一种用于中子散射的后端粗糙准直器制造技术

本发明专利技术涉及中子散射科学与技术领域，尤指一种用于中子散射的后端粗糙准直器；后端粗糙准直器主要包括准直器腔体、密封板、碳化硼屏蔽块及碳化硼陶瓷插片，所述的准直器腔体为前后开口的棱台状中空腔体，碳化硼屏蔽块安装在准直器腔体各壁板的内侧表面，碳化硼陶瓷插片安装在准直器腔体内部，将腔体内部分割成若干个通道空间，使得准直器腔体中心与棱柱状光路中心共线，密封板分别安装在准直器腔体的前后开口处；本发明专利技术中的准直器腔体与碳化硼屏蔽块围闭成的棱台状腔体将经样品散射后直射到探测器平面的棱台状中子光路完全包络，沿中子束流方向不存在挡光现象；可吸收准直器腔体以外的杂散中子，减少了束流背底；更有利于准直器腔体的制造与安装。

【技术实现步骤摘要】
一种用于中子散射的后端粗糙准直器
本专利技术涉及中子散射科学与
，尤指一种用于中子散射的后端粗糙准直器。
技术介绍
中子具有不带电、穿透性强、具有磁矩、对轻元素敏感、能区分同位素及邻近元素等独特的优点，使得中子散射技术在物理、化学、新能源、生命、医药、材料、工程和国家安全等科学研究和工业应用领域发挥着不可替代的作用。在中子科学研究实验中，为分析样品晶体结构及磁结构等信息，需要在样品周围安装若干个探测器阵列以接收经过样品照射后的中子，为后续的数据获取与数据分析提供技术支撑。但中子在空气中传播通量损失严重且受杂散中子影响较大，于是需要在样品与探测器之间安装后端粗糙准直器，以获取更好的束流质量，是中子束工程与中子科研装置的核心部件。现有技术中，一般采用直通型中子准直器，且多用于样品前端，样品后端的准直器很少被涉及，且中子通过截面较小影响到中子探测器的布置。随着中子研究的发展与先进研究反应堆、散裂中子源等中子工程的建设，对中子束流质量及其探测性能要求提出了更高的要求，与之对应的后端粗糙准直器结构设计也显得尤为必要。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本专利技术旨在公开一种用于中子散射的后端粗糙准直器腔体，后端粗糙准直器主要用于降低样品散射中子飞行过程中的损失、降低背底噪声中子、提高谱仪探测器位置的信噪比。本专利技术采用的技术方案是：一种用于中子散射的后端粗糙准直器，所述的后端粗糙准直器主要包括准直器腔体、密封板、碳化硼屏蔽块及碳化硼陶瓷插片，所述的准直器腔体为前后开口的棱台状中空腔体，碳化硼屏蔽块安装在准直器腔体各壁板的内侧表面，碳化硼陶瓷插片安装在准直器腔体内部，将腔体内部分割成若干个通道空间，使得准直器腔体中心与棱柱状光路中心共线，所述的密封板分别安装在准直器腔体的前后开口处。所述的准直器腔体由上壁板、下壁板、左壁板和右壁板拼焊而成，其中下壁板上设置有进气管路，上壁板上设置有排气管路。所述的碳化硼屏蔽块包括上碳化硼屏蔽块、下碳化硼屏蔽块、左碳化硼屏蔽块和右碳化硼屏蔽块，通过结构胶对应粘贴在准直器腔体的上壁板、下壁板、左壁板和右壁板的内侧表面，且各碳化硼屏蔽块形状与对应粘贴的各壁板内侧表面形状一致。所述的准直器腔体的左壁板、右壁板与腔体竖直中截面夹角相等，上壁板、下壁板相对腔体水平中截面夹角相等，其中左壁板和右壁板为竖直安装。所述准直器腔体的上壁板与下壁板内侧表面开设有相互对称的矩形凹槽，凹槽数量与探测器阵列列数一致，凹槽沿样品中心至探测器整列相邻两列之间的无效探测区域光路方向设置，凹槽深度方向分别垂直于腔体上、下壁板内侧面。