一种中子探测装置及应用该装置的个人剂量报警仪制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种中子个人剂量报警仪，采用探测散射中子与入射中子比值的方法计算中子剂量值，包括如本发明专利技术所述的中子探测装置，与所述探测装置相连接的处理器，以及分别与处理器相连接的电源、显示屏、LED指示灯、蜂鸣器、存储器、红外传输和功能键盘。所述的中子探测装置，包括探测系统A、探测系统B和热中子屏蔽体；其中探测系统A与探测系统B完全相同；热中子屏蔽体用于吸收入射的热中子，设计成帽子形状；探测系统A置于热中子屏蔽体外侧，用于探测入射的慢中子，探测系统B置于热中子屏蔽体内侧，用于探测人体反射的中子。利用该方法的中子个人剂量报警仪体积小，工作电压低，抗电磁干扰能力强，能在高湿环境长期工作。

【技术实现步骤摘要】
一种中子探测装置及应用该装置的个人剂量报警仪
本专利技术涉及核辐射测量
，具体涉及一种中子探测装置及应用该装置的个人剂量报警仪。
技术介绍
中子个人剂量报警仪主要用于从事放射性工作人员作为中子射线的个人剂量监测使用，提醒人员工作环境中子剂量是否超标，是否应采取防护措施。中子个人剂量报警仪具有超阈值报警、读数直观、小型化、携带方便的特点。中子剂量测量是一项较难得课题，热中子到15MeV能量段的中子注量到剂量的转换较复杂，在便携式仪器中采用不同的能量响应调节装置。通过调节装置，使测量的数值在全能量段与剂量成正比。但个人剂量报警仪对体积、重量、实时报警要求较高，较大型的能响调节装置无法在此适用。目前6LiF、7LiF热释光剂量计有较好的能量响应，但热释光为无源元件，数据不能直接读取，不具备报警功能。目前，国内外用于中子个人剂量报警仪的探测器有硅半导体探测器和6LiI(Eu)闪烁体等。硅半导体探测器采用半导体材料上覆盖含锂或含B的核反应层，6LiI(Eu)含有与热中子反应的6Li核素。两种探测器均采用核反应法，为热中子探测器。由于受到诸多限制，目前中子个人剂量报警仪仅对热中子或某一段中子响应较好，全能量段中子响应差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对现阶段中子个人剂量报警仪能量响应差的问题，提出一种能量响应好、误差小、伽马抑制性能高、可实时报警的的中子个人剂量报警仪。本专利技术的技术方案如下：一种中子探测装置，包括探测系统A、探测系统B和热中子屏蔽体；其中探测系统A与探测系统B完全相同；热中子屏蔽体用于吸收入射的热中子，设计成帽子形状；探测系统A置于热中子屏蔽体外侧，用于探测入射的慢中子，探测系统B置于热中子屏蔽体内侧，用于探测人体反射的中子。所述的热中子屏蔽体的材料选择中子吸收截面大的材料。所述探测系统A包括两部分，一部分为慢中子探测器与光电器件相连后被蔽光外壳包裹，另一部分为γ探测器与光电器件相连后被蔽光外壳包裹；两部分的光电器件分别通过输出线与外界连接。所述的慢中子探测器，用于探测慢中子，该探测器对中子灵敏，同时也对伽马射线灵敏；所述的γ探测器仅对伽马射线灵敏。所述的蔽光外壳与慢中子探测器和γ探测器的外形相适应，用于防止外界干扰及避光。所述的光电器件将光信号转换成电信号并对信号进行处理；慢中子探测器或γ探测器的光输出面与光电器件的灵敏区通过光学耦合剂连接。所述慢中子探测器为6LiI(Eu)闪烁体，γ探测器为7LiI(Eu)闪烁体。所述慢中子探测器为6Li玻璃闪烁体，γ探测器为7Li玻璃闪烁体。一种中子个人剂量报警仪，采用探测散射中子与入射中子比值的方法计算中子剂量值，包括如本专利技术所述的中子探测装置，与所述探测装置相连接的处理器，以及分别与处理器相连接的电源、显示屏、LED指示灯、蜂鸣器、存储器、红外传输和功能键盘。本专利技术的显著效果在于：1)提高能量响应性能，减小测量误差。利用探测反照率计算中子剂量，使中子个人剂量报警仪具有良好的能量响应，并使其测量误差大大降低。2)提高伽马抑制性能。采用伽马补偿型探测器组合，其中一个闪烁体对中子和伽马灵敏，另一个闪烁体只对伽马灵敏，补偿掉伽马计数，可得出中子的真实计数，很好地排除了伽马对测量结果的干扰。3)利用该方法的中子个人剂量报警仪体积小，工作电压低，抗电磁干扰能力强，能在高湿环境长期工作。附图说明图1为探测器结构示意图；图2为探测系统示意图；图3为中子个人剂量报警仪系统示意图；图中：1.探测系统A、2.探测系统B、3.热中子屏蔽体、4.慢中子探测器、5.γ探测器、6.蔽光外壳、7.光电器件、8.处理器、9.电源、10.显示屏、11.LED指示灯、12.蜂鸣器、13.存储器、14.红外传输、15.功能键盘。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术所述的一种中子探测装置及应用该装置的个人剂量报警仪作进一步详细说明。图1为本专利技术所述的一种中子探测装置，包括探测系统A1、探测系统B2和热中子屏蔽体3；其中探测系统A1与探测系统B2完全相同；热中子屏蔽体3用于吸收入射的热中子，为帽子形状；探测系统A1置于热中子屏蔽体3外侧，用于探测入射的慢中子，探测系统B2置于热中子屏蔽体3内侧，用于探测人体反射的中子。所述的热中子屏蔽体3的材料选择中子吸收截面大的材料，优选为硼或镉，厚度为4-15mm。如图2所示，所述探测系统A1包括两部分，一部分为慢中子探测器4与光电器件7相连后被蔽光外壳6包裹，另一部分为γ探测器5与光电器件7相连后被蔽光外壳6包裹；两部分的光电器件7分别通过输出线与外界连接。所述的慢中子探测器4，用于探测慢中子，该探测器对中子灵敏，同时也对伽马射线灵敏；所述的γ探测器5仅对伽马射线灵敏，所述的慢中子探测器4与γ探测器5为结构完全相同的正方体，边长为2mm-20mm。所述的蔽光外壳6与慢中子探测器4和γ探测器5的外形相适应，用于防止外界干扰及避光；所述蔽光外壳6优先为铝壳。所述的光电器件7将光信号转换成电信号并对信号进行处理；慢中子探测器4或γ探测器5的光输出面与光电器件7的灵敏区通过光学耦合剂连接；光电器件7优选为硅光电二极管；硅光电二极管的灵敏区与探测器的光输出面尺寸一致。所述慢中子探测器4为6LiI(Eu)闪烁体，γ探测器5为7LiI(Eu)闪烁体。所述慢中子探测器4为6Li玻璃闪烁体，γ探测器5为7Li玻璃闪烁体。如图3所示，一种中子个人剂量报警仪，采用探测散射中子与入射中子比值的方法计算中子剂量值，包括本专利技术所述的中子探测装置，与所述探测装置相连接的处理器8，以及分别与处理器8相连接的电源9、显示屏10、LED指示灯11、蜂鸣器12、存储器13、红外传输14和功能键盘15。本专利技术所述中子探测装置的工作原理：探测系统A1用于探测直接入射的慢热中子即入射中子，热中子屏蔽层可用来吸收掉入射的慢热中子；探测系统B2用于探测入射的快中子与人体组织相互作用后，离开人体散射出来的中子即散射中子。散射中子与入射中子的比值与中子能量相关，中子能量又与中子剂量值相关；通过标定，便可由散射中子和入射中子的比值和计数，计算出中子剂量；该剂量值对于全部能量段的入射中子都有较好的响应。探测系统A1和探测系统B2采用γ补偿法实现探测中子。中子辐射场一般都是中子与伽马射线的混合场，而中子探测器均对伽马射线有一定的灵敏度。本专利技术中采取补偿措施消除伽马射线的干扰，具体为采用两个探测器，其中一个为对中子、伽马灵敏的慢中子探测器4，另一个为只对伽马灵敏的γ探测器5，通过两个探测器的计数差值，便可得出中子计数。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中子探测装置，其特征在于：包括探测系统A(1)、探测系统B(2)和热中子屏蔽体(3)；其中探测系统A(1)与探测系统B(2)完全相同；热中子屏蔽体(3)用于吸收入射的热中子，设计成帽子形状；探测系统A(1)置于热中子屏蔽体(3)外侧，用于探测入射的慢中子，探测系统B(2)置于热中子屏蔽体(3)内侧，用于探测人体反射的中子。

