本發(fā)明屬于中微子探測領(lǐng)域中的探測設(shè)備技術(shù)，尤其涉及一種中微子探測裝置中中心探測器的制備方法。
背景技術(shù)：
物質(zhì)世界中最基本的粒子有12種，包括6種夸克、3種帶點輕子和3種中微子。中微子是一種穿透性非常強的粒子，以至于它能輕松穿過地球而不留下任何痕跡。因此它極難探測，被科學(xué)界成為“鬼”粒子。
目前世界各國在中微子探測的領(lǐng)域進(jìn)行了越來越深入的研究。其中，中心探測器是中微子實驗的核心部件，用于捕捉核反應(yīng)堆產(chǎn)生的中微子，中心探測器整體形狀為球形，通過一定的支撐形式固定于水池底部或者側(cè)面。
中心探測器整體分為內(nèi)層結(jié)構(gòu)和外層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層結(jié)構(gòu)和外層結(jié)構(gòu)之間通過撐桿相連接，其中撐桿的一端鉸接在外層結(jié)構(gòu)上，另一端設(shè)置于內(nèi)層結(jié)構(gòu)的外表面上，撐桿與內(nèi)層結(jié)構(gòu)的有機玻璃球殼之間設(shè)置橡膠墊。其中，外層結(jié)構(gòu)為不銹鋼網(wǎng)殼，內(nèi)層結(jié)構(gòu)為有機玻璃球殼，有機玻璃球殼內(nèi)承裝液閃，液閃的密度為，收集光信號的PMT（photomultiplier tube，光電倍增管）密布在中心探測器的外層結(jié)構(gòu)上，外層結(jié)構(gòu)除了要作為PMT的支撐載體，還要為內(nèi)層有機玻璃球提供支撐。
由于內(nèi)層結(jié)構(gòu)和外層結(jié)構(gòu)之間以及外層結(jié)構(gòu)和水池之間均有屏蔽液體超純水，而內(nèi)層結(jié)構(gòu)中承裝密度為的液閃，由于液閃與超純水的密度不同產(chǎn)生壓力差，使得探測器在運行狀態(tài)之下會產(chǎn)生整體向上的浮力。由此整個探測器結(jié)構(gòu)中有機玻璃承受了一定的應(yīng)力，而有機玻璃應(yīng)力最大處出現(xiàn)在撐桿節(jié)點處，有機玻璃應(yīng)力大小與撐桿軸力大小密切相關(guān)。如果有機玻璃在使用中出現(xiàn)破裂，液閃漏出，整個探測器結(jié)構(gòu)失效，導(dǎo)致實驗失敗。
在中心探測器結(jié)構(gòu)指標(biāo)中，撐桿軸力是其中重要的控制指標(biāo)，在保證結(jié)構(gòu)剛度的同時，降低撐桿軸力，增大網(wǎng)殼有機玻璃節(jié)點的安全性。本發(fā)明的目的找到一種增加有機玻璃節(jié)點的安全性的方法或結(jié)構(gòu)設(shè)計。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種中微子探測裝置中中心探測器的制備方法，利用該方法制造的中心探測器具有壽命長、制造簡單的特點。
一種中微子探測裝置中中心探測器的制備方法，具體包括：
步驟一：預(yù)制有機玻璃球殼
制備中心探測器的有機玻璃球殼，并在有機玻璃球殼中封裝液閃；
步驟二：預(yù)制中心探測器內(nèi)部結(jié)構(gòu)
將有機玻璃球殼外表面均勻劃分呈若干等大小的圓弧片；按照圓弧片大小及弧度定制附加有機玻璃塊；
繞附加有機玻璃塊中心點360圓周方向上設(shè)置有大于等于3個的上窄下寬的凹形孔；
在所述凹形孔內(nèi)設(shè)置有相匹配的凹形橡膠墊，所述橡膠墊凹槽內(nèi)設(shè)置有球頭座；
將附加有機玻璃聚合固定于有機玻璃的外表面上形成中心探測器內(nèi)部結(jié)構(gòu)；
步驟三：預(yù)制中心探測器外部結(jié)構(gòu)
制備與有機玻璃球殼相匹配的半球面形不銹鋼網(wǎng)殼；
步驟四：預(yù)制連接桿
所述連接桿用于連接固定不銹鋼網(wǎng)殼與有機玻璃球殼；
使用合金預(yù)制成連接桿，所述連接桿包括撐桿和撐桿分支，所述撐桿分支與撐桿焊接或鉸接固定連接；
所述撐桿一端頂點處360度圓周方向上均勻設(shè)置有大于等于3根的撐桿分支；所述撐桿分支數(shù)量與單塊附加有機玻璃上的凹形孔數(shù)量相同；
所述支撐分支一端設(shè)置有一定的彎曲弧度，所述彎曲弧度角為135度至180度之間；
步驟六：合成中心探測器
所述連接桿一端鉸接于不銹鋼網(wǎng)殼上，設(shè)置有撐桿分支的另一端插入中心探測器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的球頭座中；
采用卡扣將兩個半球面形的不銹鋼網(wǎng)殼連接固定；
步驟七：
在合攏的不銹鋼網(wǎng)殼上設(shè)置光電倍增管，并按常規(guī)工藝連接組合即可。
