，输入偏转单色器的偏转晶面米勒指数、德拜温度、中子波 长、嵌镶分布半高宽及晶体厚度等参数，计算出初级中子及高次谐波中子衍射峰积分强度 ki= 1. 429、k2= 0. 546、k3= 0. 210。可以用kn表征（?·^)晶面反射波长λη中子的反射 η η η 率，则品质因子可表达关
[0044] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范 围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1. 一种中子束过滤器过滤性能测量装置，其特征在于： 所述测量装置包括反应堆，中子传输孔道，中子单色器，飞行时间装置，偏转单色器，旋 转台，待测中子束过滤器； 所述中子传输孔道的一端安装在反应堆出口，所述中子传输孔道的另一端放置中子单 色器；偏转单色器的平板垂直放置固定于旋转台的中心，并一起置于中子单色器的出射束 方向，旋转台的旋转中心位于所述出射束的中心线上；所述飞行时间装置位于正对偏转单 色器的偏转束位置； 待测中子束过滤器位于中子单色器与偏转单色器之间并垂直所述出射束。2. 如权利要求1所述的中子束过滤器过滤性能测量装置，其特征在于： 所述飞行时间装置包括顺序排列的镉缝，斩波器，飞行管，探测器。3. 如权利要求1所述的中子束过滤器过滤性能测量装置，其特征在于： 所述中子传输孔道是冷中子导管或真空腔，所述探测器是散烁体探测器。4. 一种使用权利要求1-3中任意一项装置的中子束过滤器过滤性能测量方法，其特征 在于： 所述方法包括以下步骤： (1) 选择偏转单色器； (2) 调出偏转束； (3) 飞行时间装置对中； (4) 测量飞行时间谱； (5) 计算透过率； (6) 计算偏转单色器的反射率； (7) 计算品质因子。5. 如权利要求4所述的中子单色器高次谐波的测量方法，其特征在于： 所述步骤（1)具体过程如下：偏转单色器的材质与中子单色器相同，厚度大于或 等于中子单色器；偏转单色器的偏转晶面与待测中子单色器的反射晶面的米勒指数 (hkl)相同；偏转单色器的嵌镶分布半高宽为β'，待测单色器的嵌镶分布半高宽为β， 多3β;使用X射线衍射仪测量偏转单色器的摇动曲线，获得所述嵌镶分布半高宽β '〇6. 如权利要求5所述的中子单色器高次谐波的测量方法，其特征在于： 所述步骤（2)和步骤（3)的具体过程如下： 转动旋转台将偏转单色器平板平面调至与待测中子单色器平板平面平行；将一维中子 线探测器置于正对偏转束位置，打开位于待测中子束过滤器前中子飞行路径上的屏蔽门放 出中子束，转动旋转台在初始位置附近步进扫描，微调线探测器位置，确保偏转束照射到线 探测器中心区，记录每个角度下线探测器积分计数率；将旋转台旋转至线探测器积分计数 率最大的角度；关闭屏蔽门，移走线探测器，将飞行时间装置置于正对偏转束位置；打开屏 蔽门放出中子束，微调飞行时间装置位置，使用手持式中子示踪仪监测偏转束，确保镉缝位 于偏转束束斑区，透过镉缝的中子束照射到飞行时间装置散烁体探测器的中心区。7. 如权利要求6所述的中子单色器高次谐波的测量方法，其特征在于： 所述步骤（4)、（5)的具体过程如下： 启动飞行时间装置测量加过滤器前后中子飞行时间谱，获得飞行时间谱后进行后续数 据处理，先是起始时间偏移修正，继而将飞行时间谱转换为波长分布谱，最后根据散烁体探 测器的探测效率随波长变化曲线修正探测效率，获得测量结果；加过滤器前，初级中子λ 及高次谐波中子λ/2、λ/3……λ/η的积分强度分别为Ip12、I3···. . .Ιη;加过滤器后，变 为1'i、I' 2、Ι' 3···...Ι' η;则初级中子λ及高次谐波中子λ/2、λ/3……λ/η的透 过率分别为 1'ι/%、1' 2/Ι2、Ι' 3/Ι3······Ι'η/Ιη。8. 如权利要求7所述的中子单色器高次谐波的测量方法，其特征在于：所述步骤（6)、（7)的具体过程如下： 使用ΝΟΡ等开放软件，输入偏转单色器的偏转晶面米勒指数 德拜温度、中子波 \ 长λ/n、嵌镶分布半高宽β'及晶体厚度等参数，计算出初级中子及高次谐波中子衍射峰 积分强度m··. . .kn，用kn表征晶面反射波长λ/η中子的反射率，贝lj品质因子9. 一种使用权利要求1-3中任意一项装置的中子束过滤器过滤性能测量方法，其特征 在于： 所述方法包括以下步骤： (1) 飞行时间装置对中：将飞行时间装置放置于正对出射束位置，打开位于待测中子 束过滤器前中子飞行路径上的屏蔽门放出中子束，微调飞行时间装置位置，使用手持式中 子示踪仪监测出射束，确保镉缝位于出射束束斑区，透过镉缝的中子束照射到飞行时间装 置散烁体探测器的中心区； (2) 飞行时间谱测量及数据处理，计算初级中子及高次谐波中子的透过率及品质因 子：启动飞行时间装置测量加过滤器前后中子飞行时间谱，获得飞行时间谱后进行后续数 据处理，先是起始时间偏移修正，继而将飞行时间谱转换为波长分布谱，最后根据散烁体探 测器的探测效率随波长变化曲线修正探测效率，获得测量结果；加过滤器前，初级中子λ 及高次谐波中子λ/2、λ/3……λ/η的积分强度分别为Ip12、I3···. . .Ιη;加过滤器后，变 为"：、"2、" 3···..."η;则初级中子λ及高次谐波中子λ/2、λ/3……λ/n的透过 率分别为 1' /11' 2/Ι2、Ι' 3/Ι3······Ι'η/Ιη;质因子
【专利摘要】本发明涉及中子束过滤器过滤性能测量装置及方法。本发明的一种方案中，所述测量装置包括反应堆，中子传输孔道，中子单色器，飞行时间装置，中子束过滤器。另一种方案中，进一步包括偏转单色器，旋转台。飞行时间方法非常适用于中子能量/波长分布的测量与分析，通过飞行时间谱测量可同时获得并区分初级中子λ及高次谐波中子λ/2、λ/3……λ/n的积分强度，非常快速和直观，并极大地减小了测量误差，尤其是出射束方向飞行时间法测量误差可以忽略。
【IPC分类】G01N23/02
【公开号】CN105388169
【申请号】CN201510760920
【发明人】陈东风, 刘蕴韬, 余周香, 李天富, 刘荣灯, 王子军, 梁峰, 肖红文, 李眉娟
【申请人】中国原子能科学研究院
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年11月10日