CN114545487A - 一种旋转靶装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种旋转靶装置，用于单能中子参考辐射场，包括靶片和靶主体。靶片用于承受来自加速器的质子束流的轰击，以产生单能中子；所述靶片设置在所述靶主体上，所述靶主体配置为能够使所述靶片旋转，以改变所述质子束流在所述靶片上的轰击位置。本申请的装置能够改变质子束流在靶片的轰击位置，降低了靶片局部的沉积能量，防止靶片因温度过高而熔毁破裂。

Description

一种旋转靶装置

技术领域

本申请涉及参考辐射场装置领域，尤其涉及一种旋转靶装置。

背景技术

目前单能快中子在核数据测量、反应堆设计、辐照实验和放射治疗等领域有着广泛而深入的应用，其中涉及使用到的中子探测器和剂量仪表的准确度很大程度上决定着这些工作能够顺利开展。中子探测器和剂量仪表响应函数的测定以及精确刻度都必须要在中子注量、中子能谱准确已知的参考辐射场下完成，因此对中子参考辐射场的相关研究具有非常重要的意义。

keV能区是国际标准ISO 8529《中子参考辐射》推荐的单能快中子参考辐射场建设的重要能区之一。因为绝大多数材料在几个keV～100keV能区处于共振区，截面变化非常大，所以keV能区的中子俘获截面是核反应理论、中子注量测量、元素合成和核反应堆设计的重要参数，核天体物理领域和快中子增殖反应堆方面的研究特别关心10～300keV能区的中子俘获截面。尤其是在聚变堆结构材料和包层材料的选择方向、中子辐射防护方面以及辐射防护剂量仪表的使用方面。

虽然⁴⁵Sc(p,n)反应在产生keV单能中子参考辐射场时有诸多优点：如出射中子在质心系中各向同性、伴生γ本底小、单能中子产额较其它备选反应高等，但是其在keV能区的一系列共振区共振宽度小，只有使用薄靶片才能产生单色性较好的单能中子，且中子产额仍然较低。因此如果想要进一步提高探测器的计数率、缩短测量周期以减小统计误差并降低天然本底的影响，只能增大质子束流的强度。这样，在质子束流固定轰击一点、靶片上束斑面积不变的条件下，沉积在靶片上的束流功率密度会随之上升，靶片存在局部过热熔化、破裂损毁的风险。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例期望提供了一种旋转靶装置，以解决靶片过热问题。

为了达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

本申请实施例公开了一种旋转靶装置，用于单能中子参考辐射场，包括：

靶片，用于承受来自加速器的质子束流的轰击，以产生单能中子；

靶主体，所述靶片设置在所述靶主体上，所述靶主体配置为能够使所述靶片旋转，以改变所述质子束流在所述靶片上的轰击位置。

进一步地，所述靶主体包括：

安装座；

驱动组件，设置在所述安装座上；

靶架，所述靶架的一端与所述驱动组件连接；

中子靶管，所述靶片位于所述中子靶管内，所述中子靶管设置在所述靶架远离所述驱动组件的一端；

所述驱动组件带动所述靶架做偏心运动，以使所述靶片绕所述质子束流的中心做圆周运动。

进一步地，所述驱动组件包括：

动力源，设置在所述安装座上，用于提供驱动力；

偏转机构，设置在所述安装座上，连接所述动力源和所述靶架，用于带动所述靶架做偏心转动。

进一步地，所述偏转机构包括：

驱动轮组件，设置在所述安装座上，与所述动力源驱动连接；

从动轮组件，设置在所述安装座上，所述靶架的一端分别连接所述驱动轮组件和所述从动轮组件；

同步带，连接所述驱动轮组件和所述从动轮组件，以使所述驱动轮组件带动所述从动轮组件同步运动。

进一步地，所述偏转机构还包括：

张紧装置，设置在所述安装座上，用于张紧所述同步带，以使所述从动轮组件与所述驱动轮组件同步运动。

进一步地，所述张紧装置包括：

张紧支座，固定在所述安装座上；

张紧轮，所述张紧轮一端可调设置在所述张紧支座上，另一端的圆周面可转动抵紧在所述同步带上；

抵接件，所述抵接件位于所述张紧支座内，一端垂直连接在所述安装座上，另一端与所述张紧轮抵接，用于支撑所述张紧轮。

进一步地，所述中子靶管包括：

真空靶管，所述真空靶管的一端固定在所述靶架上，所述靶片位于所述真空靶管的另一端内；

波纹管，所述波纹管的一端与所述真空靶管固定在所述靶架上的一端连接；

固定管，所述波纹管远离所述真空靶管的一端与所述固定管连接，所述固定管用于对准所述加速器，以使所述加速器发射的所述质子束流经所述固定管、所述波纹管和所述真空靶管后轰击所述靶片；

