[发明专利]用于内照射活体测量的便携式测量系统

说明书

技术领域

本发明属于辐射剂量监测领域，具体涉及一种用于内照射活体测量测量的便携式测量系统。

背景技术

随着核能在不同领域的应用，对涉核人员的安全提出了更高的要求。涉核人员很可能通过吸入或食入等途径摄入放射性核素到体内，由于不同放射性核素沉积在人体内的位置不同，其中以长寿命的超铀核素对人体危害较大。超铀核素通常以肺部作为主要沉积部位，对于人体内的超铀核素测量只能通过它们衰变时所伴随的X射线来测定，而其测量技术的难度是最大的。一方面是因为超铀元素发射的χ、γ射线能量低，人体组织对这些低能光子的衰减大，不易被探测器探测到；另一方面，超铀元素的毒性大，摄入控制严格，要求能探测到的水平低；再就是探测器本身在测量低能光子方面也还有诸多问题。

现有技术中，要获得超铀核素的低探测限的指标，内照射活体测量监测系统大多都是在实验室中采用宽能高纯锗探测器(BEGe)的大型专用探测装置，或在低本底铅室内建立了以NaI/CsI双晶体探测器大型装置，探测器的数目有一个、两个或四个，一般建在专门的实验室或者地下的铅室。在遇到突发核事故时，现有的测量系统大多非常笨重、庞大，无法便携到事故现场测量，及时判定工作人员的内污染情况。另外，NaI探测器虽然使用方便、价格便宜，但能量分辨率较差；HPGe探测器能量分辨率高，但在测量和保存时需要在90～100K(液氮冷却)的低温环境下使用，附属低温设施庞大，且购置费用昂贵。

发明内容

(一)发明目的

本发明提供了一种能够测量低能χ、γ射线，探测效率和灵敏度高的，用于内照射活体测量测量的便携式测量系统。

(二)发明内容

本发明提供了一种用于内照射活体测量的便携式测量系统，该系统包括探测器部分、多路信号混合器、多道分析器和计算机数据管理系统；其中，探测器部分由探头、前置放大器和线性放大器组成，该测量系统采用多个化合物半导体探测器阵列，每个探测器单独配置前置放大器和线性放大器，然后将多个线性输出的信号引入多路信号混合器，通过混合器编码后传输至多道分析器，采集到的数据经计算机数据管理系统进行数据处理并显示核素能谱图。

所述的多个化合物半导体探测器，是CdZnTe探测器或者是CdTe探测器。

所述的CdZnTe探测器是平面型。

所述的多个化合物半导体探测器阵列，是由8个平面型CdZnTe探测器组成，这8个探测器分为2组，每组4个按2×2网格排列成探测器阵列，分别装在两个用紫铜材料做成的长方体盒子内，每个盒子内的4路测量线路利用蜂窝式结构进行分隔，中间用紫铜隔板隔开，探测器前端的盒体上开探测器窗口，探测器窗口上用薄铝膜封装，探测器部分通过两根电缆与多路信号混合器相连。

所述的多路信号混合器是由探测器输出的8路输入信号，进入多路信号混合器后分成两路，一路输入到8选1模拟开关，另一路输入到甄别器，由甄别器判断某一路是否有信号输入并输出门信号引导给出相应的编码，当某一路有信号输入时，甄别器输出经编码器给出该路的编码数字信号，这个编码信号一方面输入到模拟开关，使该路信号经模拟开关可输出到放大器、峰值取样保持、多道分析器，另一方面输入到单片机，使单片机确定本次获取到的多道分析器信号来自哪一路探测器。所述的多道分析器增加了8路信号识别和BUSY电平指示。

所述的多路信号混合器分别为探测器、前置放大器和线性放大器提供高、低压电源，并将探测器输出的多路模拟信号经隔离跟随器混合、编码后统一由一路输入到多道分析器中。

(三)发明效果

本发明所提供的用于内照射活体测量的便携式测量系统，由于采用的是化合物半导体CdZnTe或CdTe探测器，它们的能量分辨率介于NaI和HPGe探测器之间，同时具有本征探测效率高，可在常温下使用，对湿度不敏感，体积小的特点。这些特点有利于做成便携式的探测器，本发明采用探测器阵列的方式，有效的提高了探测效率和灵敏度，在一般实验室环境下，该系统的最小可探测下限可达130Bq。在遇到突发核事故时，该系统具有便携性好、响应快的优点。该系统的结构设计采用的是蜂窝式结构进行分隔，降低每组探头内部的四路电子学线路之间在测量过程中的相互干扰。这样的设计一方面能尽可能的减少对侧面来的射线的衰减，提高探测器的效率，另一方面，直接将探测器与前置放大器相连，并且封装在同一个容器里，能够有效地减小本底，降低系统噪声。同时它具备一定强度，并且便于在测量过程中根据需要对探测器的位置进行调节。

附图说明

图1内照射活体测量便携式测量系统逻辑关系图