所述的上碳化硼屏蔽块、下碳化硼屏蔽块上开设有与上壁板、下壁板内侧表面上的凹槽位置相对应，形状相匹配的通槽。所述的碳化硼陶瓷插片由若干块碳化硼陶瓷片粘贴拼接而成，碳化硼陶瓷插片通过竖直插入上下壁板的凹槽安装在准直器腔体内，将准直器腔体分隔成与探测器列数相同的中子通道；所述的碳化硼陶瓷插片的尺寸和形状与上、下壁板的凹槽及准直器腔体大小匹配。所述的密封板为中间薄四周厚的凹形板材结构，通过密封法兰安装在准直器腔体的前后开口处，并通过密封圈密封，使得准直器腔体形成一个密闭空间。所述的准直器腔体内充入中子散射截面较小的纯氩气或高纯氩气，使整个腔体保持在5Kpa左右的微正压。所述准直器腔体的上壁板外侧上表面安装有吊装组件，吊装组件在准直器腔体重心上部周围均布。本专利技术的有益效果是：首先，本专利技术中的准直器腔体与碳化硼屏蔽块围闭成的棱台状腔体将经样品散射后直射到探测器平面的棱台状中子光路完全包络，沿中子束流方向不存在挡光现象；其次，准直器腔体四块壁板内侧均附着有碳化硼屏蔽块，可吸收准直器腔体以外的杂散中子，减少了束流背底；再次，碳化硼陶瓷插片可有效吸收腔体内的杂散中子，减小不同通道之间的杂散中子对束流质量的影响，最终提高信噪比，改善探测性能的目的；最后，准直器腔体采用充入中子散射截面较小的纯氩气或高纯氩气，并在用微正压的设计，有效减小了密封板中子通过区域的有效厚度，进一步使得腔体整体的中子通量损失得到有效降低，且降低了气密性要求，更有利于准直器腔体的制造与安装。附图说明图1是本专利技术的装配结构示意图。图2是本专利技术中准直器腔体的主视图。图3是本专利技术的装配结构主视图。图4是图3中A-A方向的截面结构示意图。图5是图3中B-B方向的截面结构示意图。图6是本专利技术中准直器腔体内部布置图。附图标注说明：1-准直器腔体，2-密封板，3-碳化硼屏蔽块，4-碳化硼陶瓷插片，5-密封圈，6-吊装组件，7-螺钉，8-螺栓，9-螺母，101-上壁板，102-下壁板103-左壁板，104-右壁板，105-大密封法兰，106-小密封法兰，107-进气管路，108-排气管路，109-凹槽，201-大密封板，202-小密封板，203-加强筋，301-上碳化硼屏蔽块,302-下碳化硼屏蔽块，303-左碳化硼屏蔽块，304-右碳化硼屏蔽块，501-大密封圈，502-小密封圈，601-吊环丝扣，602-吊环。具体实施方式以下结合说明书附图详细说明本实施例的具体实施方式：在本实施例中，准直器腔体1的“前端”是指靠近样品而远离探测器平面的准直器腔体1端面，准直器腔体1的“后端”是指远离样品而靠近探测器平面的准直器腔体1端面；上、下、左、右则分别指的是以准直器腔体1后端面为主视，准直器腔体1的上方侧、下方侧、左方侧及右方侧。如图1-6所示，一种用于中子散射的后端粗糙准直器，所述的后端粗糙准直器主要包括准直器腔体1、密封板2、碳化硼屏蔽块3及碳化硼陶瓷插片4，所述的准直器腔体1为前后开口的棱台状中空腔体，碳化硼屏蔽块3安装在准直器腔体1各壁板的内侧表面，碳化硼陶瓷插片4安装在准直器腔体1内部，将腔体内部分割成若干个通道空间，使得准直器腔体1中心与棱柱状光路中心共线，所述的密封板2分别安装在准直器腔体1的前后开口处；所述的准直器腔体1与腔体内侧附着的碳化硼屏蔽块3围闭成的棱台状腔体将经样品散射后直射到探测器平面的棱台状中子光路完全包络。