專利名稱：涂硼中子探測器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及中子探測器領(lǐng)域，更具體地涉及涂硼中子探測器及其制造方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，中子探測器就是能探測中子的探測器。因為中子本身不帶電，不能產(chǎn)生電離或激發(fā)，所以不能用普通探測器直接探測。它是利用中子與摻入探測器中的某些原子核作用(包括核反應(yīng)、核裂變或核反沖)所產(chǎn)生的次級粒子進行測量。
現(xiàn)有技術(shù)中最常見的中子探測器就是3He中子探測器，例如3He正比計數(shù)管中子探測器。3He中子探測器的探測原理基于核反應(yīng)法，其核反應(yīng)過程如下
3^e + n ^ 1H + 3H +765Ke￥ (I)
反應(yīng)產(chǎn)物為質(zhì)子與氚核的帶電粒子。熱中子引起反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)能在質(zhì)子與氚核之間分配。質(zhì)子與氚核工作于3He氣體為工作氣體的正比計數(shù)管內(nèi)。質(zhì)子與氚核通過氣體時，同3He氣體發(fā)生電離碰撞，使3He氣體分子電離，同時損失部分能量，形成大量的離子對(電子與正離子)。3He中子探測器作為一種氣體探測器，在其中心陽極絲上加正高壓，陽極絲與外殼管壁之間形成電場，在外加電場的作用下，這些電子和正離子分別向正、負(fù)電極漂移，電子漂向陽極絲，正離子漂向陰極壁，而被電極收集。3He中子探測器通常為同軸圓柱形結(jié)構(gòu)，其中陽極絲位于作為陰極的圓筒形管壁的縱向中心軸上。3He中子探測器性能成熟穩(wěn)定、使用廣泛，近年在科研及反恐、安檢領(lǐng)域的大量應(yīng)用，但是，3He氣體的全球年產(chǎn)量卻沒有增加，這使得3He氣供應(yīng)變得極為緊缺，因此，尋找性價比好，能夠替代3He中子探測器的產(chǎn)品成為本領(lǐng)域研發(fā)重點。于是有人希望利用在管內(nèi)壁上涂硼的正比計數(shù)管中子探測器來代替3He中子探測器。這種涂硼中子探測器相比3He中子探測器價格要便宜很多。然而，這種涂硼中子探測器的中子計數(shù)率僅是同尺寸3He中子探測器的十分之一左右，探測效率很低。因此，人們期待這種涂硼中子探測器的進一步改進，以便獲得一種探測效率高、價格又相對便宜的中子探測器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的是提供一種涂硼中子探測器，該涂硼中子探測器包括陰極管，其內(nèi)部沿縱向形成多個通道，每個通道的內(nèi)壁都涂有硼材料；電極絲，充當(dāng)陽極，其被縱向地布置在每個所述通道內(nèi)，該電極絲適于被施加高壓；以及絕緣端板，所述陰極管的每一端都固定有所述絕緣端板，所述電極絲通過所述絕緣端板與所述陰極管固定在一起。該涂硼中子探測器通過陰極管內(nèi)設(shè)置多個內(nèi)壁涂有硼材料的通道，不僅提高了中子探測器的探測效率，使其能夠達到甚至超過相同尺寸的3He中子探測器的探測效率，而且價格要比3He中子探測器便宜得多。作為優(yōu)選實施例，陰極管由多個涂有硼材料的基板拼接形成，從而形成所述多個通道。進一步地，每個所述基板呈L形，由平面狀的基板折疊形成，使得每個通道具有方形截面，或者每個所述基板含有至少一個L形臺階，由平面狀的基板折疊形成，使得每個通道具有方形截面。由涂有硼材料的基板拼接產(chǎn)生陰極管，使得本發(fā)明的中子探測器制造和安裝調(diào)試工藝得以簡化，并且有效減少了硼材料碎屑及其造成的干擾。基板可以在折疊之前被涂上硼材料。或者，基板是在折疊之后被涂上硼材料，這樣能進一步減少硼材料碎屑及其造成的干擾。進一步地，陰極管沿其縱向可以具有圓形、方形等形狀的截面，這根據(jù)實際需要決定。所述多個通道形成陣列，所述陣列可為2X2到MXN，其中，M、N均為大于2的整 數(shù)。作為本發(fā)明涂硼中子探測器的另一優(yōu)選實施例，陰極管的內(nèi)部設(shè)有涂有硼材料的分隔板，從而形成所述多個通道。