本技術(shù)涉及一種中子檢測設(shè)備，更具體地說，它涉及一種中子無損檢測設(shè)備準直系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、中子無損檢測是指在不破壞被檢物結(jié)構(gòu)與形態(tài)條件下利用中子射線與物質(zhì)作用獲悉物質(zhì)內(nèi)部微觀與宏觀結(jié)構(gòu)與材料信息的檢測方法，對材料或者制件進行微觀宏觀缺陷、幾何特性、化學成分、組織結(jié)構(gòu)和力學性能及變化進行評定。

2、在需要檢測難以移動的待檢物體，通常通過可移動式中子無損檢測裝置移動到現(xiàn)場進行檢測，可移動式中子無損檢測裝置通常包括同位素、中子管、小型加速器中子源等小型中子源，結(jié)構(gòu)相對緊湊，靈活性高，加速器中子源通過加速質(zhì)子轟擊靶來獲得較高的中子產(chǎn)額。同時給中子源加上中子準直裝置，以對整套中子無損檢測設(shè)備的輻射防護有著重要作用。中子準直裝置需要足夠的屏蔽來防止中子泄漏。

3、然而，現(xiàn)有技術(shù)中的準直系統(tǒng)對中子束的屏蔽效果以及對中子的散射限制效果差，從而導致泄漏至周圍環(huán)境內(nèi)的中子劑量較高，容易對無損檢測現(xiàn)場的環(huán)境、人員造成影響。并且會影響中子通道出口處的成像效果。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服上述不足，本實用新型提供了一種中子無損檢測設(shè)備準直系統(tǒng)，它提高了對中子束的屏蔽效果，限制了中子散射，避免對無損檢測現(xiàn)場的環(huán)境、人員造成影響。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案：一種中子無損檢測設(shè)備準直系統(tǒng)，包括：

3、第一準直體；

4、第二準直體，第一準直體和第二準直體均層疊多層屏蔽層形成多層結(jié)構(gòu)；

5、中子通道，中子通道貫穿第一準直體和第二準直體；

6、中子通道一端為入射端，另一端為出射端，中子通道內(nèi)壁上設(shè)置第一反射層，第一反射層從出射端向入射端方向延伸。

7、第一準直體和第二準直體對中子束進行準直和反射，第一準直體和第二準直體的多層結(jié)構(gòu)能夠屏蔽次級伽馬射線與中子，并通過第一反射層能夠最大限度地限制中子通道內(nèi)的中子散射，減少對第二準直體末端成像的影響，以供第二準直體末端實現(xiàn)中子成像，從而通過中子成像對被檢物進行無損檢測，并且通過第一準直體和第二準直體的多層結(jié)構(gòu)以及第一反射層能夠降低泄漏至周圍環(huán)境內(nèi)的中子劑量，防止對檢測現(xiàn)場的環(huán)境與人員造成影響。

8、作為優(yōu)選，多層結(jié)構(gòu)包括若干第一屏蔽層和若干第二屏蔽層，第一屏蔽層與第二屏蔽層由外向內(nèi)相互交替層疊。

9、通過第一屏蔽層與第二屏蔽層分別屏蔽次級伽馬（γ）射線與中子，而且第一屏蔽層與第二屏蔽層由外向內(nèi)相互交替層疊形成多層結(jié)構(gòu)，有利于提高屏蔽效果。

10、作為優(yōu)選，中子通道從入射端向出射端逐漸變大。

11、中子通道從入射端向出射端逐漸變大形成上小下大的錐形結(jié)構(gòu)，有利于引導中子束出射進行中子成像。

12、作為優(yōu)選，第一準直體呈半球狀結(jié)構(gòu)。第二準直體呈圓臺狀結(jié)構(gòu)。

13、這種結(jié)構(gòu)設(shè)置的第一準直體和第二準直體能夠均勻地對中子束實現(xiàn)屏蔽次級伽馬射線與中子。

14、作為優(yōu)選，第一反射層置于第二準直體中。

15、第一反射層置于第二準直體中限制中子通道內(nèi)的中子散射，減少對第二準直體末端成像的影響。

16、作為優(yōu)選，第一準直體連接中子源，中子源內(nèi)設(shè)置相互連通的質(zhì)子通道和反應(yīng)室，反應(yīng)室內(nèi)設(shè)置傾斜布設(shè)的靶體，中子通道的入射端與反應(yīng)室連通。

17、車載加速器加速的質(zhì)子束流在質(zhì)子通道內(nèi)傳輸入反應(yīng)室內(nèi)并轟擊至靶體以產(chǎn)生中子，中子通過中子通道射出，中子束在通過中子通道進行出射的過程中，通過第一準直體與第二準直體中子束進行準直和反射，并通過第一屏蔽層與第二屏蔽層分別屏蔽次級伽馬（γ）射線與中子，并通過第一反射層能夠最大限度地限制中子通道內(nèi)的中子散射，減少對第二準直體末端成像的影響，以供第二準直體末端實現(xiàn)中子成像，以通過中子成像對被檢物進行無損檢測。

