具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行详细地说明。以下示例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。此外在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明方案，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的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，在本领域普通技术人员没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护范围。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

（一）

请参阅图1至图4所示，本发明提供的该中子辐射屏蔽结构，其包括：基体，悬挑，所述悬挑在所述基体上柱立，并呈阵列布设状。其中如图1所示，该悬挑可选择为六面体长方形。而在其它替换实施方式中，也可采用正六面体形。

其中所述基体可为现有技术的平面屏蔽墙方案，而该悬挑可根据本实施例的方案布设在该现有技术的平面屏蔽墙上，以形成对现有技术的改造，依然可实现在减少反照中子数量方面，优于单独设置现有平面屏蔽墙的方案。

此外该悬挑所用制备材料，本实施例中并不进行唯一限制，在本实施例的实验例中，优选采用波特兰水泥混凝土制成，但本领域技术人员应当理解，在其它可能的替换实施方式中，也可以采用其它增加中子屏蔽性能的材料进行替代，因此任何仅以材料替换方式对该悬挑进行改进的方案，皆在本实施例的揭露范围中。

实验例1

为证明本实施例提出的该中子辐射屏蔽结构的有效性，本实施例根据以下参数进行了实验。

基体：采用平面屏蔽墙体，尺寸100x100x35 cm

悬挑：采用正六面体，尺寸5x5x10 cm

正六面体角度：垂直墙面布置

排列密度：10x10 cm

间隔距离：上下5cm

制备材料：基体与悬挑采用波特兰水泥混凝土

对比对象：平面屏蔽墙

对正六面体结构实验数据及分析如下：

表 1空间分布数据（100eV） 表 2能量分布数据（100eV）

根据上述实验结果可知：

1）加装悬挑结构的屏蔽墙产生的反照中子数量显著减少：

如图4所示，展示了正六面体结构的悬挑在基体上的阵列结构，由表1或表2的输出数据可知，反照中子总数从64.73%降低至55.94%，总体降低了8.79%。

2）其中中、高纬度区域（30°~90°）中子数显著减少，底纬度区域（0°~30°）中子数量略微增加：

由表1的数据可绘制出反照中子空间分布图2。图中可明显得出中、高纬度区域（30°~90°）中子数显著减少，底纬度区域（0°~30°）中子数量略微增加。

3）高能量区域的中子数显著减少，低能量区域的中子数略微增加：

由表2的数据可绘制出反照中子能量分布图3，图中可以明显得出高能量区域的中子数显著减少，低能量区域的中子数略微增加。

根据上述实验结果数据可知，通过本实施例提供的该中子辐射屏蔽结构，可显著减少反照中子数量，由此相比平面的屏蔽墙体，其中子屏蔽效果更优。

（二）

请参阅图5至图8所示，在另一优选实施方式下，本发明提供的该中子辐射屏蔽结构，其包括：基体，悬挑，所述悬挑在所述基体上柱立，并呈阵列布设状。其中如图5所示，该悬挑可选择为十字体形，且各个十字体形悬挑可间隔布设，并垂直于基体。

但值得一提的是，若该十字形悬挑如图6所示，设置成头尾相接的阵列布设形态，以形成华夫饼状时，其相比实施例一，以及本实施例中，以各个十字体形悬挑间隔布设的方案更优。

具体来说，图4是正六面体结构在x=5平面的截面，图6是华夫饼结构在x=5平面的截面。其中本实施例及实验例二的该示例结构，是从图4的正六面体变化到图6的“华夫饼”的结构，即沿y轴和z轴两个方向，延伸材料直到与相邻的悬挑结构打通而成。因此以下实验例二中，以该图4正六面体结构与图6华夫饼结构为例进行数据测试对比。

此外值得一提的是，该华夫饼结构的设计构思在于，发明人通过实验偶然发现，“悬挑结构体积正比于反照中子抑制力”这个趋势后，在正六面体的基础上尽量增加悬挑结构体积，而衍生出的产物。

另一方面本实施例中，该基体可为现有技术的平面屏蔽墙方案，而该悬挑可根据本实施例的方案布设在该现有技术的平面屏蔽墙上，以形成对现有技术的改造，依然可实现在减少反照中子数量方面，优于单独设置现有平面屏蔽墙的方案。

同时该悬挑所用制备材料，本实施例中并不进行唯一限制，在本实施例的实验例中，优选采用波特兰水泥混凝土制成，但本领域技术人员应当理解，在其它可能的替换实施方式中，也可以采用其它增加中子屏蔽性能的材料进行替代，因此任何仅以材料替换方式对该悬挑进行改进的方案，皆在本实施例的揭露范围中。

实验例2

为证明本实施例提出的该中子辐射屏蔽结构的有效性，本实施例根据以下参数进行了实验。

其中本实施例中，该华夫饼的结构，由正六面体结构衍变而来，可由数个以单个10x10cm小格中间放一个5cm粗10cm高的小十字组成。实验材料仍然是波特兰水泥混凝土。

