[实用新型]一种快中子探测器

说明书

技术领域

本实用新型一般性地涉及核技术应用，特别是中子散射和安全检测技术。更具体地，本实用新型涉及一种快中子探测器。

背景技术

在传统的针对核材料的安全检测技术中，利用³He正比计数器和聚乙烯慢化体进行快中子检测是一种常规技术。但是，这种技术至少存在两方面的不足。

1. ³He供气不足。由于³He是探测中子的重要核素，其世界范围内较普遍出现的供货不足问题已经对核材料安全检测技术的应用提出了严重的挑战，使得安检设备的制造成本迅速飙升。

2. 在这种技术中，中子的慢化体积和测量体积是独立的，即：慢化体积由聚乙烯构成，测量体积由³He正比计数器构成。慢化体积和测量体积在空间上存在竞争关系，而它们所分别对应的快中子慢化效率和热中子吸收效率的乘积决定了最终的探测效率，所以既不能使慢化体积过大，也不能使测量体积过大，这就限制了该技术所能实现的最大快中子探测效率。

实用新型内容

本实用新型的一个目的旨在提供一种无需利用紧缺核素³He进行快中子检测的新的技术方案，以便降低制造成本，更好地满足安检设备日益增长的市场需求。

本实用新型的进一步的目的是要使得在本实用新型的技术方案中，对于快中子最大探测效率的实现不存在相互制约的因素，以回避现有技术中慢化体积和测量体积间的竞争关系，获得更大的快中子探测效率。

总体而言，本实用新型创造性地采用如下基本思路来实现本实用新型的上述目的，以在有利地降低快中子探测器制造成本的同时获得高的快中子探测效率：

1. 利用塑料闪烁体来实现快中子探测器所需的中子慢化和信号形成功能；

2. 利用在塑料闪烁体的表面进行中子敏感镀膜处理来实现中子探测器所需的中子吸收功能。

具体地，本实用新型提供了一种快中子探测器，包括：塑料闪烁体阵列，所述塑料闪烁体阵列包括至少一个塑料闪烁体单元，每个所述塑料闪烁体单元的侧壁表面上包覆或涂镀有中子敏感镀膜。

优选地，所述塑料闪烁体阵列具有接收入射快中子的第一端以及与所述第一端相对的第二端。而且优选地，所述快中子探测器还包括：光导装置，其设置在所述塑料闪烁体阵列的所述第二端，以对所述塑料闪烁体单元中形成的出射到所述第二端的光进行收集和导向；以及光电转换装置，其设置在所述光导装置的出射端，以将所述光导装置收集和引导到其上的光转换为电信号。

优选地，所述塑料闪烁体单元的数量为多个。

优选地，所述中子敏感镀膜是直接在每个所述塑料闪烁体单元的侧壁表面上镀膜形成的。

优选地，所述中子敏感镀膜是在基材上镀膜形成的，镀膜后的所述基材以使得所述中子敏感镀膜与所述塑料闪烁体单元的侧壁表面相接触的方式包裹在所述塑料闪烁体单元的侧壁表面上。

优选地，形成所述中子敏感镀膜的材料含有硼或钆。

优选地，所述中子敏感镀膜的厚度为0.1μm～4μm。

优选地，每个所述塑料闪烁体单元的高度为10cm～50cm，长度和宽度为0.1cm～5cm。

优选地，每个所述塑料闪烁体单元的横截面皆为正多边形，更优选地可为正方形或正六边形。

优选地，本实用新型的快中子探测器还可包括：放大成型电路，其接收所述光电转换装置输出的电信号并对其进行放大整形；信号拣出电路，其接收所述放大成型电路输出的电信号并从中提取出时间信号；延时电路，其接收所述信号拣出电路输出的时间信号并对其进行延时；至少具有第一输入通道和第二输入通道的符合电路，所述第一输入通道接收所述信号拣出电路输出的非延时时间信号，所述第二输入通道接收所述延时电路输出的延时时间信号，并根据所述非延时时间信号和所述延时时间信号生成符合脉冲信号；以及计数器，其接收所述符合电路输出的符合脉冲信号进行计数，获得符合计数。

在本实用新型的这种基于镀膜塑料闪烁体实现的新型快中子探测器中，可以近似地认为慢化体积和测量体积是相同的，因此本实用新型有利地解决了现有技术中两种体积相互竞争制衡的问题，能够获得更大的快中子探测效率。

根据下文结合附图对本实用新型优选实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明