同位素中子源装置的制作方法

本发明涉及核技术领域，具体而言，涉及一种同位素中子源装置。

背景技术：

中子源是能够产生中子的装置，进行中子核反应、中子衍射等中子物理实验的必要设备。要用中子研究物质的结构，必须有一个适当的中子源。最早使用的是放射性同位素中子源，现有的中子源发生装置的制造采用将放射a射线的²³⁸pu、²²⁶ra或²⁴¹am同金属铍粉末按一定比例均匀混合压制成小圆柱体密封在金属壳中。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种可以调节中子源强度的同位素中子源装置。

为了达到上述的目的，本发明实施例采用的技术方案如下所述：

一种同位素中子源装置，所述装置包括控制器、电机、转轴、壳体和多个中子源发生片，所述控制器与所述电机电连接，所述多个中子源发生片内置于所述壳体，每个中子源发生片的表面均包括be区和241am区，所述转轴的一端伸入所述壳体并依次穿过所述多个中子源发生片，所述转轴的另一端与所述电机连接，所述电机被配置为响应所述控制器的控制带动所述转轴转动，所述转轴被配置为在转动时带动所述多个中子源发生片中的部分中子源发生片转动。

进一步地，所述多个中子源发生片包括转动片和固定片，所述转动片和所述固定片均设置有通孔，所述转轴穿过每一个中子源发生片的通孔，所述转轴与每个转动片连接。

进一步地，所述转动片的通孔的边缘沿与所述转动片平行的方向突出形成有凸部，所述转轴的侧壁与所述凸部对应的位置内凹形成有凹部，所述转动片的凸部与所述转轴的凹部配合，所述凸部容置于所述凹部中。

进一步地，所述转动片的通孔的边缘沿与所述转动片平行的方向内凹形成有凹部，所述转轴的侧壁与所述凹部对应的位置外突形成有凸部，所述转动片的凹部与所述转轴的凸部配合，所述凸部容置于所述凹部中。

进一步地，所述壳体的内侧壁内凹形成有凹陷部，所述固定片的外边缘突出形成有凸出部，所述凸出部与所述凹陷部配合，所述凸出部容置于所述凹陷部中。

进一步地，所述壳体的内侧壁突出形成有凸出部，所述固定片的外边缘内凹形成有凹陷部，所述凸出部与所述凹陷部配合，所述凸出部容置于所述凹陷部中。

进一步地，每个中子源发生片的表面向外凸起形成有安装部，所述多个中子源发生片依次堆叠在一起，相邻的两个所述中子源发生片之间通过所述安装部隔开。

进一步地，所述中子源发生片的表面沿所述安装部的外围设置所述be区和241am区，所述be区和241am区相对于所述安装部对称设置，依次堆叠的中子源发生片中，位于两端的中子源发生片的安装部通过销钉与所述转轴固定。

进一步地，每个中子源发生片均大致呈圆形，所述安装部包围所述通孔，所述安装部围成中空的圆柱状。

进一步地，所述be区和241am区均呈扇形分布，所述be区和241am区互不接触，所述中子源发生片为不锈钢片。

本发明实施例的有益效果：

本发明实施例提供的同位素中子源装置通过控制器控制电机转动带动转轴转动，通过转轴带动中子源发生片转动，从而改变各个中子源发生片之间be区和²⁴¹am区的重叠区域的面积，达到改变同位素中子源强度的目的，操作方便，结构简单，成本低，实用性高。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是现有技术提供的同位素中子源发生装置的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的同位素中子源装置的结构示意图。