所述驱动组件带动所述靶架做偏心运动，以使所述真空靶管带动所述靶片绕所述质子束流的中心做圆周运动。

进一步地，所述中子靶管包括压环螺母，所述真空靶管另一端上具有螺纹，所述压环螺母通过螺纹旋合将所述靶片固定在所述真空靶管上。

进一步地，所述旋转靶装置包括：

靶支架，所述靶主体设置在所述靶支架上，所述靶支架配置为能够使所述靶主体的设置位置可调整，以使所述质子束流能够轰击在所述靶片上。

进一步地，所述旋转靶装置还包括：

找正板，所述找正板的一端可拆地设置在所述靶主体上，另一端具有用于与所述加速器对准的孔槽，调节所述靶支架以定位所述靶主体的设置位置。

进一步地，所述靶支架包括：

支架立柱；

三维滑台，所述三维滑台与所述靶主体连接，用于调整所述靶主体的设置位置；

滑台安装板，设置在所述支架立柱上，所述三维滑台设置在所述滑台安装板上，所述滑台安装板用于调整所述三维滑台相对于所述支架立柱的位置。

进一步地，所述旋转靶装置还包括：

冷却气管道，所述冷却气管道用于吹拂冷气至所述靶片背部，以降低所述靶片的温度。

本申请实施例公开一种旋转靶装置，用于单能中子参考辐射场，通过设置靶主体使靶片旋转，改变质子束流在靶片上轰击位置，能够极大地降低靶片局部的沉积能量，减少靶片因温度过高熔毁破裂的情况。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种旋转靶装置的结构示意图；

图2为图1中靶主体的结构示意图；

图3为靶片工作原理示意图；

图4为图2中驱动轮组件的结构示意图；

图5为驱动轮组件通过同步带带动从动轮组件转动的结构示意图；

图6为图2中张紧装置的结构示意图；

图7为图1中三维滑台的结构示意图；

图8为三维滑台另一视角下的俯视结构示意图；

图9为三维滑台沿纵向方向的截面示意图；

图10为找正板通过空槽对准加速器后安装中子靶管的结构示意图。

附图标记说明

旋转靶装置100；靶片101；靶主体1；安装座11；第一平台111；第二平台112；驱动组件12；动力源121；步进电机1211；电机座1212；偏转机构122；驱动轮组件1221；轴承组件12211；动力轮12212；连接轴12212a；转动盘12212b；传动齿轮12212c；主动轴12213；连接块12213a；固定轴12213b；从动轮组件1222；同步带1223；张紧装置1224；张紧支座12241；张紧轮12242；抵接件12243；联轴器123；靶架13；通孔13a；中子靶管14；真空靶管141；波纹管142；固定管143；压环螺母144；真空卡钳145；靶支架2；支架立柱21；三维滑台22；第一组件221；第一板件2211；第二板件2212；第一固定块2213；第一调位螺钉2214；第二组件222；第三板件2221；第四板件2222；第二固定块2223；第二调位螺钉2224；第三组件223；第五板件2231；第六板件2232；第三固定块2233；抵接端22331；推动端22332；第三调位螺钉2234；锁紧件224；滑台安装板23；找正板3。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。

下面结合附图及具体实施例对本申请再做进一步详细的说明。本申请实施例中的“第一”、“第二”等描述，仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含地包括至少一个特征。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请实施例的描述中，“横向”、“纵向”、“竖向”等方位或位置关系为基于附图7至图9所示的方位或位置关系，需要理解的是，这些方位术语仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

⁴⁵Sc(p,n)反应在产生keV单能中子参考辐射场时有诸多优点：如出射中子在质心系中各向同性、伴生γ本底小、单能中子产额较其它备选反应高等，但是其在keV能区的一系列共振区共振宽度小，只有使用薄靶片才能产生单色性较好的单能中子，但中子产额仍然较低。因此如果想要进一步提高探测器的计数率、缩短测量周期以减小统计误差并降低天然本底的影响，只能增大质子束流的强度。这样，在质子束流固定轰击一点、靶片上束斑面积不变的条件下，沉积在靶片上的束流功率密度会随之上升，靶片存在局部过热熔化、破裂损毁的风险。

