[實用新型]用于組合中子探測管的陣列組合裝置和中子探測設備

有效

• 申請號: 201320479965.4
• 申請日: 2013-08-07
• 公開（公告）號: CN203480033U
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 王永強;王學武;李元景;張清軍;趙自然;楊祎罡;宮輝;劉以農;朱守糯;黃士琛;張勤儉
• 申請（專利權）人: 清華大學;同方威視技術股份有限公司
• 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: 原紹輝;嚴志軍

技術領域

本實用新型涉及輻射探測領域，更具體地涉及中子探測管、由中子探測管組合而成的中子探測設備、以及用于組合中子探測管的陣列組合裝置。

背景技術

通常所說的中子探測管實際上就是能夠探測中子的一種特殊的正比計數管。由于中子本身不帶電，不能產生電離或激發，因此不能直接用普通的正比計數管進行探測。為了探測中子，人們需要利用中子與摻入正比計數管中的某些原子核作用（包括核反應、核裂變或核反沖）所產生的次級粒子來進行間接測量。

例如，常見的涂硼中子探測管，其探測的原理就是基于核反應法進行的，其反應方程式如下：

????????（1）

?????????????????????????????????????（2）。

涂硼中子探測管的直徑從幾毫米到幾厘米，其中所用陽極絲通常為適于施加直流高壓的金屬微絲，直徑一般在10μm～60μm之間。陽極絲在理想情況下應被筆直地以一種略微繃緊的狀態設置在陰極管的中心軸線上。這類中子探測管根據需要可單獨使用，也可將多只中子探測管組合在一起形成中子探測設備。

在使陽極絲處于適當繃緊狀態的方面，現有技術的一種中子探測管是通過將陽極絲的一端懸吊適當的重物（例如60克左右的重物）、另一端用夾絲端子夾緊固定的方式對陽極絲施加適當的張緊力。然而，這種方式將限制中子探測管的使用方位。而且，在懸吊重物時，如果重物意外地快速墜落，則很可能損傷陽極絲，甚至造成陽極絲斷裂。進一步地，如果該中子探測管處于震動狀態下，那么重物的擺動或晃動也可能會使陽極絲斷裂，例如繃斷或疲勞折斷。

為了使陽極絲處于適當繃緊狀態，如本領域技術人員已知的，也可在陽極絲與中子探測管的常規端部絕緣平板或圓柱形絕緣塞之間增加一個拉伸彈簧，以對陽極絲施加適當的預張緊力。這種拉伸彈簧的設置不但降低了陽極絲絲長設定和拉絲操作的難度，而且使得中子探測管可在溫度變化時仍具有相當穩定的正比特性。此外，這種拉伸彈簧還可改變陽極絲的諧振頻率，使其在使用過程中受到意外的或環境中持續施加的軸向震動時不易出現可能導致陽極絲斷裂或斷開的諧振現象。但是，加上這種拉伸彈簧后，如果該中子探測管受到意外的或環境中持續施加的橫向震動時，那么彈簧本身將會出現較大的橫向擺動或晃動，導致陽極絲在與彈簧的焊接點處來回出現較大的橫向位移，這不但使得陽極絲不能正確對中于陰極管的中心軸線，而且還可能使得陽極絲在與彈簧的焊接點處繃開或疲勞斷開，或者使得彈簧的頭部延長絲在穿入端部絕緣平板或圓柱形絕緣塞的部位處繃斷或疲勞斷裂。

另一方面，在將陽極絲準確對中于陰極管中心軸線的問題上，現有技術中也存在一定的困難和挑戰。

例如，在陽極絲直接穿過端部絕緣平板或圓柱形絕緣塞由夾絲端子（例如夾絲管）夾緊固定的情形中，端部絕緣平板或圓柱形絕緣塞中過絲孔的直徑總是要大于陽極絲的直徑（即陽極絲與過絲孔之間不會是緊配合，最多是間隙配合，甚至具有明顯的間隙），以便陽極絲能夠順利地從中穿過。因此，在夾絲端子通過受力變形來夾緊陽極絲后，即使中子探測管兩端的絕緣平板或圓柱形絕緣塞中的過絲孔與陰極管的中心軸線同軸，也很難保證陽極絲被準確地設置在陰極管的中心軸線上。為了解決這種情形中陽極絲的對中問題，現有技術中采取的措施通常就是盡可能地使得絕緣平板或圓柱形絕緣塞中的過絲孔與陰極管中心軸線同軸，盡可能地減小過絲孔與陽極絲之間的間隙，以及盡可能地使得夾絲端子在陰極管中心軸線的延長線上夾緊陽極絲，或者在穿有陽極絲的過絲孔中填充絕緣樹脂材料，以希望將陽極絲保持在過絲孔的中心軸線上，繼而保持在陰極管的中心軸線。然而，這些措施不但極大地提高了對各個元件制造精度的要求，而且還可能造成穿絲或換絲困難等等問題，而且實際上，這些措施的陽極絲對中效果在很多情況下也并不是非常理想。