[发明专利]监测电离辐射的装置

说明书

本发明涉及检测和监测电离辐射的方法和装置。

中请号为EP-0239239的欧洲专利申请中描述了一种公知的作为金刚石计数器的金铡石辐射检测器，其中金刚石含有浓度在20-150ppm的杂质氮，该金刚石通常为绝缘体，并设有一对间隔开的电接触件。金刚石上加有来自一高压源的偏压，当受到离子辐射时，其通过的电流正比于入射辐射的强度。

申请号为EP-0384084的欧洲专利申请提出了一种用于检测核辐射的金刚石闪烁检测器，其中包括一个人造金刚石，该金刚石带有浓度为150或更小的杂质氮，和浓度为1000ppm或更小的杂质溶剂(或其氧化物)，这些溶剂为Ni、Cu、Mn、Al和Cr中任何一种或其混合物，还有浓度少于10ppm的Fe和Co杂质。该检测器还包括一条光导纤维和一个光电倍增管，半导纤维收集由金刚石发射的光，将其引到光电倍增管中。

本发明的目的在于提供一种包括易制造、体积小、与人体组织适应、便于放入人体中进行精确检测的金刚石辐射检测器元件的监测电离辐射的装置。

根据本发明的检测和监测电离辐射的方法包括：提供一个金刚石辐射检测器元件，该检测器元件含有浓度不超过20ppm的顺磁介质氮，该检测器元件对磷光响应是最优化的，将该检测器元件暴露在电离辐射中，然后监测该检测器元件对由于电离辐射引起的磷光的响应。

最好，对检测器元件的磷光响应进行检测时间至少为1秒。

对磷光响应可以监测至少20秒时间，最好至少60秒时间。

可以借助产生一个同检测器元件发射的光有关的电信号将所述的发射光放大，这个电信号的大小代表了入射辐射的强度。

可以对这个电信号在一个预定时间内进行积分。

另外，可以将这个信号显示为一个时间的函数。

本发明的监测电离辐射的检测器元件包含一个金刚石物体，该金刚石物体含有不超过20ppm浓度的顺磁介质氮，该金刚石物体对磷光响应是最优化的。

金刚石物体中所含的顺磁介质氮的浓度最好是10ppm或更小。

该金刚石物体可以含有作为杂质的硼。

硼的浓度最好为20ppm或更少。

该金刚石物体最好含有浓度在10和100ppm之间的第VIII族元素。

该第VIII族元素可以包括铁、钴、镍三者之一、之二或全部。

在这方法的一个实施例中，所述检测器元件是在有铁、钴、镍三者之一、之二或全部组成的催化剂的情况下通过高压高温工艺制成的。

在另一个实施例中，所述检测器元件是在气态硼导入的同时用化学蒸汽沉积工艺制成的。

本发明的监测电离辐射的装置包括：一个如上述所限定的金刚石检测器元件、检测该辐射检测器元件的磷光响应的光检测器单元、和将监测的响应转换成表征入射在该辐射检测器元件上的辐射强度的输出的监测单元。

所述的光检测器单元可以包括一条光导纤维和一个光电倍增管(PMT)

监测单元可以包括A/D转换器、将A/D转换器的输出信号在一个预定时间内积分的处理装置和显示该积分输出信号的显示装置。

此外，监测单元也可以包括A/D转换器、用于产生一个把A/D转换器的输出信号表示成一个时间函数信号的处理装置、以及用于显示该输出信号的显示组件。

与现有技术相比，本发明具有突出的优点。本发明所提供的金刚石辐射检测器可以用现有的高压/高温方法方便地制成。所制成的金刚石辐射检测器元件体积很小(典型地为1mm³)，容易经一探针或导管放入人体体内。由于金刚石与人体组织的适应性，使来自检测器的辐射读数可精确用于人体组织检测上。再有，在人体体温变化范围内，该检测器的响应曲线大致呈线性，保证了医疗使用时的精确性。此外，此检测器元件的输出足以允许其与常规光电倍增装置配用。

图1为本发明的监测电离辐射的装置的一部分简图，图中示出一个安装在光导纤维端部的金刚石检测器元件；

图2为这个装置的电路的简化方框图；

图3为本发明的金刚石检测器元件在两个不同温度下的响应曲线；

图4为本发明的金刚石检测器元件相对β辐射激励的响应所测的剂量率的曲线图；以及

图5为表明金刚石检测器元件的相应的磷光强度作为入射β辐射剂量的函数的曲线。