專利名稱：一種新型快中子探測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于輻射探測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種新型快中子探測(cè)器。
背景技術(shù)：
多氣隙電阻板室(MRPC)是一種新型的氣體探測(cè)器。由于其具 有很好的時(shí)間分辨性能，在高能物理實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。美國(guó)布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室采用MRPC技術(shù)建造了飛行時(shí)間探測(cè)器， 其它一些大型實(shí)驗(yàn)裝置也準(zhǔn)備采用MRPC建造飛行時(shí)間探測(cè)器。由 于MRPC采用平板玻璃做電極，采用一定比例的F134a和異丁垸的 混和氣體做為工作氣體，所有這些材料對(duì)不帶電荷的快中子均不靈 敏，為增強(qiáng)MRPC對(duì)快中子的響應(yīng)靈敏度，要對(duì)現(xiàn)有的MRPC進(jìn)行 改進(jìn)，以提高其對(duì)快中子的響應(yīng)靈敏度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為增強(qiáng)MRPC對(duì)快中子的響應(yīng)靈敏度，以提高其 對(duì)快中子的響應(yīng)靈敏度提供一種新型快中子探測(cè)器，其特征為，所述 新型快中子探測(cè)器由蜂窩板1、電路板2、 Mylar膜3、碳膜4、電極 玻璃5、聚乙烯膜6、有機(jī)玻璃柱7、尼龍絲8、高壓導(dǎo)線9和中間電 極玻璃10組成，蜂窩板1粘貼在電路板2的一個(gè)面上，電路板2上印 有讀出條11的另一面與Mylar膜3粘接，Mylar膜3又與碳膜4粘貼 在一起，電極玻璃5粘貼在碳膜4上，上面的電極玻璃5的另一面貼上一層聚乙烯膜6，上下電極結(jié)構(gòu)上是對(duì)稱的，上下兩塊電極玻璃5 之間還有3 5塊中間電極玻璃10，每塊中間電極玻璃IO朝下的面上 貼一層聚乙烯膜6，電極玻璃5和中間電極玻璃10之間以及相鄰的中 間電極玻璃10之間由直徑為0.2 0.3mm的尼龍絲8隔開，電極玻璃 周圍用有機(jī)玻璃柱7將其固定，高壓導(dǎo)線9焊在碳膜4上。所述每層聚乙烯薄膜的厚度為0.1 0.3mm。所述電路板2上印有5 8個(gè)讀出條11 。所述探測(cè)器的工作氣體為95%的F134a和5%的異丁烷混合氣體。本發(fā)明的基本原理是，在MRPC的電極玻璃表面加聚乙烯薄層， 中子與其相互作用產(chǎn)生的次級(jí)質(zhì)子進(jìn)入工作氣體中，使MRPC的工 作氣體電離，電離產(chǎn)生的電子和離子在強(qiáng)電場(chǎng)作用下向兩極漂移時(shí)在 氣體中雪崩放大并在收集極感應(yīng)出電荷。由于中子在聚乙烯中產(chǎn)生的 質(zhì)子比Y射線在玻璃板、聚乙烯等材料中產(chǎn)生的電子在氣體中的電離 強(qiáng)得多，從而可以實(shí)現(xiàn)較高的n/Y分辨。這種探測(cè)器時(shí)間分辨率優(yōu)于 100ps。如果對(duì)探測(cè)器的時(shí)間響應(yīng)要求稍低一點(diǎn)，如500ps左右，則 可以適當(dāng)增加聚乙烯層的厚度，提高對(duì)中子的探測(cè)靈敏度。模擬計(jì)算 表明，當(dāng)在MRPC電極玻璃表面增加厚度為0.3mm的聚乙烯層時(shí)， 它對(duì)14MeV的中子和1.25MeV的y射線的n ^分辨能力達(dá)到20倍以 上。本發(fā)明的有益效果為經(jīng)過這種方法改進(jìn)后的MRPC不但對(duì)快中 子具有一定的靈敏度，而且還具有較高的n/丫 (中子伽瑪)分辨能力。同時(shí)，由于這種探測(cè)器采用印制板技術(shù)設(shè)計(jì)信號(hào)讀出條，因此該探測(cè) 器可以具有較高的空間分辨能力，可以用于中子成像技術(shù)的研究。


