He-3探測器防護(hù)帶的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體上涉及使用氦-3(3HE)中子探測器的中子探測，并且具體涉及包括防護(hù)結(jié)構(gòu)的3HE中子探測器。
【背景技術(shù)】
[0002]氦-3(3HE)中子探測器用于探測自由中子。大體上，3HE中子探測器包括延伸穿過陰極外殼的陽極，其中絕緣體將陽極與陰極外殼分開。為了探測中子，一定量的3He氣體設(shè)在陰極外殼的內(nèi)部內(nèi)。由陰極外殼內(nèi)的中子反應(yīng)引起的離子/顆粒將與3He氣體碰撞來產(chǎn)生自由電子。這些自由電子吸入陽極中，因此自由電子生成信號/電子脈沖。分析該信號/電子脈沖來確定中子計(jì)數(shù)率?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4，示出了之前已知的中子探測器300的實(shí)例。中子探測器300包括外殼320、中心結(jié)構(gòu)340和隔離部分360。然而，在操作中，泄漏電流由于絕緣體的退化或故障而形成在絕緣體的表面上。在圖4的實(shí)例內(nèi)，泄漏電流可在第一方向380(如圖4中的箭頭大體上/示意性示出)上沿絕緣部分360行進(jìn)。沿第一方向380行進(jìn)的泄漏電流可到達(dá)中心結(jié)構(gòu)340的結(jié)構(gòu)端部342。該泄漏電流可通過生成錯(cuò)誤電流來不利地影響中子探測器300的測量能力。具體而言，該泄漏電流可產(chǎn)生中子的錯(cuò)誤探測，并且可影響中子計(jì)數(shù)率。因此，存在的需要和將有益的是關(guān)注涉及流至陽極的泄漏電流的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]下文提出了本發(fā)明的簡要概括，以便提供本發(fā)明的一些示例性方面的基本理解。該概括并非本發(fā)明的寬泛概述。此外，該概括不期望識別本發(fā)明的關(guān)鍵元件，也并未描繪本發(fā)明的范圍。概括的唯一目的在于以簡化形式提出本發(fā)明的一些構(gòu)想作為隨后提出的更詳細(xì)描述的序目。
[0004]根據(jù)一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用于探測中子的中子探測器。中子探測器包括界定和密封內(nèi)部容積的外殼。外殼用作陰極。中子探測器包括在外殼內(nèi)沿縱向延伸的中心結(jié)構(gòu)。中心結(jié)構(gòu)用作陽極，并且保持在第一電壓下。中子探測器包括在中心結(jié)構(gòu)與外殼之間沿徑向延伸的絕緣部分。絕緣部分朝中心結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)端部沿縱向延伸經(jīng)過外殼的殼端部。中子探測器包括圍繞絕緣部分的外絕緣表面沿周向延伸的防護(hù)結(jié)構(gòu)。防護(hù)結(jié)構(gòu)在殼端部與結(jié)構(gòu)端部之間定位在絕緣部分上。防護(hù)結(jié)構(gòu)保持在第二電壓下，使得絕緣部分的外絕緣表面上的泄漏電流由防護(hù)結(jié)構(gòu)吸收。
[0005]根據(jù)另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用于探測中子的中子探測器。中子探測器包括界定和密封內(nèi)部容積的外殼。外殼用作陰極。中子探測器包括在外殼內(nèi)沿縱向延伸的中心結(jié)構(gòu)。中心結(jié)構(gòu)用作陽極，并且保持在第一電壓下。中子探測器包括在中心結(jié)構(gòu)與外殼之間沿徑向延伸的絕緣部分。絕緣部分朝中心結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)端部沿縱向延伸經(jīng)過外殼的殼端部。中子探測器包括圍繞絕緣部分的外絕緣表面沿周向延伸的防護(hù)結(jié)構(gòu)。防護(hù)結(jié)構(gòu)在殼端部與結(jié)構(gòu)端部之間定位在絕緣部分上。防護(hù)結(jié)構(gòu)保持在與中心結(jié)構(gòu)大致等同的電壓下。防護(hù)結(jié)構(gòu)與中心結(jié)構(gòu)電性隔離，使得絕緣部分的外絕緣表面上的泄漏電流由防護(hù)結(jié)構(gòu)吸收。
