[发明专利]γ射线强源照射器

说明书

技术领域

本发明属于γ射线辐照装置及其防护技术领域，尤其涉及一种用于万居里钴源产生标准γ射线辐射场的强源照射器。

背景技术

γ射线照射器是校准实验的一种重要设备，其为集放射源储存、射线束准直及控制于一体的辐照装置。γ射线照射器的工作原理为：先将放射源储存在屏蔽安全的容器内，且保证放射源在关闭状态下装置屏蔽的完整性与安全性；而放射源工作时，通过对其进行有效控制，使γ射线经过准直器在照射器外形成标准的γ射线束辐射场。

建立屏蔽有效、运行安全且辐射场参数优良的γ射线强源照射器，在核探测系统灵敏度标定、核仪器仪表检定以及辐照效应实验等领域有着重要的意义。目前，贮存γ放射源的方法主要有水井湿法储源和照射器干法储源两种。其中，水井湿法储源在工业辐照加工中被广泛采用，主要是由于辐照加工中，放射源的活度高且安全要求高，但对射线准直性、稳定性等方面没有严格的要求，因而通常采用屏蔽更容易实现的水井方式进行湿法储源，但其存在以下缺点：1)提源和降源较慢，使放射源暴露时间较长，导致短时间的辐照实验的误差较大；2)准直器固定不动，而放射源提升定位的精度低，散射较严重，导致辐射场参数不稳定；3)在照射和升降源过程中若出现卡源的意外，其应急检修极为不安全。相对辐照加工源而言，用于检定校准的放射源强度较低，易于防护，但对辐射场参数要求苛刻，通常采用照射器进行干法储源。目前，校准实验室干法储源的照射器一般采用100Ci级以下的放射源，也有医疗仪器和极少数校准用照射器是采用比活度千居里级的强放射源，这些照射器各有特点，但均存在有不足。在医用的照射器中，通常采用移动源仓的方式来产生辐射场，工作过程中放射源靠气缸驱动出进铅罐，其移动原理和要求与辐照加工的方法相当，但要求源过渡的时间较快；校准实验室的照射器，中国计量院代表了该领域的现有技术水平，其3000Ci钴源是采用干法贮存方式将源置于铅容器中，在放射源与容器准直口间设置一带喇叭口的球阀，通过缓慢旋转球阀实现源的屏蔽和工作，工作过程中放射源固定不动，确保辐射场性能的稳定，其存在的不足有：1)快门直径较大且重，快门旋转过程较慢，过渡时间较长，会使一些实验存在有较大误差(尤其是低剂量的标定)；2)该装置为偏心设计，且采用单一的铅体屏蔽，使得装置笨重、屏蔽体厚度大，牺牲了有效实验距离；3)装置缺少辅助快门，在快门出现故障时，为应急检修带来了极大不便。

可见，常规照射器以及水井储源在实验精度、辐射场性能以及安全隐患上存在有许多不足，给装置的安全运行以及辐射场的参数应用带来了不便。随着电离辐射计量应用领域的快速发展，需要安全性能好、辐射场品质参数高、且性能稳定的强源照射器。而开发γ射线强源照射器需要解决以下的技术难题：1)储存放射源的活度高，采用合理的屏蔽组合，尽量降低屏蔽层厚度，保证照射器在关闭状态下，整个装置任何可接触表面的剂量率达到安全控制标准；2)在源不动情况下，保证快门过渡时间不大于3s，具备满足低剂量累积剂量标定任务的能力；3)装置安全性具有冗余保障，并使放射源倒入与倒出方便；4)辐射场的稳定性、均匀性等参数品质高，装置具有较好的可用距离优势。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种γ射线强源照射器，使其具有屏蔽安全、运行可靠、操控灵活、可用距离优势和辐射场参数稳定的优点，能解决现有技术中所存在的难题。

为实现上述目的，本发明所设计的γ射线强源照射器的特征在于：在两端锥状中部为柱状内为屏蔽材料的源容器，一侧沿轴线水平插入能转动的轴套状中心屏蔽体，在另一侧与中心屏蔽体同轴位置插有源仓棒套入中心屏蔽体之中，并使中心屏蔽体能绕源仓棒转动，源仓位于源仓棒上相对源容器中心的位置，源仓棒套入的位置能使源仓位于中心屏蔽体套内，在中心屏蔽体上源仓位置处径向开有出射口；源容器的前部设有能与之配合上下移动的主快门板，在主快门板前端设置光阑，光阑的光轴与源仓和出射口同轴，在主快门板上开有准直孔，主快门板的上下移动能使准直孔的光轴与光阑和出射口的轴线重合；有驱动机构能驱动主快门板上下移动，在源容器上装有驱动电机能带动中心屏蔽体转动；在源容器底部通过底板与底座连接，并设有水平微调和调角器。