[發明專利]小型套筒中子能譜探測裝置及探測方法

有效

• 申請號: 202010026155.8
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111190218B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 楊劍波;李銳;庹先國;成毅;王洪輝;王磊;劉明哲;周建斌
• 申請（專利權）人: 四川輕化工大學;成都理工大學
• 主分類號: G01T3/00
• 分類號: G01T3/00
• 代理公司: 成都市熠圖知識產權代理有限公司 51290
• 代理人: 鄧昉

本發明公開了一種小型套筒中子能譜探測裝置，慢化腔、熱中子探測器、分析處理系統，其中，慢化腔為同軸設置的內腔、外腔結構，內腔、外腔均通過活塞分為注液腔和空氣腔；內腔、外腔底部設有通孔，頂部設有一氣孔，本發明還設有一液位調節系統，通過改變內腔、外腔的氣壓，來改變內腔中慢化液的厚度，從而進行中子能譜測量。本發明以自身攜帶的液體作為慢化劑，不需要外部水泵和水源，慢化厚度可以根據需要進行調節，整套裝置體積小，重量輕，自動化程度高，裝置高度整合，方便移動和放置在現場設備之上進行原位中子能譜測量，整個測量過程不需要操作人員，利于推廣使用的小型套筒中子能譜探測裝置及探測方法。

技術領域

本發明涉及一種中子能譜探測裝置及探測方法，尤其涉及一種小型套筒中子能譜探測裝置及探測方法。

背景技術

在輻射環境測量和輻射防護中，中子能譜是獲得中子劑量的基礎數據，在中子活化應用中，中子能譜是開展中子慢化、中子屏蔽、中子輻射防護、中子活化的關鍵數據，準確的測量中子能譜對開展相關的生產、科研活動具有重要意義。

現有可移動式的中子能譜測量裝置中，主要是以“慢化層+熱中子探測器”的模式開展中子能譜測量工作，例如：申請號為201710201494.3的發明專利：注水多層同心球裝置及中子能譜探測系統，和申請號為201610264803.7的發明專利：一種注水排水全自動多球中子譜儀及測量方法，兩者中提到多個從內到外依次套設的殼體，任意兩個相鄰的殼體之間形成有用于容納液體的間隙，通過組合不同的球層達到不同慢化厚度的目的，由于體積限制，不能在一些狹窄位置或者放置現場設備裝置之上進行測量。

申請號為201210243798.3的發明專利：一種多層球形聚乙烯慢化體和單探頭中子能譜及注量測量裝置，和申請號為201210332734.0的發明專利：一種連續中子譜實時探測系統中，均提到若干個球形聚乙烯慢化體層層累加構成不同的慢化體，利用固體聚乙烯作為慢化體，增加了設備的重量，且需要手動進行聚乙烯球殼的更換，給測量帶來不便。

申請號：201810954513.4的發明專利：一種套娃中子譜儀中提到將不同慢化厚度的水體依次嵌套形成不同的慢化體組合，測量過程需要攜帶多個容器杯，需要手動安裝容器杯，不利于自動化測量和保護測量人員的安全。

上述發明專利多以球形或者方形結構，不能準確的判斷所測中子能譜的位置信息，并且需要攜帶較多的測量部件，且自動化程度不高，由于體積和重量的限制導致便攜性不高，現場原位測量也較為困難。

發明內容

本發明的目的就在于提供一種解決上述問題，以自身攜帶的液體作為慢化劑，不需要外部水泵和水源，慢化厚度可以根據需要進行調節，整套裝置體積小，重量輕，自動化程度高，裝置高度整合，方便移動和放置在現場設備之上進行原位中子能譜測量，整個測量過程不需要操作人員，利于推廣使用的小型套筒中子能譜探測裝置及探測方法。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是這樣的：一種小型套筒中子能譜探測裝置，慢化腔、熱中子探測器、分析處理系統，所述慢化腔采用聚乙烯材料制成，還包括一液位調節系統；

所述慢化腔為豎直設置的空心圓柱形，內部同軸設有一圓管，所述圓管兩端與慢化腔兩端密封連接，將慢化腔分為互不相通的兩個空間，位于圓管內的空間為內腔，圓管和慢化腔內壁間的環形空間為外腔；

內腔內設有圓形活塞，外腔內設有環形活塞，所述圓形活塞、環形活塞均將對應的內腔或外腔分為上部的空氣腔、和下部的注液腔，且注液腔內充滿慢化液，所述外腔容積為A，內腔容積為B，慢化液體積為C，A≥C≥B；

所述內腔底部設有與外腔連通的通孔，所述內腔頂部設有一與外腔連通的氣孔；

所述液位調節系統包括微處理器、與微處理器連接的兩氣壓檢測傳感器和氣壓調節泵，其中，兩氣壓檢測傳感器分別設置在兩空氣腔頂部，用于采集兩空氣腔的氣壓信號，并將氣壓信號送入微處理器中；