[发明专利]一种去除快中子束流的斩波器

说明书

技术领域

本申请涉及中子检测设备领域，特别是涉及一种去除快中子束流的斩波器。

背景技术

散裂中子源是利用高中子通量的中子束流对微观世界进行研究的一个新进的功能强大的大科学研究平台，它为众多学科前沿领域的研究提供了一种最先进、不可替代的研究工具。快中子束在时间上是伴随质子束打靶产生的，即散裂中子源每个脉冲周期的零时刻发出的中子束流，如果不对其进行消除，将会影响到后续研究的进行。目前，国内对于快中子束的研究相对较少，暂无有效的去除快中子束流的方法。

发明内容

本申请的目的是提供一种专门用于去除快中子束流的斩波器。

本申请采用了以下技术方案：

本申请公开了一种去除快中子束流的斩波器，包括密封壳体9、阻挡块1和转动部件；密封壳体9上前后对称的位置处开设有中子束窗口13，以便中子束流穿过斩波器，并且密封壳体9上设置有真空抽气口22，以便于对密封壳体9合围空腔进行抽真空；转动部件设置于密封壳体9的合围空腔内，转动部件包括转轴4和转动块3，转动块3对称设置于转轴4两侧，转轴4由内装式电机直接驱动，带动转动块3转动；阻挡块1由两块大小相等的合金块组成，合金块为中子吸收材料，两块合金块分别对称安装在转轴4两侧的转动块3上，中子束流穿过斩波器的轨迹与合金块转动时形成的圆环面相交，并且，合金块与中子束流轨迹相交的一面的面积大于中子束流在相交处的截面积。

需要说明的是，本申请的关键在于利用阻挡块1对零时刻发出的中子束流进行阻挡和吸收，而阻挡块1是安装在转动部件上的，因此，阻挡块1的转动频率要与中子源的脉冲频率严格同步，也就是说，在脉冲频率的零时刻，阻挡块1需要正好转动到中子束流穿过斩波器的轨迹上，这样才能有效的将快中子吸收，而后，阻挡块1继续转动，偏移中子束流轨迹，使得其它中子束流可以正常的通过斩波器。因此，合金块与中子束流轨迹相交的一面的面积大于中子束流在相交处的截面积，即保障快中子被有效吸收，又不能太大，而影响其它中子束流的通过。至于阻挡块1的转动频率与中子源的脉冲频率严格同步，可以通过调控内装式电机来实现，在此不做具体限定。

优选的，转轴4上，在阻挡块1的两侧对称设置有配重盘5，实现动平衡；并且，中子束流轨迹不与两个配重盘5相交。

需要说明的是，配重盘5的作用是保障转动部件稳定、平稳的运行，其中动平衡的实现，主要是通过在配重盘上去重实现的。在本申请的一种实现方式中，阻挡块的大小、中子束流的通过轨迹、阻挡块转动频率等，都是经过严格计算的，因此，如果转动部件在运行时出现晃动或不平稳，则会影响斩波器对快中子束流的去除效果；所以增加两个配重盘，使得转动部件运行时更平稳、避免晃动。其中，中子束流轨迹不与两个配重盘5相交，是为了避免配重盘影响中子束流穿过斩波器，实际上，本申请的斩波器中，就只有阻挡块才会出现在中子束流轨迹上，其它的包括转动块3和转轴4都不会在中子束流轨迹。

优选的，内装式电机包括电机定子6和电机转子7，电机定子6固定在密封壳体9上，电机转子7套设于电机定子6内，电机转子7与转轴4过盈配合，以带动转轴4转动。

优选的，电机定子6上设计有电机水冷外壳12，电机水冷外壳12上有水路接口用于连接冷水，以便对电机定子进行冷却；电机水冷外壳12与冷水连接的管路上设置有水电连接板15，通过水电连接板15的快速接口控制总水路断开或连接。

优选的，密封壳体9上安装有光电传感器11，用于感应阻挡块1的位置。

需要说明的是，光电传感器11的作用是感应阻挡块1，例如，阻挡块1经过一次，就发出一次信号，该信号频率实际上体现的就是阻挡块的转动频率，应该与中子源的脉冲频率同步。

优选的，密封壳体9上安装有真空计23，用于检测密封壳体9内的抽真空情况。

可以理解，在斩波器运行时，为了避免对正常的中子束流造成影响，密封壳体9内需要进行抽真空，因此，真空计23可以有效的监控其真空情况；当然，真空计也可以配置在真空泵或其它抽真空的组件上。

优选的，密封壳体9上安装有振动传感器14和温度传感器，用于检测转轴4转动时的振动和温度变化情况。

需要说明的是，在密封壳体9固定安装后，正常情况下，转轴都是平稳运行的，而振动传感器14和温度传感器的作用是，实时监控转轴的振动和温度，以免长期使用时，因转轴振动或温度过高，影响斩波器的使用。