[发明专利]一种可控同位素中子源

说明书

本发明公开了一种可控同位素中子源，包括：密封容器；设在密封容器中的用以镀α粒子发射体的基体，α粒子发射体镀层设在基体外周的部分区域；设在密封容器中的金属靶核，金属靶核设置在基体的周围，且与基体的外周保持一定的距离，其中：基体和/或金属靶核设为可绕轴旋转，使改变基体上α粒子发射体镀层与金属靶核的相对位置获得不同强度中子源，使改变基体的旋转速度获得不同频率的中子束脉冲。实施本发明的可控同位素中子源，中子源强可调，能够获得不同频率的中子束脉冲；实现中子发射的开关控制，使得中子源的安全性得到提高；结构简单，体积小，重量轻。

技术领域

本发明涉及核技术领域，尤其涉及一种可控同位素中子源。

背景技术

中子源是能够释放出中子的装置。中子源有很多种，从手持放射性源到中子研究设施的研究堆和裂变源。根据中子的能量、中子通量、设备的大小、花费和政府的管制，这些装置在物理、工程、医药、核武器、石油勘探、生物、化学、核动力和其他工业中有着广泛的用途。

中子源通常包括同位素中子源、加速器中子源和反应堆中子源。其中同位素中子源是利用放射性核素衰变时放出一定能量的射线，去轰击某些靶物质，产生核反应而放出中子的装置。主要基于以下三种核反应： (α，n) 反应、(γ，n) 反应和自发裂变。

(α，n)型同位素中子源常以铍作为靶核，由放射性同位素发射出的α粒子与铍靶核作用而产生中子。其特点是体积小，寿命长 (Po-Be源半衰期最短为138.4 d，其他都长达几百年以上)，γ射线剂量率低（Ra-Be源除外），中子能量高（平均能量约4-5MeV）等。

传统(α，n)型同位素中子源是将重核α粒子发射体与Be粉紧密混合，无法分开它们，因此不可控制。因为中子发射不可控制和中断，所以必须在中子源的周围添加笨重的屏蔽层，给中子源的移动和使用带来诸多不便；同时，不可控制的中子源在使用中会给工作人员造成更多的辐射剂量，一旦发生丢失也会导致更严重的辐射安全风险。因此研制结构轻便、成本低、安全性高、稳定性好、中子通量可调的同位素中子源装置，已经逐渐成为同位素中子源的重要发展方向之一。

传统的同位素中子体源产生装置的主体结构为柱体，通过插拔结构实现控制中子产生，其存在的技术问题是：中子源通过插拔方式实现中子控制，结较构复杂、体积较大；中子源强度不受控制，不利于辐射安全。

另一种低产额脉冲同位素中子源，通过斩束器旋转轮的设计实现具有不同重复频率和不同脉冲宽度的脉冲中子输出，并能对中子通量进行调节。其存在的技术问题是：结较构复杂、体积较大；中子源强度不受控制，不利于辐射安全。

再一种利用环形的辐照腔辐照样品的中子源，通过控制(α，n) 核反应中所需的两种反应核素的贴近和分离来实现中子的产生和消失，实现可控的方案，其存在的技术问题是：中子源强度不受控制，不利于辐射安全。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种可控同位素中子源，中子通量可调，能够获得不同频率的中子束脉冲；实现中子发射的开关控制，使得中子源的安全性得到提高；结构简单，体积小，重量轻。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种可控同位素中子源，包括：密封容器；设在密封容器中的用以镀α粒子发射体的基体，α粒子发射体镀层设在基体外周的部分区域；设在密封容器中的金属靶核，金属靶核设置在基体的周围，且与基体的外周保持一定的距离，其中：基体和/或金属靶核设为可绕轴旋转，使改变基体上α粒子发射体镀层与金属靶核的相对位置获得不同强度中子源，使改变基体的旋转速度获得不同频率的中子束脉冲。

其中，基体为可绕一固定转轴进行旋转的圆柱体；金属靶核至少具有一朝向基体外周的弧面；

其中，固定转轴的转速可控。

其中，α粒子发射体镀层设在基体的半个侧面上，α粒子发射体镀层的曲率半径与金属靶核外周弧面的曲率半径保持一致。