[发明专利]中子束过滤器过滤性能测量装置及方法

权利要求书

1.一种中子束过滤器过滤性能测量装置，其特征在于：

所述测量装置包括反应堆，中子传输孔道，中子单色器，飞行时间装置，偏转单色器，旋转台，待测中子束过滤器；

所述中子传输孔道的一端安装在反应堆出口，所述中子传输孔道的另一端放置中子单色器；偏转单色器的平板垂直放置固定于旋转台的中心，并一起置于中子单色器的出射束方向，旋转台的旋转中心位于所述出射束的中心线上；所述飞行时间装置位于正对偏转单色器的偏转束位置；

待测中子束过滤器位于中子单色器与偏转单色器之间并垂直所述出射束；

偏转单色器的材质与中子单色器相同，厚度大于或等于中子单色器；偏转单色器的偏转晶面与中子单色器的反射晶面的米勒指数(hkl)相同；偏转单色器的嵌镶分布半高宽为β′，中子单色器的嵌镶分布半高宽为β，β′≥3β；使用X射线衍射仪测量偏转单色器的摇动曲线，获得所述嵌镶分布半高宽β′。

2.如权利要求1所述的中子束过滤器过滤性能测量装置，其特征在于：

所述飞行时间装置包括顺序排列的镉缝，斩波器，飞行管，探测器。

3.如权利要求2所述的中子束过滤器过滤性能测量装置，其特征在于：

所述中子传输孔道是冷中子导管或真空腔，所述探测器是闪烁体探测器。

4.一种使用权利要求1-3中任意一项装置的中子束过滤器过滤性能测量方法，其特征在于：

所述方法包括以下步骤：

(1)选择偏转单色器；

(2)调出偏转束；

(3)飞行时间装置对中；

(4)测量飞行时间谱；启动飞行时间装置测量加过滤器前后中子飞行时间谱，获得飞行时间谱后进行后续数据处理，先是起始时间偏移修正，继而将飞行时间谱转换为波长分布谱，最后根据闪烁体探测器的探测效率随波长变化曲线修正探测效率，获得测量结果；

(5)计算透过率；加过滤器前，初级中子λ及高次谐波中子λ/2、λ/3......λ/n的积分强度分别为I₁、I₂、I₃......I_n；加过滤器后，变为I′₁、I′₂、I′₃......I′_n；则初级中子λ及高次谐波中子λ/2、λ/3......λ/n的透过率分别为I′₁/I₁、I′₂/I₂、I′₃/I₃......I′_n/I_n；

(6)计算偏转单色器的反射率；使用开放软件NOP，输入偏转单色器的偏转晶面米勒指数(nh,nk,nl)、德拜温度、中子波长λ/n、嵌镶分布半高宽β′及晶体厚度，n为正整数，h、k、l为互质整数，计算出初级中子及高次谐波中子反射率k₁、k₂、k₃......k_n，用k_n表征(nh,nk,nl)晶面反射波长λ/n中子的反射率；

(7)计算品质因子，品质因子表达为

5.如权利要求4所述的中子束过滤器过滤性能测量方法，其特征在于：

所述步骤(2)和步骤(3)的具体过程如下：

转动旋转台将偏转单色器平板平面调至与中子单色器平板平面平行；将一维中子线探测器置于正对偏转束位置，打开位于待测中子束过滤器前中子飞行路径上的屏蔽门放出中子束，转动旋转台在初始位置附近步进扫描，微调线探测器位置，确保偏转束照射到线探测器中心区，记录每个角度下线探测器积分计数率；将旋转台旋转至线探测器积分计数率最大的角度；关闭屏蔽门，移走线探测器，将飞行时间装置置于正对偏转束位置；打开屏蔽门放出中子束，微调飞行时间装置位置，使用手持式中子示踪仪监测偏转束，确保镉缝位于偏转束束斑区，透过镉缝的中子束照射到飞行时间装置闪烁体探测器的中心区。