有鉴于此，本申请提供了一种旋转靶装置，用于单能中子参考辐射场，请参阅图1，包括靶片101和靶主体1。靶片101用于承受来自加速器的质子束流的轰击，以产生单能中子。例如，靶片101可以由靶材或者靶材加衬底组成，衬底的添加可以通过靶材的厚度和靶材的性质决定。靶片101设置在靶主体1上，靶主体1配置为能够使靶片101旋转，以改变质子束流在靶片101上的轰击位置。

本实施例采用靶主体1使靶片101旋转，改变质子束流在靶片101上的轰击位置，能够极大地减少靶片101局部的沉积能量，减少靶片101因温度过高导致熔毁破裂的情况。

在一实施例中，靶主体1可以包括驱动总成和靶头总成。驱动总成固定设置，用于为靶片101旋转提供驱动力。靶头总成与驱动总成连接，靶片101位于靶头总成上，驱动总成驱动靶头总成使靶片101旋转，以改变质子束流在靶片101上的轰击位置。

本实施例采用驱动总成提供驱动力，使位于靶头总成内的靶片101旋转，有效降低靶片101的局部沉积能量，减少靶片101熔毁的情况，结构简单，操作便捷。

需要说明的是，上述实施例中，靶主体1配置为能够使靶片101旋转，可以是使靶片101绕自身自转，此时靶片101的旋转中心与质子束流的中心偏心设置。靶主体1配置为能够使靶片101旋转，也可以是使靶片101绕质子束流的中心做圆周运动，即靶片101绕质子束流的中心公转、但不自转。

在一实施例中，请参阅图1和图2，靶主体1包括安装座11、驱动组件12、靶架13和中子靶管14。其中，安装座11和驱动组件12构成驱动总成的部件，靶架13和中子靶管14构成靶头总成的部件。安装座11用于为驱动组件12、靶架13和中子靶管14提供支撑。驱动组件12设置在安装座11上。例如，安装座11包括第一平台111和第二平台112，第一平台111上设置有卡槽，可以将驱动组件12卡在卡槽内，然后通过螺栓固定在第一平台111上；第二平台112与第一平台111固定，通过增加厚度，增大对靶头总成的支撑，同时也便于更换和安装；第一平台111和第二平台112也可以是一体成型。

靶架13的一端与驱动组件12连接。例如，靶架13可以由铝合金或者不锈钢制成，靶架13的两端宽大，中间较细，靶架13靠近驱动组件12一端具有孔洞，可以通过螺栓将靶架13固定在驱动组件12上。靶片101位于中子靶管14内，中子靶管14设置在靶架13远离驱动组件12的一端。例如，靶架13远离驱动组件12一端具有通孔13a，中子靶管14穿设固定在通孔13a内，靶片101位于中子靶管14内，加速器固定在中子靶管14的一端。通孔13a可以为圆孔，中子靶管14可以为中空的圆筒状，具有与通孔13a适配的外径。驱动组件12带动靶架13做偏心运动，以使靶片101绕质子束流的中心做圆周运动。例如，驱动组件12可以带动靶架13偏心运动，继而带动中子靶管14的至少部分使靶片101绕质子束流的中心做圆周运动。

可以理解的是，靶架13带动中子靶管14使靶片101绕质子束流中心的做圆周转动是指，沿中子靶管14轴线方向投影，请参阅图3，靶片101会绕质子束流的中心做圆周运动，依次会经过A，B，C，D位置，也就是说靶片101绕质子束流的中心公转，而靶片101自身由于固定，无法发生自转。中子靶管14至少部分设置为真空，靶片101不自转，有利于靶片101设置在中子靶管14中的密封处理。

本实施例通过驱动组件12带动靶架13做偏心运动，使位于中子靶管14内的靶片101绕质子束流的中心做圆周运动，能够改变束流的束斑在靶片101表面的位置，增大了束斑照射在靶片101上的有效面积，降低靶片101局部的束流沉积能量，能极大地减少靶片101因温度过高而熔毁破裂的情况，提高靶片101可承受的质子束流强度的上限，在单位时间内可以轰击更多的单能中子，使得建立的单能中子参考辐射场更加精确和可靠，结构简单、操作方便。

