[发明专利]智能化辐射防护系统

说明书

技术领域

本发明涉及中子发射领域，尤其涉及一种智能化辐射防护系统。

背景技术

自由中子和原子核的碰撞是弹性碰撞，其遵循宏观下两小球弹性碰撞时的动量法则。当被碰撞的原子核很重时，原子核只会有很小的速度；但是，若是碰撞的对象是和中子质量差不多质子，则质子和中子会以几乎相同的速度飞出。这类的碰撞将会因为制造出的离子而被侦测到。

中子的电中性让它不仅很难侦测，也很难被控制。电中性使得我们无法以电磁场来加速、减速或是束缚中子。自由中子仅对磁场有很微弱的作用(因为中子存在磁矩)。真正能有效控制中子的只有核作用力。我们唯一能控制自由中子运动的方式只是放置原子核堆在它们的运动路径上，让中子和原子核碰撞藉以吸收之。这种以中子撞击原子核的反应在核反应中扮演重要角色，也是核子武器运作的原理。自由中子则可由核衰变、核反应或高能反应等中子源产生。

发明内容

中子发射器在发射过程中逃逸的中子对附近工作人员能够造成一定的身体危害。为了解决上述问题，本发明提供了一种智能化中子发射器防护系统，搭建了中子隔离屏、中子发射器和中子浓度检测器，所述中子隔离屏设置在所述中子发射器的周围，用于对所述中子发射器逃逸的中子进行屏蔽，所述中子浓度检测器用于检测所述中子发射器逃逸的中子浓度，同时改善了中子发射器的内部结构，提高中子发射器的发射速度。

根据本发明的一方面，提供了一种智能化中子发射器防护系统，所述系统包括中子隔离屏、中子发射器和中子浓度检测器，所述中子隔离屏设置在所述中子发射器的周围，用于对所述中子发射器逃逸的中子进行屏蔽，所述中子浓度检测器用于检测所述中子发射器逃逸的中子浓度。

更具体地，在所述智能化中子发射器防护系统中：所述中子浓度检测器在检测到的所述中子发射器逃逸的中子浓度超限时，发出中子浓度报警信号。

更具体地，在所述智能化中子发射器防护系统中，还包括：液晶显示设备，与所述中子浓度检测器连接，用于实时显示所述中子发射器逃逸的中子浓度；其中，所述液晶显示设备还用于显示所述中子浓度报警信号。

更具体地，在所述智能化中子发射器防护系统中，还包括：

离子源设备，包括灯丝、等离子体室、中间电极、磁场线圈、阳极孔、扩张杯、阳极、冷却管道和进气管，所述灯丝插入所述等离子体室的左端并伸入到所述等离子体室中，以形成所述离子源设备的阴极，所述中间电极内嵌入在所述等离子体室的内壁上，所述磁场线圈设置在所述等离子体室的上下两侧，所述阳极孔、所述扩张杯和所述阳极都内嵌入在所述等离子体室的右端上，所述冷却管道伸入到所述等离子体室的内壁中，所述进气管插入所述等离子体室的左端；

离子源供电设备，与所述离子源设备连接，用于为所述离子源设备供电，所述离子源供电设备包括磁场电源、灯丝电源和弧压电源，所述弧压电源用于经过电阻分压后在所述灯丝与所述中间电极之间提供电位差，还用于经过电阻分压后在所述中间电极和所述阳极之间提供电位差，所述灯丝电源与所述灯丝连接，为所述灯丝供电，所述磁场电源与所述磁场线圈连接，为所述磁场线圈供电；

所述中子发射器，包括屏蔽罩、中子输出口、冷却管、高压电缆、绝缘环、靶片、多级加速电极和真空泵，所述屏蔽罩用于实现对所述离子源设备、所述多级加速电极、所述靶片、所述绝缘环和所述高压电缆的屏蔽，所述屏蔽罩包括前端屏蔽壳体和后端屏蔽壳体，所述前端屏蔽壳体用于容纳所述离子源设备，所述后端屏蔽壳体耦合所述前端屏蔽壳体，用于容纳所述多级加速电极、所述靶片、所述绝缘环和所述高压电缆，所述中子输出口设置在所述后端屏蔽壳体的上表面，所述真空泵与所述后端屏蔽壳体容纳空间连通，用于将所述后端屏蔽壳体容纳空间抽成真空以形成真空腔体，所述高压电缆插入在所述真空腔体的右端，所述绝缘环设置在所述高压电缆的外部，所述靶片设置在所述多级加速电极和所述高压电缆之间；

导向设备，耦合所述中子发射器以向地层发射快中子脉冲，快中子脉冲被导向设备周围的介质减速成为热中子后被地层介质吸收，使得热中子密度逐渐衰减；密度检测设备，设置在导向设备的附近，用于检测热中子密度以作为实时热中子密度输出；

地层宏观俘获截面值测量设备，与所述密度检测设备连接，接收所述实时热中子密度，确定所述实时热中子密度减少到1/e所需用的时间以作为衰减时间，并基于所述衰减时间确定地层宏观俘获截面值；流体类型确定设备，与所述地层宏观俘获截面值测量设备连接，用于基于所述地层宏观俘获截面值确定地层孔隙内填充的流体类型并作为目标流体类型输出，所述目标流体类型为油层、气层或者水层；