[发明专利]一种用于测量高注量率热中子裂变电离室的靶结构

说明书

本发明提供一种用于测量高注量率热中子裂变电离室的靶结构，包括铀靶、衬底和效率调节机构，其中所述铀靶包括底衬和位于底衬中间的靶物质，所述衬底的中心设置有贯穿孔；所述衬底沿远离所述贯穿孔的径向依次设置有第一台阶、第二台阶；所述第一台阶用于放置所述铀靶，所述第二台阶用于放置所述效率调节机构；所述效率调节机构的中心设有中间孔，可根据需要调换具有不同中间孔径大小的效率调节机构。本发明通过效率调节机构可减小铀靶靶物质有效半径的大小，进一步降低了裂变电离室的效率。

技术领域

本发明涉及核裂变测量技术领域，具体而言，涉及一种用于测量高注量率热中子裂变电离室的靶结构。

背景技术

中子诱发U-235裂变可以使裂变碎片获得168MeV以上的动能，同时，裂变碎片中的重带电粒子与靶物质的相互作用较强，重带电粒子能量较高时，靶物质的核外电子对重带电粒子的阻止本领表示为式(1)：

式(1)中：

z—表示入射粒子的电荷数；

e—基本电荷值；

N—单位体积内靶原子数；

Z—靶物质的原子核数；

m₀—自由电子质量；

v—入射粒子速度；

I—表示靶物质的原子的平均激发和电离能；

β—表示v/c；

C/Z—表示壳修正项。

在重带电粒子能量较低时，靶物质的核外电子对重带电粒子的阻止本领表示为式(2)：

式(2)中：

a₀—表示玻尔半径；

v₀—表示玻尔速度。

此外，靶物质的原子核对重带电粒子的阻止本领可表示为式(3)：

式(3)中：

m₂—表示靶物质的原子核质量；

a—靶物质的原子半径；

R₀—入射粒子与靶物质的原子核的最近距离。

公式(1)(2)(3)参见参考文献【原子核物理实验方法，吴治华，赵国庆，陆福全等。北京：原子能出版社，1997:296-299】。

由式(1)、式(2)、式(3)可知，无论是重带电粒子能量较高还是能量较低时，重带电粒子与靶物质的相互作用都与重带电粒子的电荷成正关系，因此，无论从重带电粒子的动能还是重带电粒子与靶物质的相互作用来看，重带电粒子在电离气体中沉积的能量远大于靶物质衰变放出的粒子沉积的能量；对于铀靶来说，即重带电粒子在电离气体中沉积的能量远大于U同位素衰变放出的alpha粒子(小于4.8MeV)沉积的能量，更远大于其他本底物质沉积的能量，因此，U-235裂变电离室是非常好的中子探测器。

传统的铀靶是把铀物质镀在铂金衬底上，如附图图2所示，图2中小圆部分为铀物质，大圆部分为铂金衬底。