在一实施例中，请参阅图2，中子靶管14包括真空靶管141、波纹管142和固定管143。真空靶管141的一端固定在靶架13上，靶片101位于真空靶管141的另一端内。例如，真空靶管141一端固定在靶架13的通孔13a内，且部分露出于通孔13a，靶片101位于真空靶管141远离通孔13a的一端内。波纹管142的一端与真空靶管141固定在靶架13上的一端连接。例如，波纹管142一端与真空靶管141露出通孔13a的部分连接。波纹管142远离真空靶管141的一端与固定管143连接，固定管143用于对准加速器，以使加速器发射的质子束流经固定管143、波纹管142和真空靶管141后轰击靶片101。例如，固定管143可以是钢管，一般相对于安装座11的位置固定设置，用于稳定发射质子束流；固定管143可以通过法兰盘与波纹管142远离真空靶管141的一端连接，可以使固定管143的管口和波纹管142的管口对接过渡。

可以理解的是，波纹管142的端口直径与固定管143的端口直径存在较大的差异，因为在质子束流的发射过程中，为了使旋转过程中质子束流能够轰击到靶片101，需要扩大波纹管142和真空靶管141的管道直径，使得在旋转过程中质子束流不被管壁阻挡，因此需要选用一些端口过渡连接件，例如法兰盘等。

需要说明的是，在旋转过程中，由于固定管143固定设置，波纹管142靠近固定管143的一端是固定不动的，波纹管142远离固定管143的一端是随着靶架13一起转动的，这样才能保证质子束流与靶片101之间的相对位置发生改变，使得靶片101绕质子束流的中心做圆周运动。

可以理解的是，固定管143是指本身具有固定属性，即本身的直线度不会发生较大变化，材料可以是钢或者其他刚性金属，采用固定管143连接加速器和波纹管142的原因有两点，一、在质子束流的发射过程中，固定管143为加速器连接第一段，需要稳定发射轨迹，防止轨迹发生偏转；二、需要耐高温，由于固定管143的管口较细，管壁离质子束流的位置较为贴近，需要承受高温。

本实施例采用真空靶管141用于放置靶片101，通过设置波纹管142在靶架13转动的同时能够随之扭动，且能够保证加速器与真空靶管141之间的真空度；设置固定管143用于稳定质子束流的发射稳定性。

在一实施例中，中子靶管14还包括压环螺母144。例如，真空靶管141远离波纹管142的一端具有螺纹，压环螺母144可以通过螺纹旋合将靶片101固定在真空靶管141上，稳定靶片101。

在一实施例中，中子靶管14还包括密封垫圈。例如，密封垫圈为O形垫圈，密封垫圈的数量可以是两个，也可以是多个，分别设置在靶片101与真空靶管141和压环螺母144的接触面上，可以隔绝外部环境，维持管内真空环境，以及在旋合压环螺母144时，提供缓冲，防止压碎靶片101。

在一实施例中，中子靶管14还包括真空卡钳145，真空卡钳145的数量可以是两个，或者多个。例如，真空卡钳145为两个，固定在真空靶管141与波纹管142的连接处和固定管143和波纹管142的连接处，维持内部真空环境。

在一实施例中，驱动组件12包括动力源121和偏转机构122。动力源121设置在安装座11上，用于提供驱动力。具体地，动力源121包括步进电机1211和电机座1212，电机座1212通过螺栓固定在第一平台111上的卡槽内，步进电机1211通过螺栓固定在电机座1212上；步进电机1211可远程控制，可以根据轰击要求，调整相应步进电机1211的转动速度。偏转机构122设置在安装座11上，连接动力源121和靶架13，用于带动靶架13做偏心转动。例如，偏转机构122可以通过螺栓固定在第一平台111上，偏转机构122的一端连接在步进电机1211的转轴上，另一端连接在靶架13上，动力源121提供驱动力，通过偏转机构122带动靶架13做偏心运动。

在一实施例中，动力源121也可以是手动式，通过人工施加动力，可以精确控制质子束流轰击靶片101的位置，充分利用靶片101，节省成本。

可以理解的是，采用偏心转动的原因是，因为靶片101在被质子束流轰击时，如果靶片101不转动，会造成质子束流只轰击靶片101相同位置，会造成靶片101过热熔毁，如靶片101绕自身中心旋转，也就是自转，若靶片101的中心与质子束流的中心同轴设置，也只会造成质子束流轰击靶片101相同位置，与上述不旋转一样，本质上还是没有改变质子束流与靶片101之间的相对位置；若靶片101的中心与质子束流的中心偏心设置，使得靶片101与真空靶管141的密封处理复杂化、密封成本较高、密封效果及可靠性可能不好。

