[发明专利]屏蔽X射线辐射装置

权利要求书

1.一种用于经由伽马激活分析来分析材料的屏蔽X射线辐射装置，包括：

X射线源，其中所述X射线源包括电子加速器和电子靶，所述电子加速器用于产生具有电子束方向的电子束，所述电子束指向所述电子靶；

X射线衰减屏蔽，其具有基本上指向所述电子束方向的正向方向并且包括用于容纳X射线源的细长空腔并且结合了用于容纳样品的区域；

中子衰减屏蔽；以及

伽马衰减屏蔽；

其中所述中子衰减屏蔽邻近所述X射线衰减屏蔽并且基本上围绕所述X射线衰减屏蔽；以及

其中所述伽马衰减屏蔽邻近所述中子衰减屏蔽并且基本上围绕所述中子衰减屏蔽；

其中所述X射线衰减屏蔽的与所述电子束方向成90°角的厚度在所述正向方向上的厚度的60-80％的范围内，与所述电子束方向成180°角的厚度在所述正向方向上的厚度的25-50％的范围内。

2.根据权利要求1所述的屏蔽X射线辐射装置，其中所述X射线衰减屏蔽和所述中子衰减屏蔽各自具有在所述电子束方向上的厚度和所述屏蔽外部的期望剂量率，所述厚度是使用分别用于X射线或中子的列表十分之一值层，分别用于所述源的X射线和中子剂量率输出来计算的；并且其中X射线衰减屏蔽的厚度随着与电子束方向的角度增加而减小，中子衰减屏蔽的厚度随着与电子靶的距离增加而减小。

3.根据权利要求1或2所述的屏蔽X射线辐射装置，其中所述电子加速器被配置成产生具有7MeV与15MeV之间的能量的电子束。

4.根据权利要求1或2所述的屏蔽X射线辐射装置，其中与所述电子束方向成90°角的所述X射线衰减屏蔽的厚度是所述正向方向上的所述厚度的大约75％，并且与所述电子束方向成180°角的所述厚度是所述正向方向上的所述厚度的大约50％。

5.根据权利要求1或2所述的屏蔽X射线辐射装置，其中所述X射线衰减屏蔽厚度在所述正向方向上的第一厚度(t_XR)由以下等式估算：t_XR＝TVL×log₁₀[(R×60×10⁶)/(r d²)]，其中d是距电子靶的距离，R是距源产生的电子靶1m处的剂量率，r是最近的人员可接近点处的屏蔽剂量率，TVL是X射线衰减屏蔽材料的预定十分之一值层。

6.根据权利要求1或2所述的屏蔽X射线辐射装置，其中所述中子衰减屏蔽在正向方向上具有厚度(t_XR)，所述厚度由以下等式估算：t_nt＝TVL_n log₁₀(f)，其中TVL_n是用于在所述中子衰减屏蔽中衰减低能中子的预定十分之一值层，并且f是未屏蔽剂量率与期望屏蔽率的比。

7.根据权利要求6所述的屏蔽X射线辐射装置，其中在向后方向上与所述电子束方向成180°角的所述中子衰减屏蔽的厚度是在所述正向方向上的所述厚度(t_XR)的50-100％。

8.根据权利要求6所述的屏蔽X射线辐射装置，其中所述伽马衰减屏蔽具有与所述中子衰减屏蔽的厚度成比例的厚度。

9.根据权利要求1或2所述的屏蔽X射线辐射装置，进一步包括用于将样品插入所述细长空腔中的可移除样品插入装置；其中所述可移除样品插入装置是由相邻的材料块组成的，每个各个的块具有厚度和组成，其分别基本上匹配所述X射线衰减、中子衰减和伽马射线衰减屏蔽的厚度和组成。