專利名稱：一種用于密封中子發(fā)生器的伴隨α粒子探測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及核探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于密封中子發(fā)生器的伴隨α 粒子探測(cè)器。
背景技術(shù)：
帶有伴隨α粒子探測(cè)器的小型中子發(fā)生器可以應(yīng)用于核材料核查，爆炸物、化學(xué)武器和毒品等違禁品的探測(cè)。利用T(d，η)4He反應(yīng)可以產(chǎn)生14MeV的高能中子。在反應(yīng)中產(chǎn)生的α粒子和中子在時(shí)間上是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，在幾何位置上α粒子幾乎與中子幾乎是背對(duì)背飛出的。利用伴隨α粒子標(biāo)記中子，定向符合，可以降低本底、提高效率。產(chǎn)生T(d，η)4He反應(yīng)的裝置有高壓倍加器和小型中子發(fā)生器，工作原理是通過(guò)數(shù)百千伏的高壓加速氘束轟擊氚靶產(chǎn)生快中子。加速器的優(yōu)點(diǎn)是使用壽命長(zhǎng)，加裝伴隨α粒子探測(cè)器相對(duì)容易，缺點(diǎn)是體積大，無(wú)法移動(dòng)。小型中子發(fā)生器的優(yōu)點(diǎn)是體積小，適于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，缺點(diǎn)是壽命有限，加裝伴隨α粒子探測(cè)器難度大。小型中子發(fā)生器是一種特殊的加速器，制成后無(wú)附加真空系統(tǒng)，是一個(gè)真空器件。 用在中子發(fā)生器中的α粒子探測(cè)器要適合中子的制作工藝，要耐高溫，以滿足中子管制作過(guò)程中高溫烘烤排氣的要求，能在氫氣環(huán)境中工作，探測(cè)器的時(shí)間性能和能量分辨性能好。目前，國(guó)際上有相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)中子發(fā)生器的伴隨α粒子探測(cè)器進(jìn)行過(guò)簡(jiǎn)單報(bào)道，但文章中僅僅記載了發(fā)光晶體和光學(xué)密封法蘭的材料特征，而未對(duì)探測(cè)器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行記載， 結(jié)構(gòu)尚屬于空白。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種耐高溫、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封性好的用于密封中子發(fā)生器的伴隨α粒子探測(cè)器。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種用于密封中子發(fā)生器的伴隨α粒子探測(cè)器，包括光電倍增管、發(fā)光晶體、光學(xué)密封法蘭、外殼；發(fā)光晶體為摻鈰鋁酸釔(YAP:Ce)，光學(xué)密封法蘭為藍(lán)寶石玻璃法蘭，關(guān)鍵在于，藍(lán)寶石玻璃法蘭將摻鈰鋁酸釔(YAP:Ce)密封于上外殼的真空中，使其與中子發(fā)生器成為一體，即密封于中子發(fā)生器內(nèi)，保持靜態(tài)高真空；光電倍增管位于藍(lán)寶石玻璃法蘭的下部，且通過(guò)彈性方式將摻鈰鋁酸釔(YAP:Ce)、藍(lán)寶石玻璃法蘭、光電倍增管固定在一起。所述的通過(guò)彈性方式將摻鈰鋁酸釔(YAP:Ce)、藍(lán)寶石玻璃法蘭、光電倍增管固定在一起是指在摻鈰鋁酸釔(YAP:Ce)晶體上端設(shè)置有光欄，光欄分為上下兩部分，兩部分之間通過(guò)彈簧連接。所述的摻鈰鋁酸釔(YAP:Ce)晶體厚度為0.5mm，直徑為30mm。所述的摻鈰鋁酸釔(YAP:Ce)晶體上面對(duì)入射α粒子方向蒸鍍了 1 μ m厚的Ag膜。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是該裝置通過(guò)在摻鈰鋁酸釔(YAP:Ce)晶體和光電倍增管二者之間設(shè)置耐高溫的藍(lán)寶石玻璃法蘭，而且采用彈性方式使摻鈰鋁酸釔(YAP:Ce)晶體、藍(lán)寶石玻璃法蘭和光電倍增管三者固定在一起，未采用任何光學(xué)耦合劑，很好的實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫連接，避免了三者之間壓力過(guò)大造成損壞，保證了在高溫條件下?lián)解嬩X酸釔(YAP:Ce)晶體、藍(lán)寶石玻璃法蘭的安全可靠性；在摻鈰鋁酸釔(YAP:Ce)晶體上面對(duì)入射α粒子方向蒸鍍了 1 μ m厚的Ag膜，更好的有效屏蔽散射氘粒子和防止電荷積累等影響。

圖1探測(cè)器的原理示意圖圖2探測(cè)器的結(jié)構(gòu)示意圖1上外殼、2上光欄、3金屬密封墊、4光學(xué)密封法蘭、5下光欄、6發(fā)光晶體、7橡膠密封墊、8下外殼、9光電倍增管