18、作為優(yōu)選，反應(yīng)室內(nèi)壁上設(shè)置第二反射層。

19、通過第二反射層能夠減少中子的外泄，并能夠?qū)陌畜w泄漏出的中子在第二反射層中經(jīng)碰撞散射再回到靶體，以對靶體產(chǎn)生的中子充分反射。

20、作為優(yōu)選，靶體沿著中子通道的軸向設(shè)置，中子通道入射端軸線橫向向前偏離靶體中心，中子通道入射端縱向向下偏離靶體。

21、通過這種結(jié)構(gòu)設(shè)置有利于提高了中子束通過中子通道出射到成像位置的中子束流均勻性及中子注量率。

22、作為優(yōu)選，中子通道內(nèi)壁上設(shè)置準直內(nèi)層，準直內(nèi)層從入射端向出射端方向延伸。

23、準直內(nèi)層的設(shè)置，使散射后較高能中子能量損失較小，盡可能保證中子束流的高能組分損失較小、穿透力較強。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：（1）通過第一準直體與第二準直體對中子束進行準直和反射，并通過第一屏蔽層與第二屏蔽層分別屏蔽次級伽馬射線與中子，并通過第一反射層能夠最大限度地限制中子通道內(nèi)的中子散射，減少對第二準直體末端成像的影響，以供第二準直體末端實現(xiàn)中子成像，從而通過中子成像對被檢物進行無損檢測，并且通過第一屏蔽層、第二屏蔽層與第一反射層能夠降低泄漏至周圍環(huán)境內(nèi)的中子劑量，防止對檢測現(xiàn)場的環(huán)境與人員造成影響；（2）反應(yīng)室內(nèi)設(shè)置的第二反射層能夠減少中子的外泄，并能夠?qū)陌畜w泄漏出的中子在第二反射層中經(jīng)碰撞散射再回到靶體，以對靶體產(chǎn)生的中子充分反射。

技術(shù)特征：

1.一種中子無損檢測設(shè)備準直系統(tǒng)，其特征是，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中子無損檢測設(shè)備準直系統(tǒng)，其特征是，多層結(jié)構(gòu)包括若干第一屏蔽層和若干第二屏蔽層，第一屏蔽層與第二屏蔽層由外向內(nèi)相互交替層疊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中子無損檢測設(shè)備準直系統(tǒng)，其特征是，中子通道從入射端向出射端逐漸變大。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中子無損檢測設(shè)備準直系統(tǒng)，其特征是，第一準直體呈半球狀結(jié)構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中子無損檢測設(shè)備準直系統(tǒng)，其特征是，第二準直體呈圓臺狀結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中子無損檢測設(shè)備準直系統(tǒng)，其特征是，第一反射層置于第二準直體中。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項所述的一種中子無損檢測設(shè)備準直系統(tǒng)，其特征是，第一準直體連接中子源，中子源內(nèi)設(shè)置相互連通的質(zhì)子通道和反應(yīng)室，反應(yīng)室內(nèi)設(shè)置傾斜布設(shè)的靶體，中子通道的入射端與反應(yīng)室連通。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種中子無損檢測設(shè)備準直系統(tǒng)，其特征是，反應(yīng)室內(nèi)壁上設(shè)置第二反射層。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種中子無損檢測設(shè)備準直系統(tǒng)，其特征是，靶體沿著中子通道的軸向設(shè)置，中子通道入射端軸線橫向向前偏離靶體中心，中子通道入射端縱向向下偏離靶體。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項所述的一種中子無損檢測設(shè)備準直系統(tǒng)，其特征是，中子通道內(nèi)壁上設(shè)置準直內(nèi)層，準直內(nèi)層從入射端向出射端方向延伸。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種中子無損檢測設(shè)備準直系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有的準直系統(tǒng)對中子束的屏蔽效果以及對中子的散射限制效果差的不足。該技術(shù)包括：第一準直體；第二準直體，第一準直體和第二準直體均層疊多層屏蔽層形成多層結(jié)構(gòu)；中子通道，中子通道貫穿第一準直體和第二準直體；中子通道一端為入射端，另一端為出射端，中子通道內(nèi)壁上設(shè)置第一反射層，第一反射層從出射端向入射端方向延伸。這種中子無損檢測設(shè)備準直系統(tǒng)提高了對中子束的屏蔽效果，限制了中子散射，避免對無損檢測現(xiàn)場的環(huán)境、人員造成影響。

技術(shù)研發(fā)人員：王盛,姜泉旭,馬寶龍,范晶晶
受保護的技術(shù)使用者：華硼中子科技（杭州）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240401
技術(shù)公布日：2025/1/6