[0006]根據(jù)另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種利用中子探測器探測中子的方法。該方法包括提供在外殼內(nèi)沿縱向延伸的中心結(jié)構(gòu)的步驟。該方法還包括將中心結(jié)構(gòu)保持在第一電壓下的步驟。該方法還包括將絕緣部分沿徑向設(shè)在中心結(jié)構(gòu)與外殼之間，其中絕緣部分沿縱向延伸經(jīng)過外殼的殼端部的步驟。該方法還包括提供圍繞絕緣部分沿周向延伸的防護(hù)結(jié)構(gòu)的步驟。該方法還包括將防護(hù)結(jié)構(gòu)保持在第二電壓下使得絕緣部分上的泄漏電流由防護(hù)結(jié)構(gòu)吸收的步驟。
【附圖說明】
[0007]在參照附圖閱讀以下描述時(shí)，本發(fā)明的前述和其它方面將對本發(fā)明所涉及的領(lǐng)域的技術(shù)人員而言變得顯而易見，其中:
圖1為根據(jù)本發(fā)明的方面的示例性中子探測器的透視圖；
圖2為具有相關(guān)聯(lián)的示意性地示出的構(gòu)件的沿圖1的線2-2的示例性中子探測器的一部分的截面視圖；
圖3為繪出利用圖1的示例性中子探測器探測中子的方法的流程圖；以及圖4為現(xiàn)有技術(shù)的中子探測器的截面視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]附圖中描述和示出了并入本發(fā)明的一個(gè)或更多個(gè)方面的示例性實(shí)施例。這些所示實(shí)例并不旨在限制本發(fā)明。例如，本發(fā)明的一個(gè)或更多個(gè)方面可用于其它實(shí)施例以及甚至其它類型的裝置中。此外，某些用語在本文中僅為了方便使用，并且不被看作是限制本發(fā)明。更進(jìn)一步，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記用于表示相同的元件。
[0009]圖1繪出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的示例性中子探測器10。大體上，中子探測器10可探測進(jìn)入中子探測器10中的中子。中子探測器10包括外殼20和沿縱向延伸穿過外殼20的內(nèi)部的中心結(jié)構(gòu)40。絕緣部分60使外殼20與中心結(jié)構(gòu)40絕緣。根據(jù)本發(fā)明的方面，防護(hù)結(jié)構(gòu)80圍繞絕緣部分60沿周向延伸，以減小絕緣部分60上的泄漏電流到達(dá)中心結(jié)構(gòu)40的可能性。該防護(hù)結(jié)構(gòu)80保持在與中心結(jié)構(gòu)40相似的電壓下，使得防護(hù)結(jié)構(gòu)80將在泄漏電流到達(dá)中心結(jié)構(gòu)40之前吸收和/或中斷泄漏電流。
[0010]轉(zhuǎn)到中子探測器10和其操作的大體論述，將認(rèn)識到的是中子探測器在圖1中略微大體繪出。將認(rèn)識到的是，中子探測器10可包括任何數(shù)量的構(gòu)造。在所示的實(shí)例中，中子探測器10在第一端部12與相對的第二端部14之間沿縱向延伸。該實(shí)例中的中子探測器10沿大體上線性的軸線延伸，但在另外的實(shí)例中，中子探測器10可包括彎頭、彎曲、波動(dòng)等。類似地，中子探測器10不限于所示大小，并且在其它實(shí)例中可比所示的更長/更短或更大/更小。同樣地，中子探測器10可收納在殼體或其它類似結(jié)構(gòu)內(nèi)。
