含硼氣膜快中子探測器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種含硼氣膜快中子探測器。該快中子探測器包括：具有中空腔室的封裝件；設(shè)置在所述腔室中的塑料閃爍體陣列，所述塑料閃爍體陣列包括多個塑料閃爍體單元，相鄰所述塑料閃爍體單元之間存在間隙；以及充入且氣密密封在所述腔室中的含硼氣體，所述含硼氣體在相鄰塑料閃爍體單元之間的間隙中形成含硼氣膜。本發(fā)明的快中子探測器完全不需要使用緊缺、昂貴的3He氣體，無須進(jìn)行繁冗的硼鍍膜工藝，而且提高信號符合的可信度，適用于對環(huán)境本底中子的測量，可廣泛適用于口岸、港口等場所放射性物質(zhì)的檢測。
【專利說明】含硼氣膜快中子探測器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般性地涉及核技術(shù)應(yīng)用，特別是中子散射和安全檢測技術(shù)。更具體地，本發(fā)明涉及一種快中子探測器。
【背景技術(shù)】
[0002]對于口岸、港口等場所的安全檢測技術(shù)而言，放射性物質(zhì)檢測技術(shù)是其中重要的一項。對放射性物質(zhì)的檢測主要包含針對Y射線和中子射線的探測。在傳統(tǒng)的針對中子射線的探測技術(shù)中，利用3He正比計數(shù)器和聚乙烯慢化體進(jìn)行快中子檢測是一種常規(guī)方案。但是，由于世界性的3He供氣不足、價格高昂問題，導(dǎo)致該方案中3He正比計數(shù)器的實用性不斷下降，因此人們一直在尋找3He的替代解決方案。
[0003]由于探測中子的反應(yīng)類型是核反應(yīng)，而核反應(yīng)的參與者是中子與原子核。高探測效率所要求的高中子吸收截面與帶電粒子出射特性使得可用的核素(與原子核對應(yīng))類型非常有限?？傮w而言，、，6Li,155’ 157Gd是僅有的可選核素，而kiB又是其中的優(yōu)選核素。目前，國際上已經(jīng)成立了合作組來專門研究基于kiB的中子探測器。
[0004]在 申請人:2011年12月28日提交的、申請?zhí)枮?01110446162.4的中國專利申請中，提供了一種可以基于kiB作為中子反應(yīng)核素的快中子探測器。該專利申請的優(yōu)選實施例利用由涂硼鋁箔包裹的塑料閃爍體來實現(xiàn)快中子探測，其基本原理為:快中子在塑料閃爍體中發(fā)生反沖，將能量交給反沖質(zhì)子(或其它原子核，如12C),質(zhì)子在塑料閃爍體中進(jìn)行電離、發(fā)光形成第一個信號；與此同時，中子的能量降低并被慢化為熱中子，直至被附著在鋁箔表面的硼層所吸收。硼層中的kiB與熱中子發(fā)生如下反應(yīng):
【權(quán)利要求】
1.一種快中子探測器，其特征在于包括: 具有中空腔室的封裝件； 設(shè)置在所述腔室中的塑料閃爍體陣列，所述塑料閃爍體陣列包括多個塑料閃爍體單元，相鄰所述塑料閃爍體單元之間存在間隙；以及 充入且氣密密封在所述腔室中的含硼氣體，所述含硼氣體在相鄰塑料閃爍體單元之間的間隙中形成含硼氣膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快中子探測器，其特征在于， 所述含硼氣體為BF3氣體或BBr3氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快中子探測器，其特征在于， 所述含硼氣膜的厚度范圍由下式確定:0.1atm.mm ^ PXd ^ 9atm.mm,其中P為所充含硼氣體的氣壓，d為所述含硼氣膜的厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快中子探測器，其特征在于，所充含硼氣體的氣壓為I個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時，所述含硼氣膜的厚度為0.8mm~1.2mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快中子探測器，其特征在于，每個所述塑料閃爍體單元的高度為IOcm~50cm,長度和寬度為0.5cm~2cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快中子探測器，其特征在于， 每個所述塑料閃爍體單元皆為長方 體，所述長方體的橫截面為正方形。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的快中子探測器，其特征在于， 每個所述塑料閃爍體單元的高度為IOcm~50cm，長度和寬度皆為0.8cm~1.2cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快中子探測器，其特征在于， 所述封裝件由鋁或不銹鋼制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快中子探測器，其特征在于， 所述塑料閃爍體陣列沿其高度方向具有接收入射快中子的第一端以及與所述第一端相對的第二端；而且 所述快中子探測器還包括: 光導(dǎo)裝置，其鄰近所述塑料閃爍體陣列的所述第二端設(shè)置，以對所述塑料閃爍體單元中形成的出射到所述第二端的光進(jìn)行收集和導(dǎo)向；以及 光電轉(zhuǎn)換裝置，其設(shè)置在所述光導(dǎo)裝置的出射端，以將所述光導(dǎo)裝置收集和引導(dǎo)到其上的光轉(zhuǎn)換為電信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的快中子探測器，其特征在于還包括: 放大成型電路，其接收所述光電轉(zhuǎn)換裝置輸出的電信號并對其進(jìn)行放大整形； 信號揀出電路，其接收所述放大成型電路輸出的電信號并從中提取出時間信號； 延時電路，其接收所述信號揀出電路輸出的時間信號并對其進(jìn)行延時； 至少具有第一輸入通道和第二輸入通道的符合電路，所述第一輸入通道接收所述信號揀出電路輸出的非延時時間信號，所述第二輸入通道接收所述延時電路輸出的延時時間信號，并根據(jù)所述非延時時間信號和所述延時時間信號生成符合脈沖信號；以及計數(shù)器，其接收所述符合電路輸出的符合脈沖信號進(jìn)行計數(shù)，獲得符合計數(shù)。
【文檔編號】G01T3/06GK103513267SQ201210207062
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月21日
【發(fā)明者】李元景, 楊祎罡, 張勤儉, 劉毅, 邰揚 申請人:同方威視技術(shù)股份有限公司, 清華大學(xué)