所述陰極管沿其縱向具有圓形或方形截面。進一步地，所述陰極管和所述分隔板由相同材料制成。所述通道的長度可以從50mm到3000mm，沿所通道長度的截面的長度和寬度可以從 2mm 至Ij 1 5mm。所述硼材料的涂覆方法選自電泳法、物理氣相沉淀法和等離子噴涂法中的一種。所述物理氣相沉淀法包括電子束蒸發(fā)、磁控濺射和脈沖激光沉積等。進一步地，每個所述絕緣端板中設(shè)有獨立的電極絲固定裝置，用于固定所述電極絲。所述電極絲固定裝置為對應(yīng)每個所述通道的夾絲管，其嵌在所述絕緣端板中以允許所述通道中的電極絲從其中穿過并固定該電極絲。優(yōu)選地，所述絕緣端板面向所述通道的一側(cè)上設(shè)有對應(yīng)每個通道的限位孔，例如，漏斗形限位孔，以方便所述電極絲經(jīng)由該孔進入所述夾絲管。中子探測器還包括外殼，所述外殼包括形成密封腔室的管體、底盤和陶瓷密封盤，所述陰極管位于所述密封腔室內(nèi)，所述陶瓷密封盤上設(shè)有中心電極，所述中心電極與每個所述通道內(nèi)的電極絲形成電連接。所述陶瓷密封盤上還設(shè)有充排氣管，用于抽真空和充氣操作。本發(fā)明的第二個目的是提供一種涂硼中子探測器，該涂硼中子探測器包括通道陣列，充當(dāng)陰極，所述通道陣列由多個涂有硼材料的基板拼接形成，使得每個通道的內(nèi)壁都涂有硼材料；電極絲，充當(dāng)陽極，其被縱向地布置在每個所述通道內(nèi)，該電極絲適于被施加高壓；以及絕緣端板，所述通道陣列的每一端都固定有所述絕緣端板，所述電極絲通過所述絕緣端板與所述通道陣列固定在一起。該涂硼中子探測器通過多個涂有硼材料的基板拼成通道陣列，其中每個通道的內(nèi)壁都涂有硼材料，因此該中子探測器不僅制造工藝簡單，而且極大地提高了涂硼中子探測器的探測水平。本發(fā)明的第三個目的是提供一種制造涂硼中子探測器的方法，其包括提供陰極管，所述陰極管的內(nèi)部沿縱向形成多個通道，每個通道的內(nèi)壁都涂有硼材料；提供充當(dāng)陽極的電極絲，其適于被施加高壓；將所述電極絲縱向地布置在每個所述通道內(nèi)；提供絕緣端板；將所述絕緣端板固定在所述陰極管的每一端上；以及將每個所述通道內(nèi)的電極絲的兩端分別固定到所述絕緣端板上。進一步地，該方法還包括提供多個涂有硼材料的基板用于拼接形成所述陰極管。所述提供多個涂有硼材料的基板的步驟包括提供多個長方形的基板；用所述硼材料鍍膜所述基板；沿鍍膜后的所述基板的中線將所述基板折成L形；將所述L形基板進行組合以產(chǎn)生所述陰極管，使得每個所述通道具有方形截面?；蛘?，所述提供多個涂有硼材料的基板的步驟包括提供多個長方形的基板；沿所述基板的中線將所述基板折成 L形；用所述硼材料鍍膜所述L形基板；將鍍膜后的所述L形基板進行組合以產(chǎn)生所述陰極管，使得每個所述通道具有方形截面?；蛘撸鎏峁┒鄠€涂有硼材料的基板的步驟包括提供多個長方形的基板；用所述硼材料鍍膜所述基板；沿鍍膜后的所述基板的中線將所述基板折成含至少一個L形臺階的基板；將所述含至少一個L形臺階的基板進行組合以產(chǎn)生所述陰極管，使得每個所述通道具有方形截面?；蛘撸鎏峁┒鄠€涂有硼材料的基板的步驟包括提供多個長方形的基板；沿所述基板的中線將所述基板折成含至少一個L形臺階的基板；用所述硼材料鍍膜所述含至少一個L形臺階的基板；將鍍膜后的所述含至少一個L形臺階的基板進行組合以產(chǎn)生所述陰極管，使得每個所述通道具有方形截面。進一步地，將每個所述通道內(nèi)的電極絲的兩端分別固定到所述絕緣端板上的步驟包括將所述電極絲的一端固定到所述絕緣端板上；張緊所述電極絲；將張緊后的所述電極絲的另一端固定到另一所述絕緣端板上。進一步地，還提供外殼，所述外殼包括形成密封腔室的管體、底盤和陶瓷密封盤，所述陰極管置于所述密封腔室內(nèi)，所述陶瓷密封盤上設(shè)有中心電極，所述中心電極與每個所述通道內(nèi)的電極絲形成電連接。本發(fā)明的第四個目的是提供一種制造涂硼中子探測器的方法，其包括提供通道陣列，所述通道陣列由多個涂有硼材料的基板拼接形成，使得每個通道的內(nèi)壁都涂有硼材料；提供充當(dāng)陽極的電極絲，其適于被施加高壓；將所述電極絲縱向地布置在每個所述通道內(nèi)；提供絕緣端板；將所述絕緣端板固定在所述通道陣列的每一端上；以及將每個所述通道內(nèi)的電極絲的兩端分別固定到所述絕緣端板上。