[发明专利]一种快中子荧光屏及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于快中子探测器领域，具体涉及一种新型的快中子荧光屏和其制备方法。利用快中子与荧光屏内的氢核反应产生的反冲质子激发荧光粉发光，以实现中子空间分布向可见光空间分布的转化的过程。主要应用于高通量、高伽马本底、高分辨率快中子照相领域。

背景技术

中子照相技术具有其他无损探测技术无可替代的特点和优点,能够获得很多其它传统技术不能得到的重要信息。射线检测是从X 射线开始的,与X射线无损检测相比较,X射线穿透物体时,受到核外电子作用而被衰减,因此其质量衰减系数,与材料原子序数有确定的函数关系。与X射线不同,中子不带电,能轻易的穿透电子层,与原子核发生核反应,因此其质量衰减系数与入射的中子能量和物质的原子核截面有关,和原子序数关系复杂。由于上述机理的区别,使中子照相具有下列X 射线所没有的功能:中子能够:a) 穿透重元素物质,对大部分重元素,如铁、铅、铀等,质量吸收系数小;b) 对某些轻元素, 如水、碳氢化合物、硼等质量吸收系数反而特别大;c) 区分同位素;d) 能对强辐射物质成高质量的图像等。特别是在能够穿透许多金属、重金属检测内部有机物质状况上具有非常大的优势。

中子转换屏是中子照相装置关键部件。其性能直接影响最终成像质量。在快中子照相领域，转换屏有塑料闪烁体、闪烁体光纤阵列等几种。塑料闪烁体探测效率较高，但其自身厚度带来的像差会影响成像结果；闪烁体光纤阵列探测效率很高，但其光纤本身产生的本底也会影响成像质量，且闪烁体光纤阵列造价高昂。另外，以上两种转换屏均对伽马射线灵敏。在低准直比高伽马本底照相条件下，以上两种快中子转换屏均无法提供令人满意的照相效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种快中子荧光屏，本发明提供一种快中子荧光屏的制备方法。

本发明的快中子荧光屏，其特点是：所述荧光屏的原料按重量百分比组成如下：                        聚丙烯                    14%～16％

乙烯-醋酸乙烯共聚物       4%～6％

增韧剂                    4%～6％

硫化锌荧光粉              70%～75％

偶联剂                    1%～2%

本发明的快中子荧光屏的制备方法，依次包括如下步骤:

a）使用偶联剂对荧光粉进行表面改性

将称量好的硫化锌和偶联剂加入到高速旋转混合机中，进行高速混合反应，当反应温度达到70℃~80℃时，停止混合；

b）复合材料的制备

将粘合剂、上述表面处理好的硫化锌以及抗氧剂混合均匀后，在双螺杆挤出机中共混造粒，烘干后备用；

c）热压成型

设定平板硫化机板上温度为175℃，待温度稳定后，将装有复合材料的模具放入平板硫化机的硫化板之间；塑化20~30min后加压，压力为10Mpa，放气3~5次，热压时间为4~10min；

d）冷压成型：将热模具放到平板硫化机上进行冷压，压力为10Mpa，直至模具完全冷却，然后取出模具；修除毛边，清理表面瑕疵，制得所需快中子荧光屏。

在上述多种材料组合物中，聚丙烯是荧光屏的基材，兼顾粘合剂的左右，同时也是和快中子发生核反应产生反冲质子的材料；乙烯-醋酸乙烯共聚物的作用是将增强聚丙烯的流动性，使其能更好的于粉料混合均匀；增韧剂的作用是增强产品的韧性，防止产品在使用和保存过程中碎裂；硫化锌荧光粉的的作用是将带电离子沉积的能量转换为可见光；偶联剂的作用是对荧光粉表面改性，使粉料和粘合剂混合的更均匀。这些组分的组合及其各组分的上述百分比范围，是通过大量试验确定的，上述组合及其百分比范围使本发明快中子荧光屏具有上述抗伽玛射线干扰、高分辨率的优良平衡。

本发明提供了一种具有低成本、低伽马噪声干扰、高分辨率等优点的快中子荧光转换屏，能够克服现有快中子转换屏在低准直比高伽马本底条件下成像质量差的缺点，本发明能够解决现有快中子照相转换屏存在的问题，本发明的快中子荧光屏具有低伽玛噪声干扰，分辨率较高等特点。

附图说明

图1 快中子荧光屏的发光光谱图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。