[发明专利]基于拉曼光谱的中子辐射剂量探测方法

说明书

本申请公开了一种基于拉曼光谱的中子辐射剂量探测方法，该探测方法包括将附着于衬底表面的转换体材料放置于慢中子辐照环境中，利用拉曼激光器激发转换体材料，并测量转换体材料中子辐射后的拉曼光谱；进而，对比转换体材料中子辐射后的拉曼光谱与标定剂量表中拉曼光谱的特征峰偏移量，确定慢中子辐照环境中的中子辐射剂量。本申请实施例通过测量在中子辐射环境下转换体材料的拉曼光谱，并将该拉曼光谱的特征峰与标定剂量表中拉曼光谱的特征峰进行比对得到特征峰偏移量，从而确定中子辐射剂量，灵敏度高，提高了检测效率。

技术领域

本发明一般涉及空间环境探测技术领域，具体涉及一种基于拉曼光谱的中子辐射剂量探测方法。

背景技术

随着我国航天任务的多样化和成熟化，对月球、火星等其它地外星球的探测已经逐步开展。在极其复杂的空间环境中，混合着各种宇宙射线，比如银河宇宙射线、太阳宇宙射线和地球辐射带。而这些宇宙射线中就包括中子粒子，利用中子辐射探测器对空间中子粒子进行探测，有利于加深了解空间环境，同时也是保障航天器正常运行以及航天员生命安全的重要基础。

目前，中子辐射探测的方式主要包括核激活方法、核反应方法和核反冲方法。在核反应方法中，¹⁰B在高能中子的轰击下会裂变成Li⁷并释放氦核，高能中子探测器通过测量氦核反推出中子辐射。但是，对于能量相对较低的慢中子而言，根据中子入射后产生的辐射信号进行测量，灵敏度低，造成探测误差巨大。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种基于拉曼光谱的中子辐射剂量探测方法，通过测量在慢中子辐射环境下转换体材料的拉曼光谱，并将该拉曼光谱与标定剂量表中拉曼光谱进行比对得到特征峰偏移量，从而确定中子辐射剂量。

本申请提供一种基于拉曼光谱的中子辐射剂量探测方法，所述探测方法包括：

将附着于衬底表面的转换体材料放置于慢中子辐照环境中，利用拉曼激光器激发所述转换体材料，并测量所述转换体材料中子辐射后的拉曼光谱；

对比所述转换体材料中子辐射后的拉曼光谱与标定剂量表中拉曼光谱的特征峰偏移量，确定所述慢中子辐照环境中的中子辐射剂量。

可选地，所述转换体材料为¹⁰BN材料。

可选地，所述¹⁰BN材料包括¹⁰BN纳米管、¹⁰BN二维材料或者¹⁰BN粉末中的任意一种材料。

可选地，所述衬底材料的拉曼光谱谱线不在1200cm^-1～1500cm^-1范围内。

可选地，所述衬底材料包括硅、氧化硅或者铝中的任意一种材料。

可选地，所述衬底材料的杂质含量小于1％。

可选地，所述标定剂量表中拉曼光谱与所述中子辐射剂量的对应关系通过如下步骤得到：

根据不同中子辐射剂量辐射第一转换体材料，得到第二转换体材料，并测量所述第二转换体材料对应的第二拉曼光谱；

基于所述第一转换体材料的第一拉曼光谱、所述第二拉曼光谱和第三转换体材料的第三拉曼光谱，确定标定剂量表；

其中，所述第二转换体材料为所述第一转换体材料向所述第三转换体材料转化的中间状态。

可选地，所述基于所述第一转换体材料的第一拉曼光谱、所述第二拉曼光谱和第三转换体材料的第三拉曼光谱，确定标定剂量表，包括：

分别提取拉曼光谱的特征峰谱线，所述拉曼光谱包括所述第一拉曼光谱、所述第二拉曼光谱和所述第三拉曼光谱；