一种基于硅PIN的中子探测器制造技术

技术编号:18447527 阅读:26 留言:0更新日期:2018-07-14 11:25
本实用新型专利技术涉及辐射测量技术领域,具体公开了一种基于硅PIN的中子探测器,通过在陶瓷封装的硅光电二极管上衬硼层,以达到探测中子的目的。本实用新型专利技术装置体积尺寸灵活,安全性较高,可应用于中子个人剂量报警仪等小型化的仪表。

A neutron detector based on silicon PIN

The utility model relates to the field of radiation measurement, in particular, a neutron detector based on silicon PIN is disclosed. By lining a boron layer on a silicon photodiode encapsulated by a ceramic, the purpose of detecting neutrons is achieved. The utility model has the advantages of flexible volume size and high safety, and can be applied to miniaturized instruments such as neutron personal dose alarm devices.

【技术实现步骤摘要】
一种基于硅PIN的中子探测器
本技术属于辐射测量
,具体涉及一种基于硅PIN的中子探测器。
技术介绍
随着我国核工业与核相关领域的蓬勃发展,对中子探测的需求日益增加,主要表现在:中子屏蔽设计的合理性;中子对人造成剂量的多少;中子场分布的状况等。而中子个人剂量报警仪主要用来测量中子照射人体的剂量,评价中子对人体造成的伤害。目前可应用于中子个人剂量报警仪的探测器主要包括6LiI(Eu)和衬硼金硅面垒探测器等。其中,6LiI(Eu)易潮解,需要封装,不适用于小型化仪表;而衬硼金硅面垒探测器的缺点较多,主要有:所需高压为几百伏,安全隐患较大,同时探测器的体积过大且容易破损。因此当前亟需设计一种体积尺寸灵活、安全轻便且探测灵敏的中子探测器。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于硅PIN的中子探测器,适用于中子个人剂量报警仪。本技术的技术方案如下:一种基于硅PIN的中子探测器,包括铝片、硼层、硅PIN和陶瓷底托;在所述铝片的表面镀硼层,将铝片镀有硼层的一侧与硅PIN耦合;在所述陶瓷底托的上表面开槽,硅PIN设于槽中,组成陶瓷封装的硅光电二极管。铝片的厚度选择范围为1~3mm。硼层的厚度选择范围为0.85~1mg/cm2。所述的硅PIN的厚度为D,D≥20μm。所述硼层与硅PIN的距离为H,H≤1mm。所述陶瓷封装的硅光电二极管采用市售的滨松集团硅光电二极管产品。本技术的有益效果在于:(1)本技术通过在硅PIN表面衬硼以达到探测中子的目的,能够作为中子探测器应用于中子仪器中,对目前的中子探测器的种类起到扩充与完善的效果。(2)本技术中采用的硅PIN半导体表面可用酒精棉球擦拭,不易破损。(3)本技术中采用的硅PIN半导体体积尺寸灵活,以滨松产品链为例从1.3×1.3mm到30×30mm之间有数百种尺寸可供选择,若需要更大尺寸,还可通过硅PIN组成相应的尺寸的阵列。(4)本技术中采用的硅PIN以滨松产品为例,偏压一般为几伏,高一点的为几十伏,安全性较高。(5)本技术装置可应用于小型化的仪表,适用于中子个人剂量报警仪。附图说明图1为基于硅PIN的中子探测器的镀硼结构示意图;图2为基于硅PIN的中子探测器示意图。图中:1-铝片;2-硼层;3-硅PIN;4-陶瓷底托。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本技术作进一步详细说明。如图1-2所示的一种基于硅PIN的中子探测器,通过在陶瓷封装的硅光电二极管上衬硼层,以达到探测中子的目的,包括铝片1、硼层2、硅PIN3和陶瓷底托4。在所述铝片1的表面镀硼层2,镀硼方式采用电泳法;将铝片1镀有硼层2的一侧与硅PIN3耦合,硼层2与硅PIN3的距离为H,H≤1mm。铝片1的厚度选择范围为1~3mm。所述的硼层2选择材料为纯度在99%以上的硼单质,其中10B丰度大于92%,以提高中子的探测效率。硼层2的厚度选择范围为0.85~1mg/cm2。在所述陶瓷底托4的上表面开槽,硅PIN3设于槽中,组成陶瓷封装的硅光电二极管。所述的硅PIN3的厚度为D,D≥20μm。硅PIN3的偏压在保证中子探测效率的前提下,越低越好。所述陶瓷封装的硅光电二极管也可直接采用市售的滨松集团硅光电二极管产品。中子灵敏度的测定:在已知注量率的中子源的相应位置放置基于硅PIN的中子探测器,测得相应的中子计数率(cps),由计数率与已知注量率相除,得到中子灵敏度,单位为cps/nv,n为中子数密度,v为中子速度。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已,并不用以限制本技术,在不脱离本技术范围的情况下,还可以对本技术进行等同替换和各种变动,且均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于硅PIN的中子探测器,其特征在于:包括铝片(1)、硼层(2)、硅PIN(3)和陶瓷底托(4);在所述铝片(1)的表面镀硼层(2),将铝片(1)镀有硼层(2)的一侧与硅PIN(3)耦合;在所述陶瓷底托(4)的上表面开槽,硅PIN(3)设于槽中,组成陶瓷封装的硅光电二极管。

【技术特征摘要】
1.一种基于硅PIN的中子探测器,其特征在于:包括铝片(1)、硼层(2)、硅PIN(3)和陶瓷底托(4);在所述铝片(1)的表面镀硼层(2),将铝片(1)镀有硼层(2)的一侧与硅PIN(3)耦合;在所述陶瓷底托(4)的上表面开槽,硅PIN(3)设于槽中,组成陶瓷封装的硅光电二极管。2.如权利要求1所述的一种基于硅PIN的中子探测器,其特征在于:铝片(1)的厚度选择范围为1~3mm。3.如权利要求2所述的一种基于硅PIN的中...

【专利技术属性】
技术研发人员:张庆威王婷婷林德雨陈洁赵哲
申请(专利权)人:中核控制系统工程有限公司
类型:新型
国别省市:北京,11

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