本实施例通过将动力源121发出的驱动力，通过偏转机构122带动靶架13做偏心转动，可以改变质子束流与靶片101之间的相对位置，减少质子束流固定轰击相同位置的情况，减少靶片101局部温度过高。

在一实施例中，驱动组件12还包括联轴器123，联轴器123连接在动力源121与偏转机构122之间，用于传递驱动力，能够提高动力源121和偏转机构122之间的传动精度、减少两者之间的对准误差，以及起缓冲减震作用。

在一实施例中，偏转机构122可以是以圆盘，动力源121的转轴固定穿设在圆盘中心，靶片101一端固定在圆盘偏离中心位置，实现靶架13的偏心转动。

在一实施例中，也可以根据靶片101的大小设置相对应的偏转机构122，使得偏转机构122带动靶架13偏心转动时，能够使质子束流轰击到靶片101上的任何位置，充分利用靶片。

在一实施例中，偏转机构122包括驱动轮组件1221、从动轮组件1222和同步带1223。驱动轮组件1221设置在安装座11上，与动力源121驱动连接。从动轮组件1222设置在安装座11上，靶架13的一端分别连接驱动轮组件1221和从动轮组件1222。

可以理解的是，驱动轮组件1221与从动轮组件1222的结构可以相同，也可以在本领域的常规设置中做出改变，使驱动轮组件1221与从动轮组件1222的结构存在一些差异。例如，驱动轮组件1221与从动轮组件1222的差异可以是，从动轮组件1222一端没有与动力源121连接，即动力轮12212远离主动轴12213的一端是通过轴承垫圈和螺母直接拧紧，但这不影响两者之间的传动。因此，下面将以驱动轮组件1221为例进行示例说明。

具体地，请参阅图4，驱动轮组件1221包括轴承组件12211、动力轮12212和主动轴12213。例如。动力轮12212由两部分组成，一部分为连接轴12212a，另一部分为转动盘12212b，连接轴12212a穿过轴承组件12211后与动力源121驱动连接，转动盘12212b卡在轴承组件12211远离动力源121的一侧上；请参阅图，主动轴12213由两部分组成，一部分为连接块12213a，另一部分为固定轴12213b，转动盘12212b靠近轴承组件12211一侧面上偏离中心位置设置有与连接块12213a匹配的限位槽，连接块12213a位于限位槽内，通过螺钉或者螺栓固定在转动盘12212b上，固定轴12213b穿过转动盘12212b后与靶架13固定连接。

进一步地，轴承组件12211包括轴承座、轴承、轴承固定座和弹性挡圈。例如，轴承座可以通过螺栓或者螺钉等紧固件固定在第一平台111上的卡槽内，连接轴12212a穿设过轴承座；轴承可以是深沟球轴承，设置轴承座内且套设在连接轴12212a上；轴承固定座罩设在轴承，并固定在轴承座靠近动力源121一侧；弹性挡圈可以为两个，其中一个弹性挡圈位于轴承和轴承固定座接触的端面上，另一个位于轴承与连接轴12212a接触的端面上。

进一步地，同步带1223连接驱动轮组件1221和从动轮组件1222，以使驱动轮组件1221带动从动轮组件1222同步运动。例如，同步带1223可以连接在驱动轮组件1221和从动轮组件1222上的动力轮上，实现同步转动。

在一实施例中，同步带1223可以是光面的或者带齿条的传送带。例如，动力轮12212还可以包括传动齿轮12212c，同步带1223可以是传动链条，连接轴12212a穿设传动齿轮12212c，使得传动齿轮12212c位于转动盘12212b与轴承座之间，并通过螺栓等紧固件将传动齿轮12212c与转动盘12212b固定，传动链条将驱动轮组件1221和从动轮组件1222上的两传动齿轮12212c连接一起，实现同步转动。

本实施例通过将靶架13分别固定在驱动轮组件1221和从动轮组件1222上，并设置同步带1223实现了两组件的同步运动，能够极大地提高靶片101的旋转稳定性，以及提高靶架13的支撑能力。

