[go: up one dir, main page]

CN112420235A - 一种可组合可控Am-Be中子源装置 - Google Patents

一种可组合可控Am-Be中子源装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112420235A
CN112420235A CN202011154145.9A CN202011154145A CN112420235A CN 112420235 A CN112420235 A CN 112420235A CN 202011154145 A CN202011154145 A CN 202011154145A CN 112420235 A CN112420235 A CN 112420235A
Authority
CN
China
Prior art keywords
beryllium
neutron
sleeve
amo
americium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011154145.9A
Other languages
English (en)
Inventor
孙爱赟
黑大千
胡强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Jiheng Technology Development Co ltd
Original Assignee
Nanjing Jiheng Technology Development Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Jiheng Technology Development Co ltd filed Critical Nanjing Jiheng Technology Development Co ltd
Priority to CN202011154145.9A priority Critical patent/CN112420235A/zh
Publication of CN112420235A publication Critical patent/CN112420235A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21G—CONVERSION OF CHEMICAL ELEMENTS; RADIOACTIVE SOURCES
    • G21G4/00—Radioactive sources
    • G21G4/02—Neutron sources

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Particle Accelerators (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

本发明提供一种可组合可控Am‑Be中子源装置，包括中子发射系统和真空系统，中子发射系统包括基本单元套筒和若干组镅铍中子发射基本单元，镅铍中子发射基本单元包括金属套筒，金属套筒内部顶端设置有铍层底座和铍片，金属套筒内底部设置有AmO2镀层底座和AmO2镀层，真空系统与各个金属套筒连通，可通过真空系统控制金属套筒内的真空度；铍片与AmO2镀层之间的距离不小于34mm。本发明通过控制(α,n)核反应中所需的两种核素间的真空度来实现中子的产生和消失，达到可控的目的，通过控制中子发射基本单元的数量来实现控制中子的产额，可提高装置的安全性；本发明镅铍中子发射基本单元体积小，自由组合使用的形式可以更为丰富，能更好的适应不同应用场地的需求。

