[发明专利]一种自屏蔽DD中子发生器

说明书

本发明属于中子发生器技术领域，具体涉及一种自屏蔽DD中子发生器，包括由第一屏蔽体(1)和第二屏蔽体(2)合拢组成的密封的立方体型的屏蔽体，第一屏蔽体(1)内部设置第一空腔(3)，第二屏蔽体(2)内部设置第二空腔(82)，当第一屏蔽体(1)和第二屏蔽体(2)合拢时，第一空腔(3)和第二空腔(82)共同构成设置中子发生器的主体部分的设备舱；中子发生器的主体部分用于通过DD反应产生中子。该中子发生器的中子的产生可以远程控制，结构可以拆分，主要耗材是可维修的靶片、离子源，寿命基本不受限制；占地面积仅2m²，实现了DD中子发生器在普通房间中的使用，无需单独建造中子屏蔽厅。

技术领域

本发明属于中子发生器技术领域，具体涉及一种自屏蔽DD中子发生器。

背景技术

现阶段，随着中子的应用范围日益扩大，对中子源的需求逐渐增多，要求也逐步提高，对于很多大学院校、科研院所和相关企业需要使用中子发生器产生的中子进行科学研究和中子活化分析检测等工作。比如利用中子活化分析在线检测煤或者水泥等物质的元素成分需要用到热中子，通常采用252-cf放射源，要求中子源强度达到1E8以上，但是由于该种强度的放射源难以获得，需要进口，又因为放射源的长期高强度放射性，具有极高的危险性，管理非常不便，另外该放射源的半衰期只有2年半，需要每隔一年或者两年重新补充一枚以满足检测要求，造成放射源越来越多，除了增加成本外，还增加了管理和放射源处理的困难。另外，由于中子的强辐射和快中子的深穿透性，需要建造专门的屏蔽厂房屏蔽中子，避免中子对周围环境和人员的辐射影响。要屏蔽中子产额达到1E8 DD中子发生器，厂房墙体和屋顶需要采用混凝土进行实心浇注，厚度需要半米以上才能达到环评要求，厂房占地面积大，建造周期长，造价高，很多单位难以承受。

发明内容

针对现阶段对于小型高产额中子源装置的应用需求，而国内市场基本空白，国际基本禁售的状况，本发明的目的是提供一种体积小、中子产额高、使用寿命长、可靠性和稳定性高的可控中子源装置。该种中子源装置可应用于中子辐照、中子单粒子效应测试、中子活化元素分析等领域，便于大学院校和科研院所的核物理实验或者开展教学研究。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种自屏蔽DD中子发生器，其中，包括由第一屏蔽体和第二屏蔽体合拢组成的密封的立方体型的屏蔽体，所述第一屏蔽体内部设置第一空腔，所述第二屏蔽体内部设置第二空腔，当所述第一屏蔽体和所述第二屏蔽体合拢时，所述第一空腔和所述第二空腔共同构成设置中子发生器的主体部分的设备舱；所述中子发生器的所述主体部分用于通过DD反应产生中子；所述主体部分包括D+离子源和直管型的冷却液导流管，所述冷却液导流管垂直于地面，所述冷却液导流管的顶端设置高压输入模块，尾端设置靶电极，所述D+离子源位于所述靶电极下方；还包括直筒型的真空腔，所述真空腔的一端与所述冷却液导流管的尾端密封连接，另一端与所述D+离子源的尾端密封连接，所述靶电极位于所述真空腔内；还包括为所述真空腔抽真空的分子泵机组；所述高压输入模块为所述靶电极提供高压电，所述冷却液导流管为所述靶电极提供冷却，所述D+离子源向所述靶电极发射D+离子束，使得所述靶电极上产生中子。

进一步，

所述靶电极外部为光滑的外壳体，内部设有靶片，所述冷却液导流管内部设有能够通过冷却液的循环流道，用于为所述靶片制冷；所述高压输入模块通过贯穿在所述冷却液导流管内部的高压连接杆向所述靶电极提供高压电；

还包括位于所述屏蔽体之外的附件机柜，以及设置在所述附件机柜内的真空计、阳极电源、射频电源、配电箱、加速高压电源、循环冷却机，所述加速高压电源用于为所述高压输入模块提供高压电，所述循环冷却机用于为所述冷却液导流管提供循环的冷却液，所述射频电源用于为所述D+离子源提供电源，所述真空计用于测量所述真空腔内的真空度，所述配电箱用于为中子发生器中的各个用电设备供电；所述附件机柜内还包括用于控制所述加速高压电源、所述循环冷却机、所述射频电源、所述真空计、所述阳极电源、所述配电箱、所述分子泵机组工作的控制系统，所述控制系统通过电脑远程控制；