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述如圖1、圖2所示，一種用于密封中子發(fā)生器的伴隨α粒子探測(cè)器，主要由光電倍增管9、發(fā)光晶體6、光學(xué)密封法蘭4、外殼等四部分組成，外殼由上外殼1、下外殼8螺栓固定連接組成，光學(xué)密封法蘭4將發(fā)光晶體6密封在探測(cè)器上部的上外殼1內(nèi)，保持靜態(tài)高真空。其中本實(shí)施例中發(fā)光晶體6采用摻鈰鋁酸釔(YAP: Ce)，光學(xué)密封法蘭4為藍(lán)寶石玻璃法蘭，藍(lán)寶石玻璃法蘭的作用是將摻鈰鋁酸釔(YAP:Ce)晶體密封于中子發(fā)生器，保持靜態(tài)高真空，摻鈰鋁酸釔(YAP:Ce)晶體和藍(lán)寶石玻璃法蘭位于外殼上部的真空部分。光電倍增管9位于下外殼8內(nèi)，摻鈰鋁酸釔(YAP:Ce)晶體和光電倍增管9之間由藍(lán)寶石玻璃法蘭連接。在上外殼1內(nèi)設(shè)置光欄，光欄分為上光欄2和下光欄5兩部分，上光欄2和下光欄5通過(guò)彈簧壓緊方式連接，利用彈簧壓緊光欄2、5將摻鈰鋁酸釔(YAP:Ce)晶體固定在藍(lán)寶石玻璃法蘭上端，利用彈簧壓緊光欄2、5方式將藍(lán)寶石玻璃法蘭下端與光電倍增管9固定連接， 實(shí)現(xiàn)了彈性的連接，使三者之間的連接更加緊密，這樣不僅減少了光傳輸過(guò)程中的損失，也避免了在高溫條件下?lián)解嬩X酸釔(YAP:Ce)晶體和藍(lán)寶石玻璃法蘭因高溫膨脹系數(shù)不同造成損壞的現(xiàn)象。藍(lán)寶石玻璃法蘭與上外殼1之間的縫接處采用金屬密封墊3密封，藍(lán)寶石玻璃法蘭與下外殼8之間的縫接處采用橡膠密封墊7密封。本實(shí)施例中摻鈰鋁酸釔(YAP:Ce)晶體選用的YAP:Ce晶體厚度0. 5mm，直徑30mm， YAP:Ce發(fā)光中心波長(zhǎng)360 370nm，易與現(xiàn)有的光電倍增管9匹配。為了有效降低散射氘束影響和電荷積累，通常在閃爍體面對(duì)入射粒子方向加一層Iym厚的Ag膜。藍(lán)寶石玻璃法蘭采用厚度為1. 5mm、直徑40mm的藍(lán)寶石玻璃。為了減少地磁對(duì)光電倍增管9的影響，在光電倍增管9外面加了一圈坡莫合金。裝置的工作原理α粒子打在摻鈰鋁酸釔(YAP:Ce)晶體上后產(chǎn)生特定波長(zhǎng)的光，經(jīng)過(guò)藍(lán)寶石玻璃法蘭傳導(dǎo)到中子發(fā)生器外，由光電倍增管9的光陰極接收，經(jīng)過(guò)多次倍增后，在光電倍增管 9陽(yáng)極輸出電信號(hào)。藍(lán)寶石玻璃法蘭的另一個(gè)作用是將摻鈰鋁酸釔(YAP:Ce)晶體密封在中子發(fā)生器中，保持靜態(tài)高真空。
權(quán)利要求1.一種用于密封中子發(fā)生器的伴隨α粒子探測(cè)器，包括光電倍增管、發(fā)光晶體、光學(xué)密封法蘭、外殼；發(fā)光晶體為摻鈰鋁酸釔(YAP:Ce)，光學(xué)密封法蘭為藍(lán)寶石玻璃法蘭，其特征在于，藍(lán)寶石玻璃法蘭將摻鈰鋁酸釔(YAP:Ce)密封于中子發(fā)生器內(nèi)，保持靜態(tài)高真空； 光電倍增管位于藍(lán)寶石玻璃法蘭的下部，且通過(guò)彈性方式將摻鈰鋁酸釔(YAP:Ce)、藍(lán)寶石玻璃法蘭、光電倍增管固定在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于密封中子發(fā)生器的伴隨α粒子探測(cè)器，其特征在于，所述的通過(guò)彈性方式將摻鈰鋁酸釔(YAP:Ce)、藍(lán)寶石玻璃法蘭、光電倍增管固定在一起是指在摻鈰鋁酸釔(YAP:Ce)晶體上端設(shè)置有光欄，光欄分為上下兩部分，兩部分之間通過(guò)彈簧連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于密封中子發(fā)生器的伴隨α粒子探測(cè)器，其特征在于，所述的摻鈰鋁酸釔(YAP:Ce)晶體厚度為0.5mm，直徑為30mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于密封中子發(fā)生器的伴隨α粒子探測(cè)器，其特征在于，所述的摻鈰鋁酸釔(YAP:Ce)晶體上面對(duì)入射α粒子方向蒸鍍了 Iym厚的Ag膜。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于密封中子發(fā)生器的伴隨α粒子探測(cè)器，包括光電倍增管、發(fā)光晶體、光學(xué)密封法蘭、外殼；發(fā)光晶體為摻鈰鋁酸釔(YAP:Ce)，光學(xué)密封法蘭為藍(lán)寶石玻璃法蘭，藍(lán)寶石玻璃法蘭將摻鈰鋁酸釔(YAP:Ce)密封于中子發(fā)生器內(nèi)，保持靜態(tài)高真空；光電倍增管位于藍(lán)寶石玻璃法蘭的下部，且通過(guò)彈性方式將摻鈰鋁酸釔(YAP:Ce)、藍(lán)寶石玻璃法蘭、光電倍增管固定在一起。該實(shí)用新型提供了一種耐高溫、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封性好的用于密封中子發(fā)生器的伴隨α粒子探測(cè)器。
文檔編號(hào)G01T1/20GK201974530SQ201020696228
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者劉國(guó)榮, 吳隨軍, 李井懷, 李安利, 梁慶雷, 趙永剛 申請(qǐng)人:中國(guó)原子能科學(xué)研究院, 西京學(xué)院