本发明专利技术属于核电维修技术领域，具体涉及一种γ‑β复合探测装置。第一闪烁晶体对β射线的吸收率高于对γ射线的吸收率，使得第一光电倍增管和第一信号处理单元可以根据第一闪烁晶体发出的光线检测β射线，第二闪烁晶体对β射线的吸收率低于对γ射线的吸收率，使得第二光电倍增管和第二信号处理单元可以根据第二闪烁晶体发出的光线检测γ射线，由此实现γ和β射线的复合探测，从而能够辅助判定不同出堆时间燃料组件的破损情况。此外，将第一闪烁晶体作为探测腔室，既有效存储待测气体，又可以使得第一闪烁晶体由内至外更加充分接受待测气体释放的射线的辐照，由此使得γ‑β复合探测装置更加灵敏的探测到待测气体释放的β射线。
【技术实现步骤摘要】
γ-β复合探测装置
本专利技术属于核电维修
，具体涉及一种γ-β复合探测装置。
技术介绍
要实现核燃料组件破损检测最高效的检测方式是检测释放到外部的放射性裂变气体，燃料组件内的裂变物质主要有Xe-133、Kr-85、I-131、Cs-136、Cs-134、CS-137以及这些元素的同位素，其中不易溶于水的气态裂变产物主要是Xe-133和Kr-85及其同位素。Xe-133的γ射线衰变分支比大，探测γ射线能发现明显的能量特征峰，从而判定Xe-133及其放射性活度，但由于半衰期短，针对出堆时间长的燃料组件难以通过测量Xe-133核素来判定破损情况。Kr-85半衰期长，可作为出堆时间长燃料组件破损情况的判定依据，但是Kr-85的γ衰变分支比小，难以通过γ射线探测到明显的能量特征峰，而β射线是连续谱，当有多种放射性物质时难以对放射性物质进行定量定性分析。因此，需要对出堆时间长的核燃料组件的放射性进行有效检测。
技术实现思路
为克服相关技术中存在的问题，提供了一种γ-β复合探测装置。根据本公开实施例的一方面，提供一种γ-β复合探测装置，所述γ-β复合探测装置包括：第一光电倍增管、第二光电倍增管、第一闪烁晶体、第二闪烁晶体、第一信号处理单元、第二信号处理单元；所述第一闪烁晶体内部具有腔室，所述腔室用于存储待测气体，所述第二闪烁晶体的一侧表面紧贴所述第一闪烁晶体的表面；所述第一光电倍增管的入射窗口紧贴所述第一闪烁晶体的表面；所述第二光电倍增管的入射窗口紧贴与所述第二闪烁晶体的另一侧表面；所述第一闪烁晶体在受β和/或γ射线辐照的情况下发光，所述第一闪烁晶体对β射线的吸收率高于对γ射线的吸收率，所述第一光电倍增管根据第一闪烁晶体所发出的光线产生电信号，所述第一信号处理单元与所述第一光电倍增管连接，用于根据所述第一光电倍增管产生的电信号生成用于辨识β射线的图谱；所述第二闪烁晶体在受β和/或γ射线辐照的情况下发光，所述第二闪烁晶体对β射线的吸收率低于对γ射线的吸收率，所述第二光电倍增管根据第二闪烁晶体所发出的光线产生电信号，所述第二信号处理单元与所述第二光电倍增管连接，用于根据所述第二光电倍增管产生的电信号生成用于辨识γ射线的图谱。在一种可能的实现方式中，所述第一闪烁晶体的外壁形状为球体，所述第一闪烁晶体的腔室内壁的形状为球体。在一种可能的实现方式中，所述第一闪烁晶体的外壁形成的球体，与所述第一闪烁晶体的腔室内壁的形成的球体同心。在一种可能的实现方式中，所述第二闪烁晶体的一侧表面为球面，该球面与所述第一闪烁体外壁所形成的球体同心；所述所述第二闪烁晶体的另一侧表面为与二闪烁晶体的一侧表面切面平行的平面。在一种可能的实现方式中，所述第二闪烁晶体的轴向剖面为梯形剖面，该梯形剖面较长的底边位于第二闪烁晶体的一侧表面，该梯形剖面较短的底边位于第二闪烁晶体的另一侧表面。在一种可能的实现方式中，所述第一闪烁晶体包括塑料闪烁体。