一种闪烁体抗辐照性能实时测量方法及预测方法技术

本发明专利技术具体涉及一种闪烁体抗辐照性能实时测量方法及预测方法，解决现有测量闪烁体抗辐照性能的方法，只能在辐照结束后测量闪烁体整体光输出变化的情况，且测量结果是单个有限点的问题，及每次测量时需要重新组装探测器，并还原测试条件导致测量误差大、经济效益差的技术问题。该闪烁体抗辐照性能实时测量方法，包括以下步骤：A1)搭建闪烁体抗辐照性能实时测量系统；A2)获得探测器输出电流随辐照时间的变化曲线；A3)得到待测闪烁体的相对光输出变化曲线；A4)计算待测闪烁体的相对光输出变化曲线中待测闪烁体的不同辐照时间对应的辐照剂量，获得待测闪烁体相对光输出随辐照剂量的变化曲线，完成待测闪烁体抗辐照性能实时测量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种闪烁体抗辐照性能实时测量方法及预测方法


[0001]本专利技术具体涉及一种闪烁体抗辐照性能实时测量方法及预测方法。

技术介绍

[0002]闪烁体的抗辐照性能主要指经过辐照后闪烁体的性能参数和微观结构变化情况。在辐射探测中，闪烁体的辐照损伤主要表现为光输出下降，而闪烁体的光输出直接影响探测器对射线的灵敏度以及分辨率等指标。因此对于辐射探测器，光输出随辐照剂量的变化是衡量其抗辐照性能的关键性能指标。
[0003]闪烁体抗辐照性能的一般测量方法为：将闪烁体与光电倍增管组成计数型闪烁探测器，用该探测器测量强度较低的标准放射源(钴、铯等)的伽马能谱，记录伽马中的全能峰位置；取出闪烁体置于高强度的钴、铯等标准放射源的照射下辐照至目标辐照剂量，停止辐照后再将闪烁体放置于原闪烁体探测器中，并测量与初始状态相同条件下的伽马能谱，记录此时全能峰位置。将两次测量的全能峰位置进行比较，其变化即反映了闪烁体光输出的变化，也反映了闪烁体的抗辐照性能。重复上述步骤，可以测量不同目标辐照剂量下的闪烁体抗辐照性能。
[0004]综上所述，常规方法存在以下几方面不足：一是只能在辐照结束后测量闪烁体整体光输出变化情况，测量结果是单个有限的点；二是每次测量时需要重新组装探测器，并还原测试条件，从而引入较大测量误差；三是目标辐照剂量较大时，所需辐照的时间较长，同时闪烁体可能被辐照至失效，导致经济效益差。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是解决现有测量闪烁体抗辐照性能的方法，只能在辐照结束后测量闪烁体整体光输出变化的情况，且测量结果是单个有限点的问题，及每次测量时需要重新组装探测器，并还原测试条件导致测量误差大、经济效益差的技术问题，而提供一种闪烁体抗辐照性能实时测量方法及预测方法。
[0006]本专利技术的构思如下：
[0007]本专利技术闪烁体抗辐照性能实时测量方法采用的系统将常规测量中的计数型闪烁探测器替换为具有更大线性动态范围的电流型探测器，在放射源辐照下，利用探测器输出电流与待测闪烁体的相对光输出成正比的原理，实时采集探测器输出电流，进而表征探测器中待测闪烁体的相对光输出变化情况，进而评估待测闪烁体的抗辐照性能。
[0008]本专利技术闪烁体抗辐照性能预测方法中，当目标辐照剂量较低时，可以直接采用本专利技术闪烁体抗辐照性能实时测量方法实时测量，得到从初始时刻至达到目标辐照剂量下的待测闪烁体的相对光输出变化过程。当目标辐照剂量较高时，直接辐照待测闪烁体，会导致待测闪烁体产生不可逆损伤，进而影响其使用，且时间成本较高，因此可以先实验辐照待测闪烁体至低于目标辐照剂量，获取一段待测闪烁体相对光输出随辐照剂量的变化曲线，并对待测闪烁体相对光输出随辐照剂量的变化曲线进行拟合，得到当前条件下待测闪烁体相
对光输出和辐照剂量的关系式；从而计算目标辐照剂量下待测闪烁体的相对光输出，实现待测闪烁体抗辐照性能的预测；本本专利技术闪烁体抗辐照性能预测方法，既能够节约时间又可以防止待测闪烁体因辐照剂量过大而损坏。
[0009]为解决上述技术问题，实现上述专利技术构思本专利技术所采用的技术方案为：
[0010]一种闪烁体抗辐照性能实时测量方法，其特殊之处在于：
[0011]A1)搭建闪烁体抗辐照性能实时测量系统；
[0012]闪烁体抗辐照性能实时测量系统包括放射源、探测器、电流计以及电源；
[0013]探测器包括设置于待测闪烁体发光路线上的光电器件；
[0014]待测闪烁体位于放射源的射线出射路线上；
[0015]光电器件位于待测闪烁体的发光路线上；
[0016]光电器件分别与电流计、电源连接。
[0017]A2)将包含待测闪烁体的探测器置于放射源的射线出射路线上，实时记录探测器在放射源照射下的输出电流，获得探测器输出电流随辐照时间的变化曲线；
[0018]A3)定义探测器在放射源照射下，其初始时刻电流对应的待测闪烁体相对光输出为100％；
[0019]对探测器输出电流随辐照时间的变化曲线进行归一化处理，得到待测闪烁体的相对光输出变化曲线；
[0020]A4)计算待测闪烁体的相对光输出变化曲线中待测闪烁体的不同辐照时间对应的辐照剂量，获得待测闪烁体相对光输出随辐照剂量的变化曲线，完成待测闪烁体抗辐照性能实时测量。
[0021]进一步地，步骤A4)具体为：
