辐射探测器制造技术

一种监测核辐射的方法，包括取一氮杂质浓度小于１５０ｐｐｍ的金刚石辐射传感元件，该传感元件受到核辐射的作用，同时用选定波长或波长范围（最好在紫外或近紫外范围）的光激发传感元件，由该传感元件产生发射光。通常，该传感元件装在光纤的端部，光纤的另一端用来将激发光引至传感元件并将由传感元件产生的发射光引至光电倍增管。本发明专利技术包括实施此法的装置。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及监测核辐射的方法及监控核辐射的传感器和装置。由经过选择的放射源的核辐射治疗诸如癌患者已属公知。为使这种治疗收到最大的效果并使副作用减至最小，重要的在于要监测释放的辐射剂量并确保将这种剂量送至正确的部位。用Co60源的辐射及电子束消毒医用制品以及处理食品以延长其贮存期也都是愈来愈成为公知的了，为使这类处置收到最大的效果，重要的在于要监测加到各制品或包装的辐射剂量，并确保加到包装内所有制品的剂量均在国际公认的限制以内。按照本专利技术，一种监测核辐射的方法包括取一氮杂质浓度小于150PPm的金刚石传感元件;使该传感元件受到核辐射的作用;用选定波长或波长范围的光激发该传感元件;监测由该传感元件产生的发射光。本法最好包括用同一光波导激发传感元件及监测从它所产生的发射光。该光波导可为光纤;传感元件置于光纤的第一端，激发光加在光纤的第二端，所产生的发射光也在光纤的第二端受到监测。光纤的第二端最好有一输入部分和一输出部分，激发光就加到输入部分，所产生的发射光则由输出部分监测。所产生的发射光可穿过一滤光片，该滤光片透过与所产生的发射光相对应的频谱范围的光。通过滤光片的发射光由光电倍增装置得到放大，给出一个与发光强度相对应的电信号，此电信号经处理，得到入射到传感器上的辐射强度的显示。传感元件可用作体内辐射传感器，这种情况下，将其放在受到辐照的位置。传感元件可放到患者体内，或放入人体的开口内。传感器可放在已置于患者体内的第一探针或医用导管中。可将至少一个核辐射源放到第二探针或导管中，第二探针或导管被放在患者体内，靠近第一探针或导管附近。本法还可包括相对于传感元件调整放射源位置，从而得到总照射剂量和剂量特性曲线。在本专利技术的又一实施例中，传感元件可设在被照射的物体上或附在其上。例如，可借助粘附剂将传感器附着在物体上。本法可包括按规定的标准，根据所监测的由传感元件产生的发射光调整所加的核辐射和辐照时间，辐照强度或作用位置的步骤。进而，按照本专利技术的监测核辐射的传感器包括一个选择其氮杂质浓度小于150ppm的金刚石辐射传感元件;一个适于附着或固定到传感元件上的光波导，该光波导有一个可将选定波长或波长范围的光送入以激发传感元件的输入部分和一个可将来自传感元件所产生的发射光引至监测装置的输出部分。光波导最好为光纤，具有固定到或装在传感元件上的连接位置处的第一端和分叉的第二端，形成传感器的输入部分和输出部分。光纤可具有借助诸如胶粘剂或夹紧装置固定到或安装在传感元件上的连接位置处的第一端和分叉的第二端，以形成传感器的输入部分和输出部分。按照本专利技术的又一实施例，监测核辐射的传感器包括一个选择氮杂质浓度小于150ppm的金刚石传感元件;一个不透光的室确定一腔，传感元件就支撑于其中;一个探头，它可与室内的腔相结合，包括至少一个具有输入部分和输出部分的光波导，输入部分可送入选择波长或波长范围的光，以激发传感元件;输出部分可将传感元件所产生的发射光引向监测装置。探头最好至少支承第一光纤，它具有可送入选定波长或波长范围光的输入部分和将光引至传感元件以激发之的输出部分;探头还支承第二光纤，它具有接收由传感元件所产生的发射光的输入部分和将该发射光引向监测装置的输出部分。探头可包括一管状主体，第二光纤就轴向地配置于其中，还有若干个第一光纤围绕并平行于第二光纤而配置，使得来自第一光纤输出部分的光引至所用的传感元件外围的区域。同时，来自传感元件内部区域的发射光由所用的第二光纤内部所接收。不透光室的腔可用一个膜来封闭。当探头与该腔接触时，探头的尖可穿透该膜。不透光室可包括诸如粘附层的紧固装置，以将该室固定在一个表面上。