一种基于中子伽马检测仪的厚壁容器内介质检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于中子伽马检测仪的厚壁容器内介质检测方法，所述中子伽马检测仪包括探测器、中子管和屏蔽体，所述屏蔽体位于所述探测器和所述中子管的上方，且所述屏蔽体包裹所述探测器和所述中子管；所述方法包括以下步骤：将所述中子伽马检测仪放置在被测厚壁容器的一端，利用所述中子管发出快中子，由被测厚壁容器内的介质对快中子进行慢化，慢化后的中子与被测厚壁容器另一侧的特定元素发生俘获反应，反应后放出特征伽马射线，由所述探测器对特征伽马射线进行接收并记录，通过对比记录的能谱来判断被测厚壁容器内是否有水。本发明专利技术能够对厚壁容器内的介质进行无损检测，且减少了辐射危害。减少了辐射危害。减少了辐射危害。

【技术实现步骤摘要】
一种基于中子伽马检测仪的厚壁容器内介质检测方法


[0001]本专利技术涉及无损检测
，特别是涉及一种基于中子伽马检测仪的厚壁容器内介质检测方法。

技术介绍

[0002]无损检测是以现代科学技术的发展为基础的。在不损坏、不改变被检对象理化状态的前提下，以物理或化学方法为手段，借助先进的技术和设备器材，对被检对象的内部及表面的结构、性质、状态进行检查和测试的方法。作为一种有效的检测手段，在保证设备装置、容器内部物质的安全质量以及这些装置在设计使用期限内的安全稳定运行，无损检测起到了极其重要的、不可替代的作用，已经被广泛应用于经济建设的各个领域。
[0003]常用的无损检测技术包括磁粉检测技术、射线检测技术、渗透检测技术和超声检测技术。磁粉检测对磁性材料的表面及近表面存在的缺陷有很高的灵敏度，主要应用于罐壁焊缝的缺陷检测，它的局限性在于检测过程中需打磨防腐层；射线检测主要用于板厚较小的压力容器对接焊缝内部埋藏缺陷的检测。射线检测法能较好地反映工件的各种缺陷信息，且精度高。缺点在于检测设备及工艺复杂，成本高，最重要的是射线具有辐射性，对人体有害；渗透检测对泄漏和裂纹等表面缺陷的检测有较高的灵敏性。渗透检测时无需额外设备，广泛适用于大部分的非吸收性物料的表面开口缺陷，但检测程序繁琐、速度慢、试剂成本高等局限性也尤为突出；超声检测主要用于平面状腐蚀缺陷的检测，对点状、线状和体积状缺陷检测灵敏度低。其优点在于检测范围广、检测深度大、缺陷定位准确等，且现场使用方便对人体无害。这些检测技术中射线和超声波检测主要用于探测试件内部，而磁粉和渗透检测主要用于探测试件表面。
[0004]对于厚容器壁的内部情况探测，磁粉和渗透检测则不适用，超声检测较射线检测灵敏度低，但射线检测对于较厚的试件不适用，且具有辐射危害性。

