[发明专利]一种新型多粒子射线辐射探测器

说明书

本发明提供了一种新型多粒子射线辐射探测器，适用于探测α粒子、β粒子，包括探测器主体，所述探测器主体材料包括低维类钙钛矿结构卤化物闪烁体，所述探测器主体将入射的高能信号转换为光脉冲信号。本发明具有高集成度、高探测效率、高分辨能力的优点，可用于放射性表面污染仪等粒子甄别应用领域。

技术领域

本发明涉及核辐射探测领域，具体地说，涉及一种放射性表面污染测量装置，尤其涉及一种基于低维类钙钛矿闪烁体的多粒子/射线辐射探测器。

背景技术

在辐射防护领域，电离辐射是指在生物物质中产生离子对的辐射。电离辐射根据组成的粒子本质不同，可分为α粒子、β粒子、γ射线、X射线和中子等。在放射性核素的应用与研究场所，存在着放射性污染的可能性，如反应堆、对撞机、加速器、核聚变装置等核反应装置，也可以是用于医学诊断和治疗的X射线机等医用设备。因此，要对潜在的放射性污染区域进行检测，以避免工作人员以及群众受到不必要的辐射伤害。α粒子和β粒子是放射性污染检测中的重要检测对象，它们虽然穿透能力弱，射程短，但是具有较强的电离能力，误入体内时，对人体健康的威胁性极强。

目前，在表面污染检测领域，对α和β两种粒子的测试主要有以下两种方式，第一种是α/β分开测试，第二种是α/β同时测试，其中第二种方式是目前较为优选的方式，此种方式主要是根据α和β分别在不同闪烁体中产生的信号大小不同来辨别α和β，即根据脉冲幅度的不同来区分α和β。目前主要的商用α/β污染仪采用ZnS(Ag)和塑料闪烁体构成的叠层闪烁体探测器与光电倍增管耦合，对α粒子和β粒子进行同时探测。ZnS(Ag)对可以探测α粒子，但对γ射线、β粒子、中子等不敏感，β粒子可穿透ZnS(Ag)镀层到达塑料闪烁体被吸收。复合闪烁体放出的光子被光电倍增管转换为电流脉冲信号，电流信号可被脉冲甄别模块处理，达到同时测量α粒子和β粒子的目的。但是ZnS(Ag)和塑料闪烁体的发光效率均不高，测试需要较长的时间。且ZnS(Ag)闪烁体的能量分辨率较差，进而影响了对辐射的探测效率和能量甄别。为了获得高集成度、高探测效率、高分辨优值和能量甄别能力的α/β甄别探测器，一个途径是使用更高光产额和能量分辨率的闪烁体，利用闪烁体对不同辐射电离的响应不同的特性实现粒子甄别。这就要求闪烁体具有高的发光效率和对不同粒子电离的甄别能力。

然而，大多数高光产额闪烁体在空气中易潮解，需要封装之后才能使用，而α粒子的穿透性较差，封装后的闪烁体难以实现高效的吸收和探测。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种新型多粒子射线辐射探测器，实现了快速、高效率、高粒子分辨能力。

根据本发明，提供了一种新型多粒子射线辐射探测器，适用于探测α粒子、β粒子，包括探测器主体，所述探测器主体材料包括低维类钙钛矿结构卤化物闪烁体，所述探测器主体将入射的高能信号转换为光脉冲信号。

优选的：还包括光电转换模块，所述光电转换模块与所述探测器主体相连，所述探测器主体将转换的光脉冲信号传输至所述光电转换模块，所述光电转换模块将光脉冲信号转换为电子脉冲信号。

优选的：所述光电转换模块与探测器主体之间还设有耦合介质，所述光电转换模块与所述探测器主体通过耦合介质相连。

优选的：所述光电转换模块为硅基探测器。

优选的：还包括脉冲甄别模块，所述脉冲甄别模块与光电转换模块相连，所述光电转换模块将转换的电子脉冲信号传输至所述脉冲甄别模块，所述脉冲甄别模块识别处理所述电子脉冲信号。

优选的：所述探测器主体材料为零维类钙钛矿结构卤化物闪烁体。