其中，形所述多個涂有硼材料的基板包括如下步驟提供多個長方形的基板；用所述硼材料鍍膜所述基板；沿鍍膜后的所述基板的中線將所述基板折成L形；將所述L形基板進行組合以產(chǎn)生所述通道陣列，使得每個所述通道具有方形截面?；蛘撸嗡龆鄠€涂有硼材料的基板包括如下步驟提供多個長方形的基板；沿所述基板的中線將所述基板折成L形；用所述硼材料鍍膜所述L形基板；將鍍膜后的所述L形基板進行組合以產(chǎn)生所述通道陣列，使得每個所述通道具有方形截面。或者，形所述多個涂有硼材料的基板包括如下步驟提供多個長方形的基板；用所述硼材料鍍膜所述基板；沿鍍膜后的所述基板的中線將所述基板折成含至少一個L形臺階的基板；將所述含至少一個L形臺階的基板進行組合以產(chǎn)生所述通道陣列，使得每個所述通道具有方形截面?；蛘?，形所述多個涂有硼材料的基板包括如下步驟提供多個長方形的基板；沿所述基板的中線將所述基板折成含至少一個L形臺階的基板；用所述硼材料鍍膜所述含至少一個L形臺階的基板；將鍍膜后的所述含至少一個L形臺階的基板進行組合以產(chǎn)生所述通道陣列，使得每個所述通道具有方形截面。進一步地，將每個所述通道內(nèi)的電極絲的兩端分別固定到所述絕緣端板上的步驟包括將所述電極絲的一端固定到所述絕緣端板上；張緊所述電極絲；將張緊后的所述電極絲的另一端固定到另一所述絕緣端板上。進一步地，還提供外殼，所述外殼包括形成密封腔室的管體、底盤和陶瓷密封盤，所述通道陣列置于所述密封腔室內(nèi)，所述陶瓷密封盤上設(shè)有中心電極，所述中心電極與每個所述通道內(nèi)的電極絲形成電連接。通過閱讀下列的詳細(xì)描述及參考附圖，本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點將變得很明顯。


圖I為根據(jù)本發(fā)明的涂硼中子探測器的一個實施例的軸向截面圖；
圖2為圖I所示實施例的徑向截面 圖3為圖I所示實施例的局部放大示意 圖4為根據(jù)本發(fā)明的制造涂硼中子探測器的方法的第一實施例的示意 圖5為根據(jù)本發(fā)明的制造涂硼中子探測器的方法的第二實施例的示意圖；以及 圖6為根據(jù)本發(fā)明的涂硼中子探測器的另一個實施例的透視圖。
具體實施例方式圖I示出根據(jù)本發(fā)明的涂硼中子探測器的一個實施例。參見圖1，本發(fā)明的涂硼中子探測器的主體包括作為陰極的管I、適于施加高壓的電極絲4和絕緣端板2，其中，管I內(nèi)部沿縱向形成多個通道11，每個通道11的內(nèi)壁上鍍有硼材料形成的膜。每個通道11內(nèi)沿縱向都布置有電極絲4，優(yōu)選地電極絲4與所述通道基本同軸。絕緣端板2分別固定在管I的兩端。絕緣端板2上設(shè)有供每個電極絲4通過的通道21，電極絲4的兩端則分別穿過該通道21并固定在絕緣端板2上。如圖3所示，管I兩端的壁分別嵌入絕緣端板2中。作為一個優(yōu)選實施例，管I及其內(nèi)部的通道11是通過涂有硼材料的基板12拼接形成。如圖2所示，涂有硼材料的基板11拼接成井字形的組合，產(chǎn)生了 4X4的通道11的陣列，所有通道11沿管I的軸向都具有相同的方形截面，整個管I沿其縱向也具有方形截面。然而，通過基板拼接，可以形成的管截面和通道截面并不限于方形，例如為圓形，棱形，矩形，三角形等，這取決于實際需要。如圖4所示，涂有硼材料的基板12為長方形，其被沿中線折成“L”形，將兩個“L”形基板12沿長邊用氬弧焊、錫焊或膠粘的方法聯(lián)接成一個方管，將多個方管依圖4所示排列成通道陣列。當(dāng)然，硼材料也可以基板12被折成L形后再涂覆到基板上。可選地，如圖5所示，涂有硼材料的基板12被折成含至少一個“L”形臺階的形狀，然后將多個該基板組合以形成圖5所示的通道陣列。同樣地，硼材料也可以基板12被折疊后再涂覆硼材料。當(dāng)然，在其它實施例中，基板也可以被折成其它形狀，以便組合產(chǎn)生圓形、棱形、三角形等通道截面形狀。
在該實施例中，通道長度為200mm，而沿通道長度的每個通道截面積為
