便携式中子剂量仪制造技术

本发明专利技术涉及核应急救援技术领域，提供一种便携式中子剂量仪，包括用于盛放血液样品的试管、用于测试试管内血液样品的中子剂量的探测单元和屏蔽壳体；探测单元包括探测晶体模块和设置在探测晶体模块下方的光电转换模块；在探测晶体模块的中间设置有用于容置试管的深阱部；探测单元和试管设置在屏蔽壳体的屏蔽腔室中；本发明专利技术实现了简单快捷地通过测量人体血液感生钠

【技术实现步骤摘要】
便携式中子剂量仪


[0001]本专利技术涉及核应急救援
，涉及一种便携式中子剂量仪。

技术介绍

[0002]当人员意外受到中子照射后，人体会受到辐射损伤，其辐射损伤程度与人员受到的中子剂量大小密切相关。中子剂量评估是利用测量方法来量化评估人员受到的中子剂量，能够为核应急医学救援提供重要参考和依据。
[0003]当人员受到中子照射时，中子会与人体内的钠
‑
23元素发生辐射俘获反应而产生钠
‑
24：
[0004]钠
‑
24为放射性核素，会发生β
‑ 衰变并产生特征伽马射线，最强的两条特征伽马射线能量为1369 keV和2754 keV。人体血液遍布全身并不断循环流动与其他体液进行钠元素交换，因此血液中的钠可视为均匀分布，血液中钠
‑
24的活度与人体受到的中子外照射剂量正相关，所以通过对受照射人员血液取样并测量血液样品的钠
‑
24活度，可以对中子外照射剂量进行评估。
[0005]现有技术中，通过对受照射人员的少量血液取样并测量血液样品的钠
‑
24活度存在以下弊端：为了保证获得足够的钠
‑
24特征伽马射线计数，往往需要测量1小时以上；但是，过长的测量时间又会引入环境辐射本底计数的干扰，对中子剂量的探测下限只能达到100 mGy数量级，不能满足对人员进行快速中子剂量评估的需求。
[0006]因此，亟需一种测量效率高的中子剂量仪。

