[发明专利]一种基于中子活化伽马能谱分析的铜渣成分含量检测装置

权利要求书

1.一种基于中子活化伽马能谱分析的铜渣成分含量检测装置，其特征在于：包括伽马能谱探测器(1)、伽马探测器屏蔽体(2)、第一、第二中子反射层(3)和(7)、热中子吸收体(4)、铜渣(5)、伽马射线屏蔽体(6)、辐射屏蔽体(8)、中子发生器(9)、中子通量监测器(10)；其中，一对所述伽马探测器屏蔽体(2)均开设中心圆孔放置所述伽马能谱探测器(1)，在所述中心圆孔前放置所述热中子吸收体(4)；所述的第二中子反射层(7)为上端开口且中空的长方体，其上端开口由所述伽马射线屏蔽体(6)覆盖，并将所述中子发生器(9)包裹在内；所述的伽马射线屏蔽体(6)位于所述中子发生器(9)的正上方和所述铜渣(5)的正下方，并紧贴所述伽马探测器屏蔽体(2)；所述铜渣(5)设置在一对所述伽马探测器屏蔽体(2)之间，其正上方设置所述第一中子反射层(3)；所述辐射屏蔽体(8)包围所述的铜渣成分含量检测装置的最外围；所述中子通量监测器(10)位于所述第一中子反射层(3)、伽马探测器屏蔽体(2)、伽马射线屏蔽体(6)组成的腔体内，并紧挨所述铜渣(5)。

2.根据权利要求1所述的一种基于中子活化伽马能谱分析的铜渣成分含量检测装置，其特征在于：所述中子发生器(9)产生高通量和能量的中子，通过所述第一、第二中子反射层(3)和(7)将中子的能量降低，并聚集至所述铜渣(5)与其内元素发生中子活化反应；所述铜渣(5)被活化后释放大量的瞬发伽马射线，所述伽马射线进入所述伽马能谱探测器(1)被吸收并产生脉冲信号，通过记录所述脉冲信号的能量和强度，实现对铜渣成分含量的检测。

3.根据权利要求1所述的一种基于中子活化伽马能谱分析的铜渣成分含量检测装置，其特征在于：所述伽马能谱探测器(1)为溴化镧探测器，探测器晶体的直径和长度均为7.62cm，对于661keV伽马射线的能量分辨率高于3.5％。

4.根据权利要求1所述的一种基于中子活化伽马能谱分析的铜渣成分含量检测装置，其特征在于：所述的伽马探测器屏蔽体(2)为铅硼聚乙烯材料制成，用于屏蔽大部分中子以及中子与周围材料产生的伽马射线，提高所述伽马能谱探测器(1)对所述铜渣(5)的伽马射线的测量信噪比。

5.根据权利要求1所述的一种基于中子活化伽马能谱分析的铜渣成分含量检测装置，其特征在于：还包括中子发生器控制模块(11)和伽马能谱测量和处理模块(12)。

6.根据权利要求1所述的一种基于中子活化伽马能谱分析的铜渣成分含量检测装置，其特征在于：所述的第一、第二中子反射层(3)和(7)均为高纯石墨，厚度为5～15cm。

7.根据权利要求1所述的一种基于中子活化伽马能谱分析的铜渣成分含量检测装置，其特征在于：所述的热中子吸收体(4)为碳化硼，厚度为1cm。

8.根据权利要求1所述的一种基于中子活化伽马能谱分析的铜渣成分含量检测装置，其特征在于：所述的伽马射线屏蔽体(6)材料为老铅，铅含量高于99.99％，通过将多块燕尾形铅砖拼接而成，铅砖的厚度为5cm。

9.根据权利要求1所述的一种基于中子活化伽马能谱分析的铜渣成分含量检测装置，其特征在于：所述的中子通量监测器(10)为带有热中子转换涂层的碳化硅探测器，位于所述铜渣(5)辐照的位置，通过实时探测热中子的强度实现对所述中子发生器(9)源强波动的修正。