專(zhuān)利名稱(chēng)：利用位置靈敏正比管模擬多球中子譜儀的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于中子測(cè)量技術(shù)，具體涉及一種利用位置靈敏正比管模擬多球中子譜儀的方法及裝置。
背景技術(shù)：
隨著核技術(shù)應(yīng)用的不斷深入和核設(shè)施的不斷增多，中子的輻射環(huán)境越來(lái)越受到人們的重視，由于中子輻射的特殊性，中子輻射防護(hù)量的監(jiān)測(cè)非常重要，但目前中子輻射防護(hù)量的監(jiān)測(cè)結(jié)果不能令人滿(mǎn)意，主要原因是①中子輻射場(chǎng)能量范圍寬，可寬達(dá)9個(gè)量級(jí)，同時(shí)伴隨有光子輻射；②中子注量與劑量的轉(zhuǎn)換系數(shù)隨能量變化比較大，幾乎有兩個(gè)量級(jí)的差異；③用于探測(cè)中子的探測(cè)器大多是對(duì)熱中子靈敏的，對(duì)快中子靈敏度較低。目前的中子劑量測(cè)量?jī)x表大都是用單慢化體加普通探測(cè)器結(jié)構(gòu)，探測(cè)器不具備位置靈敏的能力，其能量響應(yīng)不理想，在低能段、中能段和高能段，測(cè)量?jī)x表可能會(huì)有數(shù)倍的響應(yīng)差異，這種能響差異造成測(cè)量結(jié)果的不確定度太大；而多球中子譜儀采用多個(gè)不同直徑的慢化體，一般球的個(gè)數(shù)在5-18個(gè)之間，慢化體直徑在0-35cm之間，測(cè)量結(jié)果經(jīng)解譜算出輻射防護(hù)常用量，如周?chē)鷦┝慨?dāng)量等，多球中子譜儀可以較好地解決能響的問(wèn)題，但其設(shè)備數(shù)量多，笨重，測(cè)量過(guò)程繁瑣，不適合常規(guī)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)多球中子譜儀的特點(diǎn)和缺陷，提供一種利用位置靈敏正比管模擬多球中子譜儀的方法及裝置，既保留了單慢化體結(jié)構(gòu)測(cè)量方便的優(yōu)點(diǎn)，又吸收了多球中子譜儀能量響應(yīng)好的特點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種利用位置靈敏正比管模擬多球中子譜儀的方法，該方法將慢化體制作成兩個(gè)底面扣在一起的圓錐的形狀，然后將一維位置靈敏中子探測(cè)器計(jì)數(shù)管沿軸向插入慢化體中，從位置靈敏中子探測(cè)器計(jì)數(shù)管的中心沿軸向往邊緣依次劃分若干個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域分別對(duì)應(yīng)多球中子譜儀的各個(gè)球體。一種利用位置靈敏正比管模擬多球中子譜儀的裝置，包括一維位置靈敏中子探測(cè)器計(jì)數(shù)管及其電子線(xiàn)路，所述的一維位置靈敏中子探測(cè)器計(jì)數(shù)管沿軸向置于慢化體中，所述的慢化體為兩個(gè)底面扣在一起的圓錐的形狀。進(jìn)一步，如上所述的利用位置靈敏正比管模擬多球中子譜儀的裝置，其中，所述的一維位置靈敏中子探測(cè)器計(jì)數(shù)管為兩端都具有輸出端口的圓管狀結(jié)構(gòu)，圓管中心沿軸向設(shè)有陽(yáng)極絲，圓管內(nèi)充有工作氣體kiBF3或^fe。進(jìn)一步，如上所述的利用位置靈敏正比管模擬多球中子譜儀的裝置，其中，所述的圓管為不銹鋼材質(zhì)，陽(yáng)極絲采用高阻鎢合金絲。進(jìn)一步，如上所述的利用位置靈敏正比管模擬多球中子譜儀的裝置，其中，所述的慢化體為聚乙烯材質(zhì)。進(jìn)一步，如上所述的利用位置靈敏正比管模擬多球中子譜儀的裝置，其中，所述的慢化體的直徑和長(zhǎng)度根據(jù)所模擬的多球中子譜儀各球體的直徑和數(shù)量而定。本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明采用一維的位置靈敏中子探測(cè)器計(jì)數(shù)管，以及單慢化體的特殊結(jié)構(gòu)，通過(guò)分區(qū)，模擬多球譜儀的工作模式，既保留了單慢化體結(jié)構(gòu)測(cè)量方便的優(yōu)點(diǎn)，又吸收了多球譜儀能量響應(yīng)好的特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于中子輻射測(cè)量領(lǐng)域。


圖1為一維位置靈敏中子探測(cè)器計(jì)數(shù)管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為模擬多球中子譜儀的測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為實(shí)施例中兩個(gè)中子的慢化路徑圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖1所示，一維位置靈敏中子探測(cè)器計(jì)數(shù)管為兩端都具有輸出端口的不銹鋼材質(zhì)的圓管狀結(jié)構(gòu)，圓管1的中心沿軸向設(shè)有陽(yáng)極絲2，陽(yáng)極絲2采用高阻鎢合金絲，圓管1內(nèi)充有工作氣體kiBF3或^fe。