專利名稱:一種基于硅酸鹽玻璃毛細管的中子聚束系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種基于硅酸鹽玻璃毛細管的中子聚束系統(tǒng)，包括中子源和毛細管中子聚束系統(tǒng)；中子源，用于發(fā)出中子束；毛細管中子聚束系統(tǒng)，用于會聚所述中子束；所述毛細管中子聚束系統(tǒng)由多根硅酸鹽單毛細管構(gòu)成，其橫截面的輪廓為六角形；多根單毛細管的排列方式是：多根毛細管以中間單毛細管為中心軸，沿垂直于中心軸方向上對稱排列，中心軸上的單毛細管曲率為零，越靠近中心軸的單毛細管的曲率越?。谎卮怪庇谥行妮S的方向上，每根單毛細管的截面為圓形或正方形，并且在同一個垂直于中心軸平面上，多根單毛細管的截面相同。該系統(tǒng)小巧靈便，便具有很好的實用性。
【專利說明】
一種基于硅酸鹽玻璃毛細管的中子聚束系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種中子聚束系統(tǒng)，具體涉及一種基于硅酸鹽玻璃毛細管的中子聚束系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]中子束技術(shù)在輻射育種、醫(yī)學(xué)治療、材料元素組成分析、安檢和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，所以設(shè)計高效中子束設(shè)備具有重要的意義。在設(shè)計高效中子束設(shè)備時，高功率密度中子束是不可缺少的因素。在獲得高功率密度中子束的方法中，設(shè)計高功率中子源是最常用的方法，但設(shè)計和建立高功率中子源的費用很高，這也是為什么高功率中子源只有發(fā)達國家才擁有的原因之一，另外，高功率中子源體積龐大，不便于推廣。因此如何將低功率中子源發(fā)出的中子束進行聚焦，得到高功率密度增益的中子束具有重要的應(yīng)用前景。因為中子不帶電，所以現(xiàn)有的電磁聚焦技術(shù)不適用于中子束聚焦。在長期進行玻璃毛細管會聚X射線的工作(實用新型人:孫天希，等.實用新型名稱:基于X光照射的醫(yī)用治療儀，專利號:ZL201010180946.2)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過研究，利用硅酸鹽玻璃毛細管會聚低功率中子源發(fā)出的中子得到高功率密度中子束，該種玻璃毛細管中子聚束系統(tǒng)具有廣泛應(yīng)用。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種基于硅酸鹽玻璃毛細管的中子聚束系統(tǒng)，利用該聚束系統(tǒng)可以從低功率中子源獲得高功率密度中子束，該組合系統(tǒng)小巧靈便，便具有很好的實用性。
[0004]本實用新型的目的通過如下措施實現(xiàn):
[0005]—種基于硅酸鹽玻璃毛細管的中子聚束系統(tǒng)，包括中子源和毛細管中子聚束系統(tǒng);其中
[0006]中子源，用于發(fā)出中子束；
[0007]毛細管中子聚束系統(tǒng)，用于會聚所述中子束；
[0008]所述毛細管中子聚束系統(tǒng)由多根硅酸鹽單毛細管構(gòu)成，其橫截面的輪廓為六角形;多根單毛細管的排列方式是:多根毛細管以中間單毛細管為中心軸，沿垂直于中心軸方向上對稱排列，中心軸上的單毛細管曲率為零，越靠近中心軸的單毛細管的曲率越小;沿垂直于中心軸的方向上，每根單毛細管的截面為圓形或正方形，并且在同一個垂直于中心軸平面上，多根單毛細管的截面相同。
[0009]進一步地，本實用新型當(dāng)單根毛細管的截面為圓形時，其內(nèi)徑范圍為20-60微米。
[0010]本實用新型所述中子源為是放射性中子源或者其它便攜式中子源。
[0011]有益效果
[0012]本實用新型可以利用毛細管聚束系統(tǒng)會聚低功率中子源發(fā)出的中子束得到高功率密度增益的中子束，達到和高功率中子源相同的效果。
[0013]本實用新型和高功率中子源系統(tǒng)相比，毛細管中子聚束系統(tǒng)和低功率中子源的組合系統(tǒng)具有便于攜帶和推廣的特點。
【附圖說明】

[0014]圖1為毛細管聚束中子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實用新型毛細管中子聚束系統(tǒng)的示意圖；
[0016]圖3為圖2中毛細管中子聚束系統(tǒng)沿垂直于管中心線的剖面圖；
[0017]圖4是毛細管中子聚束系統(tǒng)會聚中子的示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進行詳細說明。
[0019]在開發(fā)和應(yīng)用研究玻璃毛細管會聚X射線的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)，可以利用硅酸鹽玻璃毛細管會聚中子，所以本實用新型將利用硅酸鹽玻璃毛細管會聚中子，得到具有高功率密度的會聚中子束，從而獲得聚焦中子束系統(tǒng)。本實用新型毛細管聚束中子系統(tǒng)是一種環(huán)保型系統(tǒng)，其造價低廉，便于推廣。