所述的准直器腔体1由上壁板101、下壁板102、左壁板103和右壁板104拼焊而成，其中下壁板102上设置有进气管路107，上壁板101上设置有排气管路108；所述的碳化硼屏蔽块包括上碳化硼屏蔽块301、下碳化硼屏蔽块302、左碳化硼屏蔽块303和右碳化硼屏蔽块304，通过结构胶对应粘贴在准直器腔体1的上壁板101、下壁板102、左壁板103和右壁板104的内侧表面，且各碳化硼屏蔽块形状与对应粘贴的各壁板内侧表面形状一致，碳化硼屏蔽块用于吸收准直器腔体1以外的杂散中子，以防杂散中子进入准直器腔体1增加背底，所述准直器腔体1中心与棱柱状光路中心共线，其中所述的准直器腔体1的左壁板103、右壁板104与腔体竖直中截面B-B夹角相等，上壁板101、下壁板102相对腔体水平中截面A-A夹角相等，其中左壁板103和右壁板104为竖直安装。所述准直器腔体1的上壁板101与下壁板102内侧表面开设有相互对称的矩形凹槽109，用于安装碳化硼陶瓷插片，凹槽109数量与探测器阵列列数一致，凹槽109沿光路方向设置，更具体的是凹槽109沿样品中心至探测器整列相邻两列之间的无效探测区域光路方向设置，凹槽109深度方向分别垂直于腔体上、下壁板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于中子散射的后端粗糙准直器，其特征在于：所述的后端粗糙准直器主要包括准直器腔体、密封板、碳化硼屏蔽块及碳化硼陶瓷插片，所述的准直器腔体为前后开口的棱台状中空腔体，碳化硼屏蔽块安装在准直器腔体各壁板的内侧表面，碳化硼陶瓷插片安装在准直器腔体内部，将腔体内部分割成若干个通道空间，使得准直器腔体中心与棱柱状光路中心共线，所述的密封板分别安装在准直器腔体的前后开口处。

【技术特征摘要】
1.一种用于中子散射的后端粗糙准直器，其特征在于：所述的后端粗糙准直器主要包括准直器腔体、密封板、碳化硼屏蔽块及碳化硼陶瓷插片，所述的准直器腔体为前后开口的棱台状中空腔体，碳化硼屏蔽块安装在准直器腔体各壁板的内侧表面，碳化硼陶瓷插片安装在准直器腔体内部，将腔体内部分割成若干个通道空间，使得准直器腔体中心与棱柱状光路中心共线，所述的密封板分别安装在准直器腔体的前后开口处。2.根据权利要求1所述的一种用于中子散射的后端粗糙准直器，其特征在于：所述的准直器腔体由上壁板、下壁板、左壁板和右壁板拼焊而成，其中下壁板上设置有进气管路，上壁板上设置有排气管路。3.根据权利要求2所述的一种用于中子散射的后端粗糙准直器，其特征在于：所述的碳化硼屏蔽块包括上碳化硼屏蔽块、下碳化硼屏蔽块、左碳化硼屏蔽块和右碳化硼屏蔽块，通过结构胶对应粘贴在准直器腔体的上壁板、下壁板、左壁板和右壁板的内侧表面，且各碳化硼屏蔽块形状与对应粘贴的各壁板内侧表面形状一致。4.根据权利要求1所述的一种用于中子散射的后端粗糙准直器，其特征在于：所述的准直器腔体的左壁板、右壁板与腔体竖直中截面夹角相等，上壁板、下壁板相对腔体水平中截面夹角相等，其中左壁板和右壁板为竖直安装。5.根据权利要求1-4任一项所述的一种用于中子散射的后端粗糙准直器，其特征在于：所述准直器腔体的上壁板与下壁板内侧表面开设有相互...

【专利技术属性】
技术研发人员：何伦华，康乐，罗平，陈洁，卢怀乐，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，东莞中子科学中心，
类型：发明
国别省市：北京,11