Description

一种可组合可控Am-Be中子源装置
技术领域
本发明属于核技术领域，具体涉及一种可组合可控Am-Be中子源装置。
背景技术
随着对中子研究的深入以及中子应用领域的拓展，对中子源的需求以及要求也在不断的提升。目前常用的中子源有加速器中子源、反应堆中子源和同位素中子源。传统同位素中子源多为利用两种核素混合后发生（α，n）核反应来产生中子或者像252Cf自发裂变源那样来利用核素自身的裂变产生中子。但是这类传统同位素中子源是不可控的，因而需要在其周围添加相应的屏蔽结构来保证周围人员的安全，这样就会造成其体积增加，对其使用和移动造成诸多不便，同时在使用过程中，如果操作不当或者防护不到位就很容易对周围人员造成辐射损伤，在文献“一起镅-铍中子源放射事故辐射损伤分析”中就分析了一起由于在使用完镅铍中子源将其遗留在了测井中，对工作人员造成了严重的辐射损伤事件。因此设计一种可控的同位素中子源来避免此类事件的发生是十分必要的。基于此，本发明提供一种可组合可控Am-Be中子源装置，可有效提高安全性能，同时还能有效的减小同位素中子源的体积，使其在使用和运输上更为便利，为其拓宽了可应用领域。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种可组合可控Am-Be中子源装置，通过抽真空来实现同位素中子源的可控，提高其安全性。
本发明采用以下技术方案：
一种可组合可控Am-Be中子源装置，包括中子发射系统和真空系统，所述中子发射系统包括基本单元套筒和若干组镅铍中子发射基本单元，镅铍中子发射基本单元设置在基本单元套筒内部；所述真空系统与各个镅铍中子发射基本单元连通，可通过真空系统控制镅铍中子发射基本单元内的真空度，从而达到控制中子通量的目的。
进一步的，所述镅铍中子发射基本单元包括金属套筒，所述金属套筒为密闭结构；金属套筒内部顶端设置有铍层底座，铍层底座下表面固定有铍片；金属套筒内底部设置有AmO2镀层底座，AmO2镀层底座上镀有AmO2镀层；所述金属套筒底部设置有抽真空法兰，抽真空法兰与真空系统连接。
进一步的，所述铍片与AmO2镀层之间的距离不小于34mm，以保证在真空系统停止工作时，铍片表面不发射中子。
进一步的，所述真空系统包括抽真空装置和若干组抽真空管道，所述抽真空管道一方面与金属套筒连通，另一方面连接抽真空装置。
进一步的，所述镅铍中子发射基本单元半包裹于基本单元套筒中；所述基本单元套筒长度为290-450mm，宽度为290-450mm，外高70mm，内高50mm。
进一步的，所述金属套筒呈圆柱体状，外高为65-70mm，内高为55-65mm，外径为60-100mm，内径为50-90mm。
进一步的，所述AmO2镀层底座半径为20mm，厚度为10mm；所述AmO2镀层厚度不大于5μm。
进一步的，所述铍片与铍层底座焊接固定；所述铍片半径为20-40mm，厚度为200μm-500μm；铍层底座半径为20-40mm，厚度为10mm。
进一步的，所述金属套筒包括上下分布的第一套筒和第二套筒，第一套筒和第二套筒固定连接；所述铍层底座和铍片固定在第一套筒内顶部，AmO2镀层底座和AmO2镀层固定在第二套筒内底部。
进一步的，所述镅铍中子发射基本单元的数量可根据实际中子通量需求进行设定；所述基本单元套筒的形状和尺寸可根据实际需求进行设定。
进一步的，所述金属套筒的材料为不锈钢；AmO2镀层底座材料为铜。
本发明的有益效果：
（1）本发明将真空系统与镅铍中子发射基本单元连接，通过真空系统控制镅铍中子发射基本单元内的真空度，从而实现同位素中子源的可控的目的，可提高装置的安全性；并且当真空系统发生故障而停止工作时，空气能通过抽真空管道自动回流至镅铍中子发射基本单元中，阻断（α,n）反应的进行，从而自动关闭可控Am-Be中子源，实现装置的“自安全”功能；
（2）本发明多个镅铍中子发射基本单元组合应用，可根据实际中子通量需求设定镅铍中子发射基本单元的数量，满足不同中子通量的需求；
（3）本发明镅铍中子发射基本单元体积小，一方面很大程度上提高了运输和使用的便利性，另一方面其自由组合使用的形式可以更为丰富，能更好的适应不同应用场地的需求；本发明设计合理，结构简单，操作方便，实用性强，对于提高同位素中子源安全性具有重要的意义，推广前景广阔。
附图说明：
图1为本发明实施例结构示意图；
图2为本发明实施例镅铍中子发射基本单元的剖面图；
图3为本发明实施例第一套筒加工示意图；
图4为本发明实施例第二套筒加工示意图；
附图中的标号为：1、基本单元套筒；2、镅铍中子发射基本单元；3、抽真空管道；4、抽真空装置；5、铍片；6、铍层底座；7、金属套筒；7-1、第一套筒；7-2、第二套筒；8、AmO2镀层底座；9、抽真空法兰；10、AmO2镀层。
具体实施方式：
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1-4，本发明提供一种可组合可控Am-Be中子源装置，包括中子发射系统和真空系统，所述中子发射系统包括基本单元套筒1和若干组镅铍中子发射基本单元2，镅铍中子发射基本单元2半包裹设置在基本单元套筒1内部；所述真空系统与各个镅铍中子发射基本单元2连通，可通过真空系统控制镅铍中子发射基本单元2内的真空度，从而达到控制中子通量的目的。
本发明中，所述镅铍中子发射基本单元2包括金属套筒7，所述金属套筒7为密闭结构，材料为不锈钢；金属套筒7内部顶端设置有铍层底座6，铍层底座6下表面固定有铍片5；金属套筒7内底部设置有AmO2镀层底座8，AmO2镀层底座8上镀有AmO2镀层10；所述金属套筒7底部设置有抽真空法兰9，抽真空法兰9与真空系统连接；AmO2镀层底座8材料为铜。需要说明的是，铍片5与AmO2镀层10之间的距离为34mm，这个距离是保证在抽真空装置4停止工作时，铍片5表面不发射中子的最小安全距离。
本发明实施例中，所述真空系统包括抽真空装置4和若干组抽真空管道3，所述抽真空管道3一方面与金属套筒7连通，另一方面连接抽真空装置4。
本发明实施例中，所述镅铍中子发射基本单元2半包裹于基本单元套筒1中；所述基本单元套筒1长度为290-450mm，宽度为290-450mm，外高70mm，内高50mm。