4.5mmX 4. 5mm。當(dāng)然,在其它實施例中，每個通道截面的長度和寬度優(yōu)選可以在2mm 15mm的范圍內(nèi)選擇,通道長度則可以在50mm 3000mm的范圍內(nèi)選擇。進一步地，為了增強通道壁的強度，在通道的中段可以增加若干段支撐板。在該實施例中，基板采用0. 3_厚鋁板。在其它實施例中，基板也可以由適于充當(dāng)陰極的招、鈹、塑料材料等制成，厚度可以在0. Olmm Imm的范圍內(nèi)選擇?；迳贤扛布sI ii m厚的B4C材料，其中，硼-10約占總硼含量的90%。優(yōu)選，硼材料的涂覆厚度還可以在0. I ii m 4 ii m范圍內(nèi)選擇。在其他實施例中，硼-10占總硼含量可以在的19% 99. 9%范圍內(nèi)選擇。硼材料通過電子束蒸發(fā)法鍍膜到基板上。在其它實施例中，其它涂覆方法也可采用，例如電泳法，磁控濺射、脈沖激光沉積等物理氣相沉淀法(PVD)以及等離子噴涂法等。 優(yōu)選地，如圖3所示，絕緣端板2上嵌有夾絲管3，夾絲管3的數(shù)目與通道11的相一致，并與絕緣端板2上的通道相通。夾絲管3在絕緣端板2背對所述通道11的一側(cè)上突起，這樣通過夾扁該夾絲管的突起部分就能將從其中穿過的電極絲4固定在絕緣端板2上。當(dāng)然，電極絲也可以通過其它方式固定在絕緣端板2上。夾絲管材料是O I. Imm的銅管，其內(nèi)壁厚為0. 15mm。在其它實施例中，夾絲管也可以是夾絲管可以是鎳管等。絕緣端板2面對通道11的一側(cè)上還設(shè)有限位孔，優(yōu)選漏斗形限位孔22，以方便電極絲4穿過所述絕緣端板2中的通道。所述限位孔與絕緣端板上的通道21相通。在本實施例中，絕緣端板由整塊玻璃纖維板加工成?？蛇x地，在其它實施例中，絕緣端板可以根據(jù)每個通道截面積的大小分割加工成小的塊，然后通過框架組合起來，其材料可以從陶瓷、聚四氟乙烯、聚酰亞胺以及聚醚醚酮等其它多種絕緣材料中選擇。在本實施例中，高壓電極絲采用O 30 iim的鍍金鎢絲。在其它實施例中，根據(jù)電壓的不同，電極絲的直徑可以在20 m 60 m的范圍內(nèi)選擇，其材料還可以是鎳鉻合金等其他金屬微絲。高壓電極絲4從每個通道11中穿過，經(jīng)絕緣端板2的漏斗形限位孔22和通道21，進入兩端的夾絲管3。在通過工裝給予電極絲4 一定的張緊力后，使用夾鉗將絕緣端板兩端的夾絲管4夾扁以固定該電極絲。進一步地，如圖6所示，作為本發(fā)明涂硼中子探測器的另一個實施例，該中子探測器還包括外殼，該外殼由不銹鋼外方管6、外方管底盤5和外方管陶瓷密封盤7組成，形成密封腔室，探測器的主體位于該密封腔室中，即管I、電級絲4及絕緣端板2。作為接地極的涂硼基板組合I與不銹鋼外方管6相連。所有高壓電極絲4連在一起用于高壓引入和信號輸出，并與頂端的外方管陶瓷密封盤7的外接中心電極702形成電連接以由此引出。頂端外方管陶瓷密封盤7靠近邊緣處設(shè)置有充排氣管701，用于抽真空和充氣操作。當(dāng)然，如果將兩側(cè)絕緣端板上的各個高壓電極絲(電極絲采用具有一定阻值的鎳鉻合金絲等)分別引出，就成為位置敏感的中子探測器陣列。在另外的實施例中，所述外殼并不限于方形，例如可以由外圓管、外圓管底盤和外圓管密封盤組成。
作為本發(fā)明涂硼中子探測器的另一實施例(未圖示)，陰極管為常規(guī)圓筒形管，并且其內(nèi)壁涂覆有硼材料。在所述陰極管內(nèi)沿其縱向增設(shè)有涂有硼材料的分隔板，以在所述陰極管內(nèi)形成多個縱向通道，電極絲從每個通道內(nèi)經(jīng)過。本實施例未描述的細(xì)節(jié)可以同上述實施例。下面詳細(xì)描述本發(fā)明的制造涂硼中子探測器的方法的一個實施例的過程
提供多個長方形的基板；
用所述硼材料鍍膜所述基板；
沿鍍膜后的所述基板的中線將所述基板折成L形(如圖4所示)；
將所述L形基板依次插入絕緣端板的相應(yīng)溝槽中形成作為接地極的通道陣列，每個通道的內(nèi)壁都涂有硼材料；
提供充當(dāng)陽極的電極絲，其適于被施加高壓；
將所述電極絲縱向地布置在每個所述通道內(nèi)；
使電極絲通過絕緣端板上的漏斗形限位孔，進入已嵌入兩端絕緣板中的夾絲管內(nèi)； 用夾鉗將一端的夾絲管夾扁以固定電極絲的一端；
