【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于中子探测器，具体涉及一种具有立体涂硼结构的涂硼管中子探测器。
技术介绍
1、中子的发现在20世纪物理学发展中具有极其重要的意义，1932年查德威克在α粒子轰击铍的实验中发现中子，1935年查德威克因此被授予诺贝尔奖。中子呈电中性，不受库仑力作用，具有强穿透力，难以被探测器直接测量，测量时需要利用中子和原子核发生相互作用，通过对产生的带电粒子进行测量来间接测量中子。中子的测量对于航空航天事业，空间卫星探测，工业生产和安全，基础科学研究以及放射医学领域都非常重要。
2、在20世纪60年代专利技术的3he正比计数器具有中子探测效率高，性能稳定，易于制造的优点，是目前使用最广泛的中子探测器。但是3he资源天然丰度只有1.38×10-6，地球上天然的3he资源大约只有500kg，极低的含量意味着无法从自然中获取3he。目前3he的生产只能通过氚的衰变得到，被垄断，产量低，价格昂贵。由于3he的短缺各国都在努力寻求替代3he的新型中子探测技术。
3、涂硼管中子探测器是在国家安全和中子科学等领域替代3he正比计数器的一种优秀方案，通常涂硼管中子探测器在金属管内壁涂含10b材料，利用10b(n，α)7li核反应探测中子，由于含10b材料只在内壁涂一层，这种涂硼管中子探测器对径向入射的中子探测效率较低且对轴向入射的中子没有探测能力。
技术实现思路
1、针对目前涂硼管中子探测器存在的问题，本专利技术旨在提供一种对径向入射的中子和轴向入射的中子都具有高探测效率的涂硼
2、为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案是一种具有立体涂硼结构的涂硼管中子探测器，其中，包括内部设有矩形隔片、环形隔片和阳极丝的金属管，所述矩形隔片和所述环形隔片的表面以及所述金属管的内表面设有含硼材料涂层；所述矩形隔片用于探测沿所述金属管的径向入射的中子，所述环形隔片用于探测沿所述金属管的轴向入射的中子；所述含硼材料能够与入射的中子反应产生带电粒子，所述阳极丝能够与所述带电粒子产生感应信号，所述感应信号能够用于读出所述中子的信息。
3、进一步，所述矩形隔片为若干片，均匀环绕在所述金属管的轴线的外围。
4、进一步，所述矩形隔片的一侧设置在所述金属管的内表面上，另一侧指向所述轴线，且与所述轴线保持一段距离。
5、进一步，所述矩形隔片与所述轴线处于同一个平面内。
6、进一步，所述环形隔片为若干片，与所述金属管的轴线垂直，各个所述环形隔片等距排列；所述轴线穿过所述环形隔片圆心位置的通孔。
7、进一步，所述金属管的内表面设有环形凹槽，所述环形隔片的外环边缘设置在所述环形凹槽内，实现所述环形隔片的固定。
8、进一步，所述矩形隔片上设有若干个第一插槽，所述环形隔片上设有若干个第二插槽，所述第一插槽和所述第二插槽一一对应，使得所述矩形隔片和所述环形隔片能够组装在一起构成立体涂硼结构。
9、进一步，所述阳极丝设置在所述金属管的轴线位置，材质为镀金钨丝。
10、进一步，所述金属管的两端设置有端面，所述阳极丝的两端分别通过定位管固定在所述金属管两端的端面上。
11、进一步，通过夹丝和焊接的方法将所述阳极丝固定在所述定位管上。
12、进一步，所述金属管的侧面的内壁与所述定位管之间采用耐高压材料绝缘，通过所述定位管实现所述阳极丝的固定和高压的引出。
13、进一步，所述含硼材料涂层采用的含硼材料是指包含硼的同位素10b的材料，包括同位素10b的单质和化合物。
14、进一步，在所述金属管的内部充有工作气体。
15、进一步，所述工作气体为ar和co2混合气体。
16、进一步，所述含硼材料涂层的厚度为1μm到4μm。
17、本专利技术的有益效果在于：
18、1.使得探测器对不同角度入射的中子都具有高探测效率，适用于不同的应用场景。
19、2.采用矩形隔片2和环形隔片3构成的立体涂硼的结构，相比普通的涂硼管中子探测器，提高了对轴向中子和径向中子的探测效率。
20、3.通过调节环形隔片3和矩形隔片2的数量，还可以调节其对轴向中子和径向中子的灵敏度。
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1.一种具有立体涂硼结构的涂硼管中子探测器，其特征是：包括内部设有矩形隔片(2)、环形隔片(3)和阳极丝的金属管(1)，所述矩形隔片(2)和所述环形隔片(3)的表面以及所述金属管(1)的内表面设有含硼材料涂层；所述矩形隔片(2)用于探测沿所述金属管(1)的径向入射的中子，所述环形隔片(3)用于探测沿所述金属管(1)的轴向入射的中子；所述含硼材料能够与入射的中子反应产生带电粒子，所述阳极丝能够与所述带电粒子产生感应信号，所述感应信号能够用于读出所述中子的信息。