本发明实施例中，所述金属套筒7呈圆柱体状，外高为65-70mm，内高为55-65mm，外径为60-100mm，内径为50-90mm；所述AmO2镀层底座8半径为20mm，厚度为10mm；所述AmO2镀层10厚度不大于5μm；所述铍片5与铍层底座6焊接固定；所述铍片5半径为20-40mm，厚度为200μm-500μm；铍层底座6半径为20-40mm，厚度为10mm。
本发明实施例中，所述金属套筒7包括上下分布、高度相同的第一套筒7-1和第二套筒7-2，第一套筒7-1和第二套筒7-2固定连接；所述铍层底座6和铍片5固定在第一套筒7-1内顶部，AmO2镀层底座8和AmO2镀层10固定在第二套筒7-2内底部。
本发明所述镅铍中子发射基本单元2的数量可根据实际中子通量需求进行设定；所述基本单元套筒1的形状和尺寸可根据实际中子通量需求来进行定制，大大增加了该同位素中子源的应用灵活度。
在本装置进行组装时，先将铍层底座6焊接在第一套筒7-1内顶部，铍层底座6的中心点与第一套筒7-1的中心点在同一直线上，随后将铍片5焊接在铍层底座6上；同样的，将AmO2镀层底座8焊接在第二套筒7-2内底部，并保证两个结构的中心点在同一直线上，随后在AmO2镀层底座8上镀AmO2镀层10；最后将第一套筒7-1和第二套筒7-2进行焊接得到镅铍中子发射基本单元2。
本发明实际使用中可以根据实际的中子通量需求来增加或者减少镅铍中子发射基本单元2的数量，同时也可以根据实际应用场地需求来改变基本单元套筒1的形状与尺寸，同时还可以通过调节真空度的大小来调节中子通量的大小。
使用时，打开抽真空装置4，镅铍中子发射基本单元2中的空气被抽出后，装置就处于工作状态了，此时一个镅铍中子发射基本单元2的中子产率可以达到4/百万α粒子，中子产额约为2.99×104s-1。当关闭抽真空装置4后，由于空气的存在，α粒子不能到达铍片5与之发生（α,n）反应，关闭可控Am-Be中子源。且在抽真空装置4发生故障而停止工作时，空气能通过抽真空管道3自动回流至镅铍中子发射基本单元2中，阻断（α,n）反应的进行，从而自动关闭可控Am-Be中子源，实现装置的“自安全”功能。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可组合可控Am-Be中子源装置，其特征在于，包括中子发射系统和真空系统，所述中子发射系统包括基本单元套筒（1）和若干组镅铍中子发射基本单元（2），镅铍中子发射基本单元（2）设置在基本单元套筒（1）内部；所述真空系统与各个镅铍中子发射基本单元（2）连通，可通过真空系统控制镅铍中子发射基本单元（2）内的真空度，从而达到控制中子通量的目的。
2.根据权利要求1所述的可组合可控Am-Be中子源装置，其特征在于，所述镅铍中子发射基本单元（2）包括金属套筒（7），所述金属套筒（7）为密闭结构；金属套筒（7）内部顶端设置有铍层底座（6），铍层底座（6）下表面固定有铍片（5）；金属套筒（7）内底部设置有AmO2镀层底座（8），AmO2镀层底座（8）上镀有AmO2镀层（10）；所述金属套筒（7）底部设置有抽真空法兰（9），抽真空法兰（9）与真空系统连接。
3.根据权利要求2所述的可组合可控Am-Be中子源装置，其特征在于，所述铍片（5）与AmO2镀层（10）之间的距离不小于34mm，以保证在真空系统停止工作时，铍片（5）表面不发射中子。
4.根据权利要求2所述的可组合可控Am-Be中子源装置，其特征在于，所述真空系统包括抽真空装置（4）和若干组抽真空管道（3），所述抽真空管道（3）一方面与金属套筒（7）连通，另一方面连接抽真空装置（4）。
5.根据权利要求2所述的可组合可控Am-Be中子源装置，其特征在于，所述镅铍中子发射基本单元（2）半包裹于基本单元套筒（1）中；所述基本单元套筒（1）长度为290-450mm，宽度为290-450mm，外高70mm，内高50mm。
6.根据权利要求2所述的可组合可控Am-Be中子源装置，其特征在于，所述金属套筒（7）呈圆柱体状，外高为65-70mm，内高为55-65mm，外径为60-100mm，内径为50-90mm。
7.根据权利要求2所述的可组合可控Am-Be中子源装置，其特征在于，所述AmO2镀层底座（8）半径为20mm，厚度为10mm；所述AmO2镀层（10）厚度不大于5μm。
8.根据权利要求2所述的可组合可控Am-Be中子源装置，其特征在于，所述铍片（5）与铍层底座（6）焊接固定；所述铍片（5）半径为20-40mm，厚度为200μm-500μm；铍层底座（6）半径为20-40mm，厚度为10mm。
9.根据权利要求2所述的可组合可控Am-Be中子源装置，其特征在于，所述金属套筒（7）包括上下分布的第一套筒（7-1）和第二套筒（7-2），第一套筒（7-1）和第二套筒（7-2）固定连接；所述铍层底座（6）和铍片（5）固定在第一套筒（7-1）内顶部，AmO2镀层底座（8）和AmO2镀层（10）固定在第二套筒（7-2）内底部。
10.根据权利要求1所述的可组合可控Am-Be中子源装置，其特征在于，所述镅铍中子发射基本单元（2）的数量可根据实际中子通量需求进行设定；所述基本单元套筒（1）的形状和尺寸可根据实际需求进行设定。
CN202011154145.9A 2020-10-26 2020-10-26 一种可组合可控Am-Be中子源装置 Pending CN112420235A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011154145.9A CN112420235A (zh) 2020-10-26 2020-10-26 一种可组合可控Am-Be中子源装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011154145.9A CN112420235A (zh) 2020-10-26 2020-10-26 一种可组合可控Am-Be中子源装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112420235A true CN112420235A (zh) 2021-02-26

