[实用新型]一种基于异形碲锌镉晶体的伽马射线探头

说明书

本实用新型公开一种基于异形碲锌镉晶体的伽马射线探头，包括固定连接的晶体外壳和保护壳，晶体外壳内设有套筒，晶体外壳和套筒的中部对应开设有圆孔从而形成一前后贯通的空腔，空腔内设有和空腔长度一致的CZT晶体，CZT晶体为圆筒状，CZT晶体的内壁设有阳极电极、外壁设有阴极电极，保护壳内设有信号放大器、电源电路板和接插头，信号放大器的上端面设有第一支撑连接线，第一支撑连接线的上端面依次穿过保护壳、套筒并和阴极电极相连，信号放大器和电源电路板间通过第二支撑连接线连接，电源电路板上设有信号连接线，信号连接线的另一端和插接头连接，插接头固定在保护壳上。

技术领域

本实用新型属于核燃料棒检测技术领域，具体涉及一种基于异形碲锌镉晶体的伽马射线探头。

背景技术

核安全是核电发展的命脉，作为反应堆的核心部件，核燃料元件从加工、生产到服役的过程之中必须通过多种手段进行检测，以确保质量、保证安全。核燃料棒²³⁵U富集度及其均匀性检测是确保核燃料棒在核电站反应堆中安全可靠运行的非常重要的质量控制环节，目的是避免核燃料棒在反应堆运行过程中由于任何位置上²³⁵U富集度不均匀而产生热点，这些热点可能会引起核燃料棒肿胀，甚至破裂，污染冷却剂，造成停堆。因此，必须对所生产的核燃料棒²³⁵U富集度及其均匀性进行100%的检查。²³⁵U原子裂变时会发射出瞬发中子、瞬发γ射线、缓发中子和缓发γ射线，采用γ射线吸收法进行富集度及其均匀性检测是当前主流的检测方法。

CZT晶体具有暗电流低、电阻率高、热稳定性好和带隙宽、能量分辨率高、对射线阻止能力强等优点，是目前制作室温核辐射探测器最有前途的新材料。近年来随着国内半导体工艺的进步，以及集成工艺的发展，使得CZT材料性能得到大幅提升，突破了大尺寸探测器级CZT晶体的设计、合成、生长，晶体加工、电极制备与封装等，形成了质量可靠的系列化CZT探测器产品。目前已有基于CZT探测器的新型安检设备样机、CT扫描仪样机、便携式伽马谱仪问世，然而仍未见到有采用CZT晶体的富集度及其均匀性检测设备的问世。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于异形碲锌镉晶体的伽马射线探头，该探头小型化可用于核燃料棒富集度及其均匀性检测系统的新型探头。该伽马射线探头具有整体体积小，分辨率高，便于携带且整体探测性能好的优势。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案：

一种基于异形碲锌镉晶体的伽马射线探头，包括固定连接的晶体外壳和保护壳，晶体外壳内设有套筒，晶体外壳和套筒的中部对应开设有圆孔从而形成一前后贯通的空腔，空腔内设有和空腔长度一致的CZT晶体（即碲锌镉晶体），CZT晶体为圆筒状，CZT晶体的内壁设有阳极电极、外壁设有阴极电极，保护壳内设有信号放大器、电源电路板和接插头，信号放大器的上端面设有第一支撑连接线，第一支撑连接线的上端面依次穿过保护壳、套筒并和阴极电极相连，信号放大器和电源电路板间通过第二支撑连接线连接，电源电路板上设有信号连接线，信号连接线的另一端和插接头连接，插接头固定在保护壳上。

进一步地，阳极电极和阴极电极与CZT晶体接触方式为欧姆接触，阳极电极和阴极电极的电极材料均为Au，阳极电极和阴极电极厚度均为50nm。

进一步地，晶体外壳和保护壳材质均为铝合金，形状均为长方体。

进一步地，支撑连接线内设有线缆。

进一步地，CZT晶体前后方向的长度为15mm，外径为20mm，内径为15mm。

进一步地，晶体外壳和保护壳的连接方式为螺纹连接或焊接。

进一步地，所述信号放大器为电荷灵敏放大器，所述接插头为五芯航空插头。