[发明专利]一种中子探测装置

说明书

本发明实施例提供一种中子探测装置，该中子探测装置包括转换件和探测器，转换件用于与射入的中子反应并发出带电粒子和射线；探测器用于接收转换件发出的带电粒子和射线，探测器位于转换件背离中子入射方向的一侧；转换件与探测器之间间隔设置以形成间隙，间隙中充有空气，以使部分转换件发出的带电粒子能量和射线的能量沉积于间隙中。本发明实施例中的中子探测装置通过设置充有空气的间隙使得所测得的γ射线和各类型带电粒子的沉积能量数值范围之间的重叠范围缩小甚至消失，有利于辨别在特定沉积能量数值范围内特定的带电粒子的数量，降低了由于γ射线和不同类型带电粒子之间的沉积能量数值范围重叠而导致的中子计数误差，提高了测量的精确性。

技术领域

本发明涉及辐射探测技术领域，具体涉及一种中子探测装置。

背景技术

目前，在核能利用、放射性同位素的产生和应用核物理研究中都需要进行中子的探测。

中子为电中性，因此，中子不能引起物质的电离和激发，也无法通过与电子作用而间接进行探测，而主要是通过中子与原子核的相互作用产生带电粒子或γ射线来实现。

目前，中子的具体探测方法主要包括核反应法、核反冲法、核裂变法和核活化法。其中，核反应法通过中子与原子核发生反应后放出能量较高的带电粒子或γ射线，通过探测器记录这些带电粒子或γ射线可实现间接对中子的探测，进而计算得到中子剂量率。

在采用核反应法对中子进行探测的过程中，中子与转换材料的原子核发生反应后能够产生多种带电粒子，多种带电粒子均被探测器记录而得到各带电粒子的沉积能量。由于各带电粒子的沉积能量范围较大，不同类型带电粒子所产生的沉积能量数值范围之间存在重叠，容易导致重复计数，从而降低了所计算得到的中子剂量率的准确性。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例期望提供一种能够提高中子剂量率的计算准确性的中子探测装置。

为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种中子探测装置，该中子探测装置包括：

转换件，用于与射入的中子反应并发出带电粒子和射线；

探测器，用于接收所述转换件发出的带电粒子和射线，所述探测器位于所述转换件背离中子入射方向的一侧；

所述转换件与所述探测器之间间隔设置以形成间隙，所述间隙中充有空气，以使部分所述转换件发出的带电粒子能量和射线的能量沉积于所述间隙中。

一些实施例中，所述转换件的材质中包括锂的同位素⁶Li或者硼的同位素¹⁰B。

一些实施例中，所述转换件的材质为⁶LiF，所述间隙沿中子入射方向的尺寸为1mm至5mm。

一些实施例中，所述中子探测装置包括安装件，所述安装件内形成有安装腔，所述安装腔通过入射口与外界连通，以使中子经所述入射口进入所述安装腔，所述探测器设于所述安装腔内且与所述入射口间隔形成所述间隙，所述转换件覆于所述入射口的外侧。

一些实施例中，所述中子探测装置包括承托件，所述转换件沿中子入射方向夹设于所述安装件与所述承托件之间。

一些实施例中，所述承托件的材质与中子的反应截面小于所述转换件的材质与中子的反应截面。

一些实施例中，所述承托件的材质为铝。

一些实施例中，在沿中子射入方向的投影中，所述转换件的投影位于所述承托件的投影范围之内。

一些实施例中，所述中子探测装置包括底衬件，所述底衬件为绝缘材质，所述底衬件设于所述安装腔的内壁上，所述安装腔的内壁上设有定位凸起，所述探测器沿中子入射方向夹设于所述底衬件与所述定位凸起之间，所述底衬件位于所述探测器背离所述入射口的一侧。