[发明专利]基于Pulse-Current模式的宽动态范围中子通量测量系统及方法

权利要求书

1.一种基于Pulse-Current模式的宽动态范围中子通量测量系统，其特征在于，该系统包括：裂变室、参考室、Pulse模块、Current模块、后处理模块和模式选择模块，其中：

所述裂变室用于探测中子，辐射环境中的本底射线以及裂变材料自发裂变所产生的粒子，并向所述Pulse模块和所述Current模块分别输出中子信号、本底信号及其他干扰信号；

所述参考室用于探测本底射线，并向所述Current模块输出本底信号；

所述Pulse模块与所述裂变室连接，其工作在Pulse模式下，用于通过幅度甄别的方式从所接收的信号中扣除所述本底信号和其他干扰信号，并对所述中子信号进行计数，完成低中子通量下的测量；

所述Current模块与所述裂变室和所述参考室连接，其工作在Current模式下，用于对接收到的脉冲信号进行积分，并求其平均值；对应于所述裂变室的输出，所述Current模块所得到的平均值记为V₁，对应于所述参考室的输出，所述Current模块所得到的平均值记为V₂；

所述后处理模块与所述Current模块连接，其通过处理两个平均值V₁和V₂来求解得到纯中子的通量；

所述模式选择模块与所述Pulse模块和所述后处理模块连接，用于基于所述Pulse模块和所述后处理模块的输出，在Pulse和Current两种工作模式之间选择一模式并将该模式所对应的结果，即所述Pulse模块的输出或所述后处理模块的输出，作为最终的中子通量输出，完成宽动态范围中子通量的测量。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述参考室与所述裂变室的结构完全相同，其差别仅在于所述参考室的表层未涂有裂变材料。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述平均值V₁包括以下三种粒子的贡献：中子、本底射线以及裂变材料自发裂变产生的粒子，而所述平均值V₂只包含本底射线的贡献。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，处理两个平均值V₁和V₂来求解得到纯中子的通量进一步为：

按照下式处理两个平均值V₁和V₂得到表征纯中子信号的平均值：

V＝V₁-V₂-K，

其中，K为一个常量，表示裂变材料自发裂变产生的粒子对平均值的贡献；

通过该平均值即可反解出入射中子的通量。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述模式选择模块采用迟滞比较法对模式进行选择：分别设定上、下阈值，当所述入射中子的通量超过上阈值时，选择Current工作模式；当所述入射中子的通量低于下阈值时，则切换到Pulse模式。

6.一种基于Pulse-Current模式的宽动态范围中子通量测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1，裂变室探测中子，本底射线以及裂变材料自发裂变所产生的粒子，并向Pulse模块和Current模块分别输出中子信号、本底信号及其他干扰信号；同时，参考室探测本底射线并向所述Current模块输出本底信号；

步骤2，工作在Pulse模式下的Pulse模块通过幅度甄别的方式从所接收的信号中扣除所述本底信号和其他干扰信号，并对所述中子信号进行计数，完成低中子通量下的测量；同时，工作在Current模式下的Current模块对所述裂变室输出的脉冲信号进行积分，求其平均值，并记为V₁；对所述参考室输出的脉冲信号进行积分，求其平均值，记为V₂；

步骤3，后处理模块对所得到的两个平均值进行处理，得到表征纯中子信号的平均值，再通过该平均值即可反解出入射中子的通量；

步骤4，基于所述入射中子的通量，利用迟滞比较法，在Pulse和Current两种工作模式之间选择一模式并将该模式所对应的结果作为最终的中子通量输出，完成宽动态范围中子通量的测量。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述平均值V₁包括以下三种粒子的贡献：中子、本底射线以及裂变材料自发裂变产生的粒子，所述平均值V₂只包含本底射线的贡献。