[发明专利]慢中子转换体及慢中子探测器

说明书

本申请涉及慢中子转换体及慢中子探测器，属于慢中子探测领域。一种慢中子转换体包括基体，所述基体包括沿第一方向延伸的多个孔洞和所述多个孔洞之间的绝缘壁，所述多个孔洞为贯穿孔洞。所述慢中子转换体还包括至少覆盖所述多个孔洞的暴露表面的硼层。根据本申请的慢中子转换体及具有该慢中子转换体的慢中子探测器能够保持较高的慢中子探测效率。另外，可以降低探测器制作的复杂程度与制作的成本，从而实现有效、便捷、低成本的慢中子探测目的。

技术领域

本公开涉及慢中子探测，具体而言，涉及慢中子转换体及具有该慢中子转换结构的慢中子探测器。

背景技术

随着慢中子探测、成像技术在国土安全、材料监测、慢中子散射源测量等多个方向应用逐渐增多，对于慢中子探测器的需求也逐渐增加。然而，广泛使用的³He气体已不能满足持续增长的使用需求，不同类型的新型慢中子探测器被研发出来用于替代³He，包括气体慢中子探测器、闪烁体慢中子探测器、半导体慢中子探测器等。

对一个慢中子探测器而言，慢中子转换体是其中的一个重要结构。慢中子本身不带电荷，除了少数几种慢中子敏感核素如⁶Li、¹⁰B、Gd等，慢中子与其他物质的反应截面都比较小，直观效果就是慢中子难以被直接探测到。慢中子转换体内部富含较多的慢中子敏感核素，能够通过核反应将慢中子转换为带电粒子。探测器可以较为方便地测量到这些带电粒子的能量、位置信息，进而可以得到入射慢中子的相关物理信息。

在气体慢中子探测器设计中，根据使用的基础探测器的不同，可有多种类型的慢中子转换体与慢中子探测器，例如基于圆柱形正比探测器阵列的气体慢中子探测器、基于平板型电离室堆叠的气体慢中子探测器。

在基于圆柱形正比探测器阵列的气体慢中子探测器中，最基本的慢中子探测单元是一个圆柱形的正比探测器，每个单元都有独立的阳极丝和信号收集处理系统，典型代表如“稻草管”慢中子探测器阵列。然而，探测器的慢中子敏感面积与慢中子探测效率大致与圆柱形正比探测器个数的二次方成正比，整个系统内大量阳极丝的安装、维修会有很大的工作量，各个慢中子探测单元探测效率的差异也会影响系统整体的性能。

在基于平板型电离室堆叠的气体慢中子探测器中，最基本的慢中子探测单元是一个平板型电离室，每个电离室有独立的二维信号读出系统，典型代表如Gd-GEM慢中子探测器。然而，单层平板电离室的慢中子探测效率比较低，需要采用多个堆叠、慢中子掠入射等方法提高整体的慢中子探测效率，但这会给整体的信号读出处理带来很大压力，不方便实现大面积慢中子探测。

因此，需要一种新的慢中子转换体及慢中子探测器。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本申请公开一种慢中子转换体及慢中子探测器，能够保持较高的慢中子探测效率。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的一方面，提供一种慢中子转换体，包括：基体，所述基体包括沿第一方向延伸的多个孔洞和所述多个孔洞之间的绝缘壁；硼层，至少覆盖所述多个孔洞的暴露表面。所述多个孔洞为贯穿孔洞。

根据一些实施例，每个孔洞具有圆形或多边形截面。

根据一些实施例，每个孔洞具有正多边形截面。

根据一些实施例，每个孔洞具有正六边形截面且所述多个孔洞均匀排布，从而所述慢中子转换体具有蜂窝状结构。

根据一些实施例，每个孔洞具有0.1mm至20mm范围内的内切圆直径。

根据一些实施例，每个孔洞具有3mm至10mm范围内的内切圆直径。