采用闪烁光纤的辐射探测器制造技术

制成了能提高灵敏度与能量特性、扩大了辐射剂量率测定范围并可作长距离传光的辐射探测器。它在能相对于辐射发生光脉冲的闪烁光纤的一端或两端，通过探测出此闪烁光纤内所产生的光脉冲而获得辐射信息的辐射探测器中，将闪烁光纤设置于能同辐射相互作用而释出电子的散射材料之内或其周围。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在辐射管制区域等需要监控的环境中，应用闪烁光纤对辐射的入射位置或是放射线剂量或辐射线剂量率进行探测的辐射探测器。图16是例如在“辐射探测器及其应用”的论文文摘汇编“(平成6年1月26～27日，高能物理研究所)中所示传统的采用了闪烁光纤的辐射探测器的结构框图。图中，标号1为准直的辐射线，2a、2b为由荧光产生的光脉冲，3为闪烁光纤，4a、4b为连接在闪烁光纤3上的两个光接收元件，5a-5b为两个前置放大器，6a、6b为恒定分段鉴别器、7为信号延迟电路，8为时间峰值变换器，9为模数变换器，10为用作辐射分析器的多通道峰值分析器。下面说明有关操作。首先将辐射线1入射到闪烁光纤3上，在闪烁光纤3内产生荧光，将光脉冲2a、2b传送到闪烁光纤的两端。上述两光脉冲2a、2b输入到光接收元件4a、4b中变换为电脉冲信号，通过恒定分段鉴别器6a、6b与信号延迟线路，输入到时间峰值变换器中。这样就把具有与到达各光接收元件4a、4b的各个时间差成比例的峰值的电脉冲，从时间峰值变换器输出，此脉冲则输入模数变换器9中。此外，当辐射线1不只是一条而是有若干条入射到闪烁光纤3上时，即可通过多通道峰值分析器10辨别峰值，弄清辐射线1的入射位置。而能根据计数探测出辐射剂量率。再有，先有的闪烁光纤3仅仅是由遮光用的管子覆盖，由单一的部件形成。在采用上述这种传统的闪烁光纤的辐射探测器中，由于其中的闪烁光纤3是由单一部件构成，当穿透力强的辐射通过这种闪烁光纤时，就会出现相互作用的概率低，检测灵敏度低等问题。同时，由于闪烁光纤本身的传输损耗大，灵敏度以及能量等方面的特性差，使得辐射剂量率的测定范围以及长距离传输等都受到限制。本专利技术的提出即是为了解决上述问题，目的在于制得提高了灵敏度，改进了能量特性，能使辐射剂量率的测定范围扩大并可实现长距离传输的辐射探测器。采用了根据本专利技术第一种结构的闪烁光纤的辐射探测器，是把闪烁光纤设置在通过与辐射的相互作用而释出电子的散射材料中，或是设置于这种散射材料的周围。采用了根据本专利技术第二种结构的闪烁光纤的辐射探测器，是把多根闪烁光纤设置于上述散射材料之中或其周围。采用了根据本专利技术第三种结构的闪烁光纤的辐射探测器，是在上述散射材料中设置沟槽而把闪烁光纤埋入这种沟槽中。采用了根据本专利技术第四种结构的闪烁光纤的辐射探测器，是把闪烁光纤接续到传光损耗比它低的传光用光纤上。采用了根据本专利技术第五种结构的闪烁光纤的辐射探测器，是在将闪烁光纤与传光用光纤接续时，把内径与各光纤外径相等的管套在光纤端面与管套端面一致对合时套盖到各个光纤的端部上，而把内径与上述管套外径相等的接续用管子覆套到前述各个管套上，再对上述各光纤的端面进行接续。采用了根据本专利技术第六种结构的闪烁光纤的辐射探测器，是在闪烁光纤和传光用光纤相接续时，把内径与上述各光纤外径分别相等的管套在相应的光纤端面与相应的管套端面一致对合时套盖到各个光纤的端部上，而把内径与上述管套外径相等的接续用管子覆套到前述各个管套上，再把具有聚光功能的光学元件插入到上述各光纤端面之间以后进行接续。采用了根据本专利技术第七种结构的闪烁光纤的辐射探测器，是把闪烁光纤和传光用光纤接续成的光纤多根分别于长度方向上错开，而设置到成为辐射探测部的闪烁光纤的位置。采用了根据本专利技术第八种结构的闪烁光纤的辐射探测器，是在闪烁光纤与传光用光纤接续成的光纤之中，将散射材料只设置于包含着成为辐射探测部的闪烁光纤这一部分内，而让来自此辐射探测部的光信号由未配置有散射材料的传光用光纤传送。采用了根据本专利技术第九种结构的闪烁光纤的辐射探测器，是由不燃物质构成散射材料而由石英系材料来构成闪烁光纤。