光中子源和中子检查系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种光中子源和中子检查系统。光中子源包括：电子加速管，用于加速电子束流；X射线转化靶，经所述电子加速管加速的电子束流轰击所述X射线转化靶产生X射线；光中子靶，所述X射线进入所述光中子靶并产生光中子；和中子调制罩壳，罩设于所述光中子靶外部，所述中子调制罩壳包括用于所述光中子输出的中子准直口。本实用新型专利技术可以从光中子源的中子准直口直接输出所需的中子束流。

【技术实现步骤摘要】
光中子源和中子检查系统
本技术涉及辐射检查
，特别涉及一种光中子源和中子检查系统。
技术介绍
中子在与不同的元素发生反应时，发射出不同的特征能量光子。基于特异物的元素含量特征和中子与原子核的反应机理，通过探测被检测物的特征γ能谱，确定物质的元素组成以及各元素的比例关系，以此区分是爆炸物、毒品或者是一般有机物，准确性较高。如爆炸物的元素组成通常为C、H、N、O，而且N和O的含量较高，H和C的含量很少；在许多毒品的制备过程中，需要含氯物质的参与，因此，通过分析H、N、Cl等元素的比例关系可以探测毒品/易制毒物质。基于中子穿透力强，能够进行元素分析等优点，在安检领域，可以使用中子对大型集装箱、大型车辆内的物品进行物质识别，对可能存在的毒品或爆炸物等特异物质进行鉴别。中子的产生和输运是通过中子检查物品时整个物理过程中的第一步。安检领域中常用的中子源有同位素中子源和中子发生器，但是这两种中子源在中子产额、使用寿命等方面都有各自的不足和弊端，对于大体积物品的快速检查不是最优选择。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种光中子源和中子检查系统，可以直接输出所需的中子束流。本技术第一方面提供一种光中子源，包括：电子加速管，用于加速电子束流；X射线转化靶，经所述电子加速管加速的电子束流轰击所述X射线转化靶产生X射线；光中子靶，所述X射线进入所述光中子靶并产生光中子；和，中子调制罩壳，罩设于所述光中子靶外部，所述中子调制罩壳包括用于所述光中子输出的中子准直口。进一步地，所述中子调制罩壳罩设于所述电子加速管、所述X射线转化靶和所述光中子靶外部。进一步地，所述X射线转化靶部分或全部位于所述光中子靶内。进一步地，所述光中子靶包括重水靶或铍靶。进一步地，所述光中子靶为重水靶，所述重水靶包括密闭外壳和封闭设置于所述密闭外壳内的重水，所述密闭外壳包括凹入部，所述X射线转化靶部分或全部位于所述凹入部内。进一步地，所述重水靶为圆柱靶，所述圆柱靶的轴线沿所述电子加速管的电子束流的出束方向设置。进一步地，所述电子加速管、所述X射线转化靶和所述光中子靶同轴设置。进一步地，所述电子加速管位于所述X射线转化靶和所述光中子靶的上方，所述X射线转化靶部分或全部位于所述光中子靶的上部内。进一步地，所述中子调制罩壳包括用于屏蔽X射线的屏蔽层，所述屏蔽层设置于所述光中子靶的外部。进一步地，所述屏蔽层设置于所述电子加速管、所述X射线转化靶和所述光中子靶的外部。进一步地，所述屏蔽层包括用于屏蔽X射线并屏蔽中子的第一屏蔽体和用于屏蔽X射线并透射中子的第二屏蔽体。进一步地，所述第一屏蔽体包括铅屏蔽体，所述第二屏蔽体包括铋屏蔽体。进一步地，所述第一屏蔽体和所述第二屏蔽体采用同种屏蔽材料构成，所述第二屏蔽体的厚度小于所述第一屏蔽体的厚度。进一步地，所述第一屏蔽体和所述第二屏蔽体均为铅屏蔽体。进一步地，所述屏蔽层包括铋屏蔽层或铋合金屏蔽层。进一步地，所述第一屏蔽体包括罩设在所述光中子发生结构外部的屏蔽罩，所述屏蔽罩具有中子输出口，所述第二屏蔽体设置于所述中子输出口内并封闭所述中子输出口。进一步地，所述中子输出口位于所述电子束流的出束方向的侧部。进一步地，所述中子调制罩壳还包括设置于所述屏蔽层外侧以慢化光中子的中子慢化层和/或设置于所述屏蔽层外侧以吸收光中子的中子吸收层。进一步地，所述中子调制罩壳包括所述中子慢化层和所述中子吸收层，所述中子吸收层设置于所述中子慢化层的外侧。进一步地，所述中子慢化层包括石墨慢化层或重水吸收层；和/或，所述中子吸收层包括碳化硼吸收层、石蜡吸收层、含硼石蜡吸收层或含硼聚乙烯吸收层。进一步地，所述屏蔽层包括用于屏蔽X射线并屏蔽中子的第一屏蔽体和用于屏蔽X射线并透射中子的第二屏蔽体；所述中子慢化层包括第一慢化部和厚度小于所述第一慢化部的第二慢化部，所述第一慢化部设置于所述第一屏蔽体外侧，所述第二慢化部设置于所述第一屏蔽体外侧。进一步地，所述屏蔽层包括用于屏蔽X射线并屏蔽中子的第一屏蔽体和用于屏蔽X射线并透射中子的第二屏蔽体；所述中子吸收层具有设置于所述第二屏蔽体外侧的中子发射窗口。进一步地，所述中子调制罩壳还包括用于控制中子发射形状的中子准直器，所述中子准直器位于所述中子发射窗口内，所述中子准直器包括所述中子准直口。