快中子图像探测装置及快中子探测器阵列的制作方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种快中子图像探测装置及快中子探测器阵列的制作方法，属于快中子探测技术领域。该装置包括：快中子探测器阵列，所述快中子探测器阵列由多个玻璃毛细管构成，每个所述玻璃毛细管外壁均镀有反射膜，以使光被约束在当前玻璃毛细管内，仅向所述当前玻璃毛细管两端传输，每个所述玻璃毛细管内部灌装有射线灵敏材料，以便快中子与所述射线灵敏材料中的轻核发生弹性散射，反冲带电原子核在飞行路径上使有机分子π电子激发，从基态跃迁到激发态并通过退激发发光。通过在每个玻璃毛细管外壁均镀有反射膜，由于反射层存在，使得每一根玻璃毛细管内产生的可见光，几乎全部传输到该玻璃毛细管的两个端面，从而避免光在玻璃毛细管间串扰的问题。

Fast Neutron Image Detector and Fabrication Method of Fast Neutron Detector Array

The invention relates to a fast neutron image detection device and a manufacturing method of a fast neutron detector array, belonging to the technical field of fast neutron detection. The device comprises a fast neutron detector array, which is composed of a plurality of glass capillaries. Each glass capillary wall is coated with a reflective film, so that light is confined to the current glass capillary, and only transmits to both ends of the current glass capillary. Each glass capillary is filled internally. A RAY-SENSITIVE material is used for elastic scattering of fast neutrons and light nuclei in the RAY-SENSITIVE material. The recoil charged nucleus excites the organic molecule pion electrons on the flight path, transits from the ground state to the excited state and emits light through the recoil excitation. By coating a reflective film on the outer wall of each glass capillary, the visible light generated in each glass capillary is almost transmitted to the two ends of the glass capillary due to the existence of the reflective layer, thus avoiding the problem of light crosstalk between the glass capillaries.