采用了根据本专利技术第十种结构的闪烁光纤的辐射探测器，是在散射材料中或在散射材料周围设置配置成螺旋状的闪烁光纤。采用了根据本专利技术第十一种结构的闪烁光纤的辐射探测器，是在散射材料之中或在散射材料周围设置闪烁光纤，而再在此周围卷绕以隔热带。采用了根据本专利技术性质第十二种结构的闪烁光纤的辐射探测器，是把由不同材料组成的散射材料设置在闪烁光纤周围。如上所述，根据本专利技术的第一种结构，由于是把闪烁光纤设置在通过与辐射的相互作用而释出电子的散射材料之中或散射材料周围，就能提高敏感度、能量特性，能扩大辐射剂量率的测定范围和进行长距离传输，同时能以单一的系统在更高的精度下作广范围的环境监控和降低成本。根据本专利技术的第二种结构，由于是在散射材料之中或散射材料周围设置多根闪烁光纤，故能增大对辐射的反应概率，使所发生的光脉冲的光量也增大，进而能提高灵敏度和改善能量特性，扩大辐射剂量率的测定范围和进行长距离传输。根据本专利技术的第三种结构，由于是在通过同辐射相互作用而释出电子的散射材料中设置有沟槽而将闪烁光纤埋设于这种沟槽中，就能使闪烁光纤不受外部压力的影响而可以防止其在铺设之中和之后的损伤与断裂，而得以提高其机械强度。根据本专利技术的第四种结构，由于是把闪烁光纤同传输损耗比它低的传光用光纤相接续，就能把闪烁光纤所发生的光长距离地传送，从而可把光信号传送得更远，监视更广的范围。此外可把探测部和计量部远距离设置，实现远距离测定。根据本专利技术的第五种结构，由于是在将闪烁光纤与传光用光纤接续时，把内经与各光纤外经对应相等的管套在光纤端面与管套端面一致对合时套盖到各个光纤的端部上，而把内径与上述管套外径相等的一根接续用管子覆套到前述各个管套上，再对上述各光纤的端面进行接续，因而能使接续部牢固和小型化，并在把闪烁光纤设置于散射材料之中或其周围时，不受干扰，使机械强度提高。根据本专利技术的第六种结构，由于是在闪烁光纤和传光用光纤相接续时，把内径与各光纤外径分别相等的管套在相应的光纤端面与相应的管套端面一致对合上套盖到各个光纤的端部上，而把内径与上述管套外径相等的接续用管子覆套到前述各个管套上，再把具有聚光功能的光学元件插入到各光纤端面之间以后进行接续，就能降低因闪烁光纤同传光用光纤两者数值孔径不同带来的光损耗，使灵敏度提高、能量特性改善、辐射剂量率的测量范围扩大，可进行长距离传输。根据本专利技术的第七种结构，由于是把多根闪烁光纤和多根传光用光纤分别接续，而把成为辐射探测部的闪烁光纤分别沿长度方向错开构成，故能广范围地设置辐射探测部而能在更广的范围内监控辐射。根据本专利技术的第八种结构，由于是在把散射材料中的闪烁光纤同传输损耗比它低的传光用光纤相接续时，散射材料限于设置在包含着闪烁光纤的散射线探出部之中，使得来自此辐射探测部的光信号是在没有设置散射材料的传光用光纤中传送，从而能够减少因散射材料增加的费用和使制造工艺简化。根据本专利技术的第九种结构，由于是把通过同辐射相互作用而释出电子的散射材料选用了不燃材料，而把石英系材料用于闪烁光纤，故能制造出不易燃的可用于高温环境的辐射探测器。根据本专利技术的第十种结构，由于是把闪烁光纤以螺旋状形式设置于散射材料之中或其周围，就能使探测部对辐射线的入射方向具有均匀的灵敏度。此外，当包含有散射材料的探测部中即使存在有弯曲应力时，也能避免有应力集中于闪烁光纤或传光用光纤的某个位置上，使机械强度提高。根据本专利技术的第十一种结构，由于是把闪烁光纤设在散射材料之中或其周围，并在此周围卷绕有隔热带材，从而能抑制闪烁光纤在热的影响下变形与劣化。根据本专利技术的第十本文档来自技高网...

【技术保护点】
采用闪烁光纤的辐射探测器，特征在于：它在能相对于辐射发生光脉冲的闪烁光纤的一端或两端，通过探测出此闪烁光纤内所产生的上述光脉冲而获得辐射信息的辐射探测器中，将闪烁光纤设置于能同辐射相互作用而释出电子的散射材料之内或其周围。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：冈彻，津高良和，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]