[發明專利]智能化輻射防護系統

有效

• 申請號: 201710644659.4
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107257601B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 周建輝;李愛萍;林愛軍
• 申請（專利權）人: 周建輝
• 主分類號: H05H3/06
• 分類號: H05H3/06;G21G4/02
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙)11427
• 代理人: 陳娟

技術領域

本發明涉及中子發射領域，尤其涉及一種智能化輻射防護系統。

背景技術

自由中子和原子核的碰撞是彈性碰撞，其遵循宏觀下兩小球彈性碰撞時的動量法則。當被碰撞的原子核很重時，原子核只會有很小的速度；但是，若是碰撞的對象是和中子質量差不多質子，則質子和中子會以幾乎相同的速度飛出。這類的碰撞將會因為制造出的離子而被偵測到。

中子的電中性讓它不僅很難偵測，也很難被控制。電中性使得我們無法以電磁場來加速、減速或是束縛中子。自由中子僅對磁場有很微弱的作用(因為中子存在磁矩)。真正能有效控制中子的只有核作用力。我們唯一能控制自由中子運動的方式只是放置原子核堆在它們的運動路徑上，讓中子和原子核碰撞藉以吸收之。這種以中子撞擊原子核的反應在核反應中扮演重要角色，也是核子武器運作的原理。自由中子則可由核衰變、核反應或高能反應等中子源產生。

發明內容

中子發射器在發射過程中逃逸的中子對附近工作人員能夠造成一定的身體危害。為了解決上述問題，本發明提供了一種智能化中子發射器防護系統，搭建了中子隔離屏、中子發射器和中子濃度檢測器，所述中子隔離屏設置在所述中子發射器的周圍，用于對所述中子發射器逃逸的中子進行屏蔽，所述中子濃度檢測器用于檢測所述中子發射器逃逸的中子濃度，同時改善了中子發射器的內部結構，提高中子發射器的發射速度。

根據本發明的一方面，提供了一種智能化中子發射器防護系統，所述系統包括中子隔離屏、中子發射器和中子濃度檢測器，所述中子隔離屏設置在所述中子發射器的周圍，用于對所述中子發射器逃逸的中子進行屏蔽，所述中子濃度檢測器用于檢測所述中子發射器逃逸的中子濃度。

更具體地，在所述智能化中子發射器防護系統中：所述中子濃度檢測器在檢測到的所述中子發射器逃逸的中子濃度超限時，發出中子濃度報警信號。

更具體地，在所述智能化中子發射器防護系統中，還包括：液晶顯示設備，與所述中子濃度檢測器連接，用于實時顯示所述中子發射器逃逸的中子濃度；其中，所述液晶顯示設備還用于顯示所述中子濃度報警信號。

更具體地，在所述智能化中子發射器防護系統中，還包括：

離子源設備，包括燈絲、等離子體室、中間電極、磁場線圈、陽極孔、擴張杯、陽極、冷卻管道和進氣管，所述燈絲插入所述等離子體室的左端并伸入到所述等離子體室中，以形成所述離子源設備的陰極，所述中間電極內嵌入在所述等離子體室的內壁上，所述磁場線圈設置在所述等離子體室的上下兩側，所述陽極孔、所述擴張杯和所述陽極都內嵌入在所述等離子體室的右端上，所述冷卻管道伸入到所述等離子體室的內壁中，所述進氣管插入所述等離子體室的左端；

離子源供電設備，與所述離子源設備連接，用于為所述離子源設備供電，所述離子源供電設備包括磁場電源、燈絲電源和弧壓電源，所述弧壓電源用于經過電阻分壓后在所述燈絲與所述中間電極之間提供電位差，還用于經過電阻分壓后在所述中間電極和所述陽極之間提供電位差，所述燈絲電源與所述燈絲連接，為所述燈絲供電，所述磁場電源與所述磁場線圈連接，為所述磁場線圈供電；

所述中子發射器，包括屏蔽罩、中子輸出口、冷卻管、高壓電纜、絕緣環、靶片、多級加速電極和真空泵，所述屏蔽罩用于實現對所述離子源設備、所述多級加速電極、所述靶片、所述絕緣環和所述高壓電纜的屏蔽，所述屏蔽罩包括前端屏蔽殼體和后端屏蔽殼體，所述前端屏蔽殼體用于容納所述離子源設備，所述后端屏蔽殼體耦合所述前端屏蔽殼體，用于容納所述多級加速電極、所述靶片、所述絕緣環和所述高壓電纜，所述中子輸出口設置在所述后端屏蔽殼體的上表面，所述真空泵與所述后端屏蔽殼體容納空間連通，用于將所述后端屏蔽殼體容納空間抽成真空以形成真空腔體，所述高壓電纜插入在所述真空腔體的右端，所述絕緣環設置在所述高壓電纜的外部，所述靶片設置在所述多級加速電極和所述高壓電纜之間；

導向設備，耦合所述中子發射器以向地層發射快中子脈沖，快中子脈沖被導向設備周圍的介質減速成為熱中子后被地層介質吸收，使得熱中子密度逐漸衰減；密度檢測設備，設置在導向設備的附近，用于檢測熱中子密度以作為實時熱中子密度輸出；

地層宏觀俘獲截面值測量設備，與所述密度檢測設備連接，接收所述實時熱中子密度，確定所述實時熱中子密度減少到1/e所需用的時間以作為衰減時間，并基于所述衰減時間確定地層宏觀俘獲截面值；流體類型確定設備，與所述地層宏觀俘獲截面值測量設備連接，用于基于所述地層宏觀俘獲截面值確定地層孔隙內填充的流體類型并作為目標流體類型輸出，所述目標流體類型為油層、氣層或者水層；