【技术实现步骤摘要】
快中子图像探测装置及快中子探测器阵列的制作方法
本专利技术属于快中子探测
，具体涉及一种快中子图像探测装置及快中子探测器阵列的制作方法。
技术介绍
快中子探测通常采用有机闪烁体，其探测原理为：快中子在有机闪烁体中与丰富的轻核(主要是质子、氘和碳)发生弹性散射，反冲带电原子核在飞行路径上使有机分子π电子激发，从基态跃迁到激发态，激发态通过荧光过程和磷光过程退激发，并发光，然后通过光收集、光电转换及信号放大、采集系统，完成信号记录，实现快中子探测。对快中子图像探测而言，通常选用闪烁体阵列探测器，其中，减小闪烁体单元横截面尺寸可提高空间分辨能力，增加闪烁体单元长度可提高探测效率。目前采用的闪烁体单元主要为塑料闪烁体光纤和灌装液体闪烁体的玻璃毛细管，本申请的研究人在研究本申请的过程中发现：前者难以实现大长径比(长度与横截面尺寸之比)闪烁体单元的批量加工与高精度、无变形装配，使得探测效率低下；而后者虽然已实现横截面直径为50微米、长度10厘米的玻璃毛细管批量加工、装配及液体闪烁体灌装，但是存在严重的光串扰问题，使得空间分辨能力低下。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种快中子图像探测装置及快中子探测器阵列的制作方法，以有效地改善上述问题。本专利技术的实施例是这样实现的：本专利技术实施例提供了一种快中子图像探测装置，包括：快中子探测器阵列，所述快中子探测器阵列由多个玻璃毛细管构成，每个所述玻璃毛细管外壁均镀有反射膜，以使光被约束在当前玻璃毛细管内，仅向所述当前玻璃毛细管两端传输，每个所述玻璃毛细管内部灌装有射线灵敏材料，以便快中子与所述射线灵敏材料中的轻核发生弹性散射，反冲带电原子核在飞行路径上使有机分子π电子激发，从基态跃迁到激发态并通过退激发发光。在本专利技术可选的实施例中，还包括：透光面板；所述快中子探测器阵列的两端面均采用所述透光面板进行封装。在本专利技术可选的实施例中，所述透光面板为玻璃面板或光纤面板。在本专利技术可选的实施例中，每个所述玻璃毛细管的长度在80至120mm之间，内径在0.05至1mm之间。在本专利技术可选的实施例中，所述射线灵敏材料为以碳、氢为主的液体闪烁体或氘代液体闪烁体。所述反射膜为由金属材料或金属化合物制成的膜层。在本专利技术可选的实施例中，所述金属材料为铜、铝、金或银。在本专利技术可选的实施例中，所述反射膜的厚度不大于8微米。本专利技术实施例还提供了一种快中子探测器阵列的制作方法，包括：提供多个玻璃毛细管，在每个所述玻璃毛细管外壁镀反射膜，以使光被约束在当前玻璃毛细管内，仅向所述当前玻璃毛细管两端传输；利用装配模具将镀有反射膜的多个玻璃毛细管规则地排布，形成玻璃毛细管阵列；向所述玻璃毛细管阵列中的每个玻璃毛细管内部灌装射线灵敏材料，形成快中子探测器阵列。在本专利技术可选的实施例中，还包括：采用透光面板对所述快中子探测器阵列的两端面进行封装。本专利技术实施例的快中子图像探测装置，包括：快中子探测器阵列，所述快中子探测器阵列由多个玻璃毛细管构成，每个所述玻璃毛细管外壁均镀有反射膜，以使光被约束在当前玻璃毛细管内，仅向所述当前玻璃毛细管两端传输，每个所述玻璃毛细管内部灌装有射线灵敏材料，以便快中子与所述射线灵敏材料中的轻核发生弹性散射，反冲带电原子核在飞行路径上使有机分子π电子激发，从基态跃迁到激发态并通过退激发发光。通过在每个玻璃毛细管外壁均镀有反射膜，以使光被约束在当前玻璃毛细管内，仅向当前玻璃毛细管两端传输，换句话说该反射膜可完全反射可见光，即无可见光穿透该膜层，由于反射层存在，使得每一根玻璃毛细管内产生的可见光，几乎全部传输到该玻璃毛细管的两个端面，从而避免光在玻璃毛细管间串扰的问题，进而提高了快中子的探测效率和空间分辨能力。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术实施例而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本专利技术的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本专利技术的主旨。图1示出了本专利技术实施例提供的一种快中子图像探测装置的结构示意图。图2示出了本专利技术实施例提供的快中子探测器阵列的结构示意图。图3示出了应用本专利技术实施例提供的快中子图像探测装置对可见光进行测量的一种应用示意图。图4示出了应用本专利技术实施例提供的快中子图像探测装置的对可见光进行测量的又一种应用示意图。图5示出了本专利技术实施例提供的快中子探测器阵列的制作方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。对快中子图像探测而言，通常选用闪烁体阵列探测器，其中，减小闪烁体单元横截面尺寸可提高空间分辨能力，增加闪烁体单元长度可提高探测效率。目前采用的闪烁体单元主要为塑料闪烁体光纤和灌装液体闪烁体的玻璃毛细管，本申请的研究人在研究本申请的过程中发现：前者难以实现大长径比(长度与横截面尺寸之比)闪烁体单元的批量加工与高精度、无变形装配，使得探测效率低下；而后者虽然已实现横截面直径为50微米、长度10厘米的玻璃毛细管批量加工、装配及液体闪烁体灌装。在灌装有液体闪烁体的玻璃毛细管中，闪烁体内发出的光通过在毛细管壁处发生全反射传递到毛细本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快中子图像探测装置，其特征在于，包括：快中子探测器阵列，所述快中子探测器阵列由多个玻璃毛细管构成，每个所述玻璃毛细管外壁均镀有反射膜，以使光被约束在当前玻璃毛细管内，仅向所述当前玻璃毛细管两端传输，每个所述玻璃毛细管内部灌装有射线灵敏材料，以便快中子与所述射线灵敏材料中的轻核发生弹性散射，反冲带电原子核在飞行路径上使有机分子π电子激发，从基态跃迁到激发态并通过退激发发光。

【技术特征摘要】
1.一种快中子图像探测装置，其特征在于，包括：快中子探测器阵列，所述快中子探测器阵列由多个玻璃毛细管构成，每个所述玻璃毛细管外壁均镀有反射膜，以使光被约束在当前玻璃毛细管内，仅向所述当前玻璃毛细管两端传输，每个所述玻璃毛细管内部灌装有射线灵敏材料，以便快中子与所述射线灵敏材料中的轻核发生弹性散射，反冲带电原子核在飞行路径上使有机分子π电子激发，从基态跃迁到激发态并通过退激发发光。2.根据权利要求1所述的快中子图像探测装置，其特征在于，还包括：透光面板；所述快中子探测器阵列的两端面均采用所述透光面板进行封装。3.根据权利要求2所述的快中子图像探测装置，其特征在于，所述透光面板为玻璃面板或光纤面板。4.根据权利要求1所述的快中子图像探测装置，其特征在于，每个所述玻璃毛细管的长度在80至120mm之间，内径在0.05至1mm之间。5.根据权利要求1所述的快中子图像探测装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈忠靖，张兴，晏骥，蒋炜，余波，涂绍勇，尹传盛，蒲昱东，董云松，刘慎业，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：四川,51