专利名称：一种用于密封中子发生器的伴随α粒子探测器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及核探测技术领域，特别涉及一种用于密封中子发生器的伴随α 粒子探测器。
背景技术：
带有伴随α粒子探测器的小型中子发生器可以应用于核材料核查，爆炸物、化学武器和毒品等违禁品的探测。利用T(d，η)4He反应可以产生14MeV的高能中子。在反应中产生的α粒子和中子在时间上是一一对应关系，在几何位置上α粒子几乎与中子几乎是背对背飞出的。利用伴随α粒子标记中子，定向符合，可以降低本底、提高效率。产生T(d，η)4He反应的装置有高压倍加器和小型中子发生器，工作原理是通过数百千伏的高压加速氘束轰击氚靶产生快中子。加速器的优点是使用寿命长，加装伴随α粒子探测器相对容易，缺点是体积大，无法移动。小型中子发生器的优点是体积小，适于现场测量，缺点是寿命有限，加装伴随α粒子探测器难度大。小型中子发生器是一种特殊的加速器，制成后无附加真空系统，是一个真空器件。 用在中子发生器中的α粒子探测器要适合中子的制作工艺，要耐高温，以满足中子管制作过程中高温烘烤排气的要求，能在氢气环境中工作，探测器的时间性能和能量分辨性能好。目前，国际上有相关文献对中子发生器的伴随α粒子探测器进行过简单报道，但文章中仅仅记载了发光晶体和光学密封法兰的材料特征，而未对探测器的结构进行记载， 结构尚属于空白。
发明内容本实用新型克服了现有技术中的不足，提供了一种耐高温、结构简单、密封性好的用于密封中子发生器的伴随α粒子探测器。为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的一种用于密封中子发生器的伴随α粒子探测器，包括光电倍增管、发光晶体、光学密封法兰、外壳；发光晶体为掺铈铝酸钇(YAP:Ce)，光学密封法兰为蓝宝石玻璃法兰，关键在于，蓝宝石玻璃法兰将掺铈铝酸钇(YAP:Ce)密封于上外壳的真空中，使其与中子发生器成为一体，即密封于中子发生器内，保持静态高真空；光电倍增管位于蓝宝石玻璃法兰的下部，且通过弹性方式将掺铈铝酸钇(YAP:Ce)、蓝宝石玻璃法兰、光电倍增管固定在一起。所述的通过弹性方式将掺铈铝酸钇(YAP:Ce)、蓝宝石玻璃法兰、光电倍增管固定在一起是指在掺铈铝酸钇(YAP:Ce)晶体上端设置有光栏，光栏分为上下两部分，两部分之间通过弹簧连接。所述的掺铈铝酸钇(YAP:Ce)晶体厚度为0.5mm，直径为30mm。所述的掺铈铝酸钇(YAP:Ce)晶体上面对入射α粒子方向蒸镀了 1 μ m厚的Ag膜。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是该装置通过在掺铈铝酸钇(YAP:Ce)晶体和光电倍增管二者之间设置耐高温的蓝宝石玻璃法兰，而且采用弹性方式使掺铈铝酸钇(YAP:Ce)晶体、蓝宝石玻璃法兰和光电倍增管三者固定在一起，未采用任何光学耦合剂，很好的实现了无缝连接，避免了三者之间压力过大造成损坏，保证了在高温条件下掺铈铝酸钇(YAP:Ce)晶体、蓝宝石玻璃法兰的安全可靠性；在掺铈铝酸钇(YAP:Ce)晶体上面对入射α粒子方向蒸镀了 1 μ m厚的Ag膜，更好的有效屏蔽散射氘粒子和防止电荷积累等影响。

图1探测器的原理示意图图2探测器的结构示意图1上外壳、2上光栏、3金属密封垫、4光学密封法兰、5下光栏、6发光晶体、7橡胶密封垫、8下外壳、9光电倍增管
具体实施方式
