【CN109901217A】中子能谱测量系统【专利】
【CN110007335A】一种测量中子能谱的反演算法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910303760.2(22)申请日 2019.04.16(71)申请人 东莞中子科学中心地址 523000 广东省东莞市松山湖高新技术产业开发区总部二路2号光大数字家庭（推广名：光大we谷）一区1栋1号楼1316号房申请人 中国科学院高能物理研究所(72)发明人 樊瑞睿 蒋伟 易晗 (74)专利代理机构 广东腾锐律师事务所 44473代理人 张雪华(51)Int.Cl.G01T 3/00(2006.01)(54)发明名称一种测量中子能谱的反演算法(57)摘要本发明涉及辐射探测技术领域，尤指一种基于静态随机存取存储器芯片（以下称为SRAM）的中子能谱探测器及测量中子能谱的反演算法；反演算法是通过统计若干不同种类且SEU截面函数已知的SRAM翻转次数，反推出未知中子能谱；实验测量中子能谱时，通过积累一定数量的统计，得到一组芯片随中子能量变化的翻转概率曲线，每块芯片的翻转概率分布代入能谱反演程序，得到中子能谱，能谱反演程序基于C++语言和开源代码库ROOT数据分析程序包进行开发。
通过测试验证，本发明的测试方法可以确保结果的准确性和有效性。
权利要求书1页 说明书6页 附图3页CN 110007335 A 2019.07.12C N 110007335A1.一种测量中子能谱的反演算法，其特征在于：所述的反演算法内容如下：（1）确定单个SRAM芯片的翻转概率确认一个SRAM芯片的单粒子翻转截面曲线，用Weibull函数来拟合，函数定义为：其中，为芯片饱和翻转截面，为中子能量，为芯片翻转阈值常在MeV量级，和是拟合参数；设一个中子源通量随能量分布函数为，则一个芯片在这个中子源上的翻转概率为：由于常使用划分的区间来表示，所以在离散条件下上面的公式可以重新表示为：（2）确定一组SRAM芯片的翻转概率假设测试中共采用的一组芯片数量为，每块芯片的翻转概率为,根据离散条件下芯片翻转概率的表达式，可以表达为：该公式中表示中子能谱第道对应的能量；从该公式可以看出，芯片的翻转概率是所有能量值的线性组合；采用矩阵的方式，将一组中所有芯片的翻转概率表示为：其中和为列向量，被称为芯片的能谱相应矩阵；（3）求解原始能谱通过所有芯片的翻转概率分布和响应矩阵情况，采用贝叶斯方法进行求解原始能谱，根据贝叶斯条件概率理论进行推导，可以得到能谱分布的后验概率迭代评估值为：其中为芯片总数，为能谱的总道数，为第次迭代得到的能谱分布。
中子能谱测量的反冲质子探测系统设计
中子能谱测量的反冲质子探测系统设计王冠鹰;欧阳晓平;颜俊尧【摘要】中子与氢原子核的弹性散射产生反冲质子是最重要、最基础、最常用的中子探测机制.反冲质子探测系统设计的基本任务是合理选择适合的参量,确保探测系统性能最优.该文利用Geant4模拟程序建立相关模型,确定了聚乙烯靶的厚度,研究了屏蔽体的几何参数、探测器的相对位置等参量对探测系统的影响,并得到了反冲质子产生时和出射时的能量、角度分布,以及0°和30°两个方向的微分分布.该工作对反冲质子法测量中子能谱研究具有重要的意义.【期刊名称】《科技创新导报》【年(卷),期】2017(000)009【总页数】5页(P10-13,15)【关键词】中子能谱;反冲质子法;优化设计;Geant4【作者】王冠鹰;欧阳晓平;颜俊尧【作者单位】华北电力大学北京 102206;华北电力大学北京 102206;西北核技术研究所陕西西安 710024;华北电力大学北京 102206【正文语种】中文【中图分类】TL816中子是辐射场最重要的探测对象之一，核裂变和聚变反应等原子核结构的变化都会释放出中子，中子是核反应的直接参与者，也是核反应过程信息的重要携带者[1]。
能谱是表征辐射场特性的主要参数指标，是核辐射探测器的主要探测目标。
中子本身不带电，反冲质子法是中子能谱测量的常用方法[2-4]，对于低强度宽脉冲中子辐射场能谱的高分辨率测量等飞行时间方法有困难的场合，仍然被广泛使用。
反冲质子探测系统设计的基本目的是合理选择适合的参量，确保有足够多的反冲质子可以进入探测器同时尽量减少其他射线进入探测器产生干扰。
反冲质子的产额、能谱、角度分布是探测系统性能的重要参量。
该工作利用Geant4模拟程序对反冲质子探测系统的设计进行了研究，通过对反冲质子的产额、能谱和角度分布进行计算，确定了靶膜厚度、屏蔽体几何参数、探测器相对位置等参量，得到了反冲质子在产生时与出射时的能量分布和角度分布变化，分析了在0°和30°两个不同方向的所收集到的反冲质子微分分布。
中子能谱测量的反冲质子探测系统设计
中子是辐射场最重要的探测对象之一，核裂变和聚变反应等原子核结构的变化都会释放出中子，中子是核反应的直接参与者，也是核反应过程信息的重要携带者[1]。
能谱是表征辐射场特性的主要参数指标，是核辐射探测器的主要探测目标。
中子本身不带电，反冲质子法是中子能谱测量的常用方法[2-4]，对于低强度宽脉冲中子辐射场能谱的高分辨率测量等飞行时间方法有困难的场合，仍然被广泛使用。
反冲质子探测系统设计的基本目的是合理选择适合的参量，确保有足够多的反冲质子可以进入探测器同时尽量减少其他射线进入探测器产生干扰。
反冲质子的产额、能谱、角度分布是探测系统性能的重要参量。
该工作利用G e a nt 4模拟程序对反冲质子探测系统的设计进行了研究，通过对反冲①基金项目:中央高校基本科研业务费专项(2016XS61)、强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室对外开放课题。
作者简介：王冠鹰(1991—),男,汉,山东德州人,博士研究生,研究方向：核技术及应用。
DOI：10.16660/ k i.1674-098X.2017.09.010中子能谱测量的反冲质子探测系统设计①王冠鹰1 欧阳晓平1,2 颜俊尧1(1.华北电力大学 北京 102206；2.西北核技术研究所 陕西西安 710024)摘 要：中子与氢原子核的弹性散射产生反冲质子是最重要、最基础、最常用的中子探测机制。
