一種用于(n,xn)截面測量的多層裂變電離室裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于核物理實驗中的裂變反應測量設施，具體涉及一種用于(n，xn)截面測量的多層裂變電離室裝置，能夠準確扣除裂變事件。該裝置采用中子反應(n，xn)截面小的鋁材料做為外殼和電極，具有較低的中子本底。采用多路輸出的方式，能有效減少高計數(shù)率情況下的α堆積，裂變室輸出脈沖信號上升時間快，能準確定時。本發(fā)明具有較高的裂變事件的探測效率，主要適用于實驗室以及環(huán)境中核裂變事件的精確測量。
【背景技術】
[0002]裂變電離室指用于測量原子核裂變事件的電離室探測器。特別是中子反應截面(η,xn)的實驗測量過程中，往往會伴隨有裂變反應產(chǎn)生。發(fā)生裂變反應時，往往會伴隨產(chǎn)生裂變中子，這些中子會使中子反應截面的測量產(chǎn)生誤差。為了扣除裂變中子對測量結(jié)果的影響，提高測量精確度，往往采用裂變電離室來扣除裂變事件產(chǎn)生的中子(反符合技術)。所以，為了盡可能減小裂變中子引起的本底，裂變室要有盡可能高的探測效率，裂變信號有盡可能快的上升時間。因此，本發(fā)明采用多靶片以及多路輸出的方式；其次，要選擇(n，xn)核反應截面較小和反應閾值較高的原子核構成的材料；再次，裂變室外殼以及電極材料用量要盡可能的少，以減小散射中子的影響。
[0003]現(xiàn)有的技術的缺點體現(xiàn)在以下兩個方面:首先，裂變電離室所采用的外殼以及電極材料往往具有較高的中子反應截面，中子本底太高。其次，在(n，xn)反應截面測量時，裂變室電極數(shù)目太少，為了產(chǎn)生滿足統(tǒng)計要求的(n，xn)反應(提高測量準確程度)，需要在電極上鍍較厚的樣品。這樣，樣品的裂變譜中α信號的堆積比較嚴重，減小了裂變事件的探測效率。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對上述現(xiàn)有技術中存在的問題，本實用新型旨在提供一種多靶片、高效率、低中子本底的用于(η，χη)截面測量的多層裂變電離室裝置。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取如下技術方案:
[0005]一種用于(n，xn)截面測量的多層裂變電離室裝置，包括電離室外殼、電離室蓋板一、電離室蓋板二、若干鋁制電極、陰極、收集電極(陽極)、絕緣套筒、絕緣柱、鋁制支柱。所述電離室外殼、電離室蓋板一、電離室蓋板二圍成的空間形成電離室，電離室外殼、電離室蓋板一及電離室蓋板二均與陰極相連。所述鋁制支柱套于絕緣柱內(nèi)，所述絕緣柱一端固定于電離室蓋板一上，另一端固定于電離室蓋板二上。所述鋁制電極打孔后套在絕緣柱上，所述絕緣柱上套有若干絕緣套筒，鋁制電極固定于絕緣套筒之間。鋁制電極交替與陰極和收集電極(陽極)相連，各收集電極(陽極)由電離室蓋板一引出。電離室內(nèi)充有工作氣體甲烷，電離室蓋板一上設有進氣管道，電離室蓋板二上設有出氣管道，所述進氣管道和出氣管道用于循環(huán)輸入工作氣體，并微調(diào)室內(nèi)氣體的壓強，使得電離室處于最佳工作狀態(tài)。
[0006]進一步的，所述絕緣柱為兩個，絕緣柱兩端設有螺絲，所述螺絲將絕緣柱固定于電離室蓋板一和電離室蓋板二上。
[0007]進一步的，所述絕緣柱上套有51個絕緣套筒，所述絕緣套筒高度為2mm。
[0008]進一步的，所述鋁制電極為50片，鋁制電極間距為2mm。
[0009]進一步的，所述鋁制電極直徑為4.5cm，鋁制電極兩面鍍有239Pu樣品，所述239Pu樣品鍍層直徑為1.5cm。
