大动态脉冲中子测量系统技术方案

本发明专利技术公开了一种大动态脉冲中子测量系统，包括用于放置目标中子源的靶仓、样品搭载组件，其包括真空隔离直筒和位于该真空隔离直筒内的样品固定件，并在驱动机构的驱动下直线移动以靠近或远离位于靶仓内的目标中子源，样品固定件上具有至少两种直径规格和/或深度规格的搭载孔，搭载孔用于固定待活化样。采用以上方案，通过可移动的真空隔离直筒，以及具有多种规格搭载孔的样品固定件，满足大范围中子产额测量需求，且精准控制各步时间，大大提高测量精度和效率。

【技术实现步骤摘要】
大动态脉冲中子测量系统
本专利技术涉及中子测量设备领域，具体涉及一种大动态脉冲中子测量系统。
技术介绍
在聚变物理实验中，聚变中子在极短时间内产生。瞬态中子产额通常使用中子活化测量系统给出。聚变中子在活化样品靶材料内激发出特征活化核素，活化后的样品靶材料转运到伽马射线探测器上进行特征伽马射线测量。由于伽马射线探测器存在一定的线性范围，故使用单一尺寸的样品经活化后测量得到的中子产额范围有限，导致聚变物理实验中子产额通常不能够精确预测，即使用单一尺寸样品较难获得较高的测量准确度，同时，聚变物理实验中瞬态中子产额测量精度还与样品到目标中子源距离的控制精度、活化样品测量时间同步精度等相关，故亟需一种能够兼顾上述诸多问题的测量系统，以提高实验中瞬态中子产额的测量精度。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种大动态脉冲中子测量系统，以便快速测得伽马射线能谱，并提高测量仪器的可靠性和稳定性。为实现上述目的，本专利技术技术方案如下：一种大动态脉冲中子测量系统，其关键在于，包括：呈中空结构的靶仓，用于放置目标中子源；样品搭载组件，包括真空隔离直筒和位于该真空隔离直筒内的样品固定件，所述真空隔离直筒能够与靶仓合围形成真空空间，并在驱动机构的驱动下直线移动以靠近或远离位于靶仓内的目标中子源，所述样品固定件上具有至少两种直径规格和/或深度规格的搭载孔，所述搭载孔用于固定待活化样品。采用以上方案，通过样品固定件上不同直径规格和/或深度规格的搭载孔，可用于放置不同规格的样品，能够实现一次聚变实验中多种尺寸样品的活化测量，多种尺寸样品活化能够避免单一样品活化后样品活度过低或过高引起伽马射线探测器无法准确测量的问题，即适合聚变物理实验多种产额的范围，提高瞬态中子产额准确测量的动态范围，作为优选：还包括集中控制箱，其用于接收真空隔离直筒前端与目标中子源的距离信号，并控制驱动机构工作；伽马测量组件，用于测量样品活化后的中子产额，其包括伽马能谱记录器和伽马射线探测器；触发同步控制器，用于控制集中控制箱和伽马能谱记录器的工作时间节点。采用以上结构，同时通过同步控制器依靠脉冲信号控制相关设备，可以很好的控制聚变实验各步的时间节点，避免时间不同步造成瞬态中子产额测量出现误差，大大提高测量精度。作为优选：所述样品搭载组件还包括套设于真空隔离直筒外侧的波纹伸缩管，所述波纹伸缩管具有前连接端和后连接端，其中后连接端与真空隔离直筒的后端固定连接，所述前连接端固套有右安装法兰，所述靶仓上具有与所述右安装法兰匹配的左安装法兰。采用以上结构，通过波纹伸缩管可以更好的对真空隔离直筒和靶仓的连接位置进行密封，保证辐照环境的真空度，有利于提高实验测量精度。作为优选：所述驱动机构包括丝杆和伺服电机，所述丝杆的前端以可转动方式支撑于右安装法兰上，后端以螺纹配合方式与后连接端相连，所述伺服电机用于驱动丝杆转动，所述真空隔离直筒前端设有激光测距探头，所述激光测距探头通过复合反馈电缆与集中控制箱相连，所述伺服电机通过驱动控制线缆与集中控制箱相连。采用以上方案，激光测距探头可准确监测真空隔离直筒前端与目标中子源之间的距离，再通过其反馈信号，集中控制器及时对伺服电机发出指令，可以更精准的控制真空隔离筒的位置，提高测量精度，同时利用丝杆和伺服电机配合的驱动机构，有利于提高真空隔离筒移动平稳度，即保证样品移动的平稳性。作为优选：所述样品固定件的后端具有沿其长度方向向后延伸的扶正管，所述复合反馈电缆穿过该扶正管。采用以上方案，防止复合反馈电缆发生拖曳，对样品固定件的位置造成影响。作为优选：所述样品固定件包括至少两个呈盘状结构的固定座，所述固定座沿真空隔离直筒的轴向分布，且各固定座之间均具有厚度差，每个所述固定座上设有至少两个所述搭载孔，同一固定座上的各个搭载孔之间均具有直径差，各固定座之间正对的搭载孔直径相等。采用不同厚度的固定座，并在各固定座上设置直径不一的搭载孔，满足多种规格样品的放置。作为优选：所述触发同步控制器与伽马能谱记录器之间设有时间延迟控制器，所述触发同步控制器通过触发信号线缆B与该时间延迟控制器相连，所述时间延迟控制器通过延迟控制线与伽马能谱记录器相连，所述触发同步控制器通过触发信号线缆A与集中控制箱相连。采用以上方案，通过时间延迟控制器可以更好的实现时间节点的同步控制，即更好的把控辐照与测量时间之间的间隔，有利于进一步提高中子产额的测量精度。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：采用本专利技术提供的大动态脉冲中子测量系统，以同步测量控制机制配合可移动的真空隔离直筒，以及具有多种规格搭载孔的样品固定件，满足大范围中子产额测量需求，且精准控制各步时间，大大提高测量精度，提高测量效率。附图说明图1为本专利技术的结构及原理示意图；图2为样品搭载组件结构示意图；图3为图2的剖视图；图4为样品固定件结构示意图。具体实施方式以下结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明。参考图1和图4所示的大动态脉冲中子测量系统，其主要包括靶仓23、样品搭载组件、集中控制箱9、伽马测量组件和触发同步控制器10，其中靶仓23大体呈中空球状结构，主要用于放置目标中子源1，其一侧具有与其内部连通的左安装法兰24。本实施例中，样品搭载组件则主要包括波纹伸缩管6、真空隔离直筒7，以及位于该真空隔离直筒7内的样品固定件4，如图所示，真空隔离直筒7的前端封闭，后端敞口，波纹伸缩管6套设于真空隔离直筒7的外侧，波纹伸缩管6具有两个刚性连接端，分别为前连接端60和后连接端61，其中后连接端61与真空隔离直筒7的后端固定连接，且连接位置确保密封，即后连接端与61真空隔离直筒7之间没有间隙，而前连接端60上固套有与左安装法兰24匹配的右安装法兰8。波纹伸缩管6的前端敞口，当靶仓23通过左安装法兰24与右安装法兰8固定连接时，真空隔离直筒7则可自由通过波纹伸缩管6的前端敞口部位，并伸入靶仓23内，为精准控制真空隔离直筒7的位置，故样品搭载组件还包括驱动机构3，如图所示，驱动机构3主要包括丝杆30和伺服电机31，丝杆30的前端以可转动方式支撑于右安装法兰8上，后连接端61上对应丝杆30的位置具有向外凸出的支耳610，支耳610上具有与丝杆30螺纹配合的螺孔，伺服电机31则用于驱动丝杆30转动，当伺服电机31工作驱动丝杆30转动时，因为支耳610与丝杆30螺纹配合，则波纹伸缩管6收缩，同时波纹伸缩管6的后端同步带动真空隔离直筒7朝前移动，使其靠近或远离位置靶仓23内的目标中子源1。波纹伸缩管6的内壁紧贴真空隔离直筒7的外壁，左安装法兰24与右安装法兰8固定连接时，前连接端60也至少部分伸入靶仓23内，加上真空隔离直筒7的前端封闭，则可充分保证聚变实验过程中，靶仓23内部的真空度，减少环境干扰因素，当然在某一波纹伸缩管6的情况下，只通过真空隔离直筒7与靶仓23要构成真空环境时，则需要在二者之间增加滑动密封结构，以确保真空隔离直筒7的移动不会本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大动态脉冲中子测量系统，其特征在于，包括：/n呈中空结构的靶仓(23)，用于放置目标中子源(1)；/n样品搭载组件，包括真空隔离直筒(7)和位于该真空隔离直筒(7)内的样品固定件(4)，所述真空隔离直筒(7)能够与靶仓(23)合围形成真空空间，并在驱动机构(3)的驱动下直线移动以靠近或远离位于靶仓(23)内的目标中子源(1)，所述样品固定件(4)上具有至少两种直径规格和/或深度规格的搭载孔(40)，所述搭载孔(40)用于固定待活化样品。/n