2.如权利要求1所述的一种具有立体涂硼结构的涂硼管中子探测器，其特征是：所述矩形隔片(2)为若干片，均匀环绕在所述金属管(1)的轴线的外围。
3.如权利要求2所述的一种具有立体涂硼结构的涂硼管中子探测器，其特征是：所述矩形隔片(2)的一侧设置在所述金属管(1)的内表面上，另一侧指向所述轴线，且与所述轴线保持一段距离。
4.如权利要求3所述的一种具有立体涂硼结构的涂硼管中子探测器，其特征是：所述矩形隔片(2)与所述轴线处于同一个平面内。
5.如权利要求4所述的一种具有立体涂硼结构
6.如权利要求5所述的一种具有立体涂硼结构的涂硼管中子探测器，其特征是：所述金属管(1)的内表面设有环形凹槽，所述环形隔片(3)的外环边缘设置在所述环形凹槽内，实现所述环形隔片(3)的固定。
7.如权利要求5所述的一种具有立体涂硼结构的涂硼管中子探测器，其特征是：所述矩形隔片(2)上设有若干个第一插槽(4)，所述环形隔片(3)上设有若干个第二插槽(5)，所述第一插槽(4)和所述第二插槽(5)一一对应，使得所述矩形隔片(2)和所述环形隔片(3)能够组装在一起构成立体涂硼结构。
8.如权利要求5所述的一种具有立体涂硼结构的涂硼管中子探测器，其特征是：所述阳极丝设置在所述金属管(1)的轴线位置，材质为镀金钨丝。
9.如权利要求8所述的一种具有立体涂硼结构的涂硼管中子探测器，其特征是：所述金属管(1)的两端设置有端面，所述阳极丝的两端分别通过定位管固定在所述金属管(1)两端的端面上。
10.如权利要求9所述的一种具有立体涂硼结构的涂硼管中子探测器，其特征是：通过夹丝和焊接的方法将所述阳极丝固定在所述定位管上。
11.如权利要求10所述的一种具有立体涂硼结构的涂硼管中子探测器，其特征是：所述金属管(1)的侧面的内壁与所述定位管之间采用耐高压材料绝缘，通过所述定位管实现所述阳极丝的固定和高压的引出。
12.如权利要求1所述的一种具有立体涂硼结构的涂硼管中子探测器，其特征是：所述含硼材料涂层采用的含硼材料是指包含硼的同位素10B的材料，包括同位素10B的单质和化合物。
13.如权利要求1所述的一种具有立体涂硼结构的涂硼管中子探测器，其特征是：在所述金属管(1)的内部充有工作气体。
14.如权利要求13所述的一种具有立体涂硼结构的涂硼管中子探测器，其特征是：所述工作气体为Ar和CO2混合气体。
15.如权利要求1所述的一种具有立体涂硼结构的涂硼管中子探测器，其特征是：所述含硼材料涂层的厚度为1μm到4μm。
...【技术特征摘要】
1.一种具有立体涂硼结构的涂硼管中子探测器，其特征是：包括内部设有矩形隔片(2)、环形隔片(3)和阳极丝的金属管(1)，所述矩形隔片(2)和所述环形隔片(3)的表面以及所述金属管(1)的内表面设有含硼材料涂层；所述矩形隔片(2)用于探测沿所述金属管(1)的径向入射的中子，所述环形隔片(3)用于探测沿所述金属管(1)的轴向入射的中子；所述含硼材料能够与入射的中子反应产生带电粒子，所述阳极丝能够与所述带电粒子产生感应信号，所述感应信号能够用于读出所述中子的信息。
2.如权利要求1所述的一种具有立体涂硼结构的涂硼管中子探测器，其特征是：所述矩形隔片(2)为若干片，均匀环绕在所述金属管(1)的轴线的外围。
3.如权利要求2所述的一种具有立体涂硼结构的涂硼管中子探测器，其特征是：所述矩形隔片(2)的一侧设置在所述金属管(1)的内表面上，另一侧指向所述轴线，且与所述轴线保持一段距离。
4.如权利要求3所述的一种具有立体涂硼结构的涂硼管中子探测器，其特征是：所述矩形隔片(2)与所述轴线处于同一个平面内。
5.如权利要求4所述的一种具有立体涂硼结构的涂硼管中子探测器，其特征是：所述环形隔片(3)为若干片，与所述金属管(1)的轴线垂直，各个所述环形隔片(3)等距排列；所述轴线穿过所述环形隔片(3)圆心位置的通孔(6)。
6.如权利要求5所述的一种具有立体涂硼结构的涂硼管中子探测器，其特征是：所述金属管(1)的内表面设有环形凹槽，所述环形隔片(3)的外环边缘设置在所述环形凹槽内，实现所述环形隔片(3)的固定。
7.如权利要求5所述的一种具有立体涂硼结构的涂硼管中子探测器，其特征是...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵恒椿，刘立业，曹勤剑，周建晋，李岩，王晓龙，夏三强，以恒冠，李晓敦，杨彪，
申请(专利权)人：中国辐射防护研究院，
类型：发明
国别省市：
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