Family

ID=74841388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011154145.9A Pending CN112420235A (zh) 2020-10-26 2020-10-26 一种可组合可控Am-Be中子源装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112420235A (zh)

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU52651U1 (ru) * 2005-10-10 2006-04-10 Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии Коммутируемый изотопный нейтронный генератор
US20080156997A1 (en) * 2005-02-18 2008-07-03 Regents Of The University Of Michigan Neutron irradiative methods and systems
CN101618292A (zh) * 2008-11-10 2010-01-06 李元胜 一种对工业三废进行综合利用的系统
CN101978429A (zh) * 2008-02-27 2011-02-16 星火工业有限公司 寿命长的高效中子发生器
US20130044846A1 (en) * 2011-04-21 2013-02-21 Regents Of The University Of California Compact ion source neutron generator
CN103155048A (zh) * 2010-10-07 2013-06-12 西屋电气有限责任公司 主中子源倍增器组件
WO2013084004A1 (en) * 2011-12-09 2013-06-13 University Of Lancaster Neutron source
US20130202073A1 (en) * 2011-03-02 2013-08-08 Yasser R. Shaban Method and apparatus of deactivating explosives and chemical warfare with high-energy neutrons generated from deuterium tritium fusion reaction
CN103366853A (zh) * 2013-07-15 2013-10-23 西北核技术研究所 一种可控同位素中子体源产生装置
CN103811093A (zh) * 2014-02-20 2014-05-21 西北核技术研究所 基于α粒子发射的低产额脉冲同位素中子源
CN204087836U (zh) * 2014-08-27 2015-01-07 西北核技术研究所 一种环形可控同位素中子源
CN104345333A (zh) * 2013-08-07 2015-02-11 清华大学 用于组合中子探测管的阵列组合装置和中子探测设备
CN204476402U (zh) * 2015-03-09 2015-07-15 西安瑞达物探设备有限公司 一种新型可控中子源补偿中子测井仪
US20190262632A1 (en) * 2016-12-23 2019-08-29 Neuboron Medtech Ltd. Neutron capture therapy system and target for particle beam generating device