[0010]進一步的，所述電離室外殼為圓柱形鋁制外殼。
[0011]進一步的，各鋁制電極交替與陰極和收集極相連。
[0012]進一步的，所述絕緣材料為聚四氟乙烯。
[0013]本實用新型的有益效果為:
[0014]I)裝置共有50片電極組成，每片電極兩側(cè)鍍有239Pu樣品，在每片鍍層很薄的條件下有較大的樣品量，能夠產(chǎn)生滿足統(tǒng)計要求的(n，xn)事件，可以有效減小測量誤差，提高測量結(jié)果的準確程度。
[0015]2)電極及其外殼材料采用鋁制材料，有效減小了本底(n，xn)核反應對測量結(jié)果的影響，減小了本底中子對于測量結(jié)果的干擾。
[0016]3)單片具有較薄的鍍層，可有效的減小α堆積對測量結(jié)果的影響，提高了能譜的分辨本領及實驗的探測效率。
[0017]4)本裝置具有較小的電極間距，有效的減小了收集極所輸出的脈沖信號的上升時間。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型結(jié)構示意圖。
[0019]圖中標記:1-收集電極(陽極)，2-電離室蓋板一，3_239PU鍍層，4-鋁制電極，5-進氣管道，6-鋁制外殼，7-絕緣套筒，8-絕緣柱，9-鋁制支柱，10-固定螺絲，11-出氣管道，
12-電尚室蓋板二，13-陰極，14-甲燒氣體。
【具體實施方式】
[0020]為了便于理解，下面通過實施例，結(jié)合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體說明:
[0021]如圖1所示，一種用于(n，xn)截面測量的多層裂變電離室裝置，包括鋁制電極4、收集電極(陽極)1、陰極13、絕緣套筒7、絕緣柱8、鋁制支柱9和鋁制外殼6。鋁制外殼6為圓柱形外殼，鋁制外殼6 —端設有電離室蓋板一 2，另一端設有電離室蓋板二 12，圓柱形鋁制外殼6、電離室蓋板一 2和電離室蓋板二 12圍成圓柱形電離室，電離室內(nèi)充有工作氣體-甲烷14。鋁制外殼6、電離室蓋板一 2及電離室蓋板二 12均與陰極13相連。絕緣套筒7和銷制電極4交替套于絕緣柱8上，各銷制電極4之間由絕緣套筒7隔開并固定，絕緣柱8兩端設有固定螺絲10，固定螺絲10將絕緣柱8兩端分別固定于電離室蓋板一 2和電離室蓋板二 12上，從而固定鋁制電極4，絕緣柱8內(nèi)設有鋁制支柱9。鋁制電極4為直徑是4.5cm的圓形片，鋁制電極4兩面為直徑為1.5cm的239Pu鍍層3。收集電極(陽極)I和陰極13交替與鋁制電極4相連形成收集電場；收集電極(陽極)I設有絕緣線，電離室蓋板一2上設有孔，設有絕緣線的收集電極(陽極)I通過電離室蓋板一 2上的孔引出；電離室蓋板一 2上設有絕緣材料構成的進氣管道5，電離室蓋板二 12上設有絕緣材料構成的出氣管道11，進氣管道5和出氣管道11用于循環(huán)輸入工作氣體-甲烷氣體14，并微調(diào)室內(nèi)氣體的壓強，使得電離室工作在最佳狀態(tài)。
[0022]本實用新型的裂變反應的測量過程是:通過所述的進氣管道5給電離室充以甲烷氣體14 ;通過收集電極(陽極)1給多層鋁制電極4交替加以高壓，加高壓的電極4與陰極13交替形成強電場；中子轟擊所述的239Pu鍍層3，與其發(fā)生裂變反應，產(chǎn)生帶電荷的裂變碎片，裂變碎片引起所述的甲烷氣體14電離、激發(fā)形成電子-離子對；電子-離子對在強電場中定向運動時在收集電極I中輸出脈沖信號。發(fā)生一次裂變反應，在收集電極I輸出一次脈沖信號。