通過另一端吊重物(例如60克左右)的方式給予電極絲以張緊力；然后將另一端的夾絲管夾扁以固定電極絲的另一端。進一步地，還提供外殼，所述外殼包括形成密封腔室的管體、底盤和陶瓷密封盤，所述通道陣列置于所述密封腔室內(nèi)，所述陶瓷密封盤上設(shè)有中心電極和充排氣管，所有電極絲連到一起通過所述中心電極引出，以便弓丨入高壓和輸出信號?；蛘?，在另外一個實施例中，沿鍍膜后的所述基板的中線將所述基板折成含至少一個L形臺階的基板(如圖5所示)。在又一個實施例中，在所述基板折疊后再進行硼材料的涂覆。雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的典型實施例，應(yīng)該明白本發(fā)明不限于這些實施例，對本專業(yè)的技術(shù)人員來說，本發(fā)明的各種變化和改進都能實現(xiàn)，例如，一個實施例中的元件及其相應(yīng)技術(shù)規(guī)定可以應(yīng)用在另一個實施例中，但這些都在本發(fā)明權(quán)利要求的精神和范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種涂硼中子探測器，其包括 陰極管，其內(nèi)部沿縱向形成多個通道，每個通道的內(nèi)壁都涂有硼材料； 電極絲，充當(dāng)陽極，其被縱向地布置在每個所述通道內(nèi)，該電極絲適于被施加高壓；以及 絕緣端板，所述陰極管的每一端都固定有所述絕緣端板，所述電極絲通過所述絕緣端板與所述陰極管固定在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述陰極管由多個涂有硼材料的基板拼接形成，從而形成所述多個通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的涂硼中子探測器，其特征在于每個所述基板呈L形，由平面狀的基板折疊形成，使得每個通道具有方形截面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的涂硼中子探測器，其特征在于每個所述基板含有至少一個L形臺階，由平面狀的基板折疊形成，使得每個通道具有方形截面。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述通道形成陣列，所述陣列可為2X2到MXN，其中，M、N均為大于2的整數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述基板是在折疊之前被涂上硼材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述基板是在折疊之后被涂上硼材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述基板厚度從0.01_至Ij Imnin
9.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述基板由鋁、鈹、塑料材料之一制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述硼材料包括B，B4C,B10H14, BN, B2O3, B6S。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述硼材料涂覆厚度從0. I u m 至Ij 4 u m0
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述硼材料選自由自然組分硼材料和經(jīng)過篩選的富含硼-10的不同比例組分硼材料組成的組中的至少一種。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述陰極管由鋁、鈹、塑料材料之一制成。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述陰極管的內(nèi)部設(shè)有涂有硼材料的分隔板，從而形成所述多個通道。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述陰極管沿其縱向具有圓形或方形截面。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述陰極管和所述分隔板由相同材料制成。
