专利名称：一种新型快中子探测器的制作方法
技术领域：
本发明属于辐射探测领域，特别涉及一种新型快中子探测器。
背景技术：
多气隙电阻板室(MRPC)是一种新型的气体探测器。由于其具 有很好的时间分辨性能，在高能物理实验领域得到了广泛的应用。美国布鲁克海文国家实验室采用MRPC技术建造了飞行时间探测器， 其它一些大型实验装置也准备采用MRPC建造飞行时间探测器。由 于MRPC采用平板玻璃做电极，采用一定比例的F134a和异丁垸的 混和气体做为工作气体，所有这些材料对不带电荷的快中子均不灵 敏，为增强MRPC对快中子的响应灵敏度，要对现有的MRPC进行 改进，以提高其对快中子的响应灵敏度。

发明内容
本发明的目的是为增强MRPC对快中子的响应灵敏度，以提高其 对快中子的响应灵敏度提供一种新型快中子探测器，其特征为，所述 新型快中子探测器由蜂窝板1、电路板2、 Mylar膜3、碳膜4、电极 玻璃5、聚乙烯膜6、有机玻璃柱7、尼龙丝8、高压导线9和中间电 极玻璃10组成，蜂窝板1粘贴在电路板2的一个面上，电路板2上印 有读出条11的另一面与Mylar膜3粘接，Mylar膜3又与碳膜4粘贴 在一起，电极玻璃5粘贴在碳膜4上，上面的电极玻璃5的另一面贴上一层聚乙烯膜6，上下电极结构上是对称的，上下两块电极玻璃5 之间还有3 5块中间电极玻璃10，每块中间电极玻璃IO朝下的面上 贴一层聚乙烯膜6，电极玻璃5和中间电极玻璃10之间以及相邻的中 间电极玻璃10之间由直径为0.2 0.3mm的尼龙丝8隔开，电极玻璃 周围用有机玻璃柱7将其固定，高压导线9焊在碳膜4上。所述每层聚乙烯薄膜的厚度为0.1 0.3mm。所述电路板2上印有5 8个读出条11 。所述探测器的工作气体为95%的F134a和5%的异丁烷混合气体。本发明的基本原理是，在MRPC的电极玻璃表面加聚乙烯薄层， 中子与其相互作用产生的次级质子进入工作气体中，使MRPC的工 作气体电离，电离产生的电子和离子在强电场作用下向两极漂移时在 气体中雪崩放大并在收集极感应出电荷。由于中子在聚乙烯中产生的 质子比Y射线在玻璃板、聚乙烯等材料中产生的电子在气体中的电离 强得多，从而可以实现较高的n/Y分辨。这种探测器时间分辨率优于 100ps。如果对探测器的时间响应要求稍低一点，如500ps左右，则 可以适当增加聚乙烯层的厚度，提高对中子的探测灵敏度。模拟计算 表明，当在MRPC电极玻璃表面增加厚度为0.3mm的聚乙烯层时， 它对14MeV的中子和1.25MeV的y射线的n ^分辨能力达到20倍以 上。本发明的有益效果为经过这种方法改进后的MRPC不但对快中 子具有一定的灵敏度，而且还具有较高的n/丫 (中子伽玛)分辨能力。同时，由于这种探测器采用印制板技术设计信号读出条，因此该探测 器可以具有较高的空间分辨能力，可以用于中子成像技术的研究。


图1、快中子探测器结构示意图。
具体实施例方式如图1所示的新型的快中子探测器，它由蜂窝板1、电路板2、Mylar膜3、碳膜4、电极玻璃5、聚乙烯膜6、有机玻璃柱7、尼龙丝 8、高压导线9和中间电极玻璃10组成，蜂窝板1粘贴在电路板2的 一个面上，电路板2上印有读出条11的另一面与Mylar膜3粘贴， Mylar膜3与碳膜4粘贴在一起，电极玻璃5粘贴碳膜4上，上面的 电极玻璃5的另一面贴上一层聚乙烯膜6，上下电极结构上是对称的， 上下两块电极玻璃5之间还有五块中间电极玻璃10，每块中间电极玻 璃10朝下的面上贴一层聚乙烯膜6，电极玻璃5和中间电极玻璃10 之间以及相邻的中间电极玻璃IO之间由直径为0.22mm的尼龙丝8隔 开，电极玻璃周围用有机玻璃柱7将其固定，高压导线9焊在碳膜4 上。上下电路板2上都印有六个读出条11，因此探测器包括六个小探 测器。该探测器的工作气体由95X的F134a和5%的异丁烷混合而成。 当在高压导线上加正负高压时，就在探测器建立起强电场。由于玻璃 上贴有聚乙烯薄膜，入射中子与聚乙烯薄膜作用，打出次级质子，质 子电离工作气体，产生雪崩放大，这样在电路板的读出条上感应出信 号。正高压端感应出负信号，负高压端感应出正信号。由于电极玻璃之间的间隙只有0.22mm，因此该探测器具有很好的时间分辨性能， 而且对快中子有很高的探测效率。同时具有很高的中子伽玛分辨能 力。该探测器可用于中子能谱测量，中子成像，脉冲中子强度诊断等。
权利要求
1.一种新型快中子探测器，其特征在于，所述快中子探测器由蜂窝板(1)、电路板(2)、Mylar膜(3)、碳膜(4)、电极玻璃(5)、聚乙烯膜(6)、有机玻璃柱(7)、尼龙丝(8)、高压导线(9)和中间电极玻璃(10)组成，蜂窝板(1)粘贴在电路板(2)的一个面上，电路板(2)上印有读出条(11)的另一面与Mylar膜(3)粘接，Mylar膜(3)又与碳膜(4)粘贴在一起，电极玻璃(5)粘贴在碳膜(4)上，上面的电极玻璃(5)的另一面贴上一层聚乙烯薄膜，上下电极结构上是对称的，上下两块电极玻璃(5)之间还有3～5块中间电极玻璃(10)，每块中间电极玻璃(10)朝下的面上贴一层聚乙烯薄膜，电极玻璃(5)和中间电极玻璃(10)之间以及相邻的中间电极玻璃(10)之间由直径为0.2～0.3mm的尼龙丝(8)隔开，电极玻璃周围用有机玻璃柱(7)将其固定，高压导线(9)焊在碳膜(4)上。
2. 根据权利要求1所述一种新型快中子探测器，其特征在于， 所述聚乙烯薄膜的厚度为0.1 0.3mm。
3. 根据权利要求1所述一种新型快中子探测器，其特征在于， 所述电路板(2)上印有5 8个读出条(11)。
4. 根据权利要求1所述一种新型快中子探测器，其特征在于， 所述快中子探测器的工作气体为95%的F134a和5%的异丁垸混合 气体。
全文摘要
本发明公开了一种新型快中子探测器，属于辐射探测领域。快中子探测器由蜂窝板、电路板、Mylar膜、碳膜、电极玻璃、聚乙烯膜、有机玻璃柱、尼龙丝、高压导线和中间电极玻璃组成。通过在MRPC电极玻璃上贴聚乙烯薄膜，以提高MRPC对快中子的响应灵敏。该探测器在保留好的时间分辨前提下，提高了对快中子的探测效率，而且具有很高的中子伽玛分辨能力。该探测器可用于中子能谱测量，中子成像，脉冲中子强度诊断等。
文档编号G01R3/00GK101403766SQ20081022550
公开日2009年4月8日 申请日期2008年11月3日 优先权日2008年11月3日
发明者李元景, 义 王, 程建平, 明 罗 申请人:清华大学