[发明专利]多用途冷中子束流品质测量用飞行时间设备

说明书

技术领域

本发明属于冷中子束流品质二维测量技术，具体涉及一种多用途冷中子束流品质测量用飞行时间设备。

背景技术

冷中子束流能谱是中子散射实验和反应堆冷中子源的基本参数之一，也是衡量冷中子束流传输系统性能和冷中子散射实验水平的重要标志之一。国外一般在冷中子谱仪安装前后，对冷中子能谱进行测量，并不定时的进行检测，结果写入研究中心的基本参数及年报中。而国内目前基于冷中子能谱测量方面的研究工作尚未有过报道，该方面的测量工作在我国尚属空白。上世纪9 0年代初，中国原子能科学研究院最早开展HWRR反应堆热中子能谱测量的研究，并研制了一套简易的飞行时间装置。但是，此装置的设计不能满足冷中子散射谱仪对包括束流水平分布，束流角发散分布等的测量需求。我国目前正在大力发展反应堆和散裂中子源为基础的中子散射技术，需建造大批高质量、高水平的冷中子散射谱仪，而冷中子束流品质关系到冷中子散射实验的本底、效率及空间分辨等关键指标，国外相关技术细节不公开，自主创新设计完成此项技术对整个中子散射技术的发展具有重大意义。

发明内容

本发明的目的在于从冷中子散射谱仪的实际需求出发，提供一种精巧实用的冷中子束流品质测量用飞行时间设备。

本发明的技术方案如下：一种多用途冷中子束流品质测量用飞行时间设备，包括供冷中子束流通过的第一狭缝装置，第一狭缝装置的后侧设有机械斩波器，机械斩波器与水平设置的中子飞行管的进口端相连接，中子飞行管的出口端与第二狭缝装置连接，第二狭缝装置的后侧设有探测器和屏蔽装置，探测器通过多道时间分析器与计算机相连接。

进一步，如上所述的多用途冷中子束流品质测量用飞行时间设备，其中，在第一狭缝装置的下方，正对中子束流方向设有监视器，监视器通过多道时间分析器与计算机相连接。

进一步，如上所述的多用途冷中子束流品质测量用飞行时间设备，其中，所述的第一狭缝装置、机械斩波器、中子飞行管、第二狭缝装置、探测器和屏蔽装置均安装在同一支撑架上，支撑架下部与第一基板通过转动驱动电机相连接。

进一步，如上所述的多用途冷中子束流品质测量用飞行时间设备，其中，所述的第一基板设置在第二基板的水平滑轨上，并与第二基板上的平移驱动电机相连接。

进一步，如上所述的多用途冷中子束流品质测量用飞行时间设备，其中，所述的第一狭缝装置和第二狭缝装置的狭缝的宽度可调范围为1～20mm，高度可调范围为2～20mm。

进一步，如上所述的多用途冷中子束流品质测量用飞行时间设备，其中，所述的机械斩波器的转子通过斩波器驱动电机带动在垂直于中子束流方向的平面内转动。

进一步，如上所述的多用途冷中子束流品质测量用飞行时间设备，其中，所述的中子飞行管为内壁刷有氧化钆材料的铝管。

进一步，如上所述的多用途冷中子束流品质测量用飞行时间设备，其中，所述的探测器为³He正比计数管，³He正比计数管设置在含硼聚乙烯材料制成的屏蔽装置内，屏蔽装置朝向第二狭缝装置设有开口。

进一步，如上所述的多用途冷中子束流品质测量用飞行时间设备，其中，所述的监视器采用裂变电离室监视器，经成形电路与多道时间分析器连接。

进一步，如上所述的多用途冷中子束流品质测量用飞行时间设备，其中，所述的机械斩波器上设有光电开关，机械斩波器的转子上的开孔经过光电开关时产生测量周期触发信号，光电开关与多道时间分析器连接。

本发明的有益效果如下：本发明所提供的多用途冷中子束流品质测量用飞行时间设备采用相对简单的飞行时间方法和独特的机械设计，配合马达驱动整体结构，控制完成设备的平移和转动，同时实现冷中子能谱和束流各项参数的测量。与国际上公开技术相比较，本发明的优点是结构精巧，充分发挥计算机软件优势，大幅度降低硬件成本，通过软硬件配合来完成复杂的运动，整个系统更加简易稳定，实现了高精确度的转角定位和快速启制动，同时考虑到冷中子束流传输系统具体设计情况，能够充分满足各个冷中子谱仪对于束流能谱和品质参数测量的需求。

附图说明

图1为本发明的设备结构示意图；

图2为本发明的电子学系统框图；

图3为本发明的第一和第二狭缝装置的结构示意图；

图4-1为本发明的机械斩波器转子结构示意图；

图4-2为图4-1的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。