[发明专利]一种X-伽马剂量探测装置

说明书

本发明涉及一种X‑伽马剂量探测装置，包括塑料闪烁体、ZnS闪烁体、光电转换器、I‑F变换电路、处理电路、BGO闪烁体和屏蔽外壳；所述的塑料闪烁体为圆柱型，塑料闪烁体前端的中心位置设有圆柱形凹槽；所述塑料闪烁体表面除光输出面及凹槽部分，均匀喷涂ZnS闪烁体；所述凹槽内放置BGO闪烁体；塑料闪烁体后端与光电转换器相连，光电转换器与IF变换电路相连；本发明是应用于核辐射探测领域中便携式X‑伽马剂量率仪中的重要部件，复合探测器低能端能量响应平缓，偏差小，引入的补偿物质BGO补偿能量下限低、不潮解，与NaI补偿相比工艺简单、尺寸灵活。

技术领域

本发明涉及核辐射测量技术领域，具体涉及一种X-伽马剂量探测装置。

背景技术

随着核工业和核技术应用的发展，很多场所已建立起完善的辐射防护监测体系。在环境放射性测量中，环境伽马吸收剂量率监测是一个重要监测参数。其反映了环境天然本底伽马辐射水平变化信息，同时也为核设施或其他辐射装置正常运行和事故情况下，在环境中产生的伽马辐射对关键人群组或公众致外照射剂量的估算提供数据资料。

闪烁探测器由于其灵敏度高、响应时间短，已广泛应用于X-伽马剂量率仪中。能量响应是X-伽马剂量率仪的一项重要指标，其直接反应辐射探测器的灵敏度与辐射能量的关系。对于准确测量不同能量入射粒子的剂量来说，探测器能够有较好的能量响应是必要的。

从探测机理来分析，采用不同的探测器或组合探测器，对能量响应尤其是低能量端的差异会比较大。目前国内外采用的主探测器均为塑料闪烁体。塑料闪烁在100keV以下能量响应急剧下降，需引入补偿物质。

我国早期曾研制过将ZnS引入塑料闪烁体中制成混合探测器，但ZnS密度远大于苯乙烯单体，极易造成ZnS分布不均，探测器各项不同性。且在塑料闪烁体聚合中引入该物质，工艺极其复杂，该方法未得到广泛应用。目前国内采用塑料闪烁体+ZnS(Ag)作为复合探测器，采用塑料闪烁体表面喷涂ZnS(Ag)工艺。在30keV-200keV左右能量响应平缓，但补偿仍明显不足，约为70％左右。国外采用的塑料闪烁体+NaI(Tl)组合探测器。能够满足低能端补偿，其缺点是能响曲线波动大，低能端达到40％的偏差。另外还有一种方案将喷涂ZnS(Ag)的塑料闪烁体前端放置一块NaI(Tl)闪烁体，因NaI(Tl)极易潮解，必须密封在带光学玻璃窗的金属外壳中使用，NaI(Tl)补偿下限仅为80keV，其80keV以下能量响应仍为ZnS(Ag)贡献,低能端响应依旧偏低。

发明内容

本发明的目的在于：针对现阶段X-伽马剂量探测领域低能端响应不足、偏差大的缺点，提出一种响应平缓、偏差小的低能端补偿复合闪烁探测方法。

本发明的技术方案如下：一种X-伽马剂量探测装置，包括塑料闪烁体、ZnS闪烁体、光电转换器、I-F变换电路、处理电路、BGO闪烁体和屏蔽外壳；

所述的塑料闪烁体为圆柱型，塑料闪烁体前端的中心位置设有圆柱形凹槽；所述塑料闪烁体表面除光输出面及凹槽部分，均匀喷涂ZnS闪烁体；所述凹槽内放置BGO闪烁体；塑料闪烁体后端与光电转换器相连，光电转换器与IF变换电路相连；

其中，BGO闪烁体与塑料闪烁体，塑料闪烁体与光电转换器均采用光学耦合剂连接；光电转换器与IF变换电路采用导线进行连接；

塑料闪烁体、ZnS闪烁体、BGO闪烁体、光电转换器、I-F变换电路置于避光防电磁的屏蔽外壳中，组成探头；

所述的探头通过导线与处理电路相连，所述处理电路配有显示模块、供电模块、数据导出模块、存储模块、高压模块；IF变换电路输出脉冲信号送至处理电路，处理电路将脉冲信号进行计数，并通过算法将计数转换成剂量值，计算出X-伽马剂量率实测值。