在一实施例中，偏转机构122也可以只包括驱动轮组件1221，节省成本。

在一实施例中，请参阅图6，偏转机构122还包括张紧装置1224，张紧装置1224设置安装座11上，用于张紧同步带1223，以使从动轮组件1222与驱动轮组件1221同步运动。具体地，张紧装置1224包括张紧支座12241、张紧轮12242和抵接件12243。张紧支座12241固定在安装座11上。例如，张紧支座12241可以通过螺栓等紧固件固定在第一平台111上的卡槽内。张紧轮12242一端可调设置在张紧支座12241上，另一端的圆周面可转动抵紧在同步带1223上。例如，张紧轮12242可以由两部分组成，一部分为转动轮，另一部分为张紧轴，转动轮与张紧轴连接，转动轮可以设置在同步带1223的下方，张紧支座12241上具有腰形孔，张紧轴一端具有螺纹，穿过腰形孔后通过螺母固定在张紧支座12241上，可以根据同步带1223的张紧程度需要，在腰形孔内选取合适位置固定。抵接件12243的一端位于张紧支座12241内，可调地与张紧轮12242抵接，以调节张紧轮12242对同步带1223的张紧力。具体地，抵接件12243的一端可以竖直连接在安装座11上，另一端与张紧轮12242抵接，用于支撑张紧轮12242。例如，抵接件12243一端可以竖直固定在第一平台111上，另一端在腰形孔内抵接张紧轴，防止张紧轴在腰形孔内窜动。

可以理解的是，当张紧轮12242位于同步带1223下方时，为了实现同步带1223张紧，需要使张紧轮12242向上移动绷紧同步带1223，这时同步带1223会施加给张紧轮12242向下的压力，虽然有一端的螺母提供紧固力，但紧固作用有限，无法有效防止张紧轮12242在腰形孔内上下窜动，因此需要在张紧轮12242的下方设置一个抵接件12243，用于平衡同步带1223施加给张紧轮12242向下的压力，增强对同步带1223的张紧作用，防止在传动齿轮12231上打滑，提高传动精度。

在一实施例中，张紧轮12242也可以位于同步带1223上方，下压同步带1223，更方便调节抵紧件12243。

可以理解的是，当张紧轮12242位于同步带上方时，由于同步带1223施加给张紧轮12242的力是向上的，则需要抵接件12243向下抵接张紧轮12242，防止张紧轮12242向上窜动。

本实施例通过在同步带1223上设置张紧装置1224，使从动轮组件1222和驱动轮组件1221同步运动，从而使得传动更加精准、平稳。

在一实施例中，请参阅图1，旋转靶装置100包括靶支架2，靶主体1设置在靶支架2上，靶支架2配置为能够使靶主体1的设置位置可调整，以使质子束流能够轰击在靶片101上。

具体地，靶支架2包括支架立柱21、三维滑台22和滑台安装板23。支架立柱21一端呈盘状，其表面分布多个螺纹孔，可以通过螺栓或者螺钉等紧固件固定在地面上。三维滑台22与靶主体1连接，用于调整靶主体1的设置位置。滑台安装板23设置在支架立柱21上，三维滑台22设置在滑台安装板23上，滑台安装板23用于调整三维滑台22相对于滑台安装板23的位置。例如，支架立柱21另一端呈板状，其上具有多个安装孔，滑台安装板23可以根据位置要求与不同的安装孔对接，以调节位置；三维滑台22安装在滑台安装板23的上方与安装座11下方，可以调节靶主体1沿三维方向移动。

进一步地，请参阅图7至图9，三维滑台22包括沿竖向方向互相连接的第一组件221、第二组件222和第三组件223。具体地，第一组件221可以使靶主体1沿横向方向移动，第二组件222可以使靶主体1沿纵向方向移动，第三主体可以使靶主体1沿竖向方向移动。例如，第一组件221包括第一板件2211、第二板件2212、第一固定块2213和第一调位螺钉2214，第一板件2211可以通过螺栓固定在滑台安装板23上，第一固定块2213固定在第二板件2212沿横向方向的外侧，第一调位螺钉2214固定在第一板件2211上沿横向方向的外侧，并与第一固定块2213同侧，第一调位螺钉2214的一端与第一固定块2213连接，通过转动第一调位螺钉2214，使伸出的螺杆推动或者拉动第一固定块2213带动第二板件2212沿横向方向移动。

第二组件222，包括第三板件2221、第四板件2222、第二固定块2223和第二调位螺钉2224，第三板件2221与第二板件2212固定连接，第二固定块2223固定在第四板件2222上沿纵向方向的外侧，第二调位螺钉2224固定在第三板件2221上沿纵向方向的外侧，并与第二固定块2223同侧，第二调位螺钉2224的一端与第二固定块2223连接，转动第二调位螺钉2224，使伸出的螺杆推动或者拉动第二固定块2223带动第四板件2222沿纵向方向移动。