进一步地，所述光中子源还包括波导，所述波导包括与所述电子加速管连接的直管段和与所述直管段连接的引导段，所述引导段的至少一部分与所述直管段具有夹角。进一步地，所述波导穿设于所述中子调制罩壳内。本技术第二方面提供一种中子检查系统，包括本技术第一方面中任一项所述的光中子源。进一步地，所述中子检查系统为车载式检查系统。进一步地，所述电子加速管的电子束流的出束方向垂直于地面。基于本技术提供的光中子源和中子检查系统，光中子源包括电子加速管、X射线转化靶、光中子靶和中子调制罩壳，可以从光中子源的中子准直口直接输出所需的中子束流。进一步地，该光中子源结构紧凑，安装调试简单方便。中子检查系统包括该光中子源，具有光中子源具有的全部优点。通过以下参照附图对本技术的示例性实施例的详细描述，本技术的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术实施例的光中子源的结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。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讨论。在本技术的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。在本技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光中子源，其特征在于，包括：电子加速管(2)，用于加速电子束流；X射线转化靶(3)，经所述电子加速管(2)加速的电子束流轰击所述X射线转化靶(3)产生X射线；光中子靶(4)，所述X射线进入所述光中子靶(4)并产生光中子；和，中子调制罩壳，罩设于所述光中子靶(4)外部，所述中子调制罩壳包括用于所述光中子输出的中子准直口。

【技术特征摘要】
1.一种光中子源，其特征在于，包括：电子加速管(2)，用于加速电子束流；X射线转化靶(3)，经所述电子加速管(2)加速的电子束流轰击所述X射线转化靶(3)产生X射线；光中子靶(4)，所述X射线进入所述光中子靶(4)并产生光中子；和，中子调制罩壳，罩设于所述光中子靶(4)外部，所述中子调制罩壳包括用于所述光中子输出的中子准直口。2.根据权利要求1所述的光中子源，其特征在于，所述中子调制罩壳罩设于所述电子加速管(2)、所述X射线转化靶(3)和所述光中子靶(4)外部。3.根据权利要求1所述的光中子源，其特征在于，所述X射线转化靶(3)部分或全部位于所述光中子靶(4)内。4.根据权利要求1所述的光中子源，其特征在于，所述光中子靶(4)包括重水靶或铍靶。5.根据权利要求1所述的光中子源，其特征在于，所述光中子靶(4)为重水靶，所述重水靶包括密闭外壳和封闭设置于所述密闭外壳内的重水，所述密闭外壳包括凹入部，所述X射线转化靶(3)部分或全部位于所述凹入部内。6.根据权利要求5所述的光中子源，其特征在于，所述重水靶为圆柱靶，所述圆柱靶的轴线沿所述电子加速管(2)的电子束流的出束方向设置。7.根据权利要求1所述的光中子源，其特征在于，所述电子加速管(2)、所述X射线转化靶(3)和所述光中子靶(4)同轴设置。8.根据权利要求1所述的光中子源，其特征在于，所述电子加速管(2)位于所述X射线转化靶(3)和所述光中子靶(4)的上方，所述X射线转化靶(3)部分或全部位于所述光中子靶(4)的上部内。9.根据权利要求1至8中任一项所述的光中子源，其特征在于，所述中子调制罩壳包括用于屏蔽X射线的屏蔽层，所述屏蔽层设置于所述光中子靶(4)的外部。10.根据权利要求9所述的光中子源，其特征在于，所述屏蔽层设置于所述电子加速管(2)、所述X射线转化靶(3)和所述光中子靶(4)的外部。11.根据权利要求9所述的光中子源，其特征在于，所述屏蔽层包括用于屏蔽X射线并屏蔽中子的第一屏蔽体(5)和用于屏蔽X射线并透射中子的第二屏蔽体(9)。12.根据权利要求11所述的光中子源，其特征在于，所述第一屏蔽体(5)包括铅屏蔽体，所述第二屏蔽体(9)包括铋屏蔽体。13.根据权利要求11所述的光中子源，其特征在于，所述第一屏蔽体和所述第二屏蔽体采用同种屏蔽材料构成，所述第二屏蔽体的厚度小于所述第一屏蔽体的厚度。14.根据权利要求13所述的光中子源，其特征在于，所述第一屏蔽体(5)和所述第二屏蔽体(9)均为铅屏蔽体。15.根据权利要求9所述的光中子源，其特征在于，所述屏蔽层包括铋屏蔽层或铋合金屏蔽层...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨祎罡，李荐民，王东宇，于昊，王伟珍，管伟强，印炜，李伟，宋全伟，李玉兰，宗春光，刘耀红，李元景，陈志强，张丽，
申请(专利权)人：清华大学，同方威视技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11