[发明专利]用于慢中子测量的光纤耦合辐射探测器

说明书

技术领域

本发明涉及辐射测量技术，具体涉及一种用于慢中子测量的光纤耦合辐射探测器。

背景技术

中子不带电荷，因此探测中子必须借助其与原子核发生相互作用而产生的次级带电粒子来实现。通常用于中子探测的方法有核反应法、核反冲法、核裂变法和核激活法。按探测器的工作机理可以分为气体电离探测器、半导体探测器、闪烁探测器等。测量慢中子的基于锂反应探测器有闪烁探测器和半导体探测器。现有的闪烁探测器通常是将闪烁体与光电倍增管端面相连，闪烁体发出的光脉冲直接被光电倍增管接收。其缺点是闪烁体与光电倍增管组成的探测器体积大、环境适应性差。闪烁体与光电倍增管同时进入中子辐射场进行测量，如果辐射场为高温高湿环境或存在强电磁干扰，就容易使得测量数据不可靠。此外，因其体积大、环境敏感性高，在使用方面受到一些限制，不利于复杂环境下的中子辐射测量。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种结构简单、体积小、环境适应性强的用于慢中子测量的光纤耦合辐射探测器。

本发明的技术方案如下：一种用于慢中子测量的光纤耦合辐射探测器，包括由慢中子敏感材料和闪烁体混合后形成的闪烁探头、传输光纤、光电敏感器件，所述的传输光纤一端插入闪烁探头中间，另一端连接光电敏感器件，传输光纤置于闪烁探头内的部分去除光纤包层。

进一步，如上所述的用于慢中子测量的光纤耦合辐射探测器，其中，所述的闪烁探头由慢中子敏感材料⁶Li与闪烁体ZnS(Ag)按质量比1∶1混合而成；或者由慢中子敏感材料B₂O₂与闪烁体ZnS(Ag)按质量比1∶1混合而成。

进一步，如上所述的用于慢中子测量的光纤耦合辐射探测器，其中，所述的闪烁探头外部设有圆柱形铝壳，铝壳的外径为5～7mm，内径为3～5mm，长度为10～15mm。

进一步，如上所述的用于慢中子测量的光纤耦合辐射探测器，其中，所述的光电敏感器件为光电倍增管。

进一步，如上所述的用于慢中子测量的光纤耦合辐射探测器，其中，所述的传输光纤采用包层和芯体均为塑料材质的全塑光纤，传输光纤的芯体直径为0.9～1mm。

更进一步，如上所述的用于慢中子测量的光纤耦合辐射探测器，其中，所述的传输光纤位于闪烁探头内的长度为8～13mm。

本发明的有益效果如下：本发明利用光纤将慢中子敏感材料、闪烁体构成的闪烁探头以及光电敏感器件(如光电倍增管)进行耦合，组成用于慢中子测量的光纤耦合辐射探测器。它具有结构简单、体积小、环境适应性强、在线实时监测等优点，可以满足复杂、恶劣环境下的慢中子辐射探测。

附图说明

图1为本发明的光纤耦合辐射探测器的结构示意图。

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。

如图1所示，本发明所提供的用于慢中子测量的光纤耦合辐射探测器，主要包括由慢中子敏感材料和闪烁体构成的闪烁探头1、传输光纤2和光电敏感器件3。其探测原理是：利用慢中子敏感材料与慢中子发生反应，反应产物与闪烁体作用发出闪烁光，闪烁光通过传输光纤传给光电敏感器件(如光电倍增管)，从而获得测量信号。

以常用的慢中子敏感材料(⁶Li)为例，其探测原理是：

n+Li3601=He24+T13+4.789MeV]]>

该反应会放出2.05MeV的α粒子，α粒子与ZnS(Ag)作用发出闪烁光，闪烁光通过传输光纤传给光电倍增管，从而获得测量信号。