技术实现思路

[0005]鉴于上述状况，本专利技术提供一种基于中子伽马检测仪的厚壁容器内介质检测方法，以厚壁容器内的介质进行无损检测，且减少辐射危害。
[0006]一种基于中子伽马检测仪的厚壁容器内介质检测方法，所述中子伽马检测仪包括探测器、中子管和屏蔽体，所述屏蔽体位于所述探测器和所述中子管的上方，且所述屏蔽体包裹所述探测器和所述中子管；
[0007]所述方法包括以下步骤：
[0008]将所述中子伽马检测仪放置在被测厚壁容器的一端，利用所述中子管发出快中子，由被测厚壁容器内的介质对快中子进行慢化，慢化后的中子与被测厚壁容器另一侧的特定元素发生俘获反应，反应后放出特征伽马射线，由所述探测器对特征伽马射线进行接收并记录，通过对比记录的能谱来判断被测厚壁容器内是否有水。
[0009]根据本专利技术提供的基于中子伽马检测仪的厚壁容器内介质检测方法，由于水中的
氢元素对快中子有很强的减速作用，使得很多的快中子慢化成热中子，热中子能够与厚壁容器上的特定元素产生俘获反应，从而产生较多的特征伽马射线，通过探测器探测该特定元素的伽马特征峰在有水或无水时的变化特征来达到检测目的。模拟实验结构表明，针对一密闭容器，容器壁是8厘米厚的钢板，能够在无损的情况下检测容器内部是否有水。本专利技术突破了传统射线检测技术不适用于较厚试件检测的限制，测量灵敏度高，且对于射线的辐射危害能够通过可控源技术和屏蔽体优化设计来控制，达到人体辐射安全标准。
[0010]此外，作为一种可选的实施方式，所述探测器采用BGO探测器，通过所述BGO探测器进行脉冲计数对比，以判断被测厚壁容器内是否有水。
[0011]作为一种可选的实施方式，所述探测器采用LaBr3探测器，通过所述LaBr3探测器进行脉冲计数对比，以判断被测厚壁容器内是否有水。
[0012]作为一种可选的实施方式，所述探测器采用NaI探测器，通过所述NaI探测器进行脉冲计数对比，以判断被测厚壁容器内是否有水。
[0013]作为一种可选的实施方式，所述中子管采用可控源D
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D中子管，所述中子管产生的中子源的源强通过调整靶压来进行调整。可控源D
‑
D中子管作为中子射线源，一方面中子射线能穿透很厚的钢板，且中子源的源强可以通过调整靶压来进行调整，它能够针对不同的项目工程或测量环境选择合适的源强，另一方面可以避免放射污染物，不需要进行复杂的报废处理手续，而对于现场的辐射安全监测也不需要进行实时测量，仅仅在仪器通电测量过程中以及仪器关闭电源后一段时间内进行检测即可。D
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D中子管具有中子产额高、中子能量高、安全性高和易于操作等特点，与物质中核素发生非弹性散射反应、俘获反应后产生能量较高的伽马射线。采用可控的D
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D中子管，不仅能够取代射线检测中的射线源，而且对于容器内部是否有水的情况能够探测到明显的特征峰差异，测量灵敏度高。
[0014]此外，作为一种可选的实施方式，本专利技术可以采用蒙特卡罗模拟技术，对于整个测量装置中的一些组件(例如屏蔽体、探测器材料等)的选取以及源距的选择需要进行优化设计，从而选择最合适的方案。
附图说明
[0015]图1为中子伽马检测仪的结构示意图；
[0016]图2是水与空气介质BGO探测器脉冲计数对比结果图；
[0017]图3是水与空气介质BGO探测器脉冲计数比值图；
[0018]图4是水与空气介质LaBr3探测器脉冲计数对比结果图
[0019]图5是水与空气介质LaBr3探测器脉冲计数比值图；
[0020]图6是模拟中子伽马检测仪在不同源距时NaI探测器产生的脉冲计数对比图。
具体实施方式
[0021]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的若干实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。
[0022]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具
体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0023]本专利技术提供了一种基于中子伽马检测仪的厚壁容器内介质检测方法，请参阅图1，所述中子伽马检测仪包括探测器11、中子管12和屏蔽体13，所述屏蔽体13位于所述探测器12和所述中子管12的上方，且所述屏蔽体13包裹所述探测器11和所述中子管12，所述中子伽马检测仪用于对厚壁容器20内是否有水进行探测，厚壁容器20的材质为8厘米厚的钢板，厚壁容器20具有靠近中子伽马检测仪的一侧21和远离中子伽马检测仪的一侧22。
[0024]所述方法包括以下步骤：
[0025]将所述中子伽马检测仪放置在厚壁容器20靠近中子伽马检测仪的一侧21，利用所述中子管12发出快中子，由厚壁容器20内的介质201对快中子进行慢化，慢化后的中子与厚壁容器20远离中子伽马检测仪的一侧2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于中子伽马检测仪的厚壁容器内介质检测方法，其特征在于，所述中子伽马检测仪包括探测器、中子管和屏蔽体，所述屏蔽体位于所述探测器和所述中子管的上方，且所述屏蔽体包裹所述探测器和所述中子管；所述方法包括以下步骤：将所述中子伽马检测仪放置在被测厚壁容器的一端，利用所述中子管发出快中子，由被测厚壁容器内的介质对快中子进行慢化，慢化后的中子与被测厚壁容器另一侧的特定元素发生俘获反应，反应后放出特征伽马射线，由所述探测器对特征伽马射线进行接收并记录，通过对比记录的能谱来判断被测厚壁容器内是否有水。2.根据权利要求1所述的基于中子伽马检测仪的厚壁容器内介质检测方法，其特征在于，所述探测器采用BGO探测器，通过所述BGO...

【专利技术属性】
技术研发人员：王智健，程九鑫，李权，
申请(专利权)人：杭州由知科技有限公司，
类型：发明
国别省市：