高灵敏度放射线探测器及其灵敏度远程快速标定方法技术

本发明专利技术提供一种高灵敏度放射线探测器及其灵敏度远程快速标定方法，测量各个子探测器的坪特性曲线，精确获取子探测器在组合探测器中由于分压造成的信号输出的改变

【技术实现步骤摘要】
高灵敏度放射线探测器及其灵敏度远程快速标定方法


[0001]本专利技术涉及放射线探测器

。

技术介绍

[0002]通常，在反应堆堆外使用放射线探测器实时监测反应堆启堆
、
功率运行
、
停堆以及设计基准事故工况下的反应堆功率，并输出实时功率水平及功率变化率信号用于反应堆保护，对反应堆安全运行具有重要作用
。
在首次启堆等工况下，环境中的放射线辐射场极其微弱，为进行有效的监测，需要大幅提高探测器的灵敏度
。
[0003]在放射线探测领域，经常将多个探测器组合成阵列，构建组合型探测器进行测量，以提高探测范围和探测灵敏度
。
由于各个探测器之间对放射线的遮挡
、
屏蔽效应
、
以及使用并联分压支路对多个探测器施加电压时产生的电压偏差等多种因素的影响，组合式探测器的灵敏度并非单个探测器之和
。
为使组合式探测器的灵敏度能达到较高水平，需要对组合探测器系统进行调试
(
标定
)
，减小各种影响因素
。
[0004]专利文献
CN104820233A
公开了闪烁体阵列结构及应用该闪烁体阵列结构的中子探测器，该文献描述了中子探测器的结构和工作模式，并未说明标定方法
。
[0005]专利文献
CN202210182456.9
公开一种光电探测器阵列的标定方法及其系统，其中对光电探测器阵列的性能进行了标定，并获取了子探测器的响应矩阵，但其对象为光电探测器，且采取的手段为通过阳光进行标定，探测器之间不存在自屏蔽效应以及分压效应
。
[0006]如上所述，现有技术中，将组合探测器作为一个整体，考察整个探测器的总输出，分析组合探测器多个性能参数的总体效应，对于探测器阵列中的各个子探测器的性能参数没有进行精细化分析，无法充分挖掘探测器潜力
。
而且，经过标定一旦发现探测器性能不满足要求，需要重新进行探测器设计，比如修改探测器数目
、
布局等参数，周期长，成本高，效率低
。

