[发明专利]一种用于中子活化实验的中子源屏蔽体

说明书

本发明公开一种用于中子活化实验的中子源屏蔽体，外屏蔽体为内部设有腔室的盒体，内屏蔽体上部和内屏蔽体下部均设置在外屏蔽体的腔室中，内屏蔽体上部安装在内屏蔽体下部上；内屏蔽体下部上开设有凹槽，外屏蔽体侧面开设有第一开孔，样品抽屉通过第一开孔可抽拉设置在凹槽内；凹槽后端的下部设置有中子源室，样品抽屉上设置有样品槽；内屏蔽体上部在与样品槽对应的位置设置有上下连通的探测通道，外屏蔽体顶部与探测通道对应的位置开设有第二开孔，活塞通过第二开孔塞放在探测通道内；外屏蔽体由重金属材料制成，内屏蔽体上部、内屏蔽体下部、样品抽屉和活塞均由轻元素材料制成。本发明用于中子活化分析实验时作为屏蔽体。

技术领域

本发明涉及防辐射屏蔽体技术领域，具体涉及一种用于中子活化实验的中子源屏蔽体。

背景技术

中子活化分析法是一种重要的核分析技术，它具有灵敏度较高、多元素同时分析、非破坏性等优点，目前广泛被运用于工业、农业、医疗卫生、环境保护、地质勘探以及考古学等领域，是现代最先进的分析技术之一。

中子活化分析法的原理是利用中子源所产生的中子与目标物质发生核反应，作为反应产物的各种放射性射线将会在辐照过程中放出，通过探测器的收集，得到射线的特征曲线，从而分析目标物质的组成成分。在整个实验过程中，中子源扮演了极其重要的角色，可以说是整个实验的核心所在。为了实验能够有效地进行，实验人员通常选用能够自发裂变的中子源：²⁵²Cf 中子源。

²⁵²Cf 中子源可以自发裂变放出快中子，平均能量约为2.3MeV。它具有较高的中子产额，大约107𝑛/𝑠，这样可以保证目标物质完全被活化。为了让中子源辐射出的中子和γ射线对人体的辐射剂量达到国家制定标准的安全值，同时对环境不造成影响，屏蔽体的设计显得尤为重要。根据弹性散射的碰撞规律可知，相较于原子质量大的物质，原子质量小的物质与中子的反应截面更大，也就是说原子质量小的物质更容易与中子碰撞。此类物质能够有效降低中子能量，完成慢化或吸收。聚乙烯便是一种屏蔽中子的良好材料。除此之外，随着聚乙烯厚度的增加，其屏蔽中子的能力也会增强。

除了要考虑屏蔽中子以外，屏蔽体的设计也要能够屏蔽γ射线，与中子不同的是，原子质量大的材料可以有效地屏蔽γ射线，比如铅、铁、混凝土等。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种可以屏蔽中子活化分析实验过程中产生的中子和γ射线的屏蔽体。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：

一种用于中子活化实验的中子源屏蔽体，包括外屏蔽体、内屏蔽体上部、内屏蔽体下部、样品抽屉和活塞，所述外屏蔽体为内部设有腔室的盒体，所述内屏蔽体上部和内屏蔽体下部均设置在外屏蔽体的腔室中，所述内屏蔽体上部安装在内屏蔽体下部上；所述内屏蔽体下部上开设有前端延伸到侧面的凹槽，所述外屏蔽体侧面与所述凹槽对应的位置开设有第一开孔，所述样品抽屉通过所述的第一开孔可抽拉设置在所述的凹槽内；所述凹槽后端的下部设置有中子源室，所述的样品抽屉上与中子源室对应的位置设置有样品槽；所述的内屏蔽体上部在与所述样品槽对应的位置设置有上下连通的探测通道，所述外屏蔽体顶部与所述的探测通道对应的位置开设有第二开孔，所述活塞通过第二开孔塞放在探测通道内；所述外屏蔽体由重金属材料制成，所述内屏蔽体上部、内屏蔽体下部、样品抽屉和活塞均由轻元素材料制成。

进一步地，所述的样品槽的深度值比样品抽屉的高度值略小。

进一步地，所述的探测通道包括下通道和上通道，所述的下通道和上通道为同轴的圆柱状通孔，所述下通道的直径比上通道的直径小；所述的活塞与所述的探测通道相匹配。

进一步地，所述的内屏蔽体下部的顶部四周设置有侧挡板，所述内屏蔽体上部通过所述侧挡板限制在内屏蔽体下部上。