本發(fā)明的有益效果在于：解決了傳統(tǒng)技術(shù)制造中心探測器內(nèi)部結(jié)構(gòu)時，存在的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中有機玻璃預(yù)應(yīng)力受力大且集中的技術(shù)缺陷；利用本發(fā)明制造的中心探測器，有效增加了結(jié)構(gòu)的冗余度，使得在單根撐桿發(fā)生破壞時，整個結(jié)構(gòu)不會立刻失效，提高了抗倒塌性能，能夠防止出現(xiàn)連續(xù)性倒塌，降低安全隱患；利用該方法制造的中心探測器具有壽命長、制造簡單的特點。
附圖說明
圖1利用本發(fā)明所述一種中微子探測裝置中中心探測器的制備方法制備的中心探測器剖面局部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中：1撐桿、2附加有機玻璃、3橡膠墊、4球頭座、5有機玻璃、6撐桿分支。
具體實施方式
為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
一種中微子探測裝置中中心探測器的制備方法，具體包括：
步驟一：預(yù)制有機玻璃球殼
制備中心探測器的有機玻璃球殼，并在有機玻璃球殼中封裝液閃；
步驟二：預(yù)制中心探測器內(nèi)部結(jié)構(gòu)
將有機玻璃球殼外表面均勻劃分呈若干等大小的圓弧片；按照圓弧片大小及弧度定制附加有機玻璃塊，
繞附加有機玻璃塊中心點360圓周方向上設(shè)置有大于等于3個的上窄下寬的凹形孔；
在所述凹形孔內(nèi)設(shè)置有相匹配的凹形橡膠墊，所述橡膠墊凹槽內(nèi)設(shè)置有球頭座；
將附加有機玻璃聚合固定于有機玻璃的外表面上形成中心探測器內(nèi)部結(jié)構(gòu)；
步驟三：預(yù)制中心探測器外部結(jié)構(gòu)
制備與有機玻璃球殼相匹配的半球面形不銹鋼網(wǎng)殼；
步驟四：預(yù)制連接桿
所述連接桿用于連接固定不銹鋼網(wǎng)殼與有機玻璃球殼；
使用合金預(yù)制成連接桿，所述連接桿包括撐桿和撐桿分支，所述撐桿分支與撐桿焊接或鉸接固定連接；
所述撐桿一端頂點處360度圓周方向上均勻設(shè)置有大于等于3根的撐桿分支；所述撐桿分支數(shù)量與單塊附加有機玻璃上的凹形孔數(shù)量相同；
所述支撐分支一端設(shè)置有一定的彎曲弧度，所述彎曲弧度角為135度至180度之間；
步驟六：合成中心探測器
所述連接桿一端鉸接于不銹鋼網(wǎng)殼上，設(shè)置有撐桿分支的另一端插入中心探測器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的球頭座中；
采用卡扣將兩個半球面形的不銹鋼網(wǎng)殼連接固定；
步驟七：
在合攏的不銹鋼網(wǎng)殼上設(shè)置光電倍增管，并按常規(guī)工藝連接組合即可形成中心探測器。
圖1為利用本發(fā)明所述一種中微子探測裝置中中心探測器的制備方法制備的中心探測器剖面局部結(jié)構(gòu)示意圖，具體為中心探測器的有機玻璃節(jié)點結(jié)構(gòu)示意圖，具體為：
所述有機玻璃節(jié)點結(jié)構(gòu)包括撐桿1、撐桿分支6、附加有機玻璃2、橡膠墊3、球頭座4和有機玻璃5；其中，
所述撐桿1的一端與外部網(wǎng)殼相鉸接，所述撐桿1的另一端360度圓周方向上均勻設(shè)置有大于等于3根的撐桿分支6，所述撐桿分支6與撐桿1焊接或鉸接固定連接；
所述附加有機玻璃2上設(shè)置有上窄下寬的凹形孔，所述凹形孔內(nèi)設(shè)置有相匹配的凹形橡膠墊3，所述橡膠墊3凹槽內(nèi)設(shè)置有球頭座4；
所述球頭座4上設(shè)置有開孔，所述開孔大于與撐桿分支6直徑相匹配；
所述支撐分支6插入球頭座4的開孔內(nèi)；
所述附加有機玻璃2聚合固定于有機玻璃5的外表面上。
為增加支撐桿的抗彎剛度及分散有機玻璃的受應(yīng)力，將所述支撐分支插入球座端有一定的彎曲，彎曲角度為135度至180度之間。
以上對本發(fā)明所提供的一種中微子探測裝置中中心探測器的制備方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了實施例對本申請的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本申請的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本申請的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本申請的限制。