第三组件223，包括第五板件2231、第六板件2232、第三固定块2233和第三调位螺钉2234，第五板件2231与第四板件2222固定连接，第六板件2232与安装座11连接，第三固定块2233包括互相垂直相连的抵接端22331和推动端22332，推动端22332与第六板件2232接触，抵接端22331和推动端22332连接处形成通槽，通过螺钉固定第六板件2232的内侧，推动端22332能够绕螺钉转动，第三调位螺钉2234固定在第五板件2231上，一端与抵接端22331连接，转动第三调位螺钉2234，使伸出的螺杆推动抵接端22331，推动端22332绕所述螺钉转动并抵住第六板件2232，以推动所述第六板件2232沿竖向方向移动。

可以理解的是，上述的“第二板件2212沿横向方向移动”、“第四板件2222沿纵向方向移动”和“第六板件2232沿竖向方向移动”中的第二板件2212、第四板件2222和第六板件2232是指直接的作用对象，并不是只是这些板件移动而靶主体1不移动，其实，在靶主体1的重力和各组件的连接下，最终移动的间接对象是靶主体1，也就是说第二板件2212、第四板件2222和第六板件2232的移动也会相应地带动靶主体1移动，且方向一致。

本实施例中通过支架立柱21和滑台安装板23改变安装位置可以进行靶主体1位置的粗调节，设置三维滑台22通过螺钉调节的方式，可以精确调节靶主体1位置的精确调节，以使质子束流能够轰击在靶片101上，操作简单，精细可调。

在一实施例中，三维滑台22还包括锁紧件224，锁紧件224分别设置在第一组件221、第二组件222和第三组件223上，用于固定第一板件2211和第二板件2212、第三板件2221和第四板件2222以及第五板件2231和第六板件2232之间的相对位置，减少窜动，提高靶主体1的工作稳定性。

在一实施例中，第一板件2211、第三板件2221和第五板件2231分别具有导向槽，导向槽的导向方向分别与第二板件2212、第四板件2222和第六板件2232的移动方向相同，第二板件2212、第四板件2222和第六板件2232上分别具有凸起，分别转动所述第一调位螺钉2214、所述第二调位螺钉2224和所述第三调位螺钉2234，以使各个所述凸起能够在各个所述导向槽内移动。

可以理解的是，设置导向槽和凸起的原因有两点，一，便于滑动，设置导向槽可以减小相对滑动的两板件之间的摩擦，提高移动精度；二、在一个组件内进行移动操作时，可能会导致板件滑出，例如，在进行横向移动时，因第一板件2211与滑台安装板23固定，所以第一调节螺钉可以推动第二板件2212移动，又因第二板件2212与第三板件2221固定，如果第三板件2221与第四板件2222之间不设置导向槽和凸起，可能导致摩擦力不够，那么就有可能造成第二板件2212带着第三板件2221直接滑出，无法推动第四板件2222或者之上的装置移动，或者推动距离较小，移动精度大大降低。也可以说沿移动方向设置导向槽，其实就是一个方向对另一个方向的限位，便于推动。

在一实施例中，请参阅图10，旋转靶装置100还包括找正板3，找正板3的一端可拆地设置在靶主体1上，另一端具有用于与加速器对准的孔槽，调节靶支架2以定位靶主体1的设置位置。例如，找正板3可以插设在第一平台111上的卡槽上，便于安装与拆卸；在定位靶主体1的设置位置时，可以先采用支架立柱21和滑台安装板23进行粗调节，然后在采用三维滑台22进行细调节，使得孔槽对准加速器，以定位靶主体1的设置位置。可以理解的是，安装座11上的各个组件的相对位置是预先设计好的，也就是说通过找正板3对准加速器后，靶主体1的位置就已确定，即之后安装的中子靶管14也会与加速器对准。

本实施例通过采用找正板3与加速器对准，可以定位靶主体1的设置位置，便于后续的中子靶管14的安装与对准，提高安装效率。

在一实施例中，旋转靶装置100包括冷却气管道，冷却气管道用于吹拂冷气至靶片101的背部，以降低靶片101的温度。例如，冷却气管道可以设置中子靶管14上，一端弯曲沿真空靶管141远离波纹管142一端进入，固定在内壁上，使得冷却气管道的管口对准靶片101背部。

可以理解的是，冷却气管道不能竖直插向真空靶管141远离波纹管142一端，因为会影响出射中子，必须沿真空靶管141的外轮廓弯曲进入；由于是气体冷却且与靶片101具有一定的距离，不会与靶片101反应出的中子产生慢化作用；本申请采用的冷却气管道可以通过调节对准靶片101过热位置，可以大幅度带走靶片101的沉积热量，以及减少对出射中子的衰减。

