[实用新型]用于快中子成像的探测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及核技术应用领域，具体而言，涉及一种用于快中子成像探测系统。

背景技术

特殊核材料(Special Nuclear Material，SNM)包括可用作核反应堆燃料的铀、钚等核裂变材料，对SNM的监测和防护在国土安全领域是一项巨大的挑战。为防止恐怖分子利用SNM发动恐怖袭击，保护人民群众的生命财产安全和保护环境不受污染，对SNM的监测十分重要。目前，对SNM的监测主要分为两种手段。一是通过对SNM发出的特征伽马射线进行检测，进而进行SNM的监测；二是通对SNM发出的快中子进行监测，进而进行SNM的监测。对SNM发出的快中子的监测由于和天然放射性物质的本底，以及其他放射源有着显著的区别，可以有效的对SNM进行监测。

由于快中子与物质的作用截面小，对它的探测主要有两种手段。一是将其慢化成热中子进行探测。但在慢化之后，快中子的能量、方向信息损失殆尽，这对SNM监测是极为不利的。二是利用快中子与¹H原子核的弹性碰撞，测量反冲质子和/或散射中子得到快中子的信息。现有技术中，对于第二种探测方法，常用的进行快中子成像的方法有如下几种：使用液体闪烁体阵列进行快中子散射成像，使用塑料闪烁体阵列进行快中子散射成像，使用编码板进行快中子成像。使用液体闪烁体阵列进行快中子散射成像的方法，快中子重建精度不高。使用塑料闪烁体阵列进行快中子散射成像的方法，在中子和伽马射线的甄别能力方面鉴别度不高，存在伽马射线本底的干扰。使用编码板进行快中子成像，在测试中对于入射快中子的方向有限定要求。

因此，需要一种新的用于快中子成像的探测系统。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本实用新型的背景的理解，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。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种用于快中子成像的探测系统，能够提高特殊核材料监测中，对快中子监测的精度。

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

根据本实用新型的一方面，提出一种用于快中子成像的探测系统，其特征在于，包括：

探测器，用于使快中子入射到探测器中，从而快中子与探测器中¹H原子核发生一次弹性散射，其中一次弹性散射产生散射中子和反冲质子，散射中子在探测器中发生二次作用，反冲质子在探测器灵敏介质中产生电子和阳离子，探测器包括时间投影室；

信号响应模块，用于获取电子在电场作用下到达预定位置的响应信号；

信号获取模块，用于通过响应信号，获取电子的漂移时间、坐标以及数量；

中子模块，用于获取散射中子的信息；以及

成像模块，用于通过散射中子的信息、电子的漂移时间、坐标以及数量，进行快中子的成像。

在本公开的一种示例性实施例中，中子模块，包括：

中子信息子模块，用于通过探测器获取的一次弹性散射和二次作用发生的位置、沉积的能量，进而获取散射中子的信息。

在本公开的一种示例性实施例中，成像模块还包括：

拟合子模块，用于通过电子的漂移时间与坐标，获得反冲质子的运动方向。

在本公开的一种示例性实施例中，成像模块还包括：

质量子模块，用于通过电子的数量获取反冲质子的能量。

在本公开的一种示例性实施例中，时间投影室包括：中子转换体。

在本公开的一种示例性实施例中，时间投影室包括：多层中子转换体阵列。

在本公开的一种示例性实施例中，探测器还包括：闪烁体阵列。

在本公开的一种示例性实施例中，探测器还包括：塑料光纤。

在本公开的一种示例性实施例中，还包括：

第一信息模块，用于在快中子与¹H原子核在探测器中产生一次弹性散射情况下，通过获取第一预定数量的一次弹性散射事例进行快中子成像。

在本公开的一种示例性实施例中，还包括：

第二信息模块，用于在快中子与¹H原子核在探测器中产生二次作用情况下，通过获取第二预定数量的二次作用事例进行快中子成像。

根据本实用新型的用于快中子成像的探测系统，能够提高特殊核材料监测中，对快中子监测的精度。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本实用新型。

附图说明