阅读说明：本技术 一种球型6LiF中子探测器及探测方法 (Ball type6LiF neutron detector and detection method ) 是由 张志勇 刘思平 于 2020-05-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种球型<Sup>6</Sup>LiF中子探测器及探测方法,包括光电倍增管和球形有机玻璃,所述球形有机玻璃的表面设有丝印层,球形有机玻璃正对光电倍增管的一侧加工成内凹型的光收集面,光收集面的形状满足光电倍增管的插入,本发明的有益效果是：1、工艺简单、生产产品的一致性好、成本低。2、光电倍增光用硅油固定于有机玻璃中即可,模块式设计,结构更紧凑,维护更方便通用性更强。(The invention discloses a spherical ball 6 The LiF neutron detector comprises a photomultiplier and spherical organic glass, wherein a silk screen layer is arranged on the surface of the spherical organic glass, one side of the spherical organic glass, which is opposite to the photomultiplier, is processed into an inward concave light collecting surface, and the shape of the light collecting surface meets the insertion of the photomultiplier, so that the invention has the beneficial effects that: 1. simple process, good consistency of the produced products and low cost. 2. The photomultiplier is fixed in organic glass with silicon oil can, modular design, the structure is compacter, it is stronger to maintain more convenient commonality.)

一种球型6LiF中子探测器及探测方法

技术领域

本发明涉及探测器技术领域，具体是一种球型⁶LiF中子探测器及探测方法。

背景技术

中子探测器指一类能探测中子的探测器。中子本身不带电，不能产生电离或激发，所以不能用普通探测器直接探测。现有中子探测器种类有He-3气体(球型、圆柱形、平面形)、¹⁰B固体(平面形)、⁶LiF固体(平面形)、锂玻璃固体(平面形)几种，大部分依赖于进口，成本较高、中子反应截面积较小、灵敏度低或者中子探测能量范围相对比较窄。

部分中子探测器用锂玻璃做为探测器，因锂玻璃不易加工导致固定玻璃的结构复杂，如把锂玻璃切割成部分五边形和部分六边形后，按足球的球皮拼接方式贴合在表面多边形的有机玻璃上，拼接成近似的球体，采用这样的方式，拼接非常困难、成本极高、一致性不好、维护困难，不利于标准化及模块式的快速生产制造。

发明内容

本发明的目的在于提供一种球型6LiF中子探测器及探测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种球型⁶LiF中子探测器，包括光电倍增管和球形有机玻璃，所述球形有机玻璃的表面设有丝印层，球形有机玻璃正对光电倍增管的一侧加工成内凹型的光收集面，光收集面的形状满足光电倍增管的插入。

作为本发明的进一步方案：所述丝印层为⁶LiF+ZnS丝印层。

作为本发明的进一步方案：所述丝印层2是由⁶LiF和ZnS粉末按2:1混合均匀，用丝网印刷制成。

作为本发明的进一步方案：所述印刷厚度0.5mm。

作为本发明的进一步方案：所述印刷完成后，需要用40℃恒温烘烤2小时进行固化。

作为本发明的进一步方案：烘烤完成后，电倍增管光收集面涂上硅油。

一种球型⁶LiF中子探测器的探测方法，其特征在于，当中子射线作用在丝印有⁶LiF+ZnS的球形中子探测器上时发生核反应，产生高能的α射线，而ZnS对α粒子敏感，将α粒子完全转换成光子，光子经过有机玻璃到达光电倍增管，光电倍增管将光信号转换成电信号，在配合后面的前置放大器、运放、比较器、计数器完成整个的探测过程，比较器主要是甄别n/γ，可将γ信号抑制掉，使中子信号完全通过，然后计数器完成中子个数的计算。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、工艺简单、生产产品的一致性好、成本低。2、光电倍增光用硅油固定于有机玻璃中即可，模块式设计，结构更紧凑，维护更方便通用性更强。

附图说明

图1是本发明的系统方框图。

图中：1-球形有机玻璃；2、丝印层；3、光电倍增管；4、中子射线；5、光收集面。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，实施例1：本发明实施例中，一种球型⁶LiF中子探测器，包括光电倍增管3和球形有机玻璃1，所述球形有机玻璃1的表面设有丝印层2，球形有机玻璃1正对光电倍增管3的一侧加工成内凹型的光收集面5，光收集面5的形状满足光电倍增管3的插入。其中，丝印层2为⁶LiF+ZnS丝印层，丝印层2是由⁶LiF和ZnS粉末按2:1混合均匀，用丝网印刷制成，印刷厚度0.5mm，印刷完成后，需要用40℃恒温烘烤2小时进行固化，烘烤完成后，电倍增管光收集面涂上硅油。

中子本身不带电，它和物质中原子核之间没有库伦斥力，因此比较容易进入原子核，发生核反应。选择能产生带电粒子的核反应，记录带电粒子引起的电离现象就可以探测中子。本发明是用核反应法探测中子，其核反应如下：

n+⁶LiF→α+³T+4.786MeV由此看出⁶LI的(n、α)反应放出能量大，容易区分n/γ，更容易被测量。

由图可以看出，探测器探测面各个方向上来的中子都能够被探测。而且球形规则能够提高探测稳定性和降低射线方向的不确定度；结构模块化设计，简单、有利于批量生产。

实施例2：在实施例1的基础上，一种球型⁶LiF中子探测器的探测方法，其特征在于，当中子射线4作用在丝印有⁶LiF+ZnS的球形有机玻璃1上时发生核反应，产生高能的α射线，而ZnS对α粒子敏感，将α粒子完全转换成光子，光子经过有机玻璃到达光电倍增管3，光电倍增管3将光信号转换成电信号，在配合后面的前置放大器、运放、比较器、计数器完成整个的探测过程，比较器主要是甄别n/γ，可将γ信号抑制掉，使中子信号完全通过，然后计数器完成中子个数的计算。。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。