17.根據(jù)權(quán)利要求I所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述通道的長度可以從50mm到3000mm,沿所通道長度的截面的長度和寬度可以從2mm到15mm。
18.根據(jù)權(quán)利要求I所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述硼材料的涂覆方法選自電泳法、物理氣相沉淀法和等離子噴涂法中的一種。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述物理氣相沉淀法包括電子束蒸發(fā)、磁控濺射和脈沖激光沉積。
20.根據(jù)權(quán)利要求I所述的涂硼中子探測器，其特征在于每個所述絕緣端板中設(shè)有獨立的電極絲固定裝置，用于固定所述電極絲。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述電極絲固定裝置為對應(yīng)每個所述通道的夾絲管，其嵌在所述絕緣端板中以允許所述通道中的電極絲從其中穿過并固定該電極絲。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述絕緣端板面向所述通道的一側(cè)上設(shè)有對應(yīng)每個通道的限位孔，以方便所述電極絲經(jīng)由該孔進入所述夾絲管。
23.根據(jù)權(quán)利要求I所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述絕緣端板可以由下列材料中的一種制成陶瓷、玻璃纖維板、聚四氟乙烯、聚酰亞胺和聚醚醚酮。
24.根據(jù)權(quán)利要求I所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述絕緣端板由一塊整板制成。
25.根據(jù)權(quán)利要求I所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述絕緣端板由對應(yīng)每個通道的單元板組合形成。
26.根據(jù)權(quán)利要求I所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述中子探測器還包括外殼，所述外殼包括形成密封腔室的管體、底盤和陶瓷密封盤，所述陰極管位于所述密封腔室內(nèi)，所述陶瓷密封盤上設(shè)有中心電極，所述中心電極與每個所述通道內(nèi)的電極絲形成電連接。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述陶瓷密封盤上還設(shè)有充排氣管，用于抽真空和充氣操作。
28.根據(jù)權(quán)利要求I所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述陰極管沿其縱向的截面可為圓形或方形。
29.一種涂硼中子探測器，其包括 通道陣列，充當(dāng)陰極，所述通道陣列由多個涂有硼材料的基板拼接形成，使得每個通道的內(nèi)壁都涂有硼材料； 電極絲，充當(dāng)陽極，其被縱向地布置在每個所述通道內(nèi)，該電極絲適于被施加高壓；以及 絕緣端板，所述通道陣列的每一端都固定有所述絕緣端板，所述電極絲通過所述絕緣端板與所述通道陣列固定在一起。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的涂硼中子探測器，其特征在于每個所述基板呈L形，由平面狀的基板折疊形成，使得每個通道具有方形截面。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的涂硼中子探測器，其特征在于每個所述基板含有至少一個L形臺階，由平面狀的基板折疊形成，使得每個通道具有方形截面。
32.根據(jù)權(quán)利要求30或31所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述基板是在折疊之前被涂上硼材料。
