中子-伽马探测器和数据处理方法技术

本发明专利技术提供一种中子

【技术实现步骤摘要】
中子
‑
伽马探测器和数据处理方法


[0001]本专利技术涉及核辐射测量
，尤其涉及一种中子
‑
伽马探测器和数据处理方法。

技术介绍

[0002]中子
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伽马探测技术广泛应用于核电站、国防、石油测井、军事及核应急领域，在该领域的核设备建造、运行及中子、伽马相关应用中会在周围环境伴随中子辐射和伽马辐射，在某工作场所某些部位中子剂量和伽马剂量占总剂量较高份额，在应用过程中，中子辐射和伽马辐射剂量当量监测必不可少，因此，研制高效、综合性能优异的中子
‑
伽马辐射监测仪对核电、军用设备等的安全运行具有重要意义。
[0003]对于中子
‑
伽马辐射探测器，现有的探测器主要包括便携式中子探测器、中子谱仪、伽马探测器、伽马谱仪等，可覆盖绝大部分中子
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伽马监测所适用的场景，有效的实现中子
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伽马辐射监测。但是由于传统的探测器只能够测量单一射线，需要两台甚至多台探测器才能获取混合辐射场的γ射线和中子辐射，这对野外测量的便携性和功耗都提出了挑战。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种中子
‑
伽马探测器和数据处理方法，用以解决传统的探测器只能够测量单一射线，需要两台甚至多台探测器才能获取混合辐射场的γ射线和中子辐射的问题。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种中子
‑
伽马探测器，所述中子
‑
伽马探测器为一体化设计的探测器，其包括：
[0006]中子探头组件，用于检测中子信号；
[0007]伽马探头组件，用于检测伽马信号；
[0008]信号处理单元，其分别与所述中子探头组件和所述伽马探头组件连接，用于接收所述中子信号和所述伽马信号，并根据所述中子信号和所述伽马信号进行计算处理，以得到对应的中子剂量率值和伽马剂量率值。
[0009]在本专利技术的一实施例中，所述中子探头组件包括第一电路板、3He正比计数管以及中子前放模块，所述3He正比计数管的阳极接在所述中子前放模块上，所述中子前放模块固定在所述第一电路板上，所述中子前放模块还包括第一前置放大器、中子整形电路和中子高压电路。
[0010]在本专利技术的一实施例中，所述中子探头组件还包括慢化体、屏蔽层、以及屏蔽罩；所述慢化体包括第一慢化体和第二慢化体，所述第一慢化体位于所述屏蔽层的外部，所述第二慢化体、所述3He正比计数管、所述屏蔽罩以及所述中子前放模块均位于所述屏蔽层的内部；所述3He正比计数管的阴极固定在所述屏蔽罩上，所述第一电路板位于所述屏蔽罩的内部。
[0011]在本专利技术的一实施例中，所述伽马探头组件包括第二电路板、GM计数管以及伽马
前放模块，所述GM计数管、所述伽马前放模块以及所述信号处理单元均固定在所述第二电路板上。
[0012]在本专利技术的一实施例中，所述伽马前放模块包括第二前置放大器、伽马整形电路、伽马高压电路以及高压控制电路，所述高压控制电路包括一开关，通过所述开关开启高压模式和关断高压模式。
[0013]在本专利技术的一实施例中，所述信号处理单元包括处理器、通信模块以及电源模块，所述处理器用于对所述中子信号和所述伽马信号进行计算处理，以得到对应的中子剂量率值和伽马剂量率值。
[0014]在本专利技术的一实施例中，所述中子
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伽马探测器还包括航插，所述信号处理单元通过所述通信模块与所述航插连接并通过所述航插与外部进行通讯，外部电源通过所述航插对所述中子
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伽马探测器进行供电。
[0015]在本专利技术的一实施例中，所述慢化体由碳化硼或环氧树脂基材料制成，用于将入射的快中子慢化为慢热中子。
[0016]在本专利技术的一实施例中，所述屏蔽层由铅镉合金制成，用于屏蔽部分伽马射线。
[0017]在本专利技术的一实施例中，所述屏蔽罩由铜合金制成，用来屏蔽外部电磁干扰所述第一电路板和隔绝部分辐射。
[0018]在本专利技术的一实施例中，所述航插为4芯航插，其中2芯用于供电，2芯用于通讯。
[0019]在本专利技术的一实施例中，所述第一慢化体的形状为球形，所述第二慢化体的形状为圆柱体，所述屏蔽层的形状为圆柱体。
[0020]第二方面，本专利技术还提供一种数据处理方法，该方法应用于第一方面所述的中子
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伽马探测器，所述方法包括：
[0021]获取中子信号并对所述中子信号进行预处理；
[0022]获取伽马信号并对所述伽马信号进行预处理；