图3是本发明实施例提供的同位素中子源装置的转动片的一种实施方式的结构示意图。

图4是本发明实施例提供的同位素中子源装置的转轴的一种实施方式的结构示意图。

图5是本发明实施例提供的同位素中子源装置的固定片的一种实施方式的结构示意图。

图6是本发明实施例提供的同位素中子源装置的壳体的一种实施方式结构示意图。

图7是本发明实施例提供的同位素中子源装置的固定片的另一种实施方式的结构示意图。

图8是本发明实施例提供的同位素中子源装置的壳体的另一种实施方式的结构示意图。

图9是本发明实施例提供的同位素中子源装置的转动片的另一种实施方式的结构示意图。

图10是本发明实施例提供的同位素中子源装置的转轴的另一种实施方式的结构示意图。

图11是本发明实施例提供的同位素中子源装置的多个中子源发生片的结构示意图。

图12是本发明实施例提供的同位素中子源装置的中子源发生片的另一视角的结构示意图。

图标：100-同位素中子源装置；10-控制器；20-电机；30-转轴；31-凹部；31'-凹部；40-壳体；41-凹陷部；41'-凹陷部；50-中子源发生片；51-固定片；52-转动片；53-通孔；54-凸出部；54'-凸出部；55-凸部；56-安装部；61-be区；62-²⁴¹am区；70-销钉。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

现有的同位素中子源发生装置采用铍粉和²⁴¹am按照一定比例均匀压缩混合压制成圆柱体密封在金属壳中，如图1所示，是现有技术中同位素中子源发生装置的结构示意图，现有的同位素中子源发生装置不能自由调节中子源的强度，即在被制造完成的一刻即决定了中子源的强度值。此外，现有的同位素中子源发生装置由于经压制制成，质量较大，需要的防护屏蔽材料一般重量达到几百至一千千克，机动性较差。

针对上述问题，本发明实施例提供了一种同位素中子源装置，请参照图2，是本发明实施例提供的同位素中子源装置100的结构示意图，该同位素中子源装置100包括控制器10、电机20、转轴30、壳体40和多个中子源发生片50。其中，控制器10与电机20电连接，多个中子源发生片50内置于壳体40，每个中子源发生片50的表面均包括be区61和²⁴¹am区62。转轴30的一端伸入壳体40并依次穿过多个中子源发生片50，转轴30的另一端与电机20连接，电机20被配置为响应控制器10的控制带动转轴30转动，转轴30被配置为在转动时带动多个中子源发生片50中的部分中子源发生片50转动。

因²⁴¹am衰变产生的α粒子在介质中的移动距离有限(一张a4纸也很难穿过)，当两个中子源发生片的²⁴¹am区和be区错位放置时，²⁴¹am区衰变产生的α粒子难以接触到be原子，故不能发生核反应而产生中子。当转动转轴30，使得不同的两个中子源发生片50的²⁴¹am区62和be区61的重合区域增加时，越来越多的²⁴¹am衰变产生的α粒子接触到be原子而发生核反应产生更多的中子。容易理解的，当转动转轴30，使得²⁴¹am区62和be区61的重合区域减少时，越来越少的²⁴¹am衰变产生的α粒子接触到be原子而发生核反应产生更少的中子。通过转动转轴30改变²⁴¹am区62和be区61的重合区域的面积，从而改变同位素中子源的强度值，操作方便，通过控制器10控制电机20进行精准地操作，得到的中子源强度值准确可靠。

多个中子源发生片50包括转动片52和固定片51。作为一种实施方式，请参照图3，是转动片52的结构示意图，转动片52包括通孔53，该通孔53用于通过转轴30，转动片52的表面设置be区61和²⁴¹am区62。转动片52的通孔53的边缘沿与转动片52平行的方向突出形成有凸部55。请参照图4，是转轴30的结构示意图，转轴30的侧壁与凸部55对应的位置内凹形成有凹部31，转动片52的凸部55与转轴30的凹部31配合，凸部55容置于凹部31中。请参照图5，是固定片51的结构示意图，固定片51包括通孔53，该通孔53用于通过转轴30，固定片51的表面设置be区61和²⁴¹am区62，固定片51的通孔53不设置凸部55。

该实施方式中，调节be区和²⁴¹am区的重合区域的面积的原理为：转轴30在转动时，转轴30的凹部31与转动片52的凸部55配合，带动转动片52转动，而转轴30与固定片51无接触或连接关系，固定片51不转动，转动片52转动的过程中，转动片52表面的be区61和²⁴¹am区62与固定片51表面的be区61和²⁴¹am区62重合区域的面积发生变化，重合区域面积不同，产生的中子源强度值不同。

进一步地，为了保证控制的准确性，本实施方式中，对固定片51的稳定性进行强化，固定片51的外边缘还包括凸出部54，请参照图6，同位素中子源装置100的壳体40的内侧壁内凹形成有凹陷部41，凸出部54与凹陷部41配合，凸出部54容置于凹陷部41中，当转轴30转动时，即使给了固定片51力，固定片51的凸出部54卡合在壳体40的凹陷部41中，固定片51亦不会发生转动。

