[发明专利]一种白光中子源带电粒子探测谱仪

权利要求书

1.一种白光中子源带电粒子探测谱仪，其特征在于：包括真空靶室和带电粒子探测器(0)，所述真空靶室包括机械系统、真空气路系统和控制系统；

所述机械系统包括真空腔体(1)、样品换样器(2)和探测器角度旋转机构(3)；所述真空腔体(1)用于容纳带电粒子探测器(0)、样品换样器(2)和探测器角度旋转机构(3)，为检测提供试验环境；

所述带电粒子探测器(0)包括ΔE-E探测器和电离室探测器；

所述ΔE-E探测器为复合式气体-固体探测器，由相互独立的小型多丝正比室气体探测器和碘化铯固体探测器组成，所述ΔE-E探测器采用0.5μm厚聚乙烯薄膜粒子束窗；

所述电离室探测器采用8μm厚聚酰亚胺薄膜或聚酯薄膜粒子束窗；

所述电离室探测器是一种气体探测器，内部结构包括阴极、阳极、栅极和均压环形成的高压区域，带电粒子进入高压区域即可被检测到；

阴极和阳极之间的距离可调，从而实现电场强度调节，以便于对不同的带电粒子进行检测；

电离室探测器的工作气体为氩气；

所述真空腔体(1)为圆筒形腔体，圆筒形腔体的上下两端各设置有上法兰(11)和下法兰(12)，圆筒形腔体的侧壁上设置有一对供束线穿过圆筒形腔体的束线接口法兰，以及若干个穿墙件法兰(15)；

所述样品换样器(2)用于放置多个样品，样品换样器(2)采用波纹管密封，能够在真空下直线运动，实现样品切换；所述样品换样器(2)包括丝杆电机(21)和样品架(22)，样品架(22)采用波纹管密封； 所述上法兰(11)上开设有样品换样器接口(111)，所述丝杆电机(21)固定安装在上法兰(11)的样品换样器接口(111)上，位于真空腔体(1)外面，所述样品架(22)通过所述样品换样器接口(111)伸入真空腔体(1)内；丝杆电机(21)驱动样品架(22)上下移动实现检测样品更换；所述样品架(22)为钽制样品架；

所述探测器角度旋转机构(3)采用磁流体密封，能够在真空下旋转运动，探测器角度旋转机构(3)在真空腔体(1)内的部分用于放置带电粒子探测器(0)，实现带电粒子探测器(0)的角度调整；所述下法兰(12)上开设有探测器角度旋转机构接口(121)，所述探测器角度旋转机构(3)固定安装在下法兰(12)的探测器角度旋转机构接口(121)上，探测器角度旋转机构(3)的驱动端位于真空腔体(1)外面，探测器角度旋转机构(3)活动端通过探测器角度旋转机构接口(121)伸入真空腔体(1)内，用于连接带电粒子探测器(0)；

所述真空气路系统包括真空组件和工作气体组件，真空组件分别与真空腔体(1)和带电粒子探测器(0)管道连通，用于抽真空，保障真空腔体(1)和带电粒子探测器(0)内部的真空度；工作气体组件与带电粒子探测器(0)管道连通，为带电粒子探测器(0)提供工作气体，并且，在真空组件和工作气体组件的协调下保障工作气体压力稳定；

所述控制系统用于协调控制带电粒子探测器(0)、样品换样器(2)、探测器角度旋转机构(3)和真空气路系统；

所述真空腔体(1)与带电粒子探测器(0)管道连通，并在连通管道上设置开关阀(01)。

2.根据权利要求1所述的白光中子源带电粒子探测谱仪，其特征在于：所述ΔE-E探测器中，小型多丝正比室气体探测器和碘化铯固体探测器采用橡胶密封，实现两者的相互独立。

3.根据权利要求1所述的白光中子源带电粒子探测谱仪，其特征在于：所述工作气体组件包括高压气瓶(4)，高压气瓶(4)与带电粒子探测器(0)管道连通，为其提供工作气体。

4.根据权利要求3所述的白光中子源带电粒子探测谱仪，其特征在于：所述高压气瓶(4)和带电粒子探测器(0)之间设置有稳压平衡罐(5)。

5.根据权利要求4所述的白光中子源带电粒子探测谱仪，其特征在于：所述稳压平衡罐(5)上开设有复压阀(51)，用于保障工作气体压力，避免电离室探测器的束窗破裂。