反冲质子探测系统设计的基本任务是合理选择适合的参量，确保探测系统性能最优。
该文利用Geant4模拟程序建立相关模型，确定了聚乙烯靶的厚度，研究了屏蔽体的几何参数、探测器的相对位置等参量对探测系统的影响，并得到了反冲质子产生时和出射时的能量、角度分布，以及0°和30°两个方向的微分分布。
该工作对反冲质子法测量中子能谱研究具有重要的意义。
关键词：中子能谱 反冲质子法 优化设计 Geant4中图分类号：TL816文献标识码：A文章编号：1674-098X(2017)03(c)-0010-05Design of Recoil Proton Detection System for Neutron Energy Spectrum MeasurementWang Guanying 1 Ouyang Xiaoping 1，2 Yan Junyao 1(1.North China Electric Power University,Beijing,102206,China; 2.Northwest Institute of Nuclear Technology,Xi’an Shaanxi,710024,China)Abstract：It is the most important, the most basic andmost commonly neutron detection mechanism that elastic scatteringbetween hydrogen nuclei and neutron produces recoil proton. The basic task of system design is to find the appropriate parameters to ensure the optimal performance.In this paper,we established the correlation model by Geant4 simulation toolkit, determined the thickness of polyethylene target, and discussedthe effect of the shield geometric parameters and the detector relative position on the detection system. The angular distribution and energy spectrum of recoil proton at the moment when it is just generated and ejectionare obtained, as well as the recoil proton differential distribution in 0°and 30°are obtained. This work is great significance to the study of neutron spectrum measurementby recoil proton method.Key Words：Neutron energy spectrum;Recoil proton method;Optimal design;Geant4图1 反冲质子法中子能谱测量系统示意图质子的产额、能谱和角度分布进行计算，确定了靶膜厚度、屏蔽体几何参数、探测器相对位置等参量，得到了反冲质子在产生时与出射时的能量分布和角度分布变化，分析了在0°和30°两个不同方向的所收集到的反冲质子微分分布。
一种用于反应堆内中子能谱实时测量的装置[发明专利]
![一种用于反应堆内中子能谱实时测量的装置[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/2b57c2f4fad6195f302ba68f.png)
专利名称：一种用于反应堆内中子能谱实时测量的装置
专利类型：发明专利
发明人：陈宝维,朱庆福,周琦,李健,杨中建,白召乐,谢伟民,程昊,杨楠
申请号：CN201710068801.5
申请日：20170208
公开号：CN108398710A
公开日：
20180814
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于核辐射探测技术领域，涉及一种用于反应堆内中子能谱实时测量的装置。
所述的装置包括多个光纤探头、多条光纤、电路模块及计算机数据处理系统，每个光纤探头包括光纤末端及涂覆在光纤末端的探测材料，用于产生闪烁光；每条光纤一端连接每个光纤探头，另一端连接电路模块，用于传输闪烁光；电路模块用于将光纤探头产生的闪烁光的信号转换并放大为数字信号；计算机数据处理系统用于接收来自电路模块的数字信号数据进行处理，并给出每个光纤探头所在位置处的中子谱。
利用本发明的装置，可以实时获取信号并给出光纤探头所在位置处的中子能谱分布，从而克服现有的活化片测量技术需要进行多次辐照及解谱，获取能谱需要很长时间的缺陷与不足。
申请人：中国辐射防护研究院
地址：030006 山西省太原市小店区学府街102号
国籍：CN
代理机构：北京天悦专利代理事务所(普通合伙)
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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910288957.3
(22)申请日 2019.04.11
(71)申请人 成都理工大学
地址 610000 四川省成都市成华区二仙桥
东三路1号
(72)发明人 杨剑波 庹先国 李锐 成毅
王洪辉 王磊 刘明哲
(74)专利代理机构 北京超凡宏宇专利代理事务
所(特殊普通合伙) 11463
代理人 周宇
(51)Int.Cl.
