面排列式阵列中子探测定位装置、定位方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了面排列式阵列中子探测定位装置，包括：探测器底座，具有连续的面；多个中子源探测器，按设定规则布设在探测器底座的面上形成探测器阵列，用于探测中子源；其中，中子源探测器设置与探测器底座可活动连接，中子源探测器配置为以可活动连接位置为中心在设定范围内转动；装置支架，用于设置探测器底座；多个定向中子探测器在三维空间中排列为面阵列形成的面排列式中子源探测定位装置，提高了对中子源的定位准确率，探测效率高，在军事、海关、边防等探测未知中子源、特殊核素等中子探测技术领域有良好应用前景。中子探测技术领域有良好应用前景。中子探测技术领域有良好应用前景。

【技术实现步骤摘要】
面排列式阵列中子探测定位装置、定位方法


[0001]本专利技术属于中子探测
，具体涉及面排列式阵列中子探测定位装置、定位方法。

技术介绍

[0002]中子探测器是指能探测中子的探测器，通常用于国土安全、反恐、中子放射源测量等。由于中子本身不带电，不能产生电离或激发，所以不能用普通探测器直接探测中子。通常的中子探测器利用中子与掺入探测器中的某些原子核作用产生次级粒子，然后对次级粒子进行测量，从而实现对中子的测量。
[0003]传统的中子探测器是基于3He气体探测器，但是只能检测一定范围内是否存在中子放射源，而无法定向确定中子放射源的位置，而且3He探测器作为中子探测领域的主要设备，价格昂贵，体积庞大，通常适用于固定位置的中子源检测，不利于携带。
[0004]对于多种不同条件下的中子源探测情况，对中子源的探测精度不高，导致探测结果不准确，不能对中子源进行准确定位。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，一方面，一些实施例公开了面排列式阵列中子探测定位装置，包括：
[0006]探测器底座，具有连续的面；
[0007]多个中子源探测器，按设定规则布设在探测器底座的面上形成探测器阵列，用于探测中子源；
[0008]其中，中子源探测器设置与探测器底座可活动连接，中子源探测器配置为以可活动连接位置为中心在设定范围内活动；
[0009]装置支架，用于设置探测器底座。
[0010]一些实施例公开的面排列式中子源探测定位装置，探测器底座具有连续的平面。
[0011]一些实施例公开的面排列式中子源探测定位装置，探测器底座具有连续的曲面。
[0012]一些实施例公开的面排列式中子源探测定位装置，中子源探测器为定向中子探测器，定向中子探测器包括：
[0013]具有至少一个开口端的腔体，形成腔体的壁上设置有中子屏蔽层，中子屏蔽层用于防止慢中子通过腔体的壁进入腔体的内部；
[0014]慢中子转换部件，设置在腔体的内部，用于接收从开口端进入腔体中的慢中子，产生He离子；
[0015]半导体探测部件，设置在腔体的内部，与慢中子转换部件适配设置，用于接收慢中子转换部件产生的He离子，并激发半导体内产生电子空穴对，产生电信号；
[0016]信号处理电路，设置与半导体探测部件连接，用于接收并处理半导体探测部件产生的电信号。
[0017]一些实施例公开的面排列式阵列中子探测定位装置，中子屏蔽层设置在腔体的壁
的外部。
[0018]一些实施例公开的面排列式阵列中子探测定位装置，半导体探测部件为PN结半导体部件或肖特基结半导体部件。
[0019]一些实施例公开的面排列式中子源探测定位装置，慢中子转换部件为慢中子转换层，包覆在半导体探测部件上，或设置在半导体探测部件内部。
[0020]另一方面，一些实施例公开了面排列式阵列中子探测定位方法，包括：
[0021]在三维空间中布设多个中子源探测器，在连续的面内形成探测器阵列；
[0022]选定任意三个中子源探测器；
[0023]确定选定的三个中子源探测器在三维坐标系中的位置坐标；
[0024]确定三个选定的中子源探测器探测中子源的方向，以确定中子源探测方向矢量与三维坐标系中三个坐标轴之间的夹角；
[0025]根据三个中子源探测器的位置坐标和中子源探测器方向矢量与三个坐标轴之间的夹角，确定中子源的位置坐标。
[0026]一些实施例公开的面排列式阵列中子探测定位方法，包括：
[0027]在探测器阵列中，选取三个中子源探测器，分别为第一中子源探测器、第二中子源探测器和第三中子源探测器；
[0028]第一中子源探测器的位置坐标为(x1,y1,z1)，第二中子源探测器的位置坐标为(x2,y2,z2)；第三中子源探测器的位置坐标为(x3,y3,z3)；
[0029]第一中子源探测方向矢量与三维坐标系中三个坐标轴之间的夹角分别为α1,β1,θ1；第二中子源探测方向矢量与三维坐标系中三个坐标轴之间的夹角分别为α2,β2,θ2；第三中子源探测方向矢量与三维坐标系中三个坐标轴之间的夹角分别为α3,β3,θ3；
[0030]其中，第一中子源探测器、第二中子源探测器与中子源三者在三维空间形成第一三角形，所述第一三角形所在平面为：
[0031]A1x+B1y+C1z＝1
