[实用新型]阳极丝抗震性能改善的中子探测管和中子探测设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及辐射探测领域，更具体地涉及中子探测管、由中子探测管组合而成的中子探测设备、以及用于组合中子探测管的阵列组合装置。

背景技术

通常所说的中子探测管实际上就是能够探测中子的一种特殊的正比计数管。由于中子本身不带电，不能产生电离或激发，因此不能直接用普通的正比计数管进行探测。为了探测中子，人们需要利用中子与掺入正比计数管中的某些原子核作用（包括核反应、核裂变或核反冲）所产生的次级粒子来进行间接测量。

例如，常见的涂硼中子探测管，其探测的原理就是基于核反应法进行的，其反应方程式如下：

       （1）

                                      （2）。

涂硼中子探测管的直径从几毫米到几厘米，其中所用阳极丝通常为适于施加直流高压的金属微丝，直径一般在10μm～60μm之间。阳极丝在理想情况下应被笔直地以一种略微绷紧的状态设置在阴极管的中心轴线上。这类中子探测管根据需要可单独使用，也可将多只中子探测管组合在一起形成中子探测设备。

在使阳极丝处于适当绷紧状态的方面，现有技术的一种中子探测管是通过将阳极丝的一端悬吊适当的重物（例如60克左右的重物）、另一端用夹丝端子夹紧固定的方式对阳极丝施加适当的张紧力。然而，这种方式将限制中子探测管的使用方位。而且，在悬吊重物时，如果重物意外地快速坠落，则很可能损伤阳极丝，甚至造成阳极丝断裂。进一步地，如果该中子探测管处于震动状态下，那么重物的摆动或晃动也可能会使阳极丝断裂，例如绷断或疲劳折断。

为了使阳极丝处于适当绷紧状态，如本领域技术人员已知的，也可在阳极丝与中子探测管的常规端部绝缘平板或圆柱形绝缘塞之间增加一个拉伸弹簧，以对阳极丝施加适当的预张紧力。这种拉伸弹簧的设置不但降低了阳极丝丝长设定和拉丝操作的难度，而且使得中子探测管可在温度变化时仍具有相当稳定的正比特性。此外，这种拉伸弹簧还可改变阳极丝的谐振频率，使其在使用过程中受到意外的或环境中持续施加的轴向震动时不易出现可能导致阳极丝断裂或断开的谐振现象。但是，加上这种拉伸弹簧后，如果该中子探测管受到意外的或环境中持续施加的横向震动时，那么弹簧本身将会出现较大的横向摆动或晃动，导致阳极丝在与弹簧的焊接点处来回出现较大的横向位移，这不但使得阳极丝不能正确对中于阴极管的中心轴线，而且还可能使得阳极丝在与弹簧的焊接点处绷开或疲劳断开，或者使得弹簧的头部延长丝在穿入端部绝缘平板或圆柱形绝缘塞的部位处绷断或疲劳断裂。

另一方面，在将阳极丝准确对中于阴极管中心轴线的问题上，现有技术中也存在一定的困难和挑战。

例如，在阳极丝直接穿过端部绝缘平板或圆柱形绝缘塞由夹丝端子（例如夹丝管）夹紧固定的情形中，端部绝缘平板或圆柱形绝缘塞中过丝孔的直径总是要大于阳极丝的直径（即阳极丝与过丝孔之间不会是紧配合，最多是间隙配合，甚至具有明显的间隙），以便阳极丝能够顺利地从中穿过。因此，在夹丝端子通过受力变形来夹紧阳极丝后，即使中子探测管两端的绝缘平板或圆柱形绝缘塞中的过丝孔与阴极管的中心轴线同轴，也很难保证阳极丝被准确地设置在阴极管的中心轴线上。为了解决这种情形中阳极丝的对中问题，现有技术中采取的措施通常就是尽可能地使得绝缘平板或圆柱形绝缘塞中的过丝孔与阴极管中心轴线同轴，尽可能地减小过丝孔与阳极丝之间的间隙，以及尽可能地使得夹丝端子在阴极管中心轴线的延长线上夹紧阳极丝，或者在穿有阳极丝的过丝孔中填充绝缘树脂材料，以希望将阳极丝保持在过丝孔的中心轴线上，继而保持在阴极管的中心轴线。然而，这些措施不但极大地提高了对各个元件制造精度的要求，而且还可能造成穿丝或换丝困难等等问题，而且实际上，这些措施的阳极丝对中效果在很多情况下也并不是非常理想。