G01T 3/00(2006.01)
(54)发明名称中子能谱测量系统(57)摘要本发明提供一种中子能谱测量系统，属于中子能谱测量技术领域，中子能谱测量系统包括支架、中子探测器以及由外向内逐层套设的N个球形空腔，N为大于等于2的整数，支架包括支撑座以及与支撑座连接的承重柱，承重柱的端部伸入球形空腔的几何中心与第N球形空腔固定，承重柱分别与第N球形空腔外的N -1个球形空腔连接；每个球形空腔分别由至少一个子腔拼接而成，组成同一球形空腔的相邻子腔之间固定；中子探测器包括第一中子探测器和/或第二中子探测器，第一中子探测器设置在第N球形空腔的几何中心，第二中子探测器包括多个，多个第二中子探测器在任一球形空腔的周向分布。
能满足多样化探测需求，探测设备高度整合，便携性强，适用范
围广。
权利要求书1页 说明书7页 附图3页CN 109901217 A 2019.06.18
C N 109901217
A
权 利 要 求 书1/1页CN 109901217 A
1.一种中子能谱测量系统，其特征在于，包括支架、中子探测器以及由外向内逐层套设的N个球形空腔，N为大于等于2的整数，所述支架包括支撑座以及与所述支撑座连接的承重柱，所述承重柱的端部伸入所述球形空腔的几何中心与第N球形空腔固定，且所述承重柱分别与第N球形空腔外的N-1个球形空腔连接，所述支撑座用于提供稳定支撑；
每个所述球形空腔分别由至少一个子腔拼接而成，组成同一球形空腔的相邻子腔之间固定，所述球形空腔内用于填充慢化剂；所述中子探测器包括第一中子探测器和/或第二中子探测器，所述第一中子探测器设置在所述第N球形空腔的几何中心，所述第二中子探测器包括多个，多个所述第二中子探测器在任一所述球形空腔的周向分布设置。
2.根据权利要求1所述的中子能谱测量系统，其特征在于，组成所述球形空腔的相邻子腔之间设置有连通通道，所述球形空腔内填充的液态慢化剂可通过所述连通通道在相邻的子腔之间流动。
3.根据权利要求1或2所述的中子能谱测量系统，其特征在于，所述第二中子探测器包括4个，4个所述第二中子探测器在第二球形空腔内沿周向均布设置。
4.根据权利要求1或2所述的中子能谱测量系统，其特征在于，每个所述球形空腔上分别设置有用于填充所述慢化剂的接口。
5.根据权利要求1所述的中子能谱测量系统，其特征在于，套设在所述第N球形空腔外的至少一个球形空腔与所述支架的连接端固定。
6.根据权利要求2所述的中子能谱测量系统，其特征在于，所述慢化剂包括颗粒状、啫喱状、粉末状或液态物质；所述啫喱状或液态慢化剂用于填充在相邻子腔之间设置有连通通道的球形空腔中。
7.根据权利要求6所述的中子能谱测量系统，其特征在于，所述慢化剂包括主要慢化材料和辅助慢化材料；所述主要慢化材料包括水、植物油、硼酸、重水、石墨、硼、石蜡、锂和聚乙烯中的至少一种，所述辅助慢化材料包括重金属的至少一种。
8.根据权利要求7所述的中子能谱测量系统，其特征在于，填充所述辅助慢化材料的所述球形空腔包括一体成型的重金属球壳形实体。
9.根据权利要求1所述的中子能谱测量系统，其特征在于，所述球形空腔的腔体材料包括金属材料、非金属材料及合金材料的至少一种。
10.根据权利要求1所述的中子能谱测量系统，其特征在于，所述承重柱侧面设置有液体通道，与所述承重柱连接的球形空腔对应设置有连通通道，液体状和啫喱状慢化剂可通过所述液体通道和所述连通通道向所述球形空腔中填充或抽取。
2。