技术实现思路

>[0007]本专利技术提供一种便携式中子剂量仪，满足对人员进行快速中子剂量评估的需求。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供的一种便携式中子剂量仪，包括用于盛放血液样品的试管、用于测试试管内血液样品的中子剂量的探测单元和屏蔽壳体；其中，探测单元包括探测晶体模块和设置在探测晶体模块下方的光电转换模块；在探测晶体模块的中间设置有用于容置试管的深阱部；探测单元和试管设置在屏蔽壳体的屏蔽腔室中。
[0009]进一步，优选的，屏蔽壳体包括内屏蔽层和外屏蔽层，外屏蔽层包裹设置在内屏蔽层的外侧。
[0010]进一步，优选的，内屏蔽层为电解铜件。
[0011]进一步，优选的，外屏蔽层为老铅件。
[0012]进一步，优选的，探测晶体模块为圆柱形的NaI(Tl)晶体，深阱部为自NaI(Tl)晶体的顶面中心挖设形成的圆柱形深阱。
[0013]进一步，优选的， 深阱部的直径为18 mm，深为45mm
ꢀ‑
65 mm。
[0014]进一步，优选的，试管为聚苯乙烯件。
[0015]进一步，优选的，试管的长为80 mm，外直径为16mm
‑
26 mm，壁厚为1 mm，底部为半球形，盛放血液样品体积为10 mL。
[0016]进一步，优选的，内屏蔽层为外直径12 cm，外高31 cm，厚度1cm
‑
2 cm的圆柱形壳体。
[0017]进一步，优选的，外屏蔽层为外直径16 cm，外高35 cm，厚度2 cm
‑
3cm的圆柱形壳体。
[0018]本专利技术的便携式中子剂量仪，是一种通过测量人体血液感生钠
‑
24放射性活度进行中子剂量评估的便携式中子剂量仪，提高了对血液钠
‑
24的探测效率，缩短了测量时间；降低到达辐射探测器的环境本底辐射，减少环境辐射本底对测量结果的干扰，并减少了屏蔽材料本身放射性对测量的干扰，进而达到提高中子剂量测量精度的技术效果。
附图说明
[0019]图1为本专利技术一实施例提供的便携式中子剂量仪的结构示意图；图2为图1的俯视图；其中， 101、试管；102、探测晶体模块；103、内屏蔽层；104、外屏蔽层；105、光电转换模块。
[0020]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0021]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
实施例1
[0022]便携式中子剂量仪包括用于盛放血液样品的试管、用于测试试管内血液样品的中子剂量的探测单元和屏蔽壳体；探测单元包括探测晶体模块和设置在探测晶体模块下方的光电转换模块；在探测晶体模块的中间设置有用于容置试管的深阱部；探测单元和所述试管设置在屏蔽壳体的屏蔽腔室中。屏蔽壳体为包裹设置在探测单元和试管的外侧的壳体。在具体的实施过程中，探测晶体模块可以为碘化钠(铊激活)单晶体、即Nal(TI)，碘化铯(铊激活)单晶体、即Csl(TI)，溴化镧(铈激活)单晶体、即LaBr3(Ce)，锗酸铋单晶体、即BGO，硅酸钇镥单晶体、即LYSO中的任一种，在此不做具体的限定。另外，探测晶体模块可以为圆柱体、六棱柱形和方柱形中的任一种。深阱部为自探测晶体模块的顶面中心挖设形成的圆柱形深阱。
[0023]射线进入晶体后，会使晶体产生荧光，荧光光子被光电转换模块接收，将光信号转换为电信号。一般来说，探测晶体通常会被加工成圆柱形，因为与晶体配合的光电转换模块通常是圆形的，所以传统的晶体封装结构也是基于圆柱形晶体的封装。近年来，随着新型光电转换模块的涌现（比如方形光电倍增管或SiPM），探测晶体的外形已不再局限于圆柱形，比如会设计成方柱形、六棱柱形等各种特殊形状。
实施例2
[0024]图1和图2对便携式中子剂量仪的结构进行了整体描述；其中，图1为本专利技术一实施
例提供的便携式中子剂量仪的结构示意图；图2为图1的俯视图。
[0025]如图1和图2所示，包括用于盛放血液样品的试管101、用于测试试管101内血液样品的中子剂量的探测单元和屏蔽壳体；探测单元包括探测晶体模块102和设置在探测晶体模块102下方的光电转换模块105；在探测晶体模块102的中间设置有用于容置试管101的深阱部；探测单元和试管101设置在屏蔽壳体的屏蔽腔室中。屏蔽壳体包括内屏蔽层103和外屏蔽层104，外屏蔽层104包裹设置在内屏蔽层103的外侧。
[0026]为提高对血液样品钠
‑
24特征伽马射线的探测效率，使用阱形探测器进行血液样品的放射性测量，即将盛放血液样品的试管插入探测器晶体中心的深阱中。探测晶体模块为圆柱形的NaI(Tl)晶体，所述深阱部为自所述NaI(Tl)晶体的顶面中心挖设形成的圆柱形深阱。由于方柱形、六棱柱形等各种特殊形状的探测晶体加工结构不够精细，为了保证测量的准确度，本实施例将探测晶体设置为圆柱体。
[0027]理论上探测晶体模块的晶体越厚，对伽马射线的吸收越多，探测效率越高；血液样品越薄，血液中的伽马射线越不可能被血液自身屏蔽，可以出射到外面的伽马射线越多，这也称为自屏蔽效应。实际测量中，同样容纳相同容量的血液，试管越细则需要试管长度越长，而探测器晶体生长难度随体积增大成几何倍数增长，在本实施例中，试管101的长为80 mm，外直径为18 mm，壁厚为1 mm本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种便携式中子剂量仪，其特征在于，包括用于盛放血液样品的试管、用于测试所述试管内血液样品的中子剂量的探测单元和屏蔽壳体；其中，所述探测单元包括探测晶体模块和设置在所述探测晶体模块下方的光电转换模块；在所述探测晶体模块的中间设置有用于容置所述试管的深阱部；所述探测单元和所述试管设置在所述屏蔽壳体的屏蔽腔室中。2.如权利要求1所述的便携式中子剂量仪，其特征在于，所述屏蔽壳体包括内屏蔽层和外屏蔽层，所述外屏蔽层包裹设置在所述内屏蔽层的外侧。3.如权利要求2所述的便携式中子剂量仪，其特征在于，所述内屏蔽层为电解铜件。4.如权利要求2所述的便携式中子剂量仪，其特征在于，所述外屏蔽层为老铅件。5.如权利要求1所述的便携式中子剂量仪，其特征在于，所述探测晶体模块为圆柱形的NaI(Tl)晶体，所述深阱部为自所述NaI(Tl)晶体的顶面中心挖设形成的圆柱形...

【专利技术属性】
技术研发人员：许旭，张晓敏，袁勇，宁静，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院军事医学研究院，
类型：发明
国别省市：