[0020]如圖1所示，本實用新型一種基于硅酸鹽玻璃毛細管的中子聚束系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括中子源I和毛細管中子聚束系統(tǒng)3;其中，中子源I發(fā)出的發(fā)散中子束2被毛細管中子聚束系統(tǒng)3收集會聚成聚束中子束4，聚束中子束4用于輻射育種、醫(yī)學(xué)治療、材料元素組成分析、安檢和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。
[0021]如圖2所示，圖2給出系統(tǒng)中所用的毛細管中子聚束系統(tǒng)3的主體結(jié)構(gòu)。該種毛細管中子聚束系統(tǒng)通過單管拉絲機拉制而成，毛細管中子聚束系統(tǒng)3的中心軸線5，Din是毛細管中子聚束系統(tǒng)3的入口直徑，其范圍為1-20厘米，Dciut是毛細管中子聚束系統(tǒng)3的出口直徑，其范圍為0.5-10厘米，L是毛細管中子聚束系統(tǒng)3的長度，其范圍為1-50厘米。
[0022]如圖3所示，圖3是毛細管中子聚束系統(tǒng)3沿垂直于其中心軸線5的橫截面圖，所述毛細管中子聚束系統(tǒng)由多根硅酸鹽單毛細管構(gòu)成，單毛細管的內(nèi)徑范圍為20-60微米，橫截面的輪廓是六角形，不同位置處的聚束系統(tǒng)的橫截面的直徑不同。中子從毛細管聚束系統(tǒng)的入口段進入到該聚束系統(tǒng)，通過毛細管壁的發(fā)射和散射作用，從聚束系統(tǒng)的出口段出來，在上述的傳輸過程中，玻璃管壁改變了中子的傳播方向，從而實現(xiàn)了對中子的會聚。多根單毛細管的排列方式是:多根毛細管以中間單毛細管A為中心軸，沿垂直于中心軸方向上對稱緊密排列，中心軸上的單毛細管曲率為零，越靠近中心軸的單毛細管的曲率越小，最外層的單毛細管的曲率最大;沿垂直于中心軸的方向上，每根單管的輪廓是圓形或者正方形等，并且在同一個垂直于中心軸平面(橫截平面)上，多根單毛細管的截面相同，不同的橫截平面上每根單管的橫截面積相同。
[0023]如圖4所示，圖4是毛細管中子聚束系統(tǒng)3會聚中子的示意圖。F是毛細管中子聚束系統(tǒng)3的入口焦距，其范圍為1-50厘米，D是毛細管中子聚束系統(tǒng)3的工作區(qū)域半徑，其范圍為0.005-400毫米。毛細管中子聚束系統(tǒng)的其它物理參量有:工作區(qū)域處中子束功率密度增益，其范圍為102-104，工作區(qū)域中子束的橫截面直徑，其范圍為0.5-60厘米。
[0024]下面給出玻璃單毛細管的實例:
[0025]毛細管中子聚束系統(tǒng)入口端和出口端的直徑分別為5和3厘米，長度為30厘米，入口焦距為5厘米。毛細管中子聚束系統(tǒng)的工作半徑為30厘米，工作區(qū)域范圍中子束的橫截面直徑為10厘米，相應(yīng)的功率密度增益為500。構(gòu)成毛細管中子聚束系統(tǒng)每根單管的輪廓是圓形，并且在同一個垂直于中心軸平面(橫截平面)上，多根單毛細管的截面相同，不同的橫截平面上每根單管的橫截面積相同，在最大橫截面上單毛細管內(nèi)徑為30微米。該類中子聚束系統(tǒng)的優(yōu)點是，它制作工藝簡單，小巧靈便，造價低廉，便于攜帶和推廣。
[0026]本實用新型所述中子源為是放射性中子源，該種源不需要加速器等裝置，所以該種中子源便于攜帶。
[0027]綜上所述，以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于硅酸鹽玻璃毛細管的中子聚束系統(tǒng)，其特征在于，包括中子源和毛細管中子聚束系統(tǒng);其中 中子源，用于發(fā)出中子束； 毛細管中子聚束系統(tǒng)，用于會聚所述中子束； 所述毛細管中子聚束系統(tǒng)由多根硅酸鹽單毛細管構(gòu)成，其橫截面的輪廓為六角形；多根單毛細管的排列方式是:多根毛細管以中間單毛細管為中心軸，沿垂直于中心軸方向上對稱排列，中心軸上的單毛細管曲率為零，越靠近中心軸的單毛細管的曲率越小;沿垂直于中心軸的方向上，每根單毛細管的截面為圓形或正方形，并且在同一個垂直于中心軸平面上，多根單毛細管的截面相同。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于硅酸鹽玻璃毛細管的中子聚束系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)單根毛細管的截面為圓形時，其內(nèi)徑范圍為20-60微米。
【文檔編號】G21H5/00GK205722829SQ201620340899
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月21日
【發(fā)明人】孫天希, 孫學(xué)鵬, 劉志國
【申請人】北京師范大學(xué)