專利名稱：：改進(jìn)型a-b中子“雷姆”計(jì)數(shù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型屬于核安全監(jiān)測
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及到一種改進(jìn)型A-B中子"雷姆"計(jì)數(shù)器。
背景技術(shù)：
：隨著國內(nèi)外核科學(xué)與技術(shù)發(fā)展，大型粒子加速器、散裂中子源、核潔凈能源等新型核設(shè)施的建造及運(yùn)行。在其周圍環(huán)境產(chǎn)生中子、Y輻射，其中中子輻射能量大于20MeV的占有相當(dāng)高的比例。當(dāng)前測量中子劑量當(dāng)量國內(nèi)外通用的是Andersson-Braun中子"雷姆"計(jì)數(shù)器(簡稱通用A-B中子"雷姆"計(jì)數(shù)器)，其基本結(jié)構(gòu)包括依次從內(nèi)到外的中子計(jì)數(shù)管，內(nèi)慢化體、吸收體、外慢化體(參考圖1)，這種計(jì)數(shù)器測量中子能量范圍是從熱中子0.025eV到20MeV，存在的主要問題是對(duì)于新型核設(shè)施測量中子能量范圍不夠，對(duì)于大于20MeV的中子，該計(jì)數(shù)器靈敏度急劇下降，即不靈敏。為解決這一問題，有人提出一種設(shè)想的改進(jìn)型A-B中子"雷姆"計(jì)數(shù)器，即在通用的A-B中子"雷姆"計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)內(nèi)加入高能中子慢化體(鉛層)能使20MeV以上中子慢化，提高探測高能中子靈敏度。但從未在理論和實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證過。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種改進(jìn)型A-B中子"雷姆"計(jì)數(shù)器，其從理論和實(shí)驗(yàn)方法對(duì)上述設(shè)想結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)證，並證明在通用A-B中子"雷姆"計(jì)數(shù)器中間加IO皿鉛層才能達(dá)到最佳能量響應(yīng)范圍，是國內(nèi)外首次通過實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證。針對(duì)現(xiàn)有中子劑量當(dāng)量儀存在問題，具體分析了其靈敏度低的原因，當(dāng)中子能量大于20MeV時(shí)，通用A-B中子"雷姆"計(jì)數(shù)器的慢化體(聚乙烯)慢化作用不夠，所以不被計(jì)數(shù)器中心的熱中子計(jì)數(shù)管探測。因此靈敏度下降。為此需要尋找能使20MeV以上中子慢化材料，發(fā)現(xiàn)重金屬材料(如鉛、鎢等)均能使20MeV以上中子通過非彈性散射慢化，稱為高能中子(20MeV以上)慢化體。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供一種改進(jìn)型A-B中子"雷姆"計(jì)數(shù)器，其包括中子計(jì)數(shù)管、包圍中子計(jì)數(shù)管的內(nèi)慢化體、包圍內(nèi)慢化體的吸收體以及包圍吸收體的外慢化體，其特征在于，在吸收體和外慢化體之間，設(shè)置有高能中子慢化體。進(jìn)一步，所述的高能中子慢化體是由含鉛或鎢元素的物質(zhì)制成，其厚度為10mm。當(dāng)中子能量低于20MeV以下時(shí)，入射中子與鉛核發(fā)生彈性散射，不損失能量，也就是說這層鉛對(duì)20MeV以下中子是"透明"的，因此它的存在不會(huì)影響原A-B中子"雷姆"計(jì)數(shù)器對(duì)低能中子原有的響應(yīng)。當(dāng)高能中子入射通過鉛層時(shí)，與鉛核發(fā)生非彈性散射，將一部份能量傳遞給鉛核，而使高能中子被慢化，易被中子計(jì)數(shù)管探測到，所以，這一層鉛的加入，改善了它對(duì)高能中子的能量響應(yīng)。上述結(jié)構(gòu)參數(shù)(技術(shù)方案)需從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面驗(yàn)證。本實(shí)用新型首先計(jì)算了改進(jìn)型結(jié)構(gòu)參數(shù)的能量響應(yīng)范圍，計(jì)算結(jié)果表明改進(jìn)型A-B中子"雷姆"計(jì)數(shù)器能響范圍可從0.025eV到1GeV，並且與ICRP推薦的響應(yīng)曲線符合。