[發明專利]一種白光中子源帶電粒子探測譜儀

有效

• 申請號: 201811058066.0
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109459454B
• 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: G01N23/22
• 分類號: G01N23/22;G01T1/36
• 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

1.一種白光中子源帶電粒子探測譜儀，其特征在于：包括真空靶室和帶電粒子探測器(0)，所述真空靶室包括機械系統、真空氣路系統和控制系統；

所述機械系統包括真空腔體(1)、樣品換樣器(2)和探測器角度旋轉機構(3)；所述真空腔體(1)用于容納帶電粒子探測器(0)、樣品換樣器(2)和探測器角度旋轉機構(3)，為檢測提供試驗環境；

所述帶電粒子探測器(0)包括ΔE-E探測器和電離室探測器；

所述ΔE-E探測器為復合式氣體-固體探測器，由相互獨立的小型多絲正比室氣體探測器和碘化銫固體探測器組成，所述ΔE-E探測器采用0.5μm厚聚乙烯薄膜粒子束窗；

所述電離室探測器采用8μm厚聚酰亞胺薄膜或聚酯薄膜粒子束窗；

所述電離室探測器是一種氣體探測器，內部結構包括陰極、陽極、柵極和均壓環形成的高壓區域，帶電粒子進入高壓區域即可被檢測到；

陰極和陽極之間的距離可調，從而實現電場強度調節，以便于對不同的帶電粒子進行檢測；

電離室探測器的工作氣體為氬氣；

所述真空腔體(1)為圓筒形腔體，圓筒形腔體的上下兩端各設置有上法蘭(11)和下法蘭(12)，圓筒形腔體的側壁上設置有一對供束線穿過圓筒形腔體的束線接口法蘭，以及若干個穿墻件法蘭(15)；

所述樣品換樣器(2)用于放置多個樣品，樣品換樣器(2)采用波紋管密封，能夠在真空下直線運動，實現樣品切換；所述樣品換樣器(2)包括絲桿電機(21)和樣品架(22)，樣品架(22)采用波紋管密封； 所述上法蘭(11)上開設有樣品換樣器接口(111)，所述絲桿電機(21)固定安裝在上法蘭(11)的樣品換樣器接口(111)上，位于真空腔體(1)外面，所述樣品架(22)通過所述樣品換樣器接口(111)伸入真空腔體(1)內；絲桿電機(21)驅動樣品架(22)上下移動實現檢測樣品更換；所述樣品架(22)為鉭制樣品架；

所述探測器角度旋轉機構(3)采用磁流體密封，能夠在真空下旋轉運動，探測器角度旋轉機構(3)在真空腔體(1)內的部分用于放置帶電粒子探測器(0)，實現帶電粒子探測器(0)的角度調整；所述下法蘭(12)上開設有探測器角度旋轉機構接口(121)，所述探測器角度旋轉機構(3)固定安裝在下法蘭(12)的探測器角度旋轉機構接口(121)上，探測器角度旋轉機構(3)的驅動端位于真空腔體(1)外面，探測器角度旋轉機構(3)活動端通過探測器角度旋轉機構接口(121)伸入真空腔體(1)內，用于連接帶電粒子探測器(0)；

所述真空氣路系統包括真空組件和工作氣體組件，真空組件分別與真空腔體(1)和帶電粒子探測器(0)管道連通，用于抽真空，保障真空腔體(1)和帶電粒子探測器(0)內部的真空度；工作氣體組件與帶電粒子探測器(0)管道連通，為帶電粒子探測器(0)提供工作氣體，并且，在真空組件和工作氣體組件的協調下保障工作氣體壓力穩定；

所述控制系統用于協調控制帶電粒子探測器(0)、樣品換樣器(2)、探測器角度旋轉機構(3)和真空氣路系統；

所述真空腔體(1)與帶電粒子探測器(0)管道連通，并在連通管道上設置開關閥(01)。

2.根據權利要求1所述的白光中子源帶電粒子探測譜儀，其特征在于：所述ΔE-E探測器中，小型多絲正比室氣體探測器和碘化銫固體探測器采用橡膠密封，實現兩者的相互獨立。

3.根據權利要求1所述的白光中子源帶電粒子探測譜儀，其特征在于：所述工作氣體組件包括高壓氣瓶(4)，高壓氣瓶(4)與帶電粒子探測器(0)管道連通，為其提供工作氣體。

4.根據權利要求3所述的白光中子源帶電粒子探測譜儀，其特征在于：所述高壓氣瓶(4)和帶電粒子探測器(0)之間設置有穩壓平衡罐(5)。

5.根據權利要求4所述的白光中子源帶電粒子探測譜儀，其特征在于：所述穩壓平衡罐(5)上開設有復壓閥(51)，用于保障工作氣體壓力，避免電離室探測器的束窗破裂。