[0032]其中：
[0033][0034][0035][0036]根据所述第一三角形，确定中子源的位置坐标为：
[0037](x1+t1×
cosα1,y1+t1×
cosβ1,z1+t1×
cosθ1)
[0038]其中：
[0039]t1＝(y1cosα2‑
y2cosα2‑
x1cosβ2+x2cosβ2)/(cosβ2cosα1‑
cosα2cosβ1)；
[0040]或，
[0041]第一中子源探测器、第三中子源探测器、中子源形成第二三角形，所述第二三角形所在平面为：
[0042]A2x+B2y+C2z＝1
[0043]其中：
[0044][0045][0046][0047]根据第二三角形，确定中子源的位置坐标为：
[0048](x1+t2×
cosα1,y1+t2×
cosβ1,z1+t2×
cosθ1)
[0049]其中：
[0050]t2＝(y1cosα3‑
y3cosα3‑
x1cosβ3+x3cosβ3)/(cosβ3cosα1‑
cosα3cosβ1)；
[0051]或，
[0052]第二中子源探测器、第三中子源探测器、中子源形成第三三角形，所述第三三角形所在平面为：
[0053]A3x+B3y+C3z＝1
[0054]其中：
[0055][0056][0057][0058]根据所述第三三角形，确定中子源的位置坐标为：
[0059](x2+t3×
cosα2,y2+t3×
cosβ2,z2+t3×
cosθ2)
[0060]其中：
[0061]t3＝(y2cosα3‑
y3cosα3‑
x2cosβ3+x3cosβ3)/(cosβ3cosα2‑
cosα3cosβ2)。
[0062]一些实施例公开的面排列式阵列中子探测定位方法，中子源探测器为定向中子探测器，定向中子探测器定向探测中子源的方法包括：
[0063](1)用慢中子转换部件接收来自设定方向的慢中子，并产生He离子；
[0064](2)用半导体探测部件接收产生的He离子，激发半导体内产生电子空穴对，形成与所述He离子对应的电信号；
[0065](3)接收并处理产生的电信号，根据该电信号确定慢中子源。
[0066]本专利技术实施例公开的面排列式中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.面排列式阵列中子探测定位装置，其特征在于，包括：探测器底座，具有连续的面；多个中子源探测器，按设定规则布设在所述探测器底座的面上形成探测器阵列，用于探测中子源；其中，所述中子源探测器设置与所述探测器底座可活动连接，所述中子源探测器配置为以可活动动连接位置为中心在设定范围内活动；装置支架，用于设置所述探测器底座。2.根据权利要求1所述的面排列式阵列中子探测定位装置，其特征在于，所述探测器底座具有连续的平面。3.根据权利要求1所述的面排列式阵列中子探测定位装置，其特征在于，所述探测器底座具有连续的曲面。4.根据权利要求1所述的面排列式阵列中子探测定位装置，其特征在于，所述中子源探测器为定向中子探测器，所述定向中子探测器包括：具有至少一个开口端的腔体，形成所述腔体的壁上设置有中子屏蔽层，所述中子屏蔽层用于防止慢中子通过所述腔体的壁进入所述腔体的内部；慢中子转换部件，设置在所述腔体的内部，用于接收从所述开口端进入所述腔体中的慢中子，产生He离子；半导体探测部件，设置在所述腔体的内部，与所述慢中子转换部件适配设置，用于接收所述慢中子转换部件产生的He离子，并激发半导体内产生电子空穴对，产生电信号；信号处理电路，设置与所述半导体探测部件连接，用于接收并处理所述半导体探测部件产生的电信号。5.根据权利要求4所述的面排列式阵列中子探测定位装置，其特征在于，所述中子屏蔽层设置在所述腔体的壁的外部。6.根据权利要求4所述的面排列式阵列中子探测定位装置，其特征在于，所述半导体探测部件为PN结半导体部件或肖特基结半导体部件。7.根据权利要求4所述的面排列式阵列中子探测定位装置，其特征在于，所述慢中子转换部件为慢中子转换层，包覆在所述半导体探测部件上，或设置在所述半导体探测部件内部。8.面排列式阵列中子探测定位方法，其特征在于，包括：在三维空间中布设多个中子源探测器，在连续的面内形成探测器阵列；选定任意三个中子源探测器；确定选定的三个中子源探测器在三维坐标系中的位置坐标；确定三个选定的中子源探测器探测中子源的方向，以确定中子源探测方向矢量与三维坐标系中三个坐标轴之间的夹角；根据三个中子源探测器的位置坐标和中子源探测器方向矢量与三个坐标轴之间的夹角，确定中子源的位置坐标。9.根据权利要求8所述的面排列式阵列中子探测定位方法，其特征在于，包括：在探测器阵列中，选取三个中子源探测器，分别为第一中子源探测器、第二中子源探测器和第三中子源探测器；
第一中子源探测器的位置坐标为(x1,y1,z1)，第...

【专利技术属性】
技术研发人员：董红，罗锋，丁毅，全豪，刘继凯，张俊奎，孙兵，李金伟，赵颖图，
申请(专利权)人：北京合鲸科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：