【技术特征摘要】
1.一种中子探测装置，其特征在于：包括探测系统A(1)、探测系统B(2)和热中子屏蔽体(3)；其中探测系统A(1)与探测系统B(2)完全相同；热中子屏蔽体(3)用于吸收入射的热中子，设计成帽子形状；探测系统A(1)置于热中子屏蔽体(3)外侧，用于探测入射的慢中子，探测系统B(2)置于热中子屏蔽体(3)内侧，用于探测人体反射的中子。2.如权利要求1所述的一种中子探测装置，其特征在于：所述的热中子屏蔽体(3)的材料选择中子吸收截面大的材料。3.如权利要求1所述的一种中子探测装置，其特征在于：所述探测系统A(1)包括两部分，一部分为慢中子探测器(4)与光电器件(7)相连后被蔽光外壳(6)包裹，另一部分为γ探测器(5)与光电器件(7)相连后被蔽光外壳(6)包裹；两部分的光电器件(7)分别通过输出线与外界连接；所述的慢中子探测器(4)与γ探测器(5)为结构完全相同的正方体，边长为2mm-20mm。4.如权利要求3所述的一种中子探测装置，其特征在于：所述的慢中子探测器(4)，用于探测慢中子，该探测器对中子灵敏，同时也对伽马射线灵敏；所述的γ探测器(5)仅...

【专利技术属性】
技术研发人员：王婷婷，张庆威，林德雨，
申请(专利权)人：中核控制系统工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11