作为另一种实施方式，请参照图7，固定片51的外边缘内凹形成有凹陷部41'，请参照图8，壳体40的内侧壁突出形成有凸出部54'，凸出部54'与凹陷部41'配合，凸出部54'容置于凹陷部41'中。当转轴30转动时，即使给了固定片51力，固定片51的凹陷部41'与壳体40的凸出部54'卡合，固定片51亦不会发生转动。需要说明的是，在其他实施例中，固定片51还可以采用其他固定方式，例如采用固定装置如销钉将固定片51固定在壳体40的内壁，本实施例对此不做限定。

请参照图9，作为另一种实施方式，转动片52还可以有另外的设置方式，在该实施方式中，转动片52的通孔53的边缘沿与转动片52平行的方向内凹形成有凹部31'，请参照图10，转轴30的侧壁与凹部31'对应的位置外突形成有凸部55'，转动片52的凹部31'与转轴30的凸部55'配合，凸部55'容置于凹部31'中。需要说明的是，在该实施方式中，固定片51的设置方式与前述的设置方式相同，不随转轴30的转动而转动。

该实施方式中，调节be区61和²⁴¹am区62的重合区域的面积的原理为：转轴30在转动时，转轴30的凸部55'与转动片52的凹部31'配合，带动转动片52转动，而转轴30与固定片51无接触或连接关系，固定片51不转动，转动片52转动的过程中，转动片52表面的be区61和²⁴¹am区62与固定片51表面的be区61和²⁴¹am区62重合区域的面积发生变化，重合区域面积不同，产生的中子源强度值不同。

另外，需要说明的是，转动片52与转轴30的连接或者传动关系还可以通过其他方式实现，例如，转轴30可以与转动片52粘接，与固定片51不粘接，在转轴30转动时，转动片52受转轴30带动而转动，固定片51不随之转动，从而可以改变be区61和²⁴¹am区62重合区域的面积。

请参照图11，每个中子源发生片50的表面向外凸起形成有安装部56，多个中子源发生片50依次堆叠在一起，相邻的两个中子源发生片50之间通过安装部56隔开。

请参照图12，中子源发生片50的表面沿安装部56的外围设置be区61和²⁴¹am区62。be区61和²⁴¹am区62相对于安装部56对称设置。依次堆叠的中子源发生片50中，位于两端的中子源发生片50的安装部56通过销钉70与转轴30固定。销钉70的设置，可以防止堆叠在一起的中子源发生片50脱离转轴30，增加稳定性。

本实施例提供的每个中子源发生片50均大致呈圆形，可以节约壳体40空间，在其他实施例中，中子源发生片50还可以为其他形状，例如长方形、六边形等，本实施例对此不做限定。安装部56包围通孔53，安装部56围成中空的圆柱状。

be区61和²⁴¹am区62均呈扇形分布，be区61和²⁴¹am区62互不接触，中子源发生片50为不锈钢片，当然，在其他实施例中，中子源发生片50还可以为其他材料，例如铁片，本实施例对此不做限定。be区61和²⁴¹am区62可以是通过电镀技术，镀在中子源发生片50的表面，或者采用其他工艺设置在中子源发生片50上，例如粘涂在中子源发生片50的表面。

综上所述，本发明实施例提供了一种同位素中子源装置，包括控制器、电机、转轴、壳体和多个中子源发生片。控制器与电机电连接，多个中子源发生片内置于壳体。每个中子源发生片的表面均包括be区和²⁴¹am区。转轴的一端伸入壳体并依次穿过多个中子源发生片，转轴的另一端与电机连接。电机被配置为响应控制器的控制带动转轴转动，转轴被配置为在转动时带动多个中子源发生片中的部分中子源发生片转动。本发明实施例提供的同位素中子源装置通过控制器控制电机转动带动转轴转动，通过转轴带动中子源发生片转动，从而改变各个中子源发生片之间be区和²⁴¹am区的重叠区域的面积，达到改变同位素中子源强度的目的，操作方便，结构简单，成本低，实用性高。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。