對(duì)該實(shí)用新型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證存在相當(dāng)大難度(1)國內(nèi)尚未建立準(zhǔn)單色中子能量大于20MeV標(biāo)準(zhǔn)中子源，提供驗(yàn)證；(2)所產(chǎn)生20MeV以上的準(zhǔn)單色中子源，束流截面足夠大，能將標(biāo)定探觀!j器覆蓋o在日本原子力研究所東海實(shí)驗(yàn)室和日本東北大學(xué)加速器上完成了高能中子能量為22.0MeV，32.5MeV，40.2MeV，45.4MeV，64.7MeV，五個(gè)能量點(diǎn)的驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該實(shí)用新型結(jié)構(gòu)參數(shù)，改進(jìn)了能量響應(yīng)范圍，符合ICRP標(biāo)準(zhǔn)曲線(說明書附圖2)。這是國內(nèi)外首次完成的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，也是該實(shí)用新型制造的依據(jù)。圖1為改進(jìn)型A-B中子"雷姆"計(jì)數(shù)器的剖面示意圖；圖2為改進(jìn)型A-B中子"雷姆"計(jì)數(shù)器(M95-2)能響曲線。其中，中子注量率靈敏度隨(eV)能量變化曲線，並與通用A-B中子"雷姆"計(jì)數(shù)器作了比較，M95-2為改進(jìn)型A-B中子"雷姆"計(jì)數(shù)器的注量率靈敏度隨能量的變化，表明它的變化符合ICRP(國際放射防護(hù)委員會(huì))標(biāo)準(zhǔn)曲線。具體實(shí)施方式實(shí)施例圖1所示為改進(jìn)型A-B中子"雷姆"計(jì)數(shù)器，它包括O25X100mm柱形BF3中子正比計(jì)數(shù)管3,外面包有18mm厚的內(nèi)層聚乙烯慢化體2和79mm厚的外層聚乙烯慢化體1，在內(nèi)慢化體2和外慢化體1之間有5mm厚含硼塑料吸收體4，在吸收體4和外慢化體1之間，設(shè)置10mm厚的鉛層5作為高能中子慢化體，這是該實(shí)用新型的最佳構(gòu)造。該"雷姆"計(jì)數(shù)器與普通的通用探測器進(jìn)行比較的結(jié)構(gòu)參數(shù)如表1所示。表1具體實(shí)施結(jié)構(gòu)參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>用該實(shí)施例的"雷姆"計(jì)數(shù)器在日本完成高能中子五個(gè)能量點(diǎn)的能響實(shí)驗(yàn)(說明書附圖2)。具體實(shí)驗(yàn)裝置以及測試結(jié)果如表2所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)型A-B中子"雷姆"計(jì)數(shù)器，對(duì)于高能中子(22.OMeV，32.5MeV，40.2MeV，45.4MeV，64.7MeV)能量響應(yīng)良好，提高了注量率靈敏度。表2完成能量響應(yīng)實(shí)驗(yàn)的裝置<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求1.一種改進(jìn)型A-B中子“雷姆”計(jì)數(shù)器，包括中子計(jì)數(shù)管(3)、包圍中子計(jì)數(shù)管的內(nèi)慢化體(2)、包圍內(nèi)慢化體的吸收體(4)以及包圍吸收體的外慢化體(1)，其特征在于，在吸收體(4)和外慢化體(1)之間，設(shè)置有高能中子慢化體(5)。2.如權(quán)利要求1所述的改進(jìn)型A-B中子"雷姆"計(jì)數(shù)器，其特征在于，所述高能中子慢化體(5)是由含鉛或鎢元素的物質(zhì)制成，其厚度為10mm。專利摘要本實(shí)用新型公開了一種改進(jìn)型A-B中子“雷姆”計(jì)數(shù)器，其包括中子計(jì)數(shù)管(3)、包圍中子計(jì)數(shù)管的內(nèi)慢化體(2)、包圍內(nèi)慢化體的吸收體(4)以及包圍吸收體的外慢化體(1)，其特征在于，在吸收體(4)和外慢化體(1)之間，設(shè)置有高能中子慢化體(5)。該實(shí)用新型將測量中子能量響應(yīng)范圍從0.025eV-20MeV，擴(kuò)大到20MeV-1GeV，提高了儀器的靈敏度。並從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面進(jìn)行驗(yàn)證該實(shí)用新型的能量響應(yīng)特性，解決了高能中子(20MeV以上)的安全監(jiān)測問題。文檔編號(hào)G01T3/00GK201047875SQ200620118398公開日2008年4月16日申請(qǐng)日期2006年6月12日優(yōu)先權(quán)日2006年6月12日發(fā)明者李建平申請(qǐng)人:李建平