技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于原子核物理探測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種對中子誘發(fā)重核裂變的裂變碎片動能測量、質(zhì)量測量的雙屏柵氣體探測器。

背景技術(shù)

近年來提出的新型核能利用系統(tǒng)，利用可裂變核232Th、238U產(chǎn)生能量，具有安全性好、經(jīng)濟(jì)性高、核廢料產(chǎn)量小、嬗變核乏料、防核擴散的優(yōu)點，已成為世界核電發(fā)展的最新方向。新型核能利用系統(tǒng)的研發(fā)對中子誘發(fā)232Th、233，235，238U、237Np、239Pu、241Am等錒系重核裂變的評價數(shù)據(jù)提出了更高的精度要求，其中，裂變碎片產(chǎn)額分布數(shù)據(jù)、裂變碎片動能分布數(shù)據(jù)亟待細(xì)致研究。

目前，常見的測量裂變產(chǎn)物信息的實驗方法有，放化法(Radiochemistry，RC)、質(zhì)譜法(Mass Spectrometry，MS)、直接γ能譜法、雙動能法和雙速度法。

放化法(RC)即放射化學(xué)方法，是將化學(xué)分離和放射性測量相結(jié)合的方法。裂變產(chǎn)物核多數(shù)將通過發(fā)射β-及γ射線進(jìn)行衰變，針對不同的衰變鏈，設(shè)計不同的放化流程，將待測裂變產(chǎn)物分離、提純、制樣，再用合適的探測手段測量樣品中的特定放射性。此種方法的缺點是分離流程相當(dāng)繁瑣，對于半衰期很短的裂變碎片核素的測量很困難。此測量方法的測量精度約為5％～10％。

質(zhì)譜法(MS)是將輻照后的靶材料溶解成溶液，并向其中加入一定量的待測核素的穩(wěn)定同位素，再制作成樣品，然后將樣品置于離子源或焙燒爐中加溫電離，將離子加速并通過分析磁鐵將質(zhì)量不同的核素分離，可以在焦面上測量得到待測產(chǎn)物核與加入的穩(wěn)定同位素之間的相對比例。由于加入的穩(wěn)定同位素的量是已知的，近而可以推算裂變產(chǎn)物的量，得到產(chǎn)物產(chǎn)額。此種方法測量得到的產(chǎn)額精度可達(dá)2％。

直接γ能譜法又叫活化法，即通過測量裂變產(chǎn)物核素的特征γ射線能譜，同時根據(jù)探測器的探測效率、產(chǎn)物核衰變半衰期、γ射線衰變分支比等數(shù)據(jù)推算得到照射結(jié)束零時刻產(chǎn)物核的數(shù)量，再根據(jù)監(jiān)測得到的裂變事件數(shù)，進(jìn)而算出裂變產(chǎn)額。此方法由于中子誘發(fā)裂變后樣品發(fā)出的γ射線能譜的復(fù)雜性，此方法所能測到的裂變產(chǎn)物數(shù)量十分有限。

雙動能法是將少量樣品均勻地鍍在薄膜上，然后在樣品膜兩側(cè)各放置一個半導(dǎo)體探測器用于測量裂變碎片動能。裂變反應(yīng)生成的一對碎片會相向飛離，然后被置于膜兩邊的探測器測量并記錄碎片動能。此種方法的主要缺點在于由于發(fā)射中子會引起初級碎片一定的能量和質(zhì)量展寬。

雙速度法是用飛行時間法做符合測量可同時測得來自同一裂變核的兩個初級碎片的速度(發(fā)射中子前后裂變碎片速度變化不大)，運用動量守恒進(jìn)而可算得裂變碎片的質(zhì)量，此種方法的缺點是對探測器、電子學(xué)系統(tǒng)的要求較高，數(shù)據(jù)修正困難。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是：裂變產(chǎn)物需重新化學(xué)處理，再通過單獨的探測器系統(tǒng)測量裂變信息，測量精度強烈地依賴于化學(xué)處理過程和探測器精度。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種對中子誘發(fā)重核裂變的裂變碎片動能測量、質(zhì)量測量的雙屏柵氣體探測器，該探測器具體為耐輻射、4π方向立體角測量、裂變樣品無需化學(xué)處理的中子誘發(fā)裂變在線測量裝置，旨在解決現(xiàn)在探測方法和探測裝置中所存在測量精度強烈地依賴于化學(xué)處理過程和探測器精度，進(jìn)而導(dǎo)致探測結(jié)果較大的誤差等問題。

技術(shù)負(fù)責(zé)人: 韋崢  核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院