在一种可能的实现方式中，所述第二闪烁晶体包括碘化钠或溴化镧。在一种可能的实现方式中，所述γ-β复合探测装置：气体处理单元；所述气体处理单元与所述第一闪烁晶体的腔室连通，用于处理输入所述第一闪烁晶体的腔室的气体。在一种可能的实现方式中，所述气体处理单元包括：进气口、过滤器、干燥器、制冷机、离子捕集器以及出气口；所述过滤器与所述进气口连通，用于过滤从进气口输入的气体的固体颗粒、气态碘和气态铯；所述干燥器与所述过滤器连接，用于过滤所述过滤器输出的气体的水蒸气；所述制冷机与所述干燥器连接，用于对所述过干燥器输出的气体降温；所述离子捕集器与所述制冷机连接，用于过滤所述制冷机输出的气体的带电离子；所述出气口的一端与所述离子捕集器连接，所述出气口的另一端与所述腔室连接，所述离子捕集器输出的气体通过所述出气口输入至所述腔室。在一种可能的实现方式中，所述γ-β复合探测装置外侧包裹有铅室。本专利技术的有益效果在于：本公开实施例中，第一闪烁晶体对β射线的吸收率高于对γ射线的吸收率，使得第一光电倍增管和第一信号处理单元可以根据第一闪烁晶体发出的光线检测β射线，第二闪烁晶体对β射线的吸收率低于对γ射线的吸收率，使得第二光电倍增管和第二信号处理单元可以根据第二闪烁晶体发出的光线检测γ射线，由此实现γ和β射线的复合探测，实现定量定性分析Xe-133和Kr-85等放射性气体，从而能够辅助判定不同出堆时间燃料组件的破损情况。此外，将第一闪烁晶体作为探测腔室，既有效存储待测气体，又可以使得第一闪烁晶体由内至外更加充分接受待测气体释放的射线的辐照，由此使得γ-β复合探测装置更加灵敏的探测到待测气体释放的β射线。附图说明图1是根据一示例性实施例示出的一种γ-β复合探测装置的示意图。图2是根据一示例性实施例示出的一种γ-β复合探测装置的框图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。通常来讲，针对出堆时间短的燃料组件，Xe-133气体含量较多，可以通过探测γ射线发现Xe-133的能量特征峰从而分析其放射性活度。由于破损燃料组件中释放核素主要有：Xe-133、Kr-85、I-131、Cs-136、Cs-134、Cs-137以及Xe和Kr的同位素，其余核素大部分为中、短寿期，出堆后约一周内大部分核素都衰变完，Xe和Kr核素的同位素半衰期普遍过短，核燃料组件出堆两个月后基本不存在于组件中，I-131半衰期8.02d、Cs-134半衰期752.63d、Cs-137半衰期为11013d，但以上核素为易溶于水的同位素，一旦燃料组件发生破损，泄露的大部分I-131、Cs-134以及Cs-137会滞留在冷却剂中。所以针对长期存放的燃料组件来看，待检气体中最主要的气态核素是Kr-85。因此，针对出堆时间长的燃料组件，可以探测Kr-85核素，Kr-85的γ衰变分支比只有0.43％，难以探测到明显的特征峰，可以采取探测β射线来对Kr-85进行分析。图1是根据一示例性实施例示出的一种γ-β复合探测装置的示意图。如图1所示，该γ-β复合探测装置可以包括：第一光电倍增管2、第二光电倍增管3、第一闪烁晶体5、第二闪烁晶体4、第一信号处理单元(图中未示出)、第二信号处理单元(图中未示出)；第一闪烁晶体5内部具有腔室6，腔室6用于存储待测气体，第二闪烁晶体4的一侧表面紧贴第一闪烁晶体5的表面，第一闪烁晶体5和第二闪烁晶体4的外形可以例如为长方体、柱体或多面体等任意形状，第一闪烁晶体5的腔体也可以为长方体、柱体或多面体等任意形状，第一闪烁晶体5和第二闪烁晶体4的形状可以相同也可以不同。