[发明专利]中子鬼成像仪

说明书

本发明公开了一种中子鬼成像仪，包括：中子源，用于产生中子束；磁体结构，朝向中子束的发射方向设置，用于对中子束进行空间调制，并将调制后的中子束照射至待成像物体表面；至少一个中子传感器，与待成像物体并行设置，用于接收通过待成像物体的中子束；成像装置，分别与磁体结构和中子传感器连接，用于根据接收到的中子束及磁体结构内中子束照射处的磁极化方向分布函数对待成像物体进行重构，或根据接收到的中子束及空间调制后中子束的磁极化方向分布函数对待成像物体进行重构。其只需要一个或多个中子传感器，无需对中子束聚焦成像，也无需中子传感器阵列就能实现发明目的，结构简单，体积小，成本低。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种中子鬼成像仪。

背景技术

中子具有较高的穿透性，且中子具有较强的磁矩，特别适用于高密度、磁性材料中的裂痕探测、材料性能分析等领域，可以很好的弥补X射线等其他无损检测方式的不足。

但是，由于中子不带电荷，故中子的聚焦较为困难；又由于其穿透能力较强，一般来说，中子探测器体积较大，很难和传统的光学成像元件CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)那样高度集成化，成像困难的同时成像质量不高，严重影响了中子成像的应用范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种中子鬼成像仪，有效解决了现有中子鬼成像仪集成度不高、价格昂贵、体积大、成像质量不高等技术问题。

本发明提供的技术方案如下：

一种中子鬼成像仪，包括：

中子源，用于产生中子束；

磁体结构，朝向中子束的发射方向设置，用于对中子束进行空间调制，并将调制后的中子束照射至待成像物体表面；

至少一个中子传感器，与待成像物体并行设置，用于接收通过待成像物体的中子束；

成像装置，分别与磁体结构和中子传感器连接，用于根据接收到的中子束及磁体结构内中子束照射处的磁极化方向分布函数对待成像物体进行重构，或根据接收到的中子束及空间调制后中子束的磁极化方向分布函数对待成像物体进行重构。

进一步优选地，所述磁体结构由可写入磁体材料制备而成。

进一步优选地，所述磁体结构为磁盘或磁带。

进一步优选地，所述中子鬼成像仪中还包括一斩波器，设置于中子源和磁体结构之间，用于将中子源发射的中子束转变为脉冲中子束。

进一步优选地，所述中子鬼成像仪中包括三个或三个以上中子传感器，设置于待成像物体一侧的预设位置处，分别接收通过待成像物体的中子束；

所述成像装置根据接收到的中子束及磁体结构内中子束照射处的磁极化方向分布函数对待成像物体进行重构得到三维图像，或根据接收到的中子束及空间调制后中子束的磁极化方向分布函数对待成像物体进行重构得到三维图像。

本发明提供的中子鬼成像仪，有益效果在于：

1.在本发明中，中子源产生的中子束透过已知磁畴分布的磁体结构对其进行空间调制，照射待成像物体，再由中子传感器接收经过了待成像物体后的中子束，以此，根据中子传感器接收到的中子束信号和中子束的磁极化方向分布函数做关联计算得到待成像物体的像，其只需要一个或多个中子传感器，无需对中子束聚焦成像，也无需中子传感器阵列就能实现发明目的，结构简单，体积小，成本低。

2.在本发明中，磁体结构为磁带或磁盘，其中的磁畴分布是确定的，且可以通过磁头擦除和写入；另外，磁带或磁盘中的磁体材料具有较快的运动速度，可以实时改变中子束密度和磁矩取向的空间分布。