[發(fā)明專利]中子束流位置探測儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110179455.0
• 申請日: 2011-06-28
• 公開（公告）號: CN102279409A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀林峰;韓松柏;王洪立;郝麗杰;武梅梅;王雨;魏國海;陳東風(fēng);劉蘊(yùn)韜;吳立齊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國原子能科學(xué)研究院
• 主分類號: G01T3/06
• 分類號: G01T3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及中子束流定位技術(shù)，具體涉及一種中子束流位置探測儀。

背景技術(shù)

反應(yīng)堆孔道引出的中子束流強(qiáng)度非常大(10⁵-10¹⁰n/cm²)，因此需要對它的飛行路徑進(jìn)行精確定位。傳統(tǒng)的用于定位中子束流的探測器只有位置靈敏探測器和手持式中子探測儀以及膠片成像。位置靈敏探測器優(yōu)點(diǎn)是束流強(qiáng)度靈敏度非常高，但是由于受電子學(xué)和測量死時(shí)間的影響，只能測量＜10⁵n/cm²的中子通量，最優(yōu)空間分辨只有2mm左右。商業(yè)的手持式中子探測儀主要用于探測環(huán)境散射中子的位置，其優(yōu)點(diǎn)是可非常直觀的目視中子流的位置(中子打在探測面上就發(fā)光)，但是由于受手柄限制(15cm)，近距離探測強(qiáng)束流將會(huì)非常危險(xiǎn)，且成像的區(qū)域有限(尺寸約3-5cm)。膠片成像的方法最精確分辨可達(dá)0.1mm，但是需要進(jìn)行約1小時(shí)的曝光和顯影時(shí)間，因此具體束流位置未知的情況下，定位效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種采用CCD中子成像方法來實(shí)時(shí)精確定位強(qiáng)中子束流的探測儀，從而大幅提高定位的效率和安全性。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種中子束流位置探測儀，包括用于將中子影像轉(zhuǎn)化成可見光影像的閃爍屏，閃爍屏后側(cè)設(shè)有用于將可見光折射到相機(jī)的反射鏡，反射鏡折射的光線經(jīng)過鏡頭匯聚到CCD相機(jī)，其中，所述的反射鏡共有兩塊，兩塊反射鏡平行設(shè)置且與閃爍屏形成一定的夾角；閃爍屏和第一反射鏡設(shè)置于探測頭腔內(nèi)，第二反射鏡設(shè)置在探測腔的后端，鏡頭和CCD相機(jī)位于相機(jī)腔內(nèi)；探測頭腔、探測腔、相機(jī)腔順次連接，并共同設(shè)置在移動(dòng)平臺上。

進(jìn)一步，如上所述的中子束流位置探測儀，其中，所述的探測頭腔與探測腔之間，以及探測腔與相機(jī)腔之間均通過凹槽和凸槽相互扣合連接。

進(jìn)一步，如上所述的中子束流位置探測儀，其中，兩塊反射鏡與閃爍屏之間均呈45°夾角。

進(jìn)一步，如上所述的中子束流位置探測儀，其中，所述的CCD相機(jī)四周用鉛板包圍。

進(jìn)一步，如上所述的中子束流位置探測儀，其中，所述的移動(dòng)平臺包括水平平移臺和垂直平移臺，連接后的探測頭腔、探測腔和相機(jī)腔設(shè)置在水平平移臺上，水平平移臺設(shè)置在垂直平移臺上。

更進(jìn)一步，如上所述的中子束流位置探測儀，其中，所述的水平平移臺采用電機(jī)帶動(dòng)絲杠的形式進(jìn)行傳動(dòng)；所述的垂直平移臺由通過轉(zhuǎn)軸相互交叉連接的兩個(gè)支撐架構(gòu)成，支撐架的上下分別設(shè)有頂板和底板，兩個(gè)支撐架的底端分別與底板以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連接，在頂板的底面設(shè)有電機(jī)驅(qū)動(dòng)的絲杠，其中一個(gè)支撐架的頂端與絲杠實(shí)現(xiàn)螺紋連接。

本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明所提供的中子束流定位裝置以CCD中子成像技術(shù)為基礎(chǔ)，再輔以二維的移動(dòng)底座，可對10⁵n/cm²以上的中子通量進(jìn)行測量，定位精度可達(dá)0.1mm，探測范圍尺寸可達(dá)15cm，曝光時(shí)間在1分鐘以內(nèi)，完全滿足中子強(qiáng)束流的實(shí)時(shí)精確定位要求。整個(gè)裝置使用模塊化設(shè)計(jì)，可滿足不同測量環(huán)境的空間要求。

附圖說明

圖1為中子束流位置探測儀的原理圖；

圖2為中子束流位置探測儀的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3-1、圖3-2、圖3-3為中子束流位置探測儀的多種組裝方式示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。

中子束流位置探測儀的原理如圖1所示，中子束流照射到閃爍屏1上，閃爍屏1將中子影像轉(zhuǎn)化成可見光影像，閃爍屏1后側(cè)設(shè)有用于將可見光折射到相機(jī)的反射鏡，所述的反射鏡共有兩塊，兩塊反射鏡2、3平行設(shè)置且與閃爍屏形成一定的夾角，兩次折射可極大地降低本底，反射鏡2、3折射的光線經(jīng)過鏡頭4匯聚到CCD相機(jī)5。

中子束流位置探測儀的具體結(jié)構(gòu)如圖2所示，閃爍屏1和第一反射鏡2設(shè)置于探測頭腔10內(nèi)，第二反射鏡3設(shè)置在探測腔20的后端，鏡頭4和CCD相機(jī)5位于相機(jī)腔30內(nèi)；探測頭腔10、探測腔20、相機(jī)腔30順次連接，并共同設(shè)置在移動(dòng)平臺上。三個(gè)腔體的框架均為2cm*2cm的鋁合金型材，表面蒙上1mm厚鋁皮。腔體間由鋁制方形凹槽和凸槽相扣連接，這樣便于模塊化搭建。

閃爍屏1使用Li⁶F或ZnS材料，使中子影像轉(zhuǎn)化為可見光影像，面積約10cm*10cm，厚度約0.4mm，襯底為2mm厚度的鋁板。閃爍屏依靠4個(gè)角上的螺母固定在探測頭腔框架上。