[实用新型]一种具有长焦深的冷中子聚焦波带片

说明书

本实用新型提供一种具有长焦深的冷中子聚焦波带片，所述波带片为振幅型冷中子波带片或相位型冷中子波带片；振幅型冷中子波带片将一组相邻的透中子半波带和不透中子半波带作为一个波带；相位型波带片将一组相邻的不改变相位的半波带和改变相位的半波带作为一个波带，相邻波带间的波带面积线性增加或线性减少；焦深为n为波带序数，λ为冷中子波长，Δs为相邻波带面积改变量。本实用新型提供的一种具有长焦深的冷中子聚焦波带片，通过设计波带片波带面积的特殊变化实现中子聚焦且具有长焦深的特点。

技术领域

本实用新型属于中子聚焦和中子成像基础和应用技术领域，具体涉及一种具有长焦深的冷中子聚焦波带片。

背景技术

一般中子源产生的是快中子。快中子在减速剂中碰撞减速。当能量降到0.025电子伏左右,中子能量与减速剂分子热动能量达成热平衡。这时的中子叫做热中子。根据PSI研究所对冷中子的定义，冷中子波长范围是2.6埃到26.1埃。

当前，中子衍射和成像已经成为生物物理学和纳米科学等这些快速发展领域中的重要支撑技术。其中，菲涅尔波带片被认为是中子衍射和成像系统中的一种重要中子光学聚焦元件。1980年，Kearney等人首次证明了相位型波带片可以实现冷中子束的聚焦，但是由于此类波带片只能实现焦深较短的中子聚焦，所以在实际应用上有很大的限制。目前，国内和国际的科研团队均致力于研制具有长焦深特点的聚焦中子波带片。本实用新型提供了一种具有长焦深特点的冷中子聚焦波带片很好地突破了上述限制。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供种具有长焦深特点的冷中子聚焦波带片，可根据实际需求改变设计参数，实现冷中子较大范围长焦深聚焦。

为达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种具有长焦深特点的冷中子聚焦波带片，所述波带片为振幅型冷中子波带片或相位型冷中子波带片；振幅型冷中子波带片将一组相邻的透中子半波带和不透中子半波带作为一个波带；相位型冷中子波带片将一组相邻的不改变相位的半波带和改变相位的半波带作为一个波带；相邻波带间的波带面积线性增加或线性减少；

焦深为n为波带序数，λ为冷中子波长，Δs为相邻波带面积改变量。

进一步的，当所述波带片为振幅型中子波带片时，波带片中心位置的半波带为透中子半波带或不透中子半波带。

进一步的，所述不透中子半波带所用材料为Gd。

进一步的，所述不透中子半波带厚度范围为0.7微米到6微米。

进一步的，所述改变相位的透中子半波带材料为Ni。

进一步的，所述改变相位的透中子半波带厚度范围为1.2849微米到12.849微米。

本实用新型的效果在于，通过设计波带片波带面积的特殊变化实现中子聚焦且具有长焦深的特点。

附图说明

图1是本实用新型所述振幅型波带片的平面示意图，其中a是波带片中心位置的半波带为透中子半波带的波带片，b是波带片中心位置的半波带为不透中子半波带的波带片；

图2为传统菲涅尔波带片的示意图，其中a图是(X，Y)坐标系下的示意图，b图是(r²,θ)坐标系下的示意图；

图3为是实用新型所述振幅型波带片的示意图，其中a图是(X，Y)坐标系下的示意图，b图是(r²,θ)坐标系下的示意图；

图4为中子入射波带片不同位置的聚焦示意图，其中a图是中子入射波带片中心位置半波带不同位置的聚焦示意图，b图是中子分别入射波带片中心位置半波带和其相邻半波带的聚焦示意图；

图5为冷中子波长为Gd材料的厚度对中子吸收百分比的示意图。

具体实施方式