[實用新型]一種高效率三維位置靈敏中子探測器

有效

• 申請號: 201820050244.4
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN208547723U
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 周健榮;孫志嘉;陳元柏;周曉娟;修青磊;騰海云;王艷鳳;夏遠光
• 申請（專利權）人: 中國科學院高能物理研究所
• 主分類號: G01T3/00
• 分類號: G01T3/00
• 代理公司: 廣州市一新專利商標事務所有限公司 44220
• 代理人: 劉興耿

本實用新型涉及核輻射探測技術領域，尤指一種可以代替³He管探測器的高效率三維位置靈敏中子探測器；為采用表面鍍硼的鋁片條構成多層方形管道結構；每一個單元方形管道中心均設置有阻性陽極絲，通過電荷分配法獲得沿絲方向的位置，單元管所在的位置確定橫向位置，單元管所在的層位置給出縱向位置，從而可以精確測量中子具體在哪一個單元被探測，實現中子的三維探測；可替代³He管的中子探測技術，探測效率大于30%；可以通過增加單元方形管道的層數來增加有效硼中子轉換層的厚度，從而實現增加探測效率，降低生產成本。

技術領域

本實用新型涉及核輻射探測技術領域，尤指一種可以代替³He管探測器的高效率三維位置靈敏中子探測器。

背景技術

中子散射技術是研究物質結構和動力學性質的理想探針，已被廣泛應用于凝聚態物理(固體和液體)、化學(特別是高分子化學)、生命科學、醫藥、材料科學(特別是納米材料科學)、航空以及國防建設等諸多領域[1]的研究中。與X射線散射技術相比，中子散射技術具有穿透能力極強、輕元素敏感、同位素分辨以及磁結構微觀分析等不可替代的優勢。我國早在上世紀五十年代就利用重水研究堆開展中子散射研究，九十年代末中國原子能科學研究院開始建造中國先進研究堆(CARR)，主要用來開展中子散射工作，進行凝聚態物質研究，該堆已于2010年開始試運行。作為新一代強流中子源，兆瓦級脈沖式散裂中子源更具優勢，不僅能提供高通量脈沖中子束，具有高效率、能譜寬和低本底的特點，而且更為安全可靠。2011年，我國正式開工建造發展中國家第一臺散裂中子源(CSNS)，國家投資高達14億，計劃耗時六年半，建成以后將進入世界四大散裂中子源行列，為國內外科學家提供世界一流的中子科學綜合實驗裝置，其中大部分譜儀用于中子散射相關技術應用。

中子散射技術主要用于研究凝聚態物質在原子、分子尺度范圍的微觀結構特性，故常使用慢化后的冷、熱中子束，波長范圍一般在0.1-10?，通過探測器測量經樣品散射后的中子能量和動量的變化，研究物質在原子、分子尺度上的微觀結構和運動規律。中子探測器是中子散射譜儀裝置的關鍵部件之一，在很大程度上決定著譜儀的分辨能力，高分辨譜儀要求探測器具有以下優異性能：

探測效率：大于40%

定位精度： 0.1-1cm

TOF時間分辨率：～10μs

n/γ抑制比：好于10-7

計數率：大于100kHz

大面積：-m2量級