[实用新型]一种中子管

说明书

技术领域

本实用新型属于精密仪器设备制造领域，具体涉及一种中子管和前置放大器。

背景技术

中子是非带电子粒子，对其探测要经过中子与物质相互作用产生的次级带电粒子探测来实现。目前对于中子的探测主要有以下四种方法：核反应法、核反冲法、核裂变法和中子活化法。

一、核反应法：中子本身不带电，与原子核不发生库仑作用，因此容易进入原子核，发生核反应。选择可以产生带电粒子的核反应，通过探测带电粒子引起的电离激发信号，实现对中子的探测。这种方法主要用于探测慢中子的强度，个别情况下也可用来测量快中子能谱。目前应用最多的是以下三种核反应：

n+¹⁰B→α+⁷Li+2.792MeVσ＝3837±9b

n+⁶Li→α+³T+4.786MeVσ＝940±4b

n+³He→p+³T+0.765MeVσ＝5333±7b

中子与其他原子核反应截面一般是几个靶恩，由于上述三种反应截面都很大，常采用这三种核反应来探测中子。目前应用最广泛的是¹⁰B(n,α)反应，因为硼-10材料比较容易获得。气态的可选用BF₃气体，固态的可选用氧化硼或碳化硼。Li没有合适的气体化合物，使用时只能采用固体材料；其中基于⁶LiF/ZnS闪烁体和波移光纤结构的大面积位置灵敏型热中子探测器已成为近些年的研究热点。³He(n,p)是三个反应中反应截面最大的，但是³He在天然同位素中的丰度非常低，大约只有1.4×10^-4％，获取十分困难，价格十分昂贵。因此很多实验组都开始研发新型中子探测器来代替基于³He的中子探测器。

二、核反冲法：入射能量为E的中子和原子核发生弹性散射时，中子的运动方向改变，能量也有所减少，中子减少的能量传递给原子核，使原子核以一定速度运动，这个原子核就称为“反冲核”。反冲核作为带电粒子，易于探测，反冲核探测信号与入射中子强度及能量有关。此方法主要用来探测快中子，主要是利用富含氢材料中的质子反冲进行探测。

三、核裂变法：中子与重核作用可以发生裂变，裂变法就是通过记录重核裂变碎片来探测中子的方法。对于热中子、慢中子，总是选用²³⁵U、²³⁹Pu、²³³U做裂变材料。

四、活化法：中子和原子核相互作用时，辐射俘获是主要的作用过程。中子很容易进入原子核形成一个处于激发态的复合核，复合核通过发射一个或者几个光子迅速退激回到基态。这种俘获中子放出γ辐射的过程称为“辐射俘获”，用(n，γ)表示。通过测量γ计数，经计算得到中子辐射场强度。

目前中子探测方法应用较多的是中子与³He和BF₃气体核反应方法。但是也具有以下不足，前者由于³He气体获取较为困难，因此³He管不仅昂贵，而且目前为国外产品所垄断；后者由于采用气体，密度较低，因而不易做成小尺寸，且探测效率较低，同时BF₃是一种有毒物质，制作工艺要求特殊，难度加大，对探测的安全性构成威胁。

发明内容

本实用新型为解决现有技术的上述不足，提供了一种新型中子管和与其配套使用的前置放大器，从而获得一种成本低、易于制作、抗γ射线干扰以及工作寿命长、工作稳定等优点的中子管和具有体积小、工作可靠、信号成形时间短、信噪比高等优点的前置放大器。

中子管技术方案如下：一种中子管，包括管体1、绝缘环2、阳极丝3、上端盖4、绝缘端子5、阴极6、阳极7、碳化硼涂层8，

管体1为中空的圆柱形管，内壁涂有厚度为1μm～6μm的碳化硼涂层8，所述管体1的一端使用绝缘环2密封，另一端使用上端盖4密封，并且所述上端盖4的中心处制有绝缘端子5，阳极7位于所述绝缘端子5上并与上端盖4绝缘，所述上端盖4的外侧制有阴极6，并且所述阴极6与管体1的外壁及上端盖4电导通；

阳极丝3置于管体1内部，其一端固定于所述绝缘环2，另一端固定于绝缘端子5并与所述阳极7焊接电导通；

同时，密封的管体1的空腔内密封有0.1～1个大气压的魔异气体，所述魔异气体为Ar气和CH₄气的混合气体，其中按照体积比Ar气为70％～95％。