[发明专利]一种基于硼-10转换体和伽马探测器的热中子探测方法

说明书

本发明公开了一种基于硼‑10转换体和伽马探测器的热中子探测方法，采用含硼‑10的材料作为转换体，将硼‑10与热中子n反应生成阿尔法粒子α和锂‑7核；所述锂‑7核中的激发态锂‑7核跃迁到基态，并释放能量478keV的伽马光子γ；使用伽马探测器探测能量478keV的伽马光子γ，实现对热中子的探测；由于利用了硼‑10与热中子n反应后有非常大的概率会释放出特定能量伽马光子γ的自然规律，由此在现有的伽马探测器上采用硼‑10转换体，进而无需再额外配备热中子探测器和相关配套电路，极大地降低了仪器成本，明显的减小了仪器体积；同时也避免了采用气体探测器所面临的气压、机械振动等因素的制约。

技术领域

本发明涉及热中子探测方法领域，尤其涉及的是一种基于硼-10转换体和伽马探测器的热中子探测方法。

背景技术

伽马能谱仪是广泛应用的一种核探测仪器，通过所配备的伽马探测器测量伽马能谱来进行放射性核素的识别。伽马能谱仪通常还需要具备热中子探测能力，以便在识别到放射性核素时，通过测量是否有中子放出，来进一步鉴别是普通放射性核素还是特殊核材料。

为了实现热中子探测，现有的伽马能谱仪需要额外配备中子探测器，如氦-3管探测器或者碘化锂、锂玻璃等中子闪烁体探测器。但是，采用额外的中子探测器，还需要配套相应的电路，既增加了仪器成本，又增加了仪器体积；对于采用氦-3管探测器作为中子探测器来说，还需面临着目前氦-3气体资源严重短缺的问题，其价格也在不断上涨；同时，将气体探测器用于手持设备，还会受到气压、机械振动等因素的制约；而对于碘化锂、锂玻璃等中子闪烁体探测器作为中子探测器来说，目前的价格也较为昂贵。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于硼-10转换体和伽马探测器的热中子探测方法，无需额外配备热中子探测器和相关配套电路，可极大降低仪器成本，可明显减小仪器体积；同时也可避免采用气体探测器所面临的气压、机械振动等因素的制约。

本发明的技术方案如下：一种基于硼-10转换体和伽马探测器的热中子探测方法，包括以下步骤：

A、采用含硼-10的材料作为转换体，将硼-10与热中子n反应生成阿尔法粒子α和锂-7核；

B、所述锂-7核中的激发态锂-7核跃迁到基态，并释放能量478keV的伽马光子γ；

C、使用伽马探测器探测能量478keV的伽马光子γ，实现对热中子的探测。

所述的基于硼-10转换体和伽马探测器的热中子探测方法，其中：通过观察伽马能谱是否出现478 keV的能量峰，来判断是否检测到热中子n。

所述的基于硼-10转换体和伽马探测器的热中子探测方法，其中：通过分析478keV能量峰范围内的计数是否明显高出本底计数，来判断是否检测到热中子n。

所述的基于硼-10转换体和伽马探测器的热中子探测方法，其中：所述步骤A中，将含硼-10的材料设置为硼铝合金、碳化硼、氧化硼或纯硼材料。

所述的基于硼-10转换体和伽马探测器的热中子探测方法，其中：所述步骤C中，将所述伽马探测器设置为碘化钠闪烁体、溴化镧闪烁体或者碲锌镉半导体探测器。

所述的基于硼-10转换体和伽马探测器的热中子探测方法，其中：将含硼-10材料的转换体直接或间接放置在圆柱体或立方体伽马探测器的前端面上；或者，将含硼-10材料的转换体直接或间接放置在立方体伽马探测器的上侧面、下侧面、左侧面和/或右侧面上。