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步详细描述如图1、图2所示，一种用于密封中子发生器的伴随α粒子探测器，主要由光电倍增管9、发光晶体6、光学密封法兰4、外壳等四部分组成，外壳由上外壳1、下外壳8螺栓固定连接组成，光学密封法兰4将发光晶体6密封在探测器上部的上外壳1内，保持静态高真空。其中本实施例中发光晶体6采用掺铈铝酸钇(YAP: Ce)，光学密封法兰4为蓝宝石玻璃法兰，蓝宝石玻璃法兰的作用是将掺铈铝酸钇(YAP:Ce)晶体密封于中子发生器，保持静态高真空，掺铈铝酸钇(YAP:Ce)晶体和蓝宝石玻璃法兰位于外壳上部的真空部分。光电倍增管9位于下外壳8内，掺铈铝酸钇(YAP:Ce)晶体和光电倍增管9之间由蓝宝石玻璃法兰连接。在上外壳1内设置光栏，光栏分为上光栏2和下光栏5两部分，上光栏2和下光栏5通过弹簧压紧方式连接，利用弹簧压紧光栏2、5将掺铈铝酸钇(YAP:Ce)晶体固定在蓝宝石玻璃法兰上端，利用弹簧压紧光栏2、5方式将蓝宝石玻璃法兰下端与光电倍增管9固定连接， 实现了弹性的连接，使三者之间的连接更加紧密，这样不仅减少了光传输过程中的损失，也避免了在高温条件下掺铈铝酸钇(YAP:Ce)晶体和蓝宝石玻璃法兰因高温膨胀系数不同造成损坏的现象。蓝宝石玻璃法兰与上外壳1之间的缝接处采用金属密封垫3密封，蓝宝石玻璃法兰与下外壳8之间的缝接处采用橡胶密封垫7密封。本实施例中掺铈铝酸钇(YAP:Ce)晶体选用的YAP:Ce晶体厚度0. 5mm，直径30mm， YAP:Ce发光中心波长360 370nm，易与现有的光电倍增管9匹配。为了有效降低散射氘束影响和电荷积累，通常在闪烁体面对入射粒子方向加一层Iym厚的Ag膜。蓝宝石玻璃法兰采用厚度为1. 5mm、直径40mm的蓝宝石玻璃。为了减少地磁对光电倍增管9的影响，在光电倍增管9外面加了一圈坡莫合金。装置的工作原理α粒子打在掺铈铝酸钇(YAP:Ce)晶体上后产生特定波长的光，经过蓝宝石玻璃法兰传导到中子发生器外，由光电倍增管9的光阴极接收，经过多次倍增后，在光电倍增管 9阳极输出电信号。蓝宝石玻璃法兰的另一个作用是将掺铈铝酸钇(YAP:Ce)晶体密封在中子发生器中，保持静态高真空。
权利要求1.一种用于密封中子发生器的伴随α粒子探测器，包括光电倍增管、发光晶体、光学密封法兰、外壳；发光晶体为掺铈铝酸钇(YAP:Ce)，光学密封法兰为蓝宝石玻璃法兰，其特征在于，蓝宝石玻璃法兰将掺铈铝酸钇(YAP:Ce)密封于中子发生器内，保持静态高真空； 光电倍增管位于蓝宝石玻璃法兰的下部，且通过弹性方式将掺铈铝酸钇(YAP:Ce)、蓝宝石玻璃法兰、光电倍增管固定在一起。
2.根据权利要求1所述的一种用于密封中子发生器的伴随α粒子探测器，其特征在于，所述的通过弹性方式将掺铈铝酸钇(YAP:Ce)、蓝宝石玻璃法兰、光电倍增管固定在一起是指在掺铈铝酸钇(YAP:Ce)晶体上端设置有光栏，光栏分为上下两部分，两部分之间通过弹簧连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于密封中子发生器的伴随α粒子探测器，其特征在于，所述的掺铈铝酸钇(YAP:Ce)晶体厚度为0.5mm，直径为30mm。
4.根据权利要求3所述的一种用于密封中子发生器的伴随α粒子探测器，其特征在于，所述的掺铈铝酸钇(YAP:Ce)晶体上面对入射α粒子方向蒸镀了 Iym厚的Ag膜。
专利摘要本实用新型公开了一种用于密封中子发生器的伴随α粒子探测器，包括光电倍增管、发光晶体、光学密封法兰、外壳；发光晶体为掺铈铝酸钇(YAP:Ce)，光学密封法兰为蓝宝石玻璃法兰，蓝宝石玻璃法兰将掺铈铝酸钇(YAP:Ce)密封于中子发生器内，保持静态高真空；光电倍增管位于蓝宝石玻璃法兰的下部，且通过弹性方式将掺铈铝酸钇(YAP:Ce)、蓝宝石玻璃法兰、光电倍增管固定在一起。该实用新型提供了一种耐高温、结构简单、密封性好的用于密封中子发生器的伴随α粒子探测器。
文档编号G01T1/20GK201974530SQ201020696228
公开日2011年9月14日 申请日期2010年12月23日 优先权日2010年12月23日
发明者刘国荣, 吴随军, 李井怀, 李安利, 梁庆雷, 赵永刚 申请人:中国原子能科学研究院, 西京学院