[0023]上述實施例只是對本實用新型技術方案的舉例說明或解釋，而不應理解為對本實用新型技術方案的限制，顯然，本領域的技術人員可對本實用新型進行各種修改和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。倘若這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內(nèi)，則本實用新型也包含這些修改和變型在內(nèi)。
【主權項】
1.一種用于(n，xn)截面測量的多層裂變電離室裝置，包括電離室外殼、電離室蓋板一、電離室蓋板二、若干鋁制電極、陰極、收集電極、若干絕緣套筒、絕緣柱和鋁制支柱，所述電離室外殼、電離室蓋板一、電離室蓋板二圍成的空間形成電離室，所述絕緣柱兩端分別固定于電離室蓋板一和電離室蓋板二上，絕緣柱內(nèi)套有鋁制支柱，絕緣柱外側(cè)套有若干絕緣套筒，所述鋁制電極為圓形，打孔后套于絕緣柱外側(cè)，鋁制電極位于絕緣套筒之間，由絕緣套筒固定，所述鋁制電極兩面為樣品鍍層，所述電離室內(nèi)充有工作氣體甲烷，電離室蓋板一上設有進氣管道，電離室蓋板二上設有出氣管道，所述鋁制電極交替與陰極、收集電極相連，陰極與電離室外殼、電離室蓋板一及電離室蓋板二相連；各收集電極信號線通過電離室蓋板一引出。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于(n，xn)截面測量的多層裂變電離室裝置，其特征在于，所述絕緣柱有兩個，絕緣柱內(nèi)套有鋁制支柱，所述絕緣柱兩端設有固定螺絲。
3.根據(jù)權利要求2所述的用于(n，xn)截面測量的多層裂變電離室裝置，其特征在于，所述絕緣柱外套有51個絕緣套筒，所述絕緣套筒高度為2mm。
4.根據(jù)權利要求1所述的用于(n，xn)截面測量的多層裂變電離室裝置，其特征在于，所述鋁制電極為50片。
5.根據(jù)權利要求4所述的用于(n，xn)截面測量的多層裂變電離室裝置，其特征在于，所述鋁制電極為直徑是4.5cm的圓形片，所述樣品鍍層為239Pu樣品鍍層，所述239Pu樣品鍍層直徑為1.5cm。
6.根據(jù)權利要求1所述的用于(n，xn)截面測量的多層裂變電離室裝置，其特征在于，各鋁制電極交替與陰極和收集電極相連。
7.根據(jù)權利要求1所述的用于(n，xn)截面測量的多層裂變電離室裝置，其特征在于，所述電離室外殼為圓柱形鋁制外殼。
8.根據(jù)權利要求1?3中任一項所述的用于(n，xn)截面測量的多層裂變電離室裝置，其特征在于，所述絕緣材料為聚四氟乙烯。
【專利摘要】一種用于(n，xn)截面測量的多層裂變電離室裝置，包括電離室外殼、電離室蓋板一、電離室蓋板二、鋁制電極、陰極、收集電極(陽極)、絕緣套筒、絕緣柱和鋁制支柱，電離室外殼、電離室蓋板一和電離室蓋板二圍成電離室。絕緣柱內(nèi)設有鋁制支柱，絕緣柱兩端分別固定于電離室蓋板一和電離室蓋板二上。鋁制電極和絕緣套筒交替套在絕緣柱上，鋁制電極兩面設有樣品鍍層。電離室內(nèi)充有工作氣體，電離室蓋板一和電離室蓋板二上分別設有進氣和出氣管道。鋁制電極與陰極和收集電極相連，陰極與電離室外殼、電離室蓋板一及電離室蓋板二相連。本實用新型具有較大的裂變事件探測效率、較低的中子本底，能有效減小測量誤差，從而提高測量結(jié)果的準確度。
【IPC分類】H01J47-02
【公開號】CN204537984
【申請?zhí)枴緾N201520155299
【發(fā)明人】于國梁, 汪偉建
【申請人】華北電力大學（保定）
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年3月14日