【技术特征摘要】
1.一种大动态脉冲中子测量系统，其特征在于，包括：
呈中空结构的靶仓(23)，用于放置目标中子源(1)；
样品搭载组件，包括真空隔离直筒(7)和位于该真空隔离直筒(7)内的样品固定件(4)，所述真空隔离直筒(7)能够与靶仓(23)合围形成真空空间，并在驱动机构(3)的驱动下直线移动以靠近或远离位于靶仓(23)内的目标中子源(1)，所述样品固定件(4)上具有至少两种直径规格和/或深度规格的搭载孔(40)，所述搭载孔(40)用于固定待活化样品。


2.根据权利要求1所述的大动态脉冲中子测量系统，其特征在于，还包括：
集中控制箱(9)，其用于接收真空隔离直筒(7)前端与目标中子源(1)的距离信号，并控制驱动机构(3)工作；
伽马测量组件，用于测量样品活化后的中子产额，其包括伽马能谱记录器(14)和伽马射线探测器(12)；
触发同步控制器(10)，用于控制集中控制箱(9)和伽马能谱记录器(14)的工作时间节点。


3.根据权利要求1所述的大动态脉冲中子测量系统，其特征在于：所述样品搭载组件还包括套设于真空隔离直筒(7)外侧的波纹伸缩管(6)，所述波纹伸缩管(6)具有前连接端(60)和后连接端(61)，其中后连接端(61)与真空隔离直筒(7)的后端固定连接，所述前连接端(60)固套有右安装法兰(8)，所述靶仓(23)上具有与所述右安装法兰(8)匹配的左安装法兰(24)。


4.根据权利要求3所述的大动态脉冲中子测量系统，其特征在于：所述驱动机构(3)包括丝杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋仔峰，易涛，肖云青，唐琦，詹夏宇，刘中杰，陈家斌，
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：新型
国别省市：四川;51