一种中子粉末衍射探测器系统的制作方法

本申请涉及中子粉末衍射谱仪，具体涉及一种中子粉末衍射探测器系统。

背景技术：

1、中子衍射能够精确确定较轻原子特别是氢原子的位置，能够识别近邻原子和区分同位素，并且具有磁矩，可直接测定材料磁结构。中子还具有很强的穿透力，可穿透样品的各种环境容器，如高/低温、高压、强磁场等。所以目前中子源与同步辐射光源互为补充，已成为材料晶体结构研究的主要手段之一。

2、中子粉末衍射主要分为两种类型，一种是更关注分辨率的测量复杂晶体测量的高分辨谱仪，一种是更关注测量时间的高强度谱仪。其中的高强度谱仪不但要求样品处中子强度高，而且还要求探测器能够做到快速的中子信号获取，目前世界上高强度谱仪主要用到的探测器就是大面积二维位置灵敏探测器，但这种探测器存在价格昂贵，维护性较差等缺点。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种用于中子粉末衍射实验的探测器系统。

2、为了实现以上目的，本申请所采用的技术方案具体如下：

3、第一方面，本申请提供一种中子粉末衍射探测器系统，包括第一探测管阵列、第二探测管阵列和第三探测管阵列；各探测管阵列之间间隔设置，所述各探测管阵列由一维位置灵敏3he管组成；所述探测器系统还包括探测器屏蔽腔、径向准直器和样品中心，所述径向准直器位于所述探测器腔的靠近所述样品中心的一端，所述径向准直器与所述各探测管阵列一一对应。

4、在一些实施例中，所述各探测器阵列分别由数根一维位置灵敏3he管分前后两排横向排列而成，前排3he管与后排3he管垂直插空排列。

5、在一些实施例中，所述前排3he管和所述后排3he管均固定在探测管左支架探测管右支架探测管左支架和探测管右支架上，所述探测管左支架探测管右支架探测管左支架和探测管右支架固定在屏蔽腔的底部。

6、在一些实施例中，所述探测管左支架探测管右支架探测管左支架和探测管右支架为可拆卸式结构。

7、在一些实施例中，所述探测管左支架探测管右支架探测管左支架和探测管右支架的相应3he管的固定处配有绝缘胶垫；所述探测管左支架和探测管右支架具备具有左右、前后以及上下调节功能，所述探测管左支架和探测管右支架主体为铝合金材料。

8、在一些实施例中，所述探测器腔呈类扇形，样品中心位于扇形中心，第一探测管阵列、第二探测管阵列和第三探测管阵列均与样品中心等距。

9、在一些实施例中，所述的探测器腔具有第一中子入射窗口、第二中子入射窗口和第三中子入射窗口，所述第一中子入射窗口、所述第二中子入射窗口和第三中子入射窗口分别与所述第一探测管阵列、第二探测管阵列和第三探测管阵列对应设置。

10、在一些实施例中，所述探测器腔还具有第一探测管阵列屏蔽、第二探测管阵列屏蔽、和第三探测管阵列屏蔽，第一探测管阵列屏蔽径向分布于第一探测管阵列的两侧，第二探测管阵列屏蔽径向分布于第二探测管阵列的两侧，第三探测管阵列屏蔽径向分布于第三探测管阵列的两侧。

11、在一些实施例中，所述探测器系统还包括第一探测器电子学模块、第二探测器电子学模块和第三探测器电子学模块，所述第一探测器电子学模块、第二探测器电子学模块和第三探测器电子学模块分别与所述第一探测管阵列、第二探测管阵列和第三探测管阵列的两端相连。

12、采用本申请实施例的探测器系统，不仅可以实现衍射谱的快速测量，还具有价格相对更便宜、维护方便等优点。维护运行方便主要表现在某一支管损坏时可以方便地更换或减去该管的计数。

技术特征：

1.一种中子粉末衍射探测器系统，其特征在于：包括第一探测管阵列、第二探测管阵列和第三探测管阵列；各探测管阵列之间间隔设置，所述各探测管阵列由一维位置灵敏3he管组成；所述探测器系统还包括探测器屏蔽腔、径向准直器和样品中心，所述径向准直器位于所述探测器腔的靠近所述样品中心的一端，所述径向准直器与所述各探测管阵列一一对应。

2.根据权利要求1所述的探测器系统，其特征在于：所述各探测器阵列分别由数根一维位置灵敏3he管分前后两排横向排列而成，前排3he管与后排3he管垂直插空排列。

3.根据权利要求2所述的探测器系统，其特征在于：所述前排3he管和所述后排3he管均固定在探测管左支架和探测管右支架上，所述探测管左支架和探测管右支架固定点均在阵列探测管活性区外，所述探测管左支架探测管右支架探测管左支架和探测管右支架固定在屏蔽腔的底部。

4.根据权利要求3所述的探测器系统，其特征在于：所述探测管左支架探测管右支架探测管左支架和探测管右支架为可拆卸式结构。

5.根据权利要求3所述的探测器系统，其特征在于：所述探测管左支架探测管右支架探测管左支架和探测管右支架的相应3he管的固定处配有绝缘胶垫，所述探测管左支架和探测管右支架具备具有左右、前后以及上下调节功能，所述探测管左支架和探测管右支架主体为铝合金材料。

6.根据权利要求3所述的探测器系统，其特征在于：所述探测器腔呈类扇形，样品中心位于扇形中心，第一探测管阵列、第二探测管阵列和第三探测管阵列均与样品中心等距。

7.根据权利要求3所述的探测器系统，其特征在于：所述探测器腔具有第一中子入射窗口、第二中子入射窗口和第三中子入射窗口，所述第一中子入射窗口、所述第二中子入射窗口和第三中子入射窗口分别与所述第一探测管阵列、第二探测管阵列和第三探测管阵列对应设置。

8.根据权利要求1所述的探测器系统，其特征在于：所述探测器腔还具有第一探测管阵列屏蔽、第二探测管阵列屏蔽、和第三探测管阵列屏蔽，第一探测管阵列屏蔽径向分布于第一探测管阵列的两侧，第二探测管阵列屏蔽径向分布于第二探测管阵列的两侧，第三探测管阵列屏蔽径向分布于第三探测管阵列的两侧。

9.根据权利要求1所述的探测器系统，其特征在于：所述探测器系统还包括第一探测器电子学模块、第二探测器电子学模块和第三探测器电子学模块，所述第一探测器电子学模块、第二探测器电子学模块和第三探测器电子学模块分别与所述第一探测管阵列、第二探测管阵列和第三探测管阵列的两端相连。

技术总结
本申请公开了一种中子粉末衍射探测器系统，其特征在于：包括第一探测管阵列、第二探测管阵列和第三探测管阵列；各探测管阵列之间间隔设置，所述各探测管阵列由一维位置灵敏3He管组成；所述探测器系统还包括探测器屏蔽腔、径向准直器和样品中心，所述径向准直器位于所述探测器腔的靠近所述样品中心的一端，所述径向准直器5与所述各探测管阵列一一对应。本探测系统由多个一维位置灵敏3He管阵列组成，具备采谱速率快、维护方便的优点。

技术研发人员：谢雷,陈喜平,杨锋,庞蓓蓓,曹晓锋,黄朝强,房雷鸣,文德智,李昊,夏元华
受保护的技术使用者：中国工程物理研究院核物理与化学研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8