[0022]A4.1、利用剂量仪测量得到探测器处的伽马辐照剂量率或根据放射源强度计算探测器位置处的伽马辐照剂量率；
[0023]A4.2、将步骤A4.1中所得的伽马辐照剂量率，乘以待测闪烁体的相对光输出变化曲线中辐照时间，获得各时间待测闪烁体的辐照剂量，进而得到待测闪烁体相对光输出随辐照剂量的变化曲线。
[0024]进一步地，步骤A2)中，所述实时记录探测器在放射源照射下的输出电流具体为：
[0025]采用微弱电流计实时记录探测器在放射源照射下的输出电流。
[0026]进一步地，步骤A3)中，归一化处理具体为：
[0027]采用指数函数进行归一化处理，指数函数的项数与待测闪烁体的辐照缺陷类型数量对应。
[0028]进一步地，步骤A1)中，闪烁体抗辐照性能实时测量系统还包括设置于放射源与探测器之间的准直屏蔽器；准直屏蔽器上设置有孔道，用于放射源的射线准直；
[0029]光电器件通过高压线缆连接电源；
[0030]光电器件通过信号线缆连接电流计。
[0031]进一步地，步骤A1)中，所述放射源为钴源或者铯源；
[0032]待测闪烁体为溴化镧晶体；
[0033]光电探测器为光电管或光电倍增管；
[0034]电流计为微弱电流计。
[0035]同时，本专利技术还另外提供了一种闪烁体抗辐照性能预测方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
[0036]B1)辐照待测闪烁体至低于目标辐照剂量，采用上述的一种闪烁体抗辐照性能实时测量方法，获取待测闪烁体相对光输出随辐照剂量的变化曲线；
[0037]B2)拟合步骤B1)所得的待测闪烁体相对光输出随辐照剂量的变化曲线，得到待测闪烁体相对光输出与辐照时间或辐照剂量的关系式；
[0038]B3)将目标辐照剂量代入步骤B2)所得的关系式中，获得待测闪烁体的相对光输出，实现目标辐照剂量下待测闪烁体抗辐照性能的预测。
[0039]进一步地，步骤B2)中，所述待测闪烁体相对光输出与辐照时间的关系式具体为：
[0040][0041]式中，L(t)为待测闪烁体t辐照时间的相对光输出，L0表示初始时刻电流对应的待测闪烁体相对光输出为100％,L0＝1；a1、a2、τ1、τ2均为待测闪烁体相对光输出与辐照时间的关系式拟合常数；
[0042]或者，待测闪烁体相对光输出与辐照剂量的关系式具体为：
[0043][0044]式中L(D)为待测闪烁体D辐照剂量的相对光输出,a
11
、a
22
、τ
11
、τ<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种闪烁体抗辐照性能实时测量方法，其特征在于，包括以下步骤：A1)搭建闪烁体抗辐照性能实时测量系统；所述闪烁体抗辐照性能实时测量系统包括放射源(1)、探测器(3)、电流计(9)以及电源(8)；所述探测器(3)包括设置于待测闪烁体(4)发光路线上的光电器件(5)；所述待测闪烁体(4)位于放射源(1)的射线出射路线上；所述光电器件(5)位于待测闪烁体(4)的发光路线上；所述光电器件(5)分别与电流计(9)、电源(8)连接；A2)将包含待测闪烁体(4)的探测器(3)置于放射源(1)的射线出射路线上，实时记录探测器(3)在放射源(1)照射下的输出电流，获得探测器(3)输出电流随辐照时间的变化曲线；A3)定义探测器(3)在放射源(1)照射下，其初始时刻电流对应的待测闪烁体(4)相对光输出为100％；对探测器(3)输出电流随辐照时间的变化曲线进行归一化处理，得到待测闪烁体(4)的相对光输出变化曲线；A4)计算待测闪烁体(4)的相对光输出变化曲线中待测闪烁体(4)的不同辐照时间对应的辐照剂量，获得待测闪烁体(4)相对光输出随辐照剂量的变化曲线，完成待测闪烁体(4)抗辐照性能实时测量。2.根据权利要求1所述的一种闪烁体抗辐照性能实时测量方法，其特征在于，步骤A4)具体为：A4.1、利用剂量仪测量得到探测器(3)处的伽马辐照剂量率或根据放射源(1)强度计算探测器(3)位置处的伽马辐照剂量率；A4.2、将步骤A4.1中所得的伽马辐照剂量率，乘以待测闪烁体(4)的相对光输出变化曲线中辐照时间，获得各时间待测闪烁体(4)的辐照剂量，进而得到待测闪烁体(4)相对光输出随辐照剂量的变化曲线。3.根据权利要求2所述的一种闪烁体抗辐照性能实时测量方法，其特征在于，步骤A2)中，所述实时记录探测器(3)在放射源(1)照射下的输出电流具体为：采用微弱电流计(9)实时记录探测器(3)在放射源(1)照射下的输出电流。4.根据权利要求3所述的一种闪烁体抗辐照性能实时测量方法，其特征在于，步骤A3)中，所述归一化处理具体为：采用指数函数进行归一化处理，指数函数的项数与待测闪烁体(4)的辐照缺陷类型数量对应。5.根据权利要求4所述的一种闪烁体抗辐照性能实时测量方法，其特征在于，步骤A1)中，所述闪烁体抗辐照性能实时测量系统还包括设置于放射源(1)与探测器...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢毅，宋朝晖，郝帅，孙薇，李刚，易义成，
申请(专利权)人：西北核技术研究所，
类型：发明
国别省市：