以上所述，仅为本申请的较佳实施例而已，并非用于限定本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所有的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本申请的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种旋转靶装置，用于单能中子参考辐射场，其特征在于，包括：

靶片，用于承受来自加速器的质子束流的轰击，以产生单能中子；

靶主体，所述靶片设置在所述靶主体上，所述靶主体配置为能够使所述靶片旋转，以改变所述质子束流在所述靶片上的轰击位置。

2.根据权利要求1所述的旋转靶装置，其特征在于，所述靶主体包括：

安装座；

驱动组件，设置在所述安装座上；

靶架，所述靶架的一端与所述驱动组件连接；

中子靶管，所述靶片位于所述中子靶管内，所述中子靶管设置在所述靶架远离所述驱动组件的一端；

所述驱动组件带动所述靶架做偏心运动，以使所述靶片绕所述质子束流的中心做圆周运动。

3.根据权利要求2所述的旋转靶装置，其特征在于，所述驱动组件包括：

动力源，设置在所述安装座上，用于提供驱动力；

偏转机构，设置在所述安装座上，连接所述动力源和所述靶架，用于带动所述靶架做偏心转动。

4.根据权利要求3所述的旋转靶装置，其特征在于，所述偏转机构包括：

驱动轮组件，设置在所述安装座上，与所述动力源驱动连接；

从动轮组件，设置在所述安装座上，所述靶架的一端分别连接所述驱动轮组件和所述从动轮组件；

同步带，连接所述驱动轮组件和所述从动轮组件，以使所述驱动轮组件带动所述从动轮组件同步运动。

5.根据权利要求4所述的旋转靶装置，其特征在于，所述偏转机构还包括：

张紧装置，设置在所述安装座上，用于张紧所述同步带，以使所述从动轮组件与所述驱动轮组件同步运动。

6.根据权利要求5所述的旋转靶装置，其特征在于，所述张紧装置包括：

张紧支座，固定在所述安装座上；

张紧轮，所述张紧轮一端可调设置在所述张紧支座上，另一端的圆周面可转动抵紧在所述同步带上；

抵接件，所述抵接件的一端位于所述张紧支座内，可调地与所述张紧轮抵接，以调节所述张紧轮对所述同步带的张紧力。

7.根据权利要求2所述的旋转靶装置，其特征在于，所述中子靶管包括：

真空靶管，所述真空靶管的一端固定在所述靶架上，所述靶片位于所述真空靶管的另一端内；

波纹管，所述波纹管的一端与所述真空靶管固定在所述靶架上的一端连接；

固定管，所述波纹管远离所述真空靶管的一端与所述固定管连接，所述固定管用于对准所述加速器，以使所述加速器发射的所述质子束流经所述固定管、所述波纹管和所述真空靶管后轰击所述靶片；

所述驱动组件带动所述靶架做偏心运动，以使所述真空靶管带动所述靶片绕所述质子束流的中心做圆周运动。

8.根据权利要求7所述的旋转靶装置，其特征在于，所述中子靶管包括压环螺母，所述真空靶管另一端上具有螺纹，所述压环螺母通过螺纹旋合将所述靶片固定在所述真空靶管上。

9.根据权利要求1所述的旋转靶装置，其特征在于，所述旋转靶装置包括：

靶支架，所述靶主体设置在所述靶支架上，所述靶支架配置为能够使所述靶主体的设置位置可调整，以使所述质子束流能够轰击在所述靶片上。

10.根据权利要求9所述的旋转靶装置，其特征在于，所述旋转靶装置还包括：

找正板，所述找正板的一端可拆地设置在所述靶主体上，另一端具有用于与所述加速器对准的孔槽，调节所述靶支架以定位所述靶主体的设置位置。

11.根据权利要求9所述的旋转靶装置，其特征在于，所述靶支架包括：

支架立柱；

三维滑台，所述三维滑台与所述靶主体连接，用于调整所述靶主体的设置位置；

滑台安装板，设置在所述支架立柱上，所述三维滑台设置在所述滑台安装板上，所述滑台安装板用于调整所述三维滑台相对于所述支架立柱的位置。

12.根据权利要求1所述的旋转靶装置，其特征在于，所述旋转靶装置还包括：

冷却气管道，所述冷却气管道用于吹拂冷气至所述靶片背部，以降低所述靶片的温度。

Images