[發明專利]一種用于白光中子源帶電粒子探測譜儀的樣品換樣器

有效

• 申請號: 201811056512.4
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109459457B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 孫志嘉;周良;樊瑞睿;王艷鳳;楊桂安;許虹;夏遠光;唐彬;滕海云;周健榮;王征;陳元柏;周曉娟;修青磊
• 申請（專利權）人: 東莞中子科學中心
• 主分類號: G01N23/2204
• 分類號: G01N23/2204
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 李小焦;郭燕

本申請公開了一種用于白光中子源帶電粒子探測譜儀的樣品換樣器。本申請用于白光中子源帶電粒子探測譜儀的樣品換樣器，其包括電機和樣品架，樣品架安裝于電機的活動端，樣品架上設置有若干個容納樣品的圓孔，并且樣品架整體密封于波紋管內部；在電機驅動下壓縮波紋管，同時使樣品架伸出波紋管，實現樣品更換。本申請用于白光中子源帶電粒子探測譜儀的樣品換樣器，采用波紋管對樣品架進行密封，使得樣品架可以實現在真空環境下進行自動換樣，無需每次更換樣品都打開真空腔體；使用簡單方便，大大提高了工作效率，也減小了樣品更換的勞動力消耗。

技術領域

本申請涉及中子檢測領域，特別是涉及一種用于白光中子源帶電粒子探測譜儀的樣品換樣器。

背景技術

白光中子源是一個極其有用的核數據測量研究工具，可以為新型核能設施設計、核天體物理研究、基礎物理科學以及國防科技等領域提供關鍵核數據。核數據測量研究在國際上已開展近八十年，經歷了單能點中子源、共振區白光中子源、快白光中子源核數據測量幾個階段。1960年代以前主要利用低能加速器通過d-D、d-T、p-T和p-7Li等反應產生具有一定強度的單能中子進行中子反應截面的測量工作。1960年代開始基于強流電子直線加速器的白光中子源相繼在美國、前蘇聯、歐洲和日本等國建成。白光中子源能在1eV-1MeV的共振中子能區提供很強的連續譜中子，其中，代表性的裝置有美國ORNL國家實驗室的ORELA和歐洲位于比利時Geel的JRC/IRMM實驗室的GELINA。1980年代之后基于強流高能量質子加速器的白光中子源由于其脈沖中子強度高、中子能譜范圍廣等優勢逐步取代了基于電子直線加速器的白光中子源，成為核數據測量的最有力工具。這方面的代表裝置是美國LANL的基于800MeV質子加速器(縮寫LANSCE)建立的核數據測量裝置，以及歐洲CERN的基于20GeV的質子同步加速器(縮寫PS)建立的核數據測量裝置(縮寫n-TOF)。

LANL設有共振中子靶站(Lujan Center，Target-1)和快中子靶站(WNR，Target-4)。在Lujan Center和WNR上已分別建設了多條白光中子束線，并建立了包括測量中子輻射俘獲截面的大型g探測器設備DANCE和中子探測器陣列FIGARO等在內很多臺譜儀，它們在共振中子、快中子以及中高能中子能區測量了大量至關重要的核數據。日本則在位于Tokai的J-PARC大型質子加速器上利用3GeV散裂中子源靶站上慢化的中子建設了一個核數據測量束線ANNRI。

國內目前用于核數據測量的中子源主要有中國原子能科學研究院的中國先進研究堆(縮寫CARR堆)和13MV串列加速器(縮寫5SDH-2)、北京大學的4.5MV靜電加速器、蘭州大學的300kV中子發生器等。這些中子源的能量范圍在0.01～42MeV之間，它們對中國的核數據研究包括中國自己的CENDL核數據評價庫做出了重要貢獻，但是它們的能量并不連續，各個加速器可分別提供部分能量片段的中子束，且束流強度較低。隨著我國先進核能技術、基礎核物理、核天體物理以及國防建設等發展的需要，迫切需要一臺能區寬、強度高的白光中子源裝置以滿足全方面核數據測量的要求。

帶電粒子探測譜儀(縮寫LPDA)位于白光中子源的終端處，是中國散裂中子源首批投入運行的4臺譜儀之一，用于測試中子引起的出射帶電粒子的數據，主要包括p、d、t、3He和4He等輕帶電粒子。這類數據對新一代核能，例如第四代反應堆、ADS等，的研發尤為重要，涉及到中子探測、輻射防護與檢測、反應堆控制與運行等多個方面；同時，也對強子治療提供重要的支持。

LPDA包括真空靶室和帶電粒子探測器。其中真空靶室是機、電、真空和氣一體化設備，給帶電粒子探測器提供實驗環境。因此，真空靶室集成度非常高，是一個多功能的真空腔體。帶電粒子探測譜儀的真空靶室是帶電粒子探測的基礎保障。現有的帶電粒子探測譜儀，在進行檢測時，通常是將樣品固定在樣品架上，樣品架安裝于真空腔體中，需要更換樣品時，必須打開真空腔體重新裝載新的樣品，然后再進行檢測，操作繁瑣，且工作效率低。

發明內容

本申請的目的是提供一種結構改進的用于白光中子源帶電粒子探測譜儀的樣品換樣器。