技术实现思路

[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种高灵敏度放射线探测器及其灵敏度远程快速标定方法，能够消除分压及屏蔽效应对探测器性能的影响，改善探测性能
。
[0008]本专利技术第一方面提供一种高灵敏度放射线探测器的灵敏度远程快速标定方法，所述探测器包括多个子探测器，每个所述子探测器具有预定设置位置，每个所述子探测器的分压支路连接有可变电阻，
[0009]标定方法包括以下步骤：
[0010]步骤
S1
，在可变电阻的阻值为0的状态下，在放射线辐射场中，依次将每个子探测器单独设置在每个子探测器的预定设置位置，测量每个子探测器的坪曲线的坪区电压范围
U(i,min)
～
U(i,max)
，以及每个子探测器的最佳工作电压
U(i,rec)
对应的信号值
N(i,rec)
，这里
i
＝
1,2,3,
…
M
，
M
为子探测器的数目；
[0011]步骤
S2
，将所有子探测器置于其预定设置位置，对探测器施加电压，测量各个子探
测器的工作电压
U(i,com)
，调整探测器的电压或调节可变电阻的阻值，使各个子探测器的工作电压
U(i,com)
处于其坪区电压范围
U(i,min)
～
U(i,max)
，得到各个子探测器的电压状态
S0(i)
，这里，
S0(i)
＝
N(i,com)/N(i,rec)
×
100
％，
N(i,com)
为第
i
个子探测器在工作电压
U(i,com)
下测得的信号值；
[0012]步骤
S3
，在放射线辐射场中，测量探测器的所有子探测器的输出信号之和
N0(com)
，
N0(com)
满足以下关系式：
[0013]N0(com)
＝
a1·
N(1,com)+a2·
N(2,com)+
……
+a
M
·
N(M,com)
[0014]＝
a1·
S0(1)
·
N(1,rec)+a2·
S0(2)
·
N(2,rec)+
……
+a
M
·
S0(M)
·
N(M,rec)
[0015]其中，
[0016]a
i
表示子探测器之间的相互屏蔽效应对子探测器的信号输出的影响；
[0017]步骤
S4
，依次维持
M
个子探测器中第
i
个子探测器的电压连接，通过将其他
M
‑1个子探测器的分压支路的可变电阻的阻值调至最大值的方式，近似断开其他
M
‑1个子探测器的电压，得到
M
个不同的探测器状态
j
，
j
＝
1,2,3
…
M
，在每个所述探测器状态
j
下，执行步骤
S2
和
S3
，测量所述第
i
个子探测器的电压状态
S
j
(i)
，
j
＝
1,2,3
…
M
，和所述第
i
个子探测器的输出信号
N
j
(com)
，根据该
M
个测量结果，计算得到
a
i
。
[0018]优选地，在步骤
S4
中，在
M
次测量中，每次得到第
i
个子探测器的输出信号
N
j
(com)
，
[0019]N
j
(com)
满足以下关系式：
[0020]N
j
(com)
＝
a
i
·
N(i,com)
[0021]＝
a
i
·
S
j
(i)
·
N(i,rec)
[0022]得到
a
i
＝
N
j
(com)/S
j
(i)
·
N(i,rec)。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高灵敏度放射线探测器的灵敏度远程快速标定方法，所述探测器包括多个子探测器，每个所述子探测器具有预定设置位置，每个所述子探测器的分压支路连接有可变电阻，所述方法的特征在于，包括以下步骤：步骤
S1
，在所述可变电阻的阻值为0的状态下，在放射线辐射场中，依次将每个所述子探测器单独设置在每个子探测器的所述预定设置位置，测量每个子探测器的坪曲线的坪区电压范围
U(i,min)
～
U(i,max)
，以及每个子探测器的最佳工作电压
U(i,rec)
对应的信号值
N(i,rec)
，这里
i
＝
1,2,3,
…
M
，
M
为子探测器的数目；步骤
S2
，将所有所述子探测器置于其所述预定设置位置，对所述探测器施加电压，测量各个子探测器的工作电压
U(i,com)
，调整所述探测器的电压或调节所述可变电阻的阻值，使各个子探测器的工作电压
U(i,com)
处于其坪区电压范围
U(i,min)
～
U(i,max)
，得到各个子探测器的电压状态
S0(i)
，这里，
S0(i)
＝
N(i,com)/N(i,rec)
×
100
％，
N(i,com)
为第
i
个子探测器在工作电压
U(i,com)
下测得的信号值；步骤
S3
，在放射线辐射场中，测量所述探测器的所有子探测器的输出信号之和
N0(com)
，
N0(com)
满足以下关系式：
N0(com)
＝
a1·
N(1,com)+a2·
N(2,com)+
……
+a
M
·
N(M,com)
＝
a1·
S0(1)
·
N(1,rec)+a2·
S0(2)
·
N(2,rec)+
……
+a
M
·
S0(M)
·
N(M,rec)
其中，
a
i
表示子探测器之间的相互屏蔽效应对子探测器的信号输出的影响；步骤
S4
，依次维持
M
个子探测器中第
i
个子探测器的电压连接，通过将其他
M
‑1个子探测器的分压支路的可变电阻的阻值调至最大值的方式，近似断开其他
M
‑1个子探测器的电压，得到
M
个不同的探测器状态
j
，
j
＝
1,2,3
…

【专利技术属性】
技术研发人员：许孟轩，颜岩，曲海涛，谢晶晶，卜江涛，匡红波，张东生，邢璐辉，蔡志洲，郑伟，蔡惟，王志超，张蔚，
申请(专利权)人：上海核工程研究设计院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：