本发明专利技术公开了一种掺钆阻性板及其构成的探测器，所述由掺钆阻性板构成的探测器通过不同的加载电压结构方式为其加载不同工作电压，根据热中子在不同电工作高压下与探测器发生反应后感应信号的幅度谱不稳定的特点，从而从多粒子中甄别出热中子源。本发明专利技术的掺钆阻性板造价低廉，且易于大规模生产的大面积的探测器，并且所制成的探测器具有很好的热中子分辨能力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气体探测器，尤其涉及一种掺钆阻性板及其构成的探测器。
技术介绍
阻性板探测器是一种用于探测高能粒子的气体探测器，现有技术中的阻性板探测 器直接利用高体电阻率的绝缘阻性板加载工作高压来形成工作电场，当外部入射粒子照射 或穿越阻性板探测器，将电离阻性板探测器内部某区域的工作气体而产生电离粒子；电离 粒子在由加载到石墨电极的外部工作高压形成的强电场作用下，进而发生雪崩放大和流光 放大，产生雪崩信号或流光信号。阻性板探测器的结构如图1所示，两块阻性板1平行放置，分别在所述两块阻性板 1的外表面涂覆一层均勻的石墨电极2作为供电的阴极和阳极，在石墨电极2的外层通过一 层的绝缘材料3和与印刷电路板信号电极4相连。外部入射粒子电离该结构阻性板探测器 内某区域的工作气体后，电离粒子进而发生雪崩放大和流光放大，产生雪崩信号或流光信 号后，在该阻性板的阴阳电极相应区域表面会同时导致电场的变化，这些感应电荷少部分 被阻性板介质吸收掉，其余大部分在经过该绝缘材料3，将在印刷电路板读数电极4上感应 出相应信号，以此获知入射粒子的击中位置、感应电荷以及时间响应等特性。与高能带电粒子和高能光子不同，中子不会与探测器介质发生以库仑作用为媒介 的电磁相互作用、电离或激发介质原子；亦不会与介质发生光电效应、康普顿散射等，所以， 中子不易被直接探测，一般是通过与探测器介质的原子核发生的核散射或核反应来实现对 中子的探测。常见的热中子探测器一般为位置精度很高的成像用探测器，不但有效探测面积 小，而且价格昂贵，不利于监测大面积有中子辐射的背景场。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种造价低的掺钆阻性板，所要解决的技术问题是使 其能够用来探测热中子。为此，本专利技术所提供的一种掺钆阻性板，包括掺钆涂层面纸、面纸以及位于所述掺钆涂层面纸和面纸之间的内芯材料；其中所述掺钆涂层面纸印刷有掺钆涂层；其中所述面纸为浸渍了三聚氰胺树脂的装饰板专用钛白装饰纸；其中所述内芯材料为浸渍了酚醛树脂后的电工绝缘浸渍纸。本专利技术还提供一种制作上述掺钆阻性板的制作方法，以使能够制作出上述结构的 掺钆阻性板，所述方法包括以下步骤掺钆涂层面纸制作步骤，包括将氧化钆粉末混合在胶液中，通过凹版印刷技术将 其转移到一面纸上，干燥后将所述面纸进行三聚氰胺胶液的浸胶，使其表面再涂覆一层三 聚氰胺胶液，经过干燥并半固化，成为掺钆涂层面纸；内芯材料制作步骤，包括将电工绝缘浸渍纸浸渍酚醛树脂，然后干燥并半固化， 成为内芯材料；面纸制作步骤，包括将装饰板专用钛白装饰纸浸渍三聚氰胺树脂，然后干燥并固 化，成为面纸；一体成型步骤，包括将所述掺钆涂层面纸、内芯材料以及面纸依次叠放，然后在 一定高温高压下采用电镀抛光不锈钢模板进行压制，从而制成掺钆阻性板。本专利技术的另一目的是提供一种易于大规模生产的大面积、低成本的掺钆阻性板探 测器，以使能够从多粒子源中分辨出热中子，所述探测器包括两块相向而对的阻性板，其一侧分别与所述两块阻性板外侧相连的两块石墨电 极，分别通过一绝缘膜与所述两块石墨电极另一侧相连的两块读数电极，所述其中一块或 全部两块阻性板为掺钆阻性板，所述探测器通过两块石墨电极来加载工作电压。