[发明专利]一种抗辐照高气压蜂窝屏栅电离室及制造方法

说明书

本发明提供一种抗辐照高气压蜂窝屏栅电离室及制造方法，该抗辐照高气压蜂窝屏栅电离室包括电离室探头，所述电离室探头包括外壳、蜂窝屏蔽栅网、金属管、绝缘子及法兰。所述外壳为圆柱状，与法兰连接共同起到密封电离室的作用。本发明通过充入高压气体，使得气体电离室的探测效率成倍增长；通过充入氙离子吸附气体，降低电子与正离子的复合概率；通过加入屏蔽栅电极，将辐射光子电离产生的正离子信号屏蔽掉，从而大大提高电离室计数率；通过设计蜂窝屏蔽栅网结构加大了电离室的抗噪声震动能力，提高输出信号的稳定性，从而提升电离室的能量分辨率。

技术领域

本发明涉及气体探测器领域，具体涉及一种抗辐照高气压蜂窝屏栅电离室及制造方法。

背景技术

核技术的快速发展使得核安全监控变得尤为重要，现有核安全监测设备大多使用固体探测器如闪烁体探测器和半导体探测器，极少使用气体探测器。虽然气体探测器对于辐照探测具有其独有的一些优势，比如抗辐照性能强，能量分辨率不受温度影响，结构简单易用，制作以及造价相对便宜等。但是，气体探测器很少用于安全监测的主要原因包括以下几点：1)大部分气体探测器探测效率低，2)每秒光子计数率低，3)γ射线能谱能量分辨率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗辐照高气压蜂窝屏栅电离室及制造方法，有效解决了气体探测器探测效率低、光子计数率低以及γ射线能谱分辨率低的问题，提高了γ射线能谱能量分辨率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案在于：

一种抗辐照高气压蜂窝屏栅电离室，包括电离室探头，所述电离室探头包括外壳、蜂窝屏蔽栅网、金属管、绝缘子及法兰。

所述外壳为圆柱状，底部通过预留凹槽固定底部的绝缘子；所述底部的绝缘子连接金属管及蜂窝屏蔽栅网的下端；所述金属管位于蜂窝屏蔽栅网的内圈且与蜂窝屏蔽栅网及外壳同轴；所述金属管及蜂窝屏蔽栅网的上端连接顶部的绝缘子；所述顶部的绝缘子与外壳之间连接有法兰，所述法兰用于密封电离室。

进一步的，所述法兰上设置有馈通件A)和馈通件B，所述馈通件A的一端与蜂窝屏蔽栅网连接，所述馈通件B的一端与外壳连接；所述顶部的绝缘子上设置有电极A和电极B，所述电极A的一端固定在底部的绝缘子上，所述电极B的一端连接金属管。由于电离室各电极之间的电压差高达上万伏，使用馈通件可满足电离室各电极之间的绝缘性能；所述电极A用于作为参考零电位，所述电极B用于传导电离室金属阳极管上产生的电流信号。

进一步的，所述法兰上还设置有充气阀门及法兰垫片；所述充气阀门可用于将电离室内部抽至超高真空状态，约为10^-3pa左右；另外可通过充气阀向电离室内部充入50大气压的电离气体；所述法兰垫片可提升电离室的气密性，提高电离室使用寿命。

进一步的，所述电离室探头的内部用于充入氙离子吸附气体。

进一步的，所述外壳使用不锈钢材料，所述金属管使用钛金属材料，所述绝缘子使用陶瓷材料，所述馈通件使用陶瓷材料。

进一步的，所述外壳的厚度为3mm，直径为100mm，长度为255mm。

进一步的，所述蜂窝屏蔽栅网的厚度为0.3mm，直径为36.76mm，长度为220mm。

一种抗辐照高气压蜂窝屏栅电离室的制造方法，包括以下步骤：

步骤S1，装配所述电离室探头；

步骤S2，对所述电离室探头进行抽真空与充气实验，并完成至少40倍大气压以及24小时以上的承压安全实验；

步骤S3，根据蒙特卡罗方法模拟计算的结果，给所述高气压蜂窝屏栅电离室各电极加上高压测试高气压蜂窝屏栅电离室输出信号；

步骤S4，将所述电离室探头及所有电子学设备整体封装于绝缘材料与封装外壳中。