[實用新型]涂硼中子探測器

有效

• 申請號: 201120113645.8
• 申請日: 2011-04-18
• 公開（公告）號: CN202221480U
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 趙自然;王永強;陳志強;張清軍;李元景;劉以農;毛紹基;姚楠;董淑強
• 申請（專利權）人: 同方威視技術股份有限公司;清華大學
• 主分類號: G01T3/00
• 分類號: G01T3/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周春梅;譚祐祥

技術領域

本實用新型涉及中子探測器領域，更具體地涉及涂硼中子探測器。

背景技術

眾所周知，中子探測器就是能探測中子的探測器。因為中子本身不帶電，不能產生電離或激發，所以不能用普通探測器直接探測。它是利用中子與摻入探測器中的某些原子核作用（包括核反應、核裂變或核反沖）所產生的次級粒子進行測量。

現有技術中最常見的中子探測器就是³He中子探測器，例如³He正比計數管中子探測器。³He中子探測器的探測原理基于核反應法，其核反應過程如下：

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反應產物為質子與氚核的帶電粒子。熱中子引起反應產生的反應能在質子與氚核之間分配。質子與氚核工作于³He氣體為工作氣體的正比計數管內。質子與氚核通過氣體時，同³He氣體發生電離碰撞，使³He氣體分子電離，同時損失部分能量，形成大量的離子對（電子與正離子）。³He中子探測器作為一種氣體探測器，在其中心陽極絲上加正高壓，陽極絲與外殼管壁之間形成電場，在外加電場的作用下，這些電子和正離子分別向正、負電極漂移，電子漂向陽極絲，正離子漂向陰極壁，而被電極收集。

³He中子探測器通常為同軸圓柱形結構，其中陽極絲位于作為陰極的圓筒形管壁的縱向中心軸上。

³He中子探測器性能成熟穩定、使用廣泛，近年在科研及反恐、安檢領域的大量應用，但是，³He氣體的全球年產量卻沒有增加，這使得³He氣供應變得極為緊缺，因此，尋找性價比好，能夠替代³He中子探測器的產品成為本領域研發重點。

于是有人希望利用在管內壁上涂硼的正比計數管中子探測器來代替³He中子探測器。這種涂硼中子探測器相比³He中子探測器價格要便宜很多。然而，這種涂硼中子探測器的中子計數率僅是同尺寸³He中子探測器的十分之一左右，探測效率很低。

因此，人們期待這種涂硼中子探測器的進一步改進，以便獲得一種探測效率高、價格又相對便宜的中子探測器。

實用新型內容

本實用新型的第一個目的是提供一種涂硼中子探測器，該涂硼中子探測器包括：陰極管，其內部沿縱向形成多個通道，每個通道的內壁都涂有硼材料；電極絲，充當陽極，其被縱向地布置在每個所述通道內，該電極絲適于被施加高壓；以及絕緣端板，所述陰極管的每一端都固定有所述絕緣端板，所述電極絲通過所述絕緣端板與所述陰極管固定在一起。

該涂硼中子探測器通過陰極管內設置多個內壁涂有硼材料的通道，不僅提高了中子探測器的探測效率，使其能夠達到甚至超過相同尺寸的³He中子探測器的探測效率，而且價格要比³He中子探測器便宜得多。

作為優選實施例，陰極管由多個涂有硼材料的基板拼接形成，從而形成所述多個通道。進一步地，每個所述基板呈L形，由平面狀的基板折疊形成，使得每個通道具有方形截面，或者每個所述基板含有至少一個L形臺階，由平面狀的基板折疊形成，使得每個通道具有方形截面。

由涂有硼材料的基板拼接產生陰極管，使得本實用新型的中子探測器制造和安裝調試工藝得以簡化，并且有效減少了硼材料碎屑及其造成的干擾。

基板可以在折疊之前被涂上硼材料。或者，基板是在折疊之后被涂上硼材料，這樣能進一步減少硼材料碎屑及其造成的干擾。

進一步地，陰極管沿其縱向可以具有圓形、方形等形狀的截面，這根據實際需要決定。

所述多個通道形成陣列，所述陣列可為2×2到M×N，其中，M、N均為大于2的整數。

作為本實用新型涂硼中子探測器的另一優選實施例，陰極管的內部設有涂有硼材料的分隔板，從而形成所述多個通道。所述陰極管沿其縱向具有圓形或方形截面。進一步地，所述陰極管和所述分隔板由相同材料制成。

所述通道的長度可以從50mm到3000mm，沿所通道長度的截面的長度和寬度可以從2mm到15mm。