一种多用途的中子终端制造技术

本发明专利技术涉及一种多用途的中子终端，主要应用于对辐射防护领域中子剂量率仪的剂量刻度、材料屏蔽性能、辐射探测及应用领域中子探测器的能量测量性能评估及位置分辨评价。该发明专利技术主要包括中子源及控制系统和准直慢化系统。利用控制系统将源吊起到合适的高度，加上影锥的使用可用于仪器刻度。如果再配合可移动式的准直慢化系统，其中慢化屏蔽体可根据要求自由更换，中子源可完美嵌入系统中，使源的射束不会往外泄露，可通过准直孔可得到不同能谱、不同位置和形状的中子束。本发明专利技术具有安全稳定、功能多样、便捷易实现等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种多用途的中子终端
本专利技术属于辐射防护领域，具体涉及一种多用途的中子终端。
技术介绍
中子源是能够产生中子的装置，除可用于对辐射防护领域中子剂量仪的剂量刻度、材料屏蔽性能、辐射探测及应用领域中子探测器的能量测量性能评估等，在石油测井、水分测定、活化分析等方面都有重要的应用，因此中子源不同能谱的获取至关重要。传统的中子终端只能实现较单一的功能，如中子剂量率仪的刻度或中子能谱分布的测量，需要实现不同的功能往往需要多个终端。在这种背景基础下，通过建立完整的慢化准直系统可实现一种多用途的中子终端测量系统。中子剂量率仪的剂量刻度校准功能可通过影锥-中子源的组合来实现，其几何示意图如图一所示，原理如下，未加影锥时测得的剂量率会受到来自地板、墙壁及仪器本身散射线的干扰。而影锥一般由含硼聚乙烯或含硼石蜡制成，对中子有很强的吸收作用。影锥与中子源之间的距离要适当，影锥的后端与受检仪器之间的距离不小于椎体的长度，影锥的锥角应使得其投影略大于被检仪器的最大尺寸。通过在中子源和被检仪器之间放置几何合适的影锥可以得到散射线的剂量率来修正中子散射的影响。能量响应函数表示各位置的响应随入射中子能量变化的关系。为了测量中子探测器的能量响应性能首先要产生不同的入射能量的中子，为了减小斜射对能量测量的影响，应对射线加以准直，准道孔的直径与准直器的厚度均对射线的准值情况及计数率有影响,应将孔径与厚度配合起来选择，可采用多个准直孔，进一步减少入射粒子的能量分散，提高测量速度；再通过在中子源后探测器前放置适当的慢化屏蔽体如聚乙烯将中子慢化，即可产生不同的入射能量的中子。通过记录探测器与不同能量下中子发生响应的次数，即可求得探测器的能量响应曲线。为了完成中子探测器的位置测量性能评估首先应对射束进行准直，在准直孔前添加不同形状的光栏，使中子束通过狭缝得到准直的某方向上的射束对探测器进行测试，利用位置重建的空间分布得到探测器的位置分辨。目前在辐射防护领域内未见有同时完成以上多种功能的终端，能实现上述多种功能的终端有很大的发展空间。申请人不知道上述领域中的先有技术解决方法，提供了一种多用途的中子终端，用于将剂量率仪刻度、提供不同能谱、不同出射位置和形状的中子束的功能组合更加便捷的在终端上完成。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种灵活实现中子剂量率仪的刻度、提供不同能谱、不同出射位置和形状的中子束的功能的多用途的中子终端。本专利技术的目的通过如下技术方案来实现：一种多用途的中子终端，包括中子源、控制系统和准直慢化系统；所述控制系统包括聚乙烯圆盘、屏蔽井、升降机和影锥；所述准直慢化系统包括屏蔽体和慢化体和/或光栅；所述中子源通过铁链与聚乙烯圆盘相连，聚乙烯圆盘通过铁链与升降机连接，所述屏蔽体上设置有放源处和水平方向的准直孔，准直孔前段放置慢化体和/或光栅，还设置有系统运行轨道平台，所述系统运行轨道平台与准直慢化系统相配合。所述中子终端未使用的时候，中子源放置在屏蔽井中，所述屏蔽井井口的尺寸大于中子源的尺寸，小于聚乙烯圆盘的尺寸；所述中子终端使用的时候，中子源和聚乙烯圆盘放置在屏蔽体中，所述中子源与准直孔对准；所述屏蔽体为对中子有强吸收作用的长方体。本专利技术的有益效果在于：本专利技术用于对辐射防护领域中子剂量仪的剂量刻度、材料屏蔽性能、辐射探测及应用领域中子探测器的能量测量性能评估及位置分辨评价等，该终端融合了多种用途的应用功能，只需简单的控制操作与慢化屏蔽体更换，即可实现功能的切换；本专利技术通过中子源-准直慢化系统的使用可实现对辐射探测及应用领域中子探测器的能量测量性能评估及位置分辨评价；本专利技术该终端具有安全稳定、功能多样、便捷易实现等优点。