[发明专利]一种用于测量中子射线方向的方法及装置

权利要求书

1.一种用于测量中子射线方向的方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)在测量点周围空间的各个方位放置热中子探测单元和慢化吸收材料，构建各探测单元的响应与中子入射方向和能量之间的关系；

(2)基于各探测单元的响应与中子入射方向和能量之间的关系和测量数据，进行反向求解，获得中子入射方向或各方位角的中子剂量分布。

2.根据权利要求1所述的一种用于测量中子射线方向的方法，其特征在于，步骤(1)中，通过下式构建各探测单元的响应与中子入射方向和能量之间的关系：

N_k为第k个探测单元的测量值，k为正整数；

ε_k为第k个探测单元的修正项，根据对各探测单元的测量性能对其进行评估；

R_kij为第k个探测单元的响应矩阵，即能量和角度的函数，E为中子能量，Ω为中子入射角度，i、j为响应矩阵的横纵数目，i为能量道数，j为探测单元个数，i、j为正整数；

Φ_ij为各个方位的中子注量。

3.一种用于测量中子射线方向的装置，其特征在于，所述装置包括：具有六个方位角探测单元的球形探测器。

4.根据权利要求3所述的一种用于测量中子射线方向的装置，其特征在于，所述球形探测器的中心设置有聚乙烯球，在所述聚乙烯球的上下左右前后六个方位分别放置一组探测单元，每组探测单元包括多块热中子探测器，每块热中子探测器之间安装有慢化材料以保证每块热中子探测器对中子的能量响应存在差异。

5.根据权利要求3所述的一种用于测量中子射线方向的装置，其特征在于，通过下式构建各探测单元的响应与中子入射方向和能量之间的关系：

N_k为第k个探测单元的测量值，k为正整数；

ε_k为第k个探测单元的修正项，根据对各探测单元的测量性能对其进行评估；

R_kij为第k个探测单元的响应矩阵，即能量和角度的函数，E为中子能量，Ω为中子入射角度，i、j为响应矩阵的横纵数目，i为能量道数，j为探测单元个数，i、j为正整数；

Φ_ij为各个方位的中子注量。

6.根据权利要求5所述的一种用于测量中子射线方向的装置，其特征在于，通过蒙卡模拟或试验“训练”获得各探测单元的响应矩阵。

7.根据权利要求5所述的一种用于测量中子射线方向的装置，其特征在于，基于测量数据和最大熵原理的迭代算法进行解谱，获得各方位的中子注量Φ_ij，通过查询ICRP74号报告，获得中子注量-剂量转换系数，通过对各方位的中子注量进行插值再与相应剂量转换系数进行积分计算，获得各方位的中子剂量当量值。

8.根据权利要求7所述的一种用于测量中子射线方向的装置，其特征在于，以方位角为横坐标，中子剂量当量值为纵坐标绘制二维图形，用于表达测量点的各方位的中子剂量当量分布情况，判断中子的方向。

9.根据权利要求7所述的一种用于测量中子射线方向的装置，其特征在于，每组探测单元有四块热中子探测器。