专利名称：用于快中子测量的光纤耦合辐射探测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及辐射测量技术，具体涉及一种用于快中子测量的光纤耦合辐射探测器。
背景技术：
中子不带电荷，因此探测中子必须借助其与原子核发生相互作用而产生的次级带电粒子来实现。通常用于中子探测的方法有核反应法、核反冲法、核裂变法和核激活法。按探测器的工作机理可以分为气体电离探测器、半导体探测器、闪烁探测器等。核反冲法快中子闪烁探测器包括ZnS快中子屏、塑料闪烁体等。而具有裂变阈的核素，例如232Th(l.3MeV) ,234U(0.4MeV) ,238U(1.4MeV)等，可以构成用于快中子测量的核裂变型中子探测器。现有的闪烁探测器通常是将闪烁体与光电倍增管端面相连，闪烁体发出的光脉冲直接被光电倍增管接收。其缺点是闪烁体与光电倍增管组成的探测器体积大、环境适应性差，在恶劣环境下容易受到干扰，测量数据不可靠。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种结构简单、体积小、适应性强的用于快中子测量的光纤耦合辐射探测器。本发明的技术方案如下:一种用于快中子测量的光纤耦合辐射探测器，包括由快中子敏感材料和闪烁体混合后形成的闪烁探头、传输光纤、光电敏感器件，所述的传输光纤一端插入闪烁探头中间，另一端连接光电敏感器件，传输光纤置于闪烁探头内的部分去除光纤包层。进一步，如上所述的用于快中子测量的光纤耦合辐射探测器，其中，所述的闪烁探头由快中子敏感材料232Th与闪烁体ZnS (Ag)按质量比2: I混合而成。进一步，如上所述的用于快中子测量的光纤耦合辐射探测器，其中，所述的闪烁探头外部设有圆柱形招壳，招壳的外径为5 7mm,内径为3 5mm,长度为10 15mm。进一步，如上所述的用于快中子测量的光纤耦合辐射探测器，其中，所述的光电敏感器件为光电倍增管。进一步，如上所述的用于快中子测量的光纤耦合辐射探测器，其中，所述的传输光纤采用包层和芯体均为塑料材质的全塑光纤，传输光纤的芯体直径为0.9 1_。更进一步，如上所述的用于快中子测量的光纤耦合辐射探测器，其中，所述的传输光纤位于闪烁探头内的长度为8 13mm。本发明的有益效果如下:本发明利用光纤将快中子敏感材料、闪烁体构成的闪烁探头以及光电敏感器件(如光电倍增管)进行耦合，组成用于快中子测量的光纤耦合辐射探测器。它具有结构简单、体积小、环境适应性强、在线实时监测等优点，可以满足复杂、恶劣环境下的快中子辐射探测。
图1为本发明的光纤耦合辐射探测器的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。如图1所示，本发明所提供的用于快中子测量的光纤耦合辐射探测器，主要包括由快中子敏感材料和闪烁体构成的闪烁探头1、传输光纤2和光电敏感器件3。其探测原理是:利用快中子敏感材料与快中子发生反应，反应产物与闪烁体作用发出闪烁光，闪烁光通过传输光纤传给光电敏感器件，从而获得测量信号。以常用的快中子敏感材料(232Th)为例，快中子与232Th发生反应，生成两块质量相近的裂变碎片，每块裂变碎片的能量达到40 IlOMeV,这些反应产物与闪烁体ZnS(Ag)作用发出闪烁光，闪烁光通过传输光纤传给光电倍增管。由于232Th和快中子反应具有阈特性，裂变阈约为1.17MeV，因此可以探测到该阈能以上的快中子。232Th与ZnS (Ag)以一定比例混合后密封在圆柱形招容器内(尺寸约为几个mm)，构成快中子闪烁探头；传输光纤的一端插入闪烁探头中间，插入部分去掉了光纤的包层，光纤的另一端连接光电倍增管。快中子敏感材料232Th与闪烁体ZnS(Ag)的混合比例一般按探测要求的实际情况进行确定，本实施例中232Th与ZnS(Ag)按质量比2: I进行混合，混合物为粉末状。另外，还可以选择其他材料，如238U与ZnS (Ag)进行混合，混合比例按探测要求的实际情况进行确定，也可以参考本实施例的比例数据。在本实施例中，圆柱形招壳的外径为5 7mm,内径为3 5mm,长度为10 15mm,
厚度在Imm左右。本实例中的传输光纤采用抗辐射光纤，光纤为全塑光纤(包层和芯均为塑料)，光纤位于闪烁探头内的长度范围是8 13_，闪烁探头与光电敏感器件之间的长度范围可根据实际需要确定，一般在IOOm范围内突光信号的衰减小于5%。光纤的芯体直径约0.9 1mm。光电倍增管采用单光子计数的光电倍增管，光纤与光电倍增管之间进行简单的对接即可，为了防止漏光同时让连接更牢靠，也可以在光纤与光电倍增管之间使用一些连接件，连接件的结构可根据产品的具体形状进行设计。该探测器已在某研究堆上进行了试验测量，证实其工作稳定可靠。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种用于快中子测量的光纤耦合辐射探测器，其特征在于:包括由快中子敏感材料和闪烁体混合后形成的闪烁探头(I)、传输光纤(2)、光电敏感器件(3),所述的传输光纤(2)—端插入闪烁探头⑴中间，另一端连接光电敏感器件(3)，传输光纤⑵置于闪烁探头(I)内的部分去除光纤包层。
2.如权利要求1所述的用于快中子测量的光纤耦合辐射探测器，其特征在于:所述的闪烁探头(I)由快中子敏感材料232Th与闪烁体ZnS (Ag)按质量比2: I混合而成。
3.如权利要求1或2所述的用于快中子测量的光纤耦合辐射探测器，其特征在于:所述的闪烁探头⑴外部设有圆柱形招壳，招壳的外径为5 7mm,内径为3 5mm,长度为10 15mm。
4.如权利要求1或2所述的用于快中子测量的光纤耦合辐射探测器，其特征在于:所述的光电敏感器件(3)为光电倍增管。
5.如权利要求1或2所述的用于快中子测量的光纤耦合辐射探测器，其特征在于:所述的传输光纤(2)采用包层和芯体均为塑料材质的全塑光纤，传输光纤的芯体直径为0.9 Imnin
6.如权利要求5所述的用于快中子测量的光纤耦合辐射探测器，其特征在于:所述的传输光纤⑵位于闪烁探头⑴内的长度为8 13mm。
全文摘要
本发明涉及辐射测量技术，具体涉及一种用于快中子测量的光纤耦合辐射探测器。其结构包括由快中子敏感材料和闪烁体混合后形成的闪烁探头、传输光纤、光电敏感器件，所述的传输光纤一端插入闪烁探头中间，另一端连接光电敏感器件，传输光纤置于闪烁探头内的部分去除光纤包层。本发明结构简单、体积小、环境适应性强、在线实时监测等优点，可以满足复杂、恶劣环境下的快中子辐射探测。
文档编号G01T3/06GK103163550SQ20111041056
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者刘立业, 马吉增, 潘红娟, 曹勤剑, 陈宝维, 肖运实, 熊万春, 赵原, 卫晓峰, 金月如, 郭英蕾, 李阳 申请人:中国辐射防护研究院