附图说明图1：中子源、影锥和受检仪器几何示意图；其中1为中子源、2为影锥、3为受检仪器；图2：中子源及其控制系统；其中4为屏蔽井、5为中子源、6为聚乙烯圆盘、7为升降控制器；图3a-图3c：中子源与屏蔽体的三视图；图4a-图4c：多用途的中子终端操作流程示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明：本专利技术为辐射防护领域一种基于中子源来实现多用途的终端设计，除常规用于辐射测量领域中子剂量率仪的剂量刻度外，还可用于材料屏蔽性能、辐射探测及应用领域中子探测器的能量测量性能评估以及位置分辨评价等。本专利技术的目的在于，克服现有的中子终端性能单一的不足，通过组合中子源及其控制系统和准直慢化系统建立可移动式的多用途中子终端，灵活实现中子剂量率仪的刻度、提供不同能谱、不同出射位置和形状的中子束的功能。为实现以上目的，本专利技术是通过以下技术方案来实现的：本专利技术的多用途中子终端系统由中子源及其控制系统和准直慢化系统构成。各组件具体构成、位置摆放和功能实现如下：(1)中子源及其控制系统包括中子源、聚乙烯圆盘、屏蔽井、升降机和影锥组成。在结构上，其外有一个几厘米大小的铝制源盒，其上方有一个用于屏蔽的聚乙烯圆盘，并拴有铁链。该源平时会放在一个相对地面有一定深度平台的屏蔽井中。需要使用时会利用升降控制机远程控制进行升降(源与所附聚乙烯圆盘同步升降)。(2)准直慢化系统整体上是一个的长方体平台，组成材料均为对中子有强吸收作用的屏蔽体，其中有部分凿空，包括上方的放源处与水平方向上的准直孔，需要使用时可通过平台下方的轨道移动。(3)需要对中子剂量率仪进行刻度时，先通过升降机将源吊起到合适位置以减少散射，再配合影锥的使用即可完成刻度。(4)需要产生不同能量区间、不同形状的中子束时，首先用升降机将源及聚乙烯圆盘从屏蔽井中提出；再通过轨道将准直慢化系统运送到屏蔽井上方即源下方；然后可将中子源和聚乙烯圆盘一起置于屏蔽体中，使中子源能够正对准直孔。除了准直孔所在方向以外，其他方向均能对中子源的辐射起到有效的屏蔽。通过在准直孔前添加不同的慢化体或光栏即可产生不同能量区间、不同位置和形状的中子束，可用于评价探测器的能量响应和位置分辨能力。以下提供本专利技术：多用途的中子终端功能实现的具体实施方式，并提供三个实施例，但本专利技术不限于所提供的实施例。例1：用于产生可用于探测器位置分辨的束流的布置方案如图2、3、4所示，中子源可采用Am-Be源，源活度为100mCi其上方有其上方有一个直径约为25～30cm、厚度40cm的聚乙烯圆盘，该源平时会放在一个深约1.31m、相对地面有一定深度平台的屏蔽井中，紧贴屏蔽材料处的当量剂量率为0.9～1.0uSv/h左右。慢化准直系统整体上是一个90*90*70cm3的长方体，其中有部分凿空，包括上方的放源处与水平方向上的准直孔。其各处尺寸的考虑如下：(1)考虑到源的大小为几厘米，而聚乙烯圆盘的直径为25～30cm左右，选取L1＝30cm，L2＝10cm；(2)为了支撑聚乙烯圆盘，L3设置为10cm，使得聚乙烯圆盘能够平稳放置；(3)假设聚乙烯圆盘同放射源间连接物的长度为10cm，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多用途的中子终端，其特征是，包括中子源、控制系统和准直慢化系统；所述控制系统包括聚乙烯圆盘、屏蔽井、升降机和影锥；所述准直慢化系统包括屏蔽体和慢化体和/或光栅；所述中子源通过铁链与聚乙烯圆盘相连，聚乙烯圆盘通过铁链与升降机连接，所述屏蔽体上设置有放源处和水平方向的准直孔，准直孔前段放置慢化体和/或光栅，还设置有系统运行轨道平台，所述系统运行轨道平台与准直慢化系统相配合。/n

【技术特征摘要】
1.一种多用途的中子终端，其特征是，包括中子源、控制系统和准直慢化系统；所述控制系统包括聚乙烯圆盘、屏蔽井、升降机和影锥；所述准直慢化系统包括屏蔽体和慢化体和/或光栅；所述中子源通过铁链与聚乙烯圆盘相连，聚乙烯圆盘通过铁链与升降机连接，所述屏蔽体上设置有放源处和水平方向的准直孔，准直孔前段放置慢化体和/或光栅，还设置有系统运行轨道平台，所述系统运行轨道平台与准直慢化系统相配合。


2.根据权利要求1所述的多用途的中子终端，其特征是，所述中子终端未使用的时候...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋玉收，赵云龙，胡力元，侯英伟，刘辉兰，吴坤，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23