33.根據(jù)權(quán)利要求30或31所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述基板是在折疊之后被涂上砸材料。
34.根據(jù)權(quán)利要求29所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述通道陣列可為2X2到MXN，其中，M、N均為大于2的整數(shù)。
35.根據(jù)權(quán)利要求29所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述中子探測器還包括外殼，所述外殼包括形成密封腔室的管體、底盤和陶瓷密封盤，所述通道陣列位于所述密封腔室內(nèi)，所述陶瓷密封盤上設(shè)有中心電極，所述中心電極與每個所述通道內(nèi)的電極絲形成電連接。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述陶瓷密封盤上還設(shè)有充排氣管，用于抽真空和充氣操作。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的涂硼中子探測器，其特征在于所述外殼沿其長度可具有圓形截面或方形截面。
38.一種制造涂硼中子探測器的方法，其包括 提供陰極管，所述陰極管的內(nèi)部沿縱向形成多個通道，每個通道的內(nèi)壁都涂有硼材料； 提供充當(dāng)陽極的電極絲，其適于被施加高壓； 將所述電極絲縱向地布置在每個所述通道內(nèi)； 提供絕緣端板； 將所述絕緣端板固定在所述陰極管的每一端上；以及 將每個所述通道內(nèi)的電極絲的兩端分別固定到所述絕緣端板上。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于還包括提供多個涂有硼材料的基板用于拼接形成所述陰極管。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于，所述提供多個涂有硼材料的基板的步驟包括 提供多個長方形的基板； 用所述硼材料鍍膜所述基板； 沿鍍膜后的所述基板的中線將所述基板折成L形； 將所述L形基板進行組合以產(chǎn)生所述陰極管，使得每個所述通道具有方形截面。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于，所述提供多個涂有硼材料的基板的步驟包括 提供多個長方形的基板； 沿所述基板的中線將所述基板折成L形； 用所述硼材料鍍膜所述L形基板； 將鍍膜后的所述L形基板進行組合以產(chǎn)生所述陰極管，使得每個所述通道具有方形截面。
42.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于，所述提供多個涂有硼材料的基板的步驟包括 提供多個長方形的基板； 用所述硼材料鍍膜所述基板； 沿鍍膜后的所述基板的中線將所述基板折成含至少一個L形臺階的基板； 將所述含至少一個L形臺階的基板進行組合以產(chǎn)生所述陰極管，使得每個所述通道具有方形截面。
43.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于，所述提供多個涂有硼材料的基板的步驟包括 提供多個長方形的基板； 沿所述基板的中線將所述基板折成含至少一個L形臺階的基板； 用所述硼材料鍍膜所述含至少一個L形臺階的基板； 將鍍膜后的所述含至少一個L形臺階的基板進行組合以產(chǎn)生所述陰極管，使得每個所述通道具有方形截面。
44.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，將每個所述通道內(nèi)的電極絲的兩端分 別固定到所述絕緣端板上的步驟包括 將所述電極絲的一端固定到所述絕緣端板上； 張緊所述電極絲； 將張緊后的所述電極絲的另一端固定到另一所述絕緣端板上。
45.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于還提供外殼，所述外殼包括形成密封腔室的管體、底盤和陶瓷密封盤，所述陰極管置于所述密封腔室內(nèi)，所述陶瓷密封盤上設(shè)有中心電極，所述中心電極與每個所述通道內(nèi)的電極絲形成電連接。
