一種冷中子譜儀的單色器屏蔽裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種冷中子譜儀，具體涉及一種冷中子譜儀的單色器屏蔽裝置，屬于中子散射技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]中子散射實(shí)驗(yàn)是通過(guò)不同類型的中子散射譜儀來(lái)充分實(shí)現(xiàn)的。大多數(shù)基于反應(yīng)堆的中子散射實(shí)驗(yàn)都需要用到某種特定能量或波長(zhǎng)的單色中子入射到樣品上，對(duì)于一些中子散射譜儀，比如中子三軸譜儀，還要求入射到樣品上的中子能量或波長(zhǎng)連續(xù)可變。因此需將從反應(yīng)堆水平孔道引出的白光中子經(jīng)單色器進(jìn)行單色化。當(dāng)白光中子束入射到單色器，根據(jù)布拉格衍射定律，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)單色器以改變?nèi)肷涫c出射束之間的起飛角2 Θ M，則出射中子束的能量和方向會(huì)改變。為了對(duì)中子束的周圍進(jìn)行很好的屏蔽并有效降低實(shí)驗(yàn)本底，必須將單色器放置于單色器屏蔽裝置內(nèi)。
[0003]目前，在公開(kāi)文件中“一種起飛角連續(xù)可變的中子單色器屏蔽裝置，高建波等，中國(guó)機(jī)械工程，2010，第21卷第3期”，以及發(fā)明專利“中子單色器屏蔽裝置(授權(quán)公告號(hào)CN101599307B) ”均公開(kāi)了一種分層鼓狀結(jié)構(gòu)的具有起飛角連續(xù)可變的單色器屏蔽裝置，“中子三軸譜儀，勾成等，原子能科學(xué)技術(shù)，1988，第22卷第2期”公開(kāi)了一種小屏蔽鼓狀的中子單色器屏蔽裝置。但是，這種分層鼓狀結(jié)構(gòu)的單色器屏蔽裝置多以重混凝土為主，更適用于熱中子譜儀和安裝在反應(yīng)堆大廳的冷中子譜儀。而分層鼓狀結(jié)構(gòu)和小屏蔽鼓狀的單色器屏蔽裝置若用于導(dǎo)管大廳的冷中子三軸譜儀，尺寸和重量大，導(dǎo)致造價(jià)高和過(guò)于笨拙。此夕卜，針對(duì)坐落于導(dǎo)管大廳的冷中子譜儀，國(guó)外有報(bào)道屏蔽采用鉛和摻硼高密度聚乙烯復(fù)合材料，但沒(méi)有文獻(xiàn)公開(kāi)報(bào)道冷中子譜儀的單色器屏蔽裝置。而國(guó)內(nèi)對(duì)于冷中子譜儀的中子能量連續(xù)可變的單色器屏蔽裝置的研宄尚屬空白。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠同時(shí)滿足屏蔽和降低實(shí)驗(yàn)本底要求的冷中子譜儀的單色器屏蔽裝置。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種冷中子譜儀的單色器屏蔽裝置，其特征在于，它包括固定屏蔽體、提拉式活動(dòng)屏蔽塊部件、轉(zhuǎn)動(dòng)式外屏蔽部件和位置檢測(cè)部件；所述固定屏蔽體為固定于地面上的中空殼體結(jié)構(gòu)，其上設(shè)置有白光中子束入射通道和出射中子通道；所述活動(dòng)屏蔽塊部件包括N個(gè)活動(dòng)屏蔽塊、半圓型支架、N個(gè)氣缸和N個(gè)調(diào)節(jié)套，其中N為不小于2的自然數(shù)；N個(gè)所述活動(dòng)屏蔽塊依次繞著圓弧以臺(tái)階錯(cuò)縫方式搭接在所述固定屏蔽體上，所述半圓型支架固定在所述固定屏蔽體的上表面；N個(gè)所述氣缸的缸筒依次固定在所述半圓型支架上，每一所述氣缸對(duì)應(yīng)一個(gè)所述活動(dòng)屏蔽塊，每一所述氣缸的推桿通過(guò)一所述調(diào)節(jié)套與對(duì)應(yīng)的所述活動(dòng)屏蔽塊的上端面連接；所述轉(zhuǎn)動(dòng)式外屏蔽部件包括束流限制器、外屏蔽塊、轉(zhuǎn)臺(tái)、薄矩形鋼板、T型支撐和氣墊組；所述束流限制器固定在所述外屏蔽塊內(nèi)側(cè)，所述外屏蔽塊固定在所述T型支撐上端，并且所述外屏蔽塊以軸線重合并間隙配合的方式包裹著所述固定屏蔽體和提拉式活動(dòng)屏蔽塊部件；所述轉(zhuǎn)臺(tái)固定在所述固定屏蔽體下方的地面上，所述轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)中心與所述固定屏蔽體的軸線重合；所述氣墊組固定在所述T型支撐的下方，在水平方向，所述薄矩形鋼板的一端固定在所述T型支撐的下部?jī)?nèi)側(cè)，所述薄矩形鋼板的另一端固定在所述轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)盤上；所述位置檢測(cè)部件包括N-1個(gè)光電開(kāi)關(guān)和一個(gè)扇形光電開(kāi)關(guān)觸發(fā)板，N-1個(gè)所述光電開(kāi)關(guān)沿著同一半徑依次固定在所述固定屏蔽體的外表面，并且依次位于所述提拉式活動(dòng)屏蔽塊部件的N個(gè)活動(dòng)屏蔽塊的接縫的下方；所述扇形光電開(kāi)關(guān)觸發(fā)板固定在所述轉(zhuǎn)動(dòng)式外屏蔽部件的T型支撐上。
[0006]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述固定屏蔽體的橫截面呈半圓形拼接矩形，且在豎直方向半圓形部分低于矩形部分以形成帶有臺(tái)階的所述出射中子通道，在半圓形部分和矩形部分拼接處設(shè)置所述白光中子束入射通道。
[0007]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述活動(dòng)屏蔽塊部件還包括N個(gè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對(duì)，每一所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對(duì)由兩個(gè)相同的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)組成，并且沿著所述固定屏蔽體的半徑方向，每一所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對(duì)的兩個(gè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對(duì)稱分布在所述氣缸的兩側(cè)；所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由導(dǎo)向柱和滑套以過(guò)渡配合方式連接，每一所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對(duì)的兩個(gè)導(dǎo)向柱下端分別固定在相應(yīng)的所述活動(dòng)屏蔽塊上表面，每一所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對(duì)的兩個(gè)滑套分別固定在所述半圓型支架上。
[0008]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述活動(dòng)屏蔽塊的橫截面呈扇形，其內(nèi)徑、外徑分別與所述固定屏蔽體半圓部分的內(nèi)徑、外徑相同；所述活動(dòng)屏蔽塊的圓心角為A，圓心角A的最小值根據(jù)所述活動(dòng)屏蔽塊上表面安裝的所述氣缸的尺寸而定；所述活動(dòng)屏蔽塊上沿著圓周方向一側(cè)有凹槽，另一側(cè)有凸臺(tái)，所述凹槽在徑向方向長(zhǎng)度為所述活動(dòng)屏蔽塊的徑向長(zhǎng)度的一半，所述凸臺(tái)在徑向方向長(zhǎng)度比所述凹槽小2mm，所述凹槽和凸臺(tái)的圓心角均為B ;所述活動(dòng)屏蔽塊的下方呈臺(tái)階形狀，相鄰兩個(gè)所述活動(dòng)屏蔽塊以凹槽凸臺(tái)鑲嵌地方式搭接在一起。
[0009]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述調(diào)節(jié)套由連接軸和固定套組成，所述連接軸是上面有內(nèi)螺紋孔的圓柱且下面帶兩側(cè)平面的圓臺(tái)，所述固定套是上段帶有倒T型槽的圓柱且下段是帶有安裝孔的方板，所述連接軸以過(guò)渡配合方式插到所述固定套的倒T型槽中，所述固定套依次固定在所述活動(dòng)屏蔽塊的上端面。
[0010]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述束流限制器是橫向?yàn)樯刃谓孛?、縱向?yàn)樯舷露加信_(tái)階的矩形截面、中間具有矩形空腔的機(jī)械結(jié)構(gòu)，其矩形空腔的寬度和高度尺寸由中子束流決定。
[0011]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述束流限制器的圓心角為C，圓心角C根據(jù)所述束流限制器的矩形空腔的尺寸再結(jié)合機(jī)械加工工藝的可行性確定；所述外屏蔽塊的橫截面為扇形，所述外屏蔽塊的圓心角為D，圓心角D不小于一次提拉起的所述活動(dòng)屏蔽塊的最大數(shù)量+3倍的圓心角A。
[0012]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)臺(tái)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)組成的具有旋轉(zhuǎn)功能的機(jī)械結(jié)構(gòu)，用于帶動(dòng)所述轉(zhuǎn)動(dòng)式外屏蔽部件以所述轉(zhuǎn)臺(tái)為中心進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；所述T型支撐是在一個(gè)方形管的上方水平固定一個(gè)條形板，在所述方形管的兩側(cè)邊分別伸出一個(gè)筋板，兩個(gè)可調(diào)螺栓分別旋在兩個(gè)所述筋板的螺紋孔中；所述氣墊組包括兩個(gè)相同的氣墊、T型連接板、方形安裝板和銷軸，兩個(gè)所述氣墊分別固定在所述T型連接板兩端，所述氣墊是一種能夠?qū)崿F(xiàn)支撐的平面氣浮軸承結(jié)構(gòu)；所述方形安裝板固定在所述T型支撐的下方，所述銷軸一端與所述T型連接板以過(guò)渡配合方式連接，另一端固定在所述方形安裝板上，兩個(gè)所述氣墊連同所述T型連接板相對(duì)于所述方形安裝板允許有轉(zhuǎn)動(dòng)，以起到自動(dòng)調(diào)節(jié)兩個(gè)所述氣墊受力平衡的作用；同時(shí)所述T型支撐上的兩個(gè)可調(diào)螺栓用于調(diào)整其與所述氣墊組的T型連接板上表面間的距離，當(dāng)其中一個(gè)所述氣墊浮起過(guò)高，所述T型支撐上的相應(yīng)的可調(diào)螺栓觸碰到所述T型連接板的上臺(tái)面，起到阻止轉(zhuǎn)動(dòng)式外屏蔽部件發(fā)生傾翻的作用。
[0013]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述光電開(kāi)關(guān)為凹槽型結(jié)構(gòu)的光電三極管傳感器，所述扇形光電開(kāi)關(guān)觸發(fā)板以間隙配合的方式插到所述光電開(kāi)關(guān)的凹槽內(nèi)；所述扇形光電開(kāi)關(guān)觸發(fā)板的圓心角等于所述束流限制器的圓心角C。
[0014]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述固定屏蔽體用含硼橡膠、鉛板和含硼聚乙烯組合材料制作而成，所述活動(dòng)屏蔽塊用含硼橡膠、鉛板和含硼聚乙烯組合材料制作而成，所述束流限制器用含硼聚乙烯制作而成，所述外屏蔽塊用鉛和含硼聚乙烯組合材料制作而成。
[0015]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下