对华夫饼结构实验数据及分析如下：

表3 空间分布数据表（1eV）

表4 量分布数据表（1eV）

以表3空间分布数据表（1eV）、图7、表4能量分布数据表（1eV）及图8所示，以中子源为例，平面屏蔽墙、正六面体、华夫饼结构所产生的反照中子数分别为63.48%、54.04%和31.08%，1eV中子入射屏蔽体的案例中，与未增加悬挑结构的屏蔽墙相比，正六面体悬挑结构减少了9.44%的反照中子，华夫饼状的悬挑结构减少了32.4%的反照中子。

可见根据上述实验结果，实施例二中的华夫饼结构，相比实施例1的正六面体结构，在减少反照中子数量的关键参数上具有显著提升，其中子屏蔽效果更优。

此外为了证明该华夫饼结构，可适用于更复杂的使用情景（如，各向同性的中子源），华夫饼结构是否依然有效的问题，发明人也做了相应的验证。

如分别使用两束中子束照射华夫饼结构的凸起部分和凹陷部分表面，再与普通平面比较，如图9所示，第一曲线A1、第二曲线A2和第三曲线A3分别是入射在华夫饼结构凹陷部分、凸起部分以及普通平面的状况，这个图中曲线和x轴所组成的面积表示所产生反照中子的数量，A2曲线的面积比蓝色曲线大5.95%，A1曲线的面积比A3曲线小32.4%，可以看出入射凹陷部分所造成的总数衰减比入射凸起部分所造成的增益要大得多。

而各向同性的中子源可以被分解简化成若干个单束中子源的情况，可见在更复杂的中子源条件下，华夫饼结构依然能够取得比较理想的减少反照中子数量的效果。

此外需要说明的是，根据上述实施例一和实施例二可知，在平面屏蔽墙上增加悬挑的方案，可有效减少反照中子的数量，提高中子屏蔽效果。然而本实施例中虽然举例以六面体及十字体形状来示例悬挑的结构，但并未对该悬挑的形状进行限制，本领域技术人员完全可以根据本发明的构思，采用其它形状结构的悬挑在基体上进行布设，以适应不同中子屏蔽效果的要求，因此任何以悬挑形状进行替换的实施方式，皆在本发明的揭露范围中。

另一方面，根据本发明的上述实施例可知，该悬挑在该基体上的阵列结构，并非需要悬挑之间完全间隔，因此本发明的上述对于阵列布设的表述，包含悬挑之间可完全间隔（如六边体结构）或至少部分连接（华夫饼结构）之意，

另一方面，该基体虽在上述实施例中以平面为例进行示例，而在其它可能的替换实施方式下，也可以为曲面结构，以适应屏蔽场景的结构需要，因此无论该基体采用何种变化结构，只要可使该悬挑能在其上阵列设置，并凸起于该基体表面，即属于本发明的揭露范围。

（三）

本发明第三个方面，还提供了一种中子辐射屏蔽检测方法，步骤包括：建立球形检测系统，在系统X轴正向的半球体位置设置探测器，在系统原点处放置上述实施例中的中子屏蔽结构，并使基体的中心与系统坐标原点重合，且基体与悬挑的连接面与系统的YOZ面重合；中子源设置于X轴上（如40,0,0），以向系统原点位置入射（如0,0,0），以供探测器读取检测数据。

其中检测所用的中子源优选包括：低能中子1eV和100eV，其以一束中子的形式入射原点位置。

具体来说，根据上述实施例一与实施例二的实验结果显示，只要是引入本发明的悬挑方案，就会对系统中所产生的反照中子产生三个层面的影响：

1）反照中子总计数的影响。屏蔽墙产生的反照中子数量有所减少；

2）反照中子空间分布的影响。中、高纬度区域（30°~90°）中子数显著减少，底纬度区域（0°~30°）中子数量略微增加；

3）反照中子能量分布的影响。高能量区域的中子数显著减少，低能量区域的中子数略微增加。

为帮助理解第2种效应，如图10所示，示例了该中子屏蔽检测系统，整个检测系统是个球体，X轴正向的半球体设置为探测器，六面体是屏蔽墙的位置示意，屏蔽墙面的中心与坐标轴中心重合，悬挑结构也是直接加在这个表面上，这个表面也与YOZ面重合。而中子源位于X轴上（40,0,0），模拟的中子源初始能量有1eV和100eV两种，以一束中子的形式入射原点位置（0,0,0）。

如图11所示，编号1 为屏蔽体的位置；编号2是入射中子源所在的位置；位于x轴正向的那个球面是探测器。模拟所用的中子源主要是低能中子（1eV、100eV两种），模拟实验中的中子源位于坐标轴（40，0，0）的位置。籍此有效实现对中子辐射屏蔽的检测。

（四）

本发明第四个方面，还提供了一种中子辐射屏蔽装置，其包括：屏蔽面，其中所述屏蔽面采用如上任一实施例中的中子辐射屏蔽结构制成。

综上所述，通过本发明提供的该中子辐射屏蔽结构及其制成的屏蔽装置、检测方法，相比现有技术的屏蔽面结构，能够显著减少反照中子数量，从而有效提升中子屏蔽效果，并且实施成本低廉，适于对现有技术进行改进，有利于技术普及，并且在实际使用中，对于检维修的工人来说，能在辐射作业区的停留时间更久，这对整个作业规划都将起到有效的帮助。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本领域技术人员可以理解，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。

此外实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器（processor）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，RandomAccess Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。