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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及辐射探测,特别是涉及一种基于新型的微结构气体探测器的快中子探测器、探测装置及探测方法。
技术介绍
1、中子不带电,不会电离其穿过的介质,只有在中子与原子核发生反应后才能实现对中子的探测。对于许多应用场景,待测中子主要是能量达到mev量级及以上的快中子,且对探测器面积、探测效率、精度和时间分辨都有着较高的要求。目前常见的中子探测器主要采用3he、10b、6li等对热中子灵敏的转换材料,对快中子的响应截面极低。如果要开展快中子探测,需要先将快中子慢化成热中子后再进行探测,但只能获得总通量(即单位时间内通过单位面积的中子数),失去了快中子的时间信息。
2、液体闪烁体探测器和塑料闪烁体探测器是当前快中子探测的主要技术手段。为了提高探测效率就需要增大闪烁体的体积,然而大体积的液体闪烁体和塑料闪烁体容易受到伽马本底的影响,必须进行中子-伽马波形鉴别,才能识别出有效的中子信号,并排除伽马本底的干扰。然而大体积的液体闪烁体和塑料闪烁体在入射粒子通量较高时很容易出现信号堆积,导致中子-伽马波形鉴别能力下降,因此在用于高通量的快中子探测时,其测量精度受到严重制约。
3、半导体探测器在快中子探测领域也具有较好的应用前景。例如可在sic探测器表面放置富含氢的转换层,通过探测转换层受中子轰击所产生的反冲质子,可实现快中子的探测,具有时间响应快,对伽马不灵敏等优点。但是半导体探测器单个器件的灵敏面积很小,为了提高探测效率,需要利用大量的器件构成大面积的探测阵列,因此在实际应用中具有成本高、系统结构复杂的缺点。
< ...【技术保护点】
1.一种快中子探测器,其特征在于,包括:转换层和微结构气体探测器;
2.根据权利要求1所述的快中子探测器,其特征在于,还包括:阻挡层;所述阻挡层位于所述转换层和所述入射窗之间;所述阻挡层用于阻挡散射中子对应的反冲质子进入所述微结构气体探测器;所述散射中子是快中子与现场环境中的各种物质发生碰撞后所产生的。
3.根据权利要求1所述的快中子探测器,其特征在于,所述微结构气体探测器在外壳内充有工作气体,所述外壳内的空间区域包括漂移区和雪崩区,所述外壳的上表面为所述入射窗,所述外壳的下表面安装有阳极PCB板,所述阳极PCB板上布置有多个电极;所述反冲质子在漂移区中使所述工作气体发生电离而产生电子,所述电子漂移到雪崩区后使所述工作气体发生雪崩电离而产生电子和离子,雪崩区中的电子和离子在电场的作用下发生运动,使所述电极上产生感应电荷信号。
4.根据权利要求3所述的快中子探测器,其特征在于,所述工作气体为掺有猝灭气体的惰性气体,或者,所述工作气体为掺有猝灭气体的四氟化碳。
5.一种快中子探测装置,其特征在于,包括:读出电子学系统和权利要求1-4任一
6.根据权利要求5所述的一种快中子探测装置,其特征在于,当所述中子源为中子束时,所述快中子探测信息还包括:中子束的入射方向和中子束流剖面的成像结果。
7.根据权利要求5所述的一种快中子探测装置,其特征在于,当所述中子源为脉冲中子发生器时,所述快中子探测信息还包括:脉冲中子发生器的中子通量随时间的变化曲线。
8.根据权利要求5所述的一种快中子探测装置,其特征在于,所述读出电子学系统包括:前置放大和成形电路、数据采集电路和数据处理电路;
9.一种快中子探测方法,应用于权利要求5-8任一项所述的快中子探测装置,其特征在于,包括:
...【技术特征摘要】
1.一种快中子探测器,其特征在于,包括:转换层和微结构气体探测器;
2.根据权利要求1所述的快中子探测器,其特征在于,还包括:阻挡层;所述阻挡层位于所述转换层和所述入射窗之间;所述阻挡层用于阻挡散射中子对应的反冲质子进入所述微结构气体探测器;所述散射中子是快中子与现场环境中的各种物质发生碰撞后所产生的。
3.根据权利要求1所述的快中子探测器,其特征在于,所述微结构气体探测器在外壳内充有工作气体,所述外壳内的空间区域包括漂移区和雪崩区,所述外壳的上表面为所述入射窗,所述外壳的下表面安装有阳极pcb板,所述阳极pcb板上布置有多个电极;所述反冲质子在漂移区中使所述工作气体发生电离而产生电子,所述电子漂移到雪崩区后使所述工作气体发生雪崩电离而产生电子和离子,雪崩区中的电子和离子在电场的作用下发生运动,使所述电极上产生感应电荷信号。
4.根据权利要求3所述的快中子探测器,其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员:封常青,王轶超,王宇,张志永,沈仲弢,刘树彬,
申请(专利权)人:中国科学技术大学,
类型:发明
国别省市:
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