本专利技术还提供一种可进行位置分辨的单层掺钆阻性板探测器，包括两块相向而 对的阻性板，其一侧分别与所述两块阻性板外侧相连的两块石墨电极，分别通过一绝缘膜 与所述两块石墨电极另一侧相连的两块读数电极，所述其中一块或全部两块阻性板为掺钆 阻性板；所述探测器通过两块石墨电极来加载工作电压；其中所述高电位的石墨电极为由 多个交叉相邻的A类石墨电极和B类石墨电极矩阵单元构成的矩阵电极，所述A类石墨电 极与B类石墨电极并分别加载不同的高电位电压；与所述高电位石墨电极相连的读数电极 也为由多个A类读数电极和多个B类读数电极交叉相连构成的矩阵电极；所述多个A类读 数电极和多个B类读数电极分别与多个A类石墨电极和B类石墨电极的位置一一对应。优选地，所述加载在A类石墨电极与B类石墨电极上的电压具有500-1000V的电 压压差。本专利技术提供一种双层掺钆阻性板探测器，包括两个采用所述掺钆阻性板探测器结构的第一探测器和第二探测器；其中所述第一探测器和第二探测器公用一读数电极；所述第一探测器和第二探测器工作电压具有一定的电压差。优选地，与所述公用读数电极相邻的第一探测器和第二探测器的石墨电极加载同 样的电压，所述第一探测器和第二探测器另一石墨电极加载不同的电压。优选地，所述电压差为500-1000V。优选地，所述第一探测器和第二探测器另一读数电极为矩阵电极。本专利技术提供一种采用掺钆阻性板探测器探测热中子的方法，所述方法为对掺钆阻性探测器加载不同工作高压；当外部入射粒子与所述掺钆阻性探测器发生反应时，判断在所述不同工作高压下 所述探测器读数电极上感应到信号的幅度谱是否不一致，是则入射粒子为中子，否则所述 外部粒子为伽马光子或者其它粒子。本专利技术还提供一种采用单层掺钆阻性板探测器探测热中子的方法，所述方法为将单层掺钆阻性板探测器的A类石墨电极和多个B类石墨电极分别加载不同的电 压；判别任意两个相邻位置的A类读数电极和B类读数电极感应出信号的幅度谱是否 不一致，是则所述外部粒子为热中子，否则所述外部入射粒子为伽马光子或者其它粒子。本专利技术还提供一种采用双层掺钆阻性板探测器探测热中子的方法，所述方法为分别对两个掺钆阻性板探测器加载不同的工作电压；当外部入射粒子与所述掺钆阻性探测器发生反应时，判断所述两个掺钆阻性板探 测器的另一读数电极所感应出信号的幅度谱是否不一致，是则所述外部入射粒子为热中 子，否则所述外部入射粒子为伽马光子或者其它粒子。所述判断的方法还包括将所述两个掺钆阻性板探测器另一读数电极划分成由多个矩阵单元构成的矩阵 电极；当外部入射粒子与所述掺钆阻性探测器发生反应时，判断两个掺钆阻性板探测任 意一相对应位置处矩阵单元输出的信号幅度谱是否不一致，是则所述该矩阵单元位置处的 所述外部入射粒子为热中子，否则所述外部入射粒子为伽马光子或者其它粒子。由上述技术方案可知，本专利技术的实施例通过采用一种掺钆阻性板制作成的探测 器，从而能从多粒子源中分辨出热中子，具有以下有益效果1、所述掺钆阻性板材料为碳氢物质，为很好的中子慢化体，并且对Y光子不敏 感，能够很好地甄别出热中子；2、所述采用掺钆阻性板构成探测器的几何结构简单，尺寸范围很宽，可制作面积 很大的探测器，相比于其他探测器，本专利技术的探测器造价低廉，而且易于大规模生产，可以 制作大面积、低成本的墙式探测器，来实现对环境中子本底的监测。3、可以通过单个的探测器自我对比信号，实现对入射束流中是否有热中子成分进 行甄别，也可以通过将供电电极(石墨电极)和读数电极划分成矩阵电极来将进一步地分 辨热中子源的具体位置。