46.一種制造涂硼中子探測器的方法，其包括 提供通道陣列，所述通道陣列由多個涂有硼材料的基板拼接形成，使得每個通道的內(nèi)壁都涂有硼材料； 提供充當(dāng)陽極的電極絲，其適于被施加高壓； 將所述電極絲縱向地布置在每個所述通道內(nèi)； 提供絕緣端板； 將所述絕緣端板固定在所述通道陣列的每一端上；以及 將每個所述通道內(nèi)的電極絲的兩端分別固定到所述絕緣端板上。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其特征在于，形所述多個涂有硼材料的基板包括如下步驟 提供多個長方形的基板； 用所述硼材料鍍膜所述基板； 沿鍍膜后的所述基板的中線將所述基板折成L形； 將所述L形基板進行組合以產(chǎn)生所述通道陣列，使得每個所述通道具有方形截面。
48.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其特征在于，形所述多個涂有硼材料的基板包括如下步驟 提供多個長方形的基板； 沿所述基板的中線將所述基板折成L形； 用所述硼材料鍍膜所述L形基板； 將鍍膜后的所述L形基板進行組合以產(chǎn)生所述通道陣列，使得每個所述通道具有方形截面。
49.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其特征在于，形所述多個涂有硼材料的基板包括如下步驟提供多個長方形的基板； 用所述硼材料鍍膜所述基板； 沿鍍膜后的所述基板的中線將所述基板折成含至少一個L形臺階的基板； 將所述含至少一個L形臺階的基板進行組合以產(chǎn)生所述通道陣列，使得每個所述通道具有方形截面。
50.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其特征在于，形所述多個涂有硼材料的基板包括如下步驟 提供多個長方形的基板； 沿所述基板的中線將所述基板折成含至少一個L形臺階的基板； 用所述硼材料鍍膜所述含至少一個L形臺階的基板； 將鍍膜后的所述含至少一個L形臺階的基板進行組合以產(chǎn)生所述通道陣列，使得每個所述通道具有方形截面。
51.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其特征在于，將每個所述通道內(nèi)的電極絲的兩端分別固定到所述絕緣端板上的步驟包括 將所述電極絲的一端固定到所述絕緣端板上； 張緊所述電極絲； 將張緊后的所述電極絲的另一端固定到另一所述絕緣端板上。
52.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法,其特征在于還提供外殼，所述外殼包括形成密封腔室的管體、底盤和陶瓷密封盤，所述通道陣列置于所述密封腔室內(nèi)，所述陶瓷密封盤上設(shè)有中心電極，所述中心電極與每個所述通道內(nèi)的電極絲形成電連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種涂硼中子探測器，該涂硼中子探測器包括陰極管，其內(nèi)部沿縱向形成多個通道，每個通道的內(nèi)壁都涂有硼材料；電極絲，充當(dāng)陽極，其被縱向地布置在每個所述通道內(nèi)，該電極絲適于被施加高壓；以及絕緣端板，所述陰極管的每一端都固定有所述絕緣端板，所述電極絲通過所述絕緣端板與所述陰極管固定在一起。優(yōu)選，陰極管由多個涂有硼材料的基板拼接形成。該涂硼中子探測器通過陰極管內(nèi)設(shè)置多個內(nèi)壁涂有硼材料的通道，不僅提高了中子探測器的探測效率，使其能夠達到甚至超過相同尺寸的3He中子探測器的探測效率，而且價格要比3He中子探測器便宜得多。
文檔編號G01T3/00GK102749641SQ20111009645
公開日2012年10月24日 申請日期2011年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月18日
發(fā)明者劉以農(nóng), 姚楠, 張清軍, 李元景, 毛紹基, 王永強, 董淑強, 趙自然, 陳志強 申請人:同方威視技術(shù)股份有限公司, 清華大學(xué)