最好选择传感元件氮杂质浓度在10～150ppm之间;最好是在10至60ppm之间。还可选择本传感元件具有0.1至10ppm范围内的硼浓度。进而，按照本专利技术的监测核辐射的装置包括一个如上所述的传感器，一个用以产生选定的波长或波长范围的光的光源，以及可以接收来自该传感器的发射光的监测装置。光源可包括电灯(如水银灯)、发光二极管(LED)或激光装置，它们给出紫外或近紫外范围的强输出。监测装置可包括光电倍增管或者其它光放大装置。光电倍增管可带有滤光片，它透过予先选定的与所期望从传感元件来的发射光相对应的波长范围的光，并截止从光源来的光。最好选择滤光片透过波长在420到550nm之间的光。最好滤光片通过波长在516至536nm之间的光。本监测装置可包括放大装置，用来放大光电倍增装置的输出，还包括处理装置，用来得到入射到传感元件的辐射强度的显示。附图说明图1a、1b和1c是本专利技术装置的一个实施例的示意图;图2a和2b是另一实施例的示意图;图3、4和5是本专利技术辐射传感元件的响应曲线图。用核放射源照射患者的肿瘤存在许多问题。特别是那些辐射必须送到深处部位，而对所加的辐射剂量做体内测量是极为困难的。图1a表示一个辐射传感器，由光纤12端部的一个小金刚石元件10所组成，所示的传感元件10有一平坦的接触面靠近或者邻近光纤的端部，以便在二者之间有良好的光传输。传感元件10的直径一般小于1毫米，光纤12的直径更细。传感元件可以机械地固定或夹在以光纤为基准的位置上，或者可用适当的胶粘剂或接合剂固定。金刚石传感元件具有与热释光探测器用的传感元件相类似的特性。金刚石的氮杂质浓度小于150ppm，而且最好在10到150ppm之间。最佳的氮杂质浓度范围在10至60ppm之间。这种金刚石属于低到中等氮浓度类。比较理想的是，传感元件还包含浓度在0.1到10ppm之间的少量硼杂质，以改善传感器响应的直线性。金刚石传感元件可选择天然金刚石，不过通常为用常规技术制成的金刚石。譬如，传感元件可以是人造金刚石晶体，或者可包含一层用化学汽相淀积(CVD)方法在基底上沉积结晶金刚石或多晶金刚石。后一种情况下，要得到具有易于附在光纤口端部的平面的传感元件，则相对地讲要容易些。光纤的远离传感元件10的一端分叉成为输入部分14和输出部分16。输入部分14与能给出包含紫外辐射输出的水银灯18相连。输出部分16经滤色片22与光电倍增管20相连。光电倍增管20的输出经放大器24连到监测电路26。光纤可能相当长，譬如在25到50厘米之间，并可插入一中空的皮下探针28中，探针具有密封的端部以及大约为1毫米或更小的内径。为将传感器放入患者体内，将探针28插入到选定位置所需深度，然后可将传感器自探针的开口端送入其中。图1b中所表示的第二探针30靠近探针28附近。探针30中插有包含细铝丝或钢丝32的核放射源丝，沿着细丝的长度方向间隔地带有多个放射源34。例如，放射源34可由铱(同位素Ir192)组成，这是β和γ源。每个源34的直径约为0.5毫米，长为几毫米。使用时，在任何时刻都可插入几个带放射源的探针，此如在一个部位处可使用多达18个探针。通常应将源丝以予定的次序插入所选定的探针中。图1c表示图1b结构的变型。在这种结构中，探针30是一样的，但细铝丝或钢丝32的端部带有单独一个放射源34。使用时，将探针30插入患者体内，将若干个带有辐射传感元件10的探针28按予定的排列方式插在它周围。将放射源34完全插入探针30中或插到一个予定的深度，然后定时地分阶段抽出，使其沿着探针30的长度方向上予定的点维本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种监测核辐射的方法，包括：取一个氮杂质浓度小于１５０ｐｐｍ的金刚石传感元件；使该传感元件受到核辐射的作用；用选定波长或波长范围的光激发该传感元件；监测由该传感元件产生的发射光。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：BL琼斯，梁礼祥，S阿赖康姆，RJ凯迪，
申请(专利权)人：德比尔斯工业钻石部门有限公司，
类型：发明
国别省市：ZA[南非]