專利名稱:中子測水儀探頭的制作方法
本實用新型是一種新型的高靈敏度表面型中子水分儀探頭，屬于核技術(shù)應(yīng)用儀表。
在工業(yè)生產(chǎn)中，需要測量物料的水分含量。例如煉鐵生產(chǎn)中焦碳水分波動直接影響高爐爐況和爐溫。爐溫的波動不僅關(guān)系到生鐵含硫量和含硅量的波動，影響生鐵質(zhì)量，還增大焦比和能耗。為了實現(xiàn)連續(xù)準(zhǔn)確地測量物料水分，利用中子測量水分是行之有效的方法。
目前所用的中子水分儀探頭分插入式和表面式兩種。插入式是把探頭插入物料中進行測量，由于探頭接觸待測物料，保護套管易麼損造成探測器損壞或放射源丟失，安裝維修非常不便。
表面式中子水分儀的探頭安裝在待測物料料倉壁外表面，克服了上述插入式中子水分儀的種種缺點。但目前世界上這種儀器的探頭體積較大，重量較重，放射源也較強且無防護設(shè)計。中子水分儀常常需要裝在苛刻的環(huán)境中(如作業(yè)空間狹窄、高空、粉塵濃度大等)因此上述缺點就限制了它的應(yīng)用范圍。
本實用新型的目的就是要研制出一種新結(jié)構(gòu)的探頭，使它具有尺寸小，重量輕，放射源強度小，表面劑量率低，精度高且安裝維護簡單，易于防護，應(yīng)用范圍廣的特點。
本實用新型是通過下述方案完成的1.為減少放射源的強度，降低探頭表面的中子泄漏量，從而利于防護和應(yīng)用，并降低成本，我們在探頭結(jié)構(gòu)設(shè)計上采用了快中子反射體，放射源發(fā)射出的快中子經(jīng)過反射體反射，射向被測物料中的快中子通量增加。反射體可制成園盤狀，底部厚，周邊薄。如附圖1.所示?？捎闷胀ㄤ摪寤蚺痄摶蚴炔牧现瞥?。
2.為保護中子源，又要把對中子的吸收減到最小，以增加探測器處的熱中子濃度，在探頭前安裝了對中子吸收系數(shù)小且耐磨的保護板，其厚度在現(xiàn)場允許的條件下越薄越好，材質(zhì)以對中子的吸收減小到最小且耐磨為原則。如氧化鋁或鑄石。
3.為提高探測效率，我們采用了高靈敏度熱中子探測器如3He計數(shù)管或BF3計數(shù)管，四支并聯(lián)使用，其測量靈敏度達到水分每變化百分之一引起的熱中子計數(shù)率為40－－70個／秒。
4.為減少探頭體積，降低探頭非工作表面的中子泄漏量，以利于對操作人員的輻射防護。在反射體的后面設(shè)計了由輕質(zhì)高含氫材料制作的快中子慢化體和熱中子吸收體。
慢化體材質(zhì)用石臘或含硼石臘或聚乙烯或有機玻璃或塑料。吸收體材質(zhì)用硼砂或鎘板。
用本實用新型制成的中子探頭具有體積小，重量輕，中子源強度小，中子泄漏量小，測量精度高等優(yōu)點。
附圖1 反射體示意圖。
附圖2 中子探頭儀示意圖。
其中1－－中子源 2－－計數(shù)管 3－－反射體 4－－耐磨保護板 5－－慢化體 6－－吸收體 7－－防護罩。
實施例按照本實用新型制成的中子探頭如附圖2.所示。外型尺寸約∮300×300MM(而美國Kay－Ray公司的2500×型為∮500×500mm)；重35－－40Kg(2500x型約75Kg)；反射體用4－－7厘米厚的鋼板，慢化體用∮296×200的聚乙烯，吸收體用1－－2MM厚的鎘板，探測器用四支BF3管并聯(lián)，保護用純度90％以上的氧化鋁板，厚為5～15MM。用300毫居里的241AM－BE中子源，典型測量精度為0.3％。非工作表面泄漏劑量率為2.2毫雷姆／小時，(而2500X型用500毫居里源，典型精度0.5％，泄漏劑量率7.5毫雷姆／小時)。
權(quán)利要求
1.一種核儀表中子探頭，特別適用于測量物料含水量的高靈敏度表面型中子水分儀探頭，由中子源，熱中子探測器，防護罩組成，其特征在于探頭中采用了快中子反射體，探頭前的保護板采用了對中子吸收系數(shù)小的耐麼材料，在防護罩內(nèi)安裝了高含氫輕質(zhì)材料做的快中子慢化體和熱中子吸收體。
2.如權(quán)利要求
1.所述的中子探頭，其特征在于反射體材料為普通鋼板或硼鋼或石墨；保護板為氧化鋁板或鑄石；慢化體為高含氫輕質(zhì)材料聚乙烯或石臘或含硼石臘或有機玻璃或塑料，采用的熱中子吸收體為鎘板或硼砂。
3.如權(quán)利要求
1.或2.所述的中子探頭，其特征在于快中子反射體的鋼板厚度為2－－7CM，保護板為含量在90％以上，厚度為5－－15mm的氧化鋁板；快中子慢化體為∮296×200MM的聚乙稀，熱中子吸收體為1－－2MM的鎘板。
專利摘要
一種中了探頭，特別適用于作表面型中子水分儀的探頭。其特征是有中子反射體，快中子慢化體，熱中子吸收體，前保護板采用了對中子吸收率低的耐磨材料。用300毫居里的中子源，典型測量精度可達0.3％。
文檔編號G01N23/00GK87206967SQ87206967
公開日1988年3月30日 申請日期1987年5月4日
發(fā)明者宋炎太, 鄭國 , 田惠興, 霍連啟 申請人:首都鋼鐵公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan