[發明專利]一種去除快中子束流的斬波器

在審

• 申請號: 201710289039.3
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN107170506A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 張清;王平;張文翔;耿艷勝;蔡偉亮
• 申請（專利權）人: 東莞中子科學中心
• 主分類號: G21K1/04
• 分類號: G21K1/04
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司44281
• 代理人: 郭燕

技術領域

本申請涉及中子檢測設備領域，特別是涉及一種去除快中子束流的斬波器。

背景技術

散裂中子源是利用高中子通量的中子束流對微觀世界進行研究的一個新進的功能強大的大科學研究平臺，它為眾多學科前沿領域的研究提供了一種最先進、不可替代的研究工具?？熘凶邮跁r間上是伴隨質子束打靶產生的，即散裂中子源每個脈沖周期的零時刻發出的中子束流，如果不對其進行消除，將會影響到后續研究的進行。目前，國內對于快中子束的研究相對較少，暫無有效的去除快中子束流的方法。

發明內容

本申請的目的是提供一種專門用于去除快中子束流的斬波器。

本申請采用了以下技術方案：

本申請公開了一種去除快中子束流的斬波器，包括密封殼體9、阻擋塊1和轉動部件；密封殼體9上前后對稱的位置處開設有中子束窗口13，以便中子束流穿過斬波器，并且密封殼體9上設置有真空抽氣口22，以便于對密封殼體9合圍空腔進行抽真空；轉動部件設置于密封殼體9的合圍空腔內，轉動部件包括轉軸4和轉動塊3，轉動塊3對稱設置于轉軸4兩側，轉軸4由內裝式電機直接驅動，帶動轉動塊3轉動；阻擋塊1由兩塊大小相等的合金塊組成，合金塊為中子吸收材料，兩塊合金塊分別對稱安裝在轉軸4兩側的轉動塊3上，中子束流穿過斬波器的軌跡與合金塊轉動時形成的圓環面相交，并且，合金塊與中子束流軌跡相交的一面的面積大于中子束流在相交處的截面積。

需要說明的是，本申請的關鍵在于利用阻擋塊1對零時刻發出的中子束流進行阻擋和吸收，而阻擋塊1是安裝在轉動部件上的，因此，阻擋塊1的轉動頻率要與中子源的脈沖頻率嚴格同步，也就是說，在脈沖頻率的零時刻，阻擋塊1需要正好轉動到中子束流穿過斬波器的軌跡上，這樣才能有效的將快中子吸收，而后，阻擋塊1繼續轉動，偏移中子束流軌跡，使得其它中子束流可以正常的通過斬波器。因此，合金塊與中子束流軌跡相交的一面的面積大于中子束流在相交處的截面積，即保障快中子被有效吸收，又不能太大，而影響其它中子束流的通過。至于阻擋塊1的轉動頻率與中子源的脈沖頻率嚴格同步，可以通過調控內裝式電機來實現，在此不做具體限定。

優選的，轉軸4上，在阻擋塊1的兩側對稱設置有配重盤5，實現動平衡；并且，中子束流軌跡不與兩個配重盤5相交。

需要說明的是，配重盤5的作用是保障轉動部件穩定、平穩的運行，其中動平衡的實現，主要是通過在配重盤上去重實現的。在本申請的一種實現方式中，阻擋塊的大小、中子束流的通過軌跡、阻擋塊轉動頻率等，都是經過嚴格計算的，因此，如果轉動部件在運行時出現晃動或不平穩，則會影響斬波器對快中子束流的去除效果；所以增加兩個配重盤，使得轉動部件運行時更平穩、避免晃動。其中，中子束流軌跡不與兩個配重盤5相交，是為了避免配重盤影響中子束流穿過斬波器，實際上，本申請的斬波器中，就只有阻擋塊才會出現在中子束流軌跡上，其它的包括轉動塊3和轉軸4都不會在中子束流軌跡。

優選的，內裝式電機包括電機定子6和電機轉子7，電機定子6固定在密封殼體9上，電機轉子7套設于電機定子6內，電機轉子7與轉軸4過盈配合，以帶動轉軸4轉動。

優選的，電機定子6上設計有電機水冷外殼12，電機水冷外殼12上有水路接口用于連接冷水，以便對電機定子進行冷卻；電機水冷外殼12與冷水連接的管路上設置有水電連接板15，通過水電連接板15的快速接口控制總水路斷開或連接。

優選的，密封殼體9上安裝有光電傳感器11，用于感應阻擋塊1的位置。

需要說明的是，光電傳感器11的作用是感應阻擋塊1，例如，阻擋塊1經過一次，就發出一次信號，該信號頻率實際上體現的就是阻擋塊的轉動頻率，應該與中子源的脈沖頻率同步。

優選的，密封殼體9上安裝有真空計23，用于檢測密封殼體9內的抽真空情況。

可以理解，在斬波器運行時，為了避免對正常的中子束流造成影響，密封殼體9內需要進行抽真空，因此，真空計23可以有效的監控其真空情況；當然，真空計也可以配置在真空泵或其它抽真空的組件上。

優選的，密封殼體9上安裝有振動傳感器14和溫度傳感器，用于檢測轉軸4轉動時的振動和溫度變化情況。

需要說明的是，在密封殼體9固定安裝后，正常情況下，轉軸都是平穩運行的，而振動傳感器14和溫度傳感器的作用是，實時監控轉軸的振動和溫度，以免長期使用時，因轉軸振動或溫度過高，影響斬波器的使用。