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080156997A1 (en) * 2005-02-18 2008-07-03 Regents Of The University Of Michigan Neutron irradiative methods and systems
RU52651U1 (ru) * 2005-10-10 2006-04-10 Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии Коммутируемый изотопный нейтронный генератор
CN101978429A (zh) * 2008-02-27 2011-02-16 星火工业有限公司 寿命长的高效中子发生器
CN101618292A (zh) * 2008-11-10 2010-01-06 李元胜 一种对工业三废进行综合利用的系统
CN103155048A (zh) * 2010-10-07 2013-06-12 西屋电气有限责任公司 主中子源倍增器组件
US20130202073A1 (en) * 2011-03-02 2013-08-08 Yasser R. Shaban Method and apparatus of deactivating explosives and chemical warfare with high-energy neutrons generated from deuterium tritium fusion reaction
US20130044846A1 (en) * 2011-04-21 2013-02-21 Regents Of The University Of California Compact ion source neutron generator
WO2013084004A1 (en) * 2011-12-09 2013-06-13 University Of Lancaster Neutron source
CN103366853A (zh) * 2013-07-15 2013-10-23 西北核技术研究所 一种可控同位素中子体源产生装置
CN104345333A (zh) * 2013-08-07 2015-02-11 清华大学 用于组合中子探测管的阵列组合装置和中子探测设备
CN103811093A (zh) * 2014-02-20 2014-05-21 西北核技术研究所 基于α粒子发射的低产额脉冲同位素中子源
CN204087836U (zh) * 2014-08-27 2015-01-07 西北核技术研究所 一种环形可控同位素中子源
CN204476402U (zh) * 2015-03-09 2015-07-15 西安瑞达物探设备有限公司 一种新型可控中子源补偿中子测井仪
US20190262632A1 (en) * 2016-12-23 2019-08-29 Neuboron Medtech Ltd. Neutron capture therapy system and target for particle beam generating device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
秦爱玲, 吴军随, 秦泓江: "DZF-B便携式宽频带可控中子源", 石油仪器, no. 04, 30 August 2002 (2002-08-30) *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11238999B2 (en) Apparatus and method for generating medical isotopes
US4149931A (en) Divertor for use in fusion reactors
US5272735A (en) Sputtering process burnable poison coating
CN105407621B (zh) 一种紧凑型d‑d中子发生器
CN107437450B (zh) 超导二极磁体结构、输运装置和医疗设备
CN205124106U (zh) 一种紧凑型d-d中子发生器
CN113539524B (zh) 保持高性能等离子体的装置和方法
CN112420235A (zh) 一种可组合可控Am-Be中子源装置
CN108289366A (zh) 一种多维中子调控靶装置
US10236090B1 (en) Synthesizing radioisotopes using an energy recovery linac
CN111135477A (zh) 一种基于电子加速器硼中子俘获治疗系统
US20240249850A1 (en) Nuclear fusion reactor blanket and nuclear fusion reactor
US20110129049A1 (en) Very large enhancements of thermal neutron fluxes resulting in a very large enhancement of the production of molybdenum-99
CN1229255A (zh) 一种球形磁约束核聚变反应堆主体设备
CN104376879B (zh) 一种欠慢化反应堆堆芯
CN115577471B (zh) 半经验-半定量的小型反应堆轻量化屏蔽方法
KR102201955B1 (ko) 플라즈마에 침지된 구조체를 지지하기 위한 시스템
Ruggiero et al. Collective instabilities in the LHC: Electron cloud and satellite bunches
CN205004048U (zh) 反应性控制系统及核反应堆
CN112002439A (zh) 磁约束环状回流管和直的聚变管
CN115295192B (zh) 一种使用流体驱动在重水堆中装卸靶件的装置和方法
CN116685043B (zh) 一种用于对撞机正电子产率优化的注入器结构
Jeanneret et al. Power deposition in superconducting magnets of the momentum cleaning insertion
CN106540505A (zh) 电子照射管以及voc废气处理装置
JPH04357700A (ja) シンクロトロン放射装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination