He-3(氦3)正比计数管是一种探测中子非常有效的探测器。它常被用来高效率地测量热中子、超热中子的强度;与其它正比计数管相比,He-3正比计数管具有更高的探测效率和更宽的能量响应范围;由于He-3是惰性气体,具有良好的稳定性,因而在高温条件下使用He-3正比计数管进行中子测量具有其他探测器更大的优势。
二、工作原理
He-3正比计数管是根据中子与He-3核反应的原理制造的。
3He+n—p+T+Q (Q:反应能)
中子照射He-3正比计数管时,由He-3(n,p)T反应产生的质子和氚核两种带电离子,经气体放大后根据照射中子能量和强度的不同产生不同的电流信号并由外部电子仪器所记录。由于He-3对热中子和超热中子具有很高的反应截面(5400b),同时He-3正比计数管能在不高的工作电压下(900~1500V)将He-3气体充填到较高的气压;所以He-3正比计数管是高效中子探测器的良好选择。
三、CSI型3He中子探测器常规参数
CSI型3He正比计数管主要技术指标:
最高工作温度: 175℃
工作电压:900~1500V
坪长:≧200~700V;
坪斜:1%~3%/100V
能量分辨率(FWHM):≦15%
充气压力:0.1~2.0Mpa;
阴级材料:不锈钢
本底:≦10cpm;
无故障工作时间:≧2000小时
常规外形尺寸(直径):Φ25.4mm,Φ38mm,Φ56mm,Φ63mm等。
(常规尺寸为典型用户常用管型;其它尺寸可按用户要求定制。)
四、应用研究、典型应用领域
安检门
中子料位计
中子剂量测量
反应堆中子本底测量
核装置废物(料)监测
核物理与中子物理研究
核材料与燃料组件的无损检测
中子测井(石油测井、铀矿测井)