通过以下参照附图对优选实施例的说明，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优 点将更加明显。附图说明图1为现有技术中阻性板探测器的结构示意图；图2为本专利技术采用掺钆阻性板探测中子源和伽马光子源的信号幅度谱。图3是本专利技术采用掺钆阻性板探测中子源和伽马光子源的信号幅度谱峰位中心 值随工作电压的变化曲线图；图4是本专利技术一种掺钆阻性板的结构示意图；图5是本专利技术一种实施例掺钆阻性板探测器的结构示意图；本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种掺钆阻性板，其特征在于，所述阻性板包括：掺钆涂层面纸、面纸以及位于所述掺钆涂层面纸和面纸之间的内芯材料；其中所述掺钆涂层面纸印刷有掺钆涂层；其中所述面纸为浸渍了三聚氰胺树脂的装饰板专用钛白装饰纸；其中所述内芯材料为浸渍了酚醛树脂后的电工绝缘浸渍纸。
【技术特征摘要】
1.一种掺钆阻性板，其特征在于，所述阻性板包括掺钆涂层面纸、面纸以及位于所述掺钆涂层面纸和面纸之间的内芯材料；其中所述掺 钆涂层面纸印刷有掺钆涂层；其中所述面纸为浸渍了三聚氰胺树脂的装饰板专用钛白装饰纸； 其中所述内芯材料为浸渍了酚醛树脂后的电工绝缘浸渍纸。2.一种掺钆阻性板的制作方法，其特征在于，所述方法为掺钆涂层面纸制作步骤，包括将氧化钆粉末混合在胶液中，通过凹版印刷技术将其转 移到一面纸上，干燥后将所述面纸进行三聚氰胺胶液的浸胶，使其表面再涂覆一层三聚氰 胺胶液，经过干燥并半固化，成为掺钆涂层面纸；内芯材料制作步骤，包括将电工绝缘浸渍纸浸渍酚醛树脂，然后干燥并半固化，成为 内芯材料；面纸制作步骤，包括将装饰板专用钛白装饰纸浸渍三聚氰胺树脂，然后干燥并固化， 成为面纸；一体成型步骤，包括将所述掺钆涂层面纸、内芯材料以及面纸依次叠放，然后在一定 高温高压下采用电镀抛光不锈钢模板进行压制，从而制成掺钆阻性板。3.一种掺钆阻性板探测器，包括两块相向而对的阻性板，其一侧分别与所述两块阻 性板外侧相连的两块石墨电极，分别通过一绝缘膜与所述两块石墨电极另一侧相连的两块 读数电极，其特征在于，所述其中一块或全部两块阻性板为掺钆阻性板，所述探测器通过两 块石墨电极来加载工作电压。4.一种单层掺钆阻性板探测器，包括两块相向而对的阻性板，其一侧分别与所述两 块阻性板外侧相连的两块石墨电极，分别通过一绝缘膜与所述两块石墨电极另一侧相连的 两块读数电极，其特征在于，所述其中一块或全部两块阻性板为掺钆阻性板； 所述探测器通过两块石墨电极来加载工作电压；其中所述高电位的石墨电极为由多个交叉相邻的A类石墨电极和B类石墨电极矩阵单 元构成的矩阵电极，所述A类石墨电极与B类石墨电极并分别加载不同的高电位电压；与所述高电位石墨电极相连的读数电极也为由多个A类读数电极和多个B类读数电极 交叉相连构成的矩阵电极；所述多个A类读数电极和多个B类读数电极分别与多个A类石墨电极和B类石墨电极 的位置一一对应。5.根据权利要求4所述的探测器，其特征在于，所述加载在A类石墨电极与B类石墨电 极上的电压具有500-1000V的电压压差。6....
【专利技术属性】
技术研发人员：钱森，王贻芳，张家文，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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