[发明专利]一种中子多重性测量装置及其使用方法

说明书

本公开属于放射性化学领域，特别涉及一种中子多重性测量装置及其使用方法。该装置包括：探测部件、样品室、信号处理器；其中探测部件包括：探测器和屏蔽体，屏蔽体设置有用于存放探测器的凹槽，探测器包括台液体闪烁体探测器，且液体闪烁体探测器数量大于等于两个；屏蔽体包括：主屏蔽体和屏蔽滑盖，主屏蔽体用来包裹探测器，屏蔽滑盖用来屏蔽样品出入口；探测器与信号处理器连接；从而提供了一种利用液体闪烁体探测器能够实现数据在线定量分析的中子多重性测量装置及其使用方法。

技术领域

本公开属于放射性化学领域，特别涉及一种中子多重性测量装置及其使用方法。

背景技术

随着核工业的发展，世界范围内的铀、钚材料越来越多，防止核扩散已经成为当今国际社会普遍关注的问题。由于铀、钚材料都可以产生裂变中子，因此，利用中子探测技术并结合同位素丰度对它们进行非破坏性分析，是核保障领域最常用的手段。在我国，对核设施中铀、钚物料的检测以及长期运行和退役过程中产生的大量放射性固体废物的分类、处理，逐渐成为一项艰巨的任务。

中子多重性测量技术作为一种由中子符合测量技术发展而来的非破坏性分析技术，在核保障领域，特别是核材料衡算方面具有重要的意义，同时在中低放固体放射性废物的分类检测中也具有广阔的应用前景。在以上相关领域U/Pu物料的精确定量分析中，包括在常规样品分析、库房盘存、U/Pu生产线闭合衡算等方面，该技术都发挥着积极的作用。

近年来，由于³He气体的稀缺，国际上正在研发替代³He中子计数管的技术，根据相关文献，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室已经研制出了一种液体闪烁体探测器模块。液体闪烁体探测器可以实现对快中子的探测，使符合门宽时间达到ns量级，因此能够有效地降低偶然符合事件的影响，并且在高本底环境中，能够以更短的时间获得更佳的测量精度。另外，相对于³He正比计数管，液体闪烁体探测器具有更好的能量分辨特性，对于不纯的钚金属、PuO₂，以及HEU，能够有效地对(α,n)中子和裂变中子进行区分。但是目前基于液体闪烁体探测器的中子测量装置只能在现场测量后，再另进行数据的定量分析，无法实现数据的在线定量分析。

发明内容

(一)发明的目的

为克服现有技术的不足，本公开特别提供了一种利用液体闪烁体探测器能够实现数据在线定量分析的中子多重性测量装置。

(二)技术方案

一种中子多重性测量装置，其特征在于，该装置包括：探测部件、样品室、信号处理器；

其中探测部件包括：探测器和屏蔽体，屏蔽体设置有用于存放探测器的凹槽，探测器包括液体闪烁体探测器，且液体闪烁体探测器数量大于等于两个；屏蔽体包括：主屏蔽体和屏蔽滑盖，主屏蔽体用来包裹探测器，屏蔽滑盖用来屏蔽样品出入口；探测器与信号处理器连接；

其中样品室为圆筒形结构，包括：上样品室、下样品室、滑轨和内仓；上样品室与下样品室组成圆筒形结构，滑轨处于上样品室与下样品室之间的空隙内；内仓安装在滑轨上，且与屏蔽滑盖固定连接；样品室处于液体闪烁体探测器包裹的中央；

信号处理器包括：分析仪、去随机电路模块、移位寄存器、安装有实时数据处理软件的计算机；信号采集器与探测器连接，且信号采集器、去随机电路模块、移位寄存器、安装有实时数据处理软件的计算机依次连接；

该装置还包括装置支架；

其中装置支架包括：装置前外壳、装置后外壳、平板拖车；装置前外壳与装置后外壳连接成空心长方体结构，且装置前外壳与装置后外壳放置在平板拖车上，探测部件放置在装置前外壳与装置后外壳形成的空心长方体内。

探测器与装置支架之间的屏蔽体厚度大于液体闪烁体探测器的长度，且屏蔽体材质为聚乙烯。