[发明专利]一种用于测量中子射线方向的方法及装置

说明书

本发明公开了一种用于测量中子射线方向的方法及装置，方法包括：S100、在测量点周围空间的各个方位放置中子探测单元，构建各探测单元与中子入射方向和能量之间的关系；S200、基于各探测单元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。本发明在一定空间的各个方位放置中子探测单元，组件探测系统，构建各探测单元与中子入射方向和能量的关系，通过蒙卡模拟或者基于试验的“训练”对这一关系进行明确。实际测量中，可以通过测量数据，基于上述关系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。

技术领域

本发明涉及辐射测量领域，具体涉及一种用于测量中子射线方向的方法及装置。

背景技术

中子剂量测量是一中常规的核辐射测量模式，可分为中子个人剂量测量和中子场所剂量测量。常用的中子个人剂量测量仪有直读式电子个人剂量计和热释光剂量计两类，通过实验发现，其测量时具有较大的角响应特性。在现场测量时，由于中子入射方向不明确，人员佩戴时测量到的个人剂量与实际受照剂量存在较大差异。因此，需要对中子场方向进行一定的调查，以对人员受照剂量做出修正处理。对此，研发一种能够实现中子方向测量的仪器就十分必要。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于测量中子射线方向的方法及装置，在一定空间的各个方位放置中子探测单元，组件探测系统，构建各探测单元与中子入射方向和能量的关系，通过蒙卡模拟或者基于试验的“训练”对这一关系进行明确。实际测量中，可以通过测量数据，基于上述关系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。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于测量中子射线方向的方法，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。

进一步，如上所述的一种用于测量中子射线方向的方法，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。

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

进一步，如上所述的一种用于测量中子射线方向的装置，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。

进一步，如上所述的一种用于测量中子射线方向的装置，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；