第一闪烁晶体5可以在受β和/或γ射线辐照的情况下发光，第一闪烁晶体5对β射线的吸收率高于对γ射线的吸收率，例如，第一闪烁晶体的材料可以为塑料闪烁体，该塑料闪烁体对β射线吸收效率比对γ的吸收效率高约100多倍。(本公开实施例对第一闪烁晶体的材料不做限本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种γ-β复合探测装置，其特征在于，所述γ-β复合探测装置包括：第一光电倍增管、第二光电倍增管、第一闪烁晶体、第二闪烁晶体、第一信号处理单元、第二信号处理单元；/n所述第一闪烁晶体内部具有腔室，所述腔室用于存储待测气体，所述第二闪烁晶体的一侧表面紧贴所述第一闪烁晶体的表面；/n所述第一光电倍增管的入射窗口紧贴所述第一闪烁晶体的表面；/n所述第二光电倍增管的入射窗口紧贴与所述第二闪烁晶体的另一侧表面；/n所述第一闪烁晶体在受β和/或γ射线辐照的情况下发光，所述第一闪烁晶体对β射线的吸收率高于对γ射线的吸收率，所述第一光电倍增管根据第一闪烁晶体所发出的光线产生电信号，所述第一信号处理单元与所述第一光电倍增管连接，用于根据所述第一光电倍增管产生的电信号生成用于辨识β射线的图谱；/n所述第二闪烁晶体在受β和/或γ射线辐照的情况下发光，所述第二闪烁晶体对β射线的吸收率低于对γ射线的吸收率，所述第二光电倍增管根据第二闪烁晶体所发出的光线产生电信号，所述第二信号处理单元与所述第二光电倍增管连接，用于根据所述第二光电倍增管产生的电信号生成用于辨识γ射线的图谱。/n
【技术特征摘要】
1.一种γ-β复合探测装置，其特征在于，所述γ-β复合探测装置包括：第一光电倍增管、第二光电倍增管、第一闪烁晶体、第二闪烁晶体、第一信号处理单元、第二信号处理单元；
所述第一闪烁晶体内部具有腔室，所述腔室用于存储待测气体，所述第二闪烁晶体的一侧表面紧贴所述第一闪烁晶体的表面；
所述第一光电倍增管的入射窗口紧贴所述第一闪烁晶体的表面；
所述第二光电倍增管的入射窗口紧贴与所述第二闪烁晶体的另一侧表面；
所述第一闪烁晶体在受β和/或γ射线辐照的情况下发光，所述第一闪烁晶体对β射线的吸收率高于对γ射线的吸收率，所述第一光电倍增管根据第一闪烁晶体所发出的光线产生电信号，所述第一信号处理单元与所述第一光电倍增管连接，用于根据所述第一光电倍增管产生的电信号生成用于辨识β射线的图谱；
所述第二闪烁晶体在受β和/或γ射线辐照的情况下发光，所述第二闪烁晶体对β射线的吸收率低于对γ射线的吸收率，所述第二光电倍增管根据第二闪烁晶体所发出的光线产生电信号，所述第二信号处理单元与所述第二光电倍增管连接，用于根据所述第二光电倍增管产生的电信号生成用于辨识γ射线的图谱。
2.根据权利要求1所述的γ-β复合探测装置，其特征在于，所述第一闪烁晶体的外壁形状为球体，所述第一闪烁晶体的腔室内壁的形状为球体。
3.根据权利要求2所述的γ-β复合探测装置，其特征在于，所述第一闪烁晶体的外壁形成的球体，与所述第一闪烁晶体的腔室内壁的形成的球体同心。
4.根据权利要求2所述的γ-β复合探测装置，其特征在于，所述第二闪烁晶体的一侧表面为球面，该球面与所述第一闪烁体外壁所形成的球体同心；
【专利技术属性】
技术研发人员：龚雪琼，周政，郝庆军，廖昌斌，
申请(专利权)人：中核武汉核电运行技术股份有限公司，核动力运行研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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