圖1中的標(biāo)號(hào)3表示中子入射位置。如圖2所示，利用位置靈敏正比管模擬多球中子譜儀的裝置包括一維位置靈敏中子探測(cè)器計(jì)數(shù)管及其電子線(xiàn)路，所述的一維位置靈敏中子探測(cè)器計(jì)數(shù)管沿軸向置于慢化體 4中，所述的慢化體4為兩個(gè)底面扣在一起的圓錐的形狀，慢化體4為聚乙烯材質(zhì)。由于不同的入射位置中子3所經(jīng)歷的慢化厚度不同，即可模擬多球譜儀的方法進(jìn)行中子的測(cè)量工作。利用上述裝置所進(jìn)行的模擬多球中子譜儀的方法，就是從位置靈敏中子探測(cè)器計(jì)數(shù)管的中心沿軸向往邊緣依次劃分若干個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域分別對(duì)應(yīng)多球中子譜儀的各個(gè)球體。當(dāng)中子射入計(jì)數(shù)管，與kiBF3中的ltlB或3He發(fā)生核反應(yīng)，放出質(zhì)子或α粒子，它們?cè)陔妶?chǎng)的作用下向陰極運(yùn)動(dòng)，在陽(yáng)極絲兩端產(chǎn)生脈沖信號(hào)，經(jīng)電荷靈敏前放放大后在兩端分別形成輸出信號(hào)Va和\，利用電路中的除法器計(jì)算Va/ (Va+Vb)，得到入射中子的位置信肩、O如圖3所示，中子31的慢化長(zhǎng)度為X1,中子32的慢化長(zhǎng)度為&，顯然，中子31和中子32的在慢化體中的慢化長(zhǎng)度明顯不同。多球譜儀的慢化球個(gè)數(shù)是有限的，一般為5-18個(gè)之間，直徑從裸探測(cè)器至35cm之間，因此可對(duì)圖3中的計(jì)數(shù)管在軸心方向從中心向邊緣劃分一定的區(qū)域，分別對(duì)應(yīng)多球譜儀的各個(gè)球。以最大直徑為30cm、長(zhǎng)度為Mcm的慢化體，有效長(zhǎng)度^cm的計(jì)數(shù)管組成的裝置為例，一種可能的劃分方案如表1所示(方案可根據(jù)應(yīng)用情況相應(yīng)調(diào)整)。表1慢化體的一種劃分方案
權(quán)利要求
1.一種利用位置靈敏正比管模擬多球中子譜儀的方法，其特征在于該方法將慢化體制作成兩個(gè)底面扣在一起的圓錐的形狀，然后將一維位置靈敏中子探測(cè)器計(jì)數(shù)管沿軸向插入慢化體中，從位置靈敏中子探測(cè)器計(jì)數(shù)管的中心沿軸向往邊緣依次劃分若干個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域分別對(duì)應(yīng)多球中子譜儀的各個(gè)球體。
2.一種利用位置靈敏正比管模擬多球中子譜儀的裝置，包括一維位置靈敏中子探測(cè)器計(jì)數(shù)管及其電子線(xiàn)路，其特征在于所述的一維位置靈敏中子探測(cè)器計(jì)數(shù)管沿軸向置于慢化體中，所述的慢化體為兩個(gè)底面扣在一起的圓錐的形狀。
3.如權(quán)利要求2所述的利用位置靈敏正比管模擬多球中子譜儀的裝置，其特征在于 所述的一維位置靈敏中子探測(cè)器計(jì)數(shù)管為兩端都具有輸出端口的圓管狀結(jié)構(gòu)，圓管中心沿軸向設(shè)有陽(yáng)極絲，圓管內(nèi)充有工作氣體kiBF3或^fe。
4.如權(quán)利要求3所述的利用位置靈敏正比管模擬多球中子譜儀的裝置，其特征在于 所述的圓管為不銹鋼材質(zhì)，陽(yáng)極絲采用高阻鎢合金絲。
5.如權(quán)利要求2所述的利用位置靈敏正比管模擬多球中子譜儀的裝置，其特征在于 所述的慢化體為聚乙烯材質(zhì)。
6.如權(quán)利要求2或5所述的利用位置靈敏正比管模擬多球中子譜儀的裝置，其特征在于所述的慢化體的直徑和長(zhǎng)度根據(jù)所模擬的多球中子譜儀各球體的直徑和數(shù)量而定。
全文摘要
本發(fā)明屬于中子測(cè)量技術(shù)，具體涉及一種利用位置靈敏正比管模擬多球中子譜儀的方法及裝置。該方法將慢化體制作成兩個(gè)底面扣在一起的圓錐的形狀，然后將一維位置靈敏中子探測(cè)器計(jì)數(shù)管沿軸向插入慢化體中，從位置靈敏中子探測(cè)器計(jì)數(shù)管的中心沿軸向往邊緣依次劃分若干個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域分別對(duì)應(yīng)多球中子譜儀的各個(gè)球體。本發(fā)明采用一維的位置靈敏中子探測(cè)器計(jì)數(shù)管，以及單慢化體的特殊結(jié)構(gòu)，通過(guò)分區(qū)，模擬多球譜儀的工作模式，既保留了單慢化體結(jié)構(gòu)測(cè)量方便的優(yōu)點(diǎn)，又吸收了多球譜儀能量響應(yīng)好的特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于中子輻射測(cè)量領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01T3/00GK102455433SQ20101051573
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者劉倍, 劉建忠, 劉惠英, 周彥坤, 姚曉麗, 朱萬(wàn)寧, 楊亞鵬, 王曉冬 申請(qǐng)人:中國(guó)輻射防護(hù)研究院