[0011]中子探測器10可在用于監(jiān)測和/或探測中子的多種應(yīng)用中使用。例如，中子探測器10可與輻射安全應(yīng)用、廢核燃料的輻射監(jiān)測、國土安全應(yīng)用等關(guān)聯(lián)使用。當(dāng)然，中子探測器10不限于這些應(yīng)用，并且可在涉及監(jiān)測/探測中子的另外應(yīng)用中使用。
[0012]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2，示出了中子探測器10的第一端部12的截面視圖。將認(rèn)識到的是，為了易于圖示，圖2僅繪出了第一端部12，而未繪出第二端部14。在操作中，第二端部14在尺寸、結(jié)構(gòu)和形狀上與第一端部12大體上相同，但為第一端部12的鏡像。因此，第二端部12的以下描述可相對于中子探測器10的第二端部14大體上相同。
[0013]中子探測器10包括外殼20。外殼20具有在中子探測器10的第一端部12與第二端部14之間延伸的大體上圓形的截面形狀。在其它實(shí)例中，外殼不限于圓形截面形狀，并且改為可包括橢圓形、四邊形(例如，正方形、矩形等)、圓形截面形狀等。外殼20包括界定大致中空內(nèi)部容積24的壁22。外殼20可由各種材料構(gòu)成，如，金屬，包括不銹鋼、鋁等。如圖2中所示，外殼20可電接地。在一個(gè)實(shí)例中，外殼20用作電路的陰極。
[0014]外殼20在相對的殼端部26之間延伸。盡管圖2中僅示出了一個(gè)殼端部26，但將理解的是，相對的殼端部可與圖2中所示的殼端部26大體上相同。在一個(gè)實(shí)例中，外殼20包括位于殼端部26處的肩部28。肩部28限定從外殼20的中心沿徑向向外延伸的凸起、露頭等。在所示的實(shí)例中，肩部28具有大于外殼20的中心部分的較大截面尺寸(例如，圖2中的直徑)。肩部28不限于該尺寸，并且在另外的實(shí)例中，可沿徑向延伸更大或更短的距離。肩部28與壁22集成地形成(即，形成為一件)，但在其它實(shí)例中，肩部28可相對于壁22單獨(dú)地附接。
[0015]中子探測器10還包括中心結(jié)構(gòu)40。中心結(jié)構(gòu)40在外殼20的內(nèi)部容積24內(nèi)沿縱向延伸。將認(rèn)識到的是，中心結(jié)構(gòu)40在圖2中為了示范性目的略微大體/示意性地示出。例如，盡管示出了中心結(jié)構(gòu)40的僅一部分(即，中子探測器10的第一端部12)，但中心結(jié)構(gòu)40可完全延伸穿過中子探測器10至第二端部14。就此而言，中心結(jié)構(gòu)40的其余未示出的部分可在尺寸、形狀和定向上與圖2中所示的中心結(jié)構(gòu)40大體上相同。
[0016]在另一個(gè)實(shí)例中，中心結(jié)構(gòu)40包括線，或至少具有與線的類似比例。就此而言，中心結(jié)構(gòu)40不限于所示實(shí)例的尺寸或形狀。相反，在其它實(shí)例中，中心結(jié)構(gòu)40具有比所示的更小或更大的截面尺寸(例如，圖2中的直徑)。中心結(jié)構(gòu)40大體上沿外殼20的中心軸線延伸，但在其它實(shí)例中，中心結(jié)構(gòu)40可從外殼20的中心軸線偏心。
[0017]中心結(jié)構(gòu)40沿縱向延伸經(jīng)過外殼20的殼端部26。就此而言，中心結(jié)構(gòu)40至少部分地延伸到外殼20的內(nèi)部容積24中，同時(shí)中心結(jié)構(gòu)40的一部分定位在外殼20的外部處。在所示的實(shí)例中，中心結(jié)構(gòu)40包括與殼端部26間隔開一距離的結(jié)構(gòu)端部42。將認(rèn)識到的是，中心結(jié)構(gòu)40可從殼端部