[0023]通过预设算法对所述中子信号和所述伽马信号进行计算处理，以得到对应的中子剂量率值和伽马剂量率值。
[0024]在本专利技术的一实施例中，通过预设算法对所述伽马信号进行计算处理，以得到伽马剂量率值的步骤包括：
[0025]在正常偏压下，所述GM计数管输出一个计数脉冲后，将其工作偏压降低到触发预设阈值下的某个固定电压一段时间，以使所述GM计数管不触发；当重新升压至工作偏压使所述GM计数管正常工作，并记录以此为起点到下一个计数脉冲出现的时间t；
[0026]基于该时间t求得辐射强度R，其中t与R成反比且满足关系式R＝k/t，k为常量本专利技术提供的中子
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伽马探测器和数据处理方法，通过提供中子探头组件、伽马探头组件以及信号处理单元，能够同时获取混合辐射场的γ射线和中子辐射的信号，并经过信号处理单元的计算得到对应的中子剂量率值和伽马剂量率值。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些
附图获得其他的附图。
[0028]图1是本专利技术提供的中子
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伽马探测器的模块框图；
[0029]图2是本专利技术实施例提供的中子
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伽马探测器的功能模块框图；
[0030]图3是本专利技术实施例提供的中子
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伽马探测器的结构示意图；
[0031]图4是本专利技术提供的第二电路板的结构示意图；
[0032]图5是本专利技术提供的数据处理方法的流程示意图。
具体实施方式
[0033]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中子
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伽马探测器，其特征在于，所述中子
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伽马探测器为一体化设计的探测器，其包括：中子探头组件，用于检测中子信号；伽马探头组件，用于检测伽马信号；信号处理单元，其分别与所述中子探头组件和所述伽马探头组件连接，用于接收所述中子信号和所述伽马信号，并根据所述中子信号和所述伽马信号进行计算处理，以得到对应的中子剂量率值和伽马剂量率值。2.根据权利要求1所述的中子
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伽马探测器，其特征在于，所述中子探头组件包括第一电路板、3He正比计数管以及中子前放模块，所述3He正比计数管的阳极接在所述中子前放模块上，所述中子前放模块固定在所述第一电路板上，所述中子前放模块还包括第一前置放大器、中子整形电路和中子高压电路。3.根据权利要求2所述的中子
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伽马探测器，其特征在于，所述中子探头组件还包括慢化体、屏蔽层、以及屏蔽罩；所述慢化体包括第一慢化体和第二慢化体，所述第一慢化体位于所述屏蔽层的外部，所述第二慢化体、所述3He正比计数管、所述屏蔽罩以及所述中子前放模块均位于所述屏蔽层的内部；所述3He正比计数管的阴极固定在所述屏蔽罩上，所述第一电路板位于所述屏蔽罩的内部。4.根据权利要求2所述的中子
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伽马探测器，其特征在于，所述伽马探头组件包括第二电路板、GM计数管以及伽马前放模块，所述GM计数管、所述伽马前放模块以及所述信号处理单元均固定在所述第二电路板上。5.根据权利要求4所述的中子
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伽马探测器，其特征在于，所述伽马前放模块包括第二前置放大器、伽马整形电路、伽马高压电路以及高压控制电路，所述高压控制电路包括一开关，通过所述开关开启高压模式和关断高压模式。6.根据权利要求1所述的中子
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伽马探测器，其特征在于，所述信号处理单元包括处理器、通信模块以及电源模块，所述处理器用于对所述中子信号和所述伽马信号进行计算处理，以得到对应的中子剂量率值和伽马剂量率值。7.根据权利要求6所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘孝成，兰江，尤兴志，蔡庸军，
申请(专利权)人：中船重工安谱湖北仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：