圖1、快中子探測(cè)器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示的新型的快中子探測(cè)器，它由蜂窩板1、電路板2、Mylar膜3、碳膜4、電極玻璃5、聚乙烯膜6、有機(jī)玻璃柱7、尼龍絲 8、高壓導(dǎo)線9和中間電極玻璃10組成，蜂窩板1粘貼在電路板2的 一個(gè)面上，電路板2上印有讀出條11的另一面與Mylar膜3粘貼， Mylar膜3與碳膜4粘貼在一起，電極玻璃5粘貼碳膜4上，上面的 電極玻璃5的另一面貼上一層聚乙烯膜6，上下電極結(jié)構(gòu)上是對(duì)稱的， 上下兩塊電極玻璃5之間還有五塊中間電極玻璃10，每塊中間電極玻 璃10朝下的面上貼一層聚乙烯膜6，電極玻璃5和中間電極玻璃10 之間以及相鄰的中間電極玻璃IO之間由直徑為0.22mm的尼龍絲8隔 開，電極玻璃周圍用有機(jī)玻璃柱7將其固定，高壓導(dǎo)線9焊在碳膜4 上。上下電路板2上都印有六個(gè)讀出條11，因此探測(cè)器包括六個(gè)小探 測(cè)器。該探測(cè)器的工作氣體由95X的F134a和5%的異丁烷混合而成。 當(dāng)在高壓導(dǎo)線上加正負(fù)高壓時(shí)，就在探測(cè)器建立起強(qiáng)電場(chǎng)。由于玻璃 上貼有聚乙烯薄膜，入射中子與聚乙烯薄膜作用，打出次級(jí)質(zhì)子，質(zhì) 子電離工作氣體，產(chǎn)生雪崩放大，這樣在電路板的讀出條上感應(yīng)出信 號(hào)。正高壓端感應(yīng)出負(fù)信號(hào)，負(fù)高壓端感應(yīng)出正信號(hào)。由于電極玻璃之間的間隙只有0.22mm，因此該探測(cè)器具有很好的時(shí)間分辨性能， 而且對(duì)快中子有很高的探測(cè)效率。同時(shí)具有很高的中子伽瑪分辨能 力。該探測(cè)器可用于中子能譜測(cè)量，中子成像，脈沖中子強(qiáng)度診斷等。
權(quán)利要求
1.一種新型快中子探測(cè)器，其特征在于，所述快中子探測(cè)器由蜂窩板(1)、電路板(2)、Mylar膜(3)、碳膜(4)、電極玻璃(5)、聚乙烯膜(6)、有機(jī)玻璃柱(7)、尼龍絲(8)、高壓導(dǎo)線(9)和中間電極玻璃(10)組成，蜂窩板(1)粘貼在電路板(2)的一個(gè)面上，電路板(2)上印有讀出條(11)的另一面與Mylar膜(3)粘接，Mylar膜(3)又與碳膜(4)粘貼在一起，電極玻璃(5)粘貼在碳膜(4)上，上面的電極玻璃(5)的另一面貼上一層聚乙烯薄膜，上下電極結(jié)構(gòu)上是對(duì)稱的，上下兩塊電極玻璃(5)之間還有3～5塊中間電極玻璃(10)，每塊中間電極玻璃(10)朝下的面上貼一層聚乙烯薄膜，電極玻璃(5)和中間電極玻璃(10)之間以及相鄰的中間電極玻璃(10)之間由直徑為0.2～0.3mm的尼龍絲(8)隔開，電極玻璃周圍用有機(jī)玻璃柱(7)將其固定，高壓導(dǎo)線(9)焊在碳膜(4)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型快中子探測(cè)器，其特征在于， 所述聚乙烯薄膜的厚度為0.1 0.3mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型快中子探測(cè)器，其特征在于， 所述電路板(2)上印有5 8個(gè)讀出條(11)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型快中子探測(cè)器，其特征在于， 所述快中子探測(cè)器的工作氣體為95%的F134a和5%的異丁垸混合 氣體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型快中子探測(cè)器，屬于輻射探測(cè)領(lǐng)域?？熘凶犹綔y(cè)器由蜂窩板、電路板、Mylar膜、碳膜、電極玻璃、聚乙烯膜、有機(jī)玻璃柱、尼龍絲、高壓導(dǎo)線和中間電極玻璃組成。通過在MRPC電極玻璃上貼聚乙烯薄膜，以提高M(jìn)RPC對(duì)快中子的響應(yīng)靈敏。該探測(cè)器在保留好的時(shí)間分辨前提下，提高了對(duì)快中子的探測(cè)效率，而且具有很高的中子伽瑪分辨能力。該探測(cè)器可用于中子能譜測(cè)量，中子成像，脈沖中子強(qiáng)度診斷等。
文檔編號(hào)G01R3/00GK101403766SQ20081022550
公開日2009年4月8日 申請(qǐng)日期2008年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月3日
發